本申请涉及半导体,具体涉及一种提升器件可靠性的方法。
背景技术:
1、在高k金属栅工艺中,常用氮化钽(tan)作为刻蚀阻挡金属层,氮化钛(tin)作为pmos功函数金属层,nmos功函数金属层tial生长在它们之上。
2、tan/tin金属层易被氧化,而氧化后的tan/tin对于器件的稳定性会造成不利的效果。对于tin,ti-n中的n会因为氧化被o原子替代,形成tio、tion,而tio、tion对于功函数调节能力相较于tin差很多。对于tan,由于ta-n中被氧化部分形成ta-o,而tao的抗刻蚀能力比tan差很多,因此无法很好的保护高k介质层,对电性的稳定造成损失。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本申请的目的在于提供一种提升器件可靠性的方法,用于解决现有技术中tan/tin金属层易被氧化导致器件稳定性变差的问题。
2、为实现上述目的及其它相关目的,本申请提供一种提升器件可靠性的方法,包括:
3、步骤一,提供一衬底,衬底上形成有层间介质层,层间介质层中形成有沟槽,在沟槽的侧壁和底部依次形成高k介质层和盖帽层;
4、步骤二,在盖帽层上依次形成阻挡层和pmos功函数金属层,而后去除位于nmos区域的pmos功函数金属层;
5、步骤三,使用氢气还原阻挡层和pmos功函数金属层表面形成的氧化层;
6、步骤四,使用氨气氮化阻挡层和pmos功函数金属层的表面;
7、步骤五,依次形成nmos功函数金属层和金属栅极,填满沟槽。
8、优选的,步骤三中氢气还原的工艺条件为:包括但不限于使用等离子体轰击或者纯化学还原,温度为200℃~450℃。
9、优选的,步骤四中氨气氮化的工艺条件为:采用化学气相反应,流量为5slm~25slm,温度为320℃~800℃。
10、优选的,采用化学气相沉积工艺形成层间介质层和高k介质层。
11、优选的,采用原子层沉积工艺或化学气相沉积工艺形成盖帽层。
12、优选的,采用原子层沉积工艺或化学气相沉积工艺形成阻挡层。
13、优选的,阻挡层的材料包括氮化钽。
14、优选的,采用原子层沉积工艺形成pmos功函数金属层。
15、优选的,pmos功函数金属层的材料包括氮化钛。
16、优选的,采用物理磁控溅射工艺或原子层沉积工艺形成nmos功函数金属层。
17、如上所述,本申请提供的提升器件可靠性的方法,具有以下有益效果:在形成nmos功函数金属层之前,增加氢气(h2)还原和氨气(nh3)氮化的预处理工序,增加阻挡层抗刻蚀能力的同时盖上pmos功函数金属层的功函数调节效果,从而提升器件可靠性。
1.一种提升器件可靠性的方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤三中氢气还原的工艺条件为:包括但不限于使用等离子体轰击或者纯化学还原,温度为200℃~450℃。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤四中氨气氮化的工艺条件为:采用化学气相反应,流量为5slm~25slm,温度为320℃~800℃。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,采用化学气相沉积工艺形成所述层间介质层和所述高k介质层。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,采用原子层沉积工艺或化学气相沉积工艺形成所述盖帽层。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,采用原子层沉积工艺或化学气相沉积工艺形成所述阻挡层。
7.根据权利要求1或6所述的方法,其特征在于,所述阻挡层的材料包括氮化钽。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,采用原子层沉积工艺形成所述pmos功函数金属层。
9.根据权利要求1或8所述的方法,其特征在于,所述pmos功函数金属层的材料包括氮化钛。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,采用物理磁控溅射工艺或原子层沉积工艺形成所述nmos功函数金属层。