公开(公告)号：CN110718447B

公开(公告)日：2023-10-24

申请号：CN201910608841.3

申请日：2019-07-08

Applicant: 国际商业机器公司

Inventor： M·M·弗兰克 ,  李锦良 ,  E·A·卡蒂埃 ,  V·纳拉亚南 ,  J·弗姆派瑞 ,  S·亚博尔 ,  O·格鲁申克夫 ,  H·贾甘纳坦

IPC: H01L21/02 ,  H01L21/28 ,  H01L27/06 ,  H01L29/423 ,  H01L29/51 ,  H01L23/64

Abstract: 本公开的实施例涉及绝缘体‑金属结构中的铪基或锆基氧化物的快速再结晶。一种用于将包括IV型过渡金属的电介质材料转变成结晶材料的方法，该方法包括：在支撑衬底上形成包括IV型过渡金属的主要为非晶的电介质材料，作为具有微尺度或更小的尺度的电气器件的组件；以及通过暴露于能量小于100毫秒并且在一些情况下小于10微秒的持续时间，将包括IV型过渡金属的主要为非晶的电介质材料转变成结晶的晶体结构。得到的材料完全结晶或部分结晶，并且包含亚稳铁电相，诸如空间群Pca21或Pmn21的极性斜方晶相。在转变成结晶的晶体结构期间，电气器件的相邻定位的组件不被损坏。

公开(公告)号：CN110718447A

公开(公告)日：2020-01-21

申请号：CN201910608841.3

申请日：2019-07-08

Applicant: 国际商业机器公司

Inventor： M·M·弗兰克 ,  李锦良 ,  E·A·卡蒂埃 ,  V·纳拉亚南 ,  J·弗姆派瑞 ,  S·亚博尔 ,  O·格鲁申克夫 ,  H·贾甘纳坦

IPC: H01L21/02 ,  H01L21/28 ,  H01L27/06 ,  H01L29/423 ,  H01L29/51 ,  H01L23/64

Abstract: 本公开的实施例涉及绝缘体-金属结构中的铪基或锆基氧化物的快速再结晶。一种用于将包括IV型过渡金属的电介质材料转变成结晶材料的方法，该方法包括：在支撑衬底上形成包括IV型过渡金属的主要为非晶的电介质材料，作为具有微尺度或更小的尺度的电气器件的组件；以及通过暴露于能量小于100毫秒并且在一些情况下小于10微秒的持续时间，将包括IV型过渡金属的主要为非晶的电介质材料转变成结晶的晶体结构。得到的材料完全结晶或部分结晶，并且包含亚稳铁电相，诸如空间群Pca21或Pmn21的极性斜方晶相。在转变成结晶的晶体结构期间，电气器件的相邻定位的组件不被损坏。

公开(公告)号：CN101842898B

公开(公告)日：2013-08-14

申请号：CN200880113646.3

申请日：2008-09-30

Applicant: 国际商业机器公司

Inventor： M·M·弗兰克 ,  A·库马尔 ,  V·纳拉亚南 ,  V·帕鲁丘里 ,  J·斯雷特

IPC: H01L27/11 ,  H01L21/8244

CPC classification number: H01L27/1104 ,  H01L27/11 ,  H01L27/1108

Abstract: 本发明提供了用于组合彼此具有不同阈值电压要求的晶体管的技术。在一方面，一种半导体装置包含：基板，其具有第一和第二nFET区域，以及第一和第二pFET区域；在基板上的位于第一nFET区域上方的逻辑nFET；在基板上的位于第一pFET区域上方的逻辑pFET；在基板上的位于第二nFET区域上方的SRAM nFET；以及在基板上的位于第二pFET区域上方的SRAM pFET，各自包含栅堆叠，所述栅堆叠具有位于高K层上方的金属层。逻辑nFET栅堆叠还包含覆盖层，将金属层与高K层分开，其中覆盖层还被配置为相对于逻辑pFET、SRAM nFET、以及SRAM pFET中的一个或更多个的阈值电压，偏移逻辑nFET的阈值电压。

