СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОЙ ЗАТВОРНОЙ СТРУКТУРЫ И ЕЕ УСТРОЙСТВО

1. Способ получения многослойных затворных структур для полевых транзисторов, включающий:
- формирование металлсодержащего слоя (104) непосредственно на первом слое (103) нитрида титана (TiN), покрывающем области полупроводниковой подложки, предназначенные для полевых транзисторов первого и второго типов (фиг.2);
- формирование защитного слоя путем нанесения второго TiN-слоя (105) поверх металлсодержащего слоя;
- формирование рисунка на втором TiN-слое и металлсодержащем слое для покрытия только первой части первого TiN-слоя (фиг.4), покрывающей область, предназначенную для полевых транзисторов первого типа (100А);
- вытравливание второй части первого TiN-слоя, оставшейся открытой при формировании рисунка (фиг.6), в то время как первая часть первого TiN-слоя остается защищенной от травления за счет ее закрытия по меньшей мере частью толщины металлсодержащего слоя, на котором сформирован рисунок; и
- формирование третьего TiN-слоя (107), покрывающего область полупроводниковой подложки (фиг.8), предназначенную для полевых транзисторов второго типа (100В).
2. Способ по п.1, в котором формирование металлсодержащего слоя включает в себя формирование слоя (104) силицида металла, содержащего по меньшей мере один из металлических элементов, выбираемых из группы, включающей титан (Ti), кобальт (Со) и никель (Ni).
3. Способ по п.2, в котором формирование слоя силицида металла включает в себя:
- формирование слоистой структуры из тонких чередующихся слоев металла и аморфного кремния и
- отжиг этой слоистой структуры при температуре, подходящей для образования слоя силицида металла.
4. Способ по п.3, в котором формирование слоя силицида металла включает в себя формирование слоя силицида кобальта, для чего:
- формируют слоистую структуру из тонких чередующихся слоев кобальта и аморфного кремния, каждый из которых имеет толщину примерно от 3 до 4 нм, общей толщиной примерно от 12 до 16 нм; и
- производят отжиг слоистой структуры в диапазоне температур от 400 до 500°С в течение периода времени от 30 с до 5 мин.
5. Способ по п.3, в котором формирование слоя силицида металла включает в себя формирование слоя силицида никеля, для чего:
- формируют слоистую структуру из тонких чередующихся слоев никеля и аморфного кремния, каждый из которых имеет толщину примерно от 3 до 4 нм, общей толщиной примерно от 12 до 16 нм; и
- производят отжиг слоистой структуры в диапазоне температур от 350 до 450°С в течение периода времени от 5 с до 2 мин.
2
4
2
2
6. Способ по п.1, в котором указанное травление включает в себя нанесение на вторую часть первого TiN-слоя раствора SCl в виде смеси воды (НO), NHOH и НО, селективного в отношении слоя силицида металла.
2
4
2
2
7. Способ по п.6, в котором в растворе SCl, используемом при травлении второй части первого TiN-слоя, объемное соотношение воды (HO), NHOH и НO составляет примерно от 5:1:1 примерно до 50:1:1.
2
4
2
2
8. Способ по п.7, в котором раствор SCl в виде смеси воды (НO), NHOH и НО наносят на вторую часть первого TiN-слоя в температурном диапазоне примерно от 25 до 65°С.
2
4
2
2
9. Способ по п.8, в котором раствор SCl в виде смеси воды (НO), NHOH и НО наносят на вторую часть первого TiN-слоя в температурном диапазоне примерно от 45 до 55°С.
10. Способ по п.1, включающий формирование третьего TiN-слоя поверх металлсодержащего слоя и получение многослойной затворной структуры, включающей в себя металлсодержащий слой, представляющий собой слой силицида металла.
11. Способ по п.1, характеризующийся тем, что металлсодержащий слой формируют посредством напыления слоя металла вольфрама (W), имеющего толщину примерно от 4 нм примерно до 20 нм.
2
12. Способ по п.11, в котором после травления второй части первого TiN-слоя в области полупроводниковой подложки, предназначенной для полевых транзисторов второго типа, удаляют слой металла вольфрама и таким образом обнажают нижележащий слой оксида гафния (НfO).
2
13. Способ по п.12, в котором слой металла вольфрама удаляют посредством нанесения на этот слой химического травильного раствора, селективного как в отношении TiN, так и в отношении НfO, с селективной способностью свыше 20:1.
14. Способ по п.13, в котором на вольфрам для его удаления и обнажения первой части первого TiN-слоя, покрывающей область, предназначенную для полевых транзисторов первого типа, наносят в диапазоне температур примерно от 25 до 30°С химический травильный раствор, представляющий собой собой раствор перекиси водорода.
