公开(公告)号：US20100052077A1

公开(公告)日：2010-03-04

申请号：US12422378

申请日：2009-04-13

申请人： Peng-Fu Hsu ,  Hsin-Chun Ko ,  Kang-Cheng Lin ,  Kuo-Tai Huang

发明人： Peng-Fu Hsu ,  Hsin-Chun Ko ,  Kang-Cheng Lin ,  Kuo-Tai Huang

IPC分类号： H01L29/78 ,  H01L21/336

CPC分类号： H01L21/28194 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517

摘要： A high-k metal gate structure including a buffer layer and method of fabrication of such, is provided. The buffer layer may interpose an interface oxide layer and a high-k gate dielectric layer. In one embodiment, the buffer layer includes aluminum oxide. The buffer layer and the high-k gate dielectric layer may be formed in-situ using an atomic layer deposition (ALD) process.

摘要翻译： 提供了包括缓冲层的高k金属栅极结构及其制造方法。 缓冲层可以插入界面氧化物层和高k栅介质层。 在一个实施例中，缓冲层包括氧化铝。 可以使用原子层沉积（ALD）工艺原位形成缓冲层和高k栅介质层。

公开(公告)号：US20120086085A1

公开(公告)日：2012-04-12

申请号：US13329877

申请日：2011-12-19

申请人： Peng-Fu Hsu ,  Kang-Cheng Lin ,  Kuo-Tai Huang

发明人： Peng-Fu Hsu ,  Kang-Cheng Lin ,  Kuo-Tai Huang

IPC分类号： H01L27/092 ,  H01L21/28

CPC分类号： H01L27/092 ,  H01L21/823842 ,  H01L29/49 ,  H01L29/51

摘要： The present disclosure provides a method of fabricating a semiconductor device. The method includes providing a semiconductor substrate having a first region and a second region, forming a high-k dielectric layer over the semiconductor substrate, forming a capping layer over the high-k dielectric layer in the first region, forming a first metal layer over capping layer in the first region and over the high-k dielectric in the second region, thereafter, forming a first gate stack in the first region and a second gate stack in the second region, protecting the first metal layer in the first gate stack while performing a treatment process on the first metal layer in the second gate stack, and forming a second metal layer over the first metal layer in the first gate stack and over the treated first metal layer in the second gate stack.

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区域和第二区域的半导体衬底，在半导体衬底上形成高k电介质层，在第一区域的高k电介质层上形成覆盖层，形成第一金属层 在第一区域中的覆盖层和第二区域中的高k电介质之上，然后在第一区域中形成第一栅极堆叠，在第二区域中形成第二栅极叠层，保护第一栅极叠层中的第一金属层，同时 对所述第二栅极堆叠中的所述第一金属层进行处理工艺，以及在所述第一栅极堆叠中的所述第一金属层上方以及所述第二栅极堆叠中经处理的第一金属层之上形成第二金属层。

公开(公告)号：US07812414B2

公开(公告)日：2010-10-12

申请号：US11656711

申请日：2007-01-23

申请人： Yong-Tian Hou ,  Peng-Fu Hsu ,  Jin Ying ,  Kang-Cheng Lin ,  Kuo-Tai Huang ,  Tze-Liang Lee

发明人： Yong-Tian Hou ,  Peng-Fu Hsu ,  Jin Ying ,  Kang-Cheng Lin ,  Kuo-Tai Huang ,  Tze-Liang Lee

IPC分类号： H01L29/78

CPC分类号： H01L21/823842 ,  H01L21/28044 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/823835 ,  H01L29/66545 ,  H01L29/6656 ,  H01L29/7833 ,  H01L29/7843

摘要： A semiconductor structure and methods for forming the same are provided. The semiconductor structure includes a first MOS device of a first conductivity type and a second MOS device of a second conductivity type opposite the first conductivity type. The first MOS device includes a first gate dielectric on a semiconductor substrate; a first metal-containing gate electrode layer over the first gate dielectric; and a silicide layer over the first metal-containing gate electrode layer. The second MOS device includes a second gate dielectric on the semiconductor substrate; a second metal-containing gate electrode layer over the second gate dielectric; and a contact etch stop layer having a portion over the second metal-containing gate electrode layer, wherein a region between the portion of the contact etch stop layer and the second metal-containing gate electrode layer is substantially free from silicon.

