本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，具體而言涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法、電子裝置。

背景技術(shù)：

在下一代集成電路的制造工藝中，對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極的制作，通常采用高k-金屬柵極工藝。對(duì)于具有較小數(shù)值工藝節(jié)點(diǎn)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管而言，所述高k-金屬柵極工藝通常為后柵極工藝，其實(shí)施過(guò)程為先高k介電層后金屬柵極和后高k介電層后金屬柵極兩種。

先高k介電層后金屬柵極工藝的實(shí)施過(guò)程包括：在半導(dǎo)體襯底上形成偽柵極結(jié)構(gòu)，所述偽柵極結(jié)構(gòu)由自下而上層疊的界面層、高k介電層、覆蓋層(cappinglayer)和犧牲柵極材料層構(gòu)成；在偽柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成側(cè)壁結(jié)構(gòu)，之后去除偽柵極結(jié)構(gòu)中的犧牲柵極材料層，在側(cè)壁結(jié)構(gòu)之間留下的溝槽內(nèi)依次沉積阻擋層(barrierlayer)、功函數(shù)金屬層(workfunctionmetallayer)和浸潤(rùn)層(wettinglayer)；進(jìn)行金屬柵極材料(通常為鋁)的填充。

后高k介電層后金屬柵極工藝的實(shí)施過(guò)程包括：在半導(dǎo)體襯底上形成偽柵極結(jié)構(gòu)，所述偽柵極結(jié)構(gòu)由自下而上層疊的犧牲柵極介電層和犧牲柵極材料層構(gòu)成；在偽柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成側(cè)壁結(jié)構(gòu)，之后去除偽柵極結(jié)構(gòu)中的犧牲柵極介電層和犧牲柵極材料層，在側(cè)壁結(jié)構(gòu)之間留下的溝槽內(nèi)依次沉積界面層、高k介電層、覆蓋層、阻擋層、功函數(shù)金屬層、和浸潤(rùn)層；進(jìn)行金屬柵極材料的填充。

完成金屬柵極材料的填充之后，需要形成覆蓋金屬柵極材料頂部的覆蓋層，以利于后續(xù)自對(duì)準(zhǔn)接觸的制作?，F(xiàn)有技術(shù)采用氮化硅作為覆蓋金屬柵極材料頂部的覆蓋層的材料，然而，由于氮化硅與層間介電層的材料刻蝕選擇比的限制,需要回蝕刻較多的金屬柵極材料,填充較厚的氮化硅覆蓋層,由此造成金屬柵極阻值過(guò)高以及填充的氮化硅層存在孔隙等問(wèn)題。

因此，需要提出一種方法，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括：

提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有層間介電層和位于所述層間介電層內(nèi)的溝槽，所述溝槽暴露出所述半導(dǎo)體襯底；

在所述溝槽的側(cè)壁和底部依次形成高k介電層和功函數(shù)設(shè)定金屬層；

形成金屬柵極材料層，以完全填充所述溝槽；

回蝕刻所述高k介電層和所述功函數(shù)設(shè)定金屬層留出沉積金屬氮化物層的間隙；

回蝕刻所述金屬柵極材料層，使所述金屬柵極材料層的頂部低于所述層間介電層的頂部；

實(shí)施所述金屬氮化物層的沉積，以包裹露出的所述金屬柵極材料層。

在一個(gè)示例中，對(duì)所述高k介電層和所述功函數(shù)設(shè)定金屬層實(shí)施回蝕刻的腐蝕液為稀釋的氫氟酸和雙氧水。

在一個(gè)示例中，對(duì)所述金屬柵極材料層的回蝕刻為反應(yīng)離子蝕刻。

在一個(gè)示例中，實(shí)施對(duì)所述金屬柵極材料層的回蝕刻之后，所述金屬柵極材料層的頂部高于所述高k介電層和所述功函數(shù)設(shè)定金屬層的頂部。

