[发明专利]MOS变容器、栅极堆叠结构及其制造方法

说明书

本发明公开了一种MOS变容器、栅极堆叠结构及其制造方法，涉及半导体技术领域。其中，所述栅极堆叠结构包括：位于衬底中的沟道区上方的高K电介质层；在所述高K电介质层上的P型功函数调节层，所述P型功函数调节层包括在垂直沟道的方向上彼此邻接的第一部分和第二部分，其中所述第一部分的厚度大于所述第二部分的厚度；在所述P型功函数调节层上的N型功函数调节层；在所述N型功函数调节层之上的金属栅极。本发明能够提高MOS变容器的调谐范围。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种用于MOS变容器的栅极堆叠结构及其制造方法、以及包括该栅极堆叠结构的MOS变容器。

背景技术

金属氧化物半导体(MOS)变容器被广泛应用中在射频领域中，其调谐范围越大越好。然而，现有的MOS变容器通常采用用于N沟道金属氧化物半导体(NMOS)器件的栅极堆叠结构，调谐范围比较小。

因此，有必要提出一种新的技术方案，能够提高MOS变容器的调谐范围。

发明内容

本公开的一个实施例的目的在于提出一种新的用于MOS变容器的栅极堆叠结构，能够提高MOS变容器的调谐范围。

本公开的另一个实施例的目的在于提出一种新的MOS变容器。

本公开的又一个实施例的目的在于提出一种新的用于MOS变容器的栅极堆叠结构的制造方法。

根据本公开的一个实施例，提供了一种用于MOS变容器的栅极堆叠结构，包括：位于衬底中的沟道区上方的高K电介质层；在所述高K电介质层上的P型功函数调节层，所述P型功函数调节层包括在垂直沟道的方向上彼此邻接的第一部分和第二部分，其中所述第一部分的厚度大于所述第二部分的厚度；在所述P型功函数调节层上的N型功函数调节层；在所述N型功函数调节层之上的金属栅极。

在一个实施例中，所述P型功函数调节层包括在所述高K电介质层的一部分上的第一TiN层、以及在所述第一TiN层和所述高K电介质层的另一部分上的第二TiN层；所述第一部分包括所述第一TiN层和在所述第一TiN层上的第二TiN层；所述第二部分包括在所述高K电介质层的另一部分上的第二TiN层。

在一个实施例中，所述P型功函数调节层包括在所述高K电介质层的一部分上的第一TiN层、在所述第一TiN层上的TaN层、以及在所述TaN层和所述高K电介质层的另一部分上的第二TiN层；所述第一部分包括所述第一TiN层、在所述第一TiN层上的TaN层和在所述TaN层上的第二TiN层；所述第二部分包括在所述高K电介质层的另一部分上的第二TiN层。

在一个实施例中，所述P型功函数调节层包括在所述高K电介质层的一部分上的第一TiN层、在所述第一TiN层和所述高K电介质层的另一部分上的第二TiN层、以及在所述第二TiN层上的TaN层；所述第一部分包括所述第一TiN层、在所述第一TiN层上的第二TiN层和在该第二TiN层上的TaN层；所述第二部分包括在所述高K电介质层的另一部分上的第二TiN层和在该第二TiN层上的TaN层。

在一个实施例中，所述栅极堆叠结构还包括：在所述N型功函数调节层与所述金属栅极之间的阻挡层。

在一个实施例中，所述N型功函数调节层包括TiAl、TiCAl、TiNAl或TiSiAl。

在一个实施例中，所述第一部分和所述第二部分在垂直沟道的方向上的长度的比值为1/9至9。

在一个实施例中，所述金属栅极的材料包括钨。