[发明专利]CMOS器件及调节CMOS器件阈值的方法

说明书

本发明提供了一种CMOS器件及调节CMOS器件阈值的方法。该方法包括以下步骤：S1，提供衬底，衬底包括NMOS区域和PMOS区域，NMOS区域至少具有第一鳍片和第二鳍片，PMOS区域至少具有第三鳍片和第四鳍片；S2，在衬底上顺序形成第一阻挡层和第一功函数层，第一阻挡层覆盖于NMOS区域和PMOS区域之上，第一功函数层位于第一阻挡层的不与第一鳍片和第二鳍片对应的表面上；S3，顺序形成第二功函数层和第二阻挡层，第二功函数层覆盖第一阻挡层和第一功函数层设置，第二阻挡层覆盖第二功函数层设置，第二阻挡层对应第一鳍片和第二鳍片的位置具有不同厚度，且第二阻挡层对应第三鳍片和第四鳍片的位置具有不同厚度。

技术领域

本发明涉及半导体集成技术领域，具体而言，涉及一种CMOS器件及调节CMOS器件阈值的方法。

背景技术

调节高K金属栅CMOS器件阈值的现有方法包括：在形成NMOS和PMOS的金属栅叠层的工艺中，先顺序沉积阻挡层和PMOS功函数层(PMOS WFL)，然后去除NMOS区域上的PMOSWFL，并调整NMOS区域上的阻挡层的厚度，以调节NMOS阈值，之后再调整PMOS区域上的PMOSWFL的厚度，以调节PMOS阈值，最后再沉积NMOS功函数层(NMOS WFL)。

然而，由于在上述现有的方法中，无论是NMOS还是PMOS，其金属栅功函数阈值的厚度调节都基于阻挡层和PMOS WFL的TiN_x基材料的腐蚀，厚度区分范围小，可控性差，并且临近界面容易造成对沟道的工艺损伤。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种CMOS器件及调节CMOS器件阈值的方法，以解决现有技术中CMOS器件阈值调节工艺存在可控性差且临近界面容易造成对沟道的工艺损伤的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种调节CMOS器件阈值的方法，包括以下步骤：S1，提供衬底，衬底包括NMOS区域和PMOS区域，NMOS区域至少具有第一鳍片和第二鳍片，PMOS区域至少具有第三鳍片和第四鳍片；S2，在衬底上顺序形成第一阻挡层和第一功函数层，第一阻挡层覆盖于NMOS区域和PMOS区域之上，第一功函数层位于第一阻挡层的不与第一鳍片和第二鳍片对应的表面上；S3，顺序形成第二功函数层和第二阻挡层，第二功函数层覆盖第一阻挡层和第一功函数层设置，第二阻挡层覆盖第二功函数层设置，第二阻挡层对应第一鳍片和第二鳍片的位置具有不同厚度，且第二阻挡层对应第三鳍片和第四鳍片的位置具有不同厚度。

进一步地，形成第一功函数层的步骤包括：在第一阻挡层上沉积形成第一功函数预备层；去除第一功函数预备层中对应第一鳍片和第二鳍片的部分，得到第一功函数层。

进一步地，形成第二阻挡层的步骤包括：在第二功函数层上沉积形成第二阻挡预备层；减薄第二阻挡预备层中对应于第一鳍片和第三鳍片的部分，以得到第二阻挡层。

进一步地，去除部分第二阻挡层的工艺选自干法腐蚀、湿法腐蚀、灰化和剥离中的任一种。

进一步地，NMOS区域具有包括第一鳍片和第二鳍片在内的至少三个鳍体结构，PMOS区域具有包括第三鳍片和第四鳍片在内的至少三个鳍体结构，在步骤S2与步骤S3之间，方法还包括以下步骤：调整对应各鳍体结构的第一阻挡层的厚度，使至少部分鳍体结构上的第一阻挡层的厚度不同，优选采用干法腐蚀、湿法腐蚀、灰化和剥离中的任一种调整第一阻挡层的厚度。

进一步地，形成第一功函数层的材料选自Al、TiAl、TiAl_x、TiAlC_x、TiC_x和TaC_x中的任一种或多种，0.1≤x≤0.9。

进一步地，形成第二功函数层的材料选自TiN、TaN、TiN_x、TaN_x和TiNSi中的任一种或多种，0.1≤x≤0.9。