專利名稱：柵極電極及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種柵極電極及其形成方法。
技術(shù)背景在大規(guī)模集成電路(LSI)中，為了形成低電阻的柵極電極以滿足較高操 作速度的需要，人們開(kāi)發(fā)了大量柵極電極結(jié)構(gòu)，比如，最早采用在柵介質(zhì)層 上形成金屬鋁作為柵極電極，金屬鋁具有較小的電阻，然而，這種金屬柵極 電極在較高溫度范圍內(nèi)具有較低的熱電阻缺點(diǎn)。因此，這種金屬柵極電極不 適合用于自對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，在自對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)中，金屬柵極電極必須在高溫?zé)崽幚碇?前形成。后來(lái)，人們?cè)跂沤橘|(zhì)層上形成摻雜多晶硅(DOPOS )作為硅柵極電極， 這種硅柵極電極具有較小的電阻，這種DOPOS柵極電極可以在制作半導(dǎo)體器 件的工藝中較前期形成，例如，在形成柵介質(zhì)層后直接形成，因此適合于自 對(duì)準(zhǔn)工藝。DOPOS柵極電極具有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以阻止柵介質(zhì)層上的灰塵 之類(lèi)的沾污，然而，DOPOS柵極電極具有較高的方塊電阻，難以獲得低電阻 柵極電極。還有另外一種低電阻柵極電極，采用多晶硅化物結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)中，在 DOPOS薄膜上形成高熔點(diǎn)金屬(難熔金屬)硅化物層，以獲得較低柵極電極。 多晶硅化物柵極電極具有較高的熱電阻，適合自對(duì)準(zhǔn)工藝，而且不會(huì)與柵介 質(zhì)層反應(yīng)等等優(yōu)點(diǎn)，然而，多晶硅化物柵極電極結(jié)構(gòu)也具有高方塊電阻的缺 點(diǎn)，也難以獲得低電阻柵極電極。另外一種柵極電極結(jié)構(gòu)是在DOPOS薄膜上 形成難熔金屬層比如金屬鎢層，這種柵極電極結(jié)構(gòu)與硅柵極電極相比具有較 低的方塊電阻，因此可以提高M(jìn)OS器件的反應(yīng)速度。然而，在這種柵極電極 結(jié)構(gòu)中，難熔金屬層與DOPOS薄膜反應(yīng)生成難熔金屬硅化物，比如WSk,
與多晶硅化物柵結(jié)構(gòu)相類(lèi)似，具有難以進(jìn)一步降低柵極電極電阻的局限。另外，也具有其他比如會(huì)降低DOPOS摻雜濃度和難熔金屬層金屬原子容易擴(kuò)散 問(wèn)題。由于W可以在氮化鴒(WNx)上形成其較低的柵接觸電阻，近年來(lái)成為 阻擋金屬鴒向DOPOS擴(kuò)散的首選材料。但是WNx不穩(wěn)定，當(dāng)溫度升高到800 °C以上后容易分解生成W和N2 ，在后序高溫工藝中，當(dāng)和多晶硅接觸的時(shí)候， 如選擇性生長(zhǎng)氧化硅和進(jìn)行摻雜物激活時(shí)候，W和N從WNx化合物中分離 出來(lái)，擴(kuò)散進(jìn)入多晶硅薄膜。由于Si-N鍵比硅化鴒更穩(wěn)定，首先生成非晶氮 化硅；然后，隨著退火時(shí)間的延長(zhǎng)和退火溫度的升高，氮化硅與W進(jìn)一步反 應(yīng)生成非晶氮硅化鴒(WSiN)起到阻擋W擴(kuò)散作用，但是現(xiàn)有技術(shù)中生成 的氮化硅或WSiN層過(guò)厚，導(dǎo)致形成更高的界面電阻，從而難以進(jìn)一步降低 柵極電極的界面電阻。專利號(hào)為6800543的美國(guó)專利公開(kāi)了 一種在WNx/多晶珪層之間插入一層 化學(xué)氣相沉積(CVD )形成的WSix層。由于W和珪化鵠之間的鍵的比較穩(wěn) 定，可以有效減少非晶WSiN層厚度，從而降低4冊(cè)極電極的界面電阻，但是 采用這種工藝增加了工藝復(fù)雜度以及工藝成本。