公开(公告)号：US07378713B2

公开(公告)日：2008-05-27

申请号：US11552704

申请日：2006-10-25

申请人： Peng-Fu Hsu ,  Fong-Yu Yen ,  Yi-Shien Mor ,  Huan-Just Lin ,  Ying Jin ,  Hun-Jan Tao

发明人： Peng-Fu Hsu ,  Fong-Yu Yen ,  Yi-Shien Mor ,  Huan-Just Lin ,  Ying Jin ,  Hun-Jan Tao

IPC分类号： H01L27/092 ,  H01L29/423

CPC分类号： H01L21/823842 ,  H01L21/28088 ,  H01L27/0922 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517 ,  H01L29/518 ,  H01L29/7833

摘要： Semiconductor devices with dual-metal gate structures and fabrication methods thereof. A semiconductor substrate with a first doped region and a second doped region separated by an insulation layer is provided. A first metal gate stack is formed on the first doped region, and a second metal gate stack is formed on the second doped region. A sealing layer is disposed on sidewalls of the first gate stack and the second gate stack. The first metal gate stack comprises an interfacial layer, a high-k dielectric layer on the interfacial layer, a first metal layer on the high-k dielectric layer, a metal insertion layer on the first metal layer, a second metal layer on the metal insertion layer, and a polysilicon layer on the second metal layer. The second metal gate stack comprises an interfacial layer, a high-k dielectric layer on the interfacial layer, a second metal layer on the high-k dielectric layer, and a polysilicon layer on the second metal layer.

摘要翻译： 具有双金属栅极结构的半导体器件及其制造方法。 提供了具有由绝缘层分隔开的第一掺杂区域和第二掺杂区域的半导体衬底。 在第一掺杂区上形成第一金属栅叠层，在第二掺杂区上形成第二金属栅叠层。 密封层设置在第一栅极堆叠和第二栅极叠层的侧壁上。 第一金属栅叠层包括界面层，界面层上的高k电介质层，高k电介质层上的第一金属层，第一金属层上的金属插入层，金属上的第二金属层 插入层和第二金属层上的多晶硅层。 第二金属栅堆叠包括界面层，界面层上的高k电介质层，高k电介质层上的第二金属层和第二金属层上的多晶硅层。

公开(公告)号：US07947591B2

公开(公告)日：2011-05-24

申请号：US12099827

申请日：2008-04-09

申请人： Peng-Fu Hsu ,  Fong-Yu Yen ,  Yi-Shien Mor ,  Huan-Just Lin ,  Ying Jin ,  Hun-Jan Tao

发明人： Peng-Fu Hsu ,  Fong-Yu Yen ,  Yi-Shien Mor ,  Huan-Just Lin ,  Ying Jin ,  Hun-Jan Tao

IPC分类号： H01L21/3205

CPC分类号： H01L21/823842 ,  H01L21/28088 ,  H01L27/0922 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517 ,  H01L29/518 ,  H01L29/7833

摘要： Semiconductor devices with dual-metal gate structures and fabrication methods thereof. A semiconductor substrate with a first doped region and a second doped region separated by an insulation layer is provided. A first metal gate stack is formed on the first doped region, and a second metal gate stack is formed on the second doped region. A sealing layer is disposed on sidewalls of the first gate stack and the second gate stack. The first metal gate stack comprises an interfacial layer, a high-k dielectric layer on the interfacial layer, a first metal layer on the high-k dielectric layer, a metal insertion layer on the first metal layer, a second metal layer on the metal insertion layer, and a polysilicon layer on the second metal layer. The second metal gate stack comprises an interfacial layer, a high-k dielectric layer on the interfacial layer, a second metal layer on the high-k dielectric layer, and a polysilicon layer on the second metal layer.

