本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式涉及具有柵極的半導(dǎo)體器件和形成該半導(dǎo)體器件的方法、以及結(jié)合該半導(dǎo)體器件的電子系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近來(lái)，已經(jīng)積極進(jìn)行了對(duì)三維晶體管的研究。隨著三維晶體管的尺寸逐漸減小，柵電介質(zhì)的閾值電壓特性和可靠性正逐漸劣化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式，提供了一種形成半導(dǎo)體器件的方法。該方法包括：形成柵電介質(zhì)；在柵電介質(zhì)上形成第一導(dǎo)電材料層；在第一導(dǎo)電材料層上形成源材料層，該源材料層包含第一元素；和通過執(zhí)行熱處理工藝，將第一元素?cái)U(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層中以形成導(dǎo)電的摻雜材料層。

在一實(shí)施方式中，該方法可以還包括去除形成在摻雜材料層上的源材料層。

在一實(shí)施方式中，該方法可以還包括在去除源材料層之后，部分地蝕刻摻雜材料層以減小摻雜材料層的厚度。

在一實(shí)施方式中，該方法可以還包括在摻雜材料層上形成第二導(dǎo)電材料層。

在一實(shí)施方式中，在摻雜材料層的第一部分中的第一元素的摻雜濃度可以高于在摻雜材料層的第二部分中的第一元素的摻雜濃度。第一部分比第二部分更遠(yuǎn)離柵電介質(zhì)。

在一實(shí)施方式中，在熱處理工藝期間，源材料層中包含的第一元素可以擴(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層中并且可以不擴(kuò)散到柵電介質(zhì)中。

在一實(shí)施方式中，該方法可以還包括形成橫過有源區(qū)的柵溝槽。柵電介質(zhì)可以形成在柵溝槽的內(nèi)壁上。

在一實(shí)施方式中，該方法可以還包括去除形成在摻雜材料層上的源材料層、在摻雜材料層上形成第二導(dǎo)電材料層、和蝕刻第二導(dǎo)電材料層和摻雜材料層以形成柵電極。第一導(dǎo)電材料層可以共形地形成在柵電介質(zhì)上，第二導(dǎo)電材料層可以填充柵溝槽，以及柵電極可以部分地填充柵溝槽。

在一實(shí)施方式中，相對(duì)于柵電介質(zhì)，柵電極的第一導(dǎo)電材料層的上端部分可以形成在比柵電極的第二導(dǎo)電材料層的上端部分低的水平。

在一實(shí)施方式中，該方法可以還包括在半導(dǎo)體基板上形成犧牲柵極、在犧牲柵極的側(cè)表面上形成層間絕緣層、以及去除犧牲柵極從而形成柵溝槽。柵電介質(zhì)可以形成在具有柵溝槽的半導(dǎo)體基板上，第一導(dǎo)電材料層可以共形地形成在柵電介質(zhì)上，以及第二導(dǎo)電材料層可以填充柵溝槽。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式，提供了一種形成半導(dǎo)體器件的方法。該方法包括：在有源區(qū)中形成柵溝槽；在柵溝槽的內(nèi)壁上形成柵電介質(zhì)；在柵電介質(zhì)上形成導(dǎo)電材料層；在導(dǎo)電材料層上形成源材料層，該源材料層包含第一元素；以及將第一元素?cái)U(kuò)散到導(dǎo)電材料層中以形成具有與導(dǎo)電材料層不同的功函數(shù)的摻雜材料層。

在一實(shí)施方式中，該方法可以還包括：在形成摻雜材料層之后，去除源材料層；以及部分地蝕刻摻雜材料層以減小摻雜材料層的厚度。

在一實(shí)施方式中，導(dǎo)電材料層是第一導(dǎo)電材料層，并且該方法可以還包括：在形成摻雜材料層之后，去除源材料層；以及在摻雜材料層上形成填充柵溝槽的第二導(dǎo)電材料層。

在一實(shí)施方式中，該方法可以還包括蝕刻第二導(dǎo)電材料層和摻雜材料層以形成柵電極。柵電極可以部分地填充柵溝槽。

在一實(shí)施方式中，在形成摻雜材料層之后，柵電介質(zhì)可以不包含第一元素。

在一實(shí)施方式中，導(dǎo)電材料層可以形成在柵電介質(zhì)上并部分地填充柵溝槽。

在一實(shí)施方式中，該方法可以還包括在形成源材料層之前，在柵溝槽的形成在導(dǎo)電材料層上的側(cè)壁上形成絕緣緩沖間隔物。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式，提供了一種形成半導(dǎo)體器件的方法。該方法包括：形成橫過有源區(qū)的柵溝槽；在柵溝槽的內(nèi)壁上形成柵電介質(zhì)；在柵電介質(zhì)上共形地形成第一導(dǎo)電材料層；在第一導(dǎo)電材料層上形成源材料層，該源材料層包含第一元素；將第一元素?cái)U(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層中以形成具有與第一導(dǎo)電材料層不同的功函數(shù)的摻雜材料層；去除在摻雜材料層上形成的源材料層；在摻雜材料層上形成第二導(dǎo)電材料層；以及蝕刻第二導(dǎo)電材料層和摻雜材料層以形成部分地填充柵溝槽的柵電極。

在一實(shí)施方式中，摻雜材料層可具有比第一導(dǎo)電材料層低的功函數(shù)。

在一實(shí)施方式中，該方法可以還包括在形成第二導(dǎo)電材料層之前，部分地蝕刻摻雜材料層以減小摻雜材料層的厚度。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式，提供一種半導(dǎo)體器件。該器件包括：橫過有源區(qū)的柵溝槽；在柵溝槽的內(nèi)壁上的柵電介質(zhì)；在柵電介質(zhì)上并部分地填充柵溝槽的柵電極；以及在柵電極上并填充柵溝槽的剩余部分的絕緣蓋圖案。柵電極包括摻雜材料層和形成在摻雜材料層上的導(dǎo)電材料層。摻雜材料層由其中第一元素被摻雜在金屬氮化物中的材料形成。柵電介質(zhì)由不包含第一元素的氧化物形成。第一元素是元素周期表中的減小該金屬氮化物的功函數(shù)的元素。

在一實(shí)施方式中，在摻雜材料層的第一部分中的第一元素的摻雜濃度高于在摻雜材料層的第二部分中的第一元素的摻雜濃度。第一部分比第二部分更遠(yuǎn)離柵電介質(zhì)。

在一實(shí)施方式中，摻雜材料層可以包括wn材料或tin，第一元素可以包括la。

在一實(shí)施方式中，摻雜材料層可以覆蓋導(dǎo)電材料層的側(cè)表面和底表面。

在一實(shí)施方式中，相對(duì)于柵電介質(zhì)，摻雜材料層的上端部分可以形成在比導(dǎo)電材料層的上端部分低的水平。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式，一種形成半導(dǎo)體器件的方法包括：形成柵電介質(zhì)；在柵電介質(zhì)上形成導(dǎo)電材料層；在導(dǎo)電材料層上形成源材料層，該源材料層與柵電介質(zhì)分開以便不接觸柵電介質(zhì)并且包含第一元素；以及通過執(zhí)行熱處理工藝將第一元素?cái)U(kuò)散到導(dǎo)電材料層中以形成摻雜材料層。

在一實(shí)施方式中，導(dǎo)電材料層可具有基本均勻的厚度，并且源材料層可具有基本均勻的厚度。

在一實(shí)施方式中，導(dǎo)電材料層的功函數(shù)可以高于摻雜材料層的功函數(shù)。

在一實(shí)施方式中，在摻雜材料層的第一部分中的第一元素的摻雜濃度可以高于在摻雜材料層的第二部分中的第一元素的摻雜濃度。第一部分比第二部分更遠(yuǎn)離柵電介質(zhì)。

在一實(shí)施方式中，摻雜材料層可以包括wn和tin中的其中之一，并且第一元素可以是la。

注意到，關(guān)于一個(gè)實(shí)施方式描述的本發(fā)明構(gòu)思的多個(gè)方面可以并入不同的實(shí)施方式，盡管沒有關(guān)于其特別地描述。即，所有的實(shí)施方式和/或任意實(shí)施方式的特征可以以任意方式和/或組合被結(jié)合。本發(fā)明構(gòu)思的這些及其它方面在以下闡述的說(shuō)明書中詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明構(gòu)思的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)將自如附圖中所示的本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的更詳細(xì)描述而明顯，在圖中相同的參考符號(hào)遍及不同的圖指代相同的部件。附圖不必按比例，而是重點(diǎn)在于示出本發(fā)明構(gòu)思的原理。附圖中：