下面參照附圖1A至1B加以 說(shuō)明，參照?qǐng)D1A,在帶有隔離槽11的半導(dǎo)體襯底IO上形成柵介質(zhì)層12、多 晶硅層13、硅化物層14、氮化鴒層16、金屬鴒層17以及氮化硅層18，其中 所述氮化硅層18為采用現(xiàn)有光刻以及蝕刻工藝圖形化形成作為硬掩模層；所 述硅化物層14為采用化學(xué)氣相沉積(CVD)裝置制備；形成硅化物層14之 后還包括對(duì)石圭化物層14進(jìn)4亍脫氣(outgassing)處理以及對(duì)石圭化物層14表面 進(jìn)行預(yù)處理去除表面自然氧化硅層；然后再形成氮化鎢層16，所述氮化鎢層 16和金屬鴒層17為采用化學(xué)氣相沉積(CVD)或者濺射裝置制備。參照?qǐng)D 1B，以氮化硅層18為硬掩模蝕刻金屬鴒層17、氮化鴒層16、硅化物層14以 及多晶硅層13形成柵極結(jié)構(gòu)；然后對(duì)這些層結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火以恢復(fù)蝕刻多晶硅層13對(duì)柵介質(zhì)層12造成的損傷，在多晶硅層13兩側(cè)形成氧化層20;接著在 柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成側(cè)墻21;在半導(dǎo)體襯底10中在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成源/漏極 19a/19b。上述工藝形成硅化物層14為采用CVD裝置，之后還包括對(duì)硅化物 層14進(jìn)行脫氣(outgassing)處理以及對(duì)硅化物層14表面進(jìn)行預(yù)處理去除表 面氧化硅層，增加了工藝復(fù)雜度以及工藝成本。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中形成柵極電極工藝比較復(fù)雜，工藝成本 較高。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種柵極電極的形成方法，包括提供半 導(dǎo)體村底，在半導(dǎo)體襯底上依次形成柵介質(zhì)層、摻雜多晶硅層、金屬鵠層、 氮化鴒層及難熔金屬層；對(duì)摻雜多晶硅層、金屬鴒層、氮化鴒層在800至1100 。C下進(jìn)行退火步驟，退火后，反應(yīng)生成硅化鎢層、氮硅化鎢層及殘留的氮化 鉤層。所述難熔金屬層為金屬鴒、鉭或者鉬。 所述難熔金屬層為金屬鴒。所述金屬鴒層厚度范圍限定以反應(yīng)形成3至20 nm的硅化鎢為準(zhǔn)。 所述氮化鶇層厚度范圍為5至20nm。 所述難熔金屬層范圍為50nm至100nm。柵極電極的形成進(jìn)一步包括圖形化步驟，圖形化難熔金屬層、氮化鎢層、 金屬鴒層及摻雜多晶硅層形成柵極電極。所述退火步驟包括第一退火和第二退火，所述第一退火為在摻雜多晶硅 層兩側(cè)進(jìn)行氧化，所述第一退火步驟在圖形化步驟之后；所述第二退火為在 半導(dǎo)體襯底中形成源/漏擴(kuò)散區(qū)激活注入離子，所述第二退火在第一退火之后。
所述退火步驟包括第一退火，所述第一退火溫度范圍為800至IIO(TC， 時(shí)間為5至60s,所述第一退火在圖形化步驟之后。所述退火步驟包括第二退火和第三退火，所述第二退火為在摻雜多晶硅 層兩側(cè)進(jìn)行氧化，所述第二退火在第一退火之后；所述第三退火為在半導(dǎo)體 襯底中形成源/漏擴(kuò)散區(qū)激活注入離子，所述第三退火為在第二退火之后。所述退火步驟包括第一退火，所述第一退火在800至1100。C下退火時(shí)間 為5至60s。柵極電極的形成進(jìn)一步包括圖形化步驟，圖形化難熔金屬層、殘留的氮 化鴒層、氮硅化鴒層、硅化鴒層及摻雜多晶硅層，所述第一退火在圖形化步 驟之前。所述退火步驟包括第二退火和第三退火，所述第二退火為在摻雜多晶硅 層兩側(cè)進(jìn)行氧化，所述第二退火在第一退火之后；所述第三退火為在半導(dǎo)體 襯底中形成源/漏擴(kuò)散區(qū)激活注入離子，所述第三退火為在第二退火之后。所述金屬鴒層、氮化鴒層及難熔金屬層采用物理氣相沉積裝置制備。