[发明专利]一种双金属栅功函数的调节方法

权利要求书

1.一种双金属栅功函数的调节方法，其主要步骤如下：

步骤1)清洗：在器件隔离形成后，进行界面氧化层形成前的清洗， 先采用常规方法清洗，然后用氢氟酸/异丙醇/水混合溶液在室温下浸泡， 去离子水冲洗，甩干后立即进炉；氢氟酸/异丙醇/水的重量比为0.2-1.5 ％∶0.01-0.10％∶1％；

步骤2)界面层SiOx或SiON的形成：于600-800℃下，20-120秒快 速热退火；

步骤3)高介电常数(K)栅介质薄膜的形成：采用PVD方法，利用磁 控反应溅射工艺交替溅射Hf-La靶和Hf靶淀积形成HfLaON或交替溅射Hf 靶和Si靶淀积形成HfSiON栅介质；改变溅射功率或交替溅射的时间，以 获得不同比例和厚度的高K介质膜。

步骤4)淀积高K介质后快速热退火：于600-1050℃下，4-120秒热 退火；

步骤5)金属栅电极形成：采用PVD方法，利用磁控反应溅射淀积金 属氮化物栅；

步骤6)金属离子注入对金属氮化物栅进行掺杂；

步骤7)刻蚀形成金属栅电极；

步骤8)高温快速热退火：于500-1050℃下，2-30秒热退火；

步骤9)背面欧姆接触形成：采用PVD方法，利用直流溅射工艺在背 面沉积Al-Si膜；

步骤10)合金：380-450℃温度下，在合金炉内N₂中合金退火30-60 分。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中浸泡时间为 2-10分钟。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中界面层SiON采 用先注入氮再快速热退火形成，也可以先快速热退火形成SiOx，再氮化形 成SiON。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中高介电常数栅 介质膜的溅射是在N₂/Ar气氛中进行，通过改变交替溅射Hf-La靶和Hf 靶或Hf靶和Si靶的功率和时间来调控各元素的比例和膜厚。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5中淀积金属氮化 物栅采用在N₂/Ar气氛中反应溅射Ti靶或Ta靶或Mo靶相应分别形成TiN 或TaN或MoN。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6中金属离子注 入对NMOS器件，选择的离子注入元素分别有：Yb或Er或Sr；对PMOS器 件，选择的离子注入元素分别有：Al或Ga或Pt。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤7中TiN或TaN 金属栅电极采用Cl基反应离子刻蚀形成，或采用化学湿法腐蚀形成。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤9背面溅射沉积 的Al-Si膜厚度为60-120纳米。