公开(公告)号：US20130217221A1

公开(公告)日：2013-08-22

申请号：US13398991

申请日：2012-02-17

申请人： Chris M. PRINDLE ,  Klaus Hempel ,  Andy C. Wei

发明人： Chris M. PRINDLE ,  Klaus Hempel ,  Andy C. Wei

IPC分类号： H01L21/28

CPC分类号： H01L21/28114 ,  H01L21/32131 ,  H01L21/32134 ,  H01L21/32135 ,  H01L29/42376 ,  H01L29/51 ,  H01L29/66545

摘要： Semiconductor devices are formed with a gate last, high-K/metal gate process with complete removal of the polysilicon dummy gate and with a gap having a low aspect ratio for the metal fill. Embodiments include forming a dummy gate electrode on a substrate, the dummy gate electrode having a nitride cap, forming spacers adjacent opposite sides of the dummy gate electrode forming a gate trench therebetween, dry etching the nitride cap, tapering the gate trench top corners; performing a selective dry etch on a portion of the dummy gate electrode, and wet etching the remainder of the dummy gate electrode.

摘要翻译： 半导体器件形成有最后的高K /金属栅极工艺，完全去除多晶硅虚拟栅极并且具有用于金属填充物的低纵横比的间隙。 实施例包括在基板上形成虚拟栅电极，虚拟栅电极具有氮化物盖，在虚拟栅电极的相对侧上形成隔板，在其间形成栅极沟槽，干蚀刻氮化物盖，使栅极沟槽顶角逐渐变细; 在虚拟栅电极的一部分上进行选择性干蚀刻，并湿法蚀刻伪栅电极的其余部分。

公开(公告)号：US08450163B2

公开(公告)日：2013-05-28

申请号：US12963364

申请日：2010-12-08

申请人： Sven Beyer ,  Klaus Hempel ,  Roland Stejskal ,  Andy Wei ,  Thilo Scheiper ,  Andreas Kurz ,  Uwe Griebenow ,  Jan Hoentschel

发明人： Sven Beyer ,  Klaus Hempel ,  Roland Stejskal ,  Andy Wei ,  Thilo Scheiper ,  Andreas Kurz ,  Uwe Griebenow ,  Jan Hoentschel

IPC分类号： H01L21/338 ,  H01L21/20 ,  H01L21/337 ,  H01L23/62

CPC分类号： H01L23/5252 ,  H01L23/5256 ,  H01L27/0629 ,  H01L29/66545 ,  H01L29/7833 ,  H01L2924/0002 ,  H01L2924/00

摘要： In a replacement gate approach, the semiconductor material or at least a significant portion thereof in a non-transistor structure, such as a precision resistor, an electronic fuse and the like, may be preserved upon replacing the semiconductor material in the gate electrode structures. To this end, an appropriate dielectric material may be provided at least prior to the removal of the semiconductor material in the gate electrode structures, without requiring significant modifications of established replacement gate approaches.

摘要翻译： 在替代栅极方法中，可以在更换栅电极结构中的半导体材料时保留半导体材料或其非晶体管结构中的至少其重要部分，例如精密电阻器，电子熔丝等。 为此，可以至少在去除栅电极结构中的半导体材料之前提供适当的介电材料，而不需要对建立的替代栅极方法进行显着的修改。

公开(公告)号：US08420519B1

公开(公告)日：2013-04-16

申请号：US13286292

申请日：2011-11-01

申请人： Dina Triyoso ,  Elke Erben ,  Klaus Hempel

发明人： Dina Triyoso ,  Elke Erben ,  Klaus Hempel

IPC分类号： H01L21/283

CPC分类号： H01L21/28088 ,  H01L21/28176 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517 ,  H01L29/66545

摘要： Methods are provided for fabricating integrated circuits having controlled threshold voltages. In accordance with one embodiment a method includes forming a gate dielectric overlying an N-doped silicon substrate and depositing a layer of titanium nitride and a layer of tantalum nitride overlying the gate dielectric. A sub-monolayer of tantalum oxide is deposited overlying the layer of tantalum nitride by a process of atomic layer deposition, and oxygen is diffused from the tantalum oxide through the tantalum nitride and titanium nitride.

