公开(公告)号：US09166020B2

公开(公告)日：2015-10-20

申请号：US13037383

申请日：2011-03-01

申请人： Chan-Lon Yang ,  Chi-Mao Hsu ,  Chun-Yuan Wu ,  Tzyy-Ming Cheng ,  Shih-Fang Tzou ,  Chin-Fu Lin ,  Hsin-Fu Huang ,  Min-Chuan Tsai

发明人： Chan-Lon Yang ,  Chi-Mao Hsu ,  Chun-Yuan Wu ,  Tzyy-Ming Cheng ,  Shih-Fang Tzou ,  Chin-Fu Lin ,  Hsin-Fu Huang ,  Min-Chuan Tsai

IPC分类号： H01L29/78 ,  H01L21/28 ,  H01L29/66 ,  H01L29/49 ,  H01L29/51 ,  H01L29/165

CPC分类号： H01L29/517 ,  H01L21/28088 ,  H01L29/165 ,  H01L29/42364 ,  H01L29/42376 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/665 ,  H01L29/66545 ,  H01L29/6659 ,  H01L29/66636 ,  H01L29/7833 ,  H01L29/7843

摘要： A method for manufacturing a metal gate structure includes providing a substrate having a high-K gate dielectric layer and a bottom barrier layer sequentially formed thereon, forming a work function metal layer on the substrate, and performing an anneal treatment to the work function metal layer in-situ.

摘要翻译： 一种金属栅极结构的制造方法，其特征在于，具备在其上依次形成有高K栅极电介质层和底部阻挡层的基板，在基板上形成功函数金属层，对功函数金属层进行退火处理 原位。

公开(公告)号：US20120223397A1

公开(公告)日：2012-09-06

申请号：US13037383

申请日：2011-03-01

申请人： Chan-Lon Yang ,  Chi-Mao Hsu ,  Chun-Yuan Wu ,  Tzyy-Ming Cheng ,  Shih-Fang Tzou ,  Chin-Fu Lin ,  Hsin-Fu Huang ,  Min-Chuan Tsai

发明人： Chan-Lon Yang ,  Chi-Mao Hsu ,  Chun-Yuan Wu ,  Tzyy-Ming Cheng ,  Shih-Fang Tzou ,  Chin-Fu Lin ,  Hsin-Fu Huang ,  Min-Chuan Tsai

IPC分类号： H01L29/78 ,  H01L21/28

CPC分类号： H01L29/517 ,  H01L21/28088 ,  H01L29/165 ,  H01L29/42364 ,  H01L29/42376 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/665 ,  H01L29/66545 ,  H01L29/6659 ,  H01L29/66636 ,  H01L29/7833 ,  H01L29/7843

摘要： A method for manufacturing a metal gate structure includes providing a substrate having a high-K gate dielectric layer and a bottom barrier layer sequentially formed thereon, forming a work function metal layer on the substrate, and performing an anneal treatment to the work function metal layer in-situ.

摘要翻译： 一种金属栅极结构的制造方法，其特征在于，具备在其上依次形成有高K栅极电介质层和底部阻挡层的基板，在基板上形成功函数金属层，对功函数金属层进行退火处理 原位。

公开(公告)号：US08691681B2

公开(公告)日：2014-04-08

申请号：US13343690

申请日：2012-01-04

申请人： Chi-Mao Hsu ,  Hsin-Fu Huang ,  Chin-Fu Lin ,  Min-Chuan Tsai ,  Wei-Yu Chen ,  Chien-Hao Chen

发明人： Chi-Mao Hsu ,  Hsin-Fu Huang ,  Chin-Fu Lin ,  Min-Chuan Tsai ,  Wei-Yu Chen ,  Chien-Hao Chen

IPC分类号： H01L21/3205 ,  H01L21/4763 ,  H01L29/76

CPC分类号： H01L21/28026 ,  H01L21/28079 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/823842 ,  H01L29/401 ,  H01L29/49 ,  H01L29/66545 ,  H01L29/7833 ,  H01L29/7843

摘要： The present invention provides a method of forming a semiconductor device having a metal gate. A substrate is provided and a gate dielectric and a work function metal layer are formed thereon, wherein the work function metal layer is on the gate dielectric layer. Then, a top barrier layer is formed on the work function metal layer. The step of forming the top barrier layer includes increasing a concentration of a boundary protection material in the top barrier layer. Lastly, a metal layer is formed on the top barrier layer. The present invention further provides a semiconductor device having a metal gate.

