TWI463543B - 形成閘極堆疊及其結構之方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於半導體裝置製造之領域。特定言之，本發明係關於一高k金屬閘極場效電晶體之閘極堆疊及其結構之形成。
在半導體裝置製造之領域中，主動半導體裝置通常由前段製程(FEOL)技術製造。此等主動半導體裝置可包括(例如)如同場效電晶體(FET)之電晶體且特定言之互補金氧半導體場效電晶體(CMOS-FET)。在不同類型之CMOS-FET中，可存在p型摻雜CMOS-FET(PFET)及n型摻雜CMOS-FET(NFET)。不同類型之CMOS-FET可形成或製造於半導體晶片或晶圓之共同基板或結構上。
為了追求CMOS-FET電晶體及其裝置之效能的進一步改良，高介電常數(通常稱作介電材料之k值)之介電材料最近已用於形成CMOS-FET電晶體之閘極堆疊之部分。另外，用於效能改良之其他技術可包括使用金屬閘極材料，而不是使用傳統閘極材料，諸如，用於更好定製臨限電壓及通道遷移率之多晶矽。更具體言之，藉由將金屬閘極應用於高k介電閘極材料上，可在介電質中達成聲子散射之更好屏蔽，該介電質由於相對於傳統多晶矽/高k介電介面較低之金屬缺陷而產生電子之改良遷移率及減少之費米能階釘扎(Fermi level pinning)效應，其均有助於達成CMOS-FET電晶體及由電晶體製成之裝置的所要臨限電壓。
在形成閘極堆疊之常規製程期間，硬式遮罩通常用以保護閘極堆疊材料，該等閘極堆疊材料已在計劃或設計最終待形成之閘極堆疊所在之區域中形成於一基板上。可以藉由圖案化製程(諸如濕式蝕刻製程)移除或蝕刻掉不同於形成閘極堆疊之區域的區域中之閘極堆疊材料之方式使用硬式遮罩。最常使用之硬式遮罩中之一者(例如)為非晶矽與其上之二氧化矽(SiO2
)之組合。
如在此項技術中通常所知，氨溶液已通常用於濕式蝕刻製程中以蝕刻矽。然而，常規氨溶液通常對氧化矽具有選擇性，其意謂常規氨溶液不會蝕刻，或至少無法提供氧化矽或二氧化矽之有效蝕刻。因此，為了能夠在製程中使用由非晶矽與覆蓋其頂部之二氧化矽製成的硬式遮罩，可能需要使用高濃度氨溶液以在下方非晶矽可得到蝕刻且因而圖案化之前，穿透非晶矽之上的屏蔽氧化矽。然而，當高濃度氨溶液為達成圖案化下方非晶矽之目的可能夠穿透屏蔽氧化矽時，其被認為是引起該矽中缺陷之來源，諸如引起將矽蝕刻出來之雜質、導致由該製程製成之裝置的損耗。因此，在此項技術中需要在製造高k金屬閘極(HK-MG)電晶體中形成閘極堆疊之較好及/或替代製程及/或方法。
本發明之實施例提供一種形成用於場效電晶體之閘極堆疊的方法。該方法包括以下步驟：在一第一氮化鈦(TiN)層上直接形成一含金屬層，該第一TiN層覆蓋指定用於第一類型之場效電晶體及第二類型之場效電晶體之一半導體基板的區域；在該含金屬層之上形成一第二TiN層之一覆蓋層；圖案化該第二TiN層及該含金屬層以僅覆蓋該第一TiN層之一第一部分，該第一TiN層之該第一部分覆蓋指定用於該第一類型之場效電晶體之一區域；蝕刻掉藉由該圖案化暴露之該第一TiN層之一第二部分，同時藉由覆蓋該經圖案化之含金屬層之厚度的至少一部分，保護該第一TiN層之該第一部分不受該蝕刻；及形成覆蓋指定用於該第二類型之場效電晶體之該半導體基板之一區域的一第三TiN層。
根據一實施例，形成該含金屬層包括形成含有至少一種金屬元素之一金屬矽化物層，該金屬元素係選自以下各者所構成之群組：鈦(Ti)、鈷(Co)及鎳(Ni)。
根據另一實施例，形成該金屬矽化物層包括形成薄交替金屬/非晶矽層之一堆疊層，每一金屬/非晶矽層具有約3nm至4nm之一厚度，該堆疊層之一總厚度為約12nm至16nm；及在適於形成該金屬矽化物層之一溫度下退火該堆疊層，例如，在約350℃至500℃之一溫度範圍下，且歷時約5秒至約5分鐘之一時段。
根據又一實施例，蝕刻該第一TiN層之該第二部分包括將一SC1溶液塗覆至該第一TiN層之該第二部分，該SC1溶液為水(H2