摘要翻译： 提供了用于制造具有受控阈值电压的集成电路的方法。 根据一个实施例，一种方法包括形成覆盖在N掺杂硅衬底上的栅极电介质，并且沉积氮化钛层和覆盖在栅极电介质上的氮化钽层。 氧化钽的亚单层通过原子层沉积的过程沉积在氮化钽层上，并且氧从钽氧化物扩散通过氮化钽和氮化钛。

公开(公告)号：US20120319205A1

公开(公告)日：2012-12-20

申请号：US13489539

申请日：2012-06-06

申请人： Klaus Hempel ,  Andy Wei ,  Martin Mazur

发明人： Klaus Hempel ,  Andy Wei ,  Martin Mazur

IPC分类号： H01L21/28 ,  H01L27/088

CPC分类号： H01L21/823842

摘要： When forming sophisticated high-k metal gate electrode structures on the basis of a replacement gate approach, the fill conditions upon filling in the highly conductive electrode metal, such as aluminum, may be enhanced by removing an upper portion of the final work function metal, for instance a titanium nitride material in P-channel transistors. In some illustrative embodiments, the selective removal of the metal-containing electrode material in an upper portion of the gate opening may be accomplished without unduly increasing overall process complexity.

摘要翻译： 当在更换栅极方法的基础上形成复杂的高k金属栅电极结构时，填充高导电电极金属（例如铝）时的填充条件可以通过去除最终功函数金属的上部来增强， 例如P沟道晶体管中的氮化钛材料。 在一些说明性实施例中，可以在门开口的上部中选择性地去除含金属的电极材料，而不会过度增加整个工艺的复杂性。

公开(公告)号：US08324091B2

公开(公告)日：2012-12-04

申请号：US12711481

申请日：2010-02-24

申请人： Joachim Metzger ,  Robert Binder ,  Markus Lenski ,  Klaus Hempel

发明人： Joachim Metzger ,  Robert Binder ,  Markus Lenski ,  Klaus Hempel

IPC分类号： H01L21/3205

CPC分类号： H01L29/7833 ,  H01L21/28088 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517 ,  H01L29/66545 ,  H01L29/66772

摘要： During a manufacturing sequence for forming a sophisticated high-k metal gate structure, a cover layer, such as a silicon layer, may be deposited on a metal cap layer in an in situ process in order to enhance integrity of the metal cap layer. The cover layer may provide superior integrity during the further processing, for instance in view of performing wet chemical cleaning processes and the subsequent deposition of a silicon gate material.

摘要翻译： 在用于形成复杂的高k金属栅极结构的制造顺序期间，覆盖层（例如硅层）可以在原位工艺中沉积在金属覆盖层上，以便提高金属覆盖层的完整性。 覆盖层可以在进一步加工期间提供优异的完整性，例如考虑到执行湿化学清洗工艺和随后沉积硅栅材料。

公开(公告)号：US20120261765A1

公开(公告)日：2012-10-18

申请号：US13533807

申请日：2012-06-26

申请人： Sven Beyer ,  Klaus Hempel ,  Thilo Scheiper ,  Stefanie Steiner

发明人： Sven Beyer ,  Klaus Hempel ,  Thilo Scheiper ,  Stefanie Steiner

IPC分类号： H01L21/28 ,  H01L27/092

CPC分类号： H01L21/823842 ,  H01L21/28114 ,  H01L29/42376 ,  H01L29/66545

摘要： In a replacement gate approach in sophisticated semiconductor devices, the placeholder material of gate electrode structures of different type are separately removed. Furthermore, electrode metal may be selectively formed in the resulting gate opening, thereby providing superior process conditions in adjusting a respective work function of gate electrode structures of different type. In one illustrative embodiment, the separate forming of gate openings in gate electrode structures of different type may be based on a mask material that is provided in a gate layer stack.

摘要翻译： 在复杂半导体器件中的替代栅极方法中，分别去除不同类型的栅电极结构的占位符材料。 此外，可以在所得到的栅极开口中选择性地形成电极金属，从而在调整不同类型的栅电极结构的各自的功函数方面提供优异的工艺条件。 在一个说明性实施例中，在不同类型的栅极电极结构中单独形成栅极开口可以基于设置在栅极层叠层中的掩模材料。

公开(公告)号：US08158486B2

公开(公告)日：2012-04-17

申请号：US11537809

申请日：2006-10-02

申请人： Ralf Van Bentum ,  Klaus Hempel ,  Roland Stejskal

发明人： Ralf Van Bentum ,  Klaus Hempel ,  Roland Stejskal

IPC分类号： H01L21/76

CPC分类号： H01L21/823481 ,  H01L21/76237 ,  H01L21/823412 ,  H01L29/7846

摘要： By locally heating isolation trenches with different annealing conditions, a different magnitude of intrinsic stress may be obtained in different isolation trenches. In some illustrative embodiments, the different anneal temperature may be achieved on the basis of an appropriate mask layer, which may provide a patterned optical response for a lamp-based or laser-based anneal process. Consequently, the intrinsic stress of isolation trenches may be specifically adapted to the requirements of circuit elements, such as N-channel transistors and P-channel transistors.