摘要翻译： 本发明提供一种形成具有金属栅极的半导体器件的方法。 提供基板，并且在其上形成栅极电介质和功函数金属层，其中功函数金属层在栅极电介质层上。 然后，在功函数金属层上形成顶部阻挡层。 形成顶部阻挡层的步骤包括增加顶部阻挡层中边界保护材料的浓度。 最后，在顶部阻挡层上形成金属层。 本发明还提供一种具有金属栅极的半导体器件。

公开(公告)号：US20130334690A1

公开(公告)日：2013-12-19

申请号：US13495009

申请日：2012-06-13

申请人： Min-Chuan Tsai ,  Hsin-Fu Huang ,  Chi-Mao Hsu ,  Chin-Fu Lin ,  Chien-Hao Chen ,  Wei-Yu Chen ,  Chi-Yuan Sun ,  Ya-Hsueh Hsieh ,  Tsun-Min Cheng

发明人： Min-Chuan Tsai ,  Hsin-Fu Huang ,  Chi-Mao Hsu ,  Chin-Fu Lin ,  Chien-Hao Chen ,  Wei-Yu Chen ,  Chi-Yuan Sun ,  Ya-Hsueh Hsieh ,  Tsun-Min Cheng

IPC分类号： H01L23/52 ,  H01L21/768

CPC分类号： H01L29/4966 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/823842 ,  H01L21/823857 ,  H01L29/4958 ,  H01L29/512 ,  H01L29/517 ,  H01L29/66545 ,  H01L29/78 ,  H01L2924/0002 ,  H01L2924/00

摘要： A semiconductor structure includes a work function metal layer, a (work function) metal oxide layer and a main electrode. The work function metal layer is located on a substrate. The (work function) metal oxide layer is located on the work function metal layer. The main electrode is located on the (work function) metal oxide layer. Moreover a semiconductor process forming said semiconductor structure is also provided.

摘要翻译： 半导体结构包括功函数金属层，（功函数）金属氧化物层和主电极。 功函数金属层位于基板上。 （功函数）金属氧化物层位于功函数金属层上。 主电极位于（功函数）金属氧化物层上。 此外，还提供了形成所述半导体结构的半导体工艺。

公开(公告)号：US20130168744A1

公开(公告)日：2013-07-04

申请号：US13343690

申请日：2012-01-04

申请人： Chi-Mao Hsu ,  Hsin-Fu Huang ,  Chin-Fu Lin ,  Min-Chuan Tsai ,  Wei-Yu Chen ,  Chien-Hao Chen

发明人： Chi-Mao Hsu ,  Hsin-Fu Huang ,  Chin-Fu Lin ,  Min-Chuan Tsai ,  Wei-Yu Chen ,  Chien-Hao Chen

IPC分类号： H01L29/78 ,  H01L21/28

CPC分类号： H01L21/28026 ,  H01L21/28079 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/823842 ,  H01L29/401 ,  H01L29/49 ,  H01L29/66545 ,  H01L29/7833 ,  H01L29/7843

摘要： The present invention provides a method of forming a semiconductor device having a metal gate. A substrate is provided and a gate dielectric and a work function metal layer are formed thereon, wherein the work function metal layer is on the gate dielectric layer. Then, a top barrier layer is formed on the work function metal layer. The step of forming the top barrier layer includes increasing a concentration of a boundary protection material in the top barrier layer. Lastly, a metal layer is formed on the top barrier layer. The present invention further provides a semiconductor device having a metal gate.