在一個(gè)示例中，所述金屬氮化物層包括aln層。

在一個(gè)示例中，沉積所述aln層的前體為二甲基乙基胺鋁烷，溫度低于350攝氏度。

在一個(gè)示例中，通過(guò)循環(huán)依次實(shí)施的二甲基乙基胺鋁烷浸泡沖洗以及nh3/n2等離子體處理，完成所述aln層的制作。

在一個(gè)示例中，實(shí)施所述金屬氮化物層的沉積之后，還包括形成另一層間介電層，并在所述層間介電層中形成露出源/漏區(qū)和所述金屬氮化物層的接觸孔的步驟。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明還提供一種采用上述方法制造的半導(dǎo)體器件。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明還提供一種電子裝置，所述電子裝置包括所述半導(dǎo)體器件。

根據(jù)本發(fā)明，可以減少通過(guò)回蝕刻去除所述金屬柵極材料層的厚度，進(jìn)而減小金屬柵極的電阻，實(shí)現(xiàn)良好的間隙填充。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。

附圖中：

圖1a-圖1h為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例一的方法依次實(shí)施的步驟所分別獲得的器件的示意性剖面圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例一的方法依次實(shí)施的步驟的流程圖。

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例將使公開徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對(duì)尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。

應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，其可以直接地在其它元件或?qū)由?、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)?，或者可以存在居間的元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，則不存在居間的元件或?qū)印?yīng)當(dāng)明白，盡管可使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)區(qū)分一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。

空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個(gè)元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧稀?。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“在...下面”和“在...下”可包括上和下兩個(gè)取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語(yǔ)相應(yīng)地被解釋。

在此使用的術(shù)語(yǔ)的目的僅在于描述具體實(shí)施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時(shí)，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語(yǔ)“組成”和/或“包括”，當(dāng)在該說(shuō)明書中使用時(shí)，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)目的任何及所有組合。

在下一代集成電路的制造工藝中，對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極的制作，通常采用高k-金屬柵極工藝。在去除偽柵極結(jié)構(gòu)留下的溝槽內(nèi)填充金屬柵極材料之后，需要形成覆蓋金屬柵極材料頂部的覆蓋層，以利于后續(xù)自對(duì)準(zhǔn)接觸的制作?，F(xiàn)有技術(shù)采用氮化硅作為覆蓋金屬柵極材料頂部的覆蓋層的材料，然而，由于氮化硅與層間介電層的材料刻蝕選擇比的限制,需要回蝕刻較多的金屬柵極材料,填充較厚的氮化硅覆蓋層,由此造成金屬柵極阻值過(guò)高以及填充的氮化硅層存在孔隙等問(wèn)題。

為了解決上述問(wèn)題，如圖2所示，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，該方法包括：

在步驟201中，提供半導(dǎo)體襯底，在半導(dǎo)體襯底上形成有偽柵極結(jié)構(gòu)，包括自下而上層疊的犧牲柵介電層和犧牲柵電極層；

在步驟202中，在半導(dǎo)體襯底上形成層間介電層，以填充偽柵極結(jié)構(gòu)之間的間隙；

在步驟203中，去除偽柵極結(jié)構(gòu)，形成溝槽；

在步驟204中，在溝槽的側(cè)壁和底部依次形成高k介電層和功函數(shù)設(shè)定金屬層；

在步驟205中，形成金屬柵極材料層，以完全填充溝槽；

在步驟206中，回蝕刻高k介電層和功函數(shù)設(shè)定金屬層；

在步驟207中，回蝕刻金屬柵極材料層；

在步驟208中，沉積金屬氮化物層，以包裹露出的金屬柵極材料層。

金屬氮化物選擇相比氮化硅具有更高的蝕刻選擇率以及更加易于在金屬柵極頂部沉積的材料，例如aln。aln相對(duì)于構(gòu)成層間介電層的氧化物的蝕刻選擇率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氮化硅，其相對(duì)于氮化硅更易于沉積在金屬柵極的頂部，同時(shí)其也具有很好的空隙填充性能，適于作為金屬柵極頂部的覆蓋層。

根據(jù)本發(fā)明提出的半導(dǎo)體器件的制造方法，實(shí)施步驟206以留出沉積金屬氮化物層的間隙，實(shí)施步驟207以使金屬柵極材料層的頂部低于層間介電層的頂部，由于金屬氮化物層相對(duì)于氮化硅可以形成的更薄，因此在步驟207中可以減少通過(guò)回蝕刻去除所述金屬柵極材料層的厚度，進(jìn)而減小金屬柵極的電阻；實(shí)施步驟208，沉積金屬氮化物層可以實(shí)現(xiàn)良好的間隙填充。