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的平面圖；

圖2a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的截面圖，圖2b是圖2a的部分a的局部放大圖；

圖3a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的截面圖，圖3b是圖3a的部分a的局部放大圖；

圖4a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的截面圖，圖4b是圖4a的部分a的局部放大圖；

圖5a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的截面圖，圖5b是圖5a的部分a的局部放大圖；

圖6a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的截面圖，圖6b是圖6a的部分a的局部放大圖；

圖7a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的截面圖，圖7b是圖7a的部分a的局部放大圖；

圖8a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的截面圖，圖8b是圖8a的部分a的局部放大圖；

圖9是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的平面圖；

圖10是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的截面圖；

圖11至17是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的形成半導(dǎo)體器件的方法的一示例的截面圖；

圖18是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的形成半導(dǎo)體器件的方法的一示例的截面圖；

圖19至24是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的形成半導(dǎo)體器件的方法的一示例的截面圖；和

圖25至32是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的形成半導(dǎo)體器件的方法的一示例的截面圖。

具體實(shí)施方式

參考附圖和下文將描述的一些實(shí)施方式將使得本發(fā)明構(gòu)思的優(yōu)點(diǎn)和特征以及實(shí)現(xiàn)它們的方法明顯。然而，本發(fā)明構(gòu)思可以以各種不同的形式實(shí)現(xiàn)，并且應(yīng)該理解為不受在此闡述的實(shí)施方式的限制，而僅僅由權(quán)利要求限定。然而，提供這些實(shí)施方式使得本公開徹底和完整，并將本發(fā)明構(gòu)思全面?zhèn)鬟_(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，可以夸大層和區(qū)域的尺寸和相對(duì)尺寸。相同的參考符號(hào)在說(shuō)明書中表示相同的部件。

在此參考作為理想化的實(shí)施方式的示意圖的截面圖、平面圖和/或框圖來(lái)描述實(shí)施方式。因而，可以預(yù)期由于例如制造技術(shù)和/或公差引起的圖示的形狀的變化。因此，實(shí)施方式不應(yīng)被理解為限于這里示出的區(qū)域的具體形狀，而是將包括由于例如制造引起的形狀的偏差。因此，在附圖中示出的區(qū)域本質(zhì)上是示意的，它們的形狀不旨在限制本發(fā)明構(gòu)思，而是僅用于示出器件的區(qū)域的特征形式。

為了清楚，可以夸大在附圖中層和區(qū)域的厚度。此外，將理解，當(dāng)層被稱為“在”另一層或基板“上”時(shí)，該層可以直接形成在所述另一層或基板上，或者可以在其間存在居間層。在整個(gè)說(shuō)明書中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。

術(shù)語(yǔ)諸如“頂”、“底”、“上”、“下”、“上方”、“下方”等在此用于描述元件或特征的相對(duì)位置。例如，為了方便，當(dāng)圖的上部分被稱為“頂”并且圖的下部分被稱為“底”時(shí)，實(shí)際上，“頂”也可以被稱為“底”而“底”也可以被稱為“頂”，而沒有脫離本發(fā)明構(gòu)思的教導(dǎo)。

此外，在整個(gè)本公開中，方向性術(shù)語(yǔ)諸如“上”、“中間”、“下”等可以在此用于描述一個(gè)元件或特征與另一元件或特征的關(guān)系，本發(fā)明構(gòu)思不應(yīng)該受到這些術(shù)語(yǔ)的限制。因此，這些術(shù)語(yǔ)諸如“上”、“中間”、“下”等可以被其它術(shù)語(yǔ)諸如“第一”、“第二”、“第三”等替代來(lái)描述元件和特征。

將理解，雖然術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等可以在此用來(lái)描述不同的元件，但是這些元件不應(yīng)該受這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于區(qū)別一個(gè)元件與另一元件。因此，第一元件可以被稱為第二元件而沒有脫離本發(fā)明構(gòu)思的教導(dǎo)。

在此用于描述本發(fā)明的實(shí)施方式的術(shù)語(yǔ)不旨在限制本發(fā)明構(gòu)思的范圍。

如這里所用，單數(shù)形式“一”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地指示另外的意思。將進(jìn)一步理解，當(dāng)在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“包含”、“包含……的”、“包括”和/或“包括……的”表明所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除存在或添加一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組。

除非另有界定，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有本發(fā)明構(gòu)思所屬的領(lǐng)域的普通技術(shù)人員共同理解的相同意思。還將理解，諸如那些在通用字典中定義的術(shù)語(yǔ)應(yīng)被解釋為具有與它們?cè)谙嚓P(guān)技術(shù)和本說(shuō)明書的背景中的涵義一致的涵義，而將不被解釋為理想化或過度正式的意義，除非在這里明確地如此界定。

如通過本發(fā)明實(shí)體將理解的，根據(jù)此處描述的不同實(shí)施方式的裝置和形成裝置的方法可以被包含在諸如集成電路的微電子裝置中，其中根據(jù)此處描述的不同實(shí)施方式的多個(gè)裝置被集成在同一微電子裝置中。因此，此處示出的截面圖可以在微電子裝置中的兩個(gè)不同方向(其不需要垂直)上重復(fù)。因而，包含根據(jù)此處描述的不同實(shí)施方式的裝置的微電子裝置的平面圖可以包括基于微電子裝置的功能而成陣列和/或二維圖案的多個(gè)所述裝置。

根據(jù)此處描述的不同實(shí)施方式的裝置可以根據(jù)微電子裝置的功能性而配置于其它裝置之間。此外，根據(jù)此處描述的不同實(shí)施方式的微電子裝置可以在可垂直于所述兩個(gè)不同方向的第三方向上重復(fù)，以提供三維集成電路。

因此，此處示出的截面圖對(duì)于根據(jù)此處描述的不同實(shí)施方式的沿著平面圖中的兩個(gè)不同方向和/或透視圖中的三個(gè)不同方向延伸的多個(gè)裝置提供支持。例如，當(dāng)在裝置/結(jié)構(gòu)的截面圖中示出單一有源區(qū)時(shí)，該裝置/結(jié)構(gòu)可以包括多個(gè)有源區(qū)以及在其上的晶體管結(jié)構(gòu)(或根據(jù)情況而定的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)、柵極結(jié)構(gòu)等等)，如將通過裝置/結(jié)構(gòu)的平面圖示出的。

圖1為示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的平面圖。

圖2a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的截面圖，圖2b是圖2a的部分a的局部放大圖。

圖3a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的截面圖，圖3b是圖3a的部分a的局部放大圖。圖4a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的截面圖，圖4b是圖4a的部分a的局部放大圖。圖5a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的截面圖，圖5b是圖5a的部分a的局部放大圖。圖6a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的截面圖，圖6b是圖6a的部分a的局部放大圖。圖7a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的截面圖，圖7b是圖7a的部分a的局部放大圖。圖8a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的截面圖，圖8b是圖8a的部分a的局部放大圖。圖2a、3a、4a、5a、6a、7a和8a是示出沿圖1的線i-i'截取的區(qū)域的截面圖。

首先，將參考圖1、2a和2b描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例。

參考圖1、2a和2b，可以提供半導(dǎo)體基板3。半導(dǎo)體基板3可以是含硅的半導(dǎo)體。例如，半導(dǎo)體基板3可以是單晶硅基板。

場(chǎng)區(qū)域6s可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板3中以限定有源區(qū)6a。場(chǎng)區(qū)域6s可以是淺溝槽隔離(sti)。例如，場(chǎng)區(qū)域6s可以包括形成在半導(dǎo)體基板3中的場(chǎng)溝槽和填充該場(chǎng)溝槽的絕緣材料。有源區(qū)6a可以是第一導(dǎo)電類型。第一導(dǎo)電類型可以是p型導(dǎo)電類型或n型導(dǎo)電類型。

柵溝槽15可以形成在半導(dǎo)體基板3中。柵溝槽15可以橫過有源區(qū)6a并延伸到場(chǎng)區(qū)域6s中。在柵溝槽15中，位于有源區(qū)6a中的部分的底部可以位于比位于場(chǎng)區(qū)域6s中的部分的底部高的水平。

第一源/漏區(qū)9a和第二源/漏區(qū)9b可以設(shè)置在位于柵溝槽15兩側(cè)的有源區(qū)6a中。第一源/漏區(qū)9a和第二源/漏區(qū)9b可以彼此間隔開。

柵電極36和柵極蓋圖案39可以設(shè)置在柵溝槽15中以被順序地層疊。柵極蓋圖案39可以由硅氮化物形成。柵電極36可以部分地填充柵溝槽15。柵電極36的上表面可以形成在比有源區(qū)6a的上表面低的水平。

柵電極36可以包括摻雜材料層22和形成在摻雜材料層22上的導(dǎo)電材料層34。摻雜材料層22可以覆蓋導(dǎo)電材料層34的側(cè)表面和底表面。摻雜材料層22可以形成為具有大體均勻的厚度。

