[发明专利]具有双功函数金属栅的互补场效应晶体管及其制造方法

摘要

本发明涉及一种具有双功函数金属栅的互补场效应晶体管的制造方法，互补场效应晶体管包括第一晶体管，第二晶体管，用于隔离第一晶体管和第二晶体管的隔离结构，其特征在于，包括在衬底上沉积栅介质层；在栅介质层上沉积第一导电材料层；以及在第一导电材料层上对应于第一晶体管的位置处形成第二导电材料层，并在对应于第二晶体管的位置处形成第三导电材料层，其中，第二导电材料层具有低于第三导电材料层的第三功函数的第二功函数。此外，本发明还涉及一种具有双功函数金属栅的互补场效应晶体管。通过本发明的技术方案，可以通过简单的工艺来实现双功函数金属栅，从而实现了CMOS的大的饱和电流并降低了阈值电压。

主权项

一种具有双功函数金属栅的互补场效应晶体管的制造方法，所述互补场效应晶体管包括第一晶体管，第二晶体管，用于隔离所述第一晶体管和所述第二晶体管的隔离结构，其特征在于，包括：在衬底上沉积栅介质层，所述栅介质层包括依次形成的界面层和主高k层，所述界面层的厚度在之间，所述主高k层的厚度在2‑4nm之间；在所述栅介质层上沉积第一导电材料层；以及在所述第一导电材料层上对应于所述第一晶体管的位置处形成第二导电材料层，并在对应于所述第二晶体管的位置处形成第三导电材料层，包括：在所述第一导电材料层上沉积所述第三导电材料层；刻蚀对应于所述第一晶体管的位置处的所述第三导电材料层；以及在具有所述第三导电材料层的第一导电材料层上沉积所述第二导电材料层；或，在所述第一导电材料层上沉积所述第二导电材料层；刻蚀对应于所述第二晶体管的位置处的所述第二导电材料层；以及在具有所述第二导电材料层的第一导电材料层上沉积所述第三导电材料层；其中，所述第二导电材料层具有低于所述第三导电材料层的第三功函数的第二功函数；所述第一导电材料层由具有带中功函数的材料形成；所述第一晶体管为NMOS器件以及第二晶体管为PMOS器件；所述第二导电材料层由Ti、Al、TiAl或TiNx制成，其中，0<x<1；所述第三导电材料层包括以下材料中的一种或其叠层：Ni、Pt、Ir、TiNx、TaNx、MoNx、含有O的TiN、含有O的TaN、和含有O的MoN，其中x>1；在对应于所述第二晶体管的位置处形成第三导电材料层进一步包括：以物理气相沉积、化学气相沉积或单原子沉积的方式沉积所述第三导电材料；以及在氮气或氧气的环境下退火；或，以物理气相沉积、化学气相沉积或单原子沉积的方式沉积所述第三导电材料；以及对所述第三导电材料进行氮离子注入或氧离子注入，或者对所述第三导电材料进行氮氧等离子体轰击；或，以金属有机化学气相淀积的方式形成所述第三导电材料层。