[发明专利]一种半导体器件及其制造方法

摘要

一种半导体器件及其制造方法，所述方法在栅极替代工艺(Replacement gate或Gate last)制备CMOS晶体管过程中，利用快速退火将超薄的原子单层结构的高k介质材料形成含有衬底成分的更高元的高k界面层，并在其上形成更高介电常数的高k栅介质层及金属栅极层，这种结构的器件，一方面，有效减小了器件的EOT，另一方面，优化了的高k界面层有效阻挡在高温处理情况下来自其上层的高k栅介质层中的原子的扩散，从而避免了界面层生长和载流子迁移率的退化，还进一步改善了介电常数高的高k栅介质层直接和衬底接触产生的高的界面态和界面粗糙的问题，从而有效提高了器件的整体性能。

主权项

一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：A.提供具有第一区域和第二区域的半导体衬底，其中所述第一区域与所述第二区域由隔离区相互隔离；B.在所述半导体衬底上分别形成属于第一区域和第二区域的假栅氧化物层、假栅及其侧墙，以及在所述半导体衬底中分别形成属于第一区域和第二区域的源极区和漏极区，并覆盖所述第一和第二区域的源极区、漏极区以及第一区域和第二区域的隔离区形成内层介电层；C.去除所述第一区域和第二区域的假栅和假栅氧化物层，以形成第一开口和第二开口；D.所述第一开口和第二开口中形成含有衬底成分的属于第一区域的第一高k界面层和属于第二区域的第二高k界面层；E.在第一高k界面层上形成第一高k栅介质层，在第二高k界面层上形成第二高k栅介质层，其中，所述第一高k栅介质层和第二高k栅介质层的介电常数分别高于所述第一高k界面层和第二高k界面层的介电常数；F.在第一高k栅介质层上形成第一金属栅极层，在第二高k栅介质层上形成第二金属栅极层；G.对所述器件进行加工，以分别形成属于第一区域的第一栅堆叠和属于第二区域的第二栅堆叠。