[发明专利]用于MOS器件的金属栅极结构及其制作方法

权利要求书

1.一种用于金属氧化物半导体器件的金属栅极结构的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤A：在衬底上形成界面层；

步骤B：在所述界面层上形成高介电常数栅介质层；

步骤C：在所述高介电常数栅介质层上形成金属栅极材料层；

步骤D：对所述界面层、高介电常数栅介质层和金属栅极材料层进行金属化后退火处理，形成金属栅极结构。

2.根据权利要求1所述的用于金属氧化物半导体器件的金属栅极结构的制作方法，其特征在于，在所述金属化后退火处理中，退火温度为400-1100℃。

3.根据权利要求1所述的用于金属氧化物半导体器件的金属栅极结构的制作方法，其特征在于，在所述金属化后退火处理中，退火时间为1-60秒。

4.根据权利要求1所述的用于金属氧化物半导体器件的金属栅极结构的制作方法，其特征在于，在所述金属化后退火处理中，退火气氛为氮气氛、惰性气体气氛或氮氢混合气氛。

5.根据权利要求1所述的用于金属氧化物半导体器件的金属栅极结构的制作方法，其特征在于，

所述界面层的厚度为0.3-1.0nm；和/或

所述高介电常数栅介质层的厚度为2-10nm；和/或

所述金属栅极材料层的厚度为1-100nm。

6.

根据权利要求1所述的用于金属氧化物半导体器件的金属栅极结构的制作方法，其特征在于，所述高介电常数栅介质层和/或所述金属栅极材料层为单层或多层的结构。

7.根据权利要求1所述的用于金属氧化物半导体器件的金属栅极结构的制作方法，其特征在于，所述高介电常数栅介质层通过HfO2、HfSiOx、HfON、HfSiON、HfAlOx、Al2O3、ZrO2、ZrSiOx、Ta2O5、La2O3、Y2O3、HfLaOx、LaAlOx、LaSiOx、稀土元素氧化物、稀土元素氮化物、SiNx和SiON中的一种或几种形成。

8.根据权利要求1所述的用于金属氧化物半导体器件的金属栅极结构的制作方法，其特征在于，所述金属栅极材料层通过TiN、TaN、MoN、HfN、TaAlN、TiAlN、MoAlN、HfAlN、TaC、HfC、TaSiC、HfSiC、PtRu、MoRu、Pt、Ru、Ir、W、Mo、Re、RuOx、多晶硅和金属全硅化物中的一种或几种形成。

9.根据权利要求1所述的用于金属氧化物半导体器件的金属栅极结构的制作方法，其特征在于，所述高介电常数栅介质层和/或所述金属栅极材料层采用真空物理溅射沉积、金属有机化学气相沉积或原子层沉积形成。

10.一种用于金属氧化物半导体器件的金属栅极结构，其特征在于，所述金属栅极结构通过权利要求1-9中任意一项所述的方法制成。

11.一种金属氧化物半导体器件，其特征在于，所述器件包括如权利要求10所述的金属栅极结构。