[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201210258854.0
• 申請日: 2012-07-24
• 公開（公告）號: CN103579314B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 殷華湘;閆江;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;H01L27/092;H01L21/28;H01L21/8238
• 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用于PMOS的多個第一柵極堆疊結構和用于NMOS的多個第二柵極堆疊結構，其特征在于：第一柵極堆疊結構由第一柵極絕緣層、第一阻擋層、第一功函數調節層、和電阻調節層構成，第二柵極堆疊結構由第二柵極絕緣層、第一阻擋層、第二功函數調節層、第一功函數調節層、和電阻調節層構成，其中第二功函數調節層為Al或者Al合金，第一阻擋層包括M_xSi_yN_z，其中M為擴散速率比Al慢的金屬，第一功函數調節層不含有Al。

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，或是上述材料的復合層。

4.如權利要求1的半導體器件，其中，其中M選自Ta、Ti、Hf、Zr、Mo、W及其組合的金屬。

5.如權利要求1的半導體器件，其中，其中Al合金是由Al與Co、Ni、Cu、Pd、Pt、Ru、Re、Mo、Ta、Ti、Hf、Zr、W、Ir、Eu、Nd、Er、La及其組合的金屬所構成的合金。

6.如權利要求1的半導體器件，其中，第一功函數調節層包括：a)形式為M_xN_y或者M_xSi_yN_z的金屬氮化物，其中M為Ta、Ti、Hf、Zr、Mo、W及其組合；和/或b)金屬，其中金屬為Co、Ni、Cu、Pd、Pt、Ru、Re、Mo、Ta、Ti、Hf、Zr、W、Ir、Eu、Nd、Er、La及其組合。

7.如權利要求1的半導體器件，其中，電阻調節層包括：a)形式為M_xN_y或M_xSi_yN_z的金屬氮化物，其中M為Ta、Ti、Hf、Zr、Mo、W及其組合；b)金屬或金屬合金，包括Co、Ni、Cu、Pd、Pt、Ru、Re、Mo、Ta、Ti、Hf、Zr、W、Ir、Eu、Nd、Er、La及其組合；c)金屬硅化物，包括CoSi₂、TiSi₂、NiSi、PtSi、NiPtSi、CoGeSi、TiGeSi、NiGeSi及其組合；d)金屬氧化物導體，包括In₂O₃、SnO₂、ITO、IZO及其組合；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。