摘要翻译： 本发明提供一种形成具有金属栅极的半导体器件的方法。 提供基板，并且在其上形成栅极电介质和功函数金属层，其中功函数金属层在栅极电介质层上。 然后，在功函数金属层上形成顶部阻挡层。 形成顶部阻挡层的步骤包括增加顶部阻挡层中边界保护材料的浓度。 最后，在顶部阻挡层上形成金属层。 本发明还提供一种具有金属栅极的半导体器件。

公开(公告)号：US20120326243A1

公开(公告)日：2012-12-27

申请号：US13165795

申请日：2011-06-22

申请人： Hsin-Fu Huang ,  Chi-Mao Hsu ,  Min-Chuan Tsai ,  Chin-Fu Lin ,  Chun-Hsien Lin

发明人： Hsin-Fu Huang ,  Chi-Mao Hsu ,  Min-Chuan Tsai ,  Chin-Fu Lin ,  Chun-Hsien Lin

IPC分类号： H01L21/336 ,  H01L29/78

CPC分类号： H01L29/7833 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517 ,  H01L29/66545 ,  H01L29/6659

摘要： A transistor having an aluminum metal gate includes a substrate, a high-k gate dielectric layer, an aluminum metal gate and a source/drain region. The high-k gate dielectric layer is disposed on the substrate. The aluminum metal gate includes a work function tuning layer and an aluminum metal layer disposed orderly on the high-k gate dielectric layer, where the aluminum metal layer comprises a first aluminum metal layer and a second aluminum metal layer. Furthermore, the source/drain region is disposed in the substrate at each of two sides of the aluminum metal gate.

摘要翻译： 具有铝金属栅极的晶体管包括衬底，高k栅极电介质层，铝金属栅极和源极/漏极区域。 高k栅极电介质层设置在基板上。 铝金属栅包括工作功能调谐层和铝金属层，该金属层有序地设置在高k栅介质层上，铝金属层包括第一铝金属层和第二铝金属层。 此外，源极/漏极区域设置在铝金属栅极的两侧中的每一侧的基板中。

公开(公告)号：US20120319179A1

公开(公告)日：2012-12-20

申请号：US13161519

申请日：2011-06-16

申请人： Hsin-Fu Huang ,  Zhi-Cheng Lee ,  Chi-Mao Hsu ,  Chin-Fu Lin ,  Kun-Hsien Lin ,  Tzung-Ying Lee ,  Min-Chuan Tsai

发明人： Hsin-Fu Huang ,  Zhi-Cheng Lee ,  Chi-Mao Hsu ,  Chin-Fu Lin ,  Kun-Hsien Lin ,  Tzung-Ying Lee ,  Min-Chuan Tsai

IPC分类号： H01L21/28 ,  H01L29/78

CPC分类号： H01L21/28088 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/517 ,  H01L29/518 ,  H01L29/66545

摘要： A metal gate includes a substrate, a gate dielectric layer, a work function metal layer, an aluminum nitride layer and a stop layer. The gate dielectric layer is located on the substrate. The work function metal layer is located on the gate dielectric layer. The aluminum nitride layer is located on the work function metal layer. The stop layer is located on the aluminum nitride layer.

摘要翻译： 金属栅极包括基板，栅极电介质层，功函数金属层，氮化铝层和停止层。 栅介质层位于衬底上。 功函数金属层位于栅介质层上。 氮化铝层位于功函数金属层上。 阻挡层位于氮化铝层上。

公开(公告)号：US20120256275A1

公开(公告)日：2012-10-11

申请号：US13081479

申请日：2011-04-06

申请人： Hsin-Fu Huang ,  Chi-Mao Hsu ,  Kun-Hsien Lin ,  Chin-Fu Lin ,  Tzung-Ying Lee ,  Min-Chuan Tsai ,  Yi-Wei Chen ,  Bin-Siang Tsai ,  Ted Ming-Lang Guo ,  Ger-Pin Lin ,  Yu-Ling Liang ,  Yen-Ming Chen ,  Tsai-Yu Wen

发明人： Hsin-Fu Huang ,  Chi-Mao Hsu ,  Kun-Hsien Lin ,  Chin-Fu Lin ,  Tzung-Ying Lee ,  Min-Chuan Tsai ,  Yi-Wei Chen ,  Bin-Siang Tsai ,  Ted Ming-Lang Guo ,  Ger-Pin Lin ,  Yu-Ling Liang ,  Yen-Ming Chen ,  Tsai-Yu Wen