摻雜材料層22可以由用第一元素?fù)诫s的金屬氮化物形成。金屬氮化物可以包括諸如tin、wn等的材料。第一元素可以是元素周期表上的可以被摻雜在金屬氮化物中以改變金屬氮化物的功函數(shù)的元素。例如，當(dāng)有源區(qū)6a是p型導(dǎo)電類型且第一和第二源/漏區(qū)9a和9b每個(gè)都是n型導(dǎo)電類型時(shí)，在摻雜材料層22中包含的第一元素可以是“l(fā)a”。然而，本發(fā)明構(gòu)思不限于“l(fā)a”，而是可以包括任意元素，只要它可以改變金屬氮化物的功函數(shù)。導(dǎo)電材料層34可以由具有比摻雜材料層22低的電阻率的金屬形成，例如鎢。導(dǎo)電材料層34可以不包含第一元素。

在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例中，柵電極36可以包括能夠提高晶體管的閾值電壓特性的摻雜材料層22以及能夠提高電阻特性的導(dǎo)電材料層34。

柵電介質(zhì)18可以設(shè)置在柵溝槽15的內(nèi)壁上。柵電介質(zhì)18可以形成在有源區(qū)6a的被柵溝槽15暴露的表面上。柵電介質(zhì)18可以由硅氧化物或含氮的硅氧化物形成。柵電介質(zhì)18可以插置在柵電極36和有源區(qū)6a之間以及在柵極蓋圖案39和有源區(qū)6a之間。柵電介質(zhì)18可以與摻雜材料層22接觸。摻雜材料層22可以包括第一元素并且柵電介質(zhì)18可以不包含第一元素。

摻雜材料層22的形成可以包括在不包含第一元素的第一導(dǎo)電材料層上形成包含第一元素的源材料層、通過執(zhí)行熱處理工藝使源材料層中包含的第一元素?cái)U(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層中、改變第一導(dǎo)電材料層的有效功函數(shù)、以及去除源材料層。因此，摻雜材料層22可以是用第一元素?fù)诫s的第一導(dǎo)電材料層。例如，在圖2b中，摻雜材料層22的第一部分中的第一元素的摻雜濃度高于摻雜材料層22的第二部分中的第一元素的摻雜濃度，其中第一部分比第二部分更遠(yuǎn)離柵電介質(zhì)18定位。

在一示例中，在nmos晶體管的情況下，第一元素可以是元素周期表上的可以擴(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層中以改變第一導(dǎo)電材料層的有效功函數(shù)的元素，諸如la等。因此，可以提供具有能夠提高晶體管的閾值電壓特性的柵電極36的半導(dǎo)體器件。

用于將第一元素供應(yīng)到第一導(dǎo)電材料層中的源材料層可以被形成為不直接接觸柵電介質(zhì)18。此外，在源材料層中包含的第一元素可以利用熱處理工藝擴(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層中。因此，第一元素可以不擴(kuò)散到柵電介質(zhì)18中。通過在其中第一元素?cái)U(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層中以形成摻雜材料層22的工藝，柵電介質(zhì)18的特性可以不改變和/或其可靠性可以不退化。

位線結(jié)構(gòu)212和位線蓋圖案215可以設(shè)置在第一源/漏區(qū)9a上并且順序地層疊。位線結(jié)構(gòu)212可以包括物理和/或電地連接到第一源/漏區(qū)9a的位線接觸部分203以及形成在位線接觸部分203上的互連部分209。位線結(jié)構(gòu)212可以包括形成在位線接觸部分203和互連部分209之間的中間部分206。在位線結(jié)構(gòu)212中，位線接觸部分203可以由多晶硅形成，互連部分209可以由金屬諸如鎢等形成，中間部分206可以由包括金屬硅化物和/或金屬氮化物的材料形成。位線蓋圖案215可以由絕緣材料諸如硅氮化物等形成。

層間絕緣層220可以設(shè)置在位線結(jié)構(gòu)212和位線蓋圖案215的側(cè)表面上。接觸結(jié)構(gòu)235可以設(shè)置為穿過層間絕緣層220并且物理和/或電地連接到第二源/漏區(qū)9b。

接觸結(jié)構(gòu)235可以包括下接觸圖案223、形成在下接觸圖案223上的金屬硅化物層226、形成在金屬硅化物層226上的上接觸圖案232、以及覆蓋上接觸圖案232的側(cè)表面和底表面的導(dǎo)電阻擋層229。下接觸圖案223可以由多晶硅形成。上接觸圖案232可以由金屬材料形成。導(dǎo)電阻擋層229可以包括金屬氮化物。

導(dǎo)電墊238可以設(shè)置在接觸結(jié)構(gòu)235上。能夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件250可以設(shè)置在導(dǎo)電墊238上。例如，在動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)(dram)器件的情況下，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件250可以是dram單元電容器。例如，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件250可以包括形成在導(dǎo)電墊238上的第一電極241、形成在第一電極241上的電容器電介質(zhì)244、和形成在電容器電介質(zhì)244上的第二電極247。然而，本發(fā)明構(gòu)思不限于dram器件，而是可以應(yīng)用于另一存儲(chǔ)器件，例如，諸如磁阻ram(mram)器件等的存儲(chǔ)器件。

本發(fā)明構(gòu)思不限于參考圖2a和2b描述的柵電極36，而是可以包括如在圖3a和3b中公開的柵電極36'。柵電極36'將參考圖3a和3b被描述。

參考圖3a和3b，柵電極36'可以包括摻雜材料層22'和導(dǎo)電材料層34，摻雜材料層22'和導(dǎo)電材料層34的上端部分具有不同的高度。摻雜材料層22'的上端部分可以形成在比導(dǎo)電材料層34的上端部分低的水平。因此，因柵電極36'的拐角邊緣所引起的電場(chǎng)集中導(dǎo)致的漏電流，例如，柵致漏極泄露(gidl)可以減少。

本發(fā)明構(gòu)思不限于參考圖2a和2b描述的柵電介質(zhì)18，而是可以包括如在圖4a和4b中公開的柵電介質(zhì)18'。將參考圖4a和4b描述柵電介質(zhì)18'。

參考圖4a和4b，柵電介質(zhì)18'可以包括至少兩層。例如，柵電介質(zhì)18'可以包括第一柵電介質(zhì)17a和第二柵電介質(zhì)17b。

第一柵電介質(zhì)17a可以通過被柵溝槽15暴露的有源區(qū)6a的熱氧化形成。第二柵電介質(zhì)17b可以沿著柵溝槽15的內(nèi)壁共形地形成。第二柵電介質(zhì)17b可以覆蓋第一柵電介質(zhì)17a并可以共形地覆蓋位于場(chǎng)區(qū)域6s中的柵溝槽15的內(nèi)壁。

第二柵電介質(zhì)17b可以包括具有比硅氧化物高的介電常數(shù)的高k電介質(zhì)。第二柵電介質(zhì)17b可以是利用原子層沉積(ald)工藝沉積的膜。第二柵電介質(zhì)17b可以是sion或包括金屬元素的氧化物。

本發(fā)明構(gòu)思不限于參考圖2a和2b描述的柵電介質(zhì)18和柵電極36，而是可以包括如在圖5a和5b中公開的柵電介質(zhì)18'和柵電極36'。將參考圖5a和5b描述柵電介質(zhì)18'和柵電極36'。

參考圖5a和5b，柵電介質(zhì)18'可以包括如參考圖4a和4b描述的第一柵電介質(zhì)17a和第二柵電介質(zhì)17b。柵電極36'可以包括如參考圖3a和3b描述的摻雜材料層22'和導(dǎo)電材料層34。

然后，將參考圖6a和6b描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例。

參考圖6a和6b，可以提供有源區(qū)6a、場(chǎng)區(qū)域6s、柵溝槽15、柵電介質(zhì)18、第一和第二源/漏區(qū)9a和9b、位線結(jié)構(gòu)212、接觸結(jié)構(gòu)235、導(dǎo)電墊238和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件250，其與參考圖2a和2b描述的那些基本相同。

柵電極136、柵極蓋圖案148、源材料層145和絕緣緩沖間隔物142可以設(shè)置在柵溝槽15中。

柵電極136可以部分地填充柵溝槽15。柵極蓋圖案148可以設(shè)置在柵電極136上。

源材料層145可以設(shè)置在柵電極136和柵極蓋圖案148之間，并可以覆蓋柵極蓋圖案148的側(cè)表面。絕緣緩沖間隔物142可以設(shè)置在柵極蓋圖案148和柵溝槽15的內(nèi)壁之間。絕緣緩沖間隔物142可以插置在源材料層145和柵電介質(zhì)18之間以使源材料層145與柵電介質(zhì)18隔開。

柵電極136可以包括第一摻雜材料層122和形成在第一摻雜材料層122上的第二摻雜材料層134。

第一摻雜材料層122可以與柵電介質(zhì)18接觸并共形地形成。第一摻雜材料層122可以覆蓋第二摻雜材料層134的側(cè)表面和底表面。第一摻雜材料層122可以由其中第一元素?fù)诫s在金屬氮化物中的材料形成，第二摻雜材料層134可以由其中第一元素?fù)诫s在金屬材料中的材料形成。