在步驟208之后還包括步驟209中，形成另一層間介電層，并在層間介電層中形成露出源/漏區(qū)和金屬氮化物層的接觸孔。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的結(jié)構(gòu)及/或步驟，以便闡釋本發(fā)明提出的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。

[示例性實(shí)施例一]

參照?qǐng)D1a-圖1h，其中示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例一的方法依次實(shí)施的步驟所分別獲得的器件的示意性剖面圖。

首先，如圖1a所示，提供半導(dǎo)體襯底100，半導(dǎo)體襯底100的構(gòu)成材料可以采用未摻雜的單晶硅、摻雜有雜質(zhì)的單晶硅、絕緣體上硅(soi)等。作為示例，在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底100選用單晶硅材料構(gòu)成。

在半導(dǎo)體襯底100中形成有隔離結(jié)構(gòu)，作為示例，隔離結(jié)構(gòu)為淺溝槽隔離(sti)結(jié)構(gòu)或者局部氧化硅(locos)隔離結(jié)構(gòu)。隔離結(jié)構(gòu)將半導(dǎo)體襯底100分為不同的晶體管區(qū)，例如，隔離結(jié)構(gòu)將半導(dǎo)體襯底100分為pmos區(qū)和nmos區(qū)。在半導(dǎo)體襯底100中還形成有各種阱(well)結(jié)構(gòu)，為了簡(jiǎn)化，圖示中予以省略。

在半導(dǎo)體襯底100上形成有偽柵極結(jié)構(gòu)102，作為一個(gè)示例，偽柵極結(jié)構(gòu)102可包括自下而上層疊的犧牲柵介電層102a和犧牲柵電極層102b。

犧牲柵介電層102a的材料優(yōu)選氧化物，例如二氧化硅。犧牲柵電極層102b的材料包括多晶硅或無(wú)定形碳，特別優(yōu)選的是多晶硅。犧牲柵介電層102a和犧牲柵電極層102b的形成方法可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟習(xí)的任何現(xiàn)有技術(shù)，優(yōu)選化學(xué)氣相沉積法(cvd)，如低溫化學(xué)氣相沉積(ltcvd)、低壓化學(xué)氣相沉積(lpcvd)、快熱化學(xué)氣相沉積(rtcvd)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(pecvd)。

此外，作為示例，在偽柵極結(jié)構(gòu)102的兩側(cè)形成有側(cè)壁結(jié)構(gòu)103，其中，側(cè)壁結(jié)構(gòu)103至少包括氧化物層和/或氮化物層。形成側(cè)壁結(jié)構(gòu)103的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，在此不再加以贅述。

在側(cè)壁結(jié)構(gòu)103兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底100中形成有源/漏區(qū)，在位于nmos區(qū)和pmos區(qū)的源/漏區(qū)中分別形成有嵌入式碳硅層和嵌入式鍺硅層。通常來(lái)說(shuō)，嵌入式碳硅層的橫截面呈u形，嵌入式鍺硅層的橫截面呈∑形，以進(jìn)一步增強(qiáng)nmos區(qū)和pmos區(qū)的溝道區(qū)的載流子遷移率，為了簡(jiǎn)化，圖示中均予以省略。形成嵌入式碳硅層和嵌入式鍺硅層的工藝過(guò)程為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟習(xí)，在此不再加以贅述。

接下來(lái)，在半導(dǎo)體襯底100上形成層間介電層105，覆蓋偽柵極結(jié)構(gòu)102和側(cè)壁結(jié)構(gòu)103。然后，執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨，直至露出偽柵極結(jié)構(gòu)102的頂部。

在形成層間介電層105之前，還可以在半導(dǎo)體襯底100上形成接觸孔蝕刻停止層104，覆蓋偽柵極結(jié)構(gòu)102和側(cè)壁結(jié)構(gòu)103。采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟習(xí)的各種適宜的工藝分別形成接觸孔蝕刻停止層104和層間介電層105，例如，采用共形沉積工藝形成接觸孔蝕刻停止層104，采用化學(xué)氣相沉積工藝形成層間介電層105，其中，接觸孔蝕刻停止層104的材料可選擇氮化硅(sin)，層間介電層105的材料可選擇氧化物。

