本申請(qǐng)是基于申請(qǐng)日為2013年3月29日、申請(qǐng)?zhí)枮?01310108221.6、發(fā)明創(chuàng)造名稱為“晶體管、半導(dǎo)體器件以及半導(dǎo)體模塊”的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本公開內(nèi)容總體上涉及電子裝置領(lǐng)域，更具體來(lái)說(shuō)涉及半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體器件的集成密度的提高，3維晶體管表現(xiàn)出與具有較長(zhǎng)溝道長(zhǎng)度的平面晶體管不相關(guān)聯(lián)的電屬性。具體來(lái)說(shuō)，源極/漏極區(qū)中的漏電流導(dǎo)致包括3維晶體管作為開關(guān)器件的半導(dǎo)體器件的特性惡化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可以包括襯底中的有源區(qū)以及限定了有源區(qū)的場(chǎng)區(qū)。半導(dǎo)體器件還可以包括有源區(qū)中的第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)。半導(dǎo)體器件還可以包括有源區(qū)和場(chǎng)區(qū)中的柵極溝槽，并且柵極溝槽可以處在有源區(qū)中的第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)之間。半導(dǎo)體器件還可以包括柵極溝槽內(nèi)的柵極結(jié)構(gòu)。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，柵極結(jié)構(gòu)可以包括柵極電極、柵極電極與有源區(qū)之間的柵極電介質(zhì)、柵極電極上的絕緣柵極加蓋圖案以及絕緣柵極加蓋圖案與有源區(qū)之間的含金屬絕緣材料層。此外，含金屬絕緣材料層可以至少部分地處在柵極溝槽內(nèi)。

在各個(gè)實(shí)施例中，第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)可以具有n型導(dǎo)電類型，并且含金屬絕緣材料層可以包括這樣的金屬，該金屬的費(fèi)米能離有源區(qū)的能帶圖的導(dǎo)帶比離有源區(qū)的能帶圖的價(jià)帶更近。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)可以具有p型導(dǎo)電類型，并且含金屬絕緣材料層可以包括這樣的金屬，該金屬的費(fèi)米能離有源區(qū)的能帶圖的價(jià)帶比離有源區(qū)的能帶圖的導(dǎo)帶更近。

在各個(gè)實(shí)施例中，第二源極/漏極區(qū)與第一源極/漏極區(qū)相比可以具有更淺的結(jié)結(jié)構(gòu)。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件還可以包括電連接到第一源極/漏極區(qū)的位線結(jié)構(gòu)，以及電連接到第二源極/漏極區(qū)的電容器結(jié)構(gòu)。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可以包括襯底中的有源區(qū)，以及有源區(qū)中的第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)。半導(dǎo)體器件還可以包括有源區(qū)中的柵極溝槽，其處在第一源極/漏極區(qū)與第二源極/漏極區(qū)之間。半導(dǎo)體器件還可以包括柵極溝槽內(nèi)的柵極結(jié)構(gòu)。柵極結(jié)構(gòu)可以包括可以與第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)至少部分地重疊的柵極電極，以及處于柵極電極上并且處于柵極溝槽內(nèi)的含金屬絕緣材料層。含金屬絕緣材料層可以與第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)至少部分地重疊，并且柵極電介質(zhì)處于柵極電極與有源區(qū)之間。此外，柵極電極可以包括這樣的導(dǎo)電材料，該導(dǎo)電材料的費(fèi)米能離有源區(qū)的禁帶中央能量(mid-gapenergy)比離有源區(qū)的能帶圖的價(jià)帶或?qū)Ц?，并且該?dǎo)電材料可以具有第一功函數(shù)。含金屬絕緣材料層可以包括可以具有第二功函數(shù)的金屬，第二功函數(shù)小于第一功函數(shù)的。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例中，含金屬絕緣材料層可以包括含有不同于柵極電介質(zhì)的材料的電介質(zhì)材料。此外，在各個(gè)實(shí)施例中，含金屬絕緣材料層可以包括偶極層。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可以包括襯底中的場(chǎng)區(qū)，并且場(chǎng)區(qū)限定了單元有源區(qū)和外圍有源區(qū)。半導(dǎo)體器件還可以包括單元有源區(qū)中的第一單元源極/漏極區(qū)和第二單元源極/漏極區(qū)。半導(dǎo)體器件還可以包括單元有源區(qū)中的處于第一單元源極/漏極區(qū)與第二單元源極/漏極區(qū)之間的單元柵極溝槽，以及單元柵極溝槽內(nèi)的單元柵極結(jié)構(gòu)。此外，半導(dǎo)體器件可以包括外圍有源區(qū)中的第一外圍源極/漏極區(qū)和第二外圍源極/漏極區(qū)，以及外圍有源區(qū)上的外圍柵極結(jié)構(gòu)。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，外圍柵極結(jié)構(gòu)可以包括外圍柵極電介質(zhì)和外圍柵極電極。在各個(gè)實(shí)施例中，單元柵極結(jié)構(gòu)可以包括順序地層疊的單元柵極電極和絕緣單元柵極加蓋圖案、單元柵極電極與單元有源區(qū)之間的單元柵極電介質(zhì)以及處于單元柵極電極上并且處于單元柵極溝槽內(nèi)的含金屬絕緣材料層。含金屬絕緣材料層可以與第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)至少部分地重疊，并且包括不同于單元柵極電介質(zhì)的金屬。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，單元柵極電極可以包括這樣的導(dǎo)電材料，該導(dǎo)電材料的費(fèi)米能離單元有源區(qū)的禁帶中央能量比離單元有源區(qū)的能帶圖的價(jià)帶或?qū)Ц?，并且含金屬絕緣材料層中的金屬的費(fèi)米能離單元有源區(qū)的價(jià)帶或?qū)П入x單元有源區(qū)的禁帶中央能量更近。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的晶體管可以包括半導(dǎo)體襯底中的有源區(qū)。晶體管還可以包括有源區(qū)中的柵極結(jié)構(gòu)，以及有源區(qū)中的柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)上的源極/漏極區(qū)。此外，柵極結(jié)構(gòu)可以包括有源區(qū)上的柵極電介質(zhì)、柵極電介質(zhì)上的柵極電極、柵極電極上的絕緣加蓋圖案以及絕緣加蓋圖案與源極/漏極區(qū)之間的絕緣偶極層。

在各個(gè)實(shí)施例中，絕緣偶極層可以與源極/漏極區(qū)至少部分地重疊。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，絕緣偶極層可以包括不同于柵極電介質(zhì)的金屬，并且包括在絕緣偶極層中的金屬的費(fèi)米能離有源區(qū)的能帶圖的能帶邊緣比離有源區(qū)的能帶圖的禁帶中央能量更近。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的晶體管可以包括柵極結(jié)構(gòu)。在各個(gè)實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)可以包括順序地層疊在半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)中的柵極電介質(zhì)和柵極電極。晶體管還可以包括處于有源區(qū)中的柵極電極的兩側(cè)上的源極/漏極區(qū)。晶體管還可以包括處于柵極電極的兩側(cè)上的源極/漏極區(qū)上的絕緣偶極層。此外，絕緣偶極層可以與源極/漏極區(qū)至少部分地重疊，并且絕緣偶極層可以包括不同于柵極電介質(zhì)的金屬。

在各個(gè)實(shí)施例中，偶極層中的金屬的費(fèi)米能離有源區(qū)的能帶邊緣比離有源區(qū)的禁帶中央能量更近。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可以包括在襯底中限定了有源區(qū)的場(chǎng)區(qū)。半導(dǎo)體器件還可以包括有源區(qū)中的第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)。半導(dǎo)體器件還可以包括有源區(qū)和場(chǎng)區(qū)中的柵極溝槽，并且柵極溝槽可以處于第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)之間。半導(dǎo)體器件還可以包括柵極溝槽內(nèi)的柵極結(jié)構(gòu)。柵極結(jié)構(gòu)可以包括在柵極溝槽內(nèi)具有第一導(dǎo)電圖案和第二導(dǎo)電圖案的柵極電極、柵極電極上的絕緣柵極加蓋圖案以及柵極電極與有源區(qū)之間的柵極電介質(zhì)。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，第一導(dǎo)電圖案的費(fèi)米能與第二導(dǎo)電圖案的費(fèi)米能相比可以離有源區(qū)的能帶圖的禁帶中央能量更近。第一導(dǎo)電圖案可以包括其水平寬度大于第二導(dǎo)電圖案的水平寬度的部分。此外，第二導(dǎo)電圖案的垂直厚度可以小于第一導(dǎo)電圖案的垂直厚度，并且可以處于高于第一導(dǎo)電圖案的底表面的水平。

在各個(gè)實(shí)施例中，第二導(dǎo)電圖案的費(fèi)米能離有源區(qū)的導(dǎo)帶或價(jià)帶比離有源區(qū)的禁帶中央能量更近，并且第一導(dǎo)電圖案的費(fèi)米能離有源區(qū)的禁帶中央能量比離有源區(qū)的導(dǎo)帶或價(jià)帶更近。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，第二導(dǎo)電圖案可以處于第一導(dǎo)電圖案的上側(cè)表面與有源區(qū)之間。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可以包括處于半導(dǎo)體襯底中并且限定了有源區(qū)的場(chǎng)區(qū)。半導(dǎo)體器件還可以包括處于有源區(qū)中并且彼此間隔開的第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)。半導(dǎo)體器件還可以包括有源區(qū)中的柵極溝槽，其處于第一源極/漏極區(qū)與第二源極/漏極區(qū)之間并且被配置成延伸到場(chǎng)區(qū)中。半導(dǎo)體器件還可以包括柵極溝槽內(nèi)的柵極結(jié)構(gòu)。柵極結(jié)構(gòu)可以包括柵極電極，其包括下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案、第一導(dǎo)電圖案、上方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案以及第二導(dǎo)電圖案。柵極電極可以處于低于有源區(qū)的頂表面的水平。半導(dǎo)體器件還可以包括柵極電極上的絕緣柵極加蓋圖案，以及柵極電極與有源區(qū)之間的柵極電介質(zhì)。在各個(gè)實(shí)施例中，下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案可以覆蓋第一導(dǎo)電圖案的底表面并且延伸到第一導(dǎo)電圖案的一側(cè)。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，第二導(dǎo)電圖案可以包括處于下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案上并且處于第一導(dǎo)電圖案的上側(cè)表面上的一部分，并且上方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案可以覆蓋第二導(dǎo)電圖案的底部和側(cè)面。

在各個(gè)實(shí)施例中，第一導(dǎo)電圖案的費(fèi)米能與第二導(dǎo)電圖案的費(fèi)米能相比可以離有源區(qū)的能帶圖的禁帶中央能量更近。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可以包括模塊襯底和模塊襯底上的半導(dǎo)體器件。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，半導(dǎo)體器件可以包括在襯底中限定了有源區(qū)的場(chǎng)區(qū)。半導(dǎo)體器件還可以包括有源區(qū)中的第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)。半導(dǎo)體器件還可以包括有源區(qū)和場(chǎng)區(qū)中的處于第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)之間的柵極溝槽。半導(dǎo)體器件還可以包括柵極溝槽內(nèi)的柵極結(jié)構(gòu)。柵極結(jié)構(gòu)可以包括柵極電極、柵極電極上的絕緣柵極加蓋圖案、柵極電極與有源區(qū)之間的柵極電介質(zhì)以及絕緣柵極加蓋圖案與有源區(qū)之間的含金屬絕緣材料層。在各個(gè)實(shí)施例中，含金屬絕緣材料層可以至少部分地處于柵極溝槽內(nèi)，并且包括不同于柵極電介質(zhì)的金屬。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可以包括襯底中的有源區(qū)，以及有源區(qū)中的第一源極/漏極區(qū)、第二源極/漏極區(qū)和第一源極/漏極區(qū)與第二源極/漏極區(qū)之間的溝道區(qū)。半導(dǎo)體器件還可以包括處于第一和第二源極/漏極區(qū)之間的柵極溝槽，柵極溝槽具有限定溝槽開口的側(cè)面。半導(dǎo)體器件還可以包括柵極溝槽內(nèi)的柵極結(jié)構(gòu)。此外，柵極結(jié)構(gòu)可以包括具有第一柵極電極部分和第二柵極電極部分柵極電極，第一柵極電極部分與第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)重疊，第二柵極電極部分與溝道區(qū)重疊。柵極結(jié)構(gòu)還可以包括柵極電極與有源區(qū)之間的柵極電介質(zhì)。柵極結(jié)構(gòu)還可以包括柵極電極上的絕緣柵極加蓋圖案，絕緣柵極加蓋圖案處于溝槽開口與柵極電極之間。柵極結(jié)構(gòu)還可以包括補(bǔ)充柵極電極圖案，其與第一和第二源極/漏極區(qū)至少部分地重疊，并且補(bǔ)充柵極電極圖案被配置成提供第一柵極電極部分與第一和第二源極/漏極區(qū)的功函數(shù)之間的差，該差小于第二柵極電極部分與第一和第二源極/漏極區(qū)的功函數(shù)之間的差。

在各個(gè)實(shí)施例中，第二柵極電極部分的費(fèi)米能離有源區(qū)的能帶圖的禁帶中央能量比離有源區(qū)的導(dǎo)帶或價(jià)帶更近。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，第二柵極電極部分的費(fèi)米能離有源區(qū)的能帶圖的禁帶中央能量比離有源區(qū)的導(dǎo)帶或價(jià)帶更近。

在各個(gè)實(shí)施例中，補(bǔ)充柵極電極圖案可以包括含金屬絕緣材料層。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，含金屬絕緣材料層可以包括偶極層。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，第一柵極電極部分可以包括與第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)重疊的導(dǎo)電圖案，并且導(dǎo)電圖案的功函數(shù)可以不同于第二柵極電極部分的功函數(shù)。