在nmos晶體管的情況下，第一摻雜材料層122可以由與參考圖2a和2b描述的摻雜材料層22相同的材料形成，例如，第一元素諸如“l(fā)a”等摻雜在金屬氮化物諸如tin、wn等中并具有比金屬氮化物低的有效功函數(shù)的材料。第二摻雜材料層134可以由其中第一元素諸如“l(fā)a”等摻雜在金屬材料諸如鎢等中的材料形成。源材料層145可以由包含第一元素的材料形成。例如，源材料層145可以由包含“l(fā)a”的材料例如金屬氧化物，諸如lao等形成。

絕緣緩沖間隔物142可以插置在源材料層145和柵電介質(zhì)18之間并可以防止源材料層145與柵電介質(zhì)18直接接觸。絕緣緩沖間隔物142可以由高k電介質(zhì)形成。例如，絕緣緩沖間隔物142可以由諸如hfsion等的材料形成。

本發(fā)明構(gòu)思不限于參考圖6a和6b描述的柵電極136和源材料層145，而是可以包括如圖7a和7b中公開的柵電極136'和源材料層145'。將參考圖7a和7b描述柵電極136'和源材料層145'。

參考圖7a和7b，柵電極136'可以包括部分摻雜的第一導(dǎo)電材料層122'和部分摻雜的第二導(dǎo)電材料層134'。

第一導(dǎo)電材料層122'可以包括形成為金屬氮化物層且沒有被摻雜的第一部分122a以及其中第一元素被摻雜在該金屬氮化物層中的第二部分122b。在第一導(dǎo)電材料層122'中，第二部分122b可以設(shè)置在第一部分122a上。金屬氮化物層可以是諸如tin、wn等的材料。第一元素可以是可改變(例如，可降低)金屬氮化物層的功函數(shù)的元素。例如，第一元素可以是諸如“l(fā)a”等的元素。

第二導(dǎo)電材料層134'可以包括形成為金屬層且沒有被摻雜的第一部分134a以及其中第一元素被摻雜在該金屬層中的第二部分134b。在第二導(dǎo)電材料層134'中，第二部分134b可以設(shè)置在第一部分134a上。金屬層可以是諸如鎢等的材料。因此，第一導(dǎo)電材料層122'的第二部分122b和第二導(dǎo)電材料層134'的第二部分134b可以通過被共同摻雜有第一元素而形成。

源材料層145'可以用作能夠供應(yīng)第一元素到第一和第二導(dǎo)電材料層122'和134'的第二部分122b和134b的源。源材料層145'可以形成為具有比第一導(dǎo)電材料層122'小的厚度。

本發(fā)明構(gòu)思不限于參考圖7a和7b描述的柵電極136'和絕緣緩沖間隔物142，而是可以包括如圖8a和8b中公開的柵電極136”和絕緣緩沖間隔物142'。將參考圖8a和8b描述柵電極136”和絕緣緩沖間隔物142'。

參考圖8a和8b，柵電極136”可以包括第一導(dǎo)電材料層123和第二導(dǎo)電材料層135，第一導(dǎo)電材料層123和第二導(dǎo)電材料層135的上端部分具有不同的高度。第一導(dǎo)電材料層123的上端部分可以形成在比第二導(dǎo)電材料層135的上端部分低的水平。

第一導(dǎo)電材料層123可以包括形成為金屬氮化物層且沒有被摻雜的第一部分123a以及在其中第一元素被摻雜在該金屬氮化物層中的第二部分123b。在第一導(dǎo)電材料層123中，第二部分123b可以設(shè)置在第一部分123a上。金屬氮化物層可以是諸如tin、wn等的材料。第一元素可以是可以改變(例如，可以降低)金屬氮化物層的功函數(shù)的元素。例如，第一元素可以是諸如“l(fā)a”等的元素。

第二導(dǎo)電材料層135可以包括形成為金屬層且沒有被摻雜的第一部分135a以及其中第一元素被摻雜在該金屬層中的第二部分135b。在第二導(dǎo)電材料層135中，第二部分135b可以設(shè)置在第一部分135a上。金屬層可以是諸如鎢等的材料。因此，第一導(dǎo)電材料層123的第二部分123b和第二導(dǎo)電材料層135的第二部分135b可以通過被共同摻雜有第一元素而形成。

絕緣緩沖間隔物142'可以包括第一緩沖間隔物142a和第二緩沖間隔物142b。第一緩沖間隔物142a可以設(shè)置在柵電極136”的第一導(dǎo)電材料層123上，并且插置在柵電介質(zhì)18和柵極蓋圖案148之間。第二緩沖間隔物142b可以設(shè)置在第一導(dǎo)電材料層123上并且在第二導(dǎo)電材料層135的從第一導(dǎo)電材料層123突出的部分的側(cè)表面上。

然后，將參考圖9和10描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的平面圖。圖10是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例的截面圖。圖10是示出沿圖9的線ii-ii'、iii-iii'、iv-iv'和v-v'截取的區(qū)域的截面圖。

參考圖9和10，可以提供具有第一晶體管區(qū)域tr1和第二晶體管區(qū)域tr2的半導(dǎo)體基板303。第一晶體管區(qū)域tr1可以是nmos晶體管區(qū)域，第二晶體管區(qū)域tr2可以是pmos晶體管區(qū)域。

場(chǎng)區(qū)域306s可以設(shè)置為限定在半導(dǎo)體基板303的第一晶體管區(qū)域tr1中設(shè)置的第一有源區(qū)306a以及在半導(dǎo)體基板303的第二晶體管區(qū)域tr2中設(shè)置的第二有源區(qū)306b。場(chǎng)區(qū)域306s可以是sti。第一有源區(qū)306a和第二有源區(qū)306b可以是不同的導(dǎo)電類型。

在一示例中，第一有源區(qū)306a和第二有源區(qū)306b每個(gè)可以形成在具有從場(chǎng)區(qū)域306s突出的部分的鰭形有源結(jié)構(gòu)中。

第一柵電極366a可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板303的第一晶體管區(qū)域tr1上。第二柵電極366b可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板303的第二晶體管區(qū)域tr2上。

第一柵電極366a可以橫過第一有源區(qū)306a并延伸到場(chǎng)區(qū)域306s上，第二柵電極366b可以橫過第二有源區(qū)306b并延伸到場(chǎng)區(qū)域306s上。

第一柵電極366a可以交疊或面對(duì)第一有源區(qū)306a的突出部分的上表面和側(cè)表面，第二柵電極366b可以交疊或面對(duì)第二有源區(qū)306b的突出部分的上表面和側(cè)表面。

第一柵電極366a可以包括第一摻雜材料層358和第一導(dǎo)電材料層364，第二柵電極366b可以包括第二摻雜材料層361和第二導(dǎo)電材料層365。

第一摻雜材料層358可以共形地覆蓋第一導(dǎo)電材料層364的底表面和側(cè)表面，第二摻雜材料層361可以共形地覆蓋第二導(dǎo)電材料層365的底表面和側(cè)表面。第一和第二導(dǎo)電材料層364和365可以由相同的金屬材料例如鎢形成。

第一和第二摻雜材料層358和361可以由具有不同功函數(shù)的導(dǎo)電材料形成。例如，第一摻雜材料層358可以由用第一元素諸如la等摻雜的金屬氮化物形成，第二摻雜材料層361可以由用第二元素諸如al、hf、zr等摻雜的金屬氮化物形成。因此，第一和第二柵電極366a和366b可具有不同的功函數(shù)。第一摻雜材料層358可以包含第一元素，第二摻雜材料層361可以包含第二元素，第一和第二導(dǎo)電材料層364和365可以不包含第一元素和第二元素。

第一柵電介質(zhì)342a和第二柵電介質(zhì)342b可以設(shè)置在第一和第二有源區(qū)306a和306b上。第一柵電介質(zhì)342a可以包括第一下柵電介質(zhì)336a和第一上柵電介質(zhì)339a，該第一下柵電介質(zhì)336a插置在第一柵電極366a與第一有源區(qū)306a之間，該第一上柵電介質(zhì)339a設(shè)置在第一下柵電介質(zhì)336a上并覆蓋第一柵電極366a的底表面和側(cè)表面。第一下柵電介質(zhì)336a可以包括從第一有源區(qū)306a生長(zhǎng)的熱氧化物。第一上柵電介質(zhì)339a可以由利用沉積工藝諸如ald工藝形成的電介質(zhì)形成，例如，具有比硅氧化物高的介電常數(shù)的高k電介質(zhì)。

