[发明专利]半导体器件及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供衬底，所述衬底表面具有介质层，所述介质层内具有第一开口、第二开口、第三开口、第四开口、第五开口和第六开口，所述第一开口、第二开口、第三开口、第四开口、第五开口和第六开口的侧壁和底部表面具有栅介质层，所述栅介质层表面具有覆盖层，由第一开口、第二开口和第三开口形成的晶体管类型相对于由第四开口、第五开口和第六开口形成的晶体管类型相反；

在第一开口和第二开口内的覆盖层表面形成第一功函数层，所述覆盖层的功函数类型与第一功函数层相同；

在第一开口内的第一功函数层表面、以及第五开口和第六开口的覆盖层表面形成扩散层，所述扩散层的功函数类型与第一功函数层相反；

进行退火工艺，使扩散层的材料扩散入第一功函数层和覆盖层内，在第一开口内形成掺杂功函数层，在第五开口和第六开口内形成掺杂覆盖层；

在退火工艺之后，去除剩余的扩散层，并在第四开口的覆盖层表面和第五开口的掺杂覆盖层表面形成第二功函数层，所述第二功函数层的功函数类型与第一功函数层相反；

在形成第二功函数层之后，在第一开口、第二开口、第三开口、第四开口、第五开口和第六开口内形成第三功函数层、以及位于第三功函数层表面的金属栅，所述第三功函数层的功函数类型与第一功函数层相同。

2.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一功函数层的材料为P型功函数材料，所述第三功函数层的材料为N型功函数材料；所述扩散层的材料为TiAl或Al，所述扩散层的厚度为所述扩散层的形成工艺包括化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺；去除扩散层的工艺为干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。

3.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一开口、第二开口、第三开口用于形成PMOS晶体管的栅极结构；所述第四开口、第五开口、第六开口用于形成NMOS晶体管。

4.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述退火工艺的参数包括：时间为10秒～30秒，温度为500℃～800℃，气体包括氮气。

5.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一功函数层的形成工艺包括：在第三开口、第四开口、第五开口和第六开口内形成第一牺牲层；在所述第一牺牲层和介质层表面、以及第一开口和第二开口内沉积第一功函数膜；采用抛光工艺去除第一牺牲层和介质层表面的第一功函数膜，形成第一功函数层；在所述抛光工艺之后，去除所述第一牺牲层。

6.如权利要求5所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一牺牲层的材料为光刻胶，去除第一牺牲层的工艺为干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。

7.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述扩散层的形成工艺包括：在第二开口、第三开口和第四开口内形成第二牺牲层；在所述第二牺牲层和介质层表面、以及第一开口、第五开口和第六开口内沉积扩散膜；采用抛光工艺去除第二牺牲层和介质层表面的扩散膜，形成扩散层；在所述抛光工艺之后，去除所述第二牺牲层。

8.如权利要求7所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二牺牲层的材料为光刻胶，去除第二牺牲层的工艺为干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。

9.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二功函数层的形成工艺包括：在第一开口、第二开口、第三开口和第六开口内形成第三牺牲层；在所述第三牺牲层和介质层表面、以及第四开口和第五开口内沉积第二功函数膜；采用抛光工艺去除第三牺牲层和介质层表面的第二功函数膜，形成第二功函数层；在所述抛光工艺之后，去除所述第三牺牲层。

10.如权利要求9所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第三牺牲层的材料为光刻胶，去除第三牺牲层的工艺为干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。

11.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，还包括：在形成第一功函数层之前，在第一开口和第二开口内的覆盖层表面形成第一阻挡层，所述第一功函数层形成于第一开口和第二开口内的第一阻挡层表面。