[发明专利]半导体装置与其形成方法

说明书

本公开涉及一种半导体装置与其形成方法，此处公开改善的功函数层与其形成方法。在一实施例中，方法包括形成自基板延伸的半导体鳍状物；沉积介电层于半导体鳍状物上；沉积第一功函数层于介电层上；以及暴露第一功函数层至第一反应气体的介稳态等离子体、生成气体的介稳态等离子体、与第二反应气体的介稳态等离子体，其中第一反应气体与第二反应气体不同。

技术领域

本发明实施例关于半导体装置，更特别关于改良功函数层的方法。

背景技术

半导体装置用于多种电子应用中，比如个人电脑、手机、数码相机、 与其他电子设备。半导体装置的制作方法一般为依序沉积绝缘或介电层、 导电层、与半导体层的材料于半导体基板上，并采用微影图案化多种材料 的层状物以形成电子构件与单元于半导体基板上。

半导体产业持续缩小最小结构尺寸，以持续改善多种电子构件(如晶体 管、二极管、电阻、电容、或类似物)的集成密度，以让更多构件整合至给 定面积中。然而随着最小结构尺寸缩小，亦产生需解决的额外问题。

发明内容

本发明一实施例提供半导体装置的形成方法，包括形成自基板延伸的 半导体鳍状物；沉积介电层于半导体鳍状物上；沉积第一功函数层于介电 层上；以及暴露第一功函数层至第一反应气体的介稳态等离子体、生成气 体的介稳态等离子体、与第二反应气体的介稳态等离子体，其中第一反应 气体与第二反应气体不同。

本发明另一实施例提供半导体装置的形成方法，包括自第一前驱物气 体产生第一等离子体，且第一前驱物气体包括氦气；分离第一等离子体中 的多个介稳态物种与第一等离子体中的多个带电荷物种；混合介稳态物种 与第二前驱物气体，且该第二前驱物气体包括氢气，其中混合第一等离子 体与第二前驱物气体的步骤产生第二等离子体；以及暴露基板上的功函数 层至第二等离子体。

本发明又一实施例提供半导体装置，包括鳍状物，自基板延伸；介电 层，位于鳍状物上；第一功函数层，位于介电层上，第一功函数层包括钨、 氮、与氦，其中第一功函数层的碳原子浓度小于0.1％且非0；第二功函数 层，位于介电层与第一功函数层上，第一区中的第二功函数层接触介电层， 且第二区中的第二功函数层接触第一功函数层；以及栅极，位于第一功函 数层与第二功函数层上。

附图说明

图1是一些实施例中，鳍状场效晶体管的三维图。

图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8A、图8B、图9A、图9B、 图10A、图10B、图10C、图10D、图11A、图11B、图12A、图12B、图 13A、图13B、图14与图15是一些实施例中，形成鳍状场效晶体管的中间 阶段的剖视图。

图16A是一些实施例中，处理鳍状场效晶体管所用的等离子体制造工 具的剖视图。

图16B是一些实施例中，暴露至多种气体流速所产生的等离子体之后 的功函数组成的图表。

图17、图18、图19A、图19B、图19C、图20、图21A、图21B、图 21C、图22A、图22B、图23A与图23B是一些实施例中，形成鳍状场效 晶体管的中间阶段的剖视图。

附图标记说明：

A-A,B-B,C-C：参考剖面

e^-：电子

He*：介稳态的氦

N*：介稳态的氮

W₁,W₂：通道长度

50：基板

50N,50P,300,400：区域

51：分隔线

52：鳍状物