[发明专利]高K金属栅极制程的金属-绝缘体-多晶硅电容器及制造方法

权利要求书

1.一种装置，包含：

金属栅极；

高k介电层，环绕该金属栅极的侧壁而形成；以及

虚设多晶硅栅极，邻近该高k介电层的至少一部分。

2.如权利要求1所述的装置，还包含电容器，该电容器包含作为绝缘体的该高k介电层。

3.如权利要求2所述的装置，其中，该绝缘体在作为一个电极的该多晶硅栅极与作为另一个电极的该金属栅极之间。

4.如权利要求1所述的装置，其中，该电容器具有在5fF/μm²至15fF/μm²的范围中的电容密度。

5.如权利要求1所述的装置，其中，该虚设多晶硅栅极保留在用以形成该金属栅极的取代金属栅极制程中。

6.如权利要求1所述的装置，其中，该虚设多晶硅栅极具有与该衬底平行而为0.03μm至0.06μm的宽度。

7.如权利要求1所述的装置，其中，该金属栅极具有与该衬底平行而为0.03μm至0.06μm的宽度。

8.如权利要求1所述的装置，其中，该高k介电层具有与该衬底平行而为至的宽度。

9.如权利要求1所述的装置，还包含形成在该金属栅极与该高k介电层之间的工作函数金属层。

10.如权利要求9所述的装置，其中，该工作函数金属层是形成作为该电容器的另一个电极的部件。

11.如权利要求9所述的装置，其中，该工作函数金属层具有与该衬底平行而为至的宽度。

12.如权利要求1所述的装置，其中，该晶体管是形成在该衬底上。

13.如权利要求1所述的装置，其中，该晶体管是形成在设置于该衬底内的浅沟槽隔离区域上。

14.如权利要求1所述的装置，其中，该晶体管是形成在互补式金属氧化物半导体装置或鳍式场效应晶体管装置中。

15.一种装置，包含：

多个金属栅极，各自具有环绕其侧壁而形成的高k介电层、以及邻近该高k介电层的至少一部分的虚设多晶硅栅极；以及

多个电容器，各该电容器是形成在一对该金属栅极之间，各该电容器包含作为绝缘体的该高k介电层，其中，该绝缘体是在作为一个电极的该多晶硅栅极与作为另一个电极的该金属栅极之间。

16.一种方法，包含：

在衬底上方形成虚设多晶硅栅极；

在该虚设多晶硅栅极及该衬底上方形成层间介电质；

移除该虚设多晶硅栅极的一部分，以形成沟槽；

在该沟槽中形成高k介电层；以及

在该高k介电层上方以金属填充该沟槽，以作为晶体管的金属栅极。

17.如权利要求16所述的方法，其中，该高k介电层是环绕该金属栅极的侧壁而形成。

18.如权利要求17所述的方法，还包含：

形成具有作为绝缘体的该高k介电层的电容器，该绝缘体在作为一个电极的剩余的该虚设多晶硅栅极与作为另一个电极的该金属栅极之间。

19.如权利要求18所述的方法，还包含：

于以该金属填充该沟槽前，在该高k介电层上方形成α硅层；以及

于在该高k介电层上方沉积该α硅层后退火。

20.如权利要求19所述的方法，还包含：

于该退火后，从该高k介电层移除该α硅层；以及

于该α硅层被移除后及于以该金属填充该沟槽前，在该高k介电层上方形成工作函数金属层。