摘要翻译： 提供半导体结构及其形成方法。 半导体结构包括第一导电类型的第一MOS器件和与第一导电类型相反的第二导电类型的第二MOS器件。 第一MOS器件包括在半导体衬底上的第一栅极电介质; 在所述第一栅极电介质上的第一含金属的栅电极层; 以及位于第一含金属栅电极层上的硅化物层。 第二MOS器件包括半导体衬底上的第二栅极电介质; 在所述第二栅极电介质上方的第二含金属的栅电极层; 以及具有位于所述第二含金属栅电极层上的部分的接触蚀刻停止层，其中所述接触蚀刻停止层的所述部分和所述第二含金属栅电极层之间的区域基本上不含硅。

公开(公告)号：US08853068B2

公开(公告)日：2014-10-07

申请号：US13329877

申请日：2011-12-19

申请人： Peng-Fu Hsu ,  Kang-Cheng Lin ,  Kuo-Tai Huang

发明人： Peng-Fu Hsu ,  Kang-Cheng Lin ,  Kuo-Tai Huang

IPC分类号： H01L21/3205 ,  H01L21/4763 ,  H01L21/8238

CPC分类号： H01L27/092 ,  H01L21/823842 ,  H01L29/49 ,  H01L29/51

摘要： The present disclosure provides a method of fabricating a semiconductor device. The method includes providing a semiconductor substrate having a first region and a second region, forming a high-k dielectric layer over the semiconductor substrate, forming a capping layer over the high-k dielectric layer in the first region, forming a first metal layer over capping layer in the first region and over the high-k dielectric in the second region, thereafter, forming a first gate stack in the first region and a second gate stack in the second region, protecting the first metal layer in the first gate stack while performing a treatment process on the first metal layer in the second gate stack, and forming a second metal layer over the first metal layer in the first gate stack and over the treated first metal layer in the second gate stack.

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区域和第二区域的半导体衬底，在半导体衬底上形成高k电介质层，在第一区域的高k电介质层上形成覆盖层，形成第一金属层 在第一区域中的覆盖层和第二区域中的高k电介质之上，然后在第一区域中形成第一栅极堆叠，在第二区域中形成第二栅极叠层，保护第一栅极叠层中的第一金属层，同时 对所述第二栅极堆叠中的所述第一金属层进行处理工艺，以及在所述第一栅极堆叠中的所述第一金属层上方以及所述第二栅极堆叠中经处理的第一金属层之上形成第二金属层。

公开(公告)号：US08105931B2

公开(公告)日：2012-01-31

申请号：US12424739

申请日：2009-04-16

申请人： Peng-Fu Hsu ,  Kang-Cheng Lin ,  Kuo-Tai Huang

发明人： Peng-Fu Hsu ,  Kang-Cheng Lin ,  Kuo-Tai Huang

IPC分类号： H01L21/3205 ,  H01L21/4763

CPC分类号： H01L27/092 ,  H01L21/823842 ,  H01L29/49 ,  H01L29/51

摘要： The present disclosure provides a method of fabricating a semiconductor device. The method includes providing a semiconductor substrate having a first region and a second region, forming a high-k dielectric layer over the semiconductor substrate, forming a capping layer over the high-k dielectric layer in the first region, forming a first metal layer over capping layer in the first region and over the high-k dielectric in the second region, thereafter, forming a first gate stack in the first region and a second gate stack in the second region, protecting the first metal layer in the first gate stack while performing a treatment process on the first metal layer in the second gate stack, and forming a second metal layer over the first metal layer in the first gate stack and over the treated first metal layer in the second gate stack.

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区域和第二区域的半导体衬底，在半导体衬底上形成高k电介质层，在第一区域的高k电介质层上形成覆盖层，形成第一金属层 在第一区域中的覆盖层和第二区域中的高k电介质之上，然后在第一区域中形成第一栅极堆叠，在第二区域中形成第二栅极叠层，保护第一栅极叠层中的第一金属层，同时 对所述第二栅极堆叠中的所述第一金属层进行处理工艺，以及在所述第一栅极堆叠中的所述第一金属层上方以及所述第二栅极堆叠中经处理的第一金属层之上形成第二金属层。

公开(公告)号：US20100052067A1

公开(公告)日：2010-03-04

申请号：US12424739

申请日：2009-04-16

申请人： Peng-Fu Hsu ,  Kang-Cheng Lin ,  Kuo-Tai Huang

发明人： Peng-Fu Hsu ,  Kang-Cheng Lin ,  Kuo-Tai Huang

IPC分类号： H01L27/092 ,  H01L21/8234

CPC分类号： H01L27/092 ,  H01L21/823842 ,  H01L29/49 ,  H01L29/51

摘要： The present disclosure provides a method of fabricating a semiconductor device. The method includes providing a semiconductor substrate having a first region and a second region, forming a high-k dielectric layer over the semiconductor substrate, forming a capping layer over the high-k dielectric layer in the first region, forming a first metal layer over capping layer in the first region and over the high-k dielectric in the second region, thereafter, forming a first gate stack in the first region and a second gate stack in the second region, protecting the first metal layer in the first gate stack while performing a treatment process on the first metal layer in the second gate stack, and forming a second metal layer over the first metal layer in the first gate stack and over the treated first metal layer in the second gate stack.

