[发明专利]半导体装置、互补式金属氧化物半导体装置及集成电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体装置，特别涉及金属栅极晶体管、集成电路、系统及其制造方法。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuit，IC)工业历经了快速的成长。IC材料与设计的技术进展造就了各个IC世代，每一世代的电路都比前世代来得更小更为复杂。然而，这些进展却增加IC制造及加工的复杂度，而因应这些进展，IC制造及加工需要类似的演进。

在IC进展课题中，功能密度(即，单位芯片面积的内连装置数量)普遍增加，而几何尺寸(即，所使用的工艺能形成的最小部件(或线))则下降。上述尺寸微缩工艺因生产效率的增加及成本的降低而有所助益。而降低尺寸比例产生相对较高的功率消耗(power dissipation)值，其可通过低功耗装置的使用而获得解决，例如互补式金属氧化物半导体(complementarymetal-oxide-semiconductor，CMOS)装置。

在微型趋势下，CMOS装置中使用了各种材料作为栅极电极及栅极介电层。MOS装置通常具有栅极氧化层及多晶硅栅极电极。而当特征尺寸(featuresize)持续下降时，这些装置的制造希望能以高介电常数(high-k)材料取代栅极氧化层，且以金属材料取代多晶硅栅极电极，以改善装置效能。

发明内容

为克服现有技术中的缺陷，在本发明一实施例中，提供了一种半导体装置，包括：一第一金属氧化物半导体结构及一第二金属氧化物半导体结构。第一金属氧化物半导体结构，包括：一第一栅极介电层，位于一基底上；一第一功函数金属层，位于第一栅极介电层上；以及一第一硅化物，位于第一功函数金属层上。第二金属氧化物半导体结构，包括：一第二栅极介电层，位于基底上；一第二功函数金属层，位于第二栅极介电层上；以及一第二硅化物，位于第二功函数金属层上。其中，第一硅化物不同于第二硅化物。

在本发明另一实施例中，提供了一种互补式金属氧化物半导体装置，包括：一n型金属氧化物半导体结构及一p型金属氧化物半导体结构。n型金属氧化物半导体结构，包括：一第一栅极介电结构，设置于一基底上；一第一功函数金属层，设置于第一栅极介电结构上，第一功函数金属层用以调整n型金属氧化物半导体结构的一第一栅极电极的一第一功函数值；以及一第一硅化物结构，设置于第一功函数金属层上，第一硅化物结构与第一栅极介电结构隔开，且没有调整n型金属氧化物半导体结构的第一栅极电极的第一功函数值。p型金属氧化物半导体结构，包括：一第二栅极介电结构，设置于基底上；一第二功函数金属层，设置于第二栅极介电结构上，第二功函数金属层用以调整p型金属氧化物半导体结构的一第二栅极电极的一第二功函数值；以及一第二硅化物结构，设置于第二功函数金属层上，第二硅化物结构与第二栅极介电结构隔开，且没有调整p型金属氧化物半导体结构的第二栅极电极的第二功函数值。其中，第一硅化物结构不同于二硅化物结构。

在本发明又另一实施例中，提供了一种集成电路，包括：一n型晶体管及一p型晶体管。n型晶体管，包括：一第一栅极介电结构，设置于一基底上；一第一n型功函数金属层，设置于第一栅极介电结构上，第一n型功函数金属层用以调整n型晶体管的一栅极电极的一功函数值；以及一第一硅化物结构，设置于第一n型功函数金属层上，第一硅化物结构具有金属对硅的一第一组成比。p型晶体管，包括：一第二栅极介电结构，设置于基底上；一第二p型功函数金属层，设置于第二栅极介电结构上，第二p型功函数金属层用以调整p型晶体管的一栅极电极的一功函数值；以及一第二硅化物结构，设置于第二p型功函数金属层上，第二硅化物结构具有金属对硅的一第二组成比。其中，第一组成比大于第二组成比。

本发明可实质上排除Al扩散的问题。

附图说明

图1示出一实施例的具有P型及N型晶体管的集成电路剖面示意图。

图2A至图2L示出一实施例的利用后栅极法形成具有CMOS晶体管的

集成电路的流程剖面示意图。

图3示出具有设置于基材板上的集成电路的系统剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：

100、200～集成电路；

100a、200a～n型晶体管；

100b、200b～p型晶体管；

101、201～基底；

102、202～p型阱区；

103、203～n型阱区；

104、204～隔离结构；

105a、105b、205a、205b～锗化硅结构；

106a、106b、206a、206b～n型源极/漏极区；