公开(公告)号：CN101930996B

公开(公告)日：2012-09-05

申请号：CN201010205178.1

申请日：2010-06-13

Applicant: 国际商业机器公司

Inventor： 安藤崇志 ,  崔畅桓 ,  M·M·弗兰克 ,  V·纳拉亚南

IPC: H01L29/49 ,  H01L29/78 ,  H01L21/28 ,  H01L21/336

CPC classification number: H01L21/28088 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/517 ,  H01L29/518 ,  H01L29/665 ,  H01L29/6659 ,  H01L29/7833

Abstract: 本发明涉及一种半导体结构及其形成方法。一种高k栅极电介质和金属栅极结构的叠层包括下金属层、清除金属层以及上金属层。该清除金属层满足以下两个标准：1)是其中反应Si+2/y MxOy→2x/y M+SiO2的吉布斯自由能变化为正性的金属(M)，2)是其用于形成氧化物的每氧原子吉布斯自由能与下金属层的材料和上金属层的材料相比负性更强的金属。当氧原子通过栅极电极而朝向高k栅极电介质扩散时，满足这些标准的清除金属层俘获这些氧原子。另外，清除金属层远程地减小位于高k电介质下方的氧化硅界面层的厚度。结果，减小了整个栅极电介质的等效氧化物厚度(EOT)，并且即使在CMOS集成期间的高温处理之后，场效应晶体管仍保持恒定的阈值电压。

公开(公告)号：CN101814502B

公开(公告)日：2012-06-20

申请号：CN201010004777.7

申请日：2010-01-20

Applicant: 国际商业机器公司

Inventor： 权彦五 ,  S·A·克里施南 ,  安藤孝 ,  M·P·胡齐克 ,  M·M·弗兰克 ,  W·K·汉森 ,  R·杰哈 ,  梁越 ,  V·纳拉亚南 ,  R·拉马钱德兰 ,  K·K·H·黄

IPC: H01L27/092 ,  H01L29/49 ,  H01L21/8238 ,  H01L21/28

CPC classification number: H01L21/823842 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/823807 ,  H01L21/823857 ,  H01L29/1054 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/517

Abstract: 本发明涉及一种具有双金属栅极的半导体器件以及制造方法。一种半导体器件包括：半导体衬底；形成在所述衬底上的PFET，所述PFET包括设置在所述衬底上的SiGe层、设置在所述SiGe层上的高k电介质层、设置在所述高k电介质层上的第一金属层、设置在所述第一金属层上的第一中间层、设置在所述第一中间层上的第二金属层、设置在所述第二金属层上的第二中间层、以及设置在所述第二中间层上的第三金属层；形成在所述衬底上的NFET，所述NFET包括设置在所述衬底上的所述高k电介质层、设置在所述高k电介质层上的所述第二中间层、以及设置在所述第二中间层上的所述第三金属层。可选地，省去所述第一金属层。一种制造该器件的方法包括提供SiO2和α-Si层或dBARC层。

公开(公告)号：CN101401211B

公开(公告)日：2012-03-21

申请号：CN200580046527.7

申请日：2005-12-02

Applicant: 国际商业机器公司

Inventor： A·C·卡勒伽里 ,  M·M·弗兰克 ,  R·詹米 ,  D·L·拉赛 ,  F·R·麦克菲力 ,  S·扎法尔

IPC: H01L29/78 ,  H01L27/088 ,  H01L21/336

CPC classification number: H01L29/4966 ,  H01L21/28088 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517 ,  H01L29/665 ,  H01L29/6659

Abstract: 一种包括HfSiN的化合物金属，所述HfSiN为具有约4.0至约4.5eV，优选约4.3eV的功函数的n型金属，在包括高k介质和界面层的栅极叠层上热稳定。此外，在高温(约1000℃的量级)下退火HfSiN/高k介质/界面层的叠层之后，存在对界面层的还原，由此栅极叠层产生非常小的等效氧化物厚度(典型的)，这是使用TaSiN所不能获得的。

