[发明专利]具有双功函数栅极结构的半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

本体，包括第一结区；

柱体，设置在本体之上并且包括垂直沟道区和垂直沟道区之上的第二结区；

栅极沟槽，暴露柱体的侧表面；

栅极电介质层，提供在栅极沟槽中和柱体的侧表面之上；以及

栅电极，提供在栅极沟槽中，其中栅极电介质层插入在栅电极和栅极沟槽之间，

其中栅电极包括：

第一功函数内衬，位于垂直沟道区之上并且包括含铝金属氮化物；

第二功函数内衬，位于第二结区之上并且包括含硅非金属材料；以及

空气间隙，设置在第二功函数内衬与第二结区之间。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：

位线沟槽，形成在本体中；

位线，提供在位线沟槽中并且电耦接至第一结区；

位线遮盖层，覆盖位线的顶表面和侧表面；以及

存储元件，电耦接至第二结区。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中第一功函数内衬包括具有比第二功函数内衬高的功函数的材料。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，第一功函数内衬包括氮化铝钛TiAlN，以及

其中，第二功函数内衬包括掺杂N型杂质的多晶硅。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中栅电极还包括：

第一低电阻率电极，提供在第一功函数内衬之上；以及

第二低电阻率电极，位于第二功函数内衬之上。

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，第二低电阻率电极包括与第二功函数内衬不反应的材料。

7.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，第一低电阻率电极包括与第二功函数内衬不反应的无氟材料。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中栅电极包括：

主体；以及

来自主体的一对第一分支部和第二分支部，

其中主体沿第一方向延伸，

其中，所述一对第一分支部和第二分支部中的每个沿不同于第一方向的第二方向延伸，以及

其中，主体、第一分支部和第二分支部分别形成在柱体的第一侧表面、第二侧表面和第三侧表面之上。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中栅电极还包括：

第一低电阻率电极，覆盖第一功函数内衬的侧表面；

第二低电阻率电极，覆盖第二功函数内衬的侧表面；以及

上阻碍物，设置在第二功函数内衬与第二低电阻率电极之间。

10.根据权利要求9所述的半导体器件，其中，第一低电阻率电极包括与第二功函数内衬不反应的材料，以及

其中，第二低电阻率电极包括与第二功函数内衬反应的材料。

11.根据权利要求1所述的半导体器件，其中栅电极还包括：

第一低电阻率电极，覆盖第一功函数内衬的侧表面；

下阻碍物，设置在第一功函数内衬与第一低电阻率电极之间；

第二低电阻率电极，覆盖第二功函数内衬的侧表面；以及

上阻碍物，设置在第二功函数内衬与第二低电阻率电极之间。

12.根据权利要求11所述的半导体器件，其中，第一低电阻率电极和第二低电阻率电极包括与第二功函数内衬反应的材料。