公开(公告)号：US08357617B2

公开(公告)日：2013-01-22

申请号：US12371672

申请日：2009-02-16

申请人： Matt Yeh ,  Shun Wu Lin ,  Chi-Chun Chen ,  Ryan Chia-Jen Chen ,  Yi-Hsing Chen ,  Chien-Hao Chen ,  Donald Y. Chao ,  Kuo-Bin Huang

发明人： Matt Yeh ,  Shun Wu Lin ,  Chi-Chun Chen ,  Ryan Chia-Jen Chen ,  Yi-Hsing Chen ,  Chien-Hao Chen ,  Donald Y. Chao ,  Kuo-Bin Huang

IPC分类号： H01L21/302

CPC分类号： H01L21/28105 ,  H01L21/28123 ,  H01L21/28158 ,  H01L21/31111 ,  H01L21/32139 ,  H01L29/401

摘要： Provided are methods of patterning metal gate structures including a high-k gate dielectric. In an embodiment, a soluble hard mask layer may be used to provide a masking element to pattern a metal gate. The soluble hard mask layer may be removed from the substrate by water or a photoresist developer. In an embodiment, a hard mask including a high-k dielectric is formed. In a further embodiment, a protection layer is formed underlying a photoresist pattern. The protection layer may protect one or more layers formed on the substrate from a photoresist stripping process.

公开(公告)号：US20100048011A1

公开(公告)日：2010-02-25

申请号：US12371672

申请日：2009-02-16

申请人： Matt Yeh ,  Shun Wu Lin ,  Chi-Chun Chen ,  Ryan Chia-Jen Chen ,  Yi-Hsing Chen ,  Chien-Hao Chen ,  Donald Y. Chao ,  Kuo-Bin Huang

发明人： Matt Yeh ,  Shun Wu Lin ,  Chi-Chun Chen ,  Ryan Chia-Jen Chen ,  Yi-Hsing Chen ,  Chien-Hao Chen ,  Donald Y. Chao ,  Kuo-Bin Huang

IPC分类号： H01L21/3205

CPC分类号： H01L21/28105 ,  H01L21/28123 ,  H01L21/28158 ,  H01L21/31111 ,  H01L21/32139 ,  H01L29/401

摘要： Provided are methods of patterning metal gate structures including a high-k gate dielectric. In an embodiment, a soluble hard mask layer may be used to provide a masking element to pattern a metal gate. The soluble hard mask layer may be removed from the substrate by water or a photoresist developer. In an embodiment, a hard mask including a high-k dielectric is formed. In a further embodiment, a protection layer is formed underlying a photoresist pattern. The protection layer may protect one or more layers formed on the substrate from a photoresist stripping process.

摘要翻译： 提供了包括高k栅极电介质的金属栅极结构的图案化方法。 在一个实施方案中，可以使用可溶性硬掩模层来提供掩模元件以对金属栅极进行图案化。 可溶性硬掩模层可以通过水或光致抗蚀剂显影剂从基底上去除。 在一个实施例中，形成包括高k电介质的硬掩模。 在另一个实施例中，保护层形成在光致抗蚀剂图案下面。 保护层可以保护形成在衬底上的一个或多个层与光致抗蚀剂剥离工艺。

公开(公告)号：US08551837B2

公开(公告)日：2013-10-08

申请号：US13408016

申请日：2012-02-29

申请人： Yih-Ann Lin ,  Ryan Chia-Jen Chen ,  Chien-Hao Chen ,  Kuo-Tai Huang ,  Yi-Hsing Chen ,  Jr Jung Lin ,  Yu Chao Lin

发明人： Yih-Ann Lin ,  Ryan Chia-Jen Chen ,  Chien-Hao Chen ,  Kuo-Tai Huang ,  Yi-Hsing Chen ,  Jr Jung Lin ,  Yu Chao Lin

IPC分类号： H01L21/8242

CPC分类号： H01L21/823828 ,  H01L21/3221 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517

