[发明专利]金属栅极结构及其工艺

权利要求书

1.一种金属栅极结构位于一基底上，该金属栅极结构，包含有：

一栅极介电层位于该基底上；

一金属层位于该栅极介电层上；以及

一具有U型剖面结构的氮化铝钛金属层位于该金属层上。

2.如权利要求1所述的金属栅极结构，其中该金属层包含一铝钛金属层。

3.如权利要求1所述的金属栅极结构，其中该栅极介电层包含一高介电常数介电层。

4.如权利要求3所述的金属栅极结构，其中该栅极介电层还包含一缓冲层，位于该基底与该高介电常数介电层之间。

5.如权利要求1所述的金属栅极结构，其中该金属层具有一U型剖面结构。

6.如权利要求5所述的金属栅极结构，其中该栅极介电层具有一U型剖面结构。

7.如权利要求1所述的金属栅极结构，其中该金属栅极结构还包含一电极层位于该氮化铝钛金属层上。

8.如权利要求1所述的金属栅极结构，其中该金属栅极结构适于作为一NMOS晶体管的金属栅极结构。

9.如权利要求1所述的金属栅极结构，其中该金属栅极结构适于作为一CMOS晶体管中的PMOS晶体管及NMOS晶体管的金属栅极结构。

10.如权利要求9所述的金属栅极结构，其中该CMOS晶体管中的PMOS晶体管的金属栅极结构还包含一氮化钛层位于该栅极介电层以及该金属层之间。

11.一种金属栅极工艺，包含有：

提供一基底；

形成一栅极介电层于该基底上；

形成一铝钛金属层于该栅极介电层上；以及

原位形成一具有U型剖面结构的氮化铝钛金属层于该铝钛金属层上。

12.如权利要求11所述的金属栅极工艺，其中形成该铝钛金属层

包含以物理气相沉积工艺形成。

13.如权利要求12所述的金属栅极工艺，其中该物理气相沉积工艺的靶材包含一铝钛靶材。

14.如权利要求12所述的金属栅极工艺，其中该物理气相沉积工艺的靶材包含一铝靶材及一钛靶材。

15.如权利要求11所述的金属栅极工艺，其中原位形成该氮化铝钛金属层包含通入氮气于该铝钛金属层的表面，以转化该铝钛金属层形成该氮化铝钛金属层。

16.如权利要求12所述的金属栅极工艺，其中形成该铝钛金属层以及形成该氮化铝钛金属层系在同一工艺腔体中。

17.如权利要求11所述的金属栅极工艺，其中在原位形成该氮化铝钛金属层之后，还包含：形成一电极层于该氮化铝钛金属层上。

18.一种金属栅极工艺，包含有：

提供一基底；

形成一栅极介电层于该基底上；

形成一铝钛金属层于该栅极介电层上；以及

进行一等离子体氮化工艺，以将该铝钛金属层的表面转换为一具有U型剖面结构的氮化铝钛金属层。

19.如权利要求18所述的金属栅极工艺，其中该等离子体氮化工艺包含一去耦合等离子体氮化工艺。

20.如权利要求18所述的金属栅极工艺，其中在进行该等离子体氮化工艺之后，还包含：形成一电极层于该氮化铝钛金属层上。