[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310388783.0
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103681672A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金柱然;前田茂伸;金峰奭
• 申請（專利權(quán)）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L27/092
• 分類號: H01L27/092;H01L29/423;H01L21/8238;H01L21/28
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 張波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明構(gòu)思涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著晶體管的特征尺寸減小，柵極和形成在柵極下面的溝道變得更短。因此，正在開發(fā)用于增大柵極和溝道之間的電容以及改善晶體管的操作特性的方法。

這些方法中的一個包括通過控制晶體管的功函數(shù)來調(diào)節(jié)閾值電壓（Vt）。通過例如將離子注入到晶體管的溝道區(qū)中可控制晶體管的功函數(shù)。然而，由于晶體管的特征尺寸減小以及晶體管的形狀變成三維，所以變得難以控制注入的離子的分布。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明構(gòu)思的方面提供了一種半導(dǎo)體器件，在其中可以容易地調(diào)節(jié)晶體管的閾值電壓（Vt）。

本發(fā)明構(gòu)思的方面還提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，在該半導(dǎo)體器件中可以容易地調(diào)節(jié)晶體管的閾值電壓。

然而，本發(fā)明構(gòu)思的方面不限于這里闡述的內(nèi)容。對本發(fā)明構(gòu)思所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言，通過參考下文給出的本發(fā)明構(gòu)思的詳細(xì)描述，本發(fā)明構(gòu)思的上述和其他方面將變得更明顯。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體基板，包括第一區(qū)和第二區(qū)；分別在第一區(qū)和第二區(qū)上的第一晶體管和第二晶體管，其中第一晶體管包括第一柵絕緣層圖案，第二晶體管包括第二柵絕緣層圖案，第一晶體管和第二晶體管兩者都包括功函數(shù)調(diào)整膜圖案和柵金屬圖案，其中第一晶體管的功函數(shù)調(diào)整膜圖案包括與第二晶體管的功函數(shù)調(diào)整膜圖案相同的材料，第一晶體管的柵金屬圖案包括與第二晶體管的柵金屬圖案相同的材料，包含在第一柵絕緣層圖案中用于調(diào)節(jié)第一晶體管的閾值電壓的金屬的濃度不同于包含在第二柵絕緣層圖案中用于調(diào)節(jié)第二晶體管的閾值電壓的金屬的濃度。

在一些實施方式中，金屬包括La或Al。

在一些實施方式中，金屬不存在于第一柵絕緣層圖案中而存在于第二柵絕緣層圖案中。

在一些實施方式中，第一晶體管和第二晶體管的功函數(shù)調(diào)整膜圖案包括金屬氮化物。在一些實施方式中，金屬氮化物包括TiN。

在一些實施方式中，第一晶體管的功函數(shù)調(diào)整膜圖案接觸第一晶體管的第一柵絕緣層圖案和柵金屬圖案，第二晶體管的功函數(shù)調(diào)整膜圖案接觸第二晶體管的第二柵絕緣層圖案和柵金屬圖案。

在一些實施方式中，第一晶體管和第二晶體管具有不同的導(dǎo)電類型。在一些實施方式中，第一晶體管和第二晶體管具有相同的閾值電壓。

在一些實施方式中，第一晶體管和第二晶體管具有相同的導(dǎo)電類型，第二晶體管的閾值電壓比第一晶體管的閾值電壓高。在一些實施方式中，第一柵絕緣層圖案比第二柵絕緣層圖案薄。

在一些實施方式中，第一和第二晶體管的柵金屬圖案包括導(dǎo)電圖案和阻擋圖案。在一些實施方式中，導(dǎo)電圖案包括Al。

在一些實施方式中，半導(dǎo)體器件還包括形成在第一區(qū)中的第一鰭部和形成在第二區(qū)中的第二鰭部，其中第一晶體管和第二晶體管分別在第一鰭部和第二鰭部上。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體基板，包括第一區(qū)和第二區(qū)；和第一晶體管和第二晶體管，具有相同的導(dǎo)電類型并且分別在第一區(qū)和第二區(qū)上，其中第一晶體管包括順序地形成在半導(dǎo)體基板上的第一柵絕緣層圖案、第一功函數(shù)調(diào)整膜圖案和第一柵金屬圖案，第二晶體管包括順序地形成在半導(dǎo)體基板上的第二柵絕緣層圖案、第二功函數(shù)調(diào)整膜圖案和第二柵金屬圖案，其中第一柵絕緣層圖案和第二柵絕緣層圖案具有不同的厚度。

在一些實施方式中，包含在第一柵絕緣層圖案中用于調(diào)節(jié)第一晶體管的閾值電壓的金屬的濃度不同于包含在第二柵絕緣層圖案中用于調(diào)節(jié)第二晶體管的閾值電壓的金屬的濃度。

在一些實施方式中，半導(dǎo)體器件還包括在半導(dǎo)體基板的第三區(qū)上的第三晶體管，其中第三晶體管包括順序地形成在半導(dǎo)體基板上的第三柵絕緣層圖案、第三功函數(shù)調(diào)整膜圖案和第三柵金屬圖案，其中第三柵絕緣層圖案的厚度不同于第一柵絕緣層圖案和第二柵絕緣層圖案的厚度。

在一些實施方式中，包含在第三柵絕緣層圖案中用于調(diào)節(jié)第三晶體管的閾值電壓的金屬的濃度不同于包含在第一和第二柵絕緣層圖案的每個中用于調(diào)節(jié)第一和第二晶體管的每個的閾值電壓的金屬的濃度。

在一些實施方式中，第三晶體管的導(dǎo)電類型與第一和第二晶體管的導(dǎo)電類型相同，第三晶體管的閾值電壓比第二晶體管的閾值電壓高，第二晶體管的閾值電壓比第一晶體管的閾值電壓高。

在一些實施方式中，第三晶體管的導(dǎo)電類型不同于第一和第二晶體管的導(dǎo)電類型，第三晶體管的閾值電壓與第二晶體管的閾值電壓相同，第二晶體管的閾值電壓比第一晶體管的閾值電壓高。