[发明专利]金属栅极电极和制造方法

权利要求书

1.一种方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底上沉积电介质层；

加热所述衬底和所述电介质层；

冷却所述衬底和所述电介质层；

在所述电介质层上沉积金属层；并且

在所述金属层上沉积硅(Si)盖；其中沉积所述Si盖而无来自所述加热、冷却或者金属沉积工艺的真空破坏。

2.根据权利要求1所述的方法，其中当存在惰性气体时在约150℃-350℃的温度执行所述加热约1-5分钟。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述惰性气体选自于包括气压约为2T-50T的氩(Ar)、氦(He)、氙(Xe)或者氪(Kr)的组。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述冷却工艺将所述衬底和所述电介质层冷却至室温约50℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属层选自于包括氮化钛(TiN_x)、氮化钽(TaN_x)、氮硅化钽(TaSi_xN_y)、碳化钽(TaC_x)、氮化钨(WN_x)、氮化钼(MoN_x)、氮硅化钼(MoSiN_x)、铝化钛(TiAl_x)、氮铝化钛(TiAl_xN_y)、钌(Ru)或者其组合的组。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述Si盖具有约的厚度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述电介质层选自于包括氧化硅(SiO₂)、氮氧化硅(SiO_xN_y)、氧化铪(HfO)、硅酸铪(HfSi_xO_y)、氧化铝(Al₂O₃)或者钛酸锶钡(BSTO)的组。

8.根据权利要求1所述的方法，其中通过存在氩的、Si靶面积在约0.1W/cm²到10W/cm²的溅射功率范围中的物理气相沉积(PVD)溅射来沉积所述Si盖。

9.根据权利要求1所述的方法，其中在相同主结构中的不同室中进行所述加热、冷却、金属沉积和Si盖沉积。

10.根据权利要求1所述的方法，其中在相同室中进行所述金属沉积和Si盖沉积，其中所述室配备有多个靶沉积能力。

11.一种金属栅极电极，包括：

包括衬底的第一层；

包括电介质层的、直接在所述第一层的顶部上的第二层；

包括金属层的、直接在所述第二层的顶部上的第三层；以及

包括硅(Si)盖的、直接在所述第三层的顶部上的第四层；其中沉积所述Si盖而无来自所述金属层的沉积的真空破坏以使所述第三层与第四层之间存在的碳和氧含量最少。

12.根据权利要求11所述的金属栅极电极，其中所述第一层和第二层在存在惰性气体时在约150℃-350℃的温度加热约1-5分钟。

13.根据权利要求12所述的金属栅极电极，其中所述惰性气体选自于包括气压约为2T-50T的氩(Ar)、氦(He)、氙(Xe)或者氪(Kr)的组。

14.根据权利要求11所述的金属栅极电极，其中所述金属沉积和Si盖沉积在相同室中进行，其中所述室配备有多个靶沉积能力。

15.根据权利要求11所述的金属栅极电极，其中所述金属层选自于包括氮化钛(TiN_x)、氮化钽(TaN_x)、氮硅化钽(TaSi_xN_y)、碳化钽(TaC_x)、氮化钨(WN_x)的组。

16.根据权利要求11所述的金属栅极电极，其中所述金属层选自于包括氮化钼(MoN_x)、氮硅化钼(MoSiN_x)、铝化钛(TiAl_x)、氮铝化钛(TiAl_xN_y)、钌(Ru)或者其组合的组。