[發(fā)明專利]具有雙功函數(shù)柵極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510571802.2
• 申請(qǐng)日: 2015-09-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105702714B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳泰京
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 愛(ài)思開(kāi)海力士有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/423
• 分類號(hào): H01L29/423;H01L27/108
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 俞波;許偉群

1.一種半導(dǎo)體器件，包括：

本體，包括第一結(jié)區(qū)；

柱體，設(shè)置在本體之上并且包括垂直溝道區(qū)和垂直溝道區(qū)之上的第二結(jié)區(qū)；

柵極溝槽，暴露柱體的側(cè)表面；

柵極電介質(zhì)層，提供在柵極溝槽中和柱體的側(cè)表面之上；以及

柵電極，提供在柵極溝槽中，其中柵極電介質(zhì)層插入在柵電極和柵極溝槽之間，

其中柵電極包括：

第一功函數(shù)內(nèi)襯，位于垂直溝道區(qū)之上并且包括含鋁金屬氮化物；

第二功函數(shù)內(nèi)襯，位于第二結(jié)區(qū)之上并且包括含硅非金屬材料；以及

空氣間隙，設(shè)置在第二功函數(shù)內(nèi)襯與第二結(jié)區(qū)之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括：

位線溝槽，形成在本體中；

位線，提供在位線溝槽中并且電耦接至第一結(jié)區(qū)；

位線遮蓋層，覆蓋位線的頂表面和側(cè)表面；以及

存儲(chǔ)元件，電耦接至第二結(jié)區(qū)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中第一功函數(shù)內(nèi)襯包括具有比第二功函數(shù)內(nèi)襯高的功函數(shù)的材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，第一功函數(shù)內(nèi)襯包括氮化鋁鈦TiAlN，以及

其中，第二功函數(shù)內(nèi)襯包括摻雜N型雜質(zhì)的多晶硅。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中柵電極還包括：

第一低電阻率電極，提供在第一功函數(shù)內(nèi)襯之上；以及

第二低電阻率電極，位于第二功函數(shù)內(nèi)襯之上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中，第二低電阻率電極包括與第二功函數(shù)內(nèi)襯不反應(yīng)的材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中，第一低電阻率電極包括與第二功函數(shù)內(nèi)襯不反應(yīng)的無(wú)氟材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中柵電極包括：

主體；以及

來(lái)自主體的一對(duì)第一分支部和第二分支部，

其中主體沿第一方向延伸，

其中，所述一對(duì)第一分支部和第二分支部中的每個(gè)沿不同于第一方向的第二方向延伸，以及

其中，主體、第一分支部和第二分支部分別形成在柱體的第一側(cè)表面、第二側(cè)表面和第三側(cè)表面之上。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中柵電極還包括：

第一低電阻率電極，覆蓋第一功函數(shù)內(nèi)襯的側(cè)表面；

第二低電阻率電極，覆蓋第二功函數(shù)內(nèi)襯的側(cè)表面；以及

上阻礙物，設(shè)置在第二功函數(shù)內(nèi)襯與第二低電阻率電極之間。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，其中，第一低電阻率電極包括與第二功函數(shù)內(nèi)襯不反應(yīng)的材料，以及

其中，第二低電阻率電極包括與第二功函數(shù)內(nèi)襯反應(yīng)的材料。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中柵電極還包括：

第一低電阻率電極，覆蓋第一功函數(shù)內(nèi)襯的側(cè)表面；

下阻礙物，設(shè)置在第一功函數(shù)內(nèi)襯與第一低電阻率電極之間；

第二低電阻率電極，覆蓋第二功函數(shù)內(nèi)襯的側(cè)表面；以及

上阻礙物，設(shè)置在第二功函數(shù)內(nèi)襯與第二低電阻率電極之間。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中，第一低電阻率電極和第二低電阻率電極包括與第二功函數(shù)內(nèi)襯反應(yīng)的材料。