[发明专利]用于高k和金属栅极堆叠件的器件和方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

半导体衬底；

隔离部件，用于分隔所述衬底上的不同区域；

所述衬底上的p型场效应晶体管(pFET)核心区域，具有第一栅极堆叠件，所述第一栅极堆叠件包括界面层、位于所述界面层上的由第一材料构成的保护层和位于由所述第一材料构成的保护层上的的高k(HK)介电层；

所述衬底上的输入/输出pFET(pFET IO)区域，具有第二栅极堆叠件，所述第二栅极堆叠件包括介电层、位于所述介电层上的界面层、位于所述界面层上的由所述第一材料构成的保护层和位于由所述第一材料构成的保护层上的HK介电层；

所述衬底上的n型场效应晶体管(nFET)核心区域，具有第三栅极堆叠件，所述第三栅极堆叠件包括界面层、位于所述界面层上的由第二材料构成的保护层和位于由所述第二材料构成的保护层上的HK介电层；

所述衬底上的输入/输出nFET(nFET IO)区域，具有第四栅极堆叠件，所述第四栅极堆叠件包括介电层、位于所述介电层上的界面层、位于所述界面层上的由所述第二材料构成的保护层和位于由所述第二材料构成的保护层上的HK介电层；以及

高电阻器区域，具有第五栅极堆叠件，所述第五栅极堆叠件包括界面层、位于所述界面层上的由所述第二材料构成的保护层和位于由所述第二材料构成的保护层上的HK介电层。

2.根据权利要求1所述的器件，其中，所述第一栅极堆叠件和所述第二栅极堆叠件还包括位于由所述第一材料构成的保护层上方的由所述第二材料构成的保护层。

3.根据权利要求2所述的器件，其中，所述HK介电层位于由所述第二材料构成的保护层上方。

4.根据权利要求1所述的器件，其中，所述第一材料包括p型功函数金属或p型金属氧化物，并且所述第二材料包括n型功函数金属或n型金属氧化物。

5.根据权利要求4所述的器件，其中，所述p型金属氧化物包括Al₂O₃、MgO、CaO或它们的混合物，所述n型金属氧化物包括La₂O₃、Sc₂O₃、Y₂O₃、SrO、BaO、Ta₂O₅、TiO₂、LaAlO₃、ZrO₂、Gd₂O₃或它们的混合物。

6.根据权利要求1所述的器件，其中，由所述第一材料构成的保护层和由所述第二材料构成的保护层的厚度小于50埃。

7.一种半导体器件，包括：

半导体衬底；

隔离部件，用于分隔所述衬底上的不同区域；

所述衬底上的p型场效应晶体管(pFET)核心区域，具有第一栅极堆叠件，所述第一栅极堆叠件包括界面层、位于所述界面层上的由第一材料构成的保护层和位于由所述第一材料构成的保护层上的高k(HK)介电层；

所述衬底上的输入/输出pFET(pFET IO)区域，具有第二栅极堆叠件，所述第二栅极堆叠件包括介电层、所述介电层上的界面层、位于所述界面层上的由第一材料构成的保护层和位于由所述第一材料构成的保护层上的HK介电层；

所述衬底上的高电阻器区域，具有第三栅极堆叠件，所述第三栅极堆叠件包括界面层、位于所述界面层上的由第一材料构成的保护层和位于由所述第一材料构成的保护层上的HK介电层；

所述衬底上的n型场效应晶体管(nFET)核心区域，具有第四栅极堆叠件，所述第四栅极堆叠件包括界面层、位于所述界面层上的由第二材料构成的保护层和位于由所述第二材料构成的保护层上的HK介电层；以及

所述衬底上的输入/输出nFET(nFET IO)区域，具有第五栅极堆叠件，所述第五栅极堆叠件具有介电层、位于所述介电层上的界面层、位于所述界面层上的由所述第二材料构成的保护层和位于由所述第二材料构成的保护层上的HK介电层。

8.根据权利要求7所述的器件，其中，所述第四栅极堆叠件和所述第五栅极堆叠件还包括位于由所述第二材料构成的保护层上方的由所述第一材料构成的保护层。

9.根据权利要求8所述的器件，其中，所述HK介电层位于由所述第一材料构成的保护层上方。

10.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：

提供具有n型场效应晶体管(nFET)核心区域、输入/输出nFET(nFET IO)区域、p型场效应晶体管(pFET)核心区域、输入/输出pFET(pFET IO)区域和高电阻器区域的半导体衬底；

在所述衬底的IO区域上形成氧化物层；

在所述衬底和所述氧化物层上形成界面层；

在所述界面层上沉积由第一材料构成的保护层；

在所述界面层上和由所述第一材料构成的保护层上沉积由第二材料构成的保护层；

在由所述第二材料构成的保护层上沉积高k(HK)介电层；

在所述HK介电层上沉积功函数金属层；

在所述金属层上沉积多晶硅层；以及

在所述衬底的区域上形成栅极堆叠件。