公开(公告)号：US08193081B2

公开(公告)日：2012-06-05

申请号：US12582031

申请日：2009-10-20

申请人： Peng-Soon Lim ,  Meng-Hsuan Chan ,  Kuang-Yuan Hsu

发明人： Peng-Soon Lim ,  Meng-Hsuan Chan ,  Kuang-Yuan Hsu

IPC分类号： H01L21/283

CPC分类号： H01L29/4236 ,  H01L21/28114 ,  H01L29/42376 ,  H01L29/66621

摘要： A method includes providing a semiconductor substrate having a gate trench and depositing a metal layer, using a physical vapor deposition (PVD) process, over the substrate to partially fill the trench. The metal layer includes a bottom portion and a sidewall portion that is thinner than the bottom portion. The method also includes forming a coating layer on the metal layer, etching back the coating layer such that a portion of the coating layer protects a portion of the metal layer within the trench, and removing the unprotected portion of the metal layer. A different aspect involves a semiconductor device that includes a gate that includes a trench having a top surface, and a metal layer formed over the trench, wherein the metal layer includes a sidewall portion and a bottom portion, and wherein the sidewall portion is thinner than the bottom portion.

摘要翻译： 一种方法包括提供具有栅极沟槽的半导体衬底，并且使用物理气相沉积（PVD）工艺在衬底上沉积金属层以部分地填充沟槽。 金属层包括比底部更薄的底部部分和侧壁部分。 所述方法还包括在所述金属层上形成涂层，使所述涂层回蚀刻，使得所述涂层的一部分保护所述沟槽内的所述金属层的一部分，以及去除所述金属层的未被保护的部分。 不同的方面涉及一种半导体器件，其包括包括具有顶表面的沟槽的栅极和在沟槽上形成的金属层，其中金属层包括侧壁部分和底部，并且其中侧壁部分比 底部。

公开(公告)号：US20120217578A1

公开(公告)日：2012-08-30

申请号：US13466665

申请日：2012-05-08

申请人： Peng-Soon Lim ,  Meng-Hsuan Chan ,  Kuang-Yuan Hsu

发明人： Peng-Soon Lim ,  Meng-Hsuan Chan ,  Kuang-Yuan Hsu

IPC分类号： H01L29/78 ,  H01L21/28

CPC分类号： H01L29/4236 ,  H01L21/28114 ,  H01L29/42376 ,  H01L29/66621

摘要： A method includes providing a semiconductor substrate having a gate trench and depositing a metal layer, using a physical vapor deposition (PVD) process, over the substrate to partially fill the trench. The metal layer includes a bottom portion and a sidewall portion that is thinner than the bottom portion. The method also includes forming a coating layer on the metal layer, etching back the coating layer such that a portion of the coating layer protects a portion of the metal layer within the trench, and removing the unprotected portion of the metal layer. A different aspect involves a semiconductor device that includes a gate that includes a trench having a top surface, and a metal layer formed over the trench, wherein the metal layer includes a sidewall portion and a bottom portion, and wherein the sidewall portion is thinner than the bottom portion.

摘要翻译： 一种方法包括提供具有栅极沟槽的半导体衬底，并且使用物理气相沉积（PVD）工艺在衬底上沉积金属层以部分地填充沟槽。 金属层包括比底部更薄的底部部分和侧壁部分。 所述方法还包括在所述金属层上形成涂层，使所述涂层回蚀刻，使得所述涂层的一部分保护所述沟槽内的所述金属层的一部分，以及去除所述金属层的未被保护的部分。 不同的方面涉及一种半导体器件，其包括包括具有顶表面的沟槽的栅极和在沟槽上形成的金属层，其中金属层包括侧壁部分和底部，并且其中侧壁部分比 底部。

公开(公告)号：US20110089484A1

公开(公告)日：2011-04-21

申请号：US12582031

申请日：2009-10-20

申请人： Peng-Soon Lim ,  Meng-Hsuan Chan ,  Kuang-Yuan Hsu

发明人： Peng-Soon Lim ,  Meng-Hsuan Chan ,  Kuang-Yuan Hsu

IPC分类号： H01L29/78 ,  H01L21/283

CPC分类号： H01L29/4236 ,  H01L21/28114 ,  H01L29/42376 ,  H01L29/66621

摘要： A method includes providing a semiconductor substrate having a gate trench and depositing a metal layer, using a physical vapor deposition (PVD) process, over the substrate to partially fill the trench. The metal layer includes a bottom portion and a sidewall portion that is thinner than the bottom portion. The method also includes forming a coating layer on the metal layer, etching back the coating layer such that a portion of the coating layer protects a portion of the metal layer within the trench, and removing the unprotected portion of the metal layer. A different aspect involves a semiconductor device that includes a gate that includes a trench having a top surface, and a metal layer formed over the trench, wherein the metal layer includes a sidewall portion and a bottom portion, and wherein the sidewall portion is thinner than the bottom portion.

