[发明专利]装置和半导体元件的制作方法

权利要求书

1.一种装置，包括一半导体元件，该半导体元件包括：

一基底；

一第一栅极介电层，具有第一材料且位于该基底上方，该第一栅极介电层具有小于第一临界厚度的第一厚度，其中该第一临界厚度是部分该第一栅极介电层的第一材料会开始结晶化的厚度；及

一第二栅极介电层，具有第二材料且位于该第一栅极介电层上方，该第二栅极介电层具有小于第二临界厚度的第二厚度，其中该第二临界厚度是部分该第二栅极介电层的第二材料会开始结晶化的厚度；

其中该第二材料不同于该第一材料。

2.如权利要求1所述的装置，其中该第一厚度和该第二厚度各小于0.8nm。

3.如权利要求1所述的装置，其中该半导体元件还包括：

一中间层，位于该基底和该第一栅极介电层间；

一栅电极，位于该第二栅极介电层上方。

4.如权利要求1所述的装置，其中该第一栅极介电层包括以下的一材料：HfO₂、ZrO₂、Y₂O₃、La₂O₅、Gd₂O₅、TiO₂、Ta₂O₅、HfErO、HfLaO、HfYO、HfGdO、HfAlO、HfZrO、HfTiO、HfTaO和SrTiO，且

该第二栅极介电层包括以下的一材料：SiO、SiN、AlO、HfO、YO、LaO、GdO、TiO、TaO、HfSiO、ZrSiO、TiSiO、TaSiO、HfErO、HfLaO、HfYO、HfGdO、HfAlO、HfZrO、HfTiO、HfTaO和SrTiO。

5.如权利要求1所述的装置，其中该第一栅极介电层包括HfO₂，且该第二栅极介电层包括ZrO₂和HfSiO₄之一。

6.如权利要求1所述的装置，其中该第一栅极介电层和该第二栅极介电层是交错排列的。

7.一种半导体元件的制作方法，包括：

提供一基底；

形成一具有第一材料的第一栅极介电层于该基底上方，该第一栅极介电层具有小于第一临界厚度的第一厚度，其中该第一临界厚度是部分该第一栅极介电层的第一材料会开始结晶化的厚度；及

形成一具有第二材料的第二栅极介电层于该第一栅极介电层上方，该第二栅极介电层具有小于第二临界厚度的第二厚度，其中该第二临界厚度是部分该第二栅极介电层的第二材料会开始结晶化的厚度；

其中该第二材料不同于该第一材料。

8.如权利要求7所述的半导体元件的制作方法，还包括：

在形成该第一栅极介电层之前，形成一中间层于该基底上方；及

形成一栅电极于该第二栅极介电层上方。

9.如权利要求8所述的半导体元件的制作方法，其中该栅电极包括多晶硅，且该方法还包括：

形成源极和漏极区于该栅极两侧的基底中；

移除该栅电极；及

之后形成一金属栅电极于该第二栅极介电层上方。

10.如权利要求7所述的半导体元件的制作方法，其中形成该第一栅极介电层和该第二栅极介电层是使用原子层沉积法。