[發(fā)明專利]半導(dǎo)體部件及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011188497.6
• 申請(qǐng)日: 2015-11-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112331648A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴政杰;陳光鑫;范士凱;巫勇賢;陳昱勛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/088
• 分類號(hào): H01L27/088;H01L29/423;H01L29/49;H01L29/51;H01L21/28;H01L21/8234;H01L21/336
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種半導(dǎo)體部件，包括：

襯底；

設(shè)置在所述襯底上的界面層；

設(shè)置在所述襯底上的第一器件的第一金屬柵極結(jié)構(gòu)，所述第一金屬柵極結(jié)構(gòu)包括：

設(shè)置在所述界面層上的第一高k介電層；以及

直接設(shè)置在所述第一高k介電層上的具有多個(gè)金屬層的第一金屬柵電極，所述第一金屬柵電極的多個(gè)金屬層包括直接設(shè)置在所述第一高k介電層上的阻擋層和設(shè)置在所述阻擋層上方的第一金屬柵極層；以及

設(shè)置在所述襯底上的第二器件的第二金屬柵極結(jié)構(gòu)，所述第二金屬柵極結(jié)構(gòu)包括：

設(shè)置在所述界面層上的第二高k介電層；

設(shè)置在所述第二高k介電層上的第三高k介電層，使得所述第一器件的閾值電壓不同于所述第二器件的閾值電壓；以及

直接設(shè)置在所述第三高k介電層上的具有多個(gè)金屬層的第二金屬柵電極，所述第二金屬柵電極的多個(gè)金屬層包括直接設(shè)置在所述第三高k介電層上的所述阻擋層和設(shè)置在所述阻擋層上方的第二金屬柵極層；

其中，所述第二金屬柵電極的多個(gè)金屬層的數(shù)量與所述第一金屬柵電極的多個(gè)金屬層的數(shù)量相同，所述第一高k介電層和所述第三高k介電層由不同的材料制成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件，其中，所述第二高k介電層的介電常數(shù)大于或小于所述第三高k介電層的介電常數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件，其中，所述第一高k介電層和所述第二高k介電層由相同的材料制成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件，所述第一金屬柵電極的多個(gè)金屬層進(jìn)一步包括：設(shè)置在所述第一高k介電層上的第一功函金屬層。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體部件，其中，所述阻擋層直接設(shè)置在所述第一高k介電層和所述第一功函金屬層之間，所述第一金屬柵電極直接設(shè)置在所述第一功函金屬層上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體部件，所述第二金屬柵電極的多個(gè)金屬層進(jìn)一步包括：設(shè)置所述第三高k介電層上的第二功函金屬層。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體部件，其中，所述阻擋層直接設(shè)置在所述第三高k介電層和所述第二功函金屬層之間，所述第二金屬柵電極直接設(shè)置在所述第二功函金屬層上。

8.一種半導(dǎo)體部件，包括：

第一器件，包括：

第一源極；

第一漏極；以及

設(shè)置在所述第一源極和所述第一漏極之間的第一金屬柵極結(jié)構(gòu)，所述第一金屬柵極結(jié)構(gòu)包括：

第一高k介電層；以及

設(shè)置在所述第一高k介電層上方的具有多個(gè)金屬層的第一金屬柵電極，所述第一金屬柵電極的多個(gè)金屬層包括直接設(shè)置在所述第一高k介電層上的阻擋層和設(shè)置在所述阻擋層上方的第一金屬柵極層；

以及

第二器件，包括：

第二源極；

第二漏極；以及

設(shè)置在所述第二源極和所述第二漏極之間的第二金屬柵極結(jié)構(gòu)，所述第二金屬柵極結(jié)構(gòu)包括：

第二高k介電層；

設(shè)置在所述第二高k介電層上的第三高k介電層，使得所述第一器件的閾值電壓不同于所述第二器件的閾值電壓；以及

直接設(shè)置在所述第三高k介電層上的具有多個(gè)金屬層的第二金屬柵電極，所述第二金屬柵電極的多個(gè)金屬層包括直接設(shè)置在所述第三高k介電層上的所述阻擋層和設(shè)置在所述阻擋層上方的第二金屬柵極層；

其中，所述第二金屬柵電極的多個(gè)金屬層的數(shù)量與所述第一金屬柵電極的多個(gè)金屬層的數(shù)量相同，所述第一高k介電層和所述第三高k介電層由不同的材料制成。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體部件，其中，所述第一金屬柵電極和所述第二金屬柵電極均只具有一個(gè)單層的功函金屬層。

10.一種用于制造半導(dǎo)體部件的方法，包括：

在襯底上形成界面層；

在所述界面層上形成第一高k介電層，所述第一高k介電層具有形成第一器件的第一金屬柵極結(jié)構(gòu)的第一部分和形成第二器件的第二金屬柵極結(jié)構(gòu)的第二部分；

在所述第一高k介電層的第一部分上形成第二高k介電層以使得所述第一器件的閾值電壓不同于所述第二器件的閾值電壓，其中，所述第一高k介電層的所述第一部分位于所述第二高k介電層和所述界面層之間；以及

直接在所述第二高k介電層上和直接在所述第一高k介電層的第二部分上形成具有多個(gè)金屬層的金屬柵電極，其中，形成所述金屬柵電極包括：

直接在所述第二高k介電層上和直接在所述第一高k介電層的第二部分上形成阻擋層；以及

直接在所述阻擋層上形成金屬柵極層，所述金屬柵極層在所述第一部分上方的多個(gè)金屬層的數(shù)量與在所述第二部分上方的多個(gè)金屬層的數(shù)量相同。