O)、NH4
OH及H2
O2
之一混合物，且對該金屬矽化物層具有選擇性。舉例而言，水(H2
O)、NH4
OH及H2
O2
之該混合物可具有按體積計在約5:1:1至約50:1:1之範圍的一混合比，且可在約25℃至65℃，且較佳在45℃至55℃之一溫度範圍下加以塗覆。
本發明之實施例亦包括在該含金屬層之上形成該第三TiN層及形成含有該含金屬層之一閘極堆疊，其中該含金屬層為一金屬矽化物層。此外，形成該含金屬層包括藉由濺鍍形成一鎢(W)金屬層，該鎢金屬層具有約4nm至約20nm之一厚度；及在自指定用於該第二類型之場效電晶體之半導體基板之該區域蝕刻掉該第一TiN層之該第二部分之後，移除該鎢金屬層以暴露一氧化鉿層。根據一實施例，移除該鎢金屬層包括將一化學蝕刻溶液塗覆至該鎢，該化學蝕刻溶液對TiN與HfO2
均具有選擇性，其中選擇性大於20:1。
本發明之實施例進一步包括：在該第一TiN層上形成該含金屬層之前，在一氧化鉿(HfO2
)層上形成該第一TiN層，該氧化鉿層形成於一化學氧化物層上，該化學氧化物層可為一氧化矽層，其混合氮且覆蓋指定用於該第一類型之場效電晶體及該第二類型之場效電晶體之該半導體基板的該等區域。
在以下詳細描述中，陳述許多特定細節以提供對本發明之實施例的透徹理解。然而，一般熟習此項技術者將理解，可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之實施例。為了在以下實施方式中不使本發明之要素及/或實施例之陳述變得模糊晦澀，在此項技術中熟知之處理步驟及/或操作可已被結合在一起以達成陳述及/或說明之目的，且在某些情況下可能未詳細地加以描述。在其他情況下，在此項技術中熟知之處理步驟及/或操作可能根本不加以描述。熟習此項技術者應瞭解以下描述已相當集中於本發明之實施例的區別性特徵結構及/或元件。
在半導體裝置製造工業中，各種類型之主動半導體裝置，諸如包括n型CMOS-FET(NFET)及/或p型CMOS-FET(PFET)之電晶體可藉由應用熟知FEOL處理技術而產生或形成於半導體之單一基板上。該等熟知FEOL技術可包括處理步驟及/或操作，其中僅列出少數：頂蓋沈積、光阻遮罩形成、光微影、硬式遮罩形成、濕式蝕刻、反應性離子蝕刻(RIE)、離子植入及化學機械研磨(CMP)。在形成電晶體期間及/或之後，可將相同或不同類型之應力襯墊選擇性地應用於不同類型之電晶體(例如，NFET及PFET)以達成裝置效能改良。
在以下實施方式中，熟知裝置處理技術及/或步驟可能未詳細地加以描述，且在某些情況下可提及其他公開物品或專利申請案以不使下文進一步詳述之本發明之要素的描述變得模糊晦澀。
第1圖至第6圖為根據本發明之一實施例之形成高k金屬閘極CMOS-FET電晶體之閘極堆疊之步驟的說明性圖解。更具體言之，第1圖圖示在半導體基板100上形成閘極堆疊之製程中的步驟。半導體基板100可包括第一區域100A及第二區域100B，不同類型之CMOS-FET電晶體及裝置可最終形成於該第一區域100A及該第二區域100B上。舉例而言，PFET(或NFET)電晶體可形成於區域100A中且NFET(或PFET)電晶體可形成於區域100B中。然而，為了不使本發明之要素的描述變得模糊晦澀，以下描述將集中於如何形成NFET及PFET之閘極堆疊，且在認為形成電晶體本身及其結構之一些細節(諸如源極、汲極等)並非為本發明必需時，該等細節將在描述中被省略且在第1圖或隨後諸圖中未圖示。此外，熟習此項技術者應瞭解，(例如)可在形成閘極堆疊之前或之後進行FET裝置(PFET或NFET)之通道、源極及/或汲極的形成，其將在下文中更詳細地加以描述。
如在第1圖中所圖示且根據本發明，該方法之一實施例可包括首先在基板100之上形成化學氧化物101之介面層，且接著形成覆蓋化學氧化物層101之氧化鉿(HfO2