在各個(gè)實(shí)施例中，第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)可以具有n型導(dǎo)電類型，并且導(dǎo)電圖案的費(fèi)米能離有源區(qū)的能帶圖的導(dǎo)帶比離有源區(qū)的能帶圖的禁帶中央能量更近。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)可以具有p型導(dǎo)電類型，并且導(dǎo)電圖案的費(fèi)米能離有源區(qū)的能帶圖的價(jià)帶比離有源區(qū)的能帶圖的禁帶中央能量更近。

在各個(gè)實(shí)施例中，補(bǔ)充柵極電極圖案可以包括第一柵極電極部分內(nèi)的導(dǎo)電圖案，并且導(dǎo)電圖案的功函數(shù)可以不同于第二柵極電極部分的功函數(shù)。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)可以具有n型導(dǎo)電類型，并且導(dǎo)電圖案的費(fèi)米能離有源區(qū)的能帶圖的導(dǎo)帶比離有源區(qū)的能帶圖的禁帶中央能量更近。

在各個(gè)實(shí)施例中，第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)可以具有p型導(dǎo)電類型，并且導(dǎo)電圖案的費(fèi)米能離有源區(qū)的能帶圖的價(jià)帶比離有源區(qū)的能帶圖的禁帶中央能量更近。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，第二柵極電極部分的費(fèi)米能離有源區(qū)的能帶圖的禁帶中央能量比離有源區(qū)的導(dǎo)帶或價(jià)帶更近。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可以包括襯底中的有源區(qū)，以及有源區(qū)中的第一源極/漏極區(qū)、第二源極/漏極區(qū)和第一源極/漏極區(qū)與第二源極/漏極區(qū)之間的溝道區(qū)。半導(dǎo)體器件還可以包括處于第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)之間的柵極溝槽。柵極溝槽可以具有限定溝槽開口的側(cè)面。半導(dǎo)體器件還可以包括柵極溝槽內(nèi)的柵極結(jié)構(gòu)。柵極結(jié)構(gòu)可以包括柵極電極，柵極電極可以包括第一導(dǎo)電圖案和第二導(dǎo)電圖案，第一導(dǎo)電圖案具有與第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)重疊的一部分，第二導(dǎo)電圖案具有與溝道區(qū)重疊的一部分。第一導(dǎo)電圖案可以處于溝槽開口與第二導(dǎo)電圖案之間。柵極結(jié)構(gòu)還可以包括柵極電極與有源區(qū)之間的柵極電介質(zhì)。柵極結(jié)構(gòu)還可以包括柵極電極上的絕緣柵極加蓋圖案，并且絕緣柵極加蓋圖案可以處于溝槽開口與柵極電極之間。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，第一導(dǎo)電圖案與第一和第二源極/漏極區(qū)的功函數(shù)之間的差可以小于第二導(dǎo)電圖案與第一和第二源極/漏極區(qū)的功函數(shù)之間的差。

在各個(gè)實(shí)施例中，第二導(dǎo)電圖案的費(fèi)米能離有源區(qū)的能帶圖的禁帶中央能量比離有源區(qū)的導(dǎo)帶或價(jià)帶更近。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)可以具有n型導(dǎo)電類型，并且第一導(dǎo)電圖案的費(fèi)米能離有源區(qū)的能帶圖的導(dǎo)帶比離有源區(qū)的能帶圖的禁帶中央能量更近。

在各個(gè)實(shí)施例中，第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)可以具有p型導(dǎo)電類型，并且第一導(dǎo)電圖案的費(fèi)米能離有源區(qū)的能帶圖的價(jià)帶比離有源區(qū)的能帶圖的禁帶中央能量更近。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，半導(dǎo)體器件可以包括柵極電極與絕緣柵極加蓋圖案之間的含金屬絕緣材料層。含金屬絕緣材料層可以與第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)重疊，并且可以包括其導(dǎo)電類型與第一和第二源極/漏極區(qū)的導(dǎo)電類型完全相同的金屬。

在各個(gè)實(shí)施例中，含金屬絕緣材料層可以包括偶極層。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，含金屬絕緣材料層可以處于絕緣柵極加蓋圖案與第一源極/漏極區(qū)和第二源極/漏極區(qū)之間的柵極電介質(zhì)的一部分中。

在詳細(xì)描述部分和附圖中包括了其他實(shí)施例的細(xì)節(jié)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)對(duì)于如附圖中所示的本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的更加具體的描述，本發(fā)明構(gòu)思的前述和其他特征及優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記在不同視圖中始終指代相同的部件。附圖不一定是按比例繪制的，相反對(duì)于圖示出本發(fā)明構(gòu)思的原理進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的平面圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖面圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖面圖；

圖4a到圖4c是圖3的一部分的局部放大視圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖面圖；

圖6是圖5的一部分的局部放大視圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖面圖；

圖8是圖7的一部分的局部放大視圖；

圖9是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖面圖；

圖10是圖9的一部分的局部放大視圖；

圖11是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖面圖；

圖12、圖13a和圖13b是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖面圖；

圖14是下方柵極電極和有源區(qū)的能帶圖；

圖15a是上方柵極電極和n型源極/漏極區(qū)的能帶圖；

圖15b是上方柵極電極和p型源極/漏極區(qū)的能帶圖；

圖16到圖32是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖面圖；

圖33a到圖33c是nmos晶體管的柵極電極的概念能帶圖；

圖34a到圖34c是pmos晶體管的柵極電極的概念能帶圖；

圖35a到圖37b是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖面圖；

圖38是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的平面圖；

圖39是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖面圖；

圖40a和圖40b是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的圖示；

圖41到圖62b是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖面圖；

圖63是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的平面圖；

圖64到圖72是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖面圖；

圖73a到圖73c是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的處理流程圖；

圖74a到圖74o是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖75是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的處理流程圖；

圖76a到圖76c是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖77是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的處理流程圖；

圖78a到圖78d是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖79是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的處理流程圖；

圖80a到圖80e是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖81是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的處理流程圖；

圖82a到圖82e是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖83a和圖83b是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖84a和圖84b是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖85是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的處理流程圖；

圖86a到圖86c是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖87和圖88是分別示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖89a到圖89e是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖90a和圖90b是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖91是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的處理流程圖；

圖92a到圖92c是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖93和圖94是分別示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖95是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的處理流程圖；

圖96a到圖96f是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖97和圖98是分別示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖99是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的處理流程圖；

圖100a到圖100d是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖101和圖102是分別示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖103是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的處理流程圖；

圖104a到圖104c是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖105和圖106是分別示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖107是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的處理流程圖；

圖108a和圖108b是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖；

圖109是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的處理流程圖；

圖110是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的存儲(chǔ)器模塊的示意圖；

圖111是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體模塊的示意圖；

圖112是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各個(gè)實(shí)施例的各種半導(dǎo)體封裝件的一個(gè)電子系統(tǒng)的概念方框圖；

圖113是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的另一個(gè)電子系統(tǒng)的示意性方框圖；以及

圖114是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的移動(dòng)無(wú)線電話的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖來(lái)描述示例性實(shí)施例。但是本發(fā)明構(gòu)思可以通過(guò)不同形式來(lái)具體實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)被理解成限制到這里所闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例是為了使得本公開內(nèi)容透徹且完整，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員完全傳達(dá)本發(fā)明構(gòu)思的范圍。在附圖中，為了清楚起見(jiàn)夸大了各層和各個(gè)區(qū)的尺寸和相對(duì)尺寸。相同的附圖標(biāo)記始終指代相同的元件。

在這里將參照作為本發(fā)明構(gòu)思的理想化實(shí)施例的示意性圖示的剖面圖、平面圖和方框圖來(lái)描述本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例。因此，例如作為制造技術(shù)和/或容差的結(jié)果可以預(yù)期與圖示的形狀有所不同。因此，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)被理解成受限于這里所圖示出的區(qū)的具體形狀，而是應(yīng)當(dāng)包括例如作為制造的結(jié)果而導(dǎo)致的形狀偏差。舉例來(lái)說(shuō)，被圖示為矩形的蝕刻區(qū)域通常將具有圓化或彎曲特征。因此，圖中所示出的區(qū)域是示意性的，并且其形狀不意圖示出器件區(qū)域的實(shí)際形狀并且不意圖限制本發(fā)明構(gòu)思的范圍。

在附圖中，為了清楚起見(jiàn)夸大了各層和各個(gè)區(qū)的厚度。還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)提到一層處于另一層或襯底“上”時(shí)，其可以直接處于該另一層或襯底上，或者還可以存在中間層。由相同附圖標(biāo)記標(biāo)示的各個(gè)部分始終指代相同的組件。

為了易于描述如圖中所示的一個(gè)元件或特征與另一個(gè)(多個(gè))元件或特征的關(guān)系，在這里可以使用例如“頂端”、“底端”、“頂表面”、“底表面”、“上方”、“下方”等空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)。應(yīng)當(dāng)理解的是，所述空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)意圖涵蓋除了圖中所描繪的指向之外的器件在使用或操作中的不同方位。舉例來(lái)說(shuō)，如果圖中的器件被翻轉(zhuǎn)，則被描述為相對(duì)于其他元件或特征處于“下方”的元件的方位將是相對(duì)于所述其他元件或特征處于“上方”。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“下方”可以同時(shí)涵蓋下方和上方的方位。還可以令器件處于其他方位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)并且相應(yīng)地解釋這里所使用的空間相對(duì)描述詞。

此外，例如“上方”、“中間”、“下方”等術(shù)語(yǔ)被用來(lái)在組件的相對(duì)位置之間進(jìn)行區(qū)分，但是本發(fā)明構(gòu)思不限于這些術(shù)語(yǔ)。相應(yīng)地，例如“上方”、“中間”、“下方”等術(shù)語(yǔ)可以被稱為“第一”、“第二”、“第三”等等，并且被用來(lái)描述說(shuō)明書的各個(gè)組件。

應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然在這里可以使用第一、第二等術(shù)語(yǔ)來(lái)描述各個(gè)元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)受限于這些術(shù)語(yǔ)。因此，下面討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分也可以被稱作第二元件、組件、區(qū)域、層或部分，而不會(huì)背離本發(fā)明構(gòu)思的教導(dǎo)。

這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅僅是為了描述具體實(shí)施例，而不意圖限制本發(fā)明構(gòu)思。

除非上下文清楚地另有所指，否則這里所使用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)當(dāng)理解的是，在本說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”表明所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，而不排除存在或添加一個(gè)或更多其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其組合。

除非另行定義，否則這里所使用的所有術(shù)語(yǔ)(其中包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明構(gòu)思所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常所理解的相同含義。還應(yīng)當(dāng)理解的是，比如在常用字典中所定義的術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與其在相關(guān)領(lǐng)域和本說(shuō)明書的情境中一致的含義，而不應(yīng)當(dāng)按照理想化或過(guò)于正式的意義來(lái)解釋(除非在這里明確地如此定義)。

圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的平面圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖面圖。在圖2中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，并且部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

下面將參照?qǐng)D1和圖2描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D1和圖2，可以制備襯底1。襯底1可以是半導(dǎo)體襯底。襯底1可以是硅襯底?？梢栽谝r底1中形成限定了有源區(qū)9的場(chǎng)區(qū)7。場(chǎng)區(qū)7可以是淺槽隔離(sti)區(qū)。舉例來(lái)說(shuō)，場(chǎng)區(qū)7可以包括形成在襯底1中的場(chǎng)溝槽3以及填充場(chǎng)溝槽3的絕緣材料圖案5。絕緣材料圖案5可以包括氧化硅。有源區(qū)9可以具有第一導(dǎo)電類型。第一導(dǎo)電類型可以是p型或n型導(dǎo)電類型。

可以在襯底1中形成柵極溝槽18。柵極溝槽18可以包括跨越有源區(qū)9形成的第一部分18a，以及形成在場(chǎng)區(qū)7中的第二部分18b。柵極溝槽18可以從跨越有源區(qū)9形成的第一部分18a連續(xù)地延伸到場(chǎng)區(qū)7的第二部分18b中。在柵極溝槽18中，第一部分18a和第二部分18b的底部區(qū)域可以布置在不同的水平。舉例來(lái)說(shuō)，在柵極溝槽18中，有源區(qū)9中布置的第一部分18a的底部區(qū)域19a可以被布置在比場(chǎng)區(qū)7中布置的第二部分18b的底部區(qū)域19b更高的水平。有源區(qū)9的側(cè)表面的一部分9s可以通過(guò)柵極溝槽18暴露出來(lái)。舉例來(lái)說(shuō)，由于柵極溝槽18的第一部分18a和第二部分18b之間的階梯差，布置在柵極溝槽18的第一部分18a和第二部分18b之間的有源區(qū)9的側(cè)部9s可以被暴露出來(lái)。

