[发明专利]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：

第一有源图案和第二有源图案，分别在衬底的PMOSFET区域和NMOSFET区域上；

所述第一有源图案上的第一沟道图案，所述第一沟道图案包括多个第一半导体图案，所述多个第一半导体图案在与所述衬底的顶表面垂直的竖直方向上堆叠并彼此间隔开；

所述第二有源图案上的第二沟道图案，所述第二沟道图案包括多个第二半导体图案，所述多个第二半导体图案在所述竖直方向上堆叠并彼此间隔开；

所述第一沟道图案和所述第二沟道图案上的栅电极，所述栅电极在与所述衬底的所述顶表面平行的第一方向上纵向延伸；以及

栅介电层，在所述栅电极与所述第一沟道图案和所述第二沟道图案之间，

其中，所述栅电极包括：

第一内栅电极，所述第一内栅电极填充所述多个第一半导体图案中彼此相邻的第一半导体图案之间的第一内部区域；

第二内栅电极，所述第二内栅电极填充所述多个第二半导体图案中彼此相邻的第二半导体图案之间的第二内部区域；以及

外栅电极，所述外栅电极填充在所述第一半导体图案和所述第二半导体图案外部的外部区域，

其中，所述第一内栅电极在所述第一半导体图案中的最上方第一半导体图案的底表面上，

其中，所述外栅电极在所述最上方第一半导体图案的顶表面和相对侧壁上，

其中，所述第二内栅电极在所述第二半导体图案中的最上方第二半导体图案的底表面上，

其中，所述外栅电极在所述最上方第二半导体图案的顶表面和相对侧壁上，以及

其中，所述第一内栅电极的功函数与所述第二内栅电极的功函数不同。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一内栅电极在所述第一方向上的宽度小于所述最上方第一半导体图案在所述第一方向上的宽度。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，

其中，所述外栅电极包括：

第一金属图案；

所述第一金属图案上的第二金属图案；以及

所述第二金属图案上的填充金属图案，并且

其中，所述第一金属图案覆盖所述第一内栅电极和所述第二内栅电极中的每一个的相对侧壁。

4.根据权利要求3所述的半导体器件，

其中，所述最上方第一半导体图案的底表面上的所述第一内栅电极在所述竖直方向上具有第一厚度，

其中，所述最上方第一半导体图案的顶表面上的所述第一金属图案在所述竖直方向上具有第二厚度，并且

其中，所述第一厚度是所述第二厚度的约2.5倍至约10倍。

5.根据权利要求4所述的半导体器件，

其中，所述第一内栅电极的功函数大于所述第二金属图案的功函数，

其中，所述最上方第一半导体图案的顶表面上的所述第二金属图案在所述竖直方向上具有第三厚度，并且

其中，所述第三厚度大于所述第一厚度。

6.根据权利要求3所述的半导体器件，

其中，所述第一内栅电极包括金属氮化物，并且

其中，所述第二金属图案包括金属碳化物和金属氮化物之一，所述金属碳化物和金属氮化物中的每一个掺杂有选自硅和铝的至少一个。

7.根据权利要求3所述的半导体器件，

其中，所述PMOSFET区域上的所述第一金属图案的成分和厚度与所述NMOSFET区域上的所述第一金属图案的成分和厚度基本相同，并且

其中，所述PMOSFET区域上的所述第二金属图案的成分和厚度与所述NMOSFET区域上的所述第二金属图案的成分和厚度基本相同。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，

其中，所述第一内栅电极和所述第二内栅电极中的每一个包括含铝的氮化钛，并且

其中，所述第一内栅电极中的铝浓度与所述第二内栅电极中的铝浓度不同。