公开(公告)号：CN101930996A

公开(公告)日：2010-12-29

申请号：CN201010205178.1

申请日：2010-06-13

Applicant: 国际商业机器公司

Inventor： 安藤崇志 ,  崔畅桓 ,  M·M·弗兰克 ,  V·纳拉亚南

IPC: H01L29/49 ,  H01L29/78 ,  H01L21/28 ,  H01L21/336

CPC classification number: H01L21/28088 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/517 ,  H01L29/518 ,  H01L29/665 ,  H01L29/6659 ,  H01L29/7833

Abstract: 本发明涉及一种半导体结构及其形成方法。一种高k栅极电介质和金属栅极结构的叠层包括下金属层、清除金属层以及上金属层。该清除金属层满足以下两个标准：1)是其中反应Si+2/y MxOy→2x/y M+SiO2的吉布斯自由能变化为正性的金属(M)，2)是其用于形成氧化物的每氧原子吉布斯自由能与下金属层的材料和上金属层的材料相比负性更强的金属。当氧原子通过栅极电极而朝向高k栅极电介质扩散时，满足这些标准的清除金属层俘获这些氧原子。另外，清除金属层远程地减小位于高k电介质下方的氧化硅界面层的厚度。结果，减小了整个栅极电介质的等效氧化物厚度(EOT)，并且即使在CMOS集成期间的高温处理之后，场效应晶体管仍保持恒定的阈值电压。

公开(公告)号：CN100587917C

公开(公告)日：2010-02-03

申请号：CN200580047267.5

申请日：2005-12-02

Applicant: 国际商业机器公司

Inventor： P·M·韦雷肯 ,  V·巴斯克尔 ,  C·小卡布拉尔 ,  E·I·库珀 ,  H·德利吉安尼 ,  M·M·弗兰克 ,  R·詹米 ,  V·K·帕鲁丘里 ,  K·L·森格尔 ,  邵晓燕

IPC: H01L21/302 ,  H01L29/745

CPC classification number: H01L21/2885 ,  C25D3/50 ,  C25D5/02 ,  C25D5/024 ,  C25D5/54 ,  C25D7/123 ,  C25D9/04 ,  C25F3/14 ,  H01L21/28079 ,  H01L21/28114 ,  H01L21/76885 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517 ,  H01L29/78648

Abstract: 本发明提供了一种用于在栅极介质(2)上电镀栅极金属(9)或其它导体或半导体材料的方法。该方法包括选择衬底(3，4)，介质层，和电解质溶液或熔液，其中衬底，介质层，和电解质溶液或熔液的组合允许在介质层和电解质溶液或熔液之间的界面处产生电化学电流。

公开(公告)号：CN101111927A

公开(公告)日：2008-01-23

申请号：CN200580047267.5

申请日：2005-12-02

Applicant: 国际商业机器公司

Inventor： P·M·韦雷肯 ,  V·巴斯克尔 ,  C·小卡布拉尔 ,  E·I·库珀 ,  H·德利吉安尼 ,  M·M·弗兰克 ,  R·詹米 ,  V·K·帕鲁丘里 ,  K·L·森格尔 ,  邵晓燕

IPC: H01L21/302 ,  H01L29/745

CPC classification number: H01L21/2885 ,  C25D3/50 ,  C25D5/02 ,  C25D5/024 ,  C25D5/54 ,  C25D7/123 ,  C25D9/04 ,  C25F3/14 ,  H01L21/28079 ,  H01L21/28114 ,  H01L21/76885 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517 ,  H01L29/78648

Abstract: 本发明提供了一种用于在栅极介质(2)上电镀栅极金属(9)或其它导体或半导体材料的方法。该方法包括选择衬底(3，4)，介质层，和电解质溶液或熔液，其中衬底，介质层，和电解质溶液或熔液的组合允许在介质层和电解质溶液或熔液之间的界面处产生电化学电流。