可以在柵極溝槽18內(nèi)形成柵極結(jié)構(gòu)gs。一個(gè)有源區(qū)9可以包括通過(guò)彼此鄰近地布置的一對(duì)柵極結(jié)構(gòu)gs分開的三個(gè)柱。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)有源區(qū)9可以包括一個(gè)第一有源柱9a和跨過(guò)第一有源柱9a彼此相對(duì)地布置的兩個(gè)有源柱9b。第一有源柱9a和第二有源柱9b可以被布置在有源區(qū)9的上方區(qū)域中。第一有源柱9a和第二有源柱9b可以被布置在柵極結(jié)構(gòu)gs附近。第一有源柱9a和第二有源柱9b可以通過(guò)有源區(qū)9的下方區(qū)域彼此電連接。通過(guò)柵極溝槽18暴露出的有源區(qū)9的側(cè)表面的部分9s可以被柵極結(jié)構(gòu)gs覆蓋?？梢栽谟性磪^(qū)9的第一有源柱9a中形成第一源極/漏極區(qū)60?？梢栽谟性磪^(qū)9的第二有源柱9b中形成第二源極/漏極區(qū)87。第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87可以具有與有源區(qū)9相同的導(dǎo)電類型和不同的導(dǎo)電類型。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)有源區(qū)9具有第一導(dǎo)電類型時(shí)，第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87可以具有不同于第一導(dǎo)電類型的第二導(dǎo)電類型。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電類型是p型導(dǎo)電類型時(shí)，第二導(dǎo)電類型可以是n型導(dǎo)電類型。在另一種情況中，當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電類型是n型導(dǎo)電類型時(shí)，第二導(dǎo)電類型可以是p型導(dǎo)電類型。

第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87可以具有非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。舉例來(lái)說(shuō)，第一源極/漏極區(qū)60可以形成比第二源極/漏極區(qū)87更深的結(jié)，并且第二源極/漏極區(qū)87可以形成比第一源極/漏極區(qū)60更淺的結(jié)。

第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87可以在第一有源柱9a和第二有源柱9b中形成pn結(jié)。舉例來(lái)說(shuō)，第一源極/漏極區(qū)60可以在第一有源柱9a中形成具有第一深度d1的pn結(jié)，并且第二源極/漏極區(qū)87在第二有源柱9b中形成具有小于第一深度d1的第二深度d2。

第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87以及布置在有源區(qū)9中的柵極結(jié)構(gòu)gs可以構(gòu)成一個(gè)晶體管tr。晶體管tr的溝道區(qū)ch可以包括第一溝道區(qū)ch1、第二溝道區(qū)ch2以及第三溝道區(qū)ch3。第一溝道區(qū)ch1可以被形成在第一有源柱9a中并且被布置在第一源極/漏極區(qū)60之下。第二溝道區(qū)ch2可以被形成在第二有源柱9b中并且被布置在第二源極/漏極區(qū)87之下。第三溝道區(qū)ch3可以被形成在第一有源柱9a和第二有源柱9b之間的有源區(qū)9中。第三溝道區(qū)ch3可以被形成在有源區(qū)9中并且處于柵極結(jié)構(gòu)gs的底部區(qū)域之下。

如果柵極結(jié)構(gòu)gs有一部分被布置在與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87相同的水平，則柵極結(jié)構(gòu)gs可以有一部分與具有第一深度d1和第二深度d2的第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87重疊。如果柵極結(jié)構(gòu)gs有一部分被布置在與溝道區(qū)ch相同的水平，則柵極結(jié)構(gòu)gs還可以有一部分與晶體管tr的溝道區(qū)ch重疊。

位線結(jié)構(gòu)69可以被形成在第一源極/漏極區(qū)60上并且電連接到第一源極/漏極區(qū)60。位線結(jié)構(gòu)69可以包括順序地層疊的位線63和位線加蓋圖案66，以及布置在位線63與第一源極/漏極區(qū)60之間的位線接觸結(jié)構(gòu)54。

電容器結(jié)構(gòu)98可以被形成在第二源極/漏極區(qū)87上并且電連接到第二源極/漏極區(qū)87。電容器接觸結(jié)構(gòu)90可以被形成在電容器結(jié)構(gòu)98與第二源極/漏極區(qū)87之間。

電容器結(jié)構(gòu)98可以包括布置在電容器接觸結(jié)構(gòu)90上的第一電極93、布置在第一電極93上的儲(chǔ)存電介質(zhì)材料95以及布置在儲(chǔ)存電介質(zhì)材料95上的第二電極97。

當(dāng)晶體管tr被關(guān)斷同時(shí)有電荷儲(chǔ)存在電容器結(jié)構(gòu)98中時(shí)，柵極結(jié)構(gòu)gs可以包括這樣的組件，該組件能夠抑制儲(chǔ)存在電容器結(jié)構(gòu)98中的電荷數(shù)量由于第二源極/漏極區(qū)87中的漏電流而丟失。

后面將描述參照?qǐng)D3到圖28b描述包括柵極結(jié)構(gòu)gs的半導(dǎo)體器件。圖3到圖28b是示出了圖1和圖2的柵極結(jié)構(gòu)gs的圖示。在圖3、圖5、圖7、圖9、圖11、圖12、圖13a、圖13b、圖16到圖32以及圖35a到圖37b中，部分“a”對(duì)應(yīng)于圖2的部分“a”，部分“b”對(duì)應(yīng)于圖2的部分“b”，并且部分“c”對(duì)應(yīng)于圖2的部分“c”。

首先將參照?qǐng)D1到圖3描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D1到圖3，圖2的柵極結(jié)構(gòu)gs可以包括柵極結(jié)構(gòu)48(gs)，其包括柵極電介質(zhì)24、柵極電極36、含金屬絕緣材料層(或者含金屬材料層)39以及絕緣柵極加蓋圖案45。柵極結(jié)構(gòu)48(gs)可以被形成在柵極溝槽18內(nèi)。柵極電極36可以被形成為部分地填充柵極溝槽18。柵極電極36可以包括布置在與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87的一些部分相同的水平的一部分。柵極電極36可以部分地與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87重疊，其中柵極電極36被布置在與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87的一些部分相同的水平。柵極電極36可以是比如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dram)之類的存儲(chǔ)器器件的字線。

如在本公開內(nèi)容中所認(rèn)識(shí)到的那樣，如果柵極電極36不與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87重疊，則可以減小第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87中的漏電流，特別是柵極引發(fā)的漏極泄漏(gidl)。但是不與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87重疊的柵極電極會(huì)減小單元接通電流(ion)，從而惡化器件的電屬性，比如最后數(shù)據(jù)進(jìn)入行中的預(yù)充電時(shí)間(trdl)。

柵極電極36可以包括第一柵極導(dǎo)電圖案27和第二柵極導(dǎo)電圖案30。第一柵極導(dǎo)電圖案27可以被共形地形成在柵極溝槽18內(nèi)，第二柵極導(dǎo)電圖案30可以被形成在第一柵極導(dǎo)電圖案27上以便部分地填充柵極溝槽18。第二柵極導(dǎo)電圖案30可以包括其電阻率低于第一柵極導(dǎo)電圖案27的導(dǎo)電材料。舉例來(lái)說(shuō)，第一柵極導(dǎo)電圖案27可以由金屬氮化物(例如氮化鈦(tin)或氮化鎢(wn))形成，第二柵極導(dǎo)電圖案30可以由其電阻率低于金屬氮化物的導(dǎo)電材料(例如w或鈦鋁)形成。

柵極加蓋圖案45可以被形成在柵極電極36上。柵極加蓋圖案45可以被布置在柵極電極36上，并且也被布置在柵極溝槽18內(nèi)。柵極加蓋圖案45可以由絕緣材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，柵極加蓋圖案45可以由氮化硅或氮氧化硅(sion)形成。柵極加蓋圖案45可以被布置在與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87的一些部分相同的水平。

與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87當(dāng)中的任一個(gè)區(qū)87的可以被布置在與柵極電極36相同的水平的一部分相比，該區(qū)87的可以被布置在與柵極加蓋圖案45相同的水平的一部分可以更大。

柵極電介質(zhì)24可以被形成在柵極電極36與有源區(qū)9之間。柵極電介質(zhì)24可以包括氧化硅或基于氧化硅的材料。舉例來(lái)說(shuō)，柵極電介質(zhì)24可以包括氧化硅或氮(n)摻雜氧化硅。

柵極電介質(zhì)24可以包括布置在柵極加蓋圖案45與有源區(qū)9之間的一部分。舉例來(lái)說(shuō)，柵極電介質(zhì)24可以被布置在柵極電極36與有源區(qū)9之間，并且在柵極加蓋圖案45與有源區(qū)9之間延伸。柵極電介質(zhì)24可以覆蓋柵極電極36的底表面和側(cè)表面，并且可以在柵極加蓋圖案45與有源區(qū)9之間延伸。

含金屬材料層39可以包括偶極層。含金屬材料層39可以覆蓋柵極加蓋圖案45的底表面和側(cè)表面。含金屬材料層39可以由不同于柵極加蓋圖案45的材料形成，并且覆蓋柵極加蓋圖案45的底表面和側(cè)表面。含金屬材料層39可以包括布置在柵極加蓋圖案45與有源區(qū)9之間的第一部分40a、布置在柵極加蓋圖案45與柵極電極36之間的第二部分40b以及布置在柵極加蓋圖案45與場(chǎng)區(qū)7的絕緣材料圖案5之間的第三部分40c。含金屬材料層39的第一部分40a可以包括布置在柵極加蓋圖案45與柵極電介質(zhì)24之間的一部分。

含金屬材料層39的第一到第三部分40a、40b和40c可以由相同的材料形成，并且連續(xù)地彼此連接。

含金屬材料層39可以是補(bǔ)充柵極電極圖案，這是因?yàn)楹饘俨牧蠈?9可以被配置成提供柵極電極34的與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87重疊的一部分與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87之間的功函數(shù)的差，該差小于柵極電極36的與溝道區(qū)重疊的一部分與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87之間的功函數(shù)的差。

與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87當(dāng)中的任一個(gè)區(qū)87的可以被布置在與柵極電極36相同的水平的一部分相比，該區(qū)87的可以被布置在與含金屬材料層39相同的水平的一部分可以更大。與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87當(dāng)中的任一個(gè)區(qū)(例如第二源極/漏極區(qū)87)的可以被布置在與柵極電極36相對(duì)的一部分相比，第二源極/漏極區(qū)87的可以被布置在與含金屬材料層39相對(duì)的一部分可以更大?？梢员徊贾贸膳c柵極電極36相對(duì)的第二源極/漏極區(qū)87的一部分可以包括輕度摻雜的區(qū)，并且被布置成與含金屬材料層39相對(duì)的第二源極/漏極區(qū)87的一部分可以包括重度摻雜的區(qū)。

晶體管tr可以包括柵極結(jié)構(gòu)48(gs)以及第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87。

柵極電極36可以包括這樣的導(dǎo)電材料，該導(dǎo)電材料的費(fèi)米能離有源區(qū)9的禁帶中央能量比離有源區(qū)9的能帶圖的價(jià)帶或?qū)Ц⑶以搶?dǎo)電材料具有第一功函數(shù)。含金屬材料層39可以包括不同于柵極電介質(zhì)24的金屬。包含在含金屬材料層39中的金屬的費(fèi)米能離有源區(qū)9的能帶圖的能帶邊緣(例如導(dǎo)帶或價(jià)帶)比離有源區(qū)的能帶圖的禁帶中央能量更近。

晶體管tr可以是nmos晶體管。當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，含金屬材料層39可以由包含n型金屬的電介質(zhì)材料形成，所述n型金屬的第二功函數(shù)小于柵極電極36的第一功函數(shù)。在這里，“n型金屬”可以指的是這樣的金屬，該金屬的費(fèi)米能離有源區(qū)9的能帶圖中的導(dǎo)帶比離有源區(qū)9的能帶圖中的價(jià)帶更近。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層39可以由例如鑭(la)或鎂(mg)之類的n型金屬形成。含金屬材料層39可以包括例如la或mg之類的金屬，并且由能夠形成偶極的電介質(zhì)材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層39可以包括含有氧化鑭(lao)、氧化鎂(mgo)、氮氧化鑭(laon)和氮氧化鎂(mgon)的至少其中之一的偶極層。

雖然晶體管tr可以是nmos晶體管，但是本發(fā)明構(gòu)思不限于具有nmos晶體管的半導(dǎo)體器件。舉例來(lái)說(shuō)，本發(fā)明構(gòu)思可以適用于具有pmos晶體管的半導(dǎo)體器件。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，含金屬材料層39可以由包含p型金屬的電介質(zhì)材料形成，所述p型金屬的第二功函數(shù)大于柵極電極36的第一功函數(shù)。在這里，“p型金屬”可以指的是其費(fèi)米能離有源區(qū)9的能帶圖中的價(jià)帶比離有源區(qū)9的能帶圖中的導(dǎo)帶更近的金屬。含金屬材料層39可以由包含例如鋁(al)、鉭(ta)或銥(ir)之類的p型金屬的電介質(zhì)材料形成。在pmos晶體管中，含金屬材料層39可以包括例如al、ta或ir之類的p型金屬，并且由能夠形成偶極的電介質(zhì)材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層39可以包括含有氧化鋁(alo)、氮氧化鋁(alon)、氧化鉭(tao)、氮氧化鉭(taon)、氧化銥(iro)和氮氧化銥(iron)中的一種的偶極層。