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明通過(guò)在半導(dǎo)體襯底上依 次形成柵介質(zhì)層、摻雜多晶硅層、金屬鵠層、氮化鴒層及難熔金屬層；然后 對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行退火步驟，所述金屬鴒層及氮化鵠層與多晶硅反應(yīng)生成硅 化鴒層、氮硅化鴒層及殘留的氮化鎢層，形成防止W原子擴(kuò)散的氮化鎢阻擋 層以及防止氮化鴒與多晶硅層進(jìn)行反應(yīng)的硅化鴒阻擋層。本發(fā)明通過(guò)在同一個(gè)PVD裝置中先后形成第一金屬W層、氮化鎢層及 難熔金屬層，由于沒(méi)有暴露在空氣中，不需要清洗步驟可以獲得非常清潔的 界面，簡(jiǎn)化了工藝。層進(jìn)行反應(yīng)的硅化鴒阻擋層可以通過(guò)專門(mén)的退火形成，或者在隨后的對(duì)摻雜
多晶硅兩側(cè)進(jìn)行氧化形成側(cè)墻的退火工藝中和在半導(dǎo)體襯底中形成源/漏擴(kuò)散 區(qū)激活注入離子的退火工藝中進(jìn)行。


圖1A至1B是現(xiàn)有技術(shù)的形成柵極電極的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2A至2G是本發(fā)明形成柵極電極的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是在柵介質(zhì)層上形成摻雜多晶硅層、金屬鴒層、氮化鴒層 及難熔金屬層；然后對(duì)多晶硅層、金屬鴒層和氮化鴒層進(jìn)行退火；退火后， 反應(yīng)生成硅化鴒層、氮硅化鴒層及殘留的氮化鴒層。本實(shí)施例中，所述的金 屬鴒層、氮化鴒層及難熔金屬層均為在PVD裝置中制備，也可以采用其他裝 置比如化學(xué)氣相沉積(CVD)等裝置制備，在此不應(yīng)過(guò)多限制本發(fā)明的保護(hù) 范圍；本實(shí)施例中，所述退火為在后續(xù)形成對(duì)摻雜多晶硅兩側(cè)進(jìn)行選擇性氧 化的第一退火工藝中和在半導(dǎo)體襯底中形成源/漏擴(kuò)散區(qū)激活注入離子的第二 退火工藝中進(jìn)行，也可以單獨(dú)對(duì)多晶硅層、金屬鎢層和氮化鴒層進(jìn)行專門(mén)的 第一退火，然后再進(jìn)行形成側(cè)墻的第二退火工藝和形成源/漏擴(kuò)散區(qū)的第三退 火工藝，在此不應(yīng)過(guò)多限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明首先給出一種柵極電極的形成方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，在 半導(dǎo)體襯底上依次形成柵介質(zhì)層、摻雜多晶硅層、金屬鴒層、氮化鴒層及難 熔金屬層；對(duì)摻雜多晶硅層、金屬鎢層及氮化鎢層在800至IIOO'C下進(jìn)行退 火步驟，退火后，所述金屬鎢層及氮化鎢層與多晶硅反應(yīng)生成硅化鎢層、氮 硅化鴒層及殘留的氮化鴒層 參照?qǐng)D2A,提供半導(dǎo)體襯底41，所述半導(dǎo)體襯底41中形成有進(jìn)行有源 區(qū)隔離的隔離槽42;在半導(dǎo)體襯底41上形成柵介質(zhì)層23和摻雜多晶硅層24。 所述形成柵介質(zhì)層23為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)，作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方
