[发明专利]半导体器件的金属栅结构

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

基板，包括第一有源区、第二有源区、以及插入所述第一有源区和所述第二有源区之间具有第一宽度的隔离区；

P-金属栅电极，在所述第一有源区之上并且延伸超过所述隔离区的所述第一宽度的至少2/3；以及

N-金属栅电极，在所述第二有源区之上并且延伸不超过所述第一宽度的1/3，所述N-金属栅电极电连接至所述隔离区之上的所述P-金属栅电极。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一宽度的范围从0.1μm至0.3μm，其中，所述P-金属栅电极包括P-功函数金属层，其中，所述P-功函数金属层的厚度范围从30埃至80埃。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述P-功函数金属层为TiN。

4.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述P-功函数金属层包括选自TiN、WN、TaN、或Ru组中的材料，其中，所述P-金属栅电极进一步包括在所述P-功函数金属层之上的第一信号金属层，其中，所述P-金属栅电极进一步包括插入所述P-功函数金属层和所述第一信号金属层之间的N-功函数金属层。

5.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述P-金属栅电极进一步包括围绕所述P-功函数金属层的第一势垒层，其中，所述N-金属栅电极包括N-功函数金属层。

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，所述N-功函数金属层的厚度范围从30埃至80埃，其中，所述N-功函数金属层为TiAl。

7.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，所述N-功函数金属层包括选自Ti、Ag、Al、TiAl、TiAlN、TaC、TaCN、TaSiN、Mn、或Zr组中的材料，其中，所述N-金属栅电极进一步包括在所述N-功函数金属层之上的第二信号金属层，其中，所述N-金属栅电极进一步包括围绕所述N-功函数金属层的第二势垒层。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述P-金属栅电极包括第一信号金属层，以及所述N-金属栅电极包括第二信号金属层，其中，所述第一信号金属层的第一厚度小于所述第二信号金属层的第二厚度。

9.一种在基板之上制造金属栅结构的方法，所述基板包括第一有源区、第二有源区、以及插入所述第一有源区和所述第二有源区之间具有第一宽度的隔离区，所述方法包括：

在所述第一有源区之上的电介质层中形成第一开口，所述第一开口延伸超过所述隔离区的所述第一宽度的至少2/3；

用P-功函数金属层部分地填充所述第一开口；

在所述第二有源区之上邻近所述电介质层中的所述第一开口形成第二开口，所述第二开口延伸不超过所述隔离区的所述第一宽度的1/3；

在所述第一开口和所述第二开口中沉积N-功函数金属层，从而，所述N-功函数金属层在所述第一开口中的所述P-功函数金属层之上；

在所述第一开口和所述第二开口中的所述N-功函数金属层之上沉积信号金属层；以及

平面化所述信号金属层。

10.根据权利要求9所述的半导体器件，其中，所述第一宽度的范围从0.1μm至0.3μm，其中，所述P-功函数金属层包括选自TiN、WN、TaN、或Ru组中的材料，其中，所述N-功函数金属层包括选自Ti、Ag、Al、TiAl、TiAlN、TaC、TaCN、TaSiN、Mn、或Zr组中的材料。