接著，如圖1b所示，去除偽柵極結(jié)構(gòu)102，形成溝槽。作為示例，通過(guò)實(shí)施干法蝕刻，依次去除犧牲柵電極層102b和犧牲柵介電層102a。所述干法蝕刻的工藝參數(shù)包括：蝕刻氣體hbr的流量為20-500sccm，壓力為2-40mtorr，功率為100-2000w，其中mtorr代表毫毫米汞柱，sccm代表立方厘米/分鐘。

在實(shí)施所述干法蝕刻之后，采用濕法蝕刻工藝去除所述干法蝕刻產(chǎn)生的蝕刻殘留物和雜質(zhì)。

接著，如圖1c所示，在溝槽的側(cè)壁和底部形成高k介電層107。高k介電層107的k值(介電常數(shù))通常為3.9以上，其構(gòu)成材料包括氧化鉿、氧化鉿硅、氮氧化鉿硅、氧化鉿鉭、氧化鉿鋯、氮氧化鉿鋯、氧化鉿鑭、氧化鑭、氧化鑭硅、氧化鋯、氧化鋯硅、氧化鈦、氧化鉭、氧化鋇鍶鈦、氧化鋇鈦、氧化鍶鈦、氧化鋁、氧化鋁硅，氮化硅、氧氮化物等可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積、原子層沉積或者物理氣相沉積工藝形成的適宜的物質(zhì)。

接下來(lái)，在高k介電層107上形成功函數(shù)設(shè)定金屬層108。對(duì)于器件的pmos區(qū)而言，功函數(shù)設(shè)定金屬層108包括一層或多層金屬或金屬化合物，其構(gòu)成材料為適用于pmos的金屬材料，包括鈦、釕、鈀、鉑、鎢及其合金，還包括上述金屬元素的碳化物、氮化物等。對(duì)于器件的nmos區(qū)而言，功函數(shù)設(shè)定金屬層108包括一層或多層金屬或金屬化合物，其構(gòu)成材料為適用于nmos的金屬材料，包括鈦、鉭、鋁、鋯、鉿及其合金，還包括上述金屬元素的碳化物、氮化物等。

此外，形成高k介電層107之前，在溝槽的底部形成界面層106。界面層106的構(gòu)成材料包括熱氧化物、氮氧化物、化學(xué)氧化物等可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積、原子層沉積或者爐內(nèi)處理工藝形成的適宜的物質(zhì)，形成界面層106的作用是改善后續(xù)形成的高k介電層107與半導(dǎo)體襯底100之間的界面特性。然后，實(shí)施退火處理，以改善界面層106的表面特性，這有助于在界面層106上形成具有良好共形性的高k介電層107。

此外，在高k介電層107上形成功函數(shù)設(shè)定金屬層108之前，形成覆蓋層，覆蓋層的構(gòu)成材料包括氧化鑭、氧化鋁、氧化鎵、氧化銦、氧化鉬碳化鉭、氧氮碳化鉭、氮化鉭、氮化鈦、氮化鉬、氮化鎢、鉑、釕、銥等可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積、原子層沉積或者物理氣相沉積工藝形成的適宜的物質(zhì)，形成覆蓋層的作用是防止后續(xù)形成的金屬柵極材料層109中的金屬材料向高k介電層107的擴(kuò)散。

接著，如圖1d所示，形成金屬柵極材料層109，以完全填充溝槽。金屬柵極材料層的材料包括鎢、鋁等可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積、原子層沉積或者物理氣相沉積工藝形成的適宜的物質(zhì)。

此外，形成金屬柵極材料層109之前，在功函數(shù)設(shè)定金屬層108上形成浸潤(rùn)層，浸潤(rùn)層的材料包括鈦或鈦鋁合金，形成浸潤(rùn)層的作用是改善功函數(shù)設(shè)定金屬層108和金屬柵極材料層109之間的界面特性。