第二柵電介質(zhì)342b可以包括第二下柵電介質(zhì)336b和第二上柵電介質(zhì)339b，該第二下柵電介質(zhì)336b插置在第二柵電極366b與第二有源區(qū)306b之間，該第二上柵電介質(zhì)339b設(shè)置在第二下柵電介質(zhì)336b上并覆蓋第二柵電極366b的底表面和側(cè)表面。第二下柵電介質(zhì)336b可以包括從第二有源區(qū)306b生長(zhǎng)的熱氧化物。第二上柵電介質(zhì)339b可以由利用沉積工藝諸如ald工藝形成的電介質(zhì)形成，例如，具有比硅氧化物高的介電常數(shù)的高k電介質(zhì)。

層間絕緣層330可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板303上。第一和第二柵電極366a和366b可以穿過層間絕緣層330。

絕緣的第一柵間隔物321a可以設(shè)置在第一柵電極366a的側(cè)表面和層間絕緣層330之間，絕緣的第二柵間隔物321b可以設(shè)置在第二柵電極366b的側(cè)表面和層間絕緣層330之間。

第一源/漏區(qū)324可以設(shè)置在位于第一柵電極366a兩側(cè)的第一有源區(qū)306a中，第二源/漏區(qū)327可以設(shè)置在位于第二柵電極366b兩側(cè)的第二有源區(qū)306b中。

第一柵電極366a、第一柵電介質(zhì)342a和第一源/漏區(qū)324可以構(gòu)成第一晶體管，第二柵電極366b、第二柵電介質(zhì)342b和第二源/漏區(qū)327可以構(gòu)成第二晶體管。

然后，將參考圖11至17描述形成參考圖1、2a和2b描述的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的方法的示例。圖11至17是示出沿圖1的線i-i'截取的區(qū)域的截面圖。

參考圖1和11，可以提供半導(dǎo)體基板3。半導(dǎo)體基板3可以是含硅的半導(dǎo)體。例如，半導(dǎo)體基板3可以是單晶硅基板。場(chǎng)區(qū)域6s可以形成在半導(dǎo)體基板3中以限定有源區(qū)6a。場(chǎng)區(qū)域6s可以是sti。例如，場(chǎng)區(qū)域6s的形成可以包括在半導(dǎo)體基板3中形成場(chǎng)溝槽和形成填充該場(chǎng)溝槽的絕緣材料。

通過執(zhí)行源/漏極離子注入工藝，第一源/漏區(qū)9a和第二源/漏區(qū)9b可以形成在有源區(qū)6a中。第一和第二源/漏區(qū)9a和9b可以是與有源區(qū)6a相反的導(dǎo)電類型。例如，有源區(qū)6a可以是p型導(dǎo)電類型，第一和第二源/漏區(qū)9a和9b每個(gè)可以是n型導(dǎo)電類型。

柵掩模12可以形成在具有有源區(qū)6a和場(chǎng)區(qū)域6s的半導(dǎo)體基板3上。柵掩模12可以包括相對(duì)于構(gòu)成有源區(qū)6a的材料和構(gòu)成場(chǎng)區(qū)域6s的材料具有蝕刻選擇性的材料。

柵溝槽15可以通過利用柵掩模12作為蝕刻掩模蝕刻有源區(qū)6a和場(chǎng)區(qū)域6s而形成。柵溝槽15可以橫過有源區(qū)6a并延伸到場(chǎng)區(qū)域6s中。在柵溝槽15中，形成在場(chǎng)區(qū)域6s中的部分可以形成為具有比形成在有源區(qū)6a中的部分大的深度。例如，當(dāng)有源區(qū)6a和場(chǎng)區(qū)域6s使用柵掩模12作為蝕刻掩模被蝕刻以形成柵溝槽15時(shí)，場(chǎng)區(qū)域6s可以被蝕刻為具有比有源區(qū)6a大的深度。因此，在柵溝槽15的底表面中，有源區(qū)6a的側(cè)表面可以被暴露。柵溝槽15可以穿過第一源/漏區(qū)9a和第二源/漏區(qū)9b之間并使第一源/漏區(qū)9a與第二源/漏區(qū)9b分開。

參考圖1和12，柵電介質(zhì)18可以形成在具有柵溝槽15的半導(dǎo)體基板3上。柵電介質(zhì)18可以形成在被柵溝槽15暴露的有源區(qū)6a上。柵電介質(zhì)18可以形成在柵溝槽15的內(nèi)壁上。柵電介質(zhì)18可以形成在有源區(qū)6a的被柵溝槽15暴露的表面上。

在一示例中，柵電介質(zhì)18的形成可以包括通過在具有柵溝槽15的半導(dǎo)體基板3上執(zhí)行氧化工藝而在被柵溝槽15暴露的有源區(qū)6a上形成氧化物。氧化工藝可包括熱氧化工藝。

柵電介質(zhì)18可以由硅氧化物或含氮的硅氧化物形成。

在一示例中，含氮的硅氧化物的柵電介質(zhì)18的形成可以包括：通過執(zhí)行熱氧化工藝在被柵溝槽15暴露的有源區(qū)6a上形成硅氧化物、以及通過在硅氧化物上執(zhí)行氮化工藝而在硅氧化物中摻雜氮。

第一導(dǎo)電材料層21可以共形地形成在具有柵電介質(zhì)18的半導(dǎo)體基板3上。第一導(dǎo)電材料層21可以形成為覆蓋柵電介質(zhì)18從而具有大體均勻的厚度。第一導(dǎo)電材料層21可以由金屬氮化物例如tin或wn形成。

源材料層24可以形成在第一導(dǎo)電材料層21上。源材料層24可以由包含第一元素的材料形成。源材料層24可以是包含第一元素的金屬氧化物。在一示例中，第一元素可以是金屬元素。第一元素可以是元素周期表上的可以改變第一導(dǎo)電材料層21的功函數(shù)的元素。通過熱處理工藝27，在摻雜材料層21a的第一部分中的第一元素的摻雜濃度高于在摻雜材料層21a的第二部分中的第一元素的摻雜濃度，其中第一部分比第二部分更遠(yuǎn)離柵電介質(zhì)18。

在nmos晶體管的情況下，源材料層24可以由包括lao的材料形成。第一元素可以是“l(fā)a”，其可以降低第一導(dǎo)電材料層21的功函數(shù)。然而，本發(fā)明構(gòu)思不限于此。例如，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式，包括可以降低第一導(dǎo)電材料層21的功函數(shù)的元素的材料可以用作源材料層24。

參考圖1和13，通過執(zhí)行熱處理工藝27，在源材料層24中包含的第一元素可以擴(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層21中，因此第一導(dǎo)電材料層21可以形成為摻雜材料層21a。

在一示例中，在nmos晶體管的情況下，摻雜材料層21a可以包含所述第一元素并可具有比第一導(dǎo)電材料層21(圖12中示出)低的有效功函數(shù)。

參考圖1、14a和14b，形成在摻雜材料層21a(圖13中示出)上的源材料層24(圖13中示出)可以通過執(zhí)行蝕刻工藝被去除。

在去除源材料層24(圖13中示出)之后，可以形成其厚度減小的摻雜材料層21b。其厚度減小的摻雜材料層21b的形成可以包括在去除源材料層24之后部分地蝕刻摻雜材料層21a(圖13中示出)以及減小摻雜材料層21a(圖13中示出)的厚度。例如，在去除源材料層24(圖13中示出)之后，具有第一厚度t0的摻雜材料層21a(圖13中示出)可以被部分地蝕刻以形成具有比第一厚度t0小的第二厚度t1的摻雜材料層21b。

在圖14b中，由“e”表示的區(qū)域可以指的是在其中摻雜材料層21a(圖13中示出)的厚度減小的區(qū)域。

參考圖1和15，第二導(dǎo)電材料層33可以形成在其厚度減小的摻雜材料層21b上。第二導(dǎo)電材料層33可以填充柵溝槽15。第二導(dǎo)電材料層33可以由具有比摻雜材料層21b低的電阻率的金屬形成。例如，第二導(dǎo)電材料層33可以包括鎢。

參考圖1和16，第二導(dǎo)電材料層33(圖15中示出)和摻雜材料層21b(圖15中示出)可以被部分地蝕刻，然后可以形成具有部分蝕刻的導(dǎo)電材料層34和部分蝕刻的摻雜材料層22的柵電極36。柵電極36可以部分地填充柵溝槽15。柵電極36的上表面可以形成在比有源區(qū)6a的上表面低的水平。

參考圖1和17，絕緣的柵極蓋圖案39可以形成在柵電極36上以填充柵溝槽15的剩余部分。柵極蓋圖案39可以由硅氮化物形成。

在一示例中，柵極蓋圖案39的形成可以包括在具有柵電極36的半導(dǎo)體基板3上沉積絕緣材料層、平坦化該絕緣材料層直到暴露柵掩模12(圖16中示出)、和去除柵掩模12(圖16中示出)。

