制造半導(dǎo)體器件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明構(gòu)思設(shè)及制造半導(dǎo)體器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近來，經(jīng)常使用金屬柵極來代替多晶娃柵極W改善半導(dǎo)體器件的特性。金屬柵極 可W通過置換金屬柵極工藝制造。典型的置換金屬柵極工藝包括進(jìn)行蝕刻、沉積和拋光操 作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一方面，提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括：在襯底 上形成具有彼此間隔開的第一溝槽和第二溝槽的金屬層間電介質(zhì)層，從而每個(gè)溝槽具有側(cè) 部和底部；沿著第一溝槽的側(cè)部和底部形成第一電介質(zhì)層；沿著第二溝槽的側(cè)部和底部形 成第二電介質(zhì)層；分別在第一電介質(zhì)層和第二電介質(zhì)層上形成第一下導(dǎo)電層和第二下導(dǎo)電 層；分別在第一下導(dǎo)電層和第二下導(dǎo)電層上形成第一覆蓋層和第二覆蓋層；在已經(jīng)形成第 一覆蓋層和第二覆蓋層之后，進(jìn)行熱處理；在進(jìn)行熱處理之后，去除第一覆蓋層和第二覆蓋 層W及第一下導(dǎo)電層和第二下導(dǎo)電層；W及分別在第一電介質(zhì)層和第二電介質(zhì)層上形成第 一金屬柵極結(jié)構(gòu)和第二金屬柵極結(jié)構(gòu)。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括：在 襯底上形成包括溝槽的金屬層間電介質(zhì)層，從而該溝槽具有側(cè)部和底部；沿著溝槽的側(cè)部 和底部形成電介質(zhì)層；在電介質(zhì)層上順序地形成下導(dǎo)電層和覆蓋娃層；在形成覆蓋娃層之 后，進(jìn)行熱處理；在進(jìn)行熱處理之后，去除下導(dǎo)電層和覆蓋娃層；W及在電介質(zhì)層上形成包 括P型功函數(shù)調(diào)整圖案和N型功函數(shù)調(diào)整圖案的金屬柵極結(jié)構(gòu)。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括：在襯 底上形成具有彼此間隔開的第一溝槽和第二溝槽的金屬層間電介質(zhì)層，從而每個(gè)溝槽具有 側(cè)部和底部；沿著第一溝槽的側(cè)部和底部形成第一電介質(zhì)層；沿著第二溝槽的側(cè)部和底部 形成第二電介質(zhì)層；分別在第一和第二電介質(zhì)層上形成第一和第二金屬柵極結(jié)構(gòu)，其中形 成第一金屬柵極結(jié)構(gòu)包括在第一電介質(zhì)層上形成第一TiN層至第一厚度W及直接在第一 TiN層上形成第一N型功函數(shù)調(diào)整層，其中形成第二金屬柵極結(jié)構(gòu)包括：在第二電介質(zhì)層上 形成第二TiN層至不同于第一厚度的第二厚度；直接在第二TiN層上形成第=TiN層至不 同于第二厚度的第=厚度；W及在第=TiN層上形成第二N型功函數(shù)調(diào)整層。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法從形成W 下的結(jié)構(gòu)開始，該結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體襯底、在半導(dǎo)體襯底上的層間電介質(zhì)層W及在半導(dǎo)體襯 底上的娃氧化物的界面層，其中該結(jié)構(gòu)具有穿過層間電介質(zhì)層的至少一個(gè)溝槽，其中所述 至少一個(gè)溝槽的每個(gè)具有側(cè)部和底部，界面層設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上在所述至少一個(gè)溝槽的 底部。隨后，高k電介質(zhì)層共形地形成在所述結(jié)構(gòu)上，使得高k電介質(zhì)層沿著限定每個(gè)所述 至少一個(gè)溝槽的側(cè)部的表面W及沿著界面層延伸；在高k電介質(zhì)層上共形地形成導(dǎo)電層， 使得導(dǎo)電層也沿著限定每個(gè)所述至少一個(gè)溝槽的側(cè)部的表面W及沿著界面層延伸。然后， 通過在導(dǎo)電層上形成覆蓋材料，覆蓋導(dǎo)電層和界面層。接著，熱處理所述結(jié)構(gòu)；W及在熱處 理之后，去除覆蓋材料和導(dǎo)電層。隨后，在每個(gè)溝槽中形成至少一個(gè)功函數(shù)調(diào)整圖案和金屬 柵電極。
【附圖說明】