2
15. Способ по п.1, в котором перед формированием металлсодержащего слоя поверх первого TiN-слоя формируют первый TiN-слой поверх слоя оксида гафния (НfO), покрывающего области полупроводниковой подложки, предназначенные для полевых транзисторов первого и второго типов.
2
16. Способ по п.15, в котором перед формированием первого TiN-слоя формируют НfO-слой поверх слоя оксида, представляющего собой слой диоксида кремния, содержащего азот и покрывающего области полупроводниковой подложки, предназначенные для полевых транзисторов первого и второго типов.
2
2
17. Способ по п.16, в котором слой оксида формируют непосредственно поверх упомянутых областей полупроводниковой подложки, НfO-слой формируют непосредственно поверх слоя оксида, а первый TiN-слой формируют непосредственно поверх НfO-слоя.
18. Способ по п.1, в котором свойства третьего TiN-слоя приспосабливают иначе, чем свойства первого TiN-слоя, для использования в качестве многослойной затворной структуры для полевых транзисторов второго типа.
19. Способ по п.1, в котором полевыми транзисторами первого типа являются полевые транзисторы p-типа (p-ПТ), а полевыми транзисторами второго типа являются полевые транзисторы n-типа (n-ПТ).
20. Способ по п.1, в котором полевыми транзисторами первого типа являются полевые транзисторы p-типа (p-ПТ), а полевыми транзисторами второго типа являются полевые транзисторы n-типа (n-ПТ).
21. Способ получения многослойных затворных структур для полевых транзисторов, включающий:
- формирование слоя (104) силицида металла на первом слое (103) нитрида титана (TiN), покрывающем области полупроводниковой подложки (100), относящиеся к первому и второму типам полевых транзисторов (фиг.2);
- формирование защитного слоя путем нанесения второго TiN-слоя (105) поверх слоя силицида металла;
- формирование рисунка на втором TiN-слое и и слое силицида металла для покрытия только первой части первого TiN-слоя (фиг.4), покрывающей область, относящуюся к полевым транзисторам первого типа (100А);
2
- вытравливание второй части первого TiN-слоя, оставленной открытой при формировании рисунка (фиг.6), для обнажения нижележащего слоя (102) оксида гафния (НfO) и
2
- формирование третьего TiN-слоя (107), покрывающего обнаженный НfO-слой, в качестве многослойной затворной структуры для полевых транзисторов второго типа (100В) (фиг.8).
2
22. Способ по п.21, в котором перед формированием первого TiN-слоя формируют НfO-слой поверх слоя оксида, представляющего собой слой диоксида кремния, содержащего азот и покрывающего области полупроводниковой подложки, относящиеся к полевым транзисторам первого и второго типов.
2
23. Способ по п.22, в котором перед формированием НfО-слоя формируют слой оксида, имеющий толщину примерно от 0,5 до 2 нм и формируемый в химическом растворе, содержащем озон.
24. Способ получения многослойных затворных структур для полевых транзисторов, включающий:
- формирование металлического слоя (104) на первом слое (103) нитрида титана (TiN), покрывающем области полупроводниковой подложки (100), относящиеся к первому и второму типам полевых транзисторов (фиг.2);
- формирование защитного слоя путем нанесения второго TiN-слоя (105) поверх металлического слоя;
- формирование рисунка на втором TiN-слое и металлическом слое для покрытия только первой части первого TiN-слоя (фиг.4), покрывающей область, относящуюся к полевым транзисторам первого типа (100А);
- вытравливание второй части первого TiN-слоя, оставленной открытой при формировании рисунка (фиг.6), для обнажения нижележащего гафнийсодержащего слоя (102) и
- формирование третьего TiN-слоя (107), покрывающего обнаженный гафний содержащий слой, в качестве многослойной затворной структуры для полевых транзисторов второго типа (100В) (фиг.8).
25. Способ по п.24, в котором перед формированием третьего TiN-слоя с первой части первого TiN-слоя удаляют металлический слой.
2
2
26. Способ по п.25, в котором металлический слой представляет собой слой вольфрама, гафний содержащий слой представляет собой оксида гафния (НfO), а удаление металлического слоя осуществляют посредством нанесения на вольфрам химического травильного раствора, селективного как в отношении TiN, так и в отношении НfO, с селективной способностью свыше 20:1.
27. Способ по п.24, в котором материал гафний содержащего слоя выбирают из группы, включающей в себя оксид гафния, силикат гафния, оксинитрид гафния и кремниевый оксинитрид гафния.