[发明专利]金属高k FET的双金属与双电介质集成

权利要求书

1.一种形成半导体器件的方法，包括：

在衬底的第一导电类型区域(10)和第二导电类型区域(15)顶上形成栅极叠层(55)，所述栅极叠层包括栅极电介质(20)和第一金属栅极导体(60)；

去除所述第一金属栅极导体的在所述第一导电类型区域中的部分以暴露所述第一导电类型区域中的所述栅极电介质(20)，其中所述第一金属栅极导体(65)的剩余部分存在于所述第二导电类型区域中；

氮化(50)在所述第一导电类型区域中的所述栅极电介质和在所述第二导电类型区域中的所述第一金属栅极导体；以及

形成第二金属栅极导体，所述第二金属栅极导体至少覆盖位于所述第一导电类型区域中的所述栅极电介质。

2.根据权利要求1的方法，其中处理所述第一导电类型区域以提供至少一个nFET器件，且处理所述第二导电类型区域以提供至少一个pFET器件。

3.根据权利要求1的方法，其中所述栅极电介质由高K栅极电介质构成。

4.根据权利要求1的方法，其中去除所述第一金属栅极导体的在所述第一导电类型区域中的部分以暴露所述第一导电类型区域中的所述栅极电介质包括：

形成蚀刻掩模以覆盖所述第二导电类型区域，其中所述第一导电类型区域被暴露；

去除所述第一金属栅极导体的在所述第一导电类型区域中的部分以暴露所述第一导电类型区域中的所述栅极电介质；以及

去除所述蚀刻掩模。

5.根据权利要求1的方法，其中所述氮化包括施加基于氮的等离子体。

6.根据权利要求5的方法，其中施加所述基于氮的等离子体还包括N₂/H₂等离子体，所述N₂/H₂等离子体包括由O₂与Si所组成的自由基。

7.根据权利要求5的方法，其中所述基于氮的等离子体氮化所述第一导电类型区域中的所述栅极电介质，并氮化所述第二导电类型区域中的所述第一金属栅极导体，其中所述栅极电介质中的氮含量的范围为0％至50％，且在所述第一金属栅极导体中的氮含量的范围为0％至60％。

8.根据权利要求1的方法，还包括：在所述基于氮的等离子体之后的具有1050℃或更低的温度的退火处理。

9.一种形成半导体器件的方法，包括：

在衬底的第一导电类型区域和第二导电类型区域上形成栅极叠层，所述栅极叠层包括栅极电介质和第一金属栅极导体；

形成蚀刻掩模以覆盖所述第二导电类型区域，其中所述第一导电类型区域被暴露；

去除所述第一金属栅极导体的在所述第一导电类型区域中的部分，以暴露所述第一导电类型区域中的所述栅极电介质；

去除所述蚀刻掩模；

向所述第一导电类型区域中的所述栅极电介质和所述第二导电类型区域中的所述第一金属栅极导体施加基于氮的等离子体；以及

形成第二金属栅极导体，所述第二金属栅极导体至少覆盖位于所述第一导电类型区域中的所述栅极电介质。

10.根据权利要求9的方法，其中所述第一金属栅极导体包含W、Ni、Ti、Mo、Ta、Cu、Pt、Ag、Au、Ru、Ir、Rh以及Re中的至少一种。

11.根据权利要求9的方法，其中所述栅极电介质包括HfO₂、铪硅酸盐、铪硅氧氮化物、ZrO₂、Al₂O₃、TiO₂、La₂O₃、SrTiO₃、LaAlO₃、Y₂O₃或其混合物。

12.根据权利要求9的方法，其中所述蚀刻掩模由光致抗蚀剂材料构成。

13.根据权利要求9的方法，其中向所述衬底施加所述基于氮的等离子体包括N₂/H₂等离子体。

14.根据权利要求9的方法，其中向所述衬底施加所述基于氮的等离子体还包括由O₂与Si所组成的自由基。