[0007] 本發(fā)明構(gòu)思的W上和其它的特征W及優(yōu)點(diǎn)將參照W下結(jié)合附圖進(jìn)行的優(yōu)選實(shí)施 方式的詳細(xì)描述而變得更加明顯，在附圖中：
[0008] 圖1、2、3、4、5、6、7、8和9每個(gè)是半導(dǎo)體器件在其制造期間的截面圖，一起示出根 據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的制造半導(dǎo)體器件的方法的第一實(shí)施方式。
[0009] 圖10、11、12、13和14每個(gè)是半導(dǎo)體器件在其制造期間的截面圖，用于示出根據(jù)本 發(fā)明構(gòu)思的制造半導(dǎo)體器件的方法的第二實(shí)施方式。
[0010] 圖15是半導(dǎo)體器件在其制造期間的截面圖，用于示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的制造半 導(dǎo)體器件的方法的第=實(shí)施方式。
[0011] 圖16至19示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的制造半導(dǎo)體器件的方法的第四實(shí)施方式的中間 操作，其中圖16、17和18每個(gè)是透視圖，圖19是沿圖18的線A-A和B-B截取的截面圖。
[0012] 圖20是連接到主機(jī)的包括已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的方法制造的半導(dǎo)體器件的存儲 卡的方框圖。
[0013] 圖21是包括已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思制造的半導(dǎo)體器件的信息處理系統(tǒng)的方框圖。
[0014] 圖22是包括已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思制造的半導(dǎo)體器件的電子裝置的方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 通過參照W下對優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明構(gòu)思的優(yōu)點(diǎn)和特征W及 實(shí)現(xiàn)其的方法可W被更容易地理解。然而，本發(fā)明構(gòu)思可WW許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，而不應(yīng) 被解釋為限于運(yùn)里闡述的實(shí)施方式。而是，提供運(yùn)些實(shí)施方式使得本公開將全面和完整，并 將向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面?zhèn)鬟_(dá)本發(fā)明構(gòu)思的原理，本發(fā)明構(gòu)思將僅由權(quán)利要求限定。相同 的附圖標(biāo)記在整個(gè)說明書中指代相同的元件。
[0016] 運(yùn)里使用的術(shù)語僅是為了描述特定實(shí)施方式的目的，而不意欲限制本發(fā)明構(gòu)思。 如運(yùn)里所用的，單數(shù)形式"一"、"一個(gè)"和"該"也旨在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地 表示。還將理解，當(dāng)在本說明書中使用時(shí)，術(shù)語"包括"和/或"包含"指定所述特征、整數(shù)、 步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元 件、部件和/或其組的存在或添加。
[0017] 將理解，當(dāng)一元件或?qū)颖环Q為在另一元件或?qū)?上"、"沿"另一元件或?qū)友由臁?連 接到"或"聯(lián)接到"另一元件或?qū)訒r(shí)，它可W直接在所述另一元件或?qū)由稀⒅苯釉谒隽硪?元件或?qū)由涎由?、直接連接或聯(lián)接到所述另一元件或?qū)?，或者可W存在居間的元件或?qū)?。?反，當(dāng)一元件被稱為"直接在"另一元件或?qū)?上"、"直接沿"另一元件或?qū)友由?、或者被稱為 "直接連接接到"或"直接聯(lián)接到"另一元件或?qū)訒r(shí)，則沒有居間的元件或?qū)哟嬖?。如運(yùn)里所 用的，術(shù)語"和/或"包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列舉項(xiàng)目的任意和所有組合。
