高k金属栅极叠层制造技术

一种用于场效应晶体管（FET）器件的栅极叠层结构，包括：富氮的第一电介质层，其形成在半导体衬底表面之上；贫氮且富氧的第二电介质层，其形成在所述富氮的第一电介质层上，所述第一电介质层和所述第二电介质层共同形成双层界面层；高k电介质层，其形成在所述双层界面层之上；金属栅极导体层，其形成在所述高k电介质层之上；以及功函数调整掺杂剂物质，其扩散在所述高k电介质层和所述贫氮且富氧的第二电介质层内，且其中所述富氮的第一电介质层用来使所述功函数调整掺杂剂物质与所述半导体衬底表面分隔。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般而言涉及半导体器件制造，更具体而言涉及高k金属栅极叠层中用于改善沟道迁移率的界面结构。
技术介绍
在标准的互补金属氧化物半导体(CMOS)器件中，典型地使用多晶硅作为栅极材料。使用多晶硅栅极制造CMOS器件的技术已处于恒定的发展状态，且现在广泛用于半导体工业中。使用多晶硅栅极的一个优点是其经得起高温。然而，使用多晶硅栅极也会伴随着一些问题。例如，由于多晶娃耗尽(poly-depletion)效应,对于O. I微米以下的沟道长度，CMOS器件中常用的多晶硅栅极正变成芯片性能的限制因素。多晶硅栅极的另一问题在于，多晶硅栅极中的掺杂剂材料(例如，硼)可容易地扩散通过薄栅极电介质，使器件性能进一 步劣化。因此，尤其随着高k栅极电介质材料的出现，已提出的一种改善亚微米晶体管性能的方法是使用金属栅极替代常规的多晶硅栅极。尽管用金属或金属合金栅极电极替代传统的多晶硅栅极消除了多晶硅耗尽效应，但金属栅极和高k栅极电介质的使用也伴随着一些问题，这些问题包括例如因费米能级钉扎效应所造成的高阈值电压(Vt)。阈值电压是通过在半导体沟道表面处形成反转层而使沟道导电所需的栅极电压值。对于增强模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭德超，P·欧尔迪吉斯，TC·陈，王岩峰，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：
国别省市：