[发明专利]具有金属栅的半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

栅绝缘层，所述栅绝缘层被形成在衬底之上且具有高介电常数；

栅电极，所述栅电极被形成在所述栅绝缘层之上；以及

功函数控制层，所述功函数控制层被形成在所述衬底与所述栅绝缘层之间并诱发所述栅电极的功函数偏移。

2.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述功函数控制层包括第一层和每单位面积的氧浓度比所述第一层高的第二层。

3.如权利要求2所述的半导体器件，其中，所述第一层包括二氧化硅层，而所述第二层包括氧化铝层。

4.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述功函数控制层包括第一层和每单位面积的氧浓度比所述第一层低的第二层。

5.如权利要求4所述的半导体器件，其中，所述第一层包括二氧化硅层，而所述第二层包括氧化镧层。

6.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述栅绝缘层包括金属硅酸盐层。

7.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述栅绝缘层包括硅酸铪层。

8.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述栅电极包括氮化钛层。

9.一种半导体器件，包括：

栅绝缘层，所述栅绝缘层被形成在衬底的第一区和第二区之上且具有高介电常数；

栅电极，所述栅电极被形成在所述栅绝缘层之上；以及

功函数控制层，所述功函数控制层被形成在所述衬底与所述栅绝缘层之间且被配置为增加所述栅电极在所述衬底的所述第一区中的功函数并降低所述栅电极在所述衬底的所述第二区中的功函数。

10.如权利要求9所述的半导体器件，其中，所述功函数控制层包括顺序地层叠在所述衬底的所述第一区之上的第一层和第二层，所述第二层的每单位面积的氧浓度比所述第一层的每单位面积的氧浓度高。

11.如权利要求10所述的半导体器件，其中，所述第一层包括二氧化硅层，而所述第二层包括氧化铝层。

12.如权利要求9所述的半导体器件，其中，所述栅绝缘层包括硅酸铪层。

13.如权利要求9所述的半导体器件，其中，所述栅电极包括氮化钛层。

14.如权利要求9所述的半导体器件，其中，所述第一区和所述第二区分别包括所述衬底的PMOSFET区和NMOSFET区。

15.如权利要求9所述的半导体器件，其中，所述功函数控制层包括顺序地层叠在所述衬底的所述第二区之上的第一层和第二层，所述第二层的每单位面积的氧浓度比所述第一层的每单位面积的氧浓度低。

16.如权利要求15所述的半导体器件，其中，所述第一层包括二氧化硅层，而所述第二层包括氧化镧层。

17.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：

在衬底的第一区之上形成第一功函数控制层；

在所述衬底的第二区之上形成第二功函数控制层；

在所述第一功函数控制层与所述第二功函数控制层之上形成具有高介电常数的栅绝缘层；

在所述栅绝缘层之上形成栅导电层；以及

通过刻蚀所述栅导电层、所述栅绝缘层、所述第一功函数控制层和所述第二功函数控制层来分别在所述第一区和所述第二区中形成具有不同功函数的第一栅和第二栅。

18.如权利要求17所述的方法，其中，所述第一区是形成PMOSFET的区域，而所述第一栅是所述PMOSFET的栅。

19.如权利要求17所述的方法，其中，通过将氧浓度不同的材料组合来形成所述第一功函数控制层以增加所述第一栅的功函数。

20.如权利要求17所述的方法，其中，通过顺序地层叠二氧化硅层和氧化铝层来形成所述第一功函数控制层。

21.如权利要求17所述的方法，其中，所述第二区是形成NMOSFET的区域，而所述第二栅是所述NMOSFET的栅。

22.如权利要求21所述的方法，其中，通过将氧浓度不同的材料组合来形成所述第二功函数控制层以降低所述第二栅的功函数。