摘要： Methods of fabricating semiconductor devices with high-k/metal gate features are disclosed. In some instances, methods of fabricating semiconductor devices with high-k/metal gate features are disclosed that prevent or reduce high-k/metal gate contamination of non-high-k/metal gate wafers and production tools. In some embodiments, the method comprises forming an interfacial layer over a semiconductor substrate on a front side of the substrate; forming a high-k dielectric layer and a capping layer over the interfacial layer; forming a metal layer over the high-k and capping layers; forming a polysilicon layer over the metal layer; and forming a dielectric layer over the semiconductor substrate on a back side of the substrate.

摘要翻译： 公开了制造具有高k /金属栅极特征的半导体器件的方法。 在一些情况下，公开了制造具有高k /金属栅极特征的半导体器件的方法，其防止或减少非高k /金属栅极晶片和生产工具的高k /金属栅极污染。 在一些实施例中，该方法包括在衬底的前侧上的半导体衬底上形成界面层; 在界面层上形成高k电介质层和覆盖层; 在高k和覆盖层上形成金属层; 在所述金属层上形成多晶硅层; 以及在所述衬底的背面上在所述半导体衬底上形成介电层。

公开(公告)号：US20100068876A1

公开(公告)日：2010-03-18

申请号：US12405965

申请日：2009-03-17

申请人： Yih-Ann Lin ,  Ryan Chia-Jen Chen ,  Chien-Hao Chen ,  Kuo-Tai Huang ,  Yi-Hsing Chen ,  Jr Jung Lin ,  Yu Chao Lin

发明人： Yih-Ann Lin ,  Ryan Chia-Jen Chen ,  Chien-Hao Chen ,  Kuo-Tai Huang ,  Yi-Hsing Chen ,  Jr Jung Lin ,  Yu Chao Lin

IPC分类号： H01L21/28

CPC分类号： H01L21/823828 ,  H01L21/3221 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517

摘要： Methods of fabricating semiconductor devices with high-k/metal gate features are disclosed. In some instances, methods of fabricating semiconductor devices with high-k/metal gate features are disclosed that prevent or reduce high-k/metal gate contamination of non-high-k/metal gate wafers and production tools. In some embodiments, the method comprises forming an interfacial layer over a semiconductor substrate on a front side of the substrate; forming a high-k dielectric layer and a capping layer over the interfacial layer; forming a metal layer over the high-k and capping layers; forming a polysilicon layer over the metal layer; and forming a dielectric layer over the semiconductor substrate on a back side of the substrate.

摘要翻译： 公开了制造具有高k /金属栅极特征的半导体器件的方法。 在一些情况下，公开了制造具有高k /金属栅极特征的半导体器件的方法，其防止或减少非高k /金属栅极晶片和生产工具的高k /金属栅极污染。 在一些实施例中，该方法包括在衬底的前侧上的半导体衬底上形成界面层; 在界面层上形成高k电介质层和覆盖层; 在高k和覆盖层上形成金属层; 在所述金属层上形成多晶硅层; 以及在所述衬底的背面上在所述半导体衬底上形成介电层。

公开(公告)号：US08148249B2

公开(公告)日：2012-04-03

申请号：US12405965

申请日：2009-03-17

申请人： Yih-Ann Lin ,  Ryan Chia-Jen Chen ,  Chien-Hao Chen ,  Kuo-Tai Huang ,  Yi-Hsing Chen ,  Jr Jung Lin ,  Yu-Chao Lin

发明人： Yih-Ann Lin ,  Ryan Chia-Jen Chen ,  Chien-Hao Chen ,  Kuo-Tai Huang ,  Yi-Hsing Chen ,  Jr Jung Lin ,  Yu-Chao Lin

IPC分类号： H01L21/00

CPC分类号： H01L21/823828 ,  H01L21/3221 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517

摘要： Methods of fabricating semiconductor devices with high-k/metal gate features are disclosed. In some instances, methods of fabricating semiconductor devices with high-k/metal gate features are disclosed that prevent or reduce high-k/metal gate contamination of non-high-k/metal gate wafers and production tools. In some embodiments, the method comprises forming an interfacial layer over a semiconductor substrate on a front side of the substrate; forming a high-k dielectric layer and a capping layer over the interfacial layer; forming a metal layer over the high-k and capping layers; forming a polysilicon layer over the metal layer; and forming a dielectric layer over the semiconductor substrate on a back side of the substrate.

