[发明专利]半导体器件制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件制造方法，包括：

在衬底上形成多个第一栅极沟槽和多个第二栅极沟槽；

在所述多个第一栅极沟槽和多个第二栅极沟槽中形成栅极介质层；

在所述栅极介质层上形成第二金属功函数调节层；

选择性调节所述多个第一栅极沟槽中的第二金属功函数调节层的厚度；

在所述第二金属功函数调节层上形成第一金属功函数调节层；

在所述第一金属功函数调节层上形成扩散阻挡层；

在所述扩散阻挡层上形成栅极金属层。

2.如权利要求1的方法，其中，衬底包括Si、Ge、应变硅、GeSi、GaN、GaAs、InP、GaInAs、InSb、石墨烯、SiC、碳纳管、

SOI及其组合。

3.如权利要求1的方法，其中，栅极介质层包括高k材料，所述高k材料包括：选自HfO₂、HfSiO_x、HfSiON、HfAlON、HfLaON、HfAlO_x、HfTaO_x、HfLaO_x、HfAlSiO_x、HfLaSiO_x的铪基氧化物材料；选自CeO₂、ZrO₂、La₂O₃、LaAlO₃、LaLuO₃、TiO₂、Y₂O₃的稀土基氧化物；Al₂O₃；以其上述材料的复合层。

4.如权利要求1的方法，其中，采用ALD、CVD、PVD及其组合的方法形成所述栅极介质层。

5.如权利要求1的方法，其中，栅极介质层的厚度为1.5～4nm。

6.如权利要求1的方法，其中，形成栅极介质层之前进一步包括，在所述多个第一栅极沟槽和多个第二栅极沟槽中形成界面层。

7.如权利要求6的方法，其中，所述界面层材质包括选自SiO₂、SiO_xN_y及其组合的硅的氧化物，厚度为0.4～2nm。

8.如权利要求1的方法，其中，采用ALD、PVD、CVD、MOCVD、PEALD及其组合的方法形成所述第二金属功函数调节层和/或第一金属功函数调节层和/或扩散阻挡层和/或栅极金属层。

9.如权利要求1的方法，其中，所述第二金属功函数调节层和/或第一金属功函数调节层和/或扩散阻挡层的材质包括：TiN、TaN、TiAl、TiC及其组合。

10.如权利要求1的方法，其中，所述第二金属功函数调节层的厚度为0.5～10nm。

11.如权利要求1的方法，其中，所述第一金属功函数调节层的厚度为2～20nm。

12.如权利要求1的方法，其中，所述扩散阻挡层的厚度为0.5～10nm。

13.如权利要求1的方法，其中，所述第二金属功函数调节层和/或第一金属功函数调节层和/或扩散阻挡层为单层、或者不同工艺形成的相同材料的叠层、或者不同/相同工艺形成的不同材料的叠层。

14.如权利要求1的方法，其中，所述选择性调节所述多个第一栅极沟槽中的第二金属功函数调节层的厚度的步骤进一步包括：

形成掩模层，覆盖至少一部分第二栅极沟槽并且露出至少一部分第一栅极沟槽；

刻蚀第一栅极沟槽中露出的一部分第二金属功函数调节层，以减小其厚度。

15.如权利要求14的方法，其中，所述刻蚀包括干法刻蚀和/或湿法刻蚀。

16.如权利要求14的方法，其中，控制所述刻蚀的工艺参数以控制第一栅极沟槽中第二金属功函数调节层的剩余厚度。

17.如权利要求16的方法，其中，所述剩余厚度为原始厚度的1/6～2/3。

18.如权利要求14的方法，其中，刻蚀之后进一步包括，去除所述掩模层。