摘要翻译： 具有双金属栅极结构的半导体器件及其制造方法。 提供了具有由绝缘层分隔开的第一掺杂区域和第二掺杂区域的半导体衬底。 在第一掺杂区上形成第一金属栅叠层，在第二掺杂区上形成第二金属栅叠层。 密封层设置在第一栅极堆叠和第二栅极叠层的侧壁上。 第一金属栅叠层包括界面层，界面层上的高k电介质层，高k电介质层上的第一金属层，第一金属层上的金属插入层，金属上的第二金属层 插入层和第二金属层上的多晶硅层。 第二金属栅堆叠包括界面层，界面层上的高k电介质层，高k电介质层上的第二金属层和第二金属层上的多晶硅层。

公开(公告)号：US20080188044A1

公开(公告)日：2008-08-07

申请号：US12099827

申请日：2008-04-09

申请人： Peng-Fu Hsu ,  Fong-Yu Yen ,  Yi-Shien Mor ,  Huan-Just Lin ,  Ying Jin ,  Hun-Jan Tao

发明人： Peng-Fu Hsu ,  Fong-Yu Yen ,  Yi-Shien Mor ,  Huan-Just Lin ,  Ying Jin ,  Hun-Jan Tao

IPC分类号： H01L21/8238

CPC分类号： H01L21/823842 ,  H01L21/28088 ,  H01L27/0922 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517 ,  H01L29/518 ,  H01L29/7833

摘要： Semiconductor devices with dual-metal gate structures and fabrication methods thereof. A semiconductor substrate with a first doped region and a second doped region separated by an insulation layer is provided. A first metal gate stack is formed on the first doped region, and a second metal gate stack is formed on the second doped region. A sealing layer is disposed on sidewalls of the first gate stack and the second gate stack. The first metal gate stack comprises an interfacial layer, a high-k dielectric layer on the interfacial layer, a first metal layer on the high-k dielectric layer, a metal insertion layer on the first metal layer, a second metal layer on the metal insertion layer, and a polysilicon layer on the second metal layer. The second metal gate stack comprises an interfacial layer, a high-k dielectric layer on the interfacial layer, a second metal layer on the high-k dielectric layer, and a polysilicon layer on the second metal layer.

公开(公告)号：US20080099851A1

公开(公告)日：2008-05-01

申请号：US11552704

申请日：2006-10-25

申请人： Peng-Fu Hsu ,  Fong-Yu Yen ,  Yi-Shien Mor ,  Huan-Just Lin ,  Ying Jin ,  Hun-Jan Tao

发明人： Peng-Fu Hsu ,  Fong-Yu Yen ,  Yi-Shien Mor ,  Huan-Just Lin ,  Ying Jin ,  Hun-Jan Tao

IPC分类号： H01L29/94 ,  H01L21/8238

CPC分类号： H01L21/823842 ,  H01L21/28088 ,  H01L27/0922 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517 ,  H01L29/518 ,  H01L29/7833

摘要： Semiconductor devices with dual-metal gate structures and fabrication methods thereof. A semiconductor substrate with a first doped region and a second doped region separated by an insulation layer is provided. A first metal gate stack is formed on the first doped region, and a second metal gate stack is formed on the second doped region. A sealing layer is disposed on sidewalls of the first gate stack and the second gate stack. The first metal gate stack comprises an interfacial layer, a high-k dielectric layer on the interfacial layer, a first metal layer on the high-k dielectric layer, a metal insertion layer on the first metal layer, a second metal layer on the metal insertion layer, and a polysilicon layer on the second metal layer. The second metal gate stack comprises an interfacial layer, a high-k dielectric layer on the interfacial layer, a second metal layer on the high-k dielectric layer, and a polysilicon layer on the second metal layer.

