[發明專利]半導體器件以及制造半導體器件的方法

有效

• 申請號: 201410742816.1
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN104752431B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 金國桓;李鍾鎬;金宇熙;李來寅
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L27/105
• 分類號: H01L27/105;H01L29/49
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;張帆

本發明提供了半導體器件。一種半導體器件包括具有第一區域至第四區域的襯底。而且，第一柵極絕緣層至第四柵極絕緣層分別位于第一區域至第四區域上。在第一柵極絕緣層至第四柵極絕緣層中，第一柵極絕緣層至第四柵極絕緣層中的功函數控制材料的量、第一柵極絕緣層至第四柵極絕緣層中的氮濃度和/或第一柵極絕緣層至第四柵極絕緣層的厚度是變化的。本發明還提供了用于制造半導體器件的方法。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2013年12月27日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2013-0165541的優先權，該申請的公開以引用方式并入本文中。

技術領域

本公開涉及半導體器件技術領域。

背景技術

半導體器件可包括分別具有不同的閾值電壓的晶體管。具有不同的閾值電壓的晶體管的示例可包括各種晶體管中的邏輯晶體管、靜態隨機存取存儲器(SRAM)晶體管或動態隨機存取存儲器(DRAM)晶體管的組合。而且，已經研究了對包括在半導體器件中的晶體管的閾值電壓進行控制的各種方法。

發明內容

本發明構思的各個實施例可提供一種半導體器件，其中可相對容易地控制多個晶體管的閾值電壓。而且，本發明的構思的各個實施例可提供一種制造半導體器件的方法，其中可采用該方法以相對低的成本相對容易地制造具有不同的對應閾值電壓的多個晶體管。然而，本發明的構思的各方面不限于本文闡述的特定實施例。通過參照下面給出的本發明構思的詳細描述，將使本發明構思的以上和其它方面對于本發明構思所屬領域的普通技術人員變得更加清楚。

本發明的構思的各個實施例提供了一種半導體器件。該半導體器件可包括具有第一區域至第四區域的襯底。半導體器件可包括分別位于襯底的第一區域至第四區域上的第一柵極絕緣層至第四柵極絕緣層。半導體器件可包括分別位于第一柵極絕緣層至第四柵極絕緣層上的第一功函數層至第四功函數層。而且，半導體器件可包括分別位于第一功函數層至第四功函數層上的第一柵極金屬至第四柵極金屬。第一柵極絕緣層和第二柵極絕緣層各自的第一氮濃度和第二氮濃度可高于第三柵極絕緣層和第四柵極絕緣層各自的第三氮濃度和第四氮濃度。另外，第一柵極絕緣層和第三柵極絕緣層各自的第一厚度和第二厚度可比第二柵極絕緣層和第四柵極絕緣層各自的第三厚度和第四厚度更厚。

在各個實施例中，第三氮濃度和第四氮濃度可為零。在一些實施例中，第一氮濃度和第二氮濃度可為相等的氮濃度。而且，第一柵極絕緣層至第四柵極絕緣層可包括各自的第一界面層至第四界面層以及各自的第一高k層至第四高k層。

根據各個實施例，第一厚度和第二厚度可彼此一樣厚，第三厚度和第四厚度可彼此一樣厚。在一些實施例中，第一柵極絕緣層至第四柵極絕緣層包括分別為第一量的功函數控制材料至第四量的功函數控制材料，并且第一量和第二量可與第三量和第四量不等。而且，功函數控制材料可包括鑭。作為另外一種選擇，功函數控制材料可包括鋁。

在各個實施例中，第一柵極絕緣層至第四柵極絕緣層、第一功函數層至第四功函數層、以及第一柵極金屬至第四柵極金屬可分別限定第一晶體管至第四晶體管。而且，第一晶體管至第四晶體管可具有各自不同的第一閾值電壓至第四閾值電壓。在一些實施例中，第二閾值電壓可高于第三閾值電壓。在一些實施例中，第四閾值電壓可低于第一閾值電壓。

根據各個實施例，襯底可包括第五區域至第八區域。而且，半導體器件還可包括分別位于第五區域至第八區域上的第五柵極絕緣層至第八柵極絕緣層。半導體器件還可包括分別位于第五柵極絕緣層至第八柵極絕緣層上的第五功函數層至第八功函數層。另外，半導體器件可包括分別位于第五功函數層至第八功函數層上的第五柵極金屬至第八柵極金屬。在一些實施例中，第五柵極絕緣層和第六柵極絕緣層各自的第五氮濃度和第六氮濃度可高于第七柵極絕緣層和第八柵極絕緣層各自的第七氮濃度和第八氮濃度。而且，第五柵極絕緣層和第七柵極絕緣層各自的第五厚度和第六厚度可比第六柵極絕緣層和第八柵極絕緣層各自的第七厚度和第八厚度更厚。