[发明专利]栅极结构、半导体器件以及形成半导体器件的方法

说明书

本发明的实施例提供了一种栅极结构、一种半导体器件以及形成半导体器件的方法。在各个实施例中，栅极结构包括栅极堆叠件和位于栅极堆叠件的侧壁上面的掺杂的间隔件。栅极堆叠件包含掺杂的功函数金属(WFM)堆叠件和位于掺杂的WFM堆叠件上面的金属栅电极。

技术领域

本发明的实施例涉及半导体领域，更具体地涉及栅极结构、半导体器件以及形成半导体器件的方法。

背景技术

半导体工业已经经历了指数增长，朝着更高的密度和器件性能以及更低的成本的目标不断发展。除了诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的传统的平面晶体管之外，已经开发了诸如鳍状场效应晶体管(FinFET)的各种非平面晶体管或三维(3D)晶体管，以实现更高的器件密度以及优化器件功效。平面和3D FET两者的制造都专注于尺寸按比例缩小以增加半导体器件的封装密度。

随着对于平面和3D FET的高密度集成的增强的需求，迫切需要不断完善FinFET的制造方法，以获得更加加强的半导体结构。

发明内容

本发明的实施例提供了一种栅极结构，包括：栅极堆叠件，包括：掺杂的功函数金属(WFM)堆叠件；和金属栅电极，位于所述掺杂的功函数金属堆叠件上面；以及掺杂的间隔件，位于所述栅极堆叠件的侧壁上面。

本发明的实施例还提供了一种半导体器件，包括：衬底，具有源极区域和漏极区域；栅极堆叠件，位于介于所述源极区域和所述漏极区域之间的衬底上面，所述栅极堆叠件包括：掺杂的栅极氧化物层；掺杂的功函数金属(WFM)堆叠件，位于所述掺杂的栅极氧化物层上面；和金属栅电极，位于所述掺杂的功函数金属堆叠件上面；掺杂的氧化物层，位于所述衬底的表面上面；以及掺杂的间隔件，位于所述掺杂的氧化物层上面并且位于所述栅极堆叠件的侧壁上面。

本发明的实施例还提供了一种形成半导体器件的方法，所述方法包括：在衬底上面形成氧化物层，所述衬底具有源极区域和漏极区域；形成第一栅极堆叠件和间隔件，其中，所述第一栅极堆叠件位于介于所述源极区域和所述漏极区域之间的衬底上面，并且所述间隔件位于所述第一栅极堆叠件的侧壁上面；掺杂所述氧化物层和所述间隔件，以形成掺杂的氧化物层和掺杂的间隔件；在所述衬底上面并且在所述掺杂的间隔件之间形成功函数金属(WFM)堆叠件；热处理所述掺杂的间隔件和所述掺杂的氧化物层，以形成掺杂的功函数金属堆叠件；以及在所述掺杂的功函数金属堆叠件上面形成金属栅电极，以形成第二栅极堆叠件。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以最佳地理解本发明的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。

图1是根据一些实施例的半导体器件的截面图。

图2是根据一些其他实施例的另一半导体器件的截面图。

图3是根据又一些实施例的又一半导体器件的截面图。

图4是根据一些实施例的形成半导体器件的工艺流程。

图5A至图5F是根据一些实施例的形成半导体器件的方法的中间阶段的截面图。

具体实施方式

以下公开内容提供了许多不同实施例或实例，用于实现所提供主题的不同特征。以下将描述组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅是实例并且不意欲限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例，也可以包括形成在第一部件和第二部件之间的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。而且，本发明在各个实例中可以重复参考数字和/或字母。这种重复仅是为了简明和清楚，其自身并不表示所论述的各个实施例和/或配置之间的关系。