[發(fā)明專利]半導(dǎo)體元件及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111106345.1
• 申請(qǐng)日: 2021-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN114744040A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周益賢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南亞科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 隆天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷

本公開提供一種具有多個(gè)臨界電壓的半導(dǎo)體元件以及具有所述臨界電壓的該半導(dǎo)體元件的制備方法。該半導(dǎo)體元件具有一基底；一第一柵極結(jié)構(gòu)，位在該基底中并具有一第一深度以及一第一臨界電壓；以及一第二柵極結(jié)構(gòu)，位在該基底中并具有一第二深度以及一第二臨界電壓。該第一深度大于該第二深度，以及該第一臨界電壓不同于該第二臨界電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)案主張2021年1月7日申請(qǐng)的美國正式申請(qǐng)案第17/143,663號(hào)的優(yōu)先權(quán)及益處，該美國正式申請(qǐng)案的內(nèi)容以全文引用的方式并入本文中。

本公開關(guān)于一種半導(dǎo)體元件以及該半導(dǎo)體元件的制備方法。特別是有關(guān)于一種具有多個(gè)臨界電壓的半導(dǎo)體元件以及具有所述臨界電壓的該半導(dǎo)體元件的制備方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體元件使用在不同的電子應(yīng)用，例如個(gè)人電腦、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)，或其他電子設(shè)備。半導(dǎo)體元件的尺寸逐漸地變小，以符合計(jì)算能力所逐漸增加的需求。然而，在尺寸變小的制程期間，增加不同的問題，且如此的問題在數(shù)量與復(fù)雜度上持續(xù)增加。因此，仍然持續(xù)著在達(dá)到改善品質(zhì)、良率、效能與可靠度以及降低復(fù)雜度方面的挑戰(zhàn)。

上文的「先前技術(shù)」說明僅提供背景技術(shù)，并未承認(rèn)上文的「先前技術(shù)」說明揭示本公開的標(biāo)的，不構(gòu)成本公開的先前技術(shù)，且上文的「先前技術(shù)」的任何說明均不應(yīng)作為本案的任一部分。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的一實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體元件，具有一基底；一第一柵極結(jié)構(gòu)，位在該基底中并具有一第一深度以及一第一臨界電壓；以及一第二柵極結(jié)構(gòu)，位在該基底中并具有一第二深度以及一第二臨界電壓。該第一深度大于該第二深度，以及該第一臨界電壓不同于該第二臨界電壓。

在一些實(shí)施例中，該第一柵極結(jié)構(gòu)包括一第一柵極介電層、一第一柵極電極層以及一第一柵極填充層；該第一柵極介電層朝內(nèi)位在該基底中并具有該第一深度；該第一柵極電極層共形地位在該第一柵極介電層上；該第一柵極填充層位在該第一柵極電極層上；以及該第二柵極結(jié)構(gòu)包括一第二柵極介電層、一第二柵極電極層以及第二柵極填充層；該第二柵極介電層朝內(nèi)位在該基底中并具有該第二深度；該第二柵極電極層共形地位在該第二柵極介電層上；該第二柵極填充層位在該第二柵極電極層上。

在一些實(shí)施例中，該第一柵極介電層具有與該第二柵極介電層相同的一厚度。

在一些實(shí)施例中，該第一柵極結(jié)構(gòu)的一上表面以及該第二柵極結(jié)構(gòu)的一上表面大致與該基底的一上表面為共面。

在一些實(shí)施例中，該半導(dǎo)體元件還包括一第一罩蓋層，位在該第一柵極填充層上以及在該基底上。

在一些實(shí)施例中，該半導(dǎo)體元件還包括多個(gè)第一絕緣結(jié)構(gòu)以及一第二絕緣結(jié)構(gòu)，所述第一絕緣結(jié)構(gòu)位在該基底中以界定出一第一主動(dòng)區(qū)，該第二絕緣結(jié)構(gòu)相對(duì)其中一個(gè)第一絕緣結(jié)構(gòu)的設(shè)置以界定出一第二主動(dòng)區(qū)，該第二主動(dòng)區(qū)在該第一主動(dòng)區(qū)旁邊。該第一柵極結(jié)構(gòu)位在該第一主動(dòng)區(qū)中，以及該第二柵極結(jié)構(gòu)位在該第二主動(dòng)區(qū)中。

在一些實(shí)施例中，所述第一絕緣結(jié)構(gòu)與該第二絕緣結(jié)構(gòu)具有不同深度。

在一些實(shí)施例中，所述第一絕緣結(jié)構(gòu)具有相同于該第二絕緣結(jié)構(gòu)的一深度。

在一些實(shí)施例中，該半導(dǎo)體元件還包括一第一濕潤層，位在該第一柵極填充層與該第一柵極電極層之間。該第一濕潤層包含鈦、鉭、鎳或鈷。

在一些實(shí)施例中，該半導(dǎo)體元件還包括一第一阻障層，位在該第一濕潤層與該第一柵極填充層之間。該第一阻障層包含氮化鈦、氮化鉭或其組合。

在一些實(shí)施例中，該第一柵極介電層包括一第一下介電層以及一第一上介電層，該第一下介電層朝內(nèi)位在該基底中，該第一上介電層位在該第一下介電層與該第一柵極電極層之間，該第一下介電層包含高介電常數(shù)的介電材料，以及該第一上介電層包含氧化硅。