參考圖1、2a和2b，位線結(jié)構(gòu)212和形成在位線結(jié)構(gòu)212上的位線蓋圖案215可以形成在第一源/漏區(qū)9a上。

位線結(jié)構(gòu)212可以包括物理和/或電地連接到第一源/漏區(qū)9a的接觸部分203和形成在接觸部分203上的互連部分209。位線結(jié)構(gòu)212可以包括接觸部分203和形成在互連部分209上的中間部分206。在位線結(jié)構(gòu)212中，接觸部分203可以由多晶硅形成，互連部分209可以由金屬諸如鎢等形成，中間部分206可以由包括金屬硅化物和/或金屬氮化物的材料形成。位線蓋圖案215可以由絕緣材料諸如硅氮化物等形成。

層間絕緣層220可以形成在位線結(jié)構(gòu)212和位線蓋圖案215的側(cè)表面上。

接觸結(jié)構(gòu)235可以形成為穿過層間絕緣層220并且物理和/或電地連接到第二源/漏區(qū)9b。接觸結(jié)構(gòu)235可以包括下接觸圖案223、形成在下接觸圖案223上的金屬硅化物層226、形成在金屬硅化物層226上的上接觸圖案232、以及覆蓋上接觸圖案232的側(cè)表面和底表面的導(dǎo)電阻擋層229。下接觸圖案223可以由多晶硅形成。上接觸圖案232可以由金屬材料形成。導(dǎo)電阻擋層229可以包括金屬氮化物。

導(dǎo)電墊238可以形成在接觸結(jié)構(gòu)235上。能夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件250可以形成在導(dǎo)電墊238上。例如，在dram器件的情況中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件250可以是dram單元電容器。例如，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件250可以包括形成在導(dǎo)電墊238上的第一電極241、形成在第一電極241上的電容器電介質(zhì)244、和形成在電容器電介質(zhì)244上的第二電極247。然而，本發(fā)明構(gòu)思不限于dram器件，而是可以應(yīng)用于其它類型的存儲(chǔ)器件，例如，諸如mram器件等的存儲(chǔ)器件。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式，可以提供一種形成具有柵極的半導(dǎo)體器件的方法以及通過該方法制造的半導(dǎo)體器件。該柵極可以包括不包含第一元素的柵電介質(zhì)18以及包含第一元素的柵電極36。柵電極36可以包括包含第一元素的摻雜材料層22。摻雜材料層22的形成可以包括在不包含第一元素的第一導(dǎo)電材料層21(圖12中示出)上形成包含第一元素的源材料層24(圖12中示出)，和通過執(zhí)行熱處理工藝27(圖13中示出)將源材料層24(圖12中示出)中包含的第一元素?cái)U(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層21(圖12中示出)中。

源材料層24(圖12中示出)中包含的第一元素可以通過熱處理工藝27(圖13中示出)擴(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層21(圖12中示出)中以改變第一導(dǎo)電材料層21(圖12中示出)的有效功函數(shù)。例如，在nmos晶體管的情況中，第一元素可以是元素周期表上的擴(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層21(圖12中示出)中以降低第一導(dǎo)電材料層21(圖12中示出)的有效功函數(shù)的元素，例如la。因此，可以提供具有能夠提高晶體管的閾值電壓特性的柵極的半導(dǎo)體器件。

第一導(dǎo)電材料層21(圖12中示出)可以形成為具有大體均勻的厚度。此外，源材料層24(圖12中示出)可以形成為具有大體均勻的厚度。因此，源材料層24(圖13中示出)中包含的第一元素可以通過熱處理工藝27(圖13中示出)從第一導(dǎo)電材料層21(圖12中示出)的表面大體均勻地?cái)U(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層21(圖12中示出)中以形成包含第一元素的摻雜材料層21a(圖13中示出)。因此，由于摻雜材料層21a和22(圖13和2a中示出)每個(gè)形成為具有大體均勻的性能，所以可以提高半導(dǎo)體器件的分布特性。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的柵極可以包括柵電極36，該柵電極36包括通過包含第一元素能夠提高晶體管的閾值電壓特性的摻雜材料層22以及具有提高的電阻特性的導(dǎo)電材料層34。導(dǎo)電材料層34可以不包含第一元素并且可以由具有比摻雜材料層22低的電阻率的金屬材料例如w形成。

用于將第一元素供應(yīng)到第一導(dǎo)電材料層21(圖12中示出)中的源材料層24(圖12中示出)可以被形成為不與柵電介質(zhì)18(圖12中示出)直接接觸。此外，源材料層24(圖12中示出)中包含的第一元素利用熱處理工藝27(圖13中示出)擴(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層21(圖12中示出)中，第一導(dǎo)電材料層21(圖12中示出)可以形成為包含第一元素的摻雜材料層24(圖13中示出)，并且第一元素可以不擴(kuò)散到柵電介質(zhì)18(圖13中示出)中。因此，通過在其中第一元素?cái)U(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層21(圖12中示出)中的熱處理工藝27(圖13中示出)，柵電介質(zhì)18(圖13中示出)的電特性可以沒有改變或其可靠性可以沒有退化。即，在柵電介質(zhì)18(圖13中示出)的電特性和可靠性沒有退化的同時(shí)，第一元素可以選擇性地?cái)U(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層21(圖12中示出)中以形成摻雜材料層24(圖13中示出)。因此，在柵電介質(zhì)18的電特性和可靠性沒有降低的同時(shí)，可以提供一種改變與柵電介質(zhì)18接觸的柵電極36的材料的有效功函數(shù)的方法。

在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的形成半導(dǎo)體器件的方法的一示例中，形成柵電極的方法不限于參考圖12至16描述的方法。將參考圖18描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的形成柵電極的方法的一示例。圖18為示出沿圖1的線i-i'截取的區(qū)域的截面圖。

參考圖18，具有第二導(dǎo)電材料層33(圖15中示出)的半導(dǎo)體基板3可以利用與參考圖11至15描述的相同方法提供。然后，第二導(dǎo)電材料層33(圖15中示出)和摻雜材料層21b(圖15中示出)可以被部分地蝕刻以形成柵電極36'，該柵電極36'包括通過部分地蝕刻形成的導(dǎo)電材料層34和通過部分地蝕刻形成的摻雜材料層22'。摻雜材料層22'的上端部分可以形成在比導(dǎo)電材料層34的上端部分低的水平。然后，如參考圖17描述的，可以執(zhí)行形成絕緣的柵極蓋圖案39的工藝。因此，如參考圖3a和3b描述的，可以形成柵電極36'。

在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的形成半導(dǎo)體器件的方法的一示例中，形成柵電介質(zhì)的方法不限于參考圖12描述的方法。將參考圖4a和4b描述形成柵電介質(zhì)的方法的一示例。

參考圖4a和4b，可以提供如參考圖11所描述的具有柵溝槽15(圖11中示出)的半導(dǎo)體基板3。然后，通過執(zhí)行熱氧化工藝，被柵溝槽15暴露的有源區(qū)6a可以被氧化以形成第一柵電介質(zhì)17a。

在一示例中，還可以執(zhí)行在其中氮被包括在第一柵電介質(zhì)17a中的工藝，例如，等離子體氮化工藝。

通過執(zhí)行沉積工藝，第二柵電介質(zhì)17b可以共形地形成在具有第一柵電介質(zhì)17a的半導(dǎo)體基板3上。第二柵電介質(zhì)17b可以包括具有比硅氧化物高的介電常數(shù)的高k電介質(zhì)。第二柵電介質(zhì)17b可以是利用ald工藝沉積的膜。第二柵電介質(zhì)17b可以是sion或包含金屬元素的氧化物。

然后，可以執(zhí)行圖12中描述的形成第一導(dǎo)電材料層21和源材料層24的工藝，然后半導(dǎo)體工藝可以利用圖13至17中描述的方法執(zhí)行。

在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的形成半導(dǎo)體器件的方法的一示例中，形成柵電介質(zhì)18和柵電極36的方法不限于參考圖12至16描述的方法。將參考圖5a和5b描述形成柵電介質(zhì)和柵電極的方法的一示例。

參考圖5a和5b，可以提供如圖11描述的具有柵溝槽15(圖11中示出)的半導(dǎo)體基板3。然后，被柵溝槽15暴露的有源區(qū)6a可以通過執(zhí)行熱氧化工藝被氧化從而形成第一柵電介質(zhì)17a，第二柵電介質(zhì)17b可以通過執(zhí)行沉積工藝共形地形成在具有第一柵電介質(zhì)17a的半導(dǎo)體基板3上。因此，可以形成包括第一和第二柵電介質(zhì)17a和17b的柵電介質(zhì)18'。

接著，可以執(zhí)行參考圖12描述的形成第一導(dǎo)電材料層21(圖12中示出)和源材料層24(圖12中示出)的工藝，然后摻雜材料層21b(圖15中示出)和第二導(dǎo)電材料層33可以利用參考圖13至15描述的方法形成。

