[发明专利]提供具有多阻挡层的金属栅极器件的技术

摘要

公开了一种具有金属栅极的半导体器件。具有金属栅极的示例性半导体器件包括半导体衬底；位于半导体衬底上的源极和漏极部件；栅叠层，该栅叠层位于半导体衬底上方并被设置在源极和漏极部件之间。栅叠层包括HK介电层，形成在半导体衬底上方；多个金属化合物阻挡层，形成在HK介电层的顶部上，其中，每个阻挡层都具有不同的化学成分；以及金属栅极层的叠层，沉积在多个阻挡层的上方。本发明还提供了一种提供具有多阻挡层的金属栅极器件的技术。

主权项

一种具有金属栅极的半导体器件，包括：半导体衬底；第一导电类型的第一晶体管，包括：第一源极部件和漏极部件，位于所述半导体衬底上方；以及第一栅叠层，位于所述半导体衬底上方并被设置在所述第一源极部件和漏极部件之间；其中，所述第一栅叠层包括：高k(HK)介电层，形成在所述半导体衬底的上方；通过原子层沉积工艺沉积的第一TiN阻挡层，形成在所述高k介电层的顶部上，使得所述第一TiN阻挡层与所述高k介电层接触；通过物理汽相沉积工艺沉积的第二TiN阻挡层，形成在所述第一TiN阻挡层的顶部上；第一金属栅极层的叠层，沉积在所述第二TiN阻挡层的上方；以及第二导电类型的第二晶体管，其中所述第二导电类型与所述第一导电类型相反，包括：第二源极部件和漏极部件，位于所述半导体衬底上方；以及第二栅叠层，位于所述半导体衬底上方并被设置在所述第二源极部件和漏极部件之间；其中，所述第二栅叠层包括：所述高k(HK)介电层，形成在所述半导体衬底的上方；通过原子层沉积工艺沉积的所述第一TiN阻挡层，形成在所述高k介电层的顶部上，使得所述第一TiN阻挡层与所述高k介电层接触；通过物理汽相沉积工艺沉积的所述第二TiN阻挡层，形成在所述第一TiN阻挡层的顶部上；和第二金属栅极层的叠层，沉积在所述第二TiN阻挡层的上方；其中，远离所述高k介电层的所述第二TiN阻挡层比接近所述高k介电层的所述第一TiN阻挡层具有更强的金属扩散阻止特性。