摘要翻译： 一种方法包括提供具有栅极沟槽的半导体衬底，并且使用物理气相沉积（PVD）工艺在衬底上沉积金属层以部分地填充沟槽。 金属层包括比底部更薄的底部部分和侧壁部分。 所述方法还包括在所述金属层上形成涂层，使所述涂层回蚀刻，使得所述涂层的一部分保护所述沟槽内的所述金属层的一部分，以及去除所述金属层的未被保护的部分。 不同的方面涉及一种半导体器件，其包括包括具有顶表面的沟槽的栅极和在沟槽上形成的金属层，其中金属层包括侧壁部分和底部，并且其中侧壁部分比 底部。

公开(公告)号：US08716785B2

公开(公告)日：2014-05-06

申请号：US13466665

申请日：2012-05-08

申请人： Peng-Soon Lim ,  Meng-Hsuan Chan ,  Kuang-Yuan Hsu

发明人： Peng-Soon Lim ,  Meng-Hsuan Chan ,  Kuang-Yuan Hsu

IPC分类号： H01L29/66

CPC分类号： H01L29/4236 ,  H01L21/28114 ,  H01L29/42376 ,  H01L29/66621

摘要： A method includes providing a semiconductor substrate having a gate trench and depositing a metal layer, using a physical vapor deposition (PVD) process, over the substrate to partially fill the trench. The metal layer includes a bottom portion and a sidewall portion that is thinner than the bottom portion. The method also includes forming a coating layer on the metal layer, etching back the coating layer such that a portion of the coating layer protects a portion of the metal layer within the trench, and removing the unprotected portion of the metal layer. A different aspect involves a semiconductor device that includes a gate that includes a trench having a top surface, and a metal layer formed over the trench, wherein the metal layer includes a sidewall portion and a bottom portion, and wherein the sidewall portion is thinner than the bottom portion.

摘要翻译： 一种方法包括提供具有栅极沟槽的半导体衬底，并且使用物理气相沉积（PVD）工艺在衬底上沉积金属层以部分地填充沟槽。 金属层包括比底部更薄的底部部分和侧壁部分。 所述方法还包括在所述金属层上形成涂层，使所述涂层回蚀刻，使得所述涂层的一部分保护所述沟槽内的所述金属层的一部分，以及去除所述金属层的未被保护的部分。 不同的方面涉及一种半导体器件，其包括包括具有顶表面的沟槽的栅极和在沟槽上形成的金属层，其中金属层包括侧壁部分和底部，并且其中侧壁部分比 底部。

公开(公告)号：US08441107B2

公开(公告)日：2013-05-14

申请号：US13599507

申请日：2012-08-30

申请人： Peng-Soon Lim ,  Chia-Pin Lin ,  Kuang-Yuan Hsu

发明人： Peng-Soon Lim ,  Chia-Pin Lin ,  Kuang-Yuan Hsu

IPC分类号： H01L29/06

CPC分类号： H01L27/092 ,  H01L27/088 ,  H01L29/517 ,  H01L29/66545 ,  H01L29/66795 ,  H01L29/78 ,  H01L29/785

摘要： An apparatus includes a first device. The first device includes a first projection and a first gate structure, the first projection extending upwardly from a substrate and having a first channel region therein, and the first gate structure engaging the first projection adjacent the first channel region. The first structure includes an opening over the first channel region, and a conformal, pure metal with a low resistivity disposed in the opening. The apparatus also includes a second device that includes a second projection and a second gate structure, the second projection extending upwardly from the substrate and having a second channel region therein, and the second gate structure engaging the second projection adjacent the second channel region. The second structure includes a silicide disposed over the second channel region, wherein the silicide includes a metal that is the same metal disposed in the opening.