摘要翻译： 公开了制造具有高k /金属栅极特征的半导体器件的方法。 在一些情况下，公开了制造具有高k /金属栅极特征的半导体器件的方法，其防止或减少非高k /金属栅极晶片和生产工具的高k /金属栅极污染。 在一些实施例中，该方法包括在衬底的前侧上的半导体衬底上形成界面层; 在界面层上形成高k电介质层和覆盖层; 在高k和覆盖层上形成金属层; 在所述金属层上形成多晶硅层; 以及在所述衬底的背面上在所述半导体衬底上形成介电层。

公开(公告)号：US20120164822A1

公开(公告)日：2012-06-28

申请号：US13408016

申请日：2012-02-29

申请人： Yih-Ann Lin ,  Ryan Chia-Jen Chen ,  Chien-Hao Chen ,  Kuo-Tai Huang ,  Yi-Hsing Chen ,  Jr Jung Lin

发明人： Yih-Ann Lin ,  Ryan Chia-Jen Chen ,  Chien-Hao Chen ,  Kuo-Tai Huang ,  Yi-Hsing Chen ,  Jr Jung Lin

IPC分类号： H01L21/28

CPC分类号： H01L21/823828 ,  H01L21/3221 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517

摘要： Methods of fabricating semiconductor devices with high-k/metal gate features are disclosed. In some instances, methods of fabricating semiconductor devices with high-k/metal gate features are disclosed that prevent or reduce high-k/metal gate contamination of non-high-k/metal gate wafers and production tools. In some embodiments, the method comprises forming an interfacial layer over a semiconductor substrate on a front side of the substrate; forming a high-k dielectric layer and a capping layer over the interfacial layer; forming a metal layer over the high-k and capping layers; forming a polysilicon layer over the metal layer; and forming a dielectric layer over the semiconductor substrate on a back side of the substrate.

摘要翻译： 公开了制造具有高k /金属栅极特征的半导体器件的方法。 在一些情况下，公开了制造具有高k /金属栅极特征的半导体器件的方法，其防止或减少非高k /金属栅极晶片和生产工具的高k /金属栅极污染。 在一些实施例中，该方法包括在衬底的前侧上的半导体衬底上形成界面层; 在界面层上形成高k电介质层和覆盖层; 在高k和覆盖层上形成金属层; 在所述金属层上形成多晶硅层; 以及在所述衬底的背面上在所述半导体衬底上形成介电层。

公开(公告)号：US20100041223A1

公开(公告)日：2010-02-18

申请号：US12478509

申请日：2009-06-04

申请人： Ryan Chia-Jen Chen ,  Yih-Ann Lin ,  Jr Jung Lin ,  Yi-Shien Mor ,  Chien-Hao Chen ,  Kuo-Tai Huang ,  Yi-Hsing Chen

发明人： Ryan Chia-Jen Chen ,  Yih-Ann Lin ,  Jr Jung Lin ,  Yi-Shien Mor ,  Chien-Hao Chen ,  Kuo-Tai Huang ,  Yi-Hsing Chen

IPC分类号： H01L21/28

CPC分类号： H01L21/82385 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/823842 ,  H01L21/823857 ,  H01L27/0922 ,  H01L29/0653 ,  H01L29/401 ,  H01L29/42372 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/517

