[发明专利]半导体结构及其制造方法及制造第一和第二半导体器件的方法

权利要求书

1.一种半导体结构，其特征在于，包括：

带有浅沟槽隔离构造的半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成的具有高介电常数金属栅极的第一器件；以及

在所述半导体衬底上形成的具有氧化物-多晶硅栅极的第二器件；

其中所述第一器件和所述第二器件由所述浅沟槽隔离构造分隔开。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述氧化物-多晶硅栅极包括厚氧化物层、多晶硅层及硅化物层。

3.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：

第一垫片，所述第一垫片垂直附在所述高介电常数金属栅极的每个侧壁上及半导体衬底的表面上；以及

第二垫片，所述第二垫片垂直附在所述氧化-多晶硅栅极的每个侧壁上及半导体衬底的表面上。

4.根据权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：

在所述高介电常数金属栅极的每个侧面植入所述半导体衬底内的的第一源区/漏区；其中所述第一源区/漏区与所述第一垫片的基底横向对齐；

在所述氧化物-多晶硅栅极的每个侧面植入所述半导体衬底内的的第二源区/漏区；其中所述第二源区/漏区与所述第二垫片的基底横向对齐。

5.根据权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：

在所述半导体衬底上形成的硅化物层；所述硅化物层用作所述第一源区/漏区和所述第二源区/漏区的接头。

6.根据权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：

在所述硅化物层上沉积的氮化物层，所述氮化物层包裹住所述氧化物-多晶硅栅极。

7.根据权利要求6所述的半导体结构，其特征在于，通过化学机械抛光使所述氮化物层平坦化，从而露出所述氧化物-多晶硅栅极的顶面。

8.一种半导体结构的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

在半导体衬底中的第一器件区域和第二器件区域之间内形成浅沟槽隔离(STI)构造；

在所述半导体衬底的表面上形成仿真层；

利用所述仿真层上的蚀刻技术在所述第一器件区域上形成第一栅极图案及在所述第二器件区域上形成第二栅极图案；所述第一栅极图案提供仿真栅极，所述第二栅极图案提供氧化物-多晶硅栅极；

将所述仿真栅极从所述半导体衬底的表面去除，从而形成了一个空腔；以及

利用高介电常数电介质和金属在所述空腔内形成高介电常数金属栅极。

9.根据权利要求8所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，形成所述高介电常数金属栅极包括：

在所述空腔的底部和侧壁上进行高介电常数沉积，从而沿所述空腔的底部和侧壁形成薄层的高介电常数电介质；

在所述高介电常数沉积后进行金属沉积，从而填充所述空腔的剩余部分；以及

进行化学机械抛光从而使所述金属的顶面平坦。

10.一种制造第一半导体器件和第二半导体器件的方法，其中在单个半导体衬底上制造第一半导体器件和第二半导体器件，其特征在于，所述第一半导体器件具有薄栅极氧化物，所述第二半导体器件具有厚栅极氧化物，所述方法包括：

形成所述第一半导体器件的第一栅极区域、及形成所述第二半导体器件的第二栅极区域，所述第一栅极区域和所述第二栅极区域的每个具有厚氧化物层和多晶硅层；

在所述第一栅极区域和所述第二栅极区域下方植入所述半导体衬底，从而形成第一半导体器件的源极和漏极和所述第二半导体器件的源极和漏极；

在所述第一栅极区域周围形成第一套垫片，在所述第二栅极区域周围形成第二套垫片；

去除所述第一栅极区域内的所述厚氧化物层和所述多晶硅层，从而在所述第一套垫片包围的所述第一栅极区域内形成第一空腔；以及

在所述第一栅极区域的空腔内利用高介电常数电介质和金属形成高介电常数金属栅极；

其中所述高介电常数电介质栅极支持所述第一半导体器件的栅极，所述厚氧化物层和多晶硅层支持所述第二半导体器件的栅极。