本公開(kāi)涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，具體地，涉及一種強(qiáng)化氮化鉭薄膜的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著半導(dǎo)體集成電路的尺寸不斷縮小到45nm以下，柵極介質(zhì)層的厚度也隨之降低到2nm以下，這會(huì)造成傳統(tǒng)的晶體管結(jié)構(gòu)的柵極泄漏電流的產(chǎn)生，為了改善上述問(wèn)題，常利用高k介質(zhì)材料取代sion作為柵氧化層，并且，利用金屬柵代替多晶硅柵，這種稱為hkmg工藝技術(shù)。

2、在現(xiàn)有的hkmg工藝技術(shù)中在高k介質(zhì)的柵氧化層上方一般設(shè)置阻礙層，阻礙層由氮化鈦層和設(shè)置在氮化鈦層上方的氮化鉭層組成，一方面能夠阻擋位于氮化鉭層上方的離子進(jìn)入高k介質(zhì)的柵氧化層，另一方面能夠使后續(xù)的刻蝕處理停止在氮化鉭層。但是現(xiàn)有的氮化鉭層的存在致密性不足，導(dǎo)致在刻蝕處理過(guò)程中損壞的情況，進(jìn)而造成產(chǎn)品的wat參數(shù)、良品率以及可靠性降低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)的目的是提供一種強(qiáng)化氮化鉭薄膜的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的氮化鉭層致密性不足的情況。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開(kāi)提供一種強(qiáng)化氮化鉭薄膜的方法，該方法包括：

3、s1、提供經(jīng)除去偽多晶硅柵工藝后得到的半導(dǎo)體襯底；

4、s2、在所述半導(dǎo)體襯底的表面通過(guò)原子層沉積形成氮化鉭薄膜，通過(guò)物理氣相沉積對(duì)所述氮化鉭薄膜進(jìn)行致密處理，得到致密氮化鉭層。

5、可選地，所述致密氮化鉭層的厚度為5～30埃米。

6、可選地，所述物理氣相沉積法包括真空濺射沉積和離子鍍沉積中的任意一種。

7、可選地，所述原子層沉積的反應(yīng)溫度為250～350℃，反應(yīng)前驅(qū)物為ta[n(ch3)2]5。

8、可選地，所述物理氣相沉積的反應(yīng)溫度為25～300℃。

9、可選地，步驟s1包括：

10、s11、在包含n型金屬柵區(qū)域和p型金屬柵區(qū)域的硅基襯底上依次形成氧化層、高k介質(zhì)層和過(guò)渡層；

11、s12、對(duì)所述n型金屬柵區(qū)域和p型金屬柵區(qū)域執(zhí)行偽多晶硅柵工藝，形成偽多晶硅柵；

12、s13、對(duì)所述過(guò)渡層上方的所述偽多晶硅柵進(jìn)行除偽多晶硅柵處理，以在所述過(guò)渡層的上方形成用于填充金屬柵的溝槽；其中，所述溝槽包括與所述n型金屬柵區(qū)域位置對(duì)應(yīng)的n型金屬柵溝槽和與所述p型金屬柵區(qū)域位置對(duì)應(yīng)的p型金屬柵溝槽；

13、其中，所述氮化鉭薄膜形成于所述n型金屬柵溝槽和所述p型金屬柵溝槽的表面；

14、所述氧化層的材料為sio2和/或sion；所述高k介質(zhì)層的材料為hfo2；所述過(guò)渡層的材料為tin；所述除偽多晶硅柵處理的方法為干法刻蝕和/或濕法刻蝕。

15、可選地，該方法還包括：

16、s3、在所述致密氮化鉭層的表面形成p型功能函數(shù)層；

17、s4、對(duì)所述n型金屬柵溝槽進(jìn)行除p型功能函數(shù)層處理；

18、s5、在s4所得的半導(dǎo)體元件的表面依次形成n型功能函數(shù)層、反擴(kuò)散層和金屬柵極。

19、可選地，所述除偽多晶硅柵處理的方法為干法刻蝕和/或濕法刻蝕；所述除p型功能函數(shù)層處理的方法為濕法刻蝕和/或干法刻蝕；所述濕法刻蝕所使用的刻蝕液為sc1刻蝕液和/或sc2刻蝕液。

20、可選地，所述p型功能函數(shù)層的材料為tin；所述n型功能函數(shù)層的材料為tial。

21、可選地，所述反擴(kuò)散層包括第一反擴(kuò)散層和第二反擴(kuò)散層；所述第二反擴(kuò)散層位于所述第一反擴(kuò)散層的上方；所述第一反擴(kuò)散層的材料為tin；所述第二反擴(kuò)散層的材料為ti。

22、可選地，所述金屬柵的材料為al。

23、可選地，該方法用于28nm和22nm的hkmg工藝中。

24、通過(guò)上述技術(shù)方案，采用原子層沉積方法在過(guò)渡層上方形成氮化鉭薄膜，而后通過(guò)物理氣相沉積對(duì)氮化鉭薄膜進(jìn)行致密處理形成致密氮化鉭層，能夠使氮化鉭層，尤其是氮化鉭層上表面的致密性提升，不僅能夠提升氮化鉭層阻擋離子的效果，還能夠提升氮化鉭層的抗刻蝕性，進(jìn)而能夠提升產(chǎn)品的wat參數(shù)、良品率以及可靠性。

25、本公開(kāi)的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

技術(shù)特征：

1.一種強(qiáng)化氮化鉭薄膜的方法，其特征在于，該方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述致密氮化鉭層(6)的厚度為5～30埃米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理氣相沉積包括真空濺射沉積和離子鍍沉積中的任意一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述原子層沉積的反應(yīng)溫度為250～350℃，反應(yīng)前驅(qū)物為ta[n(ch3)2]5。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理氣相沉積的反應(yīng)溫度為25～300℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s1包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該方法還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述除p型功能函數(shù)層處理的方法為濕法刻蝕和/或干法刻蝕；所述濕法刻蝕所使用的刻蝕液為sc1刻蝕液和/或sc2刻蝕液。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述p型功能函數(shù)層(7)的材料為tin；所述n型功能函數(shù)層(8)的材料為tial。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述反擴(kuò)散層包括第一反擴(kuò)散層(9)和第二反擴(kuò)散層(10)；所述第二反擴(kuò)散層(10)位于所述第一反擴(kuò)散層(9)的上方；

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述金屬柵極(11)的材料為al。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法用于28nm和22nm的hkmg工藝中。

技術(shù)總結(jié)
本公開(kāi)涉及一種強(qiáng)化氮化鉭薄膜的方法，該方法包括：采用原子層沉積方法在過(guò)渡層上方形成氮化鉭薄膜，而后通過(guò)物理氣相沉積對(duì)氮化鉭薄膜進(jìn)行致密處理形成致密氮化鉭層，能夠使氮化鉭層，尤其是氮化鉭層上表面的致密性提升，不僅能夠提升氮化鉭層阻擋離子的效果，還能夠提升氮化鉭層的抗刻蝕性，進(jìn)而能夠提升產(chǎn)品的WAT參數(shù)、良品率以及可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：蔡旻錞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：成都紫光半導(dǎo)體科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15