摘要： The present disclosure provides a method of fabricating a semiconductor device. The method includes providing a semiconductor substrate having a first active region and a second active region, forming a high-k dielectric layer over the semiconductor substrate, forming a first metal layer over the high-k dielectric layer, the first metal layer having a first work function, removing a portion of the first metal layer in the second active region, thereafter, forming a semiconductor layer over the first metal layer in the first active region and over the partially removed first metal layer in the second active region, forming a first gate stack in the first active region and a second gate stack in the second active region, removing the semiconductor layer from the first gate stack and from the second gate stack, and forming a second metal layer on the first metal layer in the first gate stack and on the partially removed first metal layer in the second gate stack, the second metal layer having a second work function.

摘要翻译： 本公开提供了制造半导体器件的方法。 该方法包括提供具有第一有源区和第二有源区的半导体衬底，在半导体衬底上形成高k电介质层，在高k电介质层上形成第一金属层，第一金属层具有第一 在第二有源区中除去第一金属层的一部分，然后在第一有源区中的第一金属层上方和在第二有源区中的部分去除的第一金属层上方形成半导体层，形成第一 在第一有源区中的栅极堆叠和第二有源区中的第二栅极堆叠，从第一栅极堆叠和第二栅极堆叠中去除半导体层，以及在第一栅极堆叠中的第一金属层上形成第二金属层 并且在第二栅极堆叠中部分去除的第一金属层上，第二金属层具有第二功函数。

公开(公告)号：US08383502B2

公开(公告)日：2013-02-26

申请号：US13186572

申请日：2011-07-20

申请人： Ryan Chia-Jen Chen ,  Yih-Ann Lin ,  Jr Jung Lin ,  Yi-Shien Mor ,  Chien-Hao Chen ,  Kuo-Tai Huang ,  Yi-Hsing Chen

发明人： Ryan Chia-Jen Chen ,  Yih-Ann Lin ,  Jr Jung Lin ,  Yi-Shien Mor ,  Chien-Hao Chen ,  Kuo-Tai Huang ,  Yi-Hsing Chen

IPC分类号： H01L21/3205 ,  H01L21/4763

CPC分类号： H01L21/82385 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/823842 ,  H01L21/823857 ,  H01L27/0922 ,  H01L29/0653 ,  H01L29/401 ,  H01L29/42372 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/517

摘要： A method of fabricating a semiconductor device includes providing a semiconductor substrate having a first active region and a second active region, forming a first metal layer over a high-k dielectric layer, removing at least a portion of the first metal layer in the second active region, forming a second metal layer on first metal layer in the first active region and over the high-k dielectric layer in the second active region, and thereafter, forming a silicon layer over the second metal layer. The method further includes removing the silicon layer from the first gate stack thereby forming a first trench and from the second gate stack thereby forming a second trench, and forming a third metal layer over the second metal layer in the first trench and over the second metal layer in the second trench.

摘要翻译： 制造半导体器件的方法包括提供具有第一有源区和第二有源区的半导体衬底，在高k电介质层上形成第一金属层，去除第二有源区中的第一金属层的至少一部分 在第一有源区的第一金属层上形成第二金属层，在第二有源区的高k电介质层上形成第二金属层，然后在第二金属层上形成硅层。 该方法还包括从第一栅极堆叠中去除硅层，从而形成第一沟槽并从第二栅极堆叠形成第二沟槽，并且在第一沟槽中的第二金属层上方形成第三金属层，并在第二金属 在第二沟槽中。

公开(公告)号：US20110275212A1

公开(公告)日：2011-11-10

申请号：US13186572

申请日：2011-07-20

申请人： Ryan Chia-Jen Chen ,  Yih-Ann Lin ,  Jr Jung Lin ,  Yi-Shien Mor ,  Chien-Hao Chen ,  Kuo-Tai Huang ,  Yi-Hsing Chen

