[发明专利]经由气相沉积调谐P金属功函数膜的功函数

说明书

本公开内容涉及一种在基板上形成具有期望p功函数的p金属功函数氮化物膜的方法，包括：调节基板温度、一或多个时间上分开的气相脉冲的持续时间、钨前驱物与钛前驱物的比率、或反应的压力中的一或多项以将p金属功函数氮化物膜的功函数调谐为期望p功函数；和使基板与钨前驱物、钛前驱物、及反应气体的时间上分开的气相脉冲接触以在所述基板上形成具有期望p功函数的p金属功函数氮化物膜。

技术领域

本公开内容的实施方式一般地涉及半导体制造工艺的领域，尤其是，涉及用于p金属膜的功函数调谐的气相沉积方法。

背景技术

p金属膜在10nm技术节点及其以外的技术节点中的诸如鳍式场效应晶体管(finfield-effect transistor；FinFET)的金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor；MOSFET)中越来越多地使用，然而发明者已经观察到，在该领域中仍有众多挑战。例如，晶体管技术到更先进节点(n10nm)的发展需要在晶体管器件中的低电阻率功函数金属(例如，p金属)的发展。另外，由于在栅极结构中可用的有限空间，阈值电压(Vt)调谐范围由传统膜厚度缩放极大地限制。因此，对于p金属膜的功函数控制，在不改变膜厚度的情况下调谐功函数(诸如多Vt调谐)的能力变得重要。

此外，发明人已经观察到，尽管一些金属氮碳化物膜具有期望的功函数，但这些金属氮碳化物膜可具有高电阻率，这限制金属氮碳化物膜在FinFET装置中作为功函数材料的应用。

据此，发明人已经观察到，对于具有较小尺寸的FinFET装置，在没有厚度缩放的情况下获得期望的p功函数调谐及低电阻率的能力是重要的。

因此，发明人已提供了一种形成一或多个p金属功函数膜和调谐一或多个p金属功函数膜的功函数的方法。

发明内容

本文提供了形成具有期望p功函数的p金属功函数膜的方法。在一些实施方式中，一种用于在基板上形成具有期望p功函数的p金属功函数氮化物膜的方法包括：调节基板温度、一或多个时间上分开的气相脉冲的持续时间、钨前驱物与钛前驱物的比率、或反应压力中的一或多项以将p金属功函数氮化物膜的功函数调谐为期望p功函数；和使基板与时间上分开的气相脉冲的钨前驱物、钛前驱物、及反应气体的时间上分开的气相脉冲接触以在所述基板上形成具有期望p功函数的p金属功函数氮化物膜。

在一些实施方式中，一种在反应中于基板上方形成具有期望p功函数的一或多个p金属功函数膜的方法包括：调节反应的一或多个处理参数以将一或多个p金属功函数氮化物膜的功函数调谐为期望p功函数；和交替及连续地使基板与一或多种金属源化学试剂及一或多种反应气体的时间上分开的气相脉冲接触，以形成具有期望功函数的一或多个p金属功函数氮化物膜。

在一些实施方式中，本公开内容涉及一种其上储存有指令的非暂时性计算机可读取媒体，当执行所述指令时，产生一种在处理腔室中的基板上形成具有期望p功函数的p金属功函数氮化物膜的方法，该方法包含：调节基板温度、一或多个时间上分开的气相脉冲的持续时间、钨前驱物与钛前驱物的比率、或反应压力中的一或多项以将p金属功函数氮化物膜的功函数调谐为期望p功函数；和使基板与钨前驱物、钛前驱物及反应气体的时间上分开的气相脉冲接触，以在所述基板上形成具有期望p功函数的p金属功函数氮化物膜。

下文描述了本公开内容的其他及进一步的实施方式。

附图说明

以上简要概述的、和下文更详细论述的本公开内容的实施方式，可通过参照在附图中描绘的本公开内容的说明性实施方式来理解。然而，附图仅绘示本公开内容的典型实施方式，并且因此不被视为对本发明的范围的限制，因为本公开内容可允许其他等同有效的实施方式。

图1描绘了根据本公开内容的一些实施方式的在基板上形成具有期望功函数的p金属功函数氮化物膜的方法的流程图。