[发明专利]用于半导体器件的栅极堆叠的制造方法

摘要

提供了一种用于半导体器件的栅极堆叠的制造方法。此方法包括：沉积多个栅极堆叠形成层于半导体表面上；依照预期的栅极堆叠的尺寸图案化附加栅极层，露出金属层的上表面；将功函数调控杂质从金属层露出的上表面掺入该金属层中且掺入该图案化的附加栅极层中；在掺入功函数调控杂质之后，以图案化的附加栅极层作为硬掩模，图案化金属层及该栅极绝缘层以形成栅极堆叠；移除该附加栅极层；以及在移除该附加栅极层之后，降低该源极区及该漏极区中所述功函数调控杂质的浓度。采用本申请的方案，通过在金属层中掺入具有在器件的源极区及漏极区之间变化的浓度轮廓的杂质，来调控包括金属层及栅极绝缘层的栅极堆叠的有效功函数。

主权项

1.一种用于半导体器件的栅极堆叠的制造方法，该半导体器件包括在源极区及漏极区之间延伸的沟道区，该方法包括：沉积多个栅极堆叠形成层于半导体表面上，所述栅极堆叠形成层包括位于该半导体表面上的栅极绝缘层、金属层及位于该金属层的上表面上的附加栅极层，其中该金属层包括Mo、Ru、TaC或W；依照预期的该栅极堆叠的尺寸图案化该附加栅极层，露出该金属层的该上表面；将功函数调控杂质从该金属层露出的该上表面掺入该金属层中且掺入该图案化的附加栅极层中，其中该图案化的附加栅极层遮挡一部分该金属层免于掺入所述功函数调控杂质，且其中所述功函数调控杂质包括用于n型调控的As、P、Sb或Te或是用于p型调控的Al或B，其中通过第一倾斜离子注入工艺以第一方向将所述功函数调控杂质从该金属层露出的该上表面掺入该金属层中且掺入该图案化的附加栅极层中，且通过第二倾斜离子注入工艺以不同于第一方向的第二方向将所述功函数调控杂质从该金属层露出的该上表面掺入该金属层中且掺入该图案化的附加栅极层中，并且在所述第二倾斜离子注入工艺中所使用的剂量不同于所述第一倾斜离子注入工艺中所使用的剂量；在掺入所述功函数调控杂质之后，以该图案化的附加栅极层作为硬掩模，图案化该金属层及该栅极绝缘层以形成栅极堆叠，该栅极堆叠包括该栅极绝缘层、该金属层及该附加栅极层的剩余部分，其中该金属层的剩余部分包含所述功函数调控杂质，其具有从该源极区至该漏极区沿着该金属层的长度而变化的浓度轮廓，且其中该栅极堆叠在该源极区具有第一有效功函数，在朝向该沟道区的中央处具有第二有效功函数，及在该漏极区具有第三有效功函数，该第二有效功函数不同于该第一有效功函数和第三有效功函数；移除该附加栅极层；以及在移除该附加栅极层之后，降低该源极区及该漏极区中所述功函数调控杂质的浓度。