[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，包括衬底、衬底上的多个栅极堆叠结构、每个栅极堆叠结构两侧的多个栅极侧墙结构、每个栅极侧墙结构两侧衬底中的多个源漏区，多个栅极堆叠结构包括多个第一栅极堆叠结构和多个第二栅极堆叠结构，其中第一栅极堆叠结构包括第一栅极绝缘层、第一功函数金属层、第二功函数金属扩散阻挡层、栅极填充层，第二栅极堆叠结构包括第二栅极绝缘层、第一功函数金属层、第二功函数金属层、栅极填充层，其特征在于：第二功函数金属扩散阻挡层具有第一应力，栅极填充层具有第二应力，第一应力与第二应力是相对的。

2.如权利要求1的半导体器件，其中，第一和/或第二栅极绝缘层包括氧化硅、掺氮氧化硅、氮化硅、高K材料及其组合。

3.如权利要求2的半导体器件，其中，高k材料包括选自HfO₂、HfSiO_x、HfSiON、HfAlO_x、HfTaO_x、HfLaO_x、HfAlSiO_x、HfLaSiO_x的铪基材料，或是包括选自ZrO₂、La₂O₃、LaAlO₃、TiO₂、Y₂O₃的稀土基高K介质材料，或是包括Al₂O₃，以其上述材料的复合层。

4.如权利要求1的半导体器件，其中，第一功函数金属层包括a)金属氮化物，包括M_xN_y、M_xSi_yN_z、M_xAl_yN_z、M_aAl_xSi_yN_z及其组合，其中M为Ta、Ti、Hf、Zr、Mo、W及其组合；和/或b)金属或金属合金，包括Co、Ni、Cu、Al、Pd、Pt、Ru、Re、Mo、Ta、Ti、Hf、Zr、W、Ir、Eu、Nd、Er、La及其组合。

5.如权利要求1的半导体器件，其中，第二功函数金属扩散阻挡层包括M_xN_y、M_xSi_yN_z、M_xAl_yN_z、M_aAl_xSi_yN_z及其组合，其中M包括Ta、Ti、Hf、Zr、Mo、W及其组合。

6.如权利要求1的半导体器件，其中，栅极填充层包括：a)金属氮化物，包括M_xN_y、M_xSi_yN_z、M_xAl_yN_z、M_aAl_xSi_yN_z及其组合，其中M为Ta、Ti、Hf、Zr、Mo、W及其组合；和/或b)金属或金属合金，包括Co、Ni、Cu、Al、Pd、Pt、Ru、Re、Mo、Ta、Ti、Hf、Zr、W、Ir、Eu、Nd、Er、La及其组合；和/或c)金属硅化物，包括CoSi₂、TiSi₂、NiSi、PtSi、NiPtSi、CoGeSi、TiGeSi、NiGeSi及其组合；和/或d)金属氧化物导体，包括In₂O₃、SnO₂、ITO、IZO及其组合；和/或e)半导体材料，包括掺杂的多晶硅、非晶硅、多晶锗、多晶锗硅及其组合；以及上述材料的多层复合层。

7.如权利要求1的半导体器件，其中，第一应力为张应力且第二应力为压应力，或者第一应力为压应力而第二应力为张应力。

8.如权利要求1的半导体器件，其中，第一应力和/或第二应力的绝对值大于1GPa。