[发明专利]半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件(10)，包括：

第一n型场效应晶体管(1)，其具有第一源极和漏极区(1A、1B)和n型沟道以及第一栅极区，其中第一栅极区通过第一电介质区(1C)与n型沟道分隔开；以及

第二p型场效应晶体管(2)，其具有第二源极和漏极区(2A、2B)和p型沟道以及第二栅极区，其中第二栅极区通过第二电介质区(2C)与p型沟道分隔开，

其中第一栅极区包括金属层，第二栅极区包括金属层和上覆金属氧化物层，并且其中金属氧化物层存在于第二栅极区内而并不存在于第一栅极区内。

2.如权利要求1所述的器件，其中金属层包括Ru、Mo、W或Ru、Mo、W的合金。

3.如权利要求1或2所述的器件，其中第一栅极区内的金属层部分包括注入的硫族元素。

4.如权利要求3所述的器件，其中硫族元素是碲。

5.如前述任一权利要求所述的器件，其中金属氧化物层包括导电金属氧化物。

6.如权利要求5所述的器件，其中导电金属氧化物包括Ru、Mo或W的氧化物。

7.如前述任一权利要求所述的器件，其中每个栅极区还包括在金属层与电介质层之间的逸出功改变层。

8.如权利要求7所述的器件，其中逸出功改变层的厚度小于5nm。

9.如权利要求8所述的器件，其中逸出功改变层包括TiN。

10.如前述任一权利要求所述的器件(10)，还包括在第一栅极区和第二栅极区顶部上的盖层。

11.如权利要求10所述的器件(10)，其中盖层包括金属氮化物。

12.一种制造半导体器件(10)的方法，所述半导体器件包括具有第一源极和漏极区(1A、1B)和n型沟道以及第一栅极区的第一n型场效应晶体管(1)，其中第一栅极区通过第一电介质区(1C)与n型沟道分隔开；以及具有第二源极和漏极区(2A、2B)和p型沟道以及第二栅极区的第二p型场效应晶体管(2)，其中第二栅极区通过第二电介质区(2C)与p型沟道分隔开，所述方法包括步骤：

制备基片以形成第一类型和相反类型的半导体基体；

在基片上沉积栅极电介质层；

在栅极电介质层上沉积栅极金属层；

在栅极电介质层上沉积固态金属氧化物层；

去除在基片区域上对应于n型晶体管的一部分固态金属氧化物层；以及

完成用于n型晶体管和p型晶体管的栅极叠层并且形成源极和漏极区，从而定义半导体基体上的多个晶体管之一以及阱上的另一个晶体管。

13.如权利要求12所述的方法，其中金属层包括Ru、Mo、W或Ru、Mo、W的合金。

14.如权利要求12或13所述的方法，其中将掩模沉积在金属氧化物层上并且用于蚀刻金属氧化物层以去除部分固态金属氧化物层。

15.如权利要求14所述的方法，还包括将硫族元素注入到基片区域上对应于n型晶体管的金属层。

16.如权利要求15所述的方法，其中掩模还用作用于注入的屏蔽层。

17.如权利要求15或16所述的方法，其中硫族元素是碲。

18.如权利要求12-17中任一所述的方法，其中金属氧化物层包括导电金属氧化物。

19.如权利要求18所述的方法，其中导电金属氧化物包括Ru、Mo或W的氧化物。

20.如权利要求12-20中任一所述的方法，还包括在沉积金属层之前在电介质层上沉积逸出功改变层。

21.如权利要求20所述的方法，其中逸出功改变层被沉积为厚度小于5nm。

22.如权利要求21所述的方法，其中逸出功改变层包括TiN。

23.如权利要求12-22中任一所述的方法，其中完成栅极叠层包括在第一栅极区和第二栅极区顶部上沉积盖层。