[发明专利]一种半导体器件及其制造方法和电子装置

权利要求书

1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一晶体管区和第二晶体管区，在所述第一晶体管区和第二晶体管区内的半导体衬底上分别形成有第一纳米线和第二纳米线，所述第一纳米线和所述第二纳米线垂直于所述半导体衬底的表面；

在所述第一纳米线和所述第二纳米线上形成功函数层，并延伸到所述半导体衬底上；

在所述半导体衬底上形成第一金属栅电极层，其中，所述第一金属栅电极层的顶面低于所述第一纳米线和所述第二纳米线的顶面；

去除位于第一纳米线上的部分所述功函数层，使所述第一纳米线上剩余的所述功函数层的顶面与所述第一金属栅电极层的顶面齐平；

在从所述第一金属栅电极层中露出的所述第一纳米线的侧壁上形成硬掩膜层，其中，位于所述第一纳米线侧壁上的所述硬掩膜层的厚度小于所述功函数层的厚度；

以所述硬掩膜层为掩膜，回蚀刻去除位于所述第一纳米线上的部分高度的所述功函数层以及所述第一纳米线外侧的部分所述第一金属栅电极层；

在所述第一金属栅电极层形成第二金属栅电极层，以形成包围部分所述第一纳米线的第一金属栅极结构，其中，所述第一金属栅极结构包括位于所述第一纳米线部分侧壁上的第一厚度的功函数层，以及位于所述第一厚度的功函数层上方的第二厚度的功函数层，所述第一厚度大于所述第二厚度，以抑制所述晶体管的关断电流。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在形成所述功函数层之前，还包括以下步骤：

在所述第一纳米线和所述第二纳米线底部分别形成源极；

在所述第一纳米线和所述第二纳米线外侧的所述半导体衬底上形成第一隔离层，所述第一隔离层的顶面低于所述第一纳米线和所述第二纳米线的顶面，用于限定所述源极的区域。

3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，形成所述硬掩膜层的步骤包括：

在从所述第一金属栅电极层中露出的所述第一纳米线和所述第二纳米线上形成所述硬掩膜层，并延伸到所述第一金属栅电极层的表面上，其中，位于所述第二纳米线侧壁上的所述硬掩膜层形成于所述第二纳米线上的所述功函数层的外侧，并覆盖部分的所述第一金属栅电极层。

4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，在回蚀刻去除位于所述第一纳米线上的部分高度的所述功函数层以及所述第一纳米线外侧的部分所述第一金属栅电极层的步骤中，还包括同时以位于所述第二纳米线侧壁上的所述硬掩膜层为掩膜，回蚀刻去除所述第二纳米线外侧的部分所述第一金属栅电极层的步骤。

5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，形成所述第二金属栅电极层的步骤包括：

沉积形成第二金属栅电极层覆盖所述半导体衬底；

平坦化所述第二金属栅电极层，停止于所述第一纳米线和所述第二纳米线的顶面上；

回蚀刻部分所述第二金属栅电极层，以使所述第一纳米线和所述第二纳米线中预定用于形成漏极的部分从所述第二金属栅电极层中露出，并将所述第二纳米线侧壁上多余的功函数层去除，使所述第二纳米线侧壁上剩余的所述功函数层的顶面与所述第二金属栅电极层的顶面齐平。

6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，去除位于第一纳米线上的部分所述功函数层的步骤包括：

形成图案化的第一光刻胶层，以覆盖所述第二晶体管区，暴露所述第一晶体管区；

以所述图案化的第一光刻胶层为掩膜，蚀刻去除暴露的位于第一纳米线上的所述功函数层；

去除所述图案化的第一光刻胶层。