[發明專利]半導體裝置與其形成方法

有效

• 申請號: 201710073636.2
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN107068679B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 廖舜章;王淑慧;張世勛;廖家駿
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/088
• 分類號: H01L27/088;H01L27/092;H01L21/8234;H01L21/8238
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 王芝艷

提供半導體裝置及其形成方法。半導體裝置包括：第一型溝道場效晶體管，包含具有第一柵極結構的第一第一型溝道場效晶體管，以及具有第二柵極結構的第二第一型溝道場效晶體管。第一第一型溝道場效晶體管的臨界電壓小于第二第一型溝道場效晶體管的臨界電壓。第一柵極結構包含第一功函數調整材料層，且第二柵極結構包含第二功函數調整材料層。第一功函數調整材料層與第二功函數調整材料層的厚度與材料中至少一者彼此不同。

技術領域

本公開實施例涉及半導體裝置的形成方法。

背景技術

當半導體產業進展至納米技術工藝節點以達更高裝置密度、更高效能、與更低成本時，來自制作與設計的雙重挑戰導致三維設計(如鰭狀場效晶體管)與金屬柵極結構搭配高介電常數材料的發展。金屬柵極結構的形成方法通常為柵極置換技術。

發明內容

本公開一實施例提供的半導體裝置，包括：第一型溝道場效晶體管，包含具有第一柵極結構的第一第一型溝道場效晶體管，以及具有第二柵極結構的第二第一型溝道場效晶體管，其中：第一第一型溝道場效晶體管的臨界電壓小于第二第一型溝道場效晶體管的臨界電壓，第一柵極結構包含第一功函數調整材料層，且第二柵極結構包含第二功函數調整材料層，以及第一功函數調整材料層與第二功函數調整材料層的厚度與材料中至少一者彼此不同。

本公開一實施例提供的半導體裝置，包括：第一n型溝道場效晶體管，包含具有臨界電壓Vn1的第一柵極結構；第二n型溝道場效晶體管，包含具有臨界電壓Vn2的第二柵極結構；第三n型溝道場效晶體管，包含具有臨界電壓Vn3的第三柵極結構；第一p型溝道場效晶體管，包含具有臨界電壓Vp1的第四柵極結構；第二p型溝道場效晶體管，包含具有臨界電壓Vp2的第五柵極結構；以及第三p型溝道場效晶體管，包含具有臨界電壓Vp3的第六柵極結構，其中：Vn1Vn2Vn3且p1Vp2Vp3，第一柵極結構包含第一功函數調整材料層，第二柵極結構包含第二功函數調整材料層，第三柵極結構包含第三功函數調整材料層，第四柵極結構包含第四功函數調整材料層，第五柵極結構包含第五功函數調整材料層，且第六柵極結構包含第六功函數調整材料層，以及第一功函數調整材料層、第二功函數調整材料層、第三功函數調整材料層、第四功函數調整材料層、第五功函數調整材料層、與第六功函數調整材料層的厚度與材料中至少一者彼此不同。

本公開一實施例提供的半導體裝置的形成方法，包括：形成柵極介電層于用于多個場效晶體管的每一溝道層上；形成第一導電層于柵極介電層上；形成功函數調整材料層于第一導電層上；以及形成第二導電層于功函數調整材料層上，其中：形成功函數調整材料層以用于至少一場效晶體管的步驟包含：形成一或多個導電層并蝕刻一或多個導電層，以露出第一導電層的第一步驟；以及形成導電層且不蝕刻導電層的第二步驟。

附圖說明

圖1至圖6是本公開一實施例中，半導體裝置的工藝中多種階段的剖視圖。

圖7是對應圖6的區域61的放大剖視圖。

圖8A至圖8C與圖9A至圖9C是本公開多種實施例中，對應圖6的區域61的多種晶體管的放大剖視圖。

圖10A至圖10D是本公開一實施例中，依序形成金屬柵極結構的工藝的多種階段其剖視圖。

圖11A至圖11H是本公開另一實施例中，依序形成金屬柵極結構的工藝的多種階段其剖視圖。

附圖標記說明：

N1 第一n型溝道場效晶體管

N2 第二n型溝道場效晶體管

N3 第三n型溝道場效晶體管

P1 第一p型溝道場效晶體管

P2 第二p型溝道場效晶體管

P3 第三p型溝道場效晶體管

10 基板