[發明專利]雙功函數柵極結構

有效

• 申請號: 201080053547.8
• 申請日: 2010-12-02
• 公開（公告）號: CN102714207A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: W·M·哈菲茲;A·拉赫曼
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L27/092
• 分類號: H01L27/092
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;王英

1.一種半導體芯片，包括：

晶體管，所述晶體管具有設置在柵極電介質上的柵極電極，所述柵極電極包括設置在所述柵極電介質上的第一柵極材料和設置在所述柵極電介質上的第二柵極材料，所述第一柵極材料不同于所述第二柵極材料，所述第二柵極材料也位于所述柵極電極的源極區域或漏極區域處。

2.根據權利要求1所述的半導體芯片，其中所述晶體管是N型器件，并且所述第一柵極材料的功函數比所述第二柵極材料低。

3.根據權利要求1所述的半導體芯片，其中所述第一柵極材料和所述第二柵極材料在所述柵極電介質上彼此橫向相鄰。

4.根據權利要求3所述的半導體芯片，其中所述半導體芯片包括第二晶體管，所述第二晶體管是P型器件，所述第二晶體管具有包括設置在所述P型器件的柵極電介質上的所述第二柵極材料的柵極電極。

5.根據權利要求2所述的半導體芯片，其中所述柵極電極包括設置在所述柵極電介質上的第三柵極材料，所述第三柵極材料設置在所述源極區域或所述漏極區域中的另一個上。

6.根據權利要求5所述的半導體芯片，其中所述第三柵極材料與所述第二柵極材料相同。

7.根據權利要求1所述的半導體芯片，其中所述晶體管是P型器件，并且所述第一柵極材料的功函數比所述第二柵極材料低。

8.根據權利要求1所述的半導體芯片，其中所述第二柵極材料包括金屬。

9.根據權利要求8所述的半導體芯片，其中所述半導體芯片包括第二晶體管，所述第二晶體管是N型器件，所述第二晶體管具有包括設置在所述N型器件的柵極電介質上的所述第二柵極材料的柵極電極。

10.一種方法，包括：

通過以下步驟形成晶體管的柵極電極：

在柵極電介質的第一區域上沉積第一柵極材料；以及，

在所述柵極電介質的第二區域上沉積第二柵極材料，所述第二柵極材料位于所述柵極電極的源極側或漏極側，所述第一柵極材料和所述第二柵極材料具有不同的功函數。

11.根據權利要求10所述的方法，還包括：在所述第一柵極材料的所述沉積之后和所述第二柵極材料的所述沉積之前：

用光刻膠涂覆所述第一柵極材料；

對所述光刻膠進行構圖，以去除部分所述光刻膠并暴露所述第一柵極材料的區域；以及，

蝕刻所述第一柵極材料的所述區域，以暴露所述柵極電介質的所述第二區域，并且其中所述第一柵極材料和所述第二柵極材料在所述柵極電介質上彼此橫向相鄰。

12.根據權利要求10所述的方法，其中所述晶體管是N型晶體管，并且所述第一柵極材料的功函數比所述第二柵極材料低。

13.根據權利要求10所述的方法，其中所述晶體管是P型晶體管，并且所述第一柵極材料的功函數比所述第二柵極材料高。

14.根據權利要求10所述的方法，還包括通過以下步驟在其上形成有所述柵極電介質的同一半導體管芯上形成第二晶體管的第二柵極電極：

在所述第二晶體管的柵極電介質的第一區域上沉積所述第二材料；

在所述第二晶體管的柵極電介質的第二區域上沉積所述第一材料，所述第二晶體管的柵極電介質的所述第二區域上的所述第一材料在所述第二柵極電極的源極側或漏極側。

15.一種半導體管芯，包括：

N型晶體管，所述N型晶體管具有設置在柵極電介質上的柵極電極，所述柵極電極包括設置在所述柵極電介質上的第一柵極材料和設置在所述柵極電介質上的第二柵極材料，所述第一柵極材料的功函數比所述第二柵極材料低，所述第二柵極材料也位于所述柵極電極的源極邊緣或漏極區域處；以及

P型晶體管，所述P型晶體管具有設置在柵極電介質上的柵極電極，所述P型晶體管的柵極電極包括設置在所述P型晶體管的柵極電介質上的所述第一柵極材料和設置在所述P型晶體管的柵極電介質上的所述第二柵極材料，所述P型晶體管的第一柵極材料位于所述P型晶體管的柵極電極的源極邊緣或漏極區域處。

16.根據權利要求15所述的半導體管芯，其中所述N型晶體管和所述P型晶體管是非對稱晶體管。

17.根據權利要求15所述的半導體管芯，其中所述N型晶體管是垂直漏極晶體管。