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MOS晶體管及其形成方法與流程

文檔序號(hào):12612459閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種MOS晶體管的形成方法,其特征在于,包括:

提供半導(dǎo)體襯底,所述半導(dǎo)體襯底表面具有層間介質(zhì)層,所述層間介質(zhì)層內(nèi)具有貫穿所述層間介質(zhì)層厚度的開口;

形成覆蓋所述開口底部和側(cè)壁的柵介質(zhì)層;

形成覆蓋所述柵介質(zhì)層表面的第一功函數(shù)層;

對(duì)所述第一功函數(shù)層進(jìn)行第一離子注入,使得所述第一功函數(shù)層轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙瘮?shù)層;

形成覆蓋所述第二功函數(shù)層表面的柵電極層,所述柵電極層與所述層間介質(zhì)層表面齊平。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的形成方法,其特征在于,所述第二功函數(shù)層具有固定的功函數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的形成方法,其特征在于,所述MOS晶體管為PMOS晶體管,所述第一功函數(shù)層的材料為TiN。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的形成方法,其特征在于,所述MOS晶體管為NMOS晶體管,所述第一功函數(shù)層的材料為TiAl。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的MOS晶體管的形成方法,其特征在于,采用原子層沉積形成所述第一功函數(shù)層,前驅(qū)反應(yīng)物為氯化鈦和氨氣。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的MOS晶體管的形成方法,其特征在于,對(duì)第一功函數(shù)層進(jìn)行第一離子注入采用的離子為硅離子,注入能量為0.5KeV~3KeV,注入劑量為1E15atom/cm2~5E18atom/cm2,注入角度為7度~20度。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MOS晶體管的形成方法,其特征在于,采用原子層沉積形成所述第一功函數(shù)層,前驅(qū)反應(yīng)物為氯化鈦和三甲基鋁。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MOS晶體管的形成方法,其特征在于,對(duì)第一功函數(shù)層進(jìn)行第一離子注入采用的離子為碳離子,注入能量為0.3KeV~2.5KeV,注入劑量為1E15atom/cm2~5E18atom/cm2,注入角度為7度~20度。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的形成方法,其特征在于,所述第二功函數(shù)層的厚度為10?!?0埃。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的形成方法,其特征在于,所述MOS晶體管為PMOS晶體管,所述第二功函數(shù)層的材料為TiSiN。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的形成方法,其特征在于,所述MOS晶體管為NMOS晶體管,所述第二功函數(shù)層的材料為TiCAl。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的形成方法,其特征在于,還包括:在形成所述柵介質(zhì)層之前,形成覆蓋所述開口底部和側(cè)壁的界面層。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的MOS晶體管的形成方法,其特征在于,所述界面層的材料為氧化硅。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的形成方法,其特征在于,還包括:在形成所述柵電極層之前,形成覆蓋所述第二功函數(shù)層的阻擋層。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的MOS晶體管的形成方法,其特征在于,所述阻擋層的材料為TiN、TaC、TaN、HfN或ZrN。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的形成方法,其特征在于,所述柵介質(zhì)層為高K柵介質(zhì)層,所述高K柵介質(zhì)層的材料為HfO2、HfSiO、HfSiON、HfTaO、HfZrO、Al2O3或ZrO2。

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的形成方法,其特征在于,所述柵電極層為金屬柵電極層,所述金屬柵電極層的材料為Ti、TiW、TiN、Ti、W、Mo或Ru。

18.根據(jù)權(quán)利要求1至17任意一項(xiàng)形成的MOS晶體管,其特征在于,包括:半導(dǎo)體襯底;位于所述半導(dǎo)體襯底表面的層間介質(zhì)層;位于所述層間介質(zhì)層內(nèi)并貫穿層間介質(zhì)層厚度的開口;覆蓋所述開口底部和側(cè)壁的柵介質(zhì)層;覆蓋所述柵介質(zhì)層表面的第二功函數(shù)層,所述第二功函數(shù)層具有固定的功函數(shù);覆蓋所述第二功函數(shù)層表面的柵電極層,所述柵電極層與所述層間介質(zhì)層表面齊平。

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