[0018] 將理解，盡管運(yùn)里可W使用術(shù)語第一、第二等來描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/ 或部分，但是運(yùn)些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受運(yùn)些術(shù)語限制。運(yùn)些術(shù)語僅用于將 一個(gè)元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一區(qū)域、層或部分區(qū)別開。因而，W下討論的第一元件、 部件、區(qū)域、層或部分可W被稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或部分，而沒有背離本發(fā)明構(gòu)思 的教導(dǎo)。
[0019] 為了便于描述，運(yùn)里可W使用空間關(guān)系術(shù)語諸如"在……下面"、"在……W下"、 "下"、"在……之下"、"在……上方"、"上"等來描述一個(gè)元件或特征與另一個(gè)（些）元件或特 征的如附圖所示的關(guān)系。將理解，空間關(guān)系術(shù)語旨在涵蓋除了附圖所示的取向之外器件在 使用或操作中的不同取向。例如，如果附圖中的器件被翻轉(zhuǎn)，則被描述為在其它元件或特征 下"或"下面"的元件將會取向?yàn)樵谄渌蛱卣?之上"。因而，示范性術(shù)語"在…… 下面"能夠涵蓋之上和之下兩種取向。器件可W另外地取向（旋轉(zhuǎn)90度或在其它取向）， 運(yùn)里使用的空間關(guān)系描述語被相應(yīng)地解釋。
[0020] 運(yùn)里參照截面圖描述了實(shí)施方式，運(yùn)些截面圖是理想化的實(shí)施方式（和中間結(jié) 構(gòu)）的示意圖示。因而，由例如制造技術(shù)和/或公差引起的圖示形狀的偏離是可預(yù)期的。因 此，運(yùn)些實(shí)施方式不應(yīng)被解釋為限于運(yùn)里示出的區(qū)域的特定形狀，而是將包括例如由制造 引起的形狀偏差。例如，被示出為矩形的注入?yún)^(qū)將通常具有在其邊緣處的圓化或彎曲的特 征和/或注入濃度的梯度，而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元變化。類似地，通過注入形成 的埋入?yún)^(qū)可W導(dǎo)致在埋入?yún)^(qū)與通過其發(fā)生注入的表面之間的區(qū)域中的一些注入。因此，附 圖中示出的區(qū)域在本質(zhì)上是示意性的，它們的形狀不旨在示出器件的區(qū)域的實(shí)際形狀，并 且不旨在限制本發(fā)明構(gòu)思的范圍。
[0021] 除非另外地限定，運(yùn)里使用的所有術(shù)語（包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語）都具有與本 發(fā)明構(gòu)思所屬的領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。還將理解的是，術(shù)語（諸 如在通用字典中限定的那些）應(yīng)被解釋為具有與它們在相關(guān)領(lǐng)域的背景中和本說明書中 的含義一致的含義，而不應(yīng)被解釋為理想化或過度形式化的含義，除非運(yùn)里明確地如此限 定。
[0022] 在下文，將參照圖1至圖9描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的制造半導(dǎo)體器件的方法的第一 實(shí)施方式。但是，注意，在圖1至圖9中，為了簡化起見，沒有示出源/漏區(qū)、器件隔離層諸 如淺溝槽隔離（STI)W及犧牲柵側(cè)壁。
[0023] 參照圖1，襯底100可W包括第一區(qū)域I和第二區(qū)域II。第一區(qū)域I和第二區(qū)域 II可W彼此間隔開或可W彼此郵連。
[0024] 第一區(qū)域I可W是NMOS區(qū)域，第二區(qū)域II可W是PMOS區(qū)域。 陽0巧]襯底100可W是體娃化U化silicon)或絕緣體上娃（SOI)。襯底100可W是純娃 襯底或可W包含其它材料諸如錯(cuò)、娃錯(cuò)、錬化銅、蹄化鉛、神化銅、憐化銅、神化嫁W及錬化 嫁，但是襯底不限于運(yùn)些示例。
[00%] 第一虛設(shè)柵極電介質(zhì)層212和第一虛設(shè)柵極217形成在襯底100的第一區(qū)域I上。 第二虛設(shè)柵極電介質(zhì)層312和第二虛設(shè)柵極317形成在襯底100的第二區(qū)域II上。第一 虛設(shè)柵極電介質(zhì)層212設(shè)置在襯底100和第一虛設(shè)柵極217之間，第二虛設(shè)柵極電介質(zhì)層 312設(shè)置在襯底100和第二