[发明专利]双功函数半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种双功函数半导体装置的制造方法，该双功函数半导体装置具有一 基底，该基底具有一第一区与一第二区，该双功函数半导体装置的制造方法 包含：

形成一第一栅极堆叠结构于该第一区上，该第一栅极堆叠结构具有一第 一有效功函数；以及

形成一第二栅极堆叠结构于该第二区上，该第二栅极堆叠结构具有一第 二有效功函数；其中

该第一栅极堆叠结构与该第二栅极堆叠结构的形成步骤包含：

在该基底的该第一区与该第二区上，形成一主介电质；

将一第一介电顶盖层选择性地形成于该第二区上，其中该第一介电顶盖 层是与该主介电质直接接触，并决定该第二栅极堆叠结构的该第二有效功函 数；

在该第一区上的该主介电质之上、与该第二区上的该第一介电顶盖层之 上，形成一第二介电顶盖层，其中该第二介电顶盖层不会对该第二栅极堆叠 结构的该第二有效功函数造成实质影响；

形成一栅极于该第一区与该第二区上的该第二介电顶盖层之上并与其 直接接触，该栅极包含一金属层，其中该金属层是与该第二介电顶盖层一起 决定该第一栅极堆叠结构的该第一有效功函数；以及

将一介电缓冲层形成于该第一介电顶盖层与该第二介电顶盖层之间，其

中该介电缓冲层可避免该第一介电顶盖层与该第二介电顶盖层之间的互混。

2.如权利要求1所述的双功函数半导体装置的制造方法，其中该第一介

电顶盖层为一铝基的介电质，该第二介电顶盖层为一镧系元素基的介电质，

而该金属层是由TaxCy或TixCy所组成，而x、y为实数且0＜x，y＜1。

3.如权利要求1所述的双功函数半导体装置的制造方法，其中该第一介 电顶盖层为一镧系元素基的介电质，该第二介电顶盖层为一铝基的介电质， 而该金属层是由TaxCyNzOw或TixCyNzOw所组成，而x、y、z、w为实数 且0＜x，y，z，w＜1。

4.如权利要求1所述的双功函数半导体装置的制造方法，其中该介电缓 冲层的形成步骤包含将该第一介电顶盖层氮化。

5.如权利要求1所述的双功函数半导体装置的制造方法，其中该介电缓 冲层的形成步骤包含沉积1至10个周期(cycle)的原子层沉积的HfO2或 HfSiO。

6.一种双功函数半导体装置，包含：

一第一晶体管于一基底的一第一区上，其具有一第一栅极堆叠结构，该 第一栅极堆叠结构具有一第一有效功函数；以及

一第二晶体管于该基底的一第二区上，其具有一第二栅极堆叠结构，该 第二栅极堆叠结构具有一第二有效功函数；其中

该第一栅极堆叠结构与该第二栅极堆叠结构各具有一主介电质、一栅 极、与一第二介电顶盖层，且该第二栅极堆叠结构还额外具有一第一介电顶 盖层，该主介电质是与该基底接触，该栅极具有一金属层，该第二介电顶盖 层是位于该主介电质与该栅极之间、并与该栅极的该金属层接触，该第一介 电顶盖层是位于该主介电质与该栅极的该金属层之间、并与该主介电质接 触；

该第一介电顶盖层是决定该第二栅极堆叠结构的该第二有效功函数；

该第二介电顶盖层不会对该第二栅极堆叠结构的该第二有效功函数造 成实质影响；

该金属层是与该第二介电顶盖层一起决定该第一栅极堆叠结构的该第 一有效功函数；以及

一介电缓冲层，其夹置该第二区上的于该第一介电顶盖层与该第二介电 顶盖层之间，其中该介电缓冲层可避免该第一介电顶盖层与该第二介电顶盖 层之间的互混。

7.如权利要求6所述的双功函数半导体装置，其中该第一介电顶盖层为 一铝基的介电质，该铝基的介电质选自下列所组成的族群：AlO、AlN、与 AlO和AlN的混合物。

8.如权利要求7所述的双功函数半导体装置，其中该第二介电顶盖层为 一镧系元素基的介电质，该镧系元素基的介电质选自下列所组成的族群： DyO、LaO、GdO、ErO、与上述的混合物。