[发明专利]金属氧化物半导体器件及其制造方法

摘要

本发明公开了一种金属氧化物半导体器件及其制造方法，方法包括：在衬底上形成N型MOSFET区域和P型MOSFET区域；形成超薄栅界面氧化层；形成铁电材料栅介质层、势垒金属层和多晶硅假栅极层以及硬掩膜；形成栅叠层结构，栅极侧墙、N型和P型源/漏延伸区及其源/漏区；淀积氧化物和氮化硅层间介质层并平坦化；去除所述假多晶硅栅极后淀积第一金属栅层；分别对所述第一金属栅进行掺杂；淀积第二金属栅层。该金属氧化物半导体器件最后进行退火处理,不仅使界面形成偶极子，调节有效功函数；而且退火过程中金属电极夹持作用，诱发铁电负电容效应的产生，使沟道表面电势得到放大，从而使器件具有超陡的亚阈值斜率和提高的开/关电流比。

主权项

1.一种金属氧化物半导体器件的制作方法，包括：在衬底上形成N型MOSFET区域和P型MOSFET区域，所述MOSFET区域由浅沟槽隔离区分隔开；在所述MOSFET区域上形成界面氧化物层；在所述界面氧化物层上依次形成铁电材料栅介质层、势垒金属层和多晶硅假栅电极层以及硬掩膜；形成栅叠层结构，并围绕所述栅叠层形成栅极侧墙、N型和P型源/漏延伸区及其源/漏区；淀积氧化物和氮化硅层间介质层，并化学机械抛光(CMP)直至露出所述多晶硅假栅电极层表面；去除所述多晶硅假栅电极层后淀积第一金属栅层；分别掩蔽所述N型MOSFET区域或P型MOSFET区域，采用各向同性的等离子体掺杂P型掺杂剂(PMOSFET)或N型掺杂剂(NMOSFET)到所述第一金属栅中；以及淀积第二金属栅层，并化学机械抛光(CMP)直至露出所述氧化物和氮化硅层间介质层；其中，所述P型掺杂剂(PMOSFET)和/或N型掺杂剂(NMOSFET)用于实现各自功函数的调节，也可以采用双金属栅工艺，分别沉积N型功函数金属栅(NMOSFET)和P型功函数金属栅(NMOSFET)来调节CMOSFET功函数。