[发明专利]一种半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S101：在半导体衬底上形成包括栅极侧壁以及位于所述栅极侧壁之间的伪栅极氧化层和伪栅极的前端器件，去除所述伪栅极和所述伪栅极氧化层；

步骤S102：在所述栅极侧壁之间形成界面层和位于所述界面层之上的高k介电层，所述高k介电层为U型；

步骤S103：对位于拟形成N型低阈值电压晶体管的区域的高k介电层和位于拟形成P型高阈值电压晶体管的区域的高k介电层进行氮化处理；

步骤S104：对所述前端器件进行氮化后退火工艺；

步骤S105：在所述高k介电层上形成金属栅极。

2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述步骤S101中，在形成所述前端器件前，所述半导体衬底上形成有鳍型结构。

3.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述步骤S103包括：

步骤S1031：在所述前端器件上形成覆盖拟形成N型高阈值电压晶体管的区域和拟形成P型低阈值电压晶体管的区域的遮蔽层；

步骤S1032：对位于拟形成N型低阈值电压晶体管的区域的高k介电层和位于拟形成P型高阈值电压晶体管的区域的高k介电层进行氮化处理。

4.如权利要求1至3任一项所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述步骤S103中，所述氮化处理所采用的方法为去耦等离子体氮化。

5.如权利要求1至3任一项所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述步骤S103中，经过所述氮化处理，所述位于拟形成N型低阈值电压晶体管的区域的高k介电层和所述位于拟形成P型高阈值电压晶体管的区域的高k介电层被掺杂入正性的氮元素。

6.如权利要求1至3任一项所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述步骤S104与所述步骤S105之间还包括步骤S1045：

在所述高k介电层上依次形成盖帽层、阻挡层和功函数层，其中N型晶体管的功函数层与P型晶体管的功函数层不同。

7.如权利要求6所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述盖帽层为氮化钛，所述阻挡层为氮化钽，所述N型晶体管的功函数层为铝化钛，所述P型晶体管的功函数层为氮化钛和铝化钛构成的双层结构。

8.一种半导体器件，其特征在于，包括：半导体衬底以及位于所述半导体衬底上的N型低阈值电压晶体管、N型高阈值电压晶体管、P型低阈值电压晶体管和P型高阈值电压晶体管，所述N型低阈值电压晶体管、N型高阈值电压晶体管、P型低阈值电压晶体管和P型高阈值电压晶体管均包括：栅极侧壁以及位于所述栅极侧壁之间的自下而上层叠的界面层、高k介电层和金属栅极；

其中，所述N型低阈值电压晶体管的高k介电层和所述P型高阈值电压晶体管的高k介电层为掺杂有氮元素的高k介电层，所述高k介电层为U型。

9.如权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体衬底上具有鳍型结构，所述半导体器件中的晶体管为鳍型场效应晶体管。

10.如权利要求8或9所述的半导体器件，其特征在于，在所述N型低阈值电压晶体管、N型高阈值电压晶体管、P型低阈值电压晶体管和P型高阈值电压晶体管中，所述高k介电层和金属栅极之间还包括自下而上层叠的盖帽层、阻挡层和功函数层，其中N型晶体管的功函数层与P型晶体管的功函数层不同。