[发明专利]NMOS晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有层间介质层，所述层间介质层中具有凹槽；

在所述凹槽底部形成界面层；

在所述界面层上形成高k介质层；

在所述高k介质层上形成帽盖层；

在所述帽盖层上形成粘附层，所述粘附层用于增强功函数层的粘附作用，且能够初步调整功函数，所述粘附层厚度范围为10Å~20Å，所述粘附层材料为TiAlC或TaAlC；

在所述粘附层上形成功函数层，包括：采用原子层沉积法形成所述功函数层，所述原子层沉积法采用的温度范围为80℃~150℃；所述功函数层的材料为TiAl；所述TiAl与TiAlC，或者所述TiAl与TaAlC，均具有良好的粘附作用，因此TiAl采用80℃~150℃的工艺温度形成；而采用80℃~150℃的工艺温度形成TiAl能够降低功函数层中碳的含量，从而降低功函数层的电阻，防止阈值电压上升；

在所述功函数层上形成金属栅极，所述金属栅电极填充满所述凹槽。

2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，采用原子层沉积法形成所述粘附层。

3.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述原子层沉积法使用的温度范围为400℃~550℃。

4.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述功函数层厚度范围为30Å~40Å。

5.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述高k介质层上形成帽盖层后，且在所述帽盖层上形成所述粘附层前，还包括在所述帽盖层上形成停止层的步骤，所述粘附层形成在所述停止层上。

6.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述粘附层上形成所述功函数层后，且在所述功函数层上形成所述金属栅极前，还包括在所述功函数层上形成阻挡层的步骤，所述金属栅极形成在所述阻挡层上。

7.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，还包括对所述功函数金属层进行离子注入的步骤。

8.一种NMOS晶体管，包括：

半导体衬底，所述半导体衬底上具有层间介质层，所述层间介质层中具有凹槽；

位于所述凹槽底部的界面层；

位于所述界面层上的高k介质层；

位于所述高k介质层上的帽盖层；

其特征在于，还包括：

位于所述帽盖层上的粘附层，所述粘附层用于增强功函数层的粘附作用，且能够初步调整功函数，所述粘附层厚度范围为10Å~20Å，所述粘附层材料为TiAlC或TaAlC；

位于所述粘附层上的功函数层，所述功函数层的材料为TiAl，所述TiAl与TiAlC，或者所述TiAl与TaAlC，均具有良好的粘附作用，因此TiAl采用80℃~150℃的工艺温度形成；而采用80℃~150℃的工艺温度形成TiAl能够降低功函数层中碳的含量，从而降低功函数层的电阻，防止阈值电压上升；

位于所述功函数层上的金属栅极，所述金属栅电极填充满所述凹槽。

9.如权利要求8所述的NMOS晶体管，其特征在于，所述功函数层厚度范围为30Å~40Å。

10.如权利要求8所述的NMOS晶体管，其特征在于，还包括位于所述功函数层和所述金属栅极之间的停止层。

11.如权利要求8所述的NMOS晶体管，其特征在于，还包括位于所述高k介质层和所述帽盖层之间的阻挡层。