摘要翻译： 一种装置包括第一装置。 第一装置包括第一突起和第一栅极结构，第一突起从衬底向上延伸并且在其中具有第一沟道区域，并且第一栅极结构接合与第一沟道区相邻的第一突起。 第一结构包括在第一通道区域上的开口，以及设置在开口中的具有低电阻率的保形的纯金属。 该装置还包括第二装置，其包括第二突起和第二栅极结构，第二突起从基板向上延伸并且在其中具有第二通道区域，并且第二栅极结构接合与第二通道区域相邻的第二突出部。 第二结构包括设置在第二通道区域上的硅化物，其中硅化物包括设置在开口中的相同金属的金属。

公开(公告)号：US09048334B2

公开(公告)日：2015-06-02

申请号：US13214996

申请日：2011-08-22

申请人： Peng-Soon Lim ,  Da-Yuan Lee ,  Kuang-Yuan Hsu

发明人： Peng-Soon Lim ,  Da-Yuan Lee ,  Kuang-Yuan Hsu

IPC分类号： H01L27/088 ,  H01L21/8234 ,  H01L21/28 ,  H01L29/423 ,  H01L29/49 ,  H01L29/51

CPC分类号： H01L29/42376 ,  H01L21/28114 ,  H01L21/28247 ,  H01L21/285 ,  H01L21/2855 ,  H01L21/31105 ,  H01L21/823456 ,  H01L29/4236 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517

摘要： A metal gate structure comprises a metal layer partially filling a trench of the metal gate structure. The metal layer comprises a first metal sidewall, a second metal sidewall and a metal bottom layer. By employing an uneven protection layer during an etching back process, the thickness of the first metal sidewall is less than the thickness of the metal bottom layer and the thickness of the second metal sidewall is less than the thickness of the metal bottom layer. The thin sidewalls allow extra space for subsequent metal-fill processes.

摘要翻译： 金属栅极结构包括部分地填充金属栅极结构的沟槽的金属层。 金属层包括第一金属侧壁，第二金属侧壁和金属底层。 通过在回蚀处理中采用不均匀的保护层，第一金属侧壁的厚度小于金属底层的厚度，第二金属侧壁的厚度小于金属底层的厚度。 薄的侧壁为后续的金属填充过程提供了额外的空间。

公开(公告)号：US20130049109A1

公开(公告)日：2013-02-28

申请号：US13214996

申请日：2011-08-22

申请人： Peng-Soon Lim ,  Da-Yuan Lee ,  Kuang-Yuan Hsu

发明人： Peng-Soon Lim ,  Da-Yuan Lee ,  Kuang-Yuan Hsu

IPC分类号： H01L27/088 ,  H01L21/283 ,  H01L23/48

CPC分类号： H01L29/42376 ,  H01L21/28114 ,  H01L21/28247 ,  H01L21/285 ,  H01L21/2855 ,  H01L21/31105 ,  H01L21/823456 ,  H01L29/4236 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517

摘要： A metal gate structure comprises a metal layer partially filling a trench of the metal gate structure. The metal layer comprises a first metal sidewall, a second metal sidewall and a metal bottom layer. By employing an uneven protection layer during an etching back process, the thickness of the first metal sidewall is less than the thickness of the metal bottom layer and the thickness of the second metal sidewall is less than the thickness of the metal bottom layer. The thin sidewalls allow extra space for subsequent metal-fill processes.

摘要翻译： 金属栅极结构包括部分地填充金属栅极结构的沟槽的金属层。 金属层包括第一金属侧壁，第二金属侧壁和金属底层。 通过在回蚀处理中采用不均匀的保护层，第一金属侧壁的厚度小于金属底层的厚度，第二金属侧壁的厚度小于金属底层的厚度。 薄的侧壁为后续的金属填充过程提供了额外的空间。

公开(公告)号：US20120319192A1

公开(公告)日：2012-12-20

申请号：US13599507

申请日：2012-08-30

申请人： Peng-Soon Lim ,  Chia-Pin Lin ,  Kuang-Yuan Hsu

发明人： Peng-Soon Lim ,  Chia-Pin Lin ,  Kuang-Yuan Hsu

IPC分类号： H01L27/092 ,  H01L27/088

CPC分类号： H01L27/092 ,  H01L27/088 ,  H01L29/517 ,  H01L29/66545 ,  H01L29/66795 ,  H01L29/78 ,  H01L29/785

摘要： An apparatus includes a first device. The first device includes a first projection and a first gate structure, the first projection extending upwardly from a substrate and having a first channel region therein, and the first gate structure engaging the first projection adjacent the first channel region. The first structure includes an opening over the first channel region, and a conformal, pure metal with a low resistivity disposed in the opening. The apparatus also includes a second device that includes a second projection and a second gate structure, the second projection extending upwardly from the substrate and having a second channel region therein, and the second gate structure engaging the second projection adjacent the second channel region. The second structure includes a silicide disposed over the second channel region, wherein the silicide includes a metal that is the same metal disposed in the opening.

