[发明专利]多阈值电压鳍式晶体管的形成方法

权利要求书

1.一种多阈值电压鳍式晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供衬底，所述衬底包括第一N型阈值区、第二N型阈值区、第一P型阈值区和第二P型阈值区，所述第一N型阈值区、第二N型阈值区、第一P型阈值区和第二P型阈值区的衬底表面分别具有鳍部；

在所述衬底表面形成隔离层，所述隔离层覆盖所述鳍部的部分侧壁，且所述隔离层表面低于所述鳍部的顶部表面；

在所述隔离层和鳍部表面形成介质层，所述第一N型阈值区的介质层内具有横跨所述鳍部的第一沟槽，所述第二N型阈值区的介质层内具有横跨所述鳍部的第二沟槽，所述第一P型阈值区的介质层内具有横跨所述鳍部的第三沟槽，所述第二P型阈值区的介质层内具有横跨所述鳍部的第四沟槽，所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽分别暴露出部分鳍部的侧壁和顶部表面；

在所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽底部的隔离层和鳍部上形成栅介质层；

在所述第三沟槽内的栅介质层表面形成第一P型功函数层；

在所述第一P型功函数层表面以及第一沟槽、第二沟槽和第四沟槽内的栅介质层表面形成第二P型功函数层；

在所述第一沟槽内的第二P型功函数层上形成第一N型功函数层；

在所述第一N型功函数层以及第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽内的第二P型功函数层上形成第二N型功函数层；

在所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽内的第二N型功函数层表面形成分别填充满所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽的栅极层。

2.如权利要求1所述的多阈值电压鳍式晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一P型功函数层的材料为TiN。

3.如权利要求1所述的多阈值电压鳍式晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一P型功函数层的形成步骤包括：在所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽内的栅介质层表面形成第一P型功函数膜；在所述第一P型功函数膜表面形成第一图形化层，所述第一图形化层覆盖第三沟槽内的第一P型功函数膜；以所述第一图形化层为掩膜，刻蚀所述第一P型功函数膜，直至暴露出所述栅介质层表面为止，形成所述第一P型功函数层；在刻蚀所述第一P型功函数膜之后，去除所述第一图形化层。

4.如权利要求1所述的多阈值电压鳍式晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二P型功函数层的材料为TiN。

5.如权利要求1所述的多阈值电压鳍式晶体管的形成方法，其特征在于，还包括：在形成所述第二P型功函数层之后，形成第一N型功函数层之前，在所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽内的第二P型功函数层表面形成阻挡层。

6.如权利要求5所述的多阈值电压鳍式晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一N型功函数层的形成步骤包括：在所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽内的阻挡层表面形成第一N型功函数膜；在所述第一N型功函数膜表面形成第二图形化层，所述第二图形化层覆盖第一沟槽内的第一N型功函数膜；以所述第二图形化层为掩膜，刻蚀所述第一N型功函数膜，直至暴露出所述阻挡层表面为止，形成第一N型功函数层。

7.如权利要求1所述的多阈值电压鳍式晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一N型功函数层的材料为TiAlC或TiAl。

8.如权利要求1所述的多阈值电压鳍式晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二N型功函数层的材料为TiAlC或TiAl。

9.如权利要求1所述的多阈值电压鳍式晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅极层的形成步骤包括：在所述介质层上和第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽内的第二N型功函数层表面形成栅极膜，所述栅极膜填充满所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽；平坦化所述栅极膜直至暴露出所述介质层表面为止，形成所述栅极层。

10.如权利要求1所述的多阈值电压鳍式晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅极层的材料为钨、铝或铜。