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区域和第二区域的半导体衬底，在半导体衬底上形成高k电介质层，在第一区域的高k电介质层上形成覆盖层，形成第一金属层 在第一区域中的覆盖层和第二区域中的高k电介质之上，然后在第一区域中形成第一栅极堆叠，在第二区域中形成第二栅极叠层，保护第一栅极叠层中的第一金属层，同时 对所述第二栅极堆叠中的所述第一金属层进行处理工艺，以及在所述第一栅极堆叠中的所述第一金属层上方以及所述第二栅极堆叠中经处理的第一金属层之上形成第二金属层。

公开(公告)号：US08836038B2

公开(公告)日：2014-09-16

申请号：US12883241

申请日：2010-09-16

申请人： Yong-Tian Hou ,  Peng-Fu Hsu ,  Jin Ying ,  Kang-Cheng Lin ,  Kuo-Tai Huang ,  Tze-Liang Lee

发明人： Yong-Tian Hou ,  Peng-Fu Hsu ,  Jin Ying ,  Kang-Cheng Lin ,  Kuo-Tai Huang ,  Tze-Liang Lee

IPC分类号： H01L29/78 ,  H01L21/8238 ,  H01L21/28 ,  H01L29/66

CPC分类号： H01L21/823842 ,  H01L21/28044 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/823835 ,  H01L29/66545 ,  H01L29/6656 ,  H01L29/7833 ,  H01L29/7843

摘要： A semiconductor structure and methods for forming the same are provided. The semiconductor structure includes a first MOS device of a first conductivity type and a second MOS device of a second conductivity type opposite the first conductivity type. The first MOS device includes a first gate dielectric on a semiconductor substrate; a first metal-containing gate electrode layer over the first gate dielectric; and a silicide layer over the first metal-containing gate electrode layer. The second MOS device includes a second gate dielectric on the semiconductor substrate; a second metal-containing gate electrode layer over the second gate dielectric; and a contact etch stop layer having a portion over the second metal-containing gate electrode layer, wherein a region between the portion of the contact etch stop layer and the second metal-containing gate electrode layer is substantially free from silicon.

摘要翻译： 提供半导体结构及其形成方法。 半导体结构包括第一导电类型的第一MOS器件和与第一导电类型相反的第二导电类型的第二MOS器件。 第一MOS器件包括在半导体衬底上的第一栅极电介质; 在所述第一栅极电介质上的第一含金属的栅电极层; 以及位于第一含金属栅电极层上的硅化物层。 第二MOS器件包括半导体衬底上的第二栅极电介质; 在所述第二栅极电介质上方的第二含金属的栅电极层; 以及具有位于所述第二含金属栅电极层上的部分的接触蚀刻停止层，其中所述接触蚀刻停止层的所述部分和所述第二含金属栅电极层之间的区域基本上不含硅。

公开(公告)号：US08324090B2

公开(公告)日：2012-12-04

申请号：US12338787

申请日：2008-12-18

申请人： Yuri Masuoka ,  Peng-Fu Hsu ,  Huan-Tsung Huang ,  Kuo-Tai Huang ,  Yong-Tian Hou ,  Carlos H. Diaz

发明人： Yuri Masuoka ,  Peng-Fu Hsu ,  Huan-Tsung Huang ,  Kuo-Tai Huang ,  Yong-Tian Hou ,  Carlos H. Diaz

IPC分类号： H01L21/4763 ,  H01L25/11 ,  H01L29/78

CPC分类号： H01L29/4925 ,  H01L21/28061 ,  H01L21/28185 ,  H01L21/28194 ,  H01L21/823842 ,  H01L29/513 ,  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, providing a semiconductor substrate having a first region and a second region, forming a high-k dielectric layer over the semiconductor substrate, forming a first capping layer and a second capping layer over the high-k dielectric layer, the first capping layer overlying the first region and the second capping layer overlying the second region, forming a layer containing silicon (Si) over the first and second capping layers, forming a metal layer over the layer containing Si, and forming a first gate stack over the first region and a second gate stack over the second active region. The first gate stack includes the high-k dielectric layer, the first capping layer, the layer containing Si, and the metal layer and the second gate stack includes the high-k dielectric layer, the second capping layer, the layer containing Si, and the metal layer.