晶體管tr可以被用作dram器件的單元晶體管。電容器結(jié)構(gòu)98可以被電連接到晶體管tr的第二源極/漏極區(qū)87。電容器結(jié)構(gòu)98可以處于已充電狀態(tài)。在這種情況下，由于已充電的電容器結(jié)構(gòu)98，第二源極/漏極區(qū)87可以處于與有正電壓施加到第二源極/漏極區(qū)87時(shí)基本上相同的狀態(tài)。為了將具有第二源極/漏極區(qū)87的晶體管tr保持在關(guān)斷狀態(tài)，可以將正電壓施加到第一源極/漏極區(qū)60并且將負(fù)電壓施加到柵極電極36。在這里，由于第二源極/漏極區(qū)87被置于與為其施加了正電壓時(shí)相同的狀態(tài)，因此可以在與第二源極/漏極區(qū)87相對(duì)布置的含金屬材料層39的第一部分40a中形成偶極。形成在含金屬材料層39的第一部分40a中的偶極可以抑制第二源極/漏極區(qū)87中的漏電流。此外，由于包含在含金屬材料層39中的金屬具有與第二源極/漏極區(qū)87相同的極性，因此可以減小或抑制第二源極/漏極區(qū)87中的漏電流。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)诙礃O/漏極區(qū)87具有n極性和接近導(dǎo)帶的費(fèi)米能時(shí)，所述金屬也可以具有n極性以及更接近第二源極/漏極區(qū)87的導(dǎo)帶的費(fèi)米能。舉例來(lái)說(shuō)，與第二源極/漏極區(qū)87相對(duì)布置的含金屬材料層39的第一部分40a可以使n型第二源極/漏極區(qū)87的能帶邊緣偏移，并且可以抑制由于第二源極/漏極區(qū)87中的能帶邊緣偏移而在第二源極/漏極區(qū)87中發(fā)生的由能帶到能帶隧穿所導(dǎo)致的漏電流。相應(yīng)地，由于含金屬材料層39的第一部分40a可以減小或抑制第二源極/漏極區(qū)87中的漏電流，因此當(dāng)晶體管tr被關(guān)斷時(shí)，可以減小或抑制由于第二源極/漏極區(qū)87中的漏電流而導(dǎo)致的儲(chǔ)存在電容器結(jié)構(gòu)98中的電荷丟失。

與此同時(shí)，含金屬材料層39的第二部分40b可以與柵極電極36接觸。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層39可以與柵極電極36的頂表面和上方邊緣接觸。為了將晶體管tr保持在關(guān)斷狀態(tài)，當(dāng)將負(fù)電壓施加到柵極電極36時(shí)，可以在含金屬材料層39的第二部分40b中形成偶極。形成在含金屬材料層39的第二部分40b中的偶極可以改變柵極電極36的頂表面和上方邊緣的功函數(shù)。由于柵極電極36的頂表面和上方邊緣的功函數(shù)的改變，可以減小或抑制靠近柵極電極36的上方邊緣的第二源極/漏極區(qū)87中的漏電流。

圖4a是圖3的部分“p”的局部放大視圖。下面將參照?qǐng)D4a描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D4a，柵極電極36可以包括第一邊緣部分27e和第二邊緣部分30e。在柵極電極36中，第一邊緣部分27e和第二邊緣部分30e可以被布置在與第二源極/漏極區(qū)87的一部分相同的水平。在柵極電極36中，第一邊緣部分27e和第二邊緣部分30e可以與第二源極/漏極區(qū)87水平重疊。

在一些實(shí)施例中，“各個(gè)組件可以彼此水平重疊”這一表達(dá)法可以被解釋為意味著“各個(gè)組件可以被布置在相同的平面表面上”，或者“各個(gè)組件可以被布置在相同的水平”。

柵極電極36的第一邊緣部分27e可以是第一柵極導(dǎo)電圖案27的靠近第二源極/漏極區(qū)87的邊緣部分，并且第二邊緣部分30e可以是第二柵極導(dǎo)電圖案30的靠近第二源極/漏極區(qū)87的邊緣部分。舉例來(lái)說(shuō)，第一邊緣部分27e可以是第一柵極導(dǎo)電圖案27的靠近有源區(qū)9的側(cè)表面與第一柵極導(dǎo)電圖案27的頂表面相交的邊緣部分，并且第二邊緣部分30e可以是第二柵極導(dǎo)電圖案30的靠近有源區(qū)9的側(cè)表面與第二柵極導(dǎo)電圖案30的頂表面相交的邊緣部分。

第二邊緣部分30e可以是圓形邊緣。舉例來(lái)說(shuō)，其中第二柵極導(dǎo)電圖案30的靠近有源區(qū)9的側(cè)表面與第二柵極導(dǎo)電圖案30的頂表面相交的第二邊緣部分30e的邊緣部分可以具有圓形形狀或彎曲形狀。

在一些實(shí)施例中，第二柵極導(dǎo)電圖案30的頂表面可以被布置在高于第一柵極導(dǎo)電圖案27的頂表面的水平。含金屬材料層39a可以被布置在柵極電極36與柵極加蓋圖案45之間，并且在柵極加蓋圖案45與有源區(qū)9之間延伸。含金屬材料層39a可以填充第二柵極導(dǎo)電圖案30的上方區(qū)域的一個(gè)側(cè)表面與柵極電介質(zhì)24之間的空間。

可以在含金屬材料層39a的鄰近第二源極/漏極區(qū)87的一部分中形成偶極。同樣地，含金屬材料層39a可以填充第二柵極導(dǎo)電圖案30的上方區(qū)域的側(cè)表面與柵極電介質(zhì)24之間的空間。因此，含金屬材料層39a可以被形成為圍繞第二柵極導(dǎo)電圖案30的邊緣部分30e。由于含金屬材料層39a被形成為圍繞第二柵極導(dǎo)電圖案30的邊緣部分30e，因此可以減小第二源極/漏極區(qū)87中的柵極引發(fā)的漏極漏電流(gidl)。

含金屬材料層39a可以比柵極電介質(zhì)24更厚，但是本發(fā)明構(gòu)思不限于此。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層39a可以具有與柵極電介質(zhì)24基本上相同的厚度，或者比第一柵極電介質(zhì)24更小的厚度。舉例來(lái)說(shuō)，如圖4b中所示，含金屬材料層39b可以被形成為具有小于柵極電介質(zhì)24的厚度。圖4b的含金屬材料層39b可以被形成為具有小于第一柵極導(dǎo)電圖案27的厚度。柵極加蓋圖案45可以被修改成柵極加蓋圖案45b，其具有在第二柵極導(dǎo)電圖案30的上方區(qū)域的靠近第二源極/漏極區(qū)87的側(cè)表面與第二源極/漏極區(qū)87之間延伸的一部分。

下面將參照?qǐng)D4c描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，該圖是圖3的部分“p”的局部放大視圖。

參照?qǐng)D4c，可以提供包括柵極電極36、柵極加蓋圖案45c、含金屬材料層39c和柵極電介質(zhì)24c的柵極結(jié)構(gòu)48c。柵極電極36和柵極加蓋圖案45c可以被順序地層疊。含金屬材料層39c可以被布置在柵極加蓋圖案45c與第二源極/漏極區(qū)87之間。柵極電介質(zhì)24c可以被布置在柵極電極36與有源區(qū)9之間。

在一些實(shí)施例中，柵極電介質(zhì)24c可以被布置在第一柵極導(dǎo)電圖案27與有源區(qū)9之間并且向上延伸。

柵極電介質(zhì)24c可以具有布置在第一柵極導(dǎo)電圖案27與有源區(qū)9之間的一部分，以及布置在含金屬材料層39c與第二源極/漏極區(qū)87之間的一部分。舉例來(lái)說(shuō)，柵極電介質(zhì)24c可以被布置在第一柵極導(dǎo)電圖案27與有源區(qū)9之間并且在含金屬材料層39c與第二源極/漏極區(qū)87之間延伸，從而柵極電介質(zhì)24c可以具有布置在含金屬材料層39c與第二源極/漏極區(qū)87之間的末端部分24e。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖2、圖5和圖6描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。圖6是圖5的部分“p”的局部放大視圖。

參照?qǐng)D1、圖2、圖5和圖6，圖2的柵極結(jié)構(gòu)gs可以是包括柵極電介質(zhì)24'、柵極電極36、含金屬絕緣材料層139和絕緣柵極加蓋圖案145的柵極結(jié)構(gòu)148(gs)。

柵極電極36和柵極加蓋圖案145可以被順序地層疊在柵極溝槽18內(nèi)。柵極電介質(zhì)24'可以被布置在柵極電極36與有源區(qū)9之間。柵極電介質(zhì)24'可以包括布置在柵極電極36與有源區(qū)9之間的第一部分124a，以及布置在柵極加蓋圖案145與有源區(qū)9之間的第二部分124b。含金屬材料層139可以被形成在柵極加蓋圖案145與有源區(qū)9之間。含金屬材料層139可以被形成在柵極加蓋圖案145的一個(gè)側(cè)表面上。含金屬材料層139可以包括第一部分140a和第二部分140b，其中第一部分140a是通過(guò)將金屬注入到被布置成鄰近柵極加蓋圖案145的側(cè)表面的柵極電介質(zhì)24'的第二部分124b中而形成的，第二部分140b是通過(guò)將金屬注入到被布置成鄰近柵極加蓋圖案145的側(cè)表面的場(chǎng)區(qū)7的絕緣材料圖案5中而形成的。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層139的第一部分140a可以是通過(guò)將不同于柵極電介質(zhì)24'的第一部分124a的金屬擴(kuò)散到柵極電介質(zhì)24'的第二部分124b中而形成的一個(gè)區(qū)。含金屬材料層139的第二部分140b可以是通過(guò)將不同于柵極電介質(zhì)24'的金屬擴(kuò)散到絕緣材料圖案5中而形成的一個(gè)區(qū)。

含金屬材料層139的第一部分140a可以包括與柵極電介質(zhì)24'的第一部分124a相同的材料，但是不同于柵極電介質(zhì)24'的第一部分124a的金屬。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)柵極電介質(zhì)24'的第一部分124a由包含硅和氧的氧化物形成時(shí)，含金屬材料層139可以由不僅包含硅和氧而且還包含未被包括在柵極電介質(zhì)24'中的金屬的氧化物形成。在另一種情況中，當(dāng)柵極電介質(zhì)24'的第一部分124a由包含硅、氮和氧的氧化物形成時(shí)，含金屬材料層139可以由不僅包含硅、氮和氧而且還包含未被包括在柵極電介質(zhì)24'的第一部分124a中的金屬的氧化物形成。

晶體管tr可以包括柵極結(jié)構(gòu)148(gs)。

當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，包括在柵極結(jié)構(gòu)148(gs)中的含金屬材料層139可以由包括n型金屬的電介質(zhì)材料形成，正如參照?qǐng)D3所描述的那樣。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，含金屬材料層139可以包括例如la或mg之類的金屬，并且由能夠形成偶極的電介質(zhì)材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層139可以包括至少包含lao、mgo、laon和mgon的其中之一的偶極層。當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，含金屬材料層139可以由摻雜有l(wèi)a和mg當(dāng)中的任一項(xiàng)的氧化硅形成，或者由摻雜有l(wèi)a和mg當(dāng)中的任一項(xiàng)的氮氧化硅形成。

當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，包括在柵極結(jié)構(gòu)148(gs)中的含金屬材料層139可以由包括p型金屬的電介質(zhì)材料形成，正如參照?qǐng)D3所描述的那樣。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，含金屬材料層139可以包括例如al、ta或ir之類的p型金屬，并且由能夠形成偶極的電介質(zhì)材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層139可以包括包含alo、alon、tao、taon、iro和iron的其中之一的偶極層。

當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，含金屬材料層139可以由摻雜有al、ta和ir當(dāng)中的任一項(xiàng)的氧化硅形成，或者由摻雜有al、ta和ir當(dāng)中的任一項(xiàng)的氮氧化硅形成。

柵極結(jié)構(gòu)148(gs)的含金屬材料層139可以抑制關(guān)斷的晶體管tr中的漏電流。由于含金屬材料層139可以抑制第二源極/漏極區(qū)87中的漏電流，因此當(dāng)晶體管tr被關(guān)斷時(shí)，可以抑制由于第二源極/漏極區(qū)87中的漏電流而導(dǎo)致的儲(chǔ)存在電容器結(jié)構(gòu)98中的電荷丟失。

在一些實(shí)施例中，含金屬材料層139可以在柵極電極36的第一柵極導(dǎo)電圖案27與有源區(qū)9之間延伸。含金屬材料層139的一部分可以被布置在柵極電極36的第一柵極導(dǎo)電圖案27的末端部分27e與第二源極/漏極區(qū)87之間。處于第一柵極導(dǎo)電圖案27的末端部分27e與第二源極/漏極區(qū)87之間的含金屬材料層139的該部分可以減小或抑制由于形成在第一柵極導(dǎo)電圖案27的末端部分27e中的電場(chǎng)而導(dǎo)致的第二源極/漏極區(qū)87中的gidl。

與此同時(shí)，摻雜有金屬的區(qū)域140b可以被形成在可以與柵極加蓋圖案145接觸或鄰近的場(chǎng)區(qū)7的絕緣材料圖案5中。形成在場(chǎng)區(qū)7的絕緣材料圖案5中的摻雜區(qū)140b可以包括與含金屬材料層139相同的材料。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖2、圖7和圖8描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。圖8是圖7的部分“p”的局部放大視圖。

參照?qǐng)D1、圖2、圖7和圖8，圖2的柵極結(jié)構(gòu)gs可以是包括柵極電介質(zhì)24、柵極電極236、含金屬絕緣材料層239和絕緣柵極加蓋圖案245的柵極結(jié)構(gòu)248(gs)。

柵極電極236可以包括多晶硅(poly-si)、金屬氮化物和金屬的至少其中之一。舉例來(lái)說(shuō)，柵極電極236可以包括多晶硅、氮化鈦(tin)、鎢(w)、鈦鋁(ti-al)合金和氮化鎢的至少其中之一。

含金屬材料層239可以包括布置在柵極加蓋圖案245與有源區(qū)9之間的第一部分、布置在柵極加蓋圖案245與柵極電極236之間的第二部分以及布置在柵極加蓋圖案245與絕緣材料圖案5之間的第三部分。

在一些實(shí)施例中，柵極電極236可以具有向下凹陷的形狀的頂表面。舉例來(lái)說(shuō)，如圖8中所示，柵極電極236可以具有頂表面236s，其中間部分被布置在低于邊緣部分的水平。柵極電極236的上方邊緣236e可以鄰近或靠近第二源極/漏極區(qū)87并且與柵極電介質(zhì)24接觸，并且可以具有相對(duì)向上突出的形狀。含金屬材料層239可以與柵極電極236的頂表面接觸，并且被布置在柵極加蓋圖案245與第二源極/漏極區(qū)87之間。