接著，第二導(dǎo)電材料層33(圖15中示出)和摻雜材料層21b(圖15中示出)可以被部分地蝕刻以形成柵電極36'，該柵電極36'包括通過部分地蝕刻形成的導(dǎo)電材料層34和通過部分地蝕刻形成的摻雜材料層22'。摻雜材料層22'的上端部分可以形成在比導(dǎo)電材料層34的上端部分低的水平。然后，可以執(zhí)行如圖17描述的形成絕緣柵極蓋圖案39的工藝。因此，如參考圖5a和5b描述的，可以形成柵電介質(zhì)18'和柵電極36'。

然后，將參考圖19至24描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的參考圖6a和6b描述的半導(dǎo)體器件的形成方法的一示例。圖19至24是示出沿圖1的線i-i'截取的區(qū)域的截面圖。

參考圖1和19，如圖11所描述，場(chǎng)區(qū)域6s可以形成在半導(dǎo)體基板3中以限定有源區(qū)6a，第一源/漏區(qū)9a和第二源/漏區(qū)9b可以形成在有源區(qū)6a中，柵掩模12可以形成在具有有源區(qū)6a和場(chǎng)區(qū)域6s的半導(dǎo)體基板3上，柵溝槽15可以通過利用柵掩模12作為蝕刻掩模來(lái)蝕刻有源區(qū)6a和場(chǎng)區(qū)域6s而形成。

如參考圖12所描述的，柵電介質(zhì)18可以形成在具有柵溝槽15的半導(dǎo)體基板3上，第一導(dǎo)電材料層121可以共形地形成在具有柵電介質(zhì)18的半導(dǎo)體基板3上。柵電介質(zhì)18可以形成在被柵溝槽15暴露的有源區(qū)6a上。第二導(dǎo)電材料層133可以形成在第一導(dǎo)電材料層121上以填充柵溝槽15。第一導(dǎo)電材料層121可以由金屬氮化物例如tin或wn形成，第二導(dǎo)電材料層133可以由金屬材料例如鎢形成。

參考圖1和20，第二導(dǎo)電材料層133(圖19中示出)和第一導(dǎo)電材料層121(圖19中示出)可以被部分地蝕刻以形成部分蝕刻的第二導(dǎo)電材料層133a和部分蝕刻的第一導(dǎo)電材料層121a。第二導(dǎo)電材料層133a和第一導(dǎo)電材料層121a可以部分地填充柵溝槽15。

參考圖21，絕緣緩沖間隔物142可以形成在柵溝槽15的位于第一和第二導(dǎo)電材料層121a和133a上方的側(cè)壁上。絕緣緩沖間隔物142可以由高k電介質(zhì)形成。例如，絕緣緩沖間隔物142可以由諸如hfsion等的材料形成。

參考圖22，源材料層145可以形成在具有絕緣緩沖間隔物142的半導(dǎo)體基板3上。源材料層145可以由包含第一元素的材料，例如包含諸如la等的元素的金屬氧化物形成。

參考圖23，通過執(zhí)行熱處理工藝146，在源材料層145中包含的第一元素，例如，諸如la等的元素，可以擴(kuò)散到第一和第二導(dǎo)電材料層121a和133a(圖22中示出)中以形成第一和第二摻雜材料層122和134。當(dāng)包含第一元素時(shí)，第一導(dǎo)電材料層121a(圖22中示出)可以形成為其功函數(shù)改變的第一摻雜材料層122。當(dāng)包含第一元素時(shí)，第二導(dǎo)電材料層133a(圖22中示出)可以形成為第二摻雜材料層134。第一和第二摻雜材料層122和134可以構(gòu)成柵電極136。

然后，絕緣的柵極蓋圖案148可以形成在源材料層145上以填充柵溝槽15的剩余部分。柵極蓋圖案148可以由硅氮化物形成。

在一示例中，柵極蓋圖案148的形成可以包括在具有柵電極136的半導(dǎo)體基板3上沉積絕緣材料層、平坦化該絕緣材料層直到暴露柵掩模12(圖23中示出)、和去除柵掩模12(圖23中示出)。

在一示例中，形成柵電極136，去除源材料層145，然后可以還執(zhí)行形成柵極蓋圖案148的工藝。

參考圖1、6a和6b，形成柵電極136和柵極蓋圖案148，然后可以順序地執(zhí)行形成位線結(jié)構(gòu)212、接觸結(jié)構(gòu)235和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件250的工藝，如圖2a和2b所描述。

本發(fā)明構(gòu)思不限于參考圖22和23描述的形成源材料層145和柵電極136的方法。將參考圖7a和7b描述形成源材料層和柵電極的方法的一示例。

參考圖1、7a和7b，使用與參考圖19至21所描述的相同方法，可以提供具有第一和第二導(dǎo)電材料層121a和133a以及絕緣緩沖間隔物142的半導(dǎo)體基板3。在源材料層形成在具有絕緣緩沖間隔物142的半導(dǎo)體基板3上之后，包含在源材料層中的第一元素可以通過執(zhí)行熱處理工藝擴(kuò)散到第一和第二導(dǎo)電材料層121a和133a的上部區(qū)域中，從而形成包括部分摻雜的第一和第二導(dǎo)電材料層122'和134'的柵電極136'。第一導(dǎo)電材料層122'可以包括在其中沒有摻雜第一元素的第一部分122a和摻雜有第一元素的第二部分122b。第二導(dǎo)電材料層134'可以包括在其中沒有摻雜第一元素的第一部分134a和摻雜有第一元素的第二部分134b。

本發(fā)明構(gòu)思不限于參考圖20至23描述的形成源材料層145和柵電極136的方法。將參考圖8a和8b描述形成源材料層和柵電極的方法的一示例。

參考圖1、8a和8b，可以提供具有第一和第二導(dǎo)電材料層121和133的半導(dǎo)體基板3，如參考圖19所描述的。

第一和第二導(dǎo)電材料層121和133可以被部分地蝕刻以形成部分蝕刻的第一導(dǎo)電材料層和部分蝕刻的第二導(dǎo)電材料層。部分蝕刻的第一導(dǎo)電材料層的上端部分可以形成在比部分蝕刻的第二導(dǎo)電材料層的上端部分低的水平。

絕緣間隔物材料層可以共形地形成在具有部分蝕刻的第一和第二導(dǎo)電材料層的半導(dǎo)體基板3上，間隔物材料層可以被各向異性地蝕刻以形成絕緣緩沖間隔物142'。

然后，源材料層145'可以共形地形成在具有絕緣緩沖間隔物142'的半導(dǎo)體基板3上，在源材料層145'中包含的第一元素可以通過執(zhí)行熱處理工藝被擴(kuò)散到第一和第二導(dǎo)電材料層123和135的上部區(qū)域中以形成摻雜部分123b和135b。因此，可以形成包括第一和第二摻雜材料層123和135的柵電極136”，如參考圖8a和8b所描述的。

然后，將參考圖25至32描述形成參考圖9和10描述的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的方法的一示例。圖25至32是示出沿圖9的線ii-ii'、iii-iii'、iv-iv'和v-v'截取的區(qū)域的截面圖。

參考圖9和25，可以提供具有第一晶體管區(qū)域tr1和第二晶體管區(qū)域tr2的半導(dǎo)體基板303。第一晶體管區(qū)域tr1可以是nmos晶體管區(qū)域，第二晶體管區(qū)域tr2可以是pmos晶體管區(qū)域。

場(chǎng)區(qū)域306s可以形成為限定在半導(dǎo)體基板303的第一晶體管區(qū)域tr1中的第一有源區(qū)306a和在半導(dǎo)體基板303的第二晶體管區(qū)域tr2中的第二有源區(qū)306b。場(chǎng)區(qū)域306s可以是sti。

在一示例中，第一有源區(qū)306a和第二有源區(qū)306b每個(gè)可以形成在具有從場(chǎng)區(qū)域306s突出的部分的鰭形有源結(jié)構(gòu)中。

可以形成第一犧牲柵結(jié)構(gòu)318a和第二犧牲柵結(jié)構(gòu)318b，第一犧牲柵結(jié)構(gòu)318a橫過第一有源區(qū)306a并延伸到場(chǎng)區(qū)域306s上，第二犧牲柵結(jié)構(gòu)318b橫過第二有源區(qū)306b并延伸到場(chǎng)區(qū)域306s上。

第一犧牲柵結(jié)構(gòu)318a可以包括順序地層疊的基底絕緣圖案312a、下犧牲圖案314a和上犧牲圖案316a。第二犧牲柵結(jié)構(gòu)318b可以包括順序地層疊的基底絕緣圖案312b、下犧牲圖案314b和上犧牲圖案316b?；捉^緣圖案312a和312b可以由硅氧化物形成，下犧牲圖案314a和314b可以由多晶硅形成，上犧牲圖案316a和316b可以由硅氮化物形成。

