[发明专利]半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体装置，其特征在于，所述半导体装置为垂直器件，所述半导体装置包括：

衬底，包括第一PMOS器件区、第二PMOS器件区、第一NMOS器件区、第二NMOS器件区，所述第一PMOS器件的阈值电压大于所述第二PMOS器件的阈值电压，所述第一NMOS器件的阈值电压大于所述第二NMOS器件的阈值电压；

在所述衬底上基本垂直的半导体柱，包括在所述第一PMOS器件区上的第一半导体柱、在所述第二PMOS器件区上的第二半导体柱、在所述第一NMOS器件区上的第三半导体柱和在所述第二NMOS器件区上的第四半导体柱；

在所述衬底的表面上与所述半导体柱的下部接触的第一接触材料层；

在所述第一接触材料层上的第一隔离材料层，所述第一隔离材料层的上表面低于所述半导体柱的上表面；

在所述第一隔离材料层上以及所述半导体柱的侧壁的一部分上的栅极电介质材料层，所述栅极电介质材料层使得所述半导体柱的上部露出；以及

在所述第一隔离材料层上的栅极电介质材料层上的栅极堆叠结构，所述栅极堆叠结构包围所述半导体柱的侧壁上的栅极电介质材料层的一部分，所述栅极堆叠结构由内向外依次包括P型功函数调节层、N型功函数调节层和栅极，所述第一半导体柱、所述第二半导体柱、所述第三半导体柱、所述第四半导体柱外包围的栅极堆叠结构中的P型功函数调节层分别为彼此不同的第一P型功函数调节层、第二P型功函数调节层、第三P型功函数调节层和第四P型功函数调节层，其中：

所述第一P型功函数调节层由内向外依次包括第二TiN层、第三TiN层和第四TiN层；

所述第二P型功函数调节层由内向外依次包括第一TiN层、所述第二TiN层、所述第三TiN层和所述第四TiN层；

所述第三P型功函数调节层由内向外依次包括所述第三TiN层和所述第四TiN层；

所述第四P型功函数调节层包括所述第四TiN层。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

在所述栅极堆叠结构上的第二隔离材料层，其中所述第二隔离材料层的上表面与所述半导体柱的侧壁上的栅极电介质材料层的上表面基本齐平；以及

在所述半导体柱的上部上的第二接触材料层。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：

延伸到所述第一接触材料层的第一接触件、延伸到所述栅极的第二接触件、以及与所述第二接触材料层接触的第三接触件。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的装置，其特征在于，所述半导体柱是纳米线。