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，提供具有第一区域和第二区域的半导体衬底，在半导体衬底上形成高k电介质层，形成第一覆盖层和 第二覆盖层覆盖在高k电介质层上，覆盖第一区域的第一覆盖层和覆盖第二区域的第二封盖层，在第一和第二覆盖层上形成含有硅（Si）的层，形成金属层 所述层包含Si，并且在所述第一区域上形成第一栅极堆叠，并且在所述第二有源区域上形成第二栅极堆叠。 第一栅极堆叠包括高k电介质层，第一覆盖层，含有Si的层，金属层和第二栅极堆叠包括高k电介质层，第二覆盖层，含有Si的层和 金属层。

公开(公告)号：US08536660B2

公开(公告)日：2013-09-17

申请号：US12047113

申请日：2008-03-12

申请人： Peng-Fu Hsu ,  Yong-Tian Hou ,  Ssu-Yi Li ,  Kuo-Tai Huang ,  Mong Song Liang

发明人： Peng-Fu Hsu ,  Yong-Tian Hou ,  Ssu-Yi Li ,  Kuo-Tai Huang ,  Mong Song Liang

IPC分类号： H01L21/02

CPC分类号： H01L21/823857 ,  H01L21/823842 ,  H01L27/092

摘要： A semiconductor structure includes a first MOS device including a first gate, and a second MOS device including a second gate. The first gate includes a first high-k dielectric over a semiconductor substrate; a second high-k dielectric over the first high-k dielectric; a first metal layer over the second high-k dielectric, wherein the first metal layer dominates a work-function of the first MOS device; and a second metal layer over the first metal layer. The second gate includes a third high-k dielectric over the semiconductor substrate, wherein the first and the third high-k dielectrics are formed of same materials, and have substantially a same thickness; a third metal layer over the third high-k dielectric, wherein the third metal layer and the second metal layer are formed of same materials, and have substantially a same thickness; and a fourth metal layer over the third metal layer.

摘要翻译： 半导体结构包括包括第一栅极的第一MOS器件和包括第二栅极的第二MOS器件。 第一栅极包括在半导体衬底上的第一高k电介质; 第一高k电介质上的第二高k电介质; 在所述第二高k电介质上的第一金属层，其中所述第一金属层支配所述第一MOS器件的功函数; 以及在所述第一金属层上的第二金属层。 第二栅极包括半导体衬底上的第三高k电介质，其中第一和第三高k电介质由相同的材料形成，并具有基本上相同的厚度; 在所述第三高k电介质上的第三金属层，其中所述第三金属层和所述第二金属层由相同的材料形成，并且具有基本相同的厚度; 以及在第三金属层上的第四金属层。

公开(公告)号：US20090230479A1

公开(公告)日：2009-09-17

申请号：US12047113

申请日：2008-03-12

申请人： Peng-Fu Hsu ,  Yong-Tian Hou ,  Ssu-Yi Li ,  Kuo-Tai Huang ,  Mong Song Liang

发明人： Peng-Fu Hsu ,  Yong-Tian Hou ,  Ssu-Yi Li ,  Kuo-Tai Huang ,  Mong Song Liang

IPC分类号： H01L27/092

CPC分类号： H01L21/823857 ,  H01L21/823842 ,  H01L27/092

摘要： A semiconductor structure includes a first MOS device including a first gate, and a second MOS device including a second gate. The first gate includes a first high-k dielectric over a semiconductor substrate; a second high-k dielectric over the first high-k dielectric; a first metal layer over the second high-k dielectric, wherein the first metal layer dominates a work-function of the first MOS device; and a second metal layer over the first metal layer. The second gate includes a third high-k dielectric over the semiconductor substrate, wherein the first and the third high-k dielectrics are formed of same materials, and have substantially a same thickness; a third metal layer over the third high-k dielectric, wherein the third metal layer and the second metal layer are formed of same materials, and have substantially a same thickness; and a fourth metal layer over the third metal layer.

摘要翻译： 半导体结构包括包括第一栅极的第一MOS器件和包括第二栅极的第二MOS器件。 第一栅极包括在半导体衬底上的第一高k电介质; 第一高k电介质上的第二高k电介质; 在所述第二高k电介质上的第一金属层，其中所述第一金属层支配所述第一MOS器件的功函数; 以及在所述第一金属层上的第二金属层。 第二栅极包括半导体衬底上的第三高k电介质，其中第一和第三高k电介质由相同的材料形成，并具有基本上相同的厚度; 在所述第三高k电介质上的第三金属层，其中所述第三金属层和所述第二金属层由相同的材料形成，并且具有基本相同的厚度; 以及在第三金属层上的第四金属层。