[發明專利]用于形成雙金屬柵極結構的方法

有效

• 申請號: 200880022833.0
• 申請日: 2008-05-20
• 公開（公告）號: CN101689509A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: G·V·卡爾維;C·卡帕索;斯里坎斯·B.·薩馬弗達姆;詹姆斯·K.·謝弗;W·J·泰勒
• 申請（專利權）人: 飛思卡爾半導體公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 屠長存

1.一種用于形成半導體結構的方法，該方法包括：

在半導體層上形成溝道區層，所述半導體層包括第一阱區和第二阱區，并且所述溝道區層形成在所述第二阱區上；

在所述溝道區層上形成保護層；

在所述第一阱區上形成第一柵極電介質層；

在所述第一柵極電介質層上形成第一金屬柵極電極層；

在形成所述第一金屬柵極電極層之后去除所述保護層；

在所述溝道區層上形成第二柵極電介質層；

在所述第二柵極電介質層上形成第二金屬柵極電極層，其中所述第二金屬柵極電極層是不同于所述第一金屬柵極電極層的金屬；以及

在所述第一阱區上形成包括所述第一柵極電介質層和所述第一金屬柵極電極層中的每一個的一部分的第一柵極堆疊，并且在所述溝道區層上和所述第二阱區上形成包括所述第二柵極電介質層和所述第二金屬柵極電極層中的每一個的一部分的第二柵極堆疊。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括：

使用所述第一柵極堆疊形成具有第一導電類型的第一器件，以及使用所述第二柵極堆疊形成具有不同于所述第一導電類型的第二導電類型的第二器件，其中所述第二器件的溝道區在所述溝道區層中。

3.根據權利要求1所述的方法，還包括在形成所述第一柵極堆疊和所述第二柵極堆疊之前，在所述第一金屬柵極電極層和所述第二金屬柵極電極層中的每一個上形成導電柵極加厚層。

4.根據權利要求1所述的方法，其中形成所述溝道區層包括生長不同于所述半導體層的半導體材料的半導體材料。

5.根據權利要求4所述的方法，其中形成所述溝道區層包括在所述第二阱區上外延生長硅鍺。

6.根據權利要求1所述的方法，其中形成所述保護層包括沉積從由氧化物和氮化物組成的組中選擇的材料。

7.根據權利要求1所述的方法，其中形成所述第一柵極電介質層包括形成第一高k電介質層，并且形成所述第二柵極電介質層包括形成第二高k電介質層，該第二高k電介質層包括不同于所述第一高k電介質層的高k電介質。

8.一種用于形成半導體結構的方法，該方法包括：

在半導體層上形成溝道區層，所述半導體層包括第一阱區和第二阱區，并且所述溝道區層形成在所述第二阱區上而不形成在所述第一阱區上；

在所述溝道區層上形成保護層；

在所述半導體層和所述保護層上形成第一柵極電介質層；

在所述第一柵極電介質層上形成第一金屬柵極電極層；

去除所述第一柵極電介質層和所述第一金屬柵極電極層的覆蓋所述保護層的部分；

去除所述保護層；

在所述第一金屬柵極電極層和所述溝道區層上形成第二柵極電介質層；

在所述第二柵極電介質層上形成第二金屬柵極電極層，其中所述第二金屬柵極電極層是不同于所述第一金屬柵極電極層的金屬；

去除所述第二金屬柵極電極層和所述第二柵極電介質層的覆蓋所述第一金屬柵極電極層的部分；以及

在所述第一阱區上形成包括所述第一柵極電介質層和所述第一金屬柵極電極層中的每一個的一部分的第一柵極堆疊，并且在所述溝道區層上和所述第二阱區上形成包括所述第二柵極電介質層和所述第二金屬柵極電極層中的每一個的一部分的第二柵極堆疊。

9.根據權利要求8所述的方法，其中形成所述保護層包括沉積從由氧化物和氮化物組成的組中選擇的材料。

10.根據權利要求8所述的方法，還包括：

使用所述第一柵極堆疊形成具有第一導電類型的第一器件，以及使用所述第二柵極堆疊形成具有不同于所述第一導電類型的第二導電類型的第二器件，其中所述第二器件的溝道區在所述溝道區層中。

11.根據權利要求8所述的方法，其中形成所述溝道區層包括生長不同于所述半導體層的半導體材料的半導體材料。

12.根據權利要求11所述的方法，其中形成所述溝道區層包括在所述第二阱區上外延生長硅鍺。

13.根據權利要求8所述的方法，其中形成所述第一柵極電介質層包括形成第一高k電介質層，并且形成所述第二柵極電介質層包括形成第二高k電介質層，該第二高k電介質層包括不同于所述第一高k電介質層的高k電介質。