[发明专利]双电介质三栅极场效晶体管

权利要求书

1.一种双电介质三栅极场效晶体管，包括：

半导体衬底；

绝缘层，位于所述衬底上；

至少一个半导体鳍，在所述绝缘层上并且从所述绝缘层向上延伸，所述鳍包括第一侧壁和第二侧壁以及顶部表面；

第一电介质层，具有第一介电常数并且在所述鳍的所述第一侧壁和第二侧壁之上延伸；

金属层，在所述第一电介质层之上延伸；

第二电介质层，具有与所述第一介电常数不同的第二介电常数并且在所述鳍的所述顶部表面上；以及

栅极电极，在所述鳍与所述第一电介质层和第二电介质层之上延伸，其中所述栅极电极与所述第一电介质层形成具有阈值电压Vt1的第一栅极和第二栅极，并且所述栅极电极与所述第二电介质层形成具有与Vt1不同的阈值电压Vt2的第三栅极。

2.根据权利要求1所述的双电介质三栅极场效晶体管，其中Vt2大于Vt1。

3.根据权利要求1或2所述的双电介质三栅极场效晶体管，其中所述第一电介质层为高k电介质，并且所述金属层与所述第一电介质层形成金属高k电介质。

4.根据权利要求3所述的双电介质三栅极场效晶体管，其中所述高k电介质为HfO₂、ZrO₂或Hf/Zr。

5.根据权利要求3或4所述的双电介质三栅极场效晶体管，其中所述金属层包括TiN或TaN。

6.根据任一前述权利要求所述的双电介质三栅极场效晶体管，其中所述第二电介质层为SiON电介质。

7.根据任一前述权利要求所述的双电介质三栅极场效晶体管，其中所述栅极电极为多晶硅。

8.根据任一前述权利要求所述的双电介质三栅极场效晶体管，还包括沉积在所述半导体衬底上的带边金属。

9.根据任一前述权利要求所述的双电介质三栅极场效晶体管，其中：

所述第一电介质层基本上在所述鳍的所有所述第一侧边和所述第二侧边之上延伸；

所述第二电介质层基本上在所述鳍的所有所述顶部表面之上延伸；以及

所述栅极电极包括在所述第一电介质层和所述第二电介质层之上延伸的电极材料。

10.一种根据任一前述权利要求所述的双电介质三栅极场效晶体管，包括：

至少一个又一半导体鳍，在所述绝缘层上并且从所述绝缘层向上延伸，所述鳍中的每一个包括第一侧壁和第二侧壁以及顶部表面；

所述第一电介质层具有第一介电常数并且基本上在所述鳍的所有所述第一侧壁和所述第二侧壁之上延伸；

所述第二电介质层具有与所述第一介电常数不同的第二介电常数，并且基本上在所述鳍的所有所述顶部表面之上延伸；以及

所述栅极电极在所述鳍以及所述第一电介质层和所述第二电介质层之上延伸。

11.一种制造双电介质三栅极场效晶体管的方法，包括：

提供基底结构，包括半导体衬底、绝缘层以及从所述绝缘层向上延伸的至少一个半导体鳍，所述鳍具有第一横向侧边和第二横向侧边以及顶部；

形成第一电介质材料层，所述第一电介质材料层在所述鳍的所述第一横向侧边和所述第二横向侧边之上延伸；

在所述第一电介质材料层之上形成金属层；

形成与所述第一电介质材料层不同的第二电介质材料层，所述第二电介质材料层在所述鳍的所述顶部之上延伸；以及

形成栅极电极，所述栅极电极在所述鳍与所述第一电介质层和所述第二电介质层之上延伸，其中所述栅极电极与所述第一电介质层形成具有阈值电压Vt1的第一栅极和第二栅极，并且所述栅极电极与所述第二电介质层形成具有与Vt1不同的阈值电压Vt2的第三栅极。

12.根据权利要求11所述的方法，其中Vt2大于Vt1。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述第一电介质材料为高k电介质，并且所述金属层与所述第一电介质材料形成金属高k电介质。

14.根据权利要求11、12或13所述的方法，其中所述第一电介质层基本上在所述鳍的所有所述第一例边和所述第二侧边之上延伸。