[发明专利]半导体装置的形成方法

说明书

本公开实施例提供一种半导体装置的形成方法。半导体装置的形成方法包括移除虚置栅极与虚置栅极介电层以形成凹陷于相邻的多个栅极间隔物之间。沉积栅极介电层于凹陷中，并沉积阻挡层于栅极介电层上。沉积第一功函数层于阻挡层上。形成第一抗反应层于第一功函数层上，而第一抗反应层减少第一功函数层的氧化。沉积填充材料于第一抗反应层上。

技术领域

本发明实施例关于金属栅极，更特别关于金属功函数层所用的抗反应层。

背景技术

半导体产业持续减少最小结构尺寸以改善多种电子构件(如晶体管、二极管、电阻、电容器或类似物)的集成密度，以让更多构件整合至给定面积中。然而随着最小结构尺寸缩小，产生需解决的额外问题。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种半导体装置的形成方法，以解决上述至少一个问题。

一实施例的半导体装置的形成方法移除虚置栅极与虚置栅极介电层以形成凹陷于相邻的多个栅极间隔物之间。沉积栅极介电层于凹陷中，并沉积阻挡层于栅极介电层上。沉积第一功函数层于阻挡层上。形成第一抗反应层于第一功函数层上，第一抗反应层减少第一功函数层的氧化，且第一抗反应层与第一功函数层包含的材料不同。沉积填充材料于第一抗反应层上。

另一实施例的半导体装置的形成方法包括形成第一栅极堆叠的第一栅极材料于第一装置区中，并形成第二栅极堆叠的第二栅极材料于第二装置区中，其中形成第一栅极材料与第二栅极材料的步骤包括：沉积栅极介电层于第一装置区与第二装置区上；沉积阻挡层于栅极介电层上；沉积第一功函数层于阻挡层上；以及形成第一抗反应层于第一功函数层上的第一装置区与第二装置区上。第一抗反应层包括一或多层的氮化钛、碳氮化钨、硅化物、氮化硅、氮化钛硅、钴或钨。方法还包括掩模第一装置区，并形成第二栅极堆叠的额外第二栅极材料于第二装置区中。形成额外第二栅极材料的步骤包括：沉积第二功函数层于第二装置区的第一抗反应层上，以及沉积第二抗反应层于第二功函数层上。方法亦包括沉积填充材料于第一装置区与第二装置区上，第一栅极堆叠形成第一临界电压的第一晶体管，而第二栅极堆叠形成第二临界电压的第二晶体管。

另一实施例的半导体装置包括第一栅极堆叠，位于第一半导体鳍状物上，且第一栅极堆叠包括第一功函数金属，以及直接位于第一功函数金属上的第一抗反应层。装置亦包括第二栅极堆叠，位于第二半导体鳍状物上，且第二栅极堆叠包括第一功函数金属、直接位于第一功函数金属上的第一抗反应层、第二功函数金属、与直接位于第二功函数金属上的第二抗反应层。第一栅极堆叠具有第一临界电压，第二栅极堆叠具有第二临界电压，且第一临界电压与第二临界电压不同。

附图说明

图1为一些实施例中，形成半导体鳍状物的透视图。

图2为一些实施例中，形成源极/漏极区的附图，

图3为一些实施例中，形成栅极堆叠材料的附图。

图4为一些实施例中，提供额外抗反应层的工艺。

图5为一些实施例中，提供额外栅极堆叠材料的工艺。

图6为一些实施例中，提供第二抗反应层的工艺。

图7为一些实施例中，沉积粘着层与填充材料的附图。

图8为一些实施例中，平坦化工艺的附图。

图9为一些实施例中，形成盖层的附图。

附图标记如下：

H₁,H₂,H₃:高度

T₁,T₂,T₃,T₄,T₅,T₆,T₇,T₈:厚度