第一柵間隔物321a可以形成在第一犧牲柵結(jié)構(gòu)318a的側(cè)表面上，第二柵間隔物321b可以形成在第二犧牲柵結(jié)構(gòu)318b的側(cè)表面上。第一柵間隔物321a和第二柵間隔物321b每個(gè)可以由絕緣材料形成。

第一源/漏區(qū)324可以形成在位于第一犧牲柵結(jié)構(gòu)318a兩側(cè)的第一有源區(qū)306a中。第二源/漏區(qū)327可以形成在位于第二犧牲柵結(jié)構(gòu)318b兩側(cè)的第二有源區(qū)306b中。

參考圖9和26，絕緣層可以形成在具有第一柵間隔物321a和第二柵間隔物321b的半導(dǎo)體基板303上，絕緣層可以被平坦化直到暴露第一和第二犧牲柵結(jié)構(gòu)318a和318b的上表面，從而形成層間絕緣層330。

參考圖9和27，第一犧牲柵結(jié)構(gòu)318a可以被去除以形成第一柵溝槽333a，另外，第二犧牲柵結(jié)構(gòu)318b可以被去除以形成第二柵溝槽333b。

第一柵電介質(zhì)342a可以形成在第一柵溝槽333a的內(nèi)壁上，第二柵電介質(zhì)342b可以形成在第二柵溝槽333b的內(nèi)壁上。

第一柵電介質(zhì)342a可以包括第一下柵電介質(zhì)336a和第一上柵電介質(zhì)339a，該第一下柵電介質(zhì)336a插置在第一柵電極366a與第一有源區(qū)306a之間，該第一上柵電介質(zhì)339a設(shè)置在第一下柵電介質(zhì)336a上并覆蓋第一柵電極366a的底表面和側(cè)表面。第一下柵電介質(zhì)336a可以包括通過執(zhí)行熱氧化工藝從第一有源區(qū)306a生長(zhǎng)的熱氧化物。第一下柵電介質(zhì)336a可以由利用沉積工藝諸如ald工藝形成的電介質(zhì)形成，例如，具有比硅氧化物高的介電常數(shù)的高k電介質(zhì)。

第二柵電介質(zhì)342b可以包括第二下柵電介質(zhì)336b和第二上柵電介質(zhì)339b，該第二下柵電介質(zhì)336b插置在第二柵電極366b與第二有源區(qū)306b之間，該第二上柵電介質(zhì)339b設(shè)置在第二下柵電介質(zhì)336b上并覆蓋第二柵電極366b的底表面和側(cè)表面。第二下柵電介質(zhì)336b可以包括通過執(zhí)行熱氧化工藝從第二有源區(qū)306b生長(zhǎng)的熱氧化物。第二下柵電介質(zhì)336b可以由利用沉積工藝諸如ald工藝形成的電介質(zhì)形成，例如，具有比硅氧化物高的介電常數(shù)的高k電介質(zhì)。

下導(dǎo)電材料層345可以形成在具有第一和第二柵電介質(zhì)342a和342b的半導(dǎo)體基板303上。下導(dǎo)電材料層345可以包括含氮的導(dǎo)電材料，例如tin。

參考圖9和28，包含第一元素的第一源材料層348可以形成在下導(dǎo)電材料層345上。第一源材料層348可以由包含第一元素諸如la等的金屬氧化物諸如lao等形成。

參考圖9和29，位于第二晶體管區(qū)域tr2上的第一源材料層348可以被選擇性地去除。因此，剩余的第一源材料層348a可以形成在第一晶體管區(qū)域tr1上。

參考圖9和30，第二源材料層351b可以選擇性地形成在位于第二晶體管區(qū)域tr2上的下導(dǎo)電材料層345上。例如，包含第二元素的第二源材料層可以形成在具有剩余的第一源材料層348a的半導(dǎo)體基板303上，然后位于第一晶體管區(qū)域tr1上的第二源材料層可以被選擇性地去除以在第二晶體管區(qū)域tr2上形成剩余的第二源材料層351b。

第二源材料層351b可以是與第一源材料層348a不同的材料。例如，第一源材料層348a可以是包含第一元素例如la的金屬氧化物，第二源材料層351b可以是包含不同于第一元素的第二元素例如al、hf或zr的金屬氧化物。

參考圖9和31，通過執(zhí)行熱處理工藝354，包含在第一源材料層348a中的第一元素可以擴(kuò)散到下導(dǎo)電材料層345(圖30中示出)中以形成第一摻雜材料層357，包含在第二源材料層351b中的第二元素可以擴(kuò)散到下導(dǎo)電材料層345(圖30中示出)中以形成第二摻雜材料層360。因此，第一和第二摻雜材料層357和360可以由包含彼此不同的元素的材料形成。例如，第一摻雜材料層357可以由包含la的金屬氮化物形成，第二摻雜材料層360可以由包含al、hf或zr的金屬氮化物形成。

參考圖9和32，第一源材料層348a和第二源材料層351b可以被去除，然后上導(dǎo)電材料層363可以形成在具有第一和第二摻雜材料層357和360的半導(dǎo)體基板303上以填充第一和第二柵溝槽333a和333b。上導(dǎo)電材料層363可以由金屬材料諸如鎢等形成。

再次參考圖10，上導(dǎo)電材料層363以及第一和第二摻雜材料層357和360可以被平坦化直到暴露層間絕緣層330以形成限定在第一柵溝槽333a中的第一柵電極366a和限定在第二柵溝槽333b中的第二柵電極366b。

利用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的形成半導(dǎo)體器件的方法形成的半導(dǎo)體器件可以作為一部件被用于制造半導(dǎo)體封裝，該部件可以用于各種電子系統(tǒng)中并被商品化。例如，利用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的形成半導(dǎo)體器件的方法形成的半導(dǎo)體器件可以用于便攜式通訊裝置、智能電話、平板pc、在其中因特網(wǎng)沖浪是可行的便攜式電子系統(tǒng)、用于存儲(chǔ)并播放音樂或視頻文件的電子系統(tǒng)、導(dǎo)航裝置、固態(tài)盤(ssd)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、汽車和家用電器。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式，可以提供一種形成具有柵極的半導(dǎo)體器件的方法以及通過該方法制造的半導(dǎo)體器件。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的柵極可以包括不包含第一元素的柵電介質(zhì)和包含第一元素的柵電極。柵電極可以包括包含第一元素的摻雜材料層。摻雜材料層的形成可以包括在不包含第一元素的第一導(dǎo)電材料層上形成包含第一元素的源材料層、和通過執(zhí)行熱處理工藝將源材料層中包含的第一元素?cái)U(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層中。

第一元素可以擴(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層中以改變第一導(dǎo)電材料層的功函數(shù)。例如，在n溝道m(xù)osfet(nmos)晶體管的情況中，第一元素可以是通過擴(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層中可以降低第一導(dǎo)電材料層的有效功函數(shù)的元素周期表上的元素，例如la。因此，可以提供具有能夠提高晶體管的閾值電壓特性的柵極的半導(dǎo)體器件。

第一導(dǎo)電材料層可以形成為具有大體均勻的厚度。此外，源材料層可以形成為具有大體均勻的厚度。因此，第一元素可以從第一導(dǎo)電材料層的表面大體均勻地?cái)U(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層中。因此，由于摻雜材料層形成為具有大體均勻的性能，所以可以提高半導(dǎo)體器件的分布特性。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的柵極可以包括柵電極，該柵電極包括能夠提高晶體管的閾值電壓特性的摻雜材料層和能夠提高柵極的電阻特性的導(dǎo)電材料層。導(dǎo)電材料層可以由具有比摻雜材料層低的電阻率的導(dǎo)電材料形成。

用于將第一元素供應(yīng)到第一導(dǎo)電材料層中的源材料層可以被形成為不直接接觸柵電介質(zhì)。此外，在源材料層中包含的第一元素可以利用熱處理工藝擴(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層中。因此，第一元素可以不擴(kuò)散到柵電介質(zhì)中。因此，通過將第一元素?cái)U(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層中的工藝，柵電介質(zhì)的電特性可以沒有改變或者其可靠性可以沒有退化。即，在柵電介質(zhì)的電特性和可靠性沒有退化的同時(shí)，第一元素可以選擇性地?cái)U(kuò)散到第一導(dǎo)電材料層中以形成摻雜材料層。因此，在柵電介質(zhì)的電特性和可靠性沒有退化的同時(shí)，可以提供改變與柵電介質(zhì)接觸的柵電極的材料層的有效功函數(shù)的方法。

雖然已經(jīng)參考附圖描述了一些實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，在實(shí)施方式中許多變形是可能的，而沒有脫離本發(fā)明構(gòu)思的范圍且沒有改變必要特征。因此，上述實(shí)施方式應(yīng)當(dāng)僅以描述的意思理解，而不用于限制的目的。

本申請(qǐng)要求于2015年9月18日提交的第10-2015-0132502號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其公開通過引用整體合并于此。