[发明专利]半导体装置有效

专利信息
申请号: 201611215720.5 申请日: 2016-12-26
公开(公告)号: CN107170824B 公开(公告)日: 2022-08-30
发明(设计)人: 张哲诚;林志翰;曾鸿辉 申请(专利权)人: 台湾积体电路制造股份有限公司
主分类号: H01L29/78 分类号: H01L29/78;H01L29/49;H01L29/51
代理公司: 南京正联知识产权代理有限公司 32243 代理人: 顾伯兴
地址: 中国台湾新竹科*** 国省代码: 台湾;71
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摘要:
搜索关键词: 半导体 装置
【说明书】:

一种半导体装置,包括衬底、绝缘体、栅极介电层、第一栅极结构及第二栅极结构。所述衬底包括沟槽、第一半导体鳍及第二半导体鳍。所述第一栅极结构配置于所述栅极介电层上并局部地覆盖所述第一半导体鳍。所述第一栅极结构包括第一金属栅极及覆盖所述第一金属栅极的第一介电顶盖。所述第二栅极结构配置于所述栅极介电层上并局部地覆盖所述第二半导体鳍。所述第二栅极结构包括第二金属栅极及覆盖所述第二金属栅极的第二介电顶盖。所述第一金属栅极的功函数小于所述第二金属栅极的功函数,且所述第一介电顶盖的厚度小于所述第二介电顶盖的厚度。

技术领域

发明的实施例涉及一种半导体装置。

背景技术

随着半导体装置的大小不断按比例缩减,已开发出三维多栅极结构(例如鳍型场效晶体管(fin-type field effect transistor,FinFET))以取代平面的互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)装置。鳍型场效晶体管的结构性特征为从衬底的表面直立延伸的硅系鳍,且包绕于由所述鳍形成的导电沟道周围的栅极进一步提供对所述沟道的更好的电性控制。

目前,为了实现具有低且对称的阈值电压(Vth)的n型鳍型场效晶体管及p型鳍型场效晶体管,在n型鳍型场效晶体管及p型鳍型场效晶体管的金属栅极制作中使用不同的功函数金属。在目前的金属栅极回蚀(etch back)工艺期间,鳍型场效晶体管的良率(yieldrate)及可靠性可能劣化。

发明内容

本发明的实施例提出一种半导体装置,包括衬底、绝缘体、栅极介电层、第一栅极结构及第二栅极结构。所述衬底包括沟槽、第一半导体鳍及第二半导体鳍。所述第一栅极结构配置于所述栅极介电层上并局部地覆盖所述第一半导体鳍。所述第一栅极结构包括第一金属栅极及覆盖所述第一金属栅极的第一介电顶盖。所述第二栅极结构配置于所述栅极介电层上并局部地覆盖所述第二半导体鳍。所述第二栅极结构包括第二金属栅极及覆盖所述第二金属栅极的第二介电顶盖。所述第一金属栅极的功函数小于所述第二金属栅极的功函数,且所述第一介电顶盖的厚度小于所述第二介电顶盖的厚度。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明,会最好地理解本发明的各个方面。应注意,根据本行业中的标准惯例,各种特征并非按比例绘制。事实上,为论述清晰起见,可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1A至图1K是根据某些实施例的半导体装置的n型鳍型场效晶体管的制作方法的立体图。

图2A至图2K是根据某些实施例的半导体装置的p型鳍型场效晶体管的制作方法的立体图。

[符号的说明]

100:衬底

100a:图案化衬底

102a:垫层

102a’:图案化垫层

102b:掩模层

102b’:图案化掩模层

104:图案化光刻胶层

106:沟槽

108a:第一半导体鳍

108b:第二半导体鳍

110:绝缘材料

110’:经抛光的绝缘材料

110a:绝缘体

112:栅极介电层

114a:第一拟栅极条

114b:第二拟栅极条

116a:第一间隔壁

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