摘要翻译： 一种装置包括第一装置。 第一装置包括第一突起和第一栅极结构，第一突起从衬底向上延伸并且在其中具有第一沟道区域，并且第一栅极结构接合与第一沟道区相邻的第一突起。 第一结构包括在第一通道区域上的开口，以及设置在开口中的具有低电阻率的保形的纯金属。 该装置还包括第二装置，其包括第二突起和第二栅极结构，第二突起从基板向上延伸并且在其中具有第二通道区域，并且第二栅极结构接合与第二通道区域相邻的第二突出部。 第二结构包括设置在第二通道区域上的硅化物，其中硅化物包括设置在开口中的相同金属的金属。

公开(公告)号：US08779530B2

公开(公告)日：2014-07-15

申请号：US12643414

申请日：2009-12-21

申请人： Peng-Soon Lim ,  Da-Yuan Lee ,  Kuang-Yuan Hsu

发明人： Peng-Soon Lim ,  Da-Yuan Lee ,  Kuang-Yuan Hsu

IPC分类号： H01L29/78

CPC分类号： H01L29/4966 ,  H01L21/28008 ,  H01L21/823842 ,  H01L29/495 ,  H01L29/4983 ,  H01L29/512 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517 ,  H01L29/66545

摘要： The invention relates to integrated circuit fabrication, and more particularly to a Field Effect Transistor with a low resistance metal gate electrode. An exemplary structure for a gate electrode for a Field Effect Transistor comprises a lower portion formed of a first metal material having a recess and a first resistance; and an upper portion formed of a second metal material having a protrusion and a second resistance, wherein the protrusion extends into the recess, wherein the second resistance is lower than the first resistance.

摘要翻译： 本发明涉及集成电路制造，更具体地涉及具有低电阻金属栅电极的场效应晶体管。 用于场效应晶体管的栅电极的示例性结构包括由具有凹部和第一电阻的第一金属材料形成的下部; 以及由具有突起和第二电阻的第二金属材料形成的上部，其中所述突起延伸到所述凹部中，其中所述第二电阻低于所述第一电阻。

公开(公告)号：US08546885B2

公开(公告)日：2013-10-01

申请号：US13189732

申请日：2011-07-25

申请人： Cheng-Hao Hou ,  Peng-Soon Lim ,  Da-Yuan Lee ,  Xiong-Fei Yu ,  Chun-Yuan Chou ,  Fan-Yi Hsu ,  Jian-Hao Chen ,  Kuang-Yuan Hsu

发明人： Cheng-Hao Hou ,  Peng-Soon Lim ,  Da-Yuan Lee ,  Xiong-Fei Yu ,  Chun-Yuan Chou ,  Fan-Yi Hsu ,  Jian-Hao Chen ,  Kuang-Yuan Hsu

IPC分类号： H01L23/48 ,  H01L21/28

CPC分类号： H01L21/28026 ,  H01L21/28088 ,  H01L29/401 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/51 ,  H01L29/66477 ,  H01L29/66545 ,  H01L29/78 ,  H01L2924/0002 ,  H01L2924/00

摘要： An integrated circuit fabrication is disclosed, and more particularly a field effect transistor with a low resistance metal gate electrode is disclosed. An exemplary structure for a metal gate electrode of a field effect transistor comprises a lower portion formed of a first metal material, wherein the lower portion has a recess, a bottom portion and sidewall portions, wherein each of the sidewall portions has a first width; and an upper portion formed of a second metal material, wherein the upper portion has a protrusion and a bulk portion, wherein the bulk portion has a second width, wherein the protrusion extends into the recess, wherein a ratio of the second width to the first width is from about 5 to 10.

摘要翻译： 公开了集成电路制造，更具体地说，公开了具有低电阻金属栅电极的场效应晶体管。 场效应晶体管的金属栅电极的示例性结构包括由第一金属材料形成的下部，其中下部具有凹部，底部和侧壁部分，其中每个侧壁部分具有第一宽度; 以及由第二金属材料形成的上部，其中所述上部具有突起和主体部分，其中所述主体部分具有第二宽度，其中所述突起延伸到所述凹部中，其中所述第二宽度与所述第一宽度的比率 宽度为约5至10。