)層102。化學氧化物層101可為某一類型之二氧化矽且可在其中混合氮。作為介面層，化學氧化物層101可具有約0.5nm至2nm之厚度，該厚度藉由在含有臭氧之化學溶液中之濕式製程或藉由(例如)在600℃至1000℃之間的溫度之環境下之熱氧化製程而形成，且為下方有效表面提供優良品質保護。氧化鉿層102亦可由其他鉿基介電質置換，諸如，矽酸鉿、氮氧鉿、氮氧矽鉿。另外，為達成裝置效能改良(諸如具有減少之閘極洩漏電流)，化學氧化物層101及HfO2
層102之堆疊可充當具有氧化鉿層102之各種場效電晶體之閘極氧化物，氧化鉿層102具有高介電常數(高k)，其通常大於4且通常在約15至約35之範圍中。
其次，該方法之實施例可包括在HfO2
層102之上形成氮化鈦(TiN)層103，從而覆蓋關於或指定用於形成上文所描述之第一類型之場效電晶體及第二類型之場效電晶體之兩個區域100A及100B。TiN層103可為第一類型之氮化鈦層，且可經特別設計以適合於(例如)稍後待建置於區域100A中之第一類型之FET裝置。TiN層103可為此第一類型之FET裝置之金屬閘極導體之部分。TiN層103可具有約1nm至約10nm，較佳約2nm至約7nm之厚度，且可藉由各種製程(諸如PVD、CVD及/或ALD製程)而形成。
第2圖圖示在第1圖中所示之步驟之後形成閘極堆疊之方法的另一步驟。更具體言之，該方法之實施例可包括在覆蓋半導體基板100之區域100A與區域100B之TiN層103之上直接形成含金屬層104。根據一實施例，含金屬層104可為含有至少一種金屬元素之金屬矽化物層，且更具體言之可為矽化鈦層、矽化鈷層或矽化鎳層。根據另一實施例，含金屬層104可為(例如)鎢(W)或任何其他類型之適合金屬的金屬層。
當層104為金屬矽化物層時，形成金屬矽化物層104可包括首先形成薄交替金屬/非晶矽層之堆疊層，金屬或非晶矽之每一薄層具有約2nm至5nm，且較佳在3nm至4nm之間的典型厚度。可藉由(例如)濺鍍及/或PVD、CVD或ALD進行薄交替金屬/非晶矽層之堆疊層的形成。該堆疊層可較佳經形成以具有約4nm至20nm，且較佳約12nm至16nm之總厚度。此堆疊層之厚度應使得隨後藉由退火由此堆疊層製成之金屬矽化物層(如下文更詳細地描述)可具有充足厚度以在正蝕刻掉TiN層103之暴露部分時保護下方TiN層103。
薄交替金屬/非晶矽層之堆疊層可隨後在大約(例如)300℃至600℃之溫度範圍中經受退火製程。該退火製程可視所使用之金屬及所形成之矽化物的類型而定持續約5秒至300秒之時段。舉例而言，約400℃至500℃之溫度範圍及約30秒至5分鐘(300秒)，較佳約30秒至120秒之時段可用以形成矽化鈷。亦舉例而言，約350℃至450℃之溫度範圍及約5秒至2分鐘(120秒)之時段可用以形成矽化鎳。可在真空條件之腔室或裝滿諸如氬或氮之惰性氣體的氣體環境中進行堆疊層之退火。如上文所描述，用於形成矽化物之金屬元素可包括Ti、Co、Ni及/或任何其他適合金屬或其組合。
當層104為金屬層時，金屬層104可為鎢層，可藉由(例如)物理氣相沈積(PVD)製程將該鎢層沈積於TiN層103上。
如在第2圖中所圖示，該方法之實施例可包括隨後在含金屬層104之上形成覆蓋層105，覆蓋層105可為與第一類型103相同或不同之第二類型之氮化鈦(TiN)層。TiN覆蓋層105可經形成以作為執行圖案化含金屬層104之下一步驟的準備。TiN覆蓋層105防止一些對氧靈敏的材料(諸如於含金屬層104中之鈷)之可能氧化，以在後續製程期間形成氧化物，諸如在緊接自沈積工具退出後。
第3圖圖示在第2圖中所示之步驟之後形成閘極堆疊之方法的另一步驟。更具體言之，可將光阻材料層106塗覆於TiN覆蓋層105之上以用於圖案化對應於指定或設計用於形成第一類型之FET裝置之區域的第一區域。舉例而言，光阻層106可覆蓋該100A區域。視用於該製程之曝光方案而定，光阻材料106可為正型或負型抗蝕劑。光阻材料106之性質可經選擇以使得其能夠經受反應性離子蝕刻(RIE)製程且為下方裝置/材料提供充分保護。
