[发明专利]一种金属栅极结构及其制造方法

权利要求书

1.一种金属栅极结构，其特征在于，由内向外包括：金属电极层，包围所述金属电极层的粘结层、第一扩散阻挡层和功函数层；还包括：设于所述第一扩散阻挡层以内的第二扩散阻挡层；其中，所述第二扩散阻挡层为包括一金属层及设于所述金属层以内的一金属氧化物层的复合阻挡层结构，所述金属层的厚度与所述粘结层的厚度的比值为1:2～2:1。

2.根据权利要求1所述的金属栅极结构，其特征在于，所述金属氧化物层材料为所述金属层材料的氧化物。

3.根据权利要求1所述的金属栅极结构，其特征在于，所述金属氧化物层为直接形成于所述金属层内表面上的所述金属层材料的氧化物层。

4.根据权利要求1所述的金属栅极结构，其特征在于，所述金属层和粘结层材料为钛。

5.根据权利要求1所述的金属栅极结构，其特征在于，所述金属电极层材料为铝，所述第一扩散阻挡层材料为氮化钽和氮化钛的复合层材料，所述功函数层材料为氮化钽和氮化钛的复合层材料，或者，所述功函数层材料为氮化钽和钛铝合金的复合层材料。

6.一种金属栅极结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S01，通过常规的金属栅极工艺，在衬底沟槽中沉积形成功函数层；

步骤S02，在功函数层之上，沉积氮化钽和氮化钛，形成第一扩散阻挡层；

步骤S03，在第一扩散阻挡层之上，沉积形成金属层；

步骤S04，在金属层表面上形成金属氧化物层，与金属层共同形成第二扩散阻挡层；

步骤S05，在第二扩散阻挡层之上，沉积形成粘结层，所述金属层的厚度与所述粘结层的厚度的比值为1:2～2:1；

步骤S06，在粘结层之上，沉积金属电极层材料，形成金属栅极。

7.根据权利要求6所述的金属栅极结构的制造方法，其特征在于，步骤S04中，形成金属氧化物层的方法包括：

将衬底直接暴露于空气中，在金属层表面上形成自然氧化层作为金属氧化物层；或者，

将衬底送入物理气相沉积机台配套的脱气预处理工艺腔，通入氧气，形成氧化层作为金属氧化物层；或者，

将衬底送入炉管设备进行表面氧化，形成氧化层作为金属氧化物层。

8.根据权利要求6或7所述的金属栅极结构的制造方法，其特征在于，所述金属层和粘结层材料为钛。

9.根据权利要求6所述的金属栅极结构的制造方法，其特征在于，所述金属电极层材料为铝，所述第一扩散阻挡层材料为氮化钽和氮化钛的复合层材料，所述功函数层材料为氮化钽和氮化钛的复合层材料，或者，所述功函数层材料为氮化钽和钛铝合金的复合层材料。