[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

在通过原子层沉积制造钨层的方法中，通过供应含硼气体和稀释气体在衬底上形成位于下面的层上的晶种层，并且通过供应含钨气体而在晶种层上形成钨层。含硼气体的流量与含硼气体和稀释气体的总流量的流量比在从约1/21至1/4的范围内。本发明实施例涉及半导体集成电路，更具体地，涉及具有金属栅极结构的半导体器件及其制造工艺。

技术领域

本发明实施例涉及半导体集成电路，更具体地，涉及具有金属栅极结构的半导体器件及其制造工艺。

背景技术

随着半导体产业进入纳米技术工艺节点以追求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本，来自制造和设计问题的挑战导致具有高k(介电常数)材料的金属栅极结构的使用。通常通过使用栅极替代技术来制造金属栅极结构。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供了一种通过原子层沉积制造钨层的方法，包括：通过供应含硼气体和稀释气体在形成在衬底上的下面的层上形成晶种层；以及通过供应含钨气体在所述晶种层上形成钨层，其中，所述含硼气体的流量与所述含硼气体和所述稀释气体的总流量的流量比率在从1/21至1/4的范围内。

根据本发明的另一实施例，还提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：在衬底上方形成伪栅极结构；在所述伪栅极结构和所述衬底上方形成层间绝缘层；去除所述伪栅极结构，从而使得形成对应于所述伪栅极结构的间隔；在所述间隔中形成栅极介电层；在所述间隔中的所述栅极介电层上形成第一金属层；以及在所述第一金属层上方形成第二金属层，其中：形成所述第二金属层包括：通过供应含硼气体和稀释气体在所述第一金属层上方形成晶种层；通过供应含钨气体在所述晶种层上形成钨层；以及重复形成所述晶种层和形成所述钨层，所述含硼气体的流量与所述含硼气体和所述稀释气体的总流量的流量比率在从1/21至1/4的范围内。

根据本发明的又一实施例，还提供了一种半导体器件，包括场效应晶体管，其中：所述场效应晶体管包括金属栅极结构，所述金属栅极结构包括：栅极介电层；以及钨层，设置在所述栅极介电层上方，所述钨层包括硼，以及所述钨层中的硼的原子浓度在从1％至27％的范围内。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本发明的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。

图1是根据本发明的一个实施例的用于制造半导体FET器件的示例性流程图。

图2A至图9、图11和图12示出根据本发明的一个实施例的用于制造半导体FET器件的各个阶段的示例图。

图10A和10B示出根据本发明的一个实施例的用于ALD(原子层沉积)操作的示例性流程图。

具体实施方式

以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。为了简明和清楚，各个部件可任意地以不同比例绘制。

而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相对术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且在此使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。另外，术语“由...制成”可以意为“包括”或者“由...组成”。