一种具有不对称功函数金属层的半导体元件制造技术

本发明专利技术公开一种具有不对称功函数金属层的半导体元件，该半导体元件主要包含一金属栅极设于一基底上，该金属栅极包含一第一功函数金属层，其中该第一功函数金属层又包含一第一垂直部分、一第二垂直部分，以及一第一水平部分连接该第一垂直部分以及该第二垂直部分。在本实施例中第一垂直部分以及第二垂直部分较佳包含不同高度。

A semiconductor device with asymmetric work function metal layer

【技术实现步骤摘要】
一种具有不对称功函数金属层的半导体元件
本专利技术涉及一种半导体元件，尤其是涉及一种具有不对称功函数金属层的半导体元件。
技术介绍
在现有半导体产业中，多晶硅系广泛地应用于半导体元件如金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor，MOS)晶体管中，作为标准的栅极填充材料选择。然而，随着MOS晶体管尺寸持续地微缩，传统多晶硅栅极因硼穿透(boronpenetration)效应导致元件效能降低，及其难以避免的空乏效应(depletioneffect)等问题，使得等效的栅极介电层厚度增加、栅极电容值下降，进而导致元件驱动能力的衰退等困境。因此，半导体业界更尝试以新的栅极填充材料，例如利用功函数(workfunction)金属来取代传统的多晶硅栅极，用以作为匹配高介电常数(High-K)栅极介电层的控制电极。然而，在现今金属栅极晶体管制作过程中，特别是制作具有不同尺寸的金属栅极晶体管时随着线宽的降低多层功函数金属层以及其他金属材料时常无法顺利填入较小尺寸的凹槽内形成金属栅极并影响元件效能。因此如何改良现今制作工艺以解决上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体元件，其特征在于，包含：/n金属栅极，设于基底上，该金属栅极包含：/n第一功函数金属层，其中该第一功函数金属层包含：/n第一垂直部分；/n第二垂直部分，其中该第一垂直部分以及该第二垂直部分包含不同高度；以及/n第一水平部分，连接该第一垂直部分以及该第二垂直部分。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体元件，其特征在于，包含：
金属栅极，设于基底上，该金属栅极包含：
第一功函数金属层，其中该第一功函数金属层包含：
第一垂直部分；
第二垂直部分，其中该第一垂直部分以及该第二垂直部分包含不同高度；以及
第一水平部分，连接该第一垂直部分以及该第二垂直部分。


2.如权利要求1所述的半导体元件，另包含：
源极/漏极区域，设于该金属栅极两侧；
层间介电层，环绕该金属栅极；以及
硬掩模，设于该金属栅极上，其中该硬掩模上表面切齐该层间介电层上表面。


3.如权利要求2所述的半导体元件，其中该金属栅极包含：
高介电常数介电层，设于该基底上；
第二功函数金属层，设于该第一功函数金属层上；以及
低阻抗金属层，设于该第二功函数金属层上。


4.如权利要求3所述的半导体元件，其中该第一功函数金属层包含P型功函数金属层且该第二功函数金属层包含N型功函数金属层。


5.如权利要求3所述的半导体元件，其中该第二功函数金属层包含：
第三垂直部分；
第四垂直部分；以及
第二水平部分，连接该第三垂直部分以及该第四垂直部分。


6.如权利要求5所述的半导体元件，其中该第三垂直部分上表面切齐该第四垂直部分上表面以及该低阻抗金属层上表面。


7.如权利要求5所述的半导体元件，其中该第三垂直部分以及该第四垂直部分包含不同高度。


8.如权利要求5所述的半导体元件，其中该第三垂直部分上表面低于该低阻抗金属层表面且该第四垂直部分上表面切齐该低阻抗金属层上表面。


9.一种半导体元...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏柏文，黄文彦，赖冠颖，吕水烟，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71