Metall-Gate-Struktur und diesbezügliches Fertigungsverfahren

• Main Authors: Chiang, Tsung-Yu, Chen, Kuang-Hsin, H, Wei-Shuo
• Format: Patent
• Language: German
• Published: 04.05.2023
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; SEMICONDUCTOR DEVICES

Halbleiterstruktur, umfassend:eine Halbleiterschicht (100), die eine erste Oberfläche hat; undein Zwischenschichtdielektrikum (101), das ein Metall-Gate (103) über der ersten Oberfläche der Halbleiterschicht (100), umgibt wobei das Metall-Gate (103) umfasst:eine high-k dielektrische Schicht (1031), die sich konform an eine Unterseite und eine Seitenwand des Metall-Gates (103) anpasst;eine Barriereschicht (1033), die sich konform an die high-k dielektrische Schicht (1031) anpasst; undeine Austrittsarbeitsmetallschicht (1035), die sich konform an die Barriereschicht (1033) und die high-k dielektrische Schicht anpasst, wobei die Barriereschicht (1033) zwischen der Austrittsarbeitsmetallschicht (1035) und der high-k dielektrischen Schicht (1031) liegt und wobei ein Teil (1035A) der Austrittsarbeitsmetallschicht (1035) die high-k dielektrische Schicht (1031) an der Unterseite (103A) des Metall-Gates (103) kontaktiert. The present disclosure provides a semiconductor structure includes a semiconductor layer having a first surface, and an interlayer dielectric (ILD) defining a metal gate over the first surface of the semiconductor layer. The metal gate includes a high-k dielectric layer, a barrier layer, and a work function metal layer. A thickness of a first portion of the barrier layer at the sidewall of the metal gate is substantially thinner than a thickness of the barrier layer at the bottom of the metal gate. The present disclosure provides a method for manufacturing a semiconductor structure. The method includes forming a metal gate trench in an ILD, forming a barrier layer in a bottom and a sidewall of the metal gate trench, removing a first portion of the barrier layer at the sidewall of the metal gate trench, and forming a work function metal layer conforming to the barrier layer.