[发明专利]具有改进的高-k栅极电介质和金属栅极界面的栅极结构

权利要求书

1.一种半导体器件栅极的制造方法，包括：

在半导体衬底上形成栅极电介质层；

在栅极电介质层上形成界面层；

在界面层上形成功函数金属层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中界面层使用原子层沉积过程形成。

3.根据权利要求1所述的方法，其中界面层包含铪和氮。

4.根据权利要求1所述的方法，其中栅极电介质层的形成是在第一原子层沉积(ALD)平台上执行的，并且至少一部分界面层的形成是在第一ALD平台上执行的；优选地，整个界面层是在第一ALD平台上执行的；并且其中功函数金属形成于第二ALD平台。

5.根据权利要求1所述的方法，其中界面层的形成包括原子层沉积(ALD)过程，其包括提供包含HfCl₄的第一脉冲和包含NH₃的第二脉冲，并且其中界面层的形成包括第一和第二脉冲的一到三次循环。

6.根据权利要求1所述的方法，其中栅极电介质和界面层的形成在真空环境中进行，并且真空环境在形成栅极电介质和界面层之间不被破坏。

7.一种半导体器件，包括：

衬底；

配置在衬底上的栅极电介质层，其中栅极电介质层包括高-k电介质；

配置在栅极电介质层上的界面层；以及

配置在界面层上的金属栅极电极。

8.根据权利要求7所述的半导体器件，其中栅极电介质层包含铪和氧。

9.根据权利要求7所述的半导体器件，其中界面层包含铪和氮。

10.根据权利要求7所述的半导体器件，其中金属栅极电极包含TiN。

11.根据权利要求7所述的半导体器件，其中界面层厚度小于大约6埃。

12.一种方法，包括：

提供半导体衬底；

在衬底上形成界面氧化层；

在第一平台上使用第一原子层沉积(ALD)过程形成栅极电介质层；以及

执行第二ALD过程，其中所述第二ALD过程的至少一部分是在第一平台上执行的，并且其中第二ALD过程包括包含铪的第一脉冲和包含氮的第二脉冲。

13.根据权利要求12所述的方法，其中第一ALD过程包括第三脉冲和第四脉冲，其中，第三脉冲包含铪，第四脉冲包含氧，并且执行第三ALD过程，其中所述ALD过程包括第五脉冲和第六脉冲，其中第五脉冲包含钛，第六脉冲包含氮。

14.根据权利要求12所述的方法，其中第二ALD过程提供一个包含铪、氮和钛(Hf-N-Ti)的界面。

15.根据权利要求12所述的方法，其中第一ALD过程和第二ALD过程的至少一部分是在不破坏过程之间的真空的条件下进行的。