能夠形成偶極的含金屬材料層239可以與柵極電極236的上方邊緣236e接觸，并且可以改變柵極電極236的上方邊緣236e的功函數(shù)。相應(yīng)地，含金屬材料層239可以減小或抑制由于柵極電極236的上方邊緣236e而導(dǎo)致的第二源極/漏極區(qū)87中的漏電流。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖2、圖9和圖10描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。圖10是圖9的部分“p”的局部放大視圖。

參照?qǐng)D1、圖2、圖9和圖10，圖2的柵極結(jié)構(gòu)gs可以是包括柵極電介質(zhì)24'、柵極電極336、含金屬材料層339和柵極加蓋圖案345的柵極結(jié)構(gòu)348(gs)。

柵極電極336和柵極加蓋圖案345可以被順序地層疊在柵極溝槽18內(nèi)。正如參照?qǐng)D6所描述的那樣，柵極電介質(zhì)24'可以包括布置在柵極電極336與有源區(qū)9之間的第一部分24a，以及布置在柵極加蓋圖案345與有源區(qū)9之間的第二部分24b。正如參照?qǐng)D6所描述的那樣，含金屬材料層339可以包括第一部分340a和第二部分340b，其中第一部分340a是通過(guò)將金屬注入到被布置在柵極加蓋圖案345的一個(gè)側(cè)表面上的柵極電介質(zhì)24'的第二部分24b中而形成的，第二部分340b是通過(guò)將金屬注入到與柵極加蓋圖案345接觸的絕緣材料圖案5中而形成的。

正如參照?qǐng)D8所描述的那樣，柵極電極336的頂表面可以具有向上突出的邊緣部分336e。含金屬材料層339可以包括布置在柵極電極336的邊緣部分336e與第二源極/漏極區(qū)87之間的一部分。含金屬材料層339的布置在柵極電極336的邊緣部分336e與第二源極/漏極區(qū)87之間的一部分可以減小或抑制由于柵極電極336的邊緣部分336e而導(dǎo)致的第二源極/漏極區(qū)87中的漏電流。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖2和圖11描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D1、圖2和圖11，圖2的柵極結(jié)構(gòu)gs可以是包括柵極電介質(zhì)24、柵極電極436、含金屬絕緣材料層439和絕緣柵極加蓋圖案445的柵極結(jié)構(gòu)448(gs)。

在柵極溝槽18內(nèi)可以順序地層疊柵極電極436、含金屬材料層439和柵極加蓋圖案445。含金屬材料層439可以被布置在柵極加蓋圖案445與柵極電極436之間。柵極電介質(zhì)24可以包括布置在柵極電極436與有源區(qū)9之間的第一部分、布置在含金屬材料層439與有源區(qū)9之間的第二部分以及布置在柵極加蓋圖案445與有源區(qū)9之間的第三部分。在有源區(qū)9中，由第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87形成的pn結(jié)可以被布置在低于含金屬材料層439的水平。含金屬材料層439與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87水平地重疊。

含金屬材料層439可以由能夠形成偶極的材料形成。含金屬材料層439可以由不同于柵極加蓋圖案445的材料形成。晶體管tr可以包括柵極結(jié)構(gòu)448(gs)。

晶體管tr可以是nmos晶體管。當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，含金屬材料層439可以包括例如la或mg之類的n型金屬，并且由能夠形成偶極的電介質(zhì)材料形成，正如參照?qǐng)D3所描述的那樣。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層439可以包括lao、mgo、laon和mgon的至少其中之一。

當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，含金屬材料層439可以包括比如al、ta或ir之類的p型金屬，并且由能夠形成偶極的電介質(zhì)材料形成，正如參照?qǐng)D3所描述的那樣。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層439可以包括alo、alon、tao、taon、iro和iron的其中之一。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖2和圖12描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D1、圖2和圖12，圖2的柵極結(jié)構(gòu)gs可以是包括柵極電介質(zhì)24、柵極電極536和柵極加蓋圖案545的柵極結(jié)構(gòu)548(gs)。

柵極電極536和柵極加蓋圖案545可以被順序地層疊。柵極電極24可以包括布置在柵極電極536與有源區(qū)9之間的一部分，以及布置在柵極加蓋圖案545與有源區(qū)9之間的一部分。柵極電極536可以包括第一導(dǎo)電圖案528和第二導(dǎo)電圖案534。

在本說(shuō)明書中將理解的是，雖然在這里可以使用術(shù)語(yǔ)第一、第二等來(lái)描述構(gòu)成柵極電極536的導(dǎo)電圖案，但是構(gòu)成柵極電極536的導(dǎo)電圖案不應(yīng)當(dāng)受限于這些術(shù)語(yǔ)。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了將一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或截面與另一個(gè)區(qū)域、層或截面進(jìn)行區(qū)分。舉例來(lái)說(shuō)，為了區(qū)分構(gòu)成柵極電極536的多個(gè)組件當(dāng)中的每一個(gè)，第二導(dǎo)電圖案534可以被稱作第一導(dǎo)電圖案，并且第一導(dǎo)電圖案528可以被稱作第二導(dǎo)電圖案。與此同時(shí)，為了區(qū)分構(gòu)成柵極電極536的多個(gè)組件當(dāng)中的每一個(gè)，第二導(dǎo)電圖案534可以被稱作上方柵極導(dǎo)電圖案，并且第一導(dǎo)電圖案528可以被稱作下方柵極導(dǎo)電圖案。

第一導(dǎo)電圖案528可以由其電阻率低于第二導(dǎo)電圖案534的導(dǎo)電材料形成。

第一導(dǎo)電圖案528可以由其電阻率低于第二導(dǎo)電圖案534并且其功函數(shù)不同于第二導(dǎo)電圖案534的導(dǎo)電材料形成。第二導(dǎo)電圖案534可以被形成在第一導(dǎo)電圖案528上。第一導(dǎo)電圖案528和第二導(dǎo)電圖案534可以被順序地層疊。柵極溝槽18可以包括布置在有源區(qū)9中的第一部分18a和布置在場(chǎng)區(qū)7中的第二部分18b。在柵極溝槽18的第一部分18a內(nèi)，第一導(dǎo)電圖案528的垂直厚度t1可以大于第二導(dǎo)電圖案534的垂直厚度t2。在柵極溝槽18的第二部分18b內(nèi)，第一導(dǎo)電圖案528的垂直厚度t3可以大于第二導(dǎo)電圖案534的垂直厚度t2。柵極加蓋圖案545的垂直厚度t4可以大于第二導(dǎo)電圖案534的垂直厚度t2。

第二導(dǎo)電圖案534可以是補(bǔ)充柵極電極圖案，這是因?yàn)榈诙?dǎo)電圖案534可以被配置成提供柵極電極536的重疊于第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87的一部分與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87之間的功函數(shù)的差，該差小于柵極電極536的重疊于溝道區(qū)的一部分與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87之間的功函數(shù)的差。

在一些實(shí)施例中，術(shù)語(yǔ)“垂直”可以是指襯底1的表面的法向方向，并且術(shù)語(yǔ)“水平”可以是指與襯底1的表面平行的方向。舉例來(lái)說(shuō)，術(shù)語(yǔ)“垂直厚度”可以是指在襯底表面的法向方向上獲得的厚度。相應(yīng)地，第一導(dǎo)電圖案528的垂直厚度t1和t3可以是指第一導(dǎo)電圖案528的頂表面與底表面之間的距離，并且第二導(dǎo)電圖案534的垂直厚度t2可以是指第二導(dǎo)電圖案534的頂表面與底表面之間的距離。在這里，襯底1的表面可以被解釋為有源區(qū)9的頂表面。

正如參照?qǐng)D2所描述的那樣，包括柵極結(jié)構(gòu)536(gs)的晶體管tr可以是例如dram之類的存儲(chǔ)器器件的單元晶體管，并且電容器結(jié)構(gòu)98可以電連接到第二源極/漏極區(qū)87。

第二源極/漏極區(qū)87可以包括被配置成與第二導(dǎo)電圖案534水平重疊的第一部分r1，以及被配置成與柵極加蓋圖案545水平重疊的第二部分r2。第二源極/漏極區(qū)87的第一部分r1可以被布置成與柵極電極536相對(duì)，同時(shí)第二源極/漏極區(qū)87的第二部分r2可以被布置成與柵極加蓋圖案545相對(duì)。第二源極/漏極區(qū)87的第二部分r2的垂直厚度可以大于第二源極/漏極區(qū)87的第一部分r1的垂直厚度。第二源極/漏極區(qū)87的第一部分r1的任一個(gè)區(qū)87a的摻雜劑濃度可以低于第二源極/漏極區(qū)87的第二部分r2的任一個(gè)區(qū)87b的摻雜劑濃度。

可以與第二導(dǎo)電圖案534水平重疊的第二源極/漏極區(qū)87的第一部分r1可以是輕度摻雜區(qū)，而可以與柵極加蓋圖案545水平重疊的第二源極/漏極區(qū)87的第二部分r2則可以是具有高于第一部分r1的濃度的重度摻雜區(qū)。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)548(gs)可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D13a和圖13b描述包括所述含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)。

首先參照?qǐng)D13a，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案545的底表面和側(cè)表面的含金屬材料層539'的柵極結(jié)構(gòu)548'(gs)。含金屬材料層539'可以包括布置在柵極加蓋圖案545與有源區(qū)9之間的第一部分540a、布置在柵極加蓋圖案545與柵極電極536之間的第二部分540b以及布置在柵極加蓋圖案545與場(chǎng)區(qū)7的絕緣材料圖案5之間的第三部分540c。含金屬材料層539'可以包括連續(xù)材料層。含金屬材料層539'可以由與參照?qǐng)D3描述的含金屬材料層39基本上相同的材料形成。

接下來(lái)參照?qǐng)D13b，可以提供包括形成在柵極加蓋圖案545的一個(gè)側(cè)表面上的含金屬材料層539”的柵極結(jié)構(gòu)548”(gs)。含金屬材料層539”可以包括形成在布置于柵極加蓋圖案545與有源區(qū)9之間的柵極電介質(zhì)24'中的第一部分540a'，以及形成在被布置成與柵極加蓋圖案545鄰近或與之接觸的絕緣材料圖案5中的第二部分540c'。含金屬材料層539”可以由與參照?qǐng)D5描述的含金屬材料層139基本上相同的材料形成。

在柵極電極536中，第一導(dǎo)電圖案528可以被定義為下方柵極電極，而第二導(dǎo)電圖案534則可以被定義為上方柵極電極。

可以被定義為下方柵極電極的第一導(dǎo)電圖案528可以由禁帶中央導(dǎo)電材料形成，而可以被定義為上方柵極電極的第二導(dǎo)電圖案534則可以由能帶邊緣導(dǎo)電材料形成。下面將參照?qǐng)D14、圖15a和圖15b來(lái)描述可以形成柵極電極536的材料。

圖14是柵極電極536的第一導(dǎo)電圖案(即下方柵極電極528)和被布置成鄰近下方柵極電極528的有源區(qū)9的示意性能帶圖。

下面將參照?qǐng)D14描述柵極電極536的第一導(dǎo)電圖案(即下方柵極電極)528。

參照?qǐng)D14，與離有源區(qū)9的能帶圖的導(dǎo)帶ec或價(jià)帶ev相比，第一導(dǎo)電圖案(即下方柵極電極)528的費(fèi)米能級(jí)efm可以離有源區(qū)9的禁帶中央能量emidgap更近。第一導(dǎo)電圖案528的費(fèi)米能級(jí)efm可以等于或接近有源區(qū)9的禁帶中央能量emidgap。在能帶圖中，有源區(qū)9的禁帶中央能量emidgap可以被定義為有源區(qū)9的導(dǎo)帶ec與價(jià)帶ev之間的中央能量。

第一導(dǎo)電圖案528可以由其費(fèi)米能efm接近有源區(qū)9的禁帶中央能量emidgap的導(dǎo)電材料形成。第一導(dǎo)電圖案528可以包括其費(fèi)米能efm接近有源區(qū)9的禁帶中央能量emidgap的導(dǎo)電材料，例如tin、w、ti-al合金和wn的至少其中之一。

包括柵極電極536的晶體管tr可以是nmos晶體管。但是本發(fā)明構(gòu)思不限于具有nmos晶體管的半導(dǎo)體器件。舉例來(lái)說(shuō)，本發(fā)明構(gòu)思可以適用于具有pmos晶體管的半導(dǎo)體器件。

下面將參照?qǐng)D15a描述其中晶體管tr是nmos晶體管的情況，并且將參照?qǐng)D15b描述其中晶體管tr是pmos晶體管的情況。

首先將參照?qǐng)D15a描述其中晶體管tr是nmos晶體管的情況。圖15a是在其中晶體管tr是nmos晶體管的情況下示出了上方柵極電極534和與上方柵極電極534水平重疊的源極/漏極區(qū)87的示意性能帶圖。

參照?qǐng)D15a，當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，與上方柵極電極534相對(duì)布置的源極/漏極區(qū)87的第一部分r1可以具有接近有源區(qū)9的導(dǎo)帶ec的費(fèi)米能。上方柵極電極534可以由其費(fèi)米能接近源極/漏極區(qū)87的第一部分r1的導(dǎo)帶ec的導(dǎo)電材料形成。上方柵極電極534可以由接近n型源極/漏極區(qū)87的第一部分r1的導(dǎo)帶ec的能帶邊緣導(dǎo)電材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，上方柵極電極534可以由包含la的導(dǎo)電材料層(例如la層)或n型多晶硅層形成。舉例來(lái)說(shuō)，上方柵極電極534可以由摻雜有磷(p)和/或砷(as)的多晶硅形成。

