[发明专利]具有在退火的高－k栅介电层上形成的金属栅电极的半导体器件

权利要求书

1.一种方法，包含：

提供衬底；

在所述衬底上形成高-k栅介电层；

在所述高-k栅介电层上形成盖层；

退火所述高-k栅介电层以形成退火的高-k栅介电层；

除去所述盖层以暴露所述退火的高-k栅介电层；和

在所述退火的高-k栅介电层上形成金属层。

2.权利要求1所述的方法，其中所述衬底包含硅、在绝缘体上的 硅、锗、锑化铟、碲化铅、砷化铟、磷化铟、砷化镓或者锑化镓中的 至少一种。

3.权利要求2所述的方法，其中所述衬底包括在第一间隔物和第 二间隔物之间形成的沟槽，并且其中所述高-k栅介电层和所述金属层 至少在所述沟槽之内形成。

4.权利要求1所述的方法，其中所述高-k栅介电层包含氧化铪、 氧化硅铪、氧化镧、氧化锆、氧化硅锆、氧化钽、氧化钛、氧化钛锶 钡、氧化钛钡、氧化钛锶、氧化钇、氧化铝、氧化钽钪铅或者铌酸锌 铅中的至少一种。

5.权利要求4所述的方法，其中所述高-k栅介电层的厚度大于 或等于3埃并且小于或等于60埃。

6.权利要求1所述的方法，其中所述盖层包含多晶硅。

7.权利要求6所述的方法，其中所述盖层的厚度大于或等于100 埃并且小于或等于2000埃。

8.权利要求1所述的方法，其中所述高-k栅介电层的退火在大 于或等于600℃的温度下进行。

9.权利要求1所述的方法，其中所述金属层包含铜、钌、钯、铂、 钴、镍、氧化钌、钨、铝、钛、钽、氮化钛、氮化钽、铪、锆、金属 碳化物或者导电金属氧化物中的至少一种。

10.权利要求3所述方法，还包括使用CMP工艺抛光所述衬底以 在所述沟槽之内形成晶体管栅堆叠。

11.一种方法，包含：

提供衬底；

在所述衬底上形成第一和第二间隔物，其中所述第一和第二间隔 物通过沟槽而被分离；

在所述衬底上沉积共形的高-k栅介电层，其中所述高-k栅介电层 还被沉积在所述沟槽之内并且其中所述高-k栅介电层的厚度大于或 等于3埃并且小于或等于60埃；

在所述高-k栅介电层上沉积盖层，其中所述盖层填充所述沟槽并 且覆盖所述高-k栅介电层，并且其中所述盖层的厚度大于或等于100 埃并且小于或等于2000埃；

在大于或等于600℃的温度下退火所述高-k栅介电层以形成退火 的高-k栅介电层；

蚀刻所述盖层以暴露所述退火的高-k栅介电层；

在所述退火的高-k栅介电层上沉积金属层，其中所述金属层填充 所述沟槽；

除去所述金属层的至少一部分以及所述退火的高-k栅介电层的 至少一部分；

靠近所述第一间隔物形成源区；以及

靠近所述第二间隔物形成漏区。

12.权利要求11所述的方法，其中所述衬底包含硅、在绝缘体上 的硅、锗、锑化铟、碲化铅、砷化铟、磷化铟、砷化镓或者锑化镓中 的至少一种。

13.权利要求11所述的方法，其中所述第一间隔物和所述第二间 隔物包括氮化硅。

14.权利要求11所述的方法，其中所述高-k栅介电层包含氧化 铪、氧化硅铪、氧化镧、氧化锆、氧化硅锆、氧化钽、氧化钛、氧化 钛锶钡、氧化钛钡、氧化钛锶、氧化钇、氧化铝、氧化钽钪铅或者铌 酸锌铅中的至少一种。

15.权利要求11所述的方法，其中所述盖层包含多晶硅。

16.权利要求11所述的方法，其中使用湿式蚀刻工艺进行所述盖 层的蚀刻。