摘要翻译： 具有双金属栅极结构的半导体器件及其制造方法。 提供了具有由绝缘层分隔开的第一掺杂区域和第二掺杂区域的半导体衬底。 在第一掺杂区上形成第一金属栅叠层，在第二掺杂区上形成第二金属栅叠层。 密封层设置在第一栅极堆叠和第二栅极叠层的侧壁上。 第一金属栅叠层包括界面层，界面层上的高k电介质层，高k电介质层上的第一金属层，第一金属层上的金属插入层，金属上的第二金属层 插入层和第二金属层上的多晶硅层。 第二金属栅堆叠包括界面层，界面层上的高k电介质层，高k电介质层上的第二金属层和第二金属层上的多晶硅层。

公开(公告)号：US20080093675A1

公开(公告)日：2008-04-24

申请号：US11583634

申请日：2006-10-18

申请人： Liang-Gi Yao ,  Shiang-Bau Wang ,  Huan-Just Lin ,  Peng-Fu Hsu ,  Jin Ying ,  Hun-Jan Tao

发明人： Liang-Gi Yao ,  Shiang-Bau Wang ,  Huan-Just Lin ,  Peng-Fu Hsu ,  Jin Ying ,  Hun-Jan Tao

IPC分类号： H01L29/76

CPC分类号： H01L21/823835 ,  H01L21/823807 ,  H01L21/823842 ,  H01L29/165 ,  H01L29/66636 ,  H01L29/7843 ,  H01L29/7848

摘要： A semiconductor structure includes a substrate, a gate stack on the substrate, a source/drain region adjacent the gate stack, a source/drain silicide region on the source/drain region, a protection layer on the source/drain silicide region, wherein a region over the gate stack is substantially free from the protection layer, and a contact etch stop layer (CESL) having a stress over the protection layer and extending over the gate stack.

摘要翻译： 半导体结构包括衬底，衬底上的栅极堆叠，与栅极堆叠相邻的源极/漏极区域，源极/漏极区域上的源极/漏极硅化物区域，源极/漏极硅化物区域上的保护层，其中 栅极叠层上的区域基本上没有保护层，以及在保护层上方并且在栅极堆叠上延伸的接触蚀刻停止层（CESL）。

公开(公告)号：US07732878B2

公开(公告)日：2010-06-08

申请号：US11583634

申请日：2006-10-18

申请人： Liang-Gi Yao ,  Shiang-Bau Wang ,  Huan-Just Lin ,  Peng-Fu Hsu ,  Jin Ying ,  Hun-Jan Tao

发明人： Liang-Gi Yao ,  Shiang-Bau Wang ,  Huan-Just Lin ,  Peng-Fu Hsu ,  Jin Ying ,  Hun-Jan Tao

IPC分类号： H01L29/78

CPC分类号： H01L21/823835 ,  H01L21/823807 ,  H01L21/823842 ,  H01L29/165 ,  H01L29/66636 ,  H01L29/7843 ,  H01L29/7848

摘要： A semiconductor structure includes a substrate, a gate stack on the substrate, a source/drain region adjacent the gate stack, a source/drain silicide region on the source/drain region, a protection layer on the source/drain silicide region, wherein a region over the gate stack is substantially free from the protection layer, and a contact etch stop layer (CESL) having a stress over the protection layer and extending over the gate stack.

摘要翻译： 半导体结构包括衬底，衬底上的栅极堆叠，与栅极堆叠相邻的源极/漏极区域，源极/漏极区域上的源极/漏极硅化物区域，源极/漏极硅化物区域上的保护层，其中 栅极叠层上的区域基本上没有保护层，以及在保护层上方并且在栅极堆叠上延伸的接触蚀刻停止层（CESL）。

公开(公告)号：US20080070395A1

公开(公告)日：2008-03-20

申请号：US11532308

申请日：2006-09-15

申请人： Fong-Yu Yen ,  Cheng-Lung Hung ,  Peng-Fu Hsu ,  Vencent S. Chang ,  Yong-Tian Hou ,  Jin Ying ,  Hun-Jan Tao

发明人： Fong-Yu Yen ,  Cheng-Lung Hung ,  Peng-Fu Hsu ,  Vencent S. Chang ,  Yong-Tian Hou ,  Jin Ying ,  Hun-Jan Tao

