[发明专利]具有金属替换栅极的晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种制造晶体管的方法，包括：

去除衬底的掺杂区之上的多晶硅栅极；

在所述衬底之上形成掩模层，以便通过所述掩模层内的孔暴露所述掺杂区；

在所述掩模层的顶表面和侧表面上以及在通过所述孔暴露的所述掺杂区的顶表面上沉积界面层；

在所述界面层上沉积适于以下中的一者或多者的层：降低所述晶体管的阈值电压以及减小所述晶体管的反型层的厚度；以及

在所述掩模层的所述孔内形成导电插塞，

其中所述界面层、所述界面层上的所述层以及所述导电插塞一起作为所述晶体管的替换栅极。

2.根据权利要求1的方法，其中在所述界面层上沉积所述层包括：

在所述界面层上沉积金属层或金属氧化物层，来自所述金属层或所述金属氧化物层的金属扩散到所述界面层中；以及

在所述金属层或所述金属氧化物层上沉积高k介电层。

3.根据权利要求1的方法，其中在所述界面层上沉积所述层包括：

在所述界面层上沉积高k介电层；以及

在所述高k介电层上沉积金属层或金属氧化物层，来自所述金属层或所述金属氧化物层的金属扩散到所述界面层中。

4.根据权利要求1的方法，其中在所述界面层上沉积所述层包括：

在所述界面层上沉积其中已混合有金属的高k介电层，其中所述金属将扩散到所述界面层中。

5.根据权利要求1的方法，其中在所述界面层上沉积所述层导致金属扩散到所述界面层中，所述金属包括镧、镥和铝中的一种。

6.根据权利要求1的方法，其中在所述掩模层的所述孔内形成所述导电插塞包括：

在所述掩模层的所述孔内沉积功函数金属；以及

在所述掩模层的所述孔内的所述功函数金属之上沉积第二金属。

7.根据权利要求1的方法，包括：

去除衬底的p掺杂区之上的第一多晶硅栅极；

去除所述衬底的n掺杂区之上的第二多晶硅栅极；

在所述衬底之上形成掩模层，以便通过所述掩模层内的孔暴露所述p掺杂区和所述n掺杂区；

用第一临时层覆盖所述掩模层内的使所述n掺杂区暴露的所述孔；

在用所述第一临时层覆盖所述掩模层内的使所述n掺杂区暴露的所述孔的同时，在所述掩模层的顶表面和侧表面上以及在通过所述孔暴露的所述p掺杂区的顶表面上沉积第一界面层，并且在所述第一界面层上沉积适于以下中的一者或多者的第一层：降低所述晶体管的阈值电压以及减小所述晶体管的反型层的厚度；

去除所述第一临时层；

用第二临时层覆盖所述掩模层内的使所述p掺杂区暴露的所述孔；

在用所述第二临时层覆盖所述掩模层内的使所述p掺杂区暴露的所述孔的同时，在所述掩模层的顶表面和侧表面上以及在通过所述孔暴露的所述n掺杂区的顶表面上沉积第二界面层，并在所述第二界面层上沉积适于以下中的一者或多者的第二层：降低所述晶体管的阈值电压以及减小所述晶体管的反型层的厚度，所述第二层不同于所述第一层；

去除所述第二临时层；以及

在所述掩模层的每个孔内形成导电插塞，

其中所述第一界面层、所述第一界面层上的所述第一层以及使所述p掺杂区暴露的所述孔内的所述导电插塞作为所述晶体管的用于所述p掺杂区的第一替换栅极，

且其中所述第二界面层、所述第二界面层上的所述第二层以及使所述n掺杂区暴露的所述孔内的所述导电插塞作为所述晶体管的用于所述n掺杂区的第二替换栅极。

8.根据权利要求7的方法，其中所述第一层包括铝，且所述第二层包括镧和镥中的一种。

9.根据权利要求7的方法，其中在所述第一界面层上沉积所述第一层包括：

在所述第一界面层上沉积金属层或金属氧化物层，来自所述金属层或所述金属氧化物层的金属扩散到所述第一界面层中；以及

在所述金属层或所述金属氧化物层上沉积高k介电层。

10.根据权利要求7的方法，其中在所述第一界面层上沉积所述第一层包括：

在所述第一界面层上沉积高k介电层；以及

在所述高k介电层上沉积金属层或金属氧化物层，来自所述金属层或所述金属氧化物层的金属扩散到所述第一界面层中。