式，所述柵介質(zhì)層23為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者其組合構(gòu)成。所述形成摻雜多晶硅層24工藝為在柵介質(zhì)層23上形成多晶硅層，然后對(duì)多晶硅層進(jìn)行離子注入摻雜而形成。然后對(duì)摻雜多晶硅層24表面進(jìn)行清洗，去除摻雜多晶硅層24表面的自然氧化層。參照?qǐng)D2B，在摻雜多晶硅層24上形成金屬鴒層25，形成所述金屬鴒層 25可以采用化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)等裝置制備。所述 金屬鴒層25的限定厚度范圍限定以形成3nm至20nm的WSix為準(zhǔn)。所述金 屬鴒層25的厚度至關(guān)重要，以便在后續(xù)的退火工藝中和摻雜多晶硅層24完 全反應(yīng)生成硅化鴒，同時(shí)硅化鴒層也不能太厚，以免增加?xùn)艠O電阻。作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)化實(shí)施方式，釆用PVD裝置制備金屬鎢層25，制備 的條件為采用金屬鎢作為靶，真空腔內(nèi)氣壓范圍為900至1600 Pa,真空腔 內(nèi)氣氛為Ar,半導(dǎo)體襯底41的溫度為150至250°C ，功率為1400至1600 W, 形成的金屬鎢層25的厚度為30A。參照?qǐng)D2C,在金屬鵠層25上形成氮化鴒層26，所述形成氮化鴒層26可 以采用物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)等裝置制備。所述氮化 鴒層26的厚度范圍為為5至20nm。作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)化實(shí)施方式，采用PVD裝置制備氮化鎢層26,制備 的條件為采用金屬鎢作為靶，真空腔內(nèi)氣壓范圍為900至1600 Pa,真空腔 內(nèi)氣氛為Ar和N2，半導(dǎo)體襯底41的溫度為150至250°C ，功率為700至900 W,形成的氮化鎢層26的厚度為100 A。參照?qǐng)D2D，在氮化鴒層26上形成難熔金屬層27，所述難熔金屬層27為 金屬鴒、鉭或者鉬，所述形成難熔金屬層27可以采用化學(xué)氣相沉積(CVD )、 物理氣相沉積(PVD)等裝置制備。所述難熔金屬層27的厚度范圍為50至 謂亂
作為本發(fā)明的 一個(gè)優(yōu)化實(shí)施方式，所述難熔金屬層27為金屬鎢，采用PVD 裝置制備難熔金屬層27,制備的條件為釆用金屬鴒作為靶，真空腔內(nèi)氣壓 范圍為900至1600 Pa，真空腔內(nèi)氣氛為Ar ，半導(dǎo)體襯底41的溫度為150 至250°C ,功率為1400至1600W,形成的難熔金屬層27的厚度為50nm。參照?qǐng)D2E，在難熔金屬層27上形成氮化硅層28。形成所述氮化硅層28 工藝為在形成氮化石圭層28之前進(jìn)行預(yù)處理清洗難熔金屬層27的表面，采 用CVD裝置形成氮化硅層28，然后在氮化硅層28上形成光刻膠，然后采用 現(xiàn)有光刻工藝定義出柵極形狀，以光刻膠為掩模蝕刻氮化硅層28，去除光刻 膠。參照?qǐng)D2F，圖形化難熔金屬層27、氮化鴒層26、金屬鴒層25及摻雜多 晶硅層24，工藝為以氮化硅層28為硬掩模，采用千法蝕刻技術(shù)，依次蝕刻 難熔金屬層27、氮化鴒層26、金屬鴒層25及摻雜多晶硅層24，形成難熔金 屬層27a、氮化鴒層26a、金屬鎢層25a及摻雜多晶硅層24a構(gòu)成柵極結(jié)構(gòu)， 暴露出柵介質(zhì)層23。在采用等離子干法蝕刻摻雜多晶硅層24工藝中，容易在 柵介質(zhì)層23與多晶硅層24a交界處29造成損傷。參照?qǐng)D2G，對(duì)多晶硅層24a進(jìn)行選擇性熱氧化即第一退火。所述第一退 火溫度范圍為800至IIOO'C，所述第一退火時(shí)間范圍為5至60s，第一退火氣 氛為H2、 H20或N2，退火后，在多晶硅層24a兩側(cè)形成氧化層30保護(hù)柵介 質(zhì)層23和多晶硅層24a，同時(shí)恢復(fù)柵介質(zhì)層23表面的損傷。接著，在柵介質(zhì)層23上，柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成側(cè)墻31,所述形成側(cè)墻31 工藝為在柵介質(zhì)層23上形成介質(zhì)層(未圖示)，所述介質(zhì)層為氧化硅、氮 化硅或者它們的組合，然后蝕刻介質(zhì)層，形成側(cè)墻31。然后，以柵極結(jié)構(gòu)和側(cè)墻31為掩模，向半導(dǎo)體襯底41中進(jìn)行離子注入 形成源/漏擴(kuò)散區(qū)32。