第4圖圖示在第3圖中所示之步驟之後形成閘極堆疊之方法的又一步驟。更具體言之，該方法之實施例可包括在一或多個蝕刻步驟中，選擇性地蝕刻掉TiN覆蓋層105之一部分(其經暴露且未由光阻層106覆蓋)，且隨後蝕刻掉含金屬層104之一部分(藉由移除TiN覆蓋層105之部分而將其暴露)。該蝕刻可在反應性離子蝕刻(RIE)製程中得以執行，且可在不同之多個步驟及不同之RIE條件下得以進行。舉例而言，蝕刻TiN覆蓋層105之RIE條件可為電漿蝕刻製程，且可包括含氟化學品與氬呈1:5至1:1之比率(氟：氬)，且可在約100W至1000W之RF功率下，在約10mT至約150mT之壓力的腔室中得以進行。亦舉例而言，圖案化含金屬層104或金屬層104之RIE條件可包括在與蝕刻覆蓋層105之腔室壓力及RF功率條件相似的腔室壓力及RF功率條件下，在氬或氦(He)呈1:5至1:1之比率(鹵素：氬，或鹵素：氦)的情況下使用鹵素氣體。
在已提供蝕刻覆蓋層105及含金屬層104之說明性實例後，熟習此項技術者應瞭解本發明在此方面不受限制，且可藉由移除覆蓋層105及含金屬層104之未由光阻106覆蓋之部分，將其他現有及/或將來開發之技術用於以上圖案化製程。可控制含金屬層104之蝕刻以在第一類型之TiN層103處停止，因而留下第二類型之TiN層105之一部分(其可為TiN層105之第一部分105A)及含金屬層之一部分(其可為含金屬層104之第一部分104A)，該等部分覆蓋指定用於或關於第一類型之FET裝置的區域100A。
第5圖圖示在第4圖中所示之步驟之後形成閘極堆疊之方法的另一步驟。該方法之實施例隨後可包括移除或剝離光阻層106以暴露經圖案化之覆蓋層105A。在此階段可視情況移除覆蓋層105A，但並非必需。經圖案化之覆蓋層105A(若未經移除)及經圖案化之含金屬層104A連同第一類型之TiN層103之經暴露的第二部分現準備用於進一步加工及/或處理。
第6圖圖示在第5圖中所示之步驟之後形成閘極堆疊之方法的又一步驟。更具體言之，在此特定步驟中，該方法之實施例可使TiN層103之經暴露之第二部分在約25℃至65℃，較佳45℃至55℃之溫度範圍中，在SC1溶液(如在此項技術中已知之標準清洗1溶液)中經受濕式蝕刻製程歷時約120秒至600秒之持續時間。根據一實施例，含金屬層104A可為金屬矽化物層且該SC1溶液可為以在約5:1:1至約50:1:1之範圍之體積比混合的水(H2
O)、NH4
OH及H2
O2
之混合物。換言之，可以與5至50倍多之水(H2
O)相同之比率混合NH4
OH與H2
O2
。因此，該SC1溶液可對金屬矽化物層104A具有選擇性或變得具有選擇性，且不蝕刻或至少不有效地蝕刻金屬矽化物層104A，金屬矽化物層104A覆蓋且因此保護下方TiN層103。同時，可移除或蝕刻掉經暴露之TiN層103。根據另一實施例，含金屬層104A可為鎢(W)金屬層，且亦可使用係水(H2
O)、NH4
OH及H2
O2
之混合物的相同或不同SC1溶液。在此狀況下，雖然SC1溶液對鎢並非完全具有選擇性，但根據本發明之實施例，鎢層104A之蝕刻速率及/或厚度可經配置及/或安排以使得甚至在將TiN層103之經暴露之第二部分如第6圖中所圖示移除以暴露下方HfO2
層102時，仍剩餘或留下鎢層104A之至少一部分。
第7圖圖示根據本發明之一實施例之在第6圖中所示之步驟之後形成閘極堆疊之方法的另一步驟。在此實施例中，含金屬層104A可為鎢或其他適合金屬之金屬層，然而，金屬層104A可用作犧牲金屬硬式遮罩。在第7圖中所圖示之此步驟中，可(例如)在對TiN及HfO2
具有選擇性之過氧化氫溶液或任何其他適合化學蝕刻溶液之情況下，在室溫環境(例如，25℃至30℃)中移除金屬層104A。根據本發明之一實施例，可使用在與蝕刻金屬層104A相比時，對TiN層103及下方HfO2
