[发明专利]半导体器件及其形成方法

说明书

本发明的实施例涉及一种半导体器件及其形成方法。一种半导体器件包括第一栅极结构，第一栅极结构包括第一界面层、设置在第一界面层上方的第一栅极介电层，以及设置在第一栅极介电层上方的第一栅电极。半导体器件还包括第二栅极结构，第二栅极结构包括第二界面层、设置在第二界面层上方的第二栅极介电层，以及设置在第二栅极介电层上方的第二栅电极。第一界面层包含与第二界面层不同量的偶极材料。

技术领域

本发明的实施例涉及一种半导体器件及其形成方法。

背景技术

半导体集成电路(IC)行业经历了指数增长。IC材料和设计方面的技术进步已经产生了几代IC，其中每一代都比前一代具有更小、更复杂的电路。在IC发展的过程中，功能密度(即，每个芯片区域的互连器件的数量)通常增加了，而几何尺寸(即，可以使用制造工艺产生的最小组件(或线))减小了。这种按比例缩小的过程通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供收益。这种缩小也增加了处理和制造IC的复杂性。

例如，可以通过增加栅电极的不同功函数金属的厚度来调整常规器件中的阈值电压。然而，随着器件缩小工艺的继续，增加不同功函数金属的厚度可能变得不可行和/或可能导致各种制造困难。

因此，尽管常规的调节阈值电压的方法通常已经足够了，但是它们并不是在所有方面都令人满意。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：衬底；界面层，形成在衬底上方，其中，界面层具有偶极穿透部分；栅极介电层，形成在界面层上方；以及金属栅电极，形成在栅极介电层上方。

根据本发明的另一个方面，提供了一种半导体器件，包括：第一栅极结构，包括第一界面层、设置在第一界面层上方的第一栅极介电层和设置在第一栅极介电层上方的第一栅电极；以及第二栅极结构，包括第二界面层、设置在第二界面层上方的第二栅极介电层和设置在第二栅极介电层上方的第二栅极；其中，第一界面层包含与第二界面层不同量的偶极材料。

根据本发明的又一个方面，提供了一种形成半导体器件的方法，包括：在用于第一栅极结构的第一界面层上方和用于第二栅极结构的第二界面层上方形成掩模层；图案化掩模层以去除形成在第一界面层上方的掩模层的部分；形成偶极层，其中，偶极层的第一部分直接形成在第一界面层上，并且其中，偶极层的第二部分形成在设置在第二界面层上方的掩模层的剩余部分上；以及执行偶极驱动工艺以将偶极层的材料驱动到第一界面层和第二界面层中。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1A是根据本公开的各个方面的IC器件的立体图。

图1B是根据本公开的各个方面的IC器件的平面俯视图。

图2A至图21A、图2B至图21B、图2C至图21C、图2D至图21D、图2E至图21E和图2F至图21F以及图22至图23是根据本公开的各个方面的处于各个制造阶段的IC器件的各个实施例的截面图。

图24是示出根据本公开的各个方面的制造半导体器件的方法的流程图。

具体实施方式

以下公开内容提供了许多用于实现本发明的不同特征不同的实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实施例或实例以简化本发明。当然，这些仅是实例而不旨在限制。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本发明可以在各个示例中重复参考数字和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。