第一導(dǎo)電圖案528可以由其費(fèi)米能efm接近有源區(qū)9的禁帶中央能量emidgap的禁帶中央導(dǎo)電材料形成，并且第二導(dǎo)電圖案534可以由其費(fèi)米能efn接近有源區(qū)9的導(dǎo)帶ec的能帶邊緣導(dǎo)電材料形成。

第二導(dǎo)電圖案534可以由其功函數(shù)φn-m小于第一導(dǎo)電圖案528的功函數(shù)φmid-m的導(dǎo)電材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，下方柵極電極(即第一導(dǎo)電圖案)528可以由例如tin、w、ti-al合金或wn之類的導(dǎo)電材料形成，并且上方柵極電極(即第二導(dǎo)電圖案)534可以由包含la的導(dǎo)電材料或n型多晶硅形成。

接下來(lái)將參照?qǐng)D15b描述其中晶體管tr是pmos晶體管的情況。圖15b是在其中晶體管tr是pmos晶體管的情況下示出了上方柵極電極534和與上方柵極電極534水平重疊的源極/漏極區(qū)87的示意性能帶圖。

參照?qǐng)D15b，當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，與上方柵極電極534水平重疊的p型源極/漏極區(qū)87的第一部分r1可以具有接近價(jià)帶ev的費(fèi)米能。

上方柵極電極534可以由其費(fèi)米能efp接近源極/漏極區(qū)87的第一部分r1的價(jià)帶ev的導(dǎo)電材料形成。

上方柵極電極534可以由接近p型源極/漏極區(qū)87的第一部分r1的價(jià)帶ev的能帶邊緣導(dǎo)電材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，上方柵極電極534可以由包含鋁、鉭或銥的導(dǎo)電材料或者p型多晶硅形成。舉例來(lái)說(shuō)，上方柵極電極534可以由摻雜有硼(b)的多晶硅形成。

第一導(dǎo)電圖案電極528可以由其費(fèi)米能efm接近有源區(qū)9的禁帶中央能量emidgap的導(dǎo)電材料形成，并且第二柵極電極534可以由其費(fèi)米能efp接近有源區(qū)9的價(jià)帶ev的導(dǎo)電材料形成。

第二導(dǎo)電圖案電極534可以由其功函數(shù)φp-m大于第一導(dǎo)電圖案電極528的功函數(shù)φmid-m的導(dǎo)電材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，下方柵極電極(即第一導(dǎo)電圖案)528可以由例如tin、w、ti-al合金或wn之類的導(dǎo)電材料形成，并且上方柵極電極(即第二導(dǎo)電圖案)534可以由鋁(al)、鉭(ta)、銥(ir)或p型多晶硅形成。接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖2和圖16來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D1、圖2和圖16，圖2的柵極結(jié)構(gòu)gs可以是包括柵極電介質(zhì)24、柵極電極536a和絕緣柵極加蓋圖案545的柵極結(jié)構(gòu)548a(gs)。柵極電極536a和柵極加蓋圖案545可以被順序地層疊。柵極電介質(zhì)24可以包括布置在柵極電極536a與有源區(qū)9之間的一部分，以及布置在柵極加蓋圖案545與有源區(qū)9之間的一部分。

柵極電極536a可以包括下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案525、第一導(dǎo)電圖案528a、緩沖導(dǎo)電圖案530和第二導(dǎo)電圖案534a。

第一導(dǎo)電圖案528a、緩沖導(dǎo)電圖案530和第二導(dǎo)電圖案534a可以被順序地層疊。下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案525可以覆蓋第一導(dǎo)電圖案528a的底表面和側(cè)表面，并且延伸到緩沖導(dǎo)電圖案530的一個(gè)側(cè)表面上。下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案525可以被布置在低于第二導(dǎo)電圖案534a的水平。

第一導(dǎo)電圖案528a的垂直厚度tg1可以大于第二導(dǎo)電圖案534a的垂直厚度tg3和緩沖導(dǎo)電圖案530的垂直厚度tg2。第二導(dǎo)電圖案534a的垂直厚度tg3可以大于緩沖導(dǎo)電圖案530的垂直厚度tg2。

緩沖導(dǎo)電圖案530可以由其電阻率低于第二導(dǎo)電圖案534a并且高于第一導(dǎo)電圖案528a的導(dǎo)電材料形成。第一導(dǎo)電圖案528a可以由其電阻率低于第二導(dǎo)電圖案534a的導(dǎo)電材料形成。下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案525可以由其電阻率高于第一導(dǎo)電圖案528a的導(dǎo)電材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，第二導(dǎo)電圖案534a可以由其導(dǎo)電類型與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87相同的多晶硅形成，并且第一導(dǎo)電圖案528a可以由例如鎢(w)之類的具有低電阻率的導(dǎo)電材料形成。緩沖導(dǎo)電圖案530可以由比如氮化鎢或氮化鈦之類的金屬氮化物形成。此外，下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案525也可以由例如氮化鎢或氮化鈦之類的金屬氮化物形成。

緩沖導(dǎo)電圖案530可以被布置在第二導(dǎo)電圖案534a與第一導(dǎo)電圖案528a之間，并且防止第二導(dǎo)電圖案534a與第一導(dǎo)電圖案528a彼此直接接觸，從而防止由于后續(xù)的退火處理而導(dǎo)致在第二導(dǎo)電圖案534a與第一導(dǎo)電圖案528a之間發(fā)生反應(yīng)。

當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案534a可以由其費(fèi)米能efn接近有源區(qū)9的導(dǎo)帶ec的導(dǎo)電材料(例如包含la的導(dǎo)電材料或n型多晶硅)形成，正如參照?qǐng)D15a所描述的那樣。

當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案534a可以由其費(fèi)米能efp接近有源區(qū)9的價(jià)帶ev的導(dǎo)電材料(例如包含鋁、鉭或銥的導(dǎo)電材料，或者p型多晶硅)形成，正如參照?qǐng)D15b所描述的那樣。

正如參照?qǐng)D14所描述的那樣，第一導(dǎo)電圖案528a可以由其費(fèi)米能efm接近有源區(qū)9的禁帶中央能量emidgap的導(dǎo)電材料形成，例如tin、w、ti-al合金和wn的至少其中之一。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)548a(gs)可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D17a和圖17b來(lái)描述包括含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)548a(gs)。

首先參照?qǐng)D17a，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案545的底表面和側(cè)表面的含金屬絕緣材料層539a'的柵極結(jié)構(gòu)548a'。含金屬材料層539a'可以包括布置在柵極加蓋圖案545與柵極電極536a之間的一部分。此外，含金屬材料層539a'還可以包括布置在柵極加蓋圖案545與有源區(qū)9之間的一部分，以及布置在柵極加蓋圖案545與場(chǎng)區(qū)7的絕緣材料圖案5之間的一部分。含金屬材料層539a'可以由與參照?qǐng)D3描述的含金屬材料層39基本上相同的材料形成。

接下來(lái)參照?qǐng)D17b，可以提供包括形成在柵極加蓋圖案545的一個(gè)側(cè)表面上的含金屬材料層539a”的柵極結(jié)構(gòu)548a”。柵極結(jié)構(gòu)548a”可以包括形成在布置于柵極加蓋圖案545與有源區(qū)9之間的柵極電介質(zhì)24'中的一部分，以及形成在鄰近柵極加蓋圖案545的側(cè)表面布置的絕緣材料圖案5中的一部分。含金屬材料層539a”可以包括與參照?qǐng)D5描述的含金屬材料層139基本上相同的材料。接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖2和圖18描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D1、圖2和圖18，圖2的柵極結(jié)構(gòu)gs可以包括柵極結(jié)構(gòu)548b(gs)，其包括柵極電介質(zhì)24、柵極電極536b和柵極加蓋圖案545。柵極電極536b和柵極加蓋圖案545可以被順序地層疊。柵極電介質(zhì)24可以包括布置在柵極電極536b與有源區(qū)9之間的一部分，以及布置在柵極加蓋圖案545與有源區(qū)9之間的一部分。

柵極電極536b可以包括順序地層疊的第一導(dǎo)電圖案528、第二導(dǎo)電圖案534b和上方附屬導(dǎo)電圖案535。第二導(dǎo)電圖案534b可以具有小于第一導(dǎo)電圖案528的垂直厚度。第二導(dǎo)電圖案534b可以被形成為覆蓋上方附屬導(dǎo)電圖案535的底表面和側(cè)表面。

正如參照?qǐng)D14所描述的那樣，第一導(dǎo)電圖案528可以由其費(fèi)米能efm接近有源區(qū)9的禁帶中央能量emidgap的導(dǎo)電材料形成，例如tin、w、ti-al合金和wn的至少其中之一。第一導(dǎo)電圖案528可以是單層或雙層。舉例來(lái)說(shuō)，第一導(dǎo)電圖案528可以是由tin、w、ti-al合金和wn的其中之一形成的單層。第一導(dǎo)電圖案528可以是包括第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的多層，第一導(dǎo)電層包括氮化鈦和氮化鎢當(dāng)中的任一種，第二導(dǎo)電層包括w和ti-al合金當(dāng)中的任一種。當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案534b可以由其費(fèi)米能efn接近有源區(qū)9的導(dǎo)帶ec的導(dǎo)電材料(例如包含la的導(dǎo)電材料或n型多晶硅)形成，正如參照?qǐng)D15a所描述的那樣。

當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案534b可以由其費(fèi)米能efp接近有源區(qū)9的價(jià)帶ev的導(dǎo)電材料(例如包含鋁、鉭或銥的導(dǎo)電材料或者p型多晶硅)形成，正如參照?qǐng)D15b所描述的那樣。

上方附屬導(dǎo)電圖案535可以由其電阻率低于第二導(dǎo)電圖案534b的導(dǎo)電材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，第二導(dǎo)電圖案534b可以包括摻雜多晶硅，并且上方附屬導(dǎo)電圖案535可以包括tin、w、ti-al合金和wn的至少其中之一。第一導(dǎo)電圖案528和上方附屬導(dǎo)電圖案535可以用來(lái)改進(jìn)柵極電極536b的電阻特性并且提高信號(hào)傳輸速率，第二導(dǎo)電圖案534b可以防止或減小已關(guān)斷的晶體管tr中的漏電流。在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)548b(gs)可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D19a和圖19b來(lái)描述包括含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)548b。

首先參照?qǐng)D19a，可以提供包括柵極加蓋圖案545和覆蓋柵極加蓋圖案545的側(cè)表面和底表面的含金屬絕緣材料層539b'的柵極結(jié)構(gòu)548b'(gs)。含金屬材料層539b'可以包括布置在柵極加蓋圖案545與柵極電極536b之間的一部分。此外，含金屬材料層539b'可以包括布置在柵極加蓋圖案545與有源區(qū)9之間的一部分，以及布置在柵極加蓋圖案545與場(chǎng)區(qū)7的絕緣材料圖案5之間的一部分。含金屬材料層539b'可以由于參照?qǐng)D3描述的含金屬材料層39基本上相同的材料形成。

接下來(lái)參照?qǐng)D19b，可以提供包括形成在柵極加蓋圖案545的一個(gè)側(cè)表面上的含金屬絕緣材料層539b”的柵極結(jié)構(gòu)548b”。

含金屬材料層539b”可以包括形成在布置于柵極加蓋圖案545與有源區(qū)9之間的柵極電介質(zhì)24'中的一部分，以及形成在被布置成與柵極加蓋圖案545的一個(gè)側(cè)表面鄰近或與之接觸的絕緣材料圖案5中的一部分。含金屬材料層539b”可以包括與參照?qǐng)D5描述的含金屬材料層139基本上相同的材料。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖2和圖20來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D1、圖2和圖20，圖2的柵極結(jié)構(gòu)gs可以是包括柵極電介質(zhì)24、柵極電極636a和絕緣柵極加蓋圖案645的柵極結(jié)構(gòu)648a(gs)。柵極電極636a和柵極加蓋圖案645可以被順序地層疊。柵極電極636a可以被布置在低于有源區(qū)9的頂表面的水平。柵極電介質(zhì)24可以包括布置在柵極電極636a與有源區(qū)9之間的一部分。柵極電介質(zhì)24可以包括布置在柵極電極636a與有源區(qū)9之間的第一部分，以及布置在柵極加蓋圖案645與有源區(qū)9之間的第二部分。

柵極電極636a可以包括第一導(dǎo)電圖案628、第二導(dǎo)電圖案634a和下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案625。

第二導(dǎo)電圖案634a可以包括布置在第一導(dǎo)電圖案628的一個(gè)上方側(cè)表面與有源區(qū)9之間的一部分，以及布置在第一導(dǎo)電圖案628的上方側(cè)表面與場(chǎng)區(qū)7的絕緣圖案5之間的一部分。

第二導(dǎo)電圖案634a可以包括布置在與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87相同的水平的一部分。第二導(dǎo)電圖案634a可以具有小于第一導(dǎo)電圖案628的垂直厚度，并且被布置在高于第一導(dǎo)電圖案628的底表面的水平。

下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案625可以覆蓋第一導(dǎo)電圖案628的底表面，延伸到第一導(dǎo)電圖案628的一個(gè)側(cè)表面上，并且被布置在低于第二導(dǎo)電圖案634a的水平。

正如參照?qǐng)D14所描述的那樣，第一導(dǎo)電圖案628可以由其費(fèi)米能efm離禁帶中央能量emidgap比離有源區(qū)9的導(dǎo)帶或價(jià)帶更近的導(dǎo)電材料形成，例如tin、w、ti-al合金和wn的至少其中之一。

