[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，包括：

多个栅电极，其层叠在衬底上并且在垂直方向上彼此间隔开；以及

沟道区域，其在所述垂直方向上延伸穿过所述多个栅电极，

其中，所述多个栅电极中的每一个包括：第一导电层，其限定朝向所述沟道区域凹入的凹陷；以及第二导电层，其位于由所述第一导电层限定的所述凹陷中，并且

其中，所述第二导电层中的杂质的第一浓度高于所述第一导电层中的杂质的第二浓度，并且所述杂质包括氮(N)，

其中，所述杂质还包括氟(F)、氯(Cl)和碳(C)中的至少一种，并且其中，所述第二导电层中的氮浓度低于所述第二导电层中的氟、氯和碳中的所述至少一种的浓度。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一导电层中的杂质的第二浓度小于所述第二导电层中的杂质的第一浓度的5％。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一导电层具有比所述第二导电层的电阻率更低的电阻率。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一导电层的平均晶粒尺寸小于所述第二导电层的平均晶粒尺寸。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：

多个层间绝缘层，其在所述衬底上与所述多个栅电极交替层叠；以及

栅极介电层，其位于所述沟道区域和所述多个栅电极之间，

其中，所述第一导电层位于所述多个层间绝缘层中彼此垂直相邻的一对层间绝缘层之间，并且在所述一对层间绝缘层中的上面的层间绝缘层的下表面、所述栅极介电层的一侧、以及所述一对层间绝缘层中的下面的层间绝缘层的上表面上延伸。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括至少一个中间导电层，其位于所述第一导电层和所述第二导电层之间。

7.根据权利要求6所述的半导体器件，其中，所述第二导电层中的杂质的第一浓度高于所述至少一个中间导电层中的杂质的第三浓度。

8.根据权利要求7所述的半导体器件，其中，所述至少一个中间导电层中的杂质的第三浓度高于所述第一导电层中的杂质的第二浓度。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二导电层中的杂质的第一浓度在5×10¹⁹/cm³至5×10²¹/cm³的范围内。

10.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一导电层和所述第二导电层包括相同的金属材料。

11.根据权利要求10所述的半导体器件，其中，所述第一导电层和所述第二导电层包括钨(W)。

12.一种半导体器件，包括：

多个栅电极，其层叠在衬底上并且在垂直方向上彼此间隔开；以及

沟道区域，其在所述垂直方向上延伸穿过所述多个栅电极；

其中，所述多个栅电极中的每一个包括：第一导电层，其限定朝向所述沟道区域凹入的凹陷；以及第二导电层，其位于由所述第一导电层限定的所述凹陷中，并且

其中，所述第二导电层具有比所述第一导电层中的杂质的第二浓度高的杂质的第一浓度，并且具有比所述第一导电层的第二电阻率高的第一电阻率，

其中，所述杂质包括氮(N)，并且还包括氟(F)、氯(Cl)和碳(C)中的至少一种，并且其中，所述第二导电层中的氮浓度低于所述第二导电层中的氟、氯和碳中的所述至少一种的浓度。

13.根据权利要求12所述的半导体器件，其中，所述第一导电层中的第一氮浓度低于所述第二导电层中的第二氮浓度。