[发明专利]晶体管结构及其制造方法在审

专利信息
申请号: 201910885457.8 申请日: 2019-09-19
公开(公告)号: CN110957358A 公开(公告)日: 2020-04-03
发明(设计)人: 钱德拉谢卡尔·普拉卡什·萨万特;蔡家铭;陈明德;林士琦;张景舜;余典卫 申请(专利权)人: 台湾积体电路制造股份有限公司
主分类号: H01L29/423 分类号: H01L29/423;H01L21/336;H01L29/78
代理公司: 北京德恒律治知识产权代理有限公司 11409 代理人: 章社杲;李伟
地址: 中国台*** 国省代码: 台湾;71
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摘要:
搜索关键词: 晶体管 结构 及其 制造 方法
【说明书】:

发明实施例涉及一种晶体管结构制造方法,包括:在衬底上形成鳍;在鳍上形成栅极介电堆叠件,栅极介电堆叠件包括设置在界面介电层上的高k介电层;将高k介电层浸在氟基气体中;以及在高k介电层上沉积覆盖层。一种晶体管结构,包括:衬底;鳍,位于衬底上;栅极介电堆叠件,位于鳍上,栅极介电堆叠件包括:界面介电层;及高k介电层,位于界面介电层上,高k介电层的氟浓度介于约0.01原子%和约35原子%间;以及一个或多个功函层,位于栅极介电堆叠件上。从而改善晶体管性能。

技术领域

本发明的实施例涉及晶体管结构及其制造方法

背景技术

可以通过调整晶体管的栅极结构内的功函层的厚度来调节晶体管(例如,p型晶体管)的阈值电压。然而,由于调整功函层厚度受限于晶体管之间的间隔的减小,因而缩放晶体管栅极结构(以制造更小的器件)对调整阈值电压带来挑战。

发明内容

根据本发明的实施例,本发明提供一种晶体管结构制造方法,包括:在衬底上形成鳍;在所述鳍上形成栅极介电堆叠件,其中,所述栅极介电堆叠件包括设置在界面介电层上的高k介电层;将所述高k介电层浸在氟基气体中;以及在所述高k介电层上沉积覆盖层。

根据本发明的另一实施例,本发明提供了一种晶体管结构,包括:衬底;鳍,鳍位于所述衬底上;栅极介电堆叠件,栅极介电堆叠件位于所述鳍上,其中,所述栅极介电堆叠件包括界面介电层以及高k介电层,高k介电层位于所述界面介电层上,其中,所述高k介电层的氟浓度介于约0.01原子%和约35原子%之间;该晶体管结构还包括一个或多个功函层,该一个或多个功函层位于所述栅极介电堆叠件上。

根据本发明的又一实施例,本发明提供了一种晶体管结构制造方法,包括:在设置在衬底上的鳍上形成界面电介质;在所述界面电介质上沉积高k介电层;在所述高k介电层上沉积一个或多个功函层;将所述衬底加热至介于约70℃和约950℃之间的温度;以及将所述一个或多个功函层中的至少一个功函层浸在氟基气体中,同时加热所述衬底。

附图说明

当结合附图进行阅读时,从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该指出,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,各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1是根据一些实施例的部分制造的栅极堆叠件的截面图。

图2是根据一些实施例的部分制造的p型晶体管的栅极堆叠件中的功函层的放大视图。

图3A和图3B是根据一些实施例的用于形成栅极堆叠件的方法,该方法包括氟化操作和可选退火操作。

图4是根据一些实施例的部分制造的栅极堆叠件的截面图。

图5是根据一些实施例的氟化操作期间的部分制造的栅极堆叠件的截面图。

图6是根据一些实施例的牺牲阻挡层的形成之后的部分制造的栅极堆叠件的截面图。

图7是根据一些实施例的部分制造的栅极堆叠件的高k介电层和界面介电层中的两个氟分布曲线的二次离子质谱(SIMS)图。

图8是根据一些实施例的阻挡层的氟化操作期间的部分制造的栅极堆叠件的截面图。

图9是根据一些实施例的在阻挡层上形成牺牲阻挡层之后的部分制造的栅极堆叠件的截面图。

图10是根据一些实施例的部分制造的栅极堆叠件的阻挡层、覆盖层、高k介电层和界面介电层中的两个氟分布曲线的二次离子质谱(SIMS)图。

图11是根据一些实施例的在对于一个或多个功函层的氟化操作期间的部分制造的栅极堆叠件的截面图。

图12是根据一些实施例的部分制造的栅极堆叠件的功函堆叠件中的两个氟分布曲线的二次离子质谱(SIMS)图。

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