IPC分类号： H01L21/3205 ,  H01L29/78 ,  H01L29/792

CPC分类号： H01L29/513 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/28185 ,  H01L21/28194 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/518

摘要： A semiconductor device is disclosed that includes: a substrate; a first high-k dielectric layer; a second high-k dielectric layer formed of a different high-k material; and a metal gate. In another form, a method of forming a semiconductor device is disclosed that includes: providing a substrate; forming a first high-k dielectric layer above the substrate; forming a second dielectric layer of a different high-k material above the first dielectric layer; and forming a gate structure above the second dielectric layer. In yet another form, a method of forming a semiconductor device is disclosed that includes: providing a substrate; forming an interfacial layer above the substrate; forming a first high-k dielectric layer above the interfacial layer; performing a nitridation technique; performing an anneal; forming a second high-k dielectric layer of a different high-k material above the first dielectric layer; and forming a metal gate structure above the second dielectric layer.

摘要翻译： 公开了一种半导体器件，包括：衬底; 第一高k电介质层; 由不同的高k材料形成的第二高k电介质层; 和金属门。 在另一种形式中，公开了一种形成半导体器件的方法，包括：提供衬底; 在所述衬底上形成第一高k电介质层; 在所述第一介电层上形成不同高k材料的第二电介质层; 以及在所述第二电介质层上形成栅极结构。 在另一种形式中，公开了一种形成半导体器件的方法，其包括：提供衬底; 在基底上形成界面层; 在界面层上形成第一高k电介质层; 进行氮化技术; 进行退火; 在所述第一介电层上形成不同高k材料的第二高k电介质层; 以及在所述第二电介质层上方形成金属栅极结构。

公开(公告)号：US07531399B2

公开(公告)日：2009-05-12

申请号：US11532308

申请日：2006-09-15

申请人： Fong-Yu Yen ,  Cheng-Lung Hung ,  Peng-Fu Hsu ,  Vencent S. Chang ,  Yong-Tian Hou ,  Jin Ying ,  Hun-Jan Tao

发明人： Fong-Yu Yen ,  Cheng-Lung Hung ,  Peng-Fu Hsu ,  Vencent S. Chang ,  Yong-Tian Hou ,  Jin Ying ,  Hun-Jan Tao

IPC分类号： H01L21/8238

CPC分类号： H01L29/513 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/28185 ,  H01L21/28194 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/518

摘要： A semiconductor device is disclosed that includes: a substrate; a first high-k dielectric layer; a second high-k dielectric layer formed of a different high-k material; and a metal gate. In another form, a method of forming a semiconductor device is disclosed that includes: providing a substrate; forming a first high-k dielectric layer above the substrate; forming a second dielectric layer of a different high-k material above the first dielectric layer; and forming a gate structure above the second dielectric layer. In yet another form, a method of forming a semiconductor device is disclosed that includes: providing a substrate; forming an interfacial layer above the substrate; forming a first high-k dielectric layer above the interfacial layer; performing a nitridation technique; performing an anneal; forming a second high-k dielectric layer of a different high-k material above the first dielectric layer; and forming a metal gate structure above the second dielectric layer.

摘要翻译： 公开了一种半导体器件，包括：衬底; 第一高k电介质层; 由不同的高k材料形成的第二高k电介质层; 和金属门。 在另一种形式中，公开了一种形成半导体器件的方法，包括：提供衬底; 在所述衬底上形成第一高k电介质层; 在所述第一介电层上形成不同高k材料的第二电介质层; 以及在所述第二电介质层上形成栅极结构。 在另一种形式中，公开了一种形成半导体器件的方法，其包括：提供衬底; 在基底上形成界面层; 在界面层上形成第一高k电介质层; 进行氮化技术; 进行退火; 在所述第一介电层上形成不同高k材料的第二高k电介质层; 以及在所述第二电介质层上方形成金属栅极结构。