摘要翻译： 通过局部加热具有不同退火条件的隔离沟槽，可以在不同的隔离沟槽中获得不同大小的固有应力。 在一些说明性实施例中，可以基于合适的掩模层来实现不同的退火温度，其可以为基于灯或基于激光的退火工艺提供图案化的光学响应。 因此，隔离沟槽的固有应力可以特别适用于诸如N沟道晶体管和P沟道晶体管的电路元件的要求。

公开(公告)号：US20110101470A1

公开(公告)日：2011-05-05

申请号：US12894746

申请日：2010-09-30

申请人： Klaus Hempel ,  Sven Beyer ,  Markus Lenski ,  Stephan Kruegel

发明人： Klaus Hempel ,  Sven Beyer ,  Markus Lenski ,  Stephan Kruegel

IPC分类号： H01L29/78 ,  H01L21/336

CPC分类号： H01L21/28088 ,  H01L21/28026 ,  H01L21/823807 ,  H01L21/823842 ,  H01L21/82385 ,  H01L29/66545 ,  H01L29/66583 ,  H01L29/7833 ,  H01L29/7843

摘要： In a replacement gate approach, a superior cross-sectional shape of the gate opening may be achieved by performing a material erosion process in an intermediate state of removing the placeholder material. Consequently, the remaining portion of the placeholder material may efficiently protect the underlying sensitive materials, such as a high-k dielectric material, when performing the corner rounding process sequence.

摘要翻译： 在替代浇口方法中，可以通过在去除占位材料的中间状态下进行材料侵蚀过程来实现闸门开口的优越的横截面形状。 因此，当执行拐角舍入处理顺序时，占位符材料的剩余部分可以有效地保护诸如高k电介质材料的底层敏感材料。

公开(公告)号：US20110073963A1

公开(公告)日：2011-03-31

申请号：US12893051

申请日：2010-09-29

申请人： Sven Beyer ,  Klaus Hempel ,  Andreas Ott ,  Stephan Kruegel

发明人： Sven Beyer ,  Klaus Hempel ,  Andreas Ott ,  Stephan Kruegel

IPC分类号： H01L29/78 ,  H01L21/28

CPC分类号： H01L29/6653 ,  H01L29/517 ,  H01L29/66545

摘要： In a replacement gate approach, a superior cross-sectional shape of the gate opening may be achieved by performing a material erosion process in an intermediate state of removing the placeholder material. Consequently, the remaining portion of the placeholder material may efficiently protect the underlying sensitive materials, such as a high-k dielectric material, when performing the corner rounding process sequence.

摘要翻译： 在替代浇口方法中，可以通过在去除占位材料的中间状态下进行材料侵蚀过程来实现闸门开口的优越的横截面形状。 因此，当执行拐角舍入处理顺序时，占位符材料的剩余部分可以有效地保护诸如高k电介质材料的底层敏感材料。

公开(公告)号：US20100301427A1

公开(公告)日：2010-12-02

申请号：US12785185

申请日：2010-05-21

申请人： Markus Lenski ,  Klaus Hempel ,  Vivien Schroeder ,  Robert Binder ,  Joachim Metzger

发明人： Markus Lenski ,  Klaus Hempel ,  Vivien Schroeder ,  Robert Binder ,  Joachim Metzger

IPC分类号： H01L27/088 ,  H01L21/8234

CPC分类号： H01L21/823842 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/82345 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/517 ,  H01L29/66545 ,  H01L29/6659 ,  H01L29/7833 ,  H01L29/7843

摘要： In a replacement gate approach in sophisticated semiconductor devices, a tantalum nitride etch stop material may be efficiently removed on the basis of a wet chemical etch recipe using ammonium hydroxide. Consequently, a further work function adjusting material may be formed with superior uniformity, while the efficiency of the subsequent adjusting of the work function may also be increased. Thus, superior uniformity, i.e., less pronounced transistor variability, may be accomplished on the basis of a replacement gate approach in which the work function of the gate electrodes of P-channel transistors and N-channel transistors is adjusted after completing the basic transistor configuration.

摘要翻译： 在复杂半导体器件中的替代栅极方法中，可以基于使用氢氧化铵的湿化学蚀刻配方有效地去除氮化钽蚀刻停止材料。 因此，可以形成具有优异均匀性的另外的功能调节材料，同时可以提高随后的功函数调整的效率。 因此，可以在替代栅极方法的基础上实现优异的均匀性，即较不明显的晶体管可变性，其中在完成基本晶体管配置之后调节P沟道晶体管和N沟道晶体管的栅电极的功函数 。