接著，如圖1e所示，回蝕刻高k介電層107和功函數(shù)設(shè)定金屬層108。作為示例，所述回蝕刻的腐蝕液為稀釋的氫氟酸和雙氧水。實(shí)施所述回蝕刻后，不完全露出金屬柵極材料層109，實(shí)施實(shí)施所述回蝕刻的過(guò)程中，形成于高k介電層107和功函數(shù)設(shè)定金屬層108之間的覆蓋層、形成于功函數(shù)設(shè)定金屬層108和金屬柵極材料層109之間的浸潤(rùn)層也同步被蝕刻。

接著，如圖1f所示，回蝕刻金屬柵極材料層109。作為示例，采用反應(yīng)離子蝕刻工藝實(shí)施所述回蝕刻。實(shí)施所述回蝕刻后，金屬柵極材料層109的頂部要高于高k介電層107和功函數(shù)設(shè)定金屬層108的頂部。

接著，如圖1g所示，沉積金屬氮化物層110，以包裹露出的金屬柵極材料層109。

構(gòu)成金屬氮化物層110的材料選擇相比氮化硅具有更高的蝕刻選擇率以及更加易于在金屬柵極頂部沉積的材料，例如aln。aln相對(duì)于構(gòu)成層間介電層的氧化物的蝕刻選擇率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氮化硅，其相對(duì)于氮化硅更易于沉積在金屬柵極的頂部，同時(shí)其也具有很好的空隙填充性能，適于作為金屬柵極頂部的覆蓋層。

以aln為示例，所述沉積的前體為二甲基乙基胺鋁烷，通過(guò)循環(huán)依次實(shí)施的二甲基乙基胺鋁烷浸泡沖洗以及nh3/n2等離子體處理，完成金屬氮化物層110的制作。

由于al-n配位鍵的鍵能較低，因此，二甲基乙基胺鋁烷在溫度低于350攝氏度時(shí)就可以分解，并且分解出來(lái)的aln易于附著在金屬柵極材料層109上而不易于附著在絕緣體上，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙沉積。

接著，如圖1h所示，再次形成層間介電層105，覆蓋半導(dǎo)體襯底100。然后，在層間介電層105中形成露出源/漏區(qū)和aln層110的接觸孔111。作為示例，采用各向異性的干法蝕刻形成接觸孔111。

至此，完成了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例一的方法實(shí)施的工藝步驟?？梢岳斫獾氖?，本實(shí)施例半導(dǎo)體器件制作方法不僅包括上述步驟，在上述步驟之前、之中或之后還可包括其他需要的步驟，其都包括在本實(shí)施制作方法的范圍內(nèi)。

與現(xiàn)有工藝相比，根據(jù)本發(fā)明提出的方法，通過(guò)形成金屬氮化物層110，可以降低覆蓋金屬柵極材料層109頂部的覆蓋層的厚度，減少通過(guò)回蝕刻去除金屬柵極材料層109的厚度，進(jìn)而減小金屬柵極的電阻，金屬氮化物層110易于附著在金屬柵極材料層109上而不易于附著在層間介電層105上，從而實(shí)現(xiàn)良好的間隙填充。

[示例性實(shí)施例二]

首先，提供根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例一的方法實(shí)施的工藝步驟獲得的半導(dǎo)體器件，如圖1h所示，包括：半導(dǎo)體襯底100，在半導(dǎo)體襯底100中形成有隔離結(jié)構(gòu)以及各種阱(well)結(jié)構(gòu)，作為示例，隔離結(jié)構(gòu)為淺溝槽隔離(sti)結(jié)構(gòu)或者局部氧化硅(locos)隔離結(jié)構(gòu)。

形成在半導(dǎo)體襯底100上的高k‐金屬柵極結(jié)構(gòu)，作為示例，所述高k‐金屬柵極結(jié)構(gòu)包括自下而上層疊的界面層106、高k介電層107、功函數(shù)設(shè)定金屬層108和金屬柵極材料層109。

界面層106的構(gòu)成材料包括熱氧化物、氮氧化物、化學(xué)氧化物等可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積、原子層沉積或者爐內(nèi)處理工藝形成的適宜的物質(zhì)，形成界面層106的作用是改善后續(xù)形成的高k介電層107與半導(dǎo)體襯底100之間的界面特性。

