[发明专利]半导体结构以及制造半导体结构的方法

权利要求书

1.一种半导体结构，包括：

位于半导体衬底内的第一晶体管，所述第一晶体管包括第一结晶取向表面半导体层、位于第一结晶取向表面半导体层上的第一栅极电介质、位于第一栅极电介质上的第一金属栅极、和位于第一金属栅极上的第一硅栅极；和

位于所述半导体衬底内的第二晶体管，所述第二晶体管包括不同于所述第一结晶取向表面半导体层的第二结晶取向表面半导体层、位于第二结晶取向表面半导体层上的第二栅极电介质、位于第二栅极电介质上的第二金属栅极和位于第二金属栅极上的第二硅栅极，

其中第一金属栅极和第二金属栅极中的每一个包括从金属和金属氮化物构成的组中选择的金属栅极材料。

2.按照权利要求1所述的半导体结构，其中所述第一栅极电介质和第二栅极电介质在成分和厚度中的至少一个方面上不同。

3.按照权利要求1所述的半导体结构，其中所述第一金属栅极和第二金属栅极在成分和厚度中的至少一个方面上不同。

4.按照权利要求1所述的半导体结构，其中所述第一硅栅极和第二硅栅极在成分和厚度中的至少一个方面上不同。

5.按照权利要求1所述的半导体结构，其中：

所述第一晶体管是nFET并且所述第一结晶取向是<100>结晶取向；并且

所述第二晶体管是pFET并且所述第二结晶取向是<110>结晶取向。

6.按照权利要求1-5中任一个所述的半导体结构，其中所述第一栅极电介质具有4至20的介电常数，所述第二栅极电介质具有20至100的介电常数。

7.一种制造半导体结构的方法，包括：

在半导体衬底的第一区域上形成第一栅极叠层，该第一栅极叠层包括上部第一栅极材料层；

在所述第一栅极叠层和横向相邻的半导体衬底的第二区域上形成第二栅极材料层；

在所述第二栅极材料层上形成平面化层；和

对所述平面化层和所述第二栅极材料层进行非选择性蚀刻，以形成横向邻接所述第一栅极叠层并且接近所述第一栅极叠层的高度的第二栅极叠层。

8.按照权利要求7所述的方法，还包括对所述第一栅极叠层和所述第二栅极叠层进行图案化，以在所述半导体衬底的第一区域上方形成第一栅极并且在所述半导体衬底的第二区域上方形成第二栅极。

9.按照权利要求7所述的方法，其中所述第一区域包括第一结晶取向，并且所述第二区域包括不同于所述第一结晶取向的第二结晶取向。

10.按照权利要求7所述的方法，其中所述非选择性蚀刻使用等离子蚀刻方法。

11.按照权利要求10所述的方法，其中：

所述平面化层包括有机聚合物材料；

所述第二栅极材料层至少包括硅材料；并且

所述等离子蚀刻方法使用包括含氯腐蚀气体、含氟腐蚀气体、含氧腐蚀气体和含氮腐蚀气体的腐蚀气体组合物。

12.一种制造半导体结构的方法，包括：

在半导体衬底的第一区域上形成第一栅极叠层，该第一栅极叠层包括上部第一硅栅极材料层；

在所述第一栅极叠层和横向相邻的所述半导体衬底的第二区域上形成第二硅栅极材料层；

在所述第二硅栅极材料层上形成平面化层；和

对所述平面化层和所述第二硅栅极材料层进行非选择性蚀刻，以形成横向相邻所述第一栅极叠层并且接近所述第一栅极叠层的高度的第二栅极叠层。

13.按照权利要求12所述的方法，还包括对所述第一栅极叠层和所述第二栅极叠层进行图案化，以在所述半导体衬底的第一区域上方形成第一栅极并且在所述半导体衬底的第二区域上方形成第二栅极。

14.按照权利要求12所述的方法，其中所述第一区域包括第一结晶取向，并且所述第二区域包括不同于所述第一结晶取向的第二结晶取向。

15.按照权利要求12所述的方法，其中所述非选择性蚀刻使用等离子蚀刻方法。