最后，對(duì)源/漏擴(kuò)散區(qū)進(jìn)行第二退火以激活注入的離子，所述第二退火溫度范圍為800至1100'C，所述第二退火時(shí)間范圍為5至60 s,第二退火氣氛 為N2。在本發(fā)明中，在進(jìn)行第一退火和第二退火時(shí)候，金屬鎢層25a首先擴(kuò)散 進(jìn)入摻雜多晶硅層24a發(fā)生固化反應(yīng)，生成硅化鴒層33，然后氮化鴒層26a 中的部分N分解在硅化鴒層33和氮化鴒層27的界面，與珪化鎢中的硅進(jìn)行 結(jié)合，形成薄的氮硅化鴒層34，同時(shí)由于硅化鴒與WN以及多晶硅的界面都 比較穩(wěn)定，會(huì)阻止WN與摻雜多晶硅層之間進(jìn)一步的反應(yīng)，生成的氮硅化鴒 層34同時(shí)可以阻止難熔金屬層27與摻雜多晶硅層24a之間進(jìn)行反應(yīng)，因此 獲得的較薄的大約在2至5nm之間氮硅化鎢層34，小于2nm不能起到阻擋的 作用，大于5nm會(huì)增大柵極電極的電阻。本發(fā)明還可以在形成難熔金屬層27之后對(duì)摻雜多晶硅層24、金屬鎢層 25和氮化鴒層26進(jìn)行專門(mén)的第一退火，采用快速退火設(shè)備，在N2氣氛下， 在800至IIOO'C下，退火后，金屬鴒層25與摻雜多晶硅24之間反應(yīng)生成硅 化鴒層，然后與氮化鴒層26進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)生成氮硅化鴒。然后實(shí)施圖形化 步驟，圖形化形成難熔金屬層27a、殘留的氮化物層26a、氮硅化鴒層34、硅 化鴒層33和摻雜多晶硅層24a，然后對(duì)多晶硅層24a進(jìn)行選擇性熱氧化的第 二退火及對(duì)源/漏擴(kuò)散區(qū)32進(jìn)行第三退火以激活注入的離子。本發(fā)明的退火還可以在形成圖形化步驟之后進(jìn)行，圖形化形成難熔金屬 層、氮化鎢層26a、金屬鎢層25a及摻雜多晶硅層24a構(gòu)成柵極結(jié)構(gòu)之后，進(jìn) 行第一退火，采用快速退火設(shè)備，在N2氣氛下，在800至110(TC下退火，退 火后，金屬鴒層25a與摻雜多晶硅24a之間反應(yīng)生成硅化鎢層，然后與氮化鎢 層26a進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)生成氮硅化鎢。然后再對(duì)摻雜多晶硅層24a進(jìn)行選擇性 氧化的第二退火以及對(duì)源/漏擴(kuò)散區(qū)32進(jìn)行第三退火以激活注入的摻雜離子。雖然本發(fā)明己以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本
領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種柵極電極的形成方法，其特征在于包括提供半導(dǎo)體襯底，在半導(dǎo)體襯底上依次形成柵介質(zhì)層、摻雜多晶硅層、金屬鎢層、氮化鎢層及難熔金屬層；對(duì)摻雜多晶硅層、金屬鎢層、氮化鎢層在800至1100℃下進(jìn)行退火步驟，反應(yīng)生成硅化鎢層、氮硅化鎢層及殘留的氮化鎢層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵極電極的形成方法，其特征在于所述難熔金屬 層為金屬鴒、鉭或者鉬。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的柵極電極的形成方法，其特征在于所述難熔金屬 層為金屬鴒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵極電極的形成方法，其特征在于所述金屬鴒層 厚度范圍限定以反應(yīng)形成3至20 nm的硅化鎢為準(zhǔn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵極電極的形成方法，其特征在于所述氮化鴒層 厚度范圍為5至20 nm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵極電極的形成方法，其特征在于所述難熔金屬 層范圍為50nm至100nm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵極電極的形成方法，其特征在于柵極電極的形 成進(jìn)一步包括圖形化步驟，圖形化難熔金屬層、氮化鵠層、金屬鎢層及摻 雜多晶硅層形成柵極電極，所述圖形化步驟在形成柵介質(zhì)層、摻雜多晶硅 層、金屬鵠層、氮化鎢層及難熔金屬層之后。