[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：

栅层叠结构，所述栅层叠结构包括形成在半导体衬底之上的栅电介质层、形成在所述栅电介质层之上的金属层、以及形成在所述金属层之上的覆盖层，

其中，所述覆盖层包含化学元素，所述化学元素在所述覆盖层与所述金属层之间的界面处的浓度比在所述覆盖层的其它区域处的浓度高且所述化学元素用于控制所述栅层叠结构的有效功函数。

2.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述化学元素包括硼。

3.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述覆盖层包括多晶硅或硅锗。

4.如权利要求1所述的半导体器件，还包括形成在所述栅电介质层与所述半导体衬底之间的界面层，

其中，所述栅电介质层具有比所述界面层大的介电常数。

5.如权利要求4所述的半导体器件，其中，所述界面层包括氧化硅且所述栅电介质层具有比氧化硅大的介电常数。

6.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述栅层叠结构成为N沟道金属氧化物半导体的栅层叠结构。

7.一种半导体器件，包括：相互隔离且形成在半导体衬底之上的N沟道金属氧化物半导体即NMOS栅层叠结构、以及P沟道金属氧化物半导体即PMOS栅层叠结构，

其中，所述NMOS栅层叠结构包括栅电介质层、在所述栅电介质层之上的金属层、以及在所述金属层之上的覆盖层，所述覆盖层包括化学元素，所述化学元素在所述覆盖层与所述金属层之间的界面处的浓度比在所述覆盖层的其它区域处的浓度高且所述化学元素用于控制所述NMOS栅层叠结构的有效功函数。

8.如权利要求7所述的半导体器件，其中，所述化学元素包括硼。

9.如权利要求7所述的半导体器件，其中，所述覆盖层包括多晶硅或SiGe。

10.如权利要求7所述的半导体器件，还包括形成在所述栅电介质层与所述半导体衬底之间的界面层，

其中，所述栅电介质层具有比所述界面层大的介电常数。

11.如权利要求10所述的半导体器件，其中，所述界面层包括氧化硅且所述栅电介质层具有比氧化硅大的介电常数。

12.一种N沟道金属氧化物半导体即NMOS，包括：

半导体衬底，所述半导体衬底具有N沟道；

栅层叠结构，所述栅层叠结构包括形成在所述N沟道之上的栅电介质层、形成在所述栅电介质层之上的金属层、以及形成在所述金属层之上的覆盖层；以及

第一覆盖层，所述第一覆盖层包括在所述金属层与所述覆盖层之间的界面处的浓度比在所述覆盖层的其它区域处的浓度高的硼，其中所述硼用于控制所述栅层叠结构的有效功函数。

13.如权利要求12所述的半导体器件，还包括形成在所述第一覆盖层之上的第二覆盖层，其中所述第二覆盖层不包括在所述第一覆盖层与所述第二覆盖层之间的界面处的浓度比在所述第二覆盖层的其它区域处的浓度高的化学元素。

14.如权利要求12所述的半导体器件，还包括形成在所述第一覆盖层之上的金属层。

15.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：

在半导体衬底之上形成栅电介质层；

在所述栅电介质层之上形成金属层；

在所述金属层之上形成覆盖层，所述覆盖层包括用于控制有效功函数的化学元素；

通过刻蚀所述覆盖层、所述金属层、以及所述栅电介质层来形成栅层叠结构；以及

执行退火以使形成在所述覆盖层与所述金属层之间的界面处的所述化学元素的浓度比在所述覆盖层的其它区域处的所述化学元素的浓度高。

16.如权利要求15所述的方法，其中，所述化学元素包括硼。

17.如权利要求15所述的方法，其中，通过快速热退火来执行所述退火。

18.如权利要求15所述的方法，其中，形成所述覆盖层的步骤包括以下步骤：

在所述金属层之上形成掺杂有所述化学元素的第一覆盖层；以及

在所述第一覆盖层之上形成第二覆盖层。