[發(fā)明專利]一種半導體器件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210356107.0
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN103681507B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發(fā)明（設計）人: 張海洋;王冬江
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/8238
• 分類號: H01L21/8238;H01L27/092
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所11336
• 代理人: 董巍,高偉

1.一種半導體器件的制備方法，包括：

提供半導體襯底，所述襯底上至少包含第一鰭片和第二鰭片；

在所述襯底上沉積高功函金屬材料層，以覆蓋所述第一鰭片和所述第二鰭片；

在所述第二鰭片及兩側的所述高功函金屬材料層上形成低功函金屬材料層，以在所述第二鰭片上形成功函金屬材料疊層；

沉積柵極圖案掩膜層，蝕刻所述低功函金屬材料層和所述高功函金屬材料層，以在所述第一鰭片和所述第二鰭片上形成柵極結構。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述柵極結構后，執(zhí)行退火步驟，以使所述第二鰭片上的所述低功函金屬材料層中的低功函金屬擴散至所述高功函金屬材料層中。

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述柵極結構后，還包括沉積層間介質層并平坦化的步驟。

4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述平坦化去除所述層間介質層的同時，去除所述鰭片上剩余的所述高功函金屬材料層和所述低功函金屬材料層，以形成獨立的雙柵極無結結構。

5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，干法蝕刻所述低功函金屬材料層和所述高功函金屬材料層，以形成柵極結構。

6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述干法蝕刻選用Cl₂和O₂的組合，或者CHF₃和O₂的組合。

7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟：

在沉積高功函金屬材料層之前，在所述第一鰭片區(qū)域和所述第二鰭片區(qū)域上進行不同類型的摻雜。

8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一鰭片兩側摻雜P型摻雜劑，以形成PMOS。

9.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二鰭片兩側摻雜N型摻雜劑，以形成NMOS。

10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述高功函金屬材料層為Mo。

11.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述低功函金屬材料層為Ta。

12.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述襯底上沉積高功函金屬材料層后，在所述第一鰭片兩側執(zhí)行相同類型或者不同類型的離子注入，以形成相同或者不同的閾值電壓。

13.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二鰭片上沉積低功函金屬材料層后，在所述第二鰭片兩側執(zhí)行相同類型或者不同類型的離子注入，以形成相同或者不同的閾值電壓。

14.一種具有獨立雙金屬柵極無結結構的半導體器件，其包括：

半導體襯底；

位于所述半導體襯底上的第一鰭片和第二鰭片；

所述第一鰭片兩側和所述第二鰭片兩側襯底中均勻的摻雜有不同類型的摻雜劑；

位于所述第一鰭片兩側的高功函金屬材料層，以在所述第一鰭片區(qū)域形成獨立的雙柵極無結結構，

位于所述第二鰭片兩側的高功函金屬材料層和低功函金屬材料層，以在所述第二鰭片區(qū)域形成獨立的雙柵極無結結構。

15.根據(jù)權利要求14所述的半導體器件，其特征在于，所述高功函金屬材料層為Mo。

16.根據(jù)權利要求14所述的半導體器件，其特征在于，所述低功函金屬材料層為Ta。

17.根據(jù)權利要求14所述的半導體器件，其特征在于，所述第二鰭片兩側的摻雜劑為N型摻雜劑，以形成NMOS。

18.根據(jù)權利要求14所述的半導體器件，其特征在于，所述第二鰭片兩側的摻雜劑為P型摻雜劑，以形成PMOS。

19.根據(jù)權利要求14所述的半導體器件，其特征在于，所述第一鰭片上的高功函金屬材料層和所述第二鰭片上的高功函金屬材料層之間相互隔離。