層102具有相對選擇性之過氧化氫溶液，其選擇性通常大於20：1。因此，當移除金屬層104A時，藉由104A之移除製程引起之TiN層103及HfO2
層102的損壞將為最小的，或有限的(若存在)。
第8圖圖示在第7圖中所示之步驟之後形成閘極堆疊之方法的步驟。在移除金屬層104A之後，可將另一氮化鈦層107塗覆於HfO2
層102之暴露區域及剩餘TiN層103A之上。TiN層107可為第三類型之TiN層或稱作第三類型之TiN層，且TiN層107之包括厚度之性質可經定製或設計以特別適合於待形成於半導體基板100之100B區域中的第二類型之FET。舉例而言，可類似地藉由應用已知PVD、CVD或ALD製程而形成第三TiN層107，但可安排或調整第三TiN層107之與第一TiN層103之性質不同的性質(諸如厚度)。然而，亦可製造與TiN層103相同的TiN層107。
在與第一類型之FET相關的100A區域上形成第一類型之TiN層103A且在與第二類型之FET相關的100B區域上形成第二類型之TiN層107之後，可應用形成高k金屬閘極電晶體之任何現有或習知製程或任何未來開發之技術以完成在基板100上不同類型之CMOS-FET的形成。
第9圖圖示根據本發明之另一實施例之在第6圖中所示之步驟之後形成閘極堆疊之方法的又一不同步驟。在此實施例中，含金屬層104A可為金屬矽化物層，諸如矽化鈦、矽化鈷或矽化鎳，且金屬矽化物層104A可成為金屬閘極堆疊之部分。換言之，根據本發明之實施例，不需要以分離的步驟移除金屬矽化物層104A。因此，在移除TiN層103之經暴露之第二部分之後，可將另一氮化鈦層107塗覆於HfO2
層102之經暴露之區域上，及金屬矽化物層104A之上。TiN層107可為第三類型之TiN層且TiN層107之性質可在必要時經定製或設計以特別適合於待形成於半導體基板100之100B區域中的第二類型之FET。
儘管在本文中已圖示及描述本發明之特定特徵結構，但一般熟習此項技術者現將想到許多修改、替代、變化及等效物。因此，應理解附加申請專利範圍意欲涵蓋屬於本發明之精神的所有此等修改及變化。
100．．．半導體基板
100A．．．第一區域
100B．．．第二區域
101．．．化學氧化物層
102．．．氧化鉿(HfO2
)層
103．．．氮化鈦(TiN)層
103A．．．第一類型之TiN層
104．．．含金屬層/金屬矽化物層/金屬層
104A．．．第一部分/含金屬層/金屬矽化物層/鎢層/金屬層
105．．．覆蓋層/TiN覆蓋層/TiN層
105A．．．第一部分/經圖案化之覆蓋層
106．．．光阻材料層/光阻層/光阻材料/光阻
107．．．TiN層
將自結合隨附圖式獲得之以上本發明之【實施方式】更全面地理解及瞭解本發明，各圖式中：
第1圖至第6圖為根據本發明之一實施例之形成高K金屬閘極CMOS-FET電晶體之閘極堆疊之步驟的說明性圖解；
第7圖至第8圖為根據本發明之一實施例之在第6圖中所示之步驟之後形成閘極堆疊之步驟的說明性圖解；及
第9圖為根據本發明之另一實施例之在第6圖中所示之步驟之後形成閘極堆疊之步驟的說明性圖解。
應瞭解，為圖解之簡單及清楚起見，圖式中之元件未必按比例繪製。舉例而言，為清楚起見，某些元件之尺寸可相對於其他元件加以誇示。
100．．．半導體基板
100A．．．第一區域
100B．．．第二區域
101．．．化學氧化物層
102．．．氧化鉿(HfO2
)層
103．．．氮化鈦(TiN)層
Claims (23)
