PMOS和NMOS的集成结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种PMOS和NMOS的集成结构，PMOS具有第一栅极结构，NMOS具有第二栅极结构；第一栅极结构包括栅介质层、第一功函数层和金属栅；第二栅极结构包括栅介质层、第二功函数层和金属栅；第一功函数层由第一镍层组成；第二功函数层由镍钽合金层组成，镍钽合金层由第一镍层和形成于第一镍层表面的第二钽层在热退火处理作用下金属互相扩散形成。本发明专利技术还公开了一种PMOS和NMOS的集成结构的制造方法。本发明专利技术不需要对第一功函数层进行刻蚀，能减少对栅介质层的破坏，提高制程工艺窗口，还能降低工艺复杂性。

【技术实现步骤摘要】
PMOS和NMOS的集成结构及其制造方法
本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别涉及一种PMOS和NMOS的集成结构。本专利技术还涉及一种PMOS和NMOS的集成结构的制造方法。
技术介绍
HKMG具有高介电常数(HK)的栅介质层以及金属栅(MG)，故本领域中通常缩写为HKMG。现有28HKMG即28nm技术节点的HKMG制程中使用NRG制程来调控NFET即NMOS和PFET即PMOS的栅极金属层功函数，NRG制程表示需要去除NFET区域上的P型栅极金属层功函数层对应的制程，最后实现NMOS和PMOS的功函数的调节并调节器件的对应的阈值电压(Vt)，实现阈值电压平衡。现有技术中，NMOS的功函数层的金属材料为TiAl，PMOS的功函数层的金属材料为TiN，采用NRG制程后，TiAL也会形成在TiN上，PMOS的功函数层为TiN和TiAl的叠加结构。NRG在刻蚀(Etch)吃NFET区域的TiN层的过程中，可能对HK及界面层(ILlayer)的完整性造成破坏，减小制程窗口。下面结合附图详细说明现有方法：如图1所示，是现有PMOS和NMOS的集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PMOS和NMOS的集成结构，其特征在于：PMOS具有第一栅极结构，NMOS具有第二栅极结构；/n所述第一栅极结构包括栅介质层、第一功函数层和金属栅；/n所述第二栅极结构包括栅介质层、第二功函数层和金属栅；/n所述第一功函数层由第一镍层组成；/n所述第二功函数层由镍钽合金层组成，所述镍钽合金层由所述第一镍层和形成于所述第一镍层表面的第二钽层在热退火处理作用下金属互相扩散形成；/n所述第二钽层仅形成于所述NMOS的形成区域中，所述第一镍层具有同时形成于所述PMOS和所述NMOS的形成区域中的未经刻蚀的完整结构并使所述第一镍层同时作为底部的对应的栅介质层的保护结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种PMOS和NMOS的集成结构，其特征在于：PMOS具有第一栅极结构，NMOS具有第二栅极结构；
所述第一栅极结构包括栅介质层、第一功函数层和金属栅；
所述第二栅极结构包括栅介质层、第二功函数层和金属栅；
所述第一功函数层由第一镍层组成；
所述第二功函数层由镍钽合金层组成，所述镍钽合金层由所述第一镍层和形成于所述第一镍层表面的第二钽层在热退火处理作用下金属互相扩散形成；
所述第二钽层仅形成于所述NMOS的形成区域中，所述第一镍层具有同时形成于所述PMOS和所述NMOS的形成区域中的未经刻蚀的完整结构并使所述第一镍层同时作为底部的对应的栅介质层的保护结构。


2.如权利要求1所述的PMOS和NMOS的集成结构，其特征在于：所述栅介质层包括高介电常数层，所述第一镍层和所述高介电常数层之间还具有由TiN组成的底部阻障层。


3.如权利要求2所述的PMOS和NMOS的集成结构，其特征在于：所述栅介质层还包括界面层，所述界面层位于所述高介电常数层和半导体衬底之间。


4.如权利要求3所述的PMOS和NMOS的集成结构，其特征在于：所述界面层的材料包括氧化硅。


5.如权利要求2所述的PMOS和NMOS的集成结构，其特征在于：所述高介电常数层的材料包括氮化硅，三氧化二铝，五氧化二钽，氧化钇，硅酸铪氧化合物，二氧化铪，氧化镧，二氧化锆，钛酸锶，硅酸锆氧化合物。


6.如权利要求2所述的PMOS和NMOS的集成结构，其特征在于：所述第一栅极结构中，所述第一功函数层和所述金属栅之间还具有盖帽层；
所述第二栅极结构中，所述第二功函数层和所述金属栅之间也具有所述盖帽层。


7.如权利要求6所述的PMOS和NMOS的集成结构，其特征在于：所述盖帽层的材料为TiN；所述金属栅的材料包括铝。


8.如权利要求1所述的PMOS和NMOS的集成结构，其特征在于：所述PMOS和所述NMOS的集成结构的技术节点为28nm以下。


9.一种PMOS和NMOS的集成结构的制造方法，其特征在于：采用如下步骤形成PMOS的第一栅极结构和NMOS的第二栅极结构：
步骤一、同时在所述PMOS和所述NMOS的形成区域形成栅介质层；
步骤二...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨名，黄志森，胡展源，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31