[发明专利]一种半导体结构及其制作方法

权利要求书

1.一种半导体结构，其特征在于，所述半导体结构包括：

P型衬底；

位于所述P型衬底之上的介质层；

位于所述介质层之上的高k材料层；

位于所述高k材料层之上的金属栅层；

以及位于所述金属栅层之上的高功函数层，其中，所述高功函数层所用材料的功函数大于所述金属栅层所用材料的功函数。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述高功函数层包括一层或一层以上结构，至少一层所述结构所用材料的功函数大于所述金属栅层所用材料的功函数。

3.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述金属栅层的厚度为1至5nm。

4.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述高功函数层的厚度为2至15nm。

5.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述高功函数层采用铂，金，铍，铱，镍，钌或者掺杂氮或氧的TiN、TaN、MoN、HfN、TaAlN、MoAlN、HfAlN、TaC、HfC、TaSiC、HfSiC、W、Mo中的一种或者几种的组合。

6.根据权利要求1-5任一项所述的半导体结构，其特征在于，所述金属栅层采用TiN、TaN、MoN、HfN、TaAlN、MoAlN、HfAlN、TaC、HfC、TaSiC、HfSiC、铱、镍、钌、钨、钼等中的一种或者几种的组合。

7.一种半导体结构的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

提供P型衬底；

在所述P型衬底上形成介质层；

在所述介质层之上沉积高k材料层；

在所述高k材料层之上制作金属栅层；

在所述金属栅层之上形成高功函数层，其中所述高功函数层所用材料的功函数大于所述金属栅层所用材料的功函数。

8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述金属栅层的厚度为1至5nm。

9.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述高功函数层的厚度为2至15nm。

10.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述高功函数层采用铂，金，铍，铱，镍，钌或者掺杂氮或氧的TiN、TaN、MoN、HfN、TaAlN、MoAlN、HfAlN、TaC、HfC、TaSiC、HfSiC、W、Mo中的一种或者几种的组合。

11.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述在所述金属栅层之上形成高功函数层，包括：

在所述金属栅层之上形成第一高功函数层；

在所述第一高功函数层之上形成第二高功函数层；其中，所述第一高功函数层所用材料的功函数大于所述金属栅层所用材料的功函数，和/或，所述第二高功函数层所用材料的功函数大于所述金属栅层所用材料的功函数。

12.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述在所述金属栅层之上形成高功函数层包括：

在所述金属栅层之上形成伪高功函数层，在氮气或氧气气氛中对所述伪高功函数层进行退火处理或者采用离子注入方法向所述伪高功函数层内注入氮或氧，或者采用氮或氧等离子体轰击所述伪高功函数层，以使所述伪高功函数层转变为高功函数层。

13.根据权利要求7-12任一项所述的制作方法，其特征在于，所述金属栅层采用TiN、TaN、MoN、HfN、TaAlN、MoAlN、HfAlN、TaC、HfC、TaSiC、HfSiC、铱、镍、钌、钨、钼等中的一种或者几种的组合。

14.一种半导体结构的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

提供P型衬底；

在所述P型衬底之上形成介质层；

在所述介质层之上沉积高k材料层；

在所述高k材料层之上制作金属栅层；

对所述金属栅层的上层部分掺杂氮或氧，以使所述金属栅层的上层部分的材料的功函数大于所述金属栅层的下层部分的材料的功函数。

15.根据权利要求14所述的制作方法，其特征在于，所述金属栅层的厚度为3至20nm。

16.根据权利要求14所述的制作方法，其特征在于，所述金属栅层的上层部分的厚度大于所述金属栅层的下层部分的厚度。