- 一種形成用於場效電晶體之閘極堆疊的方法，該方法包含以下步驟：在一第一氮化鈦(TiN)層上直接形成一含金屬層，該第一TiN層覆蓋指定用於第一類型之場效電晶體及第二類型之場效電晶體之一半導體基板的區域；在該含金屬層之上形成一第二TiN層之一覆蓋層；圖案化該第二TiN層及該含金屬層以僅覆蓋該第一TiN層之一第一部分，該第一TiN層之該第一部分覆蓋指定用於該第一類型之場效電晶體之一區域；蝕刻掉藉由該圖案化暴露之該第一TiN層之一第二部分，同時藉由覆蓋該經圖案化之含金屬層之厚度的至少一部分，保護該第一TiN層之該第一部分不受該蝕刻；及形成覆蓋指定用於該第二類型之場效電晶體之該半導體基板之一區域的一第三TiN層。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中形成該含金屬層之步驟包含以下步驟：形成含有至少一種金屬元素之一金屬矽化物層，該金屬元素係選自由以下各者所構成之群組：鈦(Ti)、鈷(Co)及鎳(Ni)。
- 如申請專利範圍第2項之方法，其中形成該金屬矽化物層之步驟包含以下步驟： 形成薄交替金屬/非晶矽層之一堆疊層；及在適於形成該金屬矽化物層之一溫度下退火該堆疊層。
- 如申請專利範圍第3項之方法，其中形成該金屬矽化物層之步驟包含藉由以下步驟形成一矽化鈷層：形成薄交替鈷/非晶矽層之一堆疊層，每一薄交替鈷/非晶矽層具有約3nm至4nm之一厚度及該堆疊層之約12nm至16nm之一總厚度；及在約400℃至500℃之一溫度範圍下且歷時約30秒至5分鐘之一時段來退火該堆疊層。
- 如申請專利範圍第3項之方法，其中形成該金屬矽化物層之步驟包含藉由以下步驟形成一矽化鎳層：形成薄交替鎳/非晶矽層之一堆疊層，每一薄交替鎳/非晶矽層具有約3nm至4nm之一厚度及該堆疊層之約12nm至16nm之一總厚度；及在約350℃至450℃之一溫度範圍下且歷時約5秒至2分鐘之一時段來退火該堆疊層。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中該蝕刻步驟包含以下步驟：將一SC1溶液塗覆至該第一TiN層之該第二部分，該SC1溶液為水(H2 O)、NH4 OH及H2 O2 之一混合物，且對該金屬矽化物層具有選擇性。
- 如申請專利範圍第6項之方法，其中塗覆該SC1溶液之步驟包含以下步驟：在蝕刻該第一TiN層之該第二部分期間，塗覆水(H2 O)、NH4 OH及H2 O2 之一混合物，該混合物具有在約5：1：1至約50：1：1之範圍的一體積比。
- 如申請專利範圍第7項之方法，其中塗覆該SC1溶液之步驟包含以下步驟：在約25℃至65℃之一溫度範圍下，將水(H2 O)、NH4 OH及H2 O2 之該混合物塗覆至該第一TiN層之該第二部分。
- 如申請專利範圍第8項之方法，其中塗覆該SC1溶液之步驟包含以下步驟：在約45℃至55℃之一溫度範圍下，將水(H2 O)、NH4 OH及H2 O2 之該混合物塗覆至該第一TiN層之該第二部分。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其包含以下步驟：在該含金屬層之上形成該第三TiN層及形成含有該含金屬層之一閘極堆疊，其中該含金屬層為一金屬矽化物層。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中形成該含金屬層之步驟包含以下步驟：藉由濺鍍形成一鎢(W)金屬層，該鎢金屬層具有約4nm至約20nm之一厚度。
- 如申請專利範圍第11項之方法，其進一步包含以下 步驟：自指定用於該第二類型之場效電晶體之半導體基板的該區域蝕刻掉該第一TiN層之該第二部分之後，移除該鎢金屬層，且因此暴露一下方氧化鉿(HfO2 )層；其中移除該鎢金屬層之步驟包含以下步驟：將一化學蝕刻溶液塗覆至該鎢，該化學蝕刻溶液對TiN與HfO2 均具有選擇性，其中選擇性大於20：1；其中將該化學蝕刻溶液塗覆至該鎢之步驟包含以下步驟：在約25℃至30℃之一溫度範圍下塗覆一過氧化氫溶液以移除該鎢及暴露該第一TiN層之該第一部分，該第一TiN層之該第一部分覆蓋指定用於該第一類型之場效電晶體的該區域。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含以下步驟：在該第一TiN層上形成該含金屬層之前，在一氧化鉿(HfO2 )層上形成該第一TiN層，該HfO2 層覆蓋指定用於該第一類型之場效電晶體及該第二類型之場效電晶體之該半導體基板的該等區域。
