[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201210067446.7
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN103311281A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 殷華湘;付作振;徐秋霞;趙超;陳大鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 北京藍智輝煌知識產權代理事務所(普通合伙) 11345
• 代理人: 陳紅

1.一種半導體器件，包括襯底、襯底上的多個柵極堆疊結構、每個柵極堆疊結構兩側的多個柵極側墻結構、每個柵極側墻結構兩側襯底中的多個源漏區，多個柵極堆疊結構包括多個第一柵極堆疊結構和多個第二柵極堆疊結構，其中第一柵極堆疊結構包括第一柵極絕緣層、第一功函數金屬層、第二功函數金屬擴散阻擋層、柵極填充層，第二柵極堆疊結構包括第二柵極絕緣層、第一功函數金屬層、第二功函數金屬層、柵極填充層，其特征在于：第二功函數金屬擴散阻擋層具有第一應力，柵極填充層具有第二應力，第一應力與第二應力是相對的。

2.如權利要求1的半導體器件，其中，第一和/或第二柵極絕緣層包括氧化硅、摻氮氧化硅、氮化硅、高K材料及其組合。

3.如權利要求2的半導體器件，其中，高k材料包括選自HfO₂、HfSiO_x、HfSiON、HfAlO_x、HfTaO_x、HfLaO_x、HfAlSiO_x、HfLaSiO_x的鉿基材料，或是包括選自ZrO₂、La₂O₃、LaAlO₃、TiO₂、Y₂O₃的稀土基高K介質材料，或是包括Al₂O₃，以其上述材料的復合層。

4.如權利要求1的半導體器件，其中，第一功函數金屬層包括a)金屬氮化物，包括M_xN_y、M_xSi_yN_z、M_xAl_yN_z、M_aAl_xSi_yN_z及其組合，其中M為Ta、Ti、Hf、Zr、Mo、W及其組合；和/或b)金屬或金屬合金，包括Co、Ni、Cu、Al、Pd、Pt、Ru、Re、Mo、Ta、Ti、Hf、Zr、W、Ir、Eu、Nd、Er、La及其組合。

5.如權利要求1的半導體器件，其中，第二功函數金屬擴散阻擋層包括M_xN_y、M_xSi_yN_z、M_xAl_yN_z、M_aAl_xSi_yN_z及其組合，其中M包括Ta、Ti、Hf、Zr、Mo、W及其組合。

6.如權利要求1的半導體器件，其中，柵極填充層包括：a)金屬氮化物，包括M_xN_y、M_xSi_yN_z、M_xAl_yN_z、M_aAl_xSi_yN_z及其組合，其中M為Ta、Ti、Hf、Zr、Mo、W及其組合；和/或b)金屬或金屬合金，包括Co、Ni、Cu、Al、Pd、Pt、Ru、Re、Mo、Ta、Ti、Hf、Zr、W、Ir、Eu、Nd、Er、La及其組合；和/或c)金屬硅化物，包括CoSi₂、TiSi₂、NiSi、PtSi、NiPtSi、CoGeSi、TiGeSi、NiGeSi及其組合；和/或d)金屬氧化物導體，包括In₂O₃、SnO₂、ITO、IZO及其組合；和/或e)半導體材料，包括摻雜的多晶硅、非晶硅、多晶鍺、多晶鍺硅及其組合；以及上述材料的多層復合層。

7.如權利要求1的半導體器件，其中，第一應力為張應力且第二應力為壓應力，或者第一應力為壓應力而第二應力為張應力。

8.如權利要求1的半導體器件，其中，第一應力和/或第二應力的絕對值大于1GPa。