发明人： Ryan Chia-Jen Chen ,  Yih-Ann Lin ,  Jr Jung Lin ,  Yi-Shien Mor ,  Chien-Hao Chen ,  Kuo-Tai Huang ,  Yi-Hsing Chen

IPC分类号： H01L21/28

CPC分类号： H01L21/82385 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/823842 ,  H01L21/823857 ,  H01L27/0922 ,  H01L29/0653 ,  H01L29/401 ,  H01L29/42372 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/517

摘要： A method of fabricating a semiconductor device includes providing a semiconductor substrate having a first active region and a second active region, forming a first metal layer over a high-k dielectric layer, removing at least a portion of the first metal layer in the second active region, forming a second metal layer on first metal layer in the first active region and over the high-k dielectric layer in the second active region, and thereafter, forming a silicon layer over the second metal layer. The method further includes removing the silicon layer from the first gate stack thereby forming a first trench and from the second gate stack thereby forming a second trench, and forming a third metal layer over the second metal layer in the first trench and over the second metal layer in the second trench.

摘要翻译： 制造半导体器件的方法包括提供具有第一有源区和第二有源区的半导体衬底，在高k电介质层上形成第一金属层，去除第二有源区中的第一金属层的至少一部分 在第一有源区的第一金属层上形成第二金属层，在第二有源区的高k电介质层上形成第二金属层，然后在第二金属层上形成硅层。 该方法还包括从第一栅极堆叠中去除硅层，从而形成第一沟槽并从第二栅极堆叠形成第二沟槽，并且在第一沟槽中的第二金属层上方形成第三金属层，并在第二金属 在第二沟槽中。

公开(公告)号：US08003507B2

公开(公告)日：2011-08-23

申请号：US12478509

申请日：2009-06-04

申请人： Ryan Chia-Jen Chen ,  Yih-Ann Lin ,  Jr Jung Lin ,  Yi-Shien Mor ,  Chien-Hao Chen ,  Kuo-Tai Huang ,  Yi-Hsing Chen

发明人： Ryan Chia-Jen Chen ,  Yih-Ann Lin ,  Jr Jung Lin ,  Yi-Shien Mor ,  Chien-Hao Chen ,  Kuo-Tai Huang ,  Yi-Hsing Chen

IPC分类号： H01L21/3205 ,  H01L21/4763

CPC分类号： H01L21/82385 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/823842 ,  H01L21/823857 ,  H01L27/0922 ,  H01L29/0653 ,  H01L29/401 ,  H01L29/42372 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/517

摘要： The present disclosure provides a method of fabricating a semiconductor device. The method includes providing a semiconductor substrate having a first active region and a second active region, forming a high-k dielectric layer over the semiconductor substrate, forming a first metal layer over the high-k dielectric layer, the first metal layer having a first work function, removing a portion of the first metal layer in the second active region, thereafter, forming a semiconductor layer over the first metal layer in the first active region and over the partially removed first metal layer in the second active region, forming a first gate stack in the first active region and a second gate stack in the second active region, removing the semiconductor layer from the first gate stack and from the second gate stack, and forming a second metal layer on the first metal layer in the first gate stack and on the partially removed first metal layer in the second gate stack, the second metal layer having a second work function.

摘要翻译： 本公开提供了制造半导体器件的方法。 该方法包括提供具有第一有源区和第二有源区的半导体衬底，在半导体衬底上形成高k电介质层，在高k电介质层上形成第一金属层，第一金属层具有第一 在第二有源区中除去第一金属层的一部分，然后在第一有源区中的第一金属层上方和在第二有源区中的部分去除的第一金属层上方形成半导体层，形成第一 在第一有源区中的栅极堆叠和第二有源区中的第二栅极堆叠，从第一栅极堆叠和第二栅极堆叠中去除半导体层，以及在第一栅极堆叠中的第一金属层上形成第二金属层 并且在第二栅极堆叠中部分去除的第一金属层上，第二金属层具有第二功函数。