高k介電層107的k值(介電常數(shù))通常為3.9以上，其構(gòu)成材料包括氧化鉿、氧化鉿硅、氮氧化鉿硅、氧化鉿鉭、氧化鉿鋯、氮氧化鉿鋯、氧化鉿鑭、氧化鑭、氧化鑭硅、氧化鋯、氧化鋯硅、氧化鈦、氧化鉭、氧化鋇鍶鈦、氧化鋇鈦、氧化鍶鈦、氧化鋁、氧化鋁硅，氮化硅、氧氮化物等可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積、原子層沉積或者物理氣相沉積工藝形成的適宜的物質(zhì)。

對(duì)于器件的pmos區(qū)而言，功函數(shù)設(shè)定金屬層108包括一層或多層金屬或金屬化合物，其構(gòu)成材料為適用于pmos的金屬材料，包括鈦、釕、鈀、鉑、鎢及其合金，還包括上述金屬元素的碳化物、氮化物等。對(duì)于器件的nmos區(qū)而言，功函數(shù)設(shè)定金屬層108包括一層或多層金屬或金屬化合物，其構(gòu)成材料為適用于nmos的金屬材料，包括鈦、鉭、鋁、鋯、鉿及其合金，還包括上述金屬元素的碳化物、氮化物等。

包裹金屬柵極材料層109的金屬氮化物層110，構(gòu)成金屬氮化物層110的材料選擇相比氮化硅具有更高的蝕刻選擇率以及更加易于在金屬柵極頂部沉積的材料，例如aln。aln相對(duì)于構(gòu)成層間介電層的氧化物的蝕刻選擇率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氮化硅，其相對(duì)于氮化硅更易于沉積在金屬柵極的頂部，同時(shí)其也具有很好的空隙填充性能，適于作為金屬柵極頂部的覆蓋層。

以aln為示例，通過(guò)循環(huán)依次實(shí)施的二甲基乙基胺鋁烷浸泡沖洗以及nh3/n2等離子體處理，完成金屬氮化物層110的制作。

由于al-n配位鍵的鍵能較低，因此，二甲基乙基胺鋁烷在溫度低于350攝氏度時(shí)就可以分解，并且分解出來(lái)的aln易于附著在金屬柵極材料層109上而不易于附著在絕緣體上，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙填充。

形成在半導(dǎo)體襯底100上的位于所述高k‐金屬柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的側(cè)壁結(jié)構(gòu)103，側(cè)壁結(jié)構(gòu)103由氧化物、氮化物或者二者的組合構(gòu)成。

形成在半導(dǎo)體襯底100上的層間介電層105，層間介電層105覆蓋所述高k‐金屬柵極結(jié)構(gòu)和側(cè)壁結(jié)構(gòu)103；形成在層間介電層105中的接觸孔111，露出aln層110的頂部以及形成于半導(dǎo)體襯底100中的源/漏區(qū)的頂部。

然后，通過(guò)后續(xù)工藝完成整個(gè)半導(dǎo)體器件的制作，包括：在接觸孔111的底部形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物；填充金屬(通常為鎢)于接觸孔111中形成連接后續(xù)形成的互連金屬層與所述自對(duì)準(zhǔn)硅化物的接觸塞；形成多個(gè)互連金屬層，通常采用雙大馬士革工藝來(lái)完成；形成金屬焊盤，用于后續(xù)實(shí)施器件封裝時(shí)的引線鍵合。

[示例性實(shí)施例三]

本發(fā)明還提供一種電子裝置，其包括根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例二的半導(dǎo)體器件。所述電子裝置可以是手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、上網(wǎng)本、游戲機(jī)、電視機(jī)、vcd、dvd、導(dǎo)航儀、照相機(jī)、攝像機(jī)、錄音筆、mp3、mp4、psp等任何電子產(chǎn)品或設(shè)備，也可以是任何包括所述半導(dǎo)體器件的中間產(chǎn)品。所述電子裝置，由于使用了所述半導(dǎo)體器件，因而具有更好的性能。

本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)上述實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說(shuō)明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。