[发明专利]金属栅极结构及其制作方法

权利要求书

1.一种金属栅极结构，包括：

高介电常数栅极介电层；

底部阻障层，设置于该高介电常数栅极介电层上；

三铝化钛功函数金属层，设置于该底部阻障层上；

顶部阻障层，设置于该三铝化钛功函数金属层上；以及

低阻抗金属层，设置于该顶部阻障层上。

2.如权利要求1所述的金属栅极结构，其中该底部阻障层包括氮化钛。

3.如权利要求1所述的金属栅极结构，其中该底部阻障层包括氮化钛与氮化钽。

4.如权利要求1所述的金属栅极结构，其中该顶部阻障层包括氮化钛或氮氧化钛。

5.如权利要求1所述的金属栅极结构，其中该高介电常数栅极介电层选自氧化铪、硅酸铪氧化合物、硅酸铪氮氧化合物、氧化铝、氧化镧、氧化钽、氧化钇、氧化锆、钛酸锶、硅酸锆氧化合物与锆酸铪所组成的群组。

6.如权利要求1所述的金属栅极结构，其中该低阻抗金属层包括铝。

7.如权利要求1所述的金属栅极结构，其中该高介电常数栅极介电层、该底部阻障层、该三铝化钛功函数金属层与该顶部阻障层的剖面结构具有U型形状。

8.如权利要求1所述的金属栅极结构，其中该三铝化钛功函数金属层与该顶部阻障层的剖面结构具有U型形状。

9.一种金属栅极结构的制作方法，包括：

提供基底，且该基底上依序形成有高介电常数栅极介电层与底部阻障层；

于该基底上形成功函数金属层；以及

对该功函数金属层同位进行热处理。

10.如权利要求9所述的制作方法，其中该功函数金属层包括单层结构或双层结构。

11.如权利要求10所述的制作方法，其中该单层结构包括铝化钛层。

12.如权利要求10所述的制作方法，其中该双层结构包括钛/铝双层结构。

13.如权利要求9所述的制作方法，其中该热处理的实施温度介于400℃至460℃。

14.如权利要求9所述的制作方法，其中该热处理的实施时间介于2分钟至10分钟。

15.如权利要求9所述的制作方法，其中该热处理包括快速热处理、激光尖峰退火处理或热炉管处理。

16.如权利要求9所述的方法，其中该热处理是用以使该功函数金属层进行相变化，而形成三铝化钛功函数金属层。

17.如权利要求9所述的方法，其中形成该功函数金属层的步骤与进行该热处理的步骤同位进行于真空环境中。

18.如权利要求17所述的制作方法，还包括：

于该功函数金属层上再同位形成顶部阻障层；以及

移除该真空环境。

19.如权利要求18所述的制作方法，还包括于该顶部阻障层上形成低阻抗金属层的步骤。

20.如权利要求19所述的制作方法，还包括进行平坦化工艺的步骤，于形成该低阻抗金属层之后进行。