第二導(dǎo)電圖案634a可以包括其費(fèi)米能接近有源區(qū)9的能帶邊緣的材料。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案634a可以由其費(fèi)米能efn接近有源區(qū)9的導(dǎo)帶ec的導(dǎo)電材料(例如包含la的導(dǎo)電材料或n型多晶硅)形成，正如參照?qǐng)D15a所描述的那樣。當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案634a可以由其費(fèi)米能efp接近有源區(qū)9的價(jià)帶ev的導(dǎo)電材料(例如包含鋁、鉭或銥的導(dǎo)電材料或者p型多晶硅)形成，正如參照?qǐng)D15b所描述的那樣。

第一導(dǎo)電圖案628可以由其電阻率低于第二導(dǎo)電圖案634a的導(dǎo)電材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，第一導(dǎo)電圖案628可以由多晶硅形成，并且第二導(dǎo)電圖案634b可以例如由tin、w、ti-al合金和wn的至少其中之一形成。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)648a(gs)可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D21a和圖21b來(lái)描述包括含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)648a(gs)。

首先參照?qǐng)D21a，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案645的底表面和側(cè)表面的含金屬材料層639a'的柵極結(jié)構(gòu)648a'(gs)。

含金屬材料層639a'可以包括布置在柵極加蓋圖案645與有源區(qū)9之間的第一部分640a'、布置在柵極加蓋圖案645與柵極電極636a之間的第二部分640b'以及布置在柵極加蓋圖案645與絕緣材料圖案5之間的第三部分640c'。含金屬材料層639a'可以由參照?qǐng)D3描述的含金屬材料層39基本上相同的材料形成。

接下來(lái)參照?qǐng)D21b，可以提供包括形成在柵極加蓋圖案645的一個(gè)側(cè)面上的含金屬材料層639a”的柵極結(jié)構(gòu)648a”(gs)。含金屬材料層639a”可以包括形成在布置于柵極加蓋圖案645與有源區(qū)9之間的柵極電介質(zhì)24'中的第一部分640a”，以及形成在被布置成鄰近柵極加蓋圖案645的側(cè)表面或與之接觸的絕緣材料圖案5中的第二部分640c”。含金屬材料層639a”可以包括與參照?qǐng)D5描述的含金屬材料層139基本上相同的材料。接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖2和圖22來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D1、圖2和圖22，圖2的柵極結(jié)構(gòu)gs可以是包括柵極電介質(zhì)24、柵極電極636b和絕緣柵極加蓋圖案645的柵極結(jié)構(gòu)648b(gs)。柵極電極636b和柵極加蓋圖案645可以被順序地層疊。柵極電介質(zhì)24可以包括布置在柵極電極636b與有源區(qū)9之間的第一部分，以及布置在柵極加蓋圖案645與有源區(qū)9之間的第二部分。

柵極電極636b可以包括第一導(dǎo)電圖案628、第二導(dǎo)電圖案634b、下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案625和上方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案633。

第二導(dǎo)電圖案634b可以被布置在第一導(dǎo)電圖案628的一個(gè)上方側(cè)表面與有源區(qū)9之間，并且被布置在第一導(dǎo)電圖案628的上方側(cè)表面與絕緣材料圖案5之間。第一導(dǎo)電圖案628的水平寬度h1可以大于第二導(dǎo)電圖案634b的水平寬度h2。

第二導(dǎo)電圖案634b可以具有布置在與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87相同的水平的一部分。第二導(dǎo)電圖案634b可以具有小于第一導(dǎo)電圖案628的垂直厚度，并且被布置在高于第一導(dǎo)電圖案628的底表面的水平。

下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案625可以覆蓋第一導(dǎo)電圖案628的底表面，擴(kuò)展到第一導(dǎo)電圖案628的一個(gè)側(cè)表面上，并且被布置在低于第二導(dǎo)電圖案634b的水平。

上方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案633可以被形成為覆蓋第二導(dǎo)電圖案634b的底表面和側(cè)表面。上方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案633可以包括布置在第一導(dǎo)電圖案628與第二導(dǎo)電圖案634b之間的一部分。上方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案633可以包括布置在第一導(dǎo)電圖案628與第二導(dǎo)電圖案634b之間的第一部分、布置在下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案625與第二導(dǎo)電圖案634b之間的第二部分以及布置在有源區(qū)9與第二導(dǎo)電圖案634b之間的第三部分。此外，上方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案633還可以包括布置在場(chǎng)區(qū)7的絕緣圖案5與第二導(dǎo)電圖案634b之間的一部分。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)648b(gs)可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D23a和圖23b來(lái)描述包括含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)gs。

首先參照?qǐng)D23a，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案645的底表面和側(cè)表面的含金屬材料層639b'的柵極結(jié)構(gòu)648b'(gs)。含金屬材料層639b'可以包括布置在柵極加蓋圖案645與柵極電極636b之間的一部分。此外，含金屬材料層639b'可以包括布置在柵極加蓋圖案645與有源區(qū)9之間的一部分，以及布置在柵極加蓋圖案645與場(chǎng)區(qū)7的絕緣材料圖案5之間的一部分。含金屬材料層639b'可以由于參照?qǐng)D3所描述的含金屬材料層39基本上相同的材料形成。

隨后參照?qǐng)D23b，可以提供包括形成在柵極加蓋圖案645的一個(gè)側(cè)表面上的含金屬材料層639b”的柵極結(jié)構(gòu)648b”(gs)。含金屬材料層639b”可以包括形成在布置于柵極加蓋圖案645與有源區(qū)9之間的柵極電介質(zhì)24'中的第一部分，以及形成在被布置成鄰近柵極加蓋圖案645或者與之接觸的絕緣圖案5中的第二部分。含金屬材料層639b”可以包括與參照?qǐng)D5描述的含金屬材料層139基本上相同的材料。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖2和圖24來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D1、圖2和圖24，圖2的柵極結(jié)構(gòu)24可以是包括柵極電介質(zhì)24、柵極電極736a和絕緣柵極加蓋圖案745的柵極結(jié)構(gòu)748a(gs)。柵極電極736a和柵極加蓋圖案745可以被順序地層疊。柵極電極24可以包括布置在柵極電極736a與有源區(qū)9之間的第一部分，以及布置在柵極加蓋圖案745與有源區(qū)9之間的第二部分。

柵極電極736a可以包括第一導(dǎo)電圖案728、第二導(dǎo)電圖案734a和下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案725。

第二導(dǎo)電圖案734a可以包括布置在第一導(dǎo)電圖案728的一個(gè)上方側(cè)表面與有源區(qū)9之間的一部分，以及布置在第一導(dǎo)電圖案728的上方側(cè)表面與形成在場(chǎng)區(qū)7中的絕緣圖案5之間的第二部分。

第一導(dǎo)電圖案728可以包括具有第一水平寬度h1的第一部分，以及具有小于第一水平寬度h1的第二水平寬度h2的第二部分。具有第二水平寬度h2的第一導(dǎo)電圖案728的第二部分可以被布置在高于具有第一水平寬度h1的第一導(dǎo)電圖案728的第一部分的水平。在第一導(dǎo)電圖案728中，具有第二水平寬度h2的第二部分可以在很大程度上與具有第一水平寬度h1的第一部分連續(xù)。包括具有第一水平寬度h1的第一部分和具有第二水平寬度h2的第二部分的第一導(dǎo)電圖案728可以由連續(xù)的材料層形成。

第一導(dǎo)電圖案728可以包括具有大于第二導(dǎo)電圖案734a的水平寬度的一部分。舉例來(lái)說(shuō)，第一導(dǎo)電圖案728的第一部分的水平寬度h1可以大于第二導(dǎo)電圖案734a的水平寬度h3。

第二導(dǎo)電圖案734a可以包括布置在與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87相同的水平的一部分。第二導(dǎo)電圖案734a可以具有小于第一導(dǎo)電圖案728的垂直厚度，并且被布置在高于第一導(dǎo)電圖案728的底表面的水平。

下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案725可以覆蓋第一導(dǎo)電圖案728的底表面，并且延伸到第一導(dǎo)電圖案728的一個(gè)側(cè)表面上。下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案725可以被布置在低于第二導(dǎo)電圖案734a的水平。下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案725的水平寬度h4可以小于第二導(dǎo)電圖案734a的水平寬度h3。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)748a(gs)可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D25a和圖25b來(lái)描述包括含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)748(gs)。

首先參照?qǐng)D25a，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案745的底表面和側(cè)表面的含金屬絕緣材料層739a'的柵極結(jié)構(gòu)748a'(gs)。含金屬材料層739a'可以包括布置在柵極加蓋圖案745與有源區(qū)9之間的第一部分740a、布置在柵極加蓋圖案745與柵極電極736a之間的第二部分740b以及布置在柵極加蓋圖案745與絕緣材料圖案5之間的第三部分740c。含金屬材料層739a'的第一到第三部分740a、740b和740c可以在很大程度上彼此連續(xù)。

隨后參照?qǐng)D25b，可以提供包括形成在柵極加蓋圖案745的一個(gè)側(cè)表面上的含金屬材料層739a”。含金屬材料層739a”可以包括形成在布置于柵極加蓋圖案745與有源區(qū)9之間的柵極電介質(zhì)24'中的第一部分740a”，以及形成在被布置成鄰近柵極加蓋圖案745的一個(gè)側(cè)表面或與之接觸的絕緣材料圖案5中的第二部分740c”。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖2和圖26描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D1、圖2和圖26，圖2的柵極結(jié)構(gòu)gs可以是包括柵極電極24、柵極電極736b和絕緣柵極加蓋圖案745的柵極結(jié)構(gòu)748b(gs)。柵極電極736b和柵極加蓋圖案745可以被順序地層疊。柵極電極24可以包括布置在柵極電極736b與有源區(qū)9之間的第一部分，以及布置在柵極加蓋圖案745與有源區(qū)9之間的第二部分。

柵極電極736b可以包括第一導(dǎo)電圖案728、第二導(dǎo)電圖案734b、下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案725和上方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案733。

在有源區(qū)9內(nèi)，第二導(dǎo)電圖案734b可以被布置在第一導(dǎo)電圖案728的一個(gè)上方側(cè)表面與有源區(qū)9之間。在場(chǎng)區(qū)7內(nèi)，第二導(dǎo)電圖案734b可以被布置在第一導(dǎo)電圖案728的上方側(cè)表面與場(chǎng)區(qū)7中的絕緣圖案5之間。

正如參照?qǐng)D24所描述的那樣，第一導(dǎo)電圖案728可以包括具有第一水平寬度h1的第一部分，以及具有小于第一水平寬度h1的第二水平寬度h2的第二部分。具有第二水平寬度h2的第一導(dǎo)電圖案728的第二部分可以被布置在高于具有第一水平寬度h1的第一導(dǎo)電圖案728的第一部分的水平。第一導(dǎo)電圖案728可以包括具有大于第二導(dǎo)電圖案734b的水平寬度的一部分。舉例來(lái)說(shuō)，第一導(dǎo)電圖案728的第一部分的水平寬度h1可以大于第二導(dǎo)電圖案734b的水平寬度h3。第二導(dǎo)電圖案734b可以包括布置在與第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87相同的水平的一部分。第二導(dǎo)電圖案734b可以具有小于第一導(dǎo)電圖案728的垂直厚度，并且可以被布置在高于第一導(dǎo)電圖案728的底表面的水平。

下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案725可以覆蓋第一導(dǎo)電圖案728的底表面，并且延伸到第一導(dǎo)電圖案728的一個(gè)側(cè)表面上。下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案725可以被布置在低于第二導(dǎo)電圖案734b的水平。下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案725的水平寬度h4可以小于第二導(dǎo)電圖案734b的水平寬度h3。

上方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案733可以被形成為覆蓋第二導(dǎo)電圖案734b的底表面和側(cè)表面。上方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案733可以包括布置在第一導(dǎo)電圖案728與第二導(dǎo)電圖案734b之間的一部分。上方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案733可以包括布置在第一導(dǎo)電圖案728與第二導(dǎo)電圖案734b之間的第一部分、布置在下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案725與第二導(dǎo)電圖案734b之間的第二部分以及布置在有源區(qū)9與第二導(dǎo)電圖案734b之間的第三部分。此外，上方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案733可以包括布置在場(chǎng)區(qū)7的絕緣圖案5與第二導(dǎo)電圖案734b之間的一部分。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)748b(gs)可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D27a和圖27b來(lái)描述包括含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)748b(gs)。

首先參照?qǐng)D27a，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案745的側(cè)表面和底表面的含金屬材料層739b'。含金屬材料層739b'可以包括布置在柵極加蓋圖案745與有源區(qū)9之間的第一部分、布置在柵極加蓋圖案745與柵極電極736b之間的第二部分以及布置在柵極加蓋圖案745與絕緣材料圖案5之間的第三部分。

隨后參照?qǐng)D27b，可以提供包括形成在柵極加蓋圖案745的一個(gè)側(cè)表面上的含金屬材料層739b”。含金屬材料層739b”可以包括形成在布置于柵極加蓋圖案745與有源區(qū)9之間的柵極電介質(zhì)24'中的第一部分，以及形成在被布置成鄰近柵極加蓋圖案745的側(cè)表面或與之接觸的絕緣材料圖案5中的第二部分。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖2和圖28來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D1、圖2和圖28，圖2的柵極結(jié)構(gòu)gs可以是包括柵極電介質(zhì)24、柵極電極836和絕緣柵極加蓋圖案845的柵極結(jié)構(gòu)848(gs)。