公开(公告)号：US20080001237A1

公开(公告)日：2008-01-03

申请号：US11478476

申请日：2006-06-29

申请人： Vincent S. Chang ,  Peng-Fu Hsu ,  Fong-Yu Yen ,  Yong-Tian Hou ,  Jin Ying ,  Hun-Jan Tao

发明人： Vincent S. Chang ,  Peng-Fu Hsu ,  Fong-Yu Yen ,  Yong-Tian Hou ,  Jin Ying ,  Hun-Jan Tao

IPC分类号： H01L29/78

CPC分类号： H01L29/513 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/28194 ,  H01L21/28202 ,  H01L21/823437 ,  H01L21/823462 ,  H01L21/823475 ,  H01L21/823828 ,  H01L21/823857 ,  H01L21/823871 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/518 ,  H01L29/7833

摘要： Disclosed is a semiconductor device having a substrate, an interfacial layer formed on said substrate, a nitrogen-containing high dielectric constant (high-k) layer formed on said interfacial layer, and a metal electrode on said nitrogen-containing high-k layer. Also disclosed is a method of forming a transistor including forming on a substrate an interfacial layer comprising silicon and oxygen, depositing on the interfacial layer a high-k dielectric material, nitriding the high-k dielectric material, depositing a metal layer on the high-k dielectric material, and patterning the metal layer, the high-k dielectric material, and the interfacial layer to form a gate stack.

摘要翻译： 公开了一种半导体器件，其具有基板，在所述基板上形成的界面层，在所述界面层上形成的含氮高介电常数（高k）层和所述含氮高k层上的金属电极。 还公开了一种形成晶体管的方法，包括在衬底上形成包含硅和氧的界面层，在界面层上沉积高k电介质材料，氮化高k电介质材料，在高介电材料上沉积金属层， k电介质材料，并且图案化金属层，高k电介质材料和界面层以形成栅极堆叠。

公开(公告)号：US08384159B2

公开(公告)日：2013-02-26

申请号：US12426477

申请日：2009-04-20

申请人： Fong-Yu Yen ,  Cheng-Lung Hung ,  Peng-Fu Hsu ,  Vencent S. Chang ,  Yong-Tian Hou ,  Jin Ying ,  Hun-Jan Tao

发明人： Fong-Yu Yen ,  Cheng-Lung Hung ,  Peng-Fu Hsu ,  Vencent S. Chang ,  Yong-Tian Hou ,  Jin Ying ,  Hun-Jan Tao

IPC分类号： H01L29/76 ,  H01L29/94 ,  H01L31/062 ,  H01L31/113 ,  H01L31/119

CPC分类号： H01L29/513 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/28185 ,  H01L21/28194 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/518

摘要： A semiconductor device is disclosed that includes: a substrate; a first dielectric layer formed over the substrate and formed of a first high-k material, the first high-k material selected from the group consisting of HfO2, HfSiO, HfSiON, HfTaO, HfTiO, HfTiTaO, HfAlON, and HfZrO; a second dielectric layer formed over the first dielectric layer and formed of a second high-k material, the second high-k material being different than the first high-k material and selected from the group consisting of HfO2, HfSiO, HfSiON, HfTaO, HfTiO, HfTiTaO, HfAlON, and HfZrO; and a metal gate formed over the second dielectric layer. The first dielectric layer includes ions selected from the group consisting of N, O, and Si.

摘要翻译： 公开了一种半导体器件，包括：衬底; 形成在所述衬底上并由第一高k材料形成的第一介电层，所述第一高k材料选自HfO 2，HfSiO，HfSiON，HfTaO，HfTiO，HfTiTaO，HfAlON和HfZrO; 形成在所述第一介电层上并由第二高k材料形成的第二介电层，所述第二高k材料不同于所述第一高k材料并选自HfO 2，HfSiO，HfSiON，HfTaO， HfTiO，HfTiTaO，HfAlON和HfZrO; 以及形成在第二介电层上的金属栅极。 第一电介质层包括选自N，O和Si的离子。