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的柵極電極的形成方法，其特征在于所述退火步驟 包括第一退火和第二退火，所述第一退火為在摻雜多晶硅層兩側(cè)進(jìn)行氧化， 所述第一退火步驟在圖形化步驟之后；所述第二退火為在半導(dǎo)體襯底中形 成源/漏擴(kuò)散區(qū)激活注入離子，所述第二退火在第一退火步驟之后。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的柵極電極的形成方法，其特征在于所述退火步驟 包括第一退火，所述第一退火在800至1100。C下退火時(shí)間為5至60s,所 述第 一退火在圖形化步驟之后。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的柵極電極的形成方法，其特征在于所述退火步驟 包括第二退火和第三退火，所述第二退火為在摻雜多晶硅層兩側(cè)進(jìn)行氧化， 所述第二退火在第一退火之后；所述第三退火為在半導(dǎo)體襯底中形成源/ 漏擴(kuò)散區(qū)激活注入離子，所述第三退火在第二退火之后。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵極電極的形成方法，其特征在于所述退火步驟 包括第一退火，所述第一退火在800至IIO(TC下退火時(shí)間為5至60s。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的棚-極電極的形成方法，其特征在于柵極電極的形 成進(jìn)一步包括圖形化步驟，圖形化難熔金屬層、殘留的氮化鴒層、氮硅化 鴒層、硅化鴒層及摻雜多晶硅層，所述圖形化步驟在第一退火之后。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的柵極電極的形成方法，其特征在于所述退火步驟 包括第二退火和第三退火，所述第二退火為在摻雜多晶硅層兩側(cè)進(jìn)行氧化， 所述第二退火在第一退火之后；所述第三退火為在半導(dǎo)體襯底中形成源/ 漏擴(kuò)散區(qū)激活注入離子，所述第三退火為在第二退火之后。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵極電極的形成方法，其特征在于所述金屬鎢層、 氮化鴒層及難熔金屬層采用物理氣相沉積裝置制備。
全文摘要
一種柵極電極的形成方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，在半導(dǎo)體襯底上依次形成柵介質(zhì)層、摻雜多晶硅層、金屬鎢層、氮化鎢層及難熔金屬層；對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行退火步驟，退火后，所述金屬鎢層及氮化鎢層與摻雜多晶硅層反應(yīng)生成硅化鎢層、氮硅化鎢層及殘留的氮化鎢層，采用本發(fā)明生成的柵極電極，由于生成的硅化鎢及氮硅化鎢具有較小的厚度，能夠起到阻擋難熔金屬層及氮化鎢與向摻雜多晶硅層擴(kuò)散，同時(shí)形成的柵極電極的界面電阻較小。
文檔編號(hào)H01L21/28GK101211768SQ200610147870
公開(kāi)日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月25日
發(fā)明者向陽(yáng)輝, 荊學(xué)珍 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司