IPC分类号： H01L29/772 ,  H01L21/283

CPC分类号： H01L21/823857 ,  H01L21/823842 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/66545 ,  H01L29/7833

摘要： A manufacturing method of a metal gate structure includes first providing a substrate having a dummy gate formed thereon. The dummy gate includes a high-K gate dielectric layer, a bottom barrier layer, a first etch stop layer and a sacrificial layer sequentially and upwardly stacked on the substrate. Then, the sacrificial layer is removed to form a gate trench with the first etch stop layer exposed on the bottom of the gate trench. After forming the gate trench, a first work function metal layer is formed in the gate trench.

摘要翻译： 金属栅极结构的制造方法包括首先提供其上形成有虚拟栅极的衬底。 虚拟栅极包括高K栅极电介质层，底部阻挡层，第一蚀刻停止层和依次且向上堆叠在基板上的牺牲层。 然后，去除牺牲层以形成栅极沟槽，其中第一蚀刻停止层暴露在栅极沟槽的底部。 在形成栅极沟槽之后，在栅极沟槽中形成第一功函数金属层。

公开(公告)号：US08975666B2

公开(公告)日：2015-03-10

申请号：US13591226

申请日：2012-08-22

申请人： Ya-Hsueh Hsieh ,  Chi-Mao Hsu ,  Hsin-Fu Huang ,  Min-Chuan Tsai ,  Chien-Hao Chen ,  Chi-Yuan Sun ,  Wei-Yu Chen ,  Chin-Fu Lin

发明人： Ya-Hsueh Hsieh ,  Chi-Mao Hsu ,  Hsin-Fu Huang ,  Min-Chuan Tsai ,  Chien-Hao Chen ,  Chi-Yuan Sun ,  Wei-Yu Chen ,  Chin-Fu Lin

IPC分类号： H01L27/14 ,  H01L29/49 ,  H01L29/51 ,  H01L29/66 ,  H01L29/78

CPC分类号： H01L29/66545 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/517 ,  H01L29/78

摘要： A MOS transistor includes a gate structure on a substrate, and the gate structure includes a wetting layer, a transitional layer and a low resistivity material from bottom to top, wherein the transitional layer has the properties of a work function layer, and the gate structure does not have any work function layers. Moreover, the present invention provides a MOS transistor process forming said MOS transistor.

摘要翻译： MOS晶体管包括在衬底上的栅极结构，并且栅极结构包括从底部到顶部的润湿层，过渡层和低电阻率材料，其中过渡层具有功函数层的性质，并且栅极结构 没有任何功能层。 此外，本发明提供一种形成所述MOS晶体管的MOS晶体管工艺。

公开(公告)号：US20120261770A1

公开(公告)日：2012-10-18

申请号：US13086397

申请日：2011-04-14

申请人： Kun-Hsien Lin ,  Hsin-Fu Huang ,  Tzung-Ying Lee ,  Min-Chuan Tsai ,  Chi-Mao Hsu ,  Chin-Fu Lin

发明人： Kun-Hsien Lin ,  Hsin-Fu Huang ,  Tzung-Ying Lee ,  Min-Chuan Tsai ,  Chi-Mao Hsu ,  Chin-Fu Lin

IPC分类号： H01L29/772

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

摘要： A metal gate structure includes a high-K gate dielectric layer, an N-containing layer, a work function metal layer, and an N-trapping layer. The N-containing layer is positioned between the work function metal layer and the high-K gate dielectric layer. The N-trapping layer is positioned between the work function metal layer and the high-K gate dielectric layer, and the N-trapping layer contains no nitrogen or low-concentration nitrogen.

摘要翻译： 金属栅极结构包括高K栅极电介质层，N含量层，功函数金属层和N-捕获层。 N层位于功函数金属层和高K栅极电介质层之间。 N捕获层位于功函数金属层和高K栅介质层之间，N捕获层不含氮或低浓度氮。