[发明专利]均匀高K金属闸极堆栈藉由在闸极图案化之前扩散金属成分调整精密晶体管的临限电压

权利要求书

1.一种方法，包括：

在半导体器件(200)的第一主动区域(202A)与第二主动区域(202B)上方形成闸极介电材料(210)；

在该第一主动区域(202A)上方选择性地形成第一含金属材料(220)；

在该第二主动区域(202B)上方形成第二含金属材料(225)；

实施热处理(205)，以便在该第一主动区域(202A)上方开始将第一成分自该第一含金属材料(223)扩散进入该闸极介电材料(210)以及以便在该第二主动区域(202B)上方开始将第二成分自该第二含金属材料(225)扩散进入该闸极介电材料(210)；

移除该第一与第二含金属材料；

在移除该第一与第二含金属材料(220，225)之后，在该闸极介电材料(210)上方形成闸极电极材料(213)；以及

自该闸极电极材料(213)，在该第一主动区域(202)上方形成第一闸极电极结构(235A)以及在该第二主动区域(202B)上方形成第二闸极电极结构(235B)。

2.如权利要求1所述的方法，其中，该闸极电极材料(213)包括含金属电极材料。

3.如权利要求1所述的方法，复包括在该第一与第二含金属材料上方形成保护层(203)，并且在具有该保护层(203)的情况下实施该热处理(205)。

4.如权利要求1所述的方法，其中，形成该第一含金属材料(220)包括在该闸极介电材料(210)上方形成含有该第一成分的第一扩散层(221)以及在该第一扩散层(221)上形成罩盖层(222)。

5.如权利要求4所述的方法，复包括在该闸极介电材料(210)上形成底部罩盖层(223)。

6.如权利要求1所述的方法，复包括在形成该闸极介电材料之前，在该第一主动区域(202A)上形成临限调整半导体合金(202D)。

7.如权利要求1所述的方法，其中，该热处理系于大约800℃或更高的温度下实施。

8.如权利要求1所述的方法，其中，该第一含金属材料包括铝。

9.如权利要求1所述的方法，其中，该第二含金属材料包括镧。

10.如权利要求1所述的方法，复包括在于该第一与第二主动区域(202A，202B)中形成汲极与源极区域之后，以含金属材料取代该第一与第二闸极电极结构(235A，235B)中的该闸极电极材料(213)的至少一部份。

11.一种形成半导体器件的闸极电极结构之方法，该方法包括：

将铝金属成分扩散进入闸极介电材料(210)的第一部份中以及将镧金属成分扩散进入该闸极介电材料(210)的第二部份中，该闸极介电材料(210)的该第一部份系形成在第一主动区域(202A)上方，且该闸极介电材料(210)的该第二部份系形成在第二主动区域(202B)上方；

在扩散该铝金属成分与该镧金属成分之后，自该闸极介电材料(210)的该第一与第二部份上方移除材料，该经移除的材料包括该铝金属成分与该镧金属成分；

在该闸极介电材料(210)的该第一与第二部份上方共同形成闸极电极材料(213)；

自该闸极电极材料(213)与该闸极介电材料(210)的该第一部份形成第一闸极电极结构(235A)；以及

自该闸极电极材料(213)与该闸极介电材料(210)的该第二部份形成第二闸极电极结构(235B)。

12.如权利要求11所述的方法，其中，扩散该第一与第二金属成分包括于大约900℃或更高的温度下实施退火制程(anneal process)。

13.如权利要求12所述的方法，复包括藉由在低于该退火制程温度之温度下施加第二退火制程，而在该第一与第二主动区域(202A，202B)中形成汲极与源极区域，。