- 如申請專利範圍第13項之方法，其進一步包含以下步驟：在形成該第一TiN層之前，在一化學氧化物層上形成該HfO2 層，該化學氧化物層為一個二氧化矽層，其混合氮且覆蓋指定用於該第一類型之場效電晶體及該第二類型之場效電晶體之該半導體基板的該等區域；及在該半導體基板之該等區域之上直接形成該化學氧化物 層；在該化學氧化物層之上直接形成該HfO2 層；及在該HfO2 層之上直接形成該第一TiN層。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含以下步驟：定製該第三TiN層之與該第一TiN層之性質不同的性質以適於用作該第二類型之場效電晶體之閘極堆疊。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一類型之場效電晶體為一p型摻雜場效電晶體(PFET)且該第二類型之場效電晶體為一n型摻雜場效電晶體(NFET)。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一類型之場效電晶體為一n型摻雜場效電晶體(NFET)且該第二類型之場效電晶體為一p型摻雜場效電晶體(PFET)。
- 一種形成用於場效電晶體之閘極堆疊的方法，該方法包含以下步驟：在一第一氮化鈦(TiN)層上形成一金屬矽化物層，該第一TiN層覆蓋與第一類型之場效電晶體及第二類型之場效電晶體相關之一半導體基板的區域；在該金屬矽化物層之上形成一第二TiN層之一覆蓋層；圖案化該第二TiN層及該金屬矽化物層以僅覆蓋該第一TiN層之一第一部分，該第一TiN層之該第一部分覆蓋與該第一類型之場效電晶體相關之一區域； 蝕刻掉藉由該圖案化暴露之該第一TiN層之一第二部分以暴露一下方氧化鉿(HfO2 )層；及將覆蓋該經暴露之HfO2 層之一第三TiN層形成為用於該等第二類型之場效電晶體的一閘極堆疊。
- 如申請專利範圍第18項之方法，其進一步包含以下步驟：在形成該第一TiN層之前，在一化學氧化物層上形成該HfO2 層，該化學氧化物層為一個二氧化矽層，其混合氮且覆蓋與該第一類型之場效電晶體及該第二類型之場效電晶體相關之該半導體基板的該等區域。
- 如申請專利範圍第19項之方法，其進一步包含以下步驟：在形成該HfO2 層之前，形成該化學氧化物層，該化學氧化物層具有約0.5nm至約2nm之一厚度且形成於含有臭氧之一化學溶液中。
- 一種形成用於場效電晶體之閘極堆疊的方法，該方法包含以下步驟：在一第一氮化鈦(TiN)層上形成一金屬層，該第一TiN層覆蓋與第一類型之場效電晶體及第二類型之場效電晶體相關之一半導體基板的區域；在該金屬層之上形成一第二TiN層之一覆蓋層；圖案化該第二TiN層及該金屬層以僅覆蓋該第一TiN層之一第一部分，該第一TiN層之該第一部分覆蓋與該第 一類型之場效電晶體相關之一區域；蝕刻掉藉由該圖案化暴露之該第一TiN層之一第二部分以暴露一下方含鉿層；及將覆蓋該經暴露之含鉿層之一第三TiN層形成為用於該等第二類型之場效電晶體的一閘極堆疊。
- 如申請專利範圍第21項之方法，其進一步包含以下步驟：在形成該第三TiN層之前，自該第一TiN層之該第一部分之頂部移除該金屬層；。其中該金屬層為一鎢層且該含鉿層為一氧化鉿(HfO2 )層，且移除該金屬層包含將一化學蝕刻溶液塗覆至該鎢，該化學蝕刻溶液對TiN與HfO2 均具有選擇性，其中選擇性大於20：1。
- 如申請專利範圍第21項之方法，其中該含鉿層係選自由以下各者所構成之群組：氧化鉿、矽酸鉿、氮氧鉿及氮氧矽鉿。
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