柵極電極836和柵極加蓋圖案845可以被順序地層疊。柵極電極836可以包括第一導(dǎo)電圖案828、第二導(dǎo)電圖案834和上方輔助導(dǎo)電圖案835。正如參照?qǐng)D14所描述的那樣，第一導(dǎo)電圖案828可以由其費(fèi)米能efm接近有源區(qū)9的禁帶中央能量emidgap的導(dǎo)電材料形成，例如tin、w、ti-al合金和wn的至少其中之一。

第二導(dǎo)電圖案834可以被形成在第一導(dǎo)電圖案828上。

當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案834可以由其費(fèi)米能efn接近有源區(qū)9的導(dǎo)帶ec的導(dǎo)電材料(例如包含la的導(dǎo)電材料或者n型多晶硅)形成，正如參照?qǐng)D15a所描述的那樣。

當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案834可以由其費(fèi)米能efp接近有源區(qū)9的價(jià)帶ev的導(dǎo)電材料(例如包含鋁、鉭或銥的導(dǎo)電材料或者p型多晶硅)形成，正如參照?qǐng)D15b所描述的那樣。

上方附屬導(dǎo)電圖案835可以被形成在第一導(dǎo)電圖案828上。上方附屬導(dǎo)電圖案835可以被形成在第二導(dǎo)電圖案834的一個(gè)側(cè)表面上。第二導(dǎo)電圖案834可以被布置在上方附屬導(dǎo)電圖案835與柵極電介質(zhì)24之間。上方附屬導(dǎo)電圖案835可以由其電阻率低于第一導(dǎo)電圖案834的導(dǎo)電材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，第二導(dǎo)電圖案834可以由多晶硅形成，并且上方附屬導(dǎo)電圖案835可以由tin、w、ti-al合金和wn的至少其中之一形成。

上方附屬導(dǎo)電圖案835和第一導(dǎo)電圖案834可以被形成為寬度小于第一導(dǎo)電圖案828。上方附屬導(dǎo)電圖案835可以被形成在導(dǎo)電圖案828中，并且與下方導(dǎo)電圖案828接觸。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)848(gs)可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D29a和圖29b描述包括含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)848(gs)。

參照?qǐng)D29a，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案845的底表面和側(cè)表面的含金屬材料層839a的柵極結(jié)構(gòu)848a(gs)。含金屬材料層839a可以包括布置在柵極加蓋圖案845與有源區(qū)9之間的第一部分、布置在柵極電極836與柵極加蓋圖案845之間的第二部分以及布置在柵極加蓋圖案845'與絕緣材料圖案5之間的第三部分。含金屬材料層839a可以由與參照?qǐng)D3描述的含金屬材料層39基本上相同的材料形成。

接下來(lái)參照?qǐng)D29b，可以提供包括形成在柵極加蓋圖案845的一個(gè)側(cè)表面上的含金屬材料層839b的柵極結(jié)構(gòu)848b(gs)。

含金屬材料層839b可以包括形成在布置于柵極加蓋圖案845與有源區(qū)9之間的柵極電介質(zhì)24'中的第一部分，以及形成在被布置成鄰近柵極加蓋圖案845或與之接觸的場(chǎng)區(qū)7的絕緣材料圖案5中的第二部分。含金屬材料層839b可以包括與參照?qǐng)D5描述的含金屬材料層139基本上相同的材料

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖2和圖30來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D1、圖2和圖30，圖2的柵極結(jié)構(gòu)gs可以是包括柵極電介質(zhì)24、柵極電極936和柵極加蓋圖案945的柵極結(jié)構(gòu)948(gs)。柵極電極936和柵極加蓋圖案945可以被順序地層疊在柵極溝槽18內(nèi)。

柵極電極936可以包括下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案925、第一導(dǎo)電圖案928、第二導(dǎo)電圖案934和上方附屬導(dǎo)電圖案935。

下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案925可以共形地形成在柵極電介質(zhì)24上，第一導(dǎo)電圖案928可以被形成在下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案925上并且部分地填充柵極溝槽18。上方附屬導(dǎo)電圖案935可以被形成在第一導(dǎo)電圖案928上。上方附屬導(dǎo)電圖案935可以被形成在第一導(dǎo)電圖案928上，并且與第一導(dǎo)電圖案928接觸。

第二導(dǎo)電圖案934可以被形成在上方附屬導(dǎo)電圖案935的一個(gè)部分側(cè)表面上。第二導(dǎo)電圖案934可以被布置在高于第一導(dǎo)電圖案928的水平，并且與第一導(dǎo)電圖案928間隔開。第二導(dǎo)電圖案934可以被布置在高于下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案925的水平。

上方附屬導(dǎo)電圖案935的布置在低于第二導(dǎo)電圖案934的水平的一部分的寬度可以大于上方附屬導(dǎo)電圖案935的布置在與第二導(dǎo)電圖案934相同的水平的一部分的寬度。

下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案925可以由例如氮化鈦或氮化鎢之類的金屬氮化物形成，第一導(dǎo)電圖案928可以由其電阻率低于下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案925的金屬形成。正如參照?qǐng)D14所描述的那樣，第一導(dǎo)電圖案928可以由其費(fèi)米能efm接近有源區(qū)9的禁帶中央能量emidgap并且其電阻率低于下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案925的金屬形成。舉例來(lái)說(shuō)，下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案925可以包括氮化鈦和氮化鎢當(dāng)中的任一種，并且第一導(dǎo)電圖案928可以包括w和ti-al合金當(dāng)中的任一種。

第二導(dǎo)電圖案934可以由其功函數(shù)不同于第一導(dǎo)電圖案928的材料形成。當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案934可以由其費(fèi)米能efn接近有源區(qū)9的導(dǎo)帶ec的導(dǎo)電材料(例如包含la的導(dǎo)電材料或n型多晶硅)形成，正如參照?qǐng)D15a所描述的那樣。當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案934可以由其費(fèi)米能efp接近有源區(qū)9的價(jià)帶ev的導(dǎo)電材料(例如包含鋁、鉭或銥的導(dǎo)電材料或者p型多晶硅)形成。

上方附屬導(dǎo)電圖案935可以由其電阻率低于第二導(dǎo)電圖案934的金屬形成，以便改進(jìn)晶體管tr的電流可驅(qū)動(dòng)性。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)诙?dǎo)電圖案934由多晶硅形成時(shí)，上方附屬導(dǎo)電圖案935可以由其電阻率低于多晶硅的金屬形成。舉例來(lái)說(shuō)，上方附屬導(dǎo)電圖案935可以包括tin、w、ti-al合金和wn的至少其中之一。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)948(gs)可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D31a和圖31b來(lái)描述包括含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)948(gs)。

首先參照?qǐng)D31a，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案945的側(cè)表面和底表面的含金屬材料層939a的柵極結(jié)構(gòu)948a(gs)。含金屬材料層939a可以包括布置在柵極加蓋圖案945與有源區(qū)9之間的第一部分、布置在柵極加蓋圖案945與柵極電極936之間的第二部分以及布置在柵極加蓋圖案945與絕緣材料圖案5之間的第三部分。

接下來(lái)參照?qǐng)D31b，可以提供包括形成在柵極加蓋圖案945的一個(gè)側(cè)表面上的含金屬材料層939b的柵極結(jié)構(gòu)948b(gs)。含金屬材料層939b可以包括形成在布置于柵極加蓋圖案945與有源區(qū)9之間的柵極電介質(zhì)24'中的第一部分，以及形成在被布置成鄰近柵極加蓋圖案945的側(cè)表面或與之接觸的絕緣材料圖案5中的第二部分。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖2和圖32來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D1、圖2和圖32，圖2的柵極結(jié)構(gòu)gs可以是包括柵極電介質(zhì)24、柵極電極1036和柵極加蓋圖案1045的柵極結(jié)構(gòu)1048(gs)。

柵極電極1036和柵極加蓋圖案1045可以被順序地層疊。柵極電介質(zhì)24可以包括布置在柵極電極1036與有源區(qū)9之間的一部分，以及布置在柵極加蓋圖案1045與有源區(qū)9之間的一部分。

柵極電極1036可以包括順序地層疊的下方導(dǎo)電圖案1028、第一導(dǎo)電圖案1031和第二導(dǎo)電圖案1034。

在跨越有源區(qū)9形成的柵極溝槽18的第一部分18a內(nèi)，第一導(dǎo)電圖案1031的垂直厚度h2可以大于下方導(dǎo)電圖案1028的垂直厚度h1，并且第二導(dǎo)電圖案1034的垂直厚度h3可以小于第一導(dǎo)電圖案1031的垂直厚度h2。

在柵極溝槽18的第一部分18a內(nèi)，柵極加蓋圖案1045的垂直厚度h5可以大于下方導(dǎo)電圖案1028的垂直厚度h1。柵極加蓋圖案1045的垂直厚度h5可以大于第一導(dǎo)電圖案1031的垂直厚度h2。柵極加蓋圖案1045的垂直厚度h5可以大于第二導(dǎo)電圖案1034的垂直厚度h3。

在柵極溝槽18的第二部分18b中獲得的下方導(dǎo)電圖案1028的垂直厚度h4可以大于在柵極溝槽18的第一部分18a中獲得的下方導(dǎo)電圖案1028的垂直厚度h1。

與柵極加蓋圖案1045水平重疊的第二源極/漏極區(qū)87的第二部分r2的垂直厚度可以大于與第二導(dǎo)電圖案1034水平重疊的第二源極/漏極區(qū)87的第一部分r1。

在柵極電極1036中，下方導(dǎo)電圖案1028可以由例如可以主導(dǎo)晶體管tr的閾值電壓的導(dǎo)電材料形成，第一導(dǎo)電圖案1031可以由具有低電阻率導(dǎo)電材料形成以便減小已接通的晶體管tr的柵極電極的電阻，并且第二導(dǎo)電圖案1034可以由被形成為減小或抑制已關(guān)斷的晶體管tr中的漏電流的導(dǎo)電材料形成。

晶體管tr可以是nmos晶體管或pmos晶體管。

在晶體管tr的柵極電極1036中，下方導(dǎo)電圖案1028可以被定義為下方柵極電極，第一導(dǎo)電圖案1031可以被定義為中間柵極電極，并且第二導(dǎo)電圖案1034可以被定義為上方柵極電極。

假設(shè)晶體管tr是nmos晶體管，下面將參照?qǐng)D33a、圖33b和圖33c來(lái)描述柵極電極1036的各個(gè)組件(即下方柵極電極1028、中間柵極電極1031和上方柵極電極1034)。

圖33a到圖33c是示出了在晶體管tr是nmos晶體管的情況下的柵極電極1036的各個(gè)組件的功函數(shù)的示意性能帶圖。

參照?qǐng)D33a，當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，下方導(dǎo)電圖案(即下方柵極電極)1028可以由其費(fèi)米能efp接近有源區(qū)9的下方溝道區(qū)的價(jià)帶ev的導(dǎo)電材料形成。“有源區(qū)9中的下方溝道區(qū)”可以被定義為有源區(qū)9的可以鄰近下方導(dǎo)電圖案1028(即下方柵極電極)并且被用作晶體管tr的溝道的一個(gè)區(qū)域。當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87可以是n型，而有源區(qū)9的溝道區(qū)ch1、ch2和ch3則可以是p型。

參照?qǐng)D33b，當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，第一導(dǎo)電圖案(即中間柵極電極)1031可以由其費(fèi)米能efm接近有源區(qū)9的上方溝道區(qū)的禁帶中央能量emidgap的導(dǎo)電材料形成。

參照?qǐng)D33c，當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案(即上方柵極電極)1034可以由其費(fèi)米能efn接近有源區(qū)9中的源極/漏極區(qū)60和87的導(dǎo)帶ec的導(dǎo)電材料形成。回到圖32、圖33a、圖33b和圖33c，當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，下方導(dǎo)電圖案1028的功函數(shù)φp-m可以大于第一導(dǎo)電圖案1031的功函數(shù)φmid-m，第二導(dǎo)電圖案1034的功函數(shù)φn-m可以小于第一導(dǎo)電圖案1031的功函數(shù)φmid-m和下方導(dǎo)電圖案1028的功函數(shù)φp-m。

當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，下方導(dǎo)電圖案1028可以由可以主導(dǎo)晶體管tr的閾值電壓的導(dǎo)電材料(例如p型多晶硅)形成，第一導(dǎo)電圖案1031可以由具有低電阻率的導(dǎo)電材料形成，例如tin、w、ti-al合金或wn之類的導(dǎo)電材料，并且第二導(dǎo)電圖案1034可以由用于減小或抑制已關(guān)斷的晶體管tr中的漏電流的導(dǎo)電材料形成，例如其費(fèi)米能接近有源區(qū)9的導(dǎo)帶ec的金屬(例如la)或n型多晶硅。

當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，下方導(dǎo)電圖案1028可以由摻雜有第iii組元素(例如硼(b))的多晶硅形成，第一導(dǎo)電圖案1031可以由其電阻率低于下方導(dǎo)電圖案1028的金屬形成，例如w、ti-al合金、wn或tin之類的金屬，并且第二導(dǎo)電圖案1034可以由摻雜有第v組元素(例如磷(p)或砷(as))的多晶硅形成。

假設(shè)晶體管tr是pmos晶體管，下面將參照?qǐng)D34a、圖34b和圖34c來(lái)描述柵極電極1036的各個(gè)組件。圖34a到圖34c是示出了在晶體管tr是pmos晶體管的情況下的柵極電極1036的各個(gè)組件的功函數(shù)的示意性能帶圖。

參照?qǐng)D34a，當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，下方導(dǎo)電圖案(即下方柵極電極)1028可以由其費(fèi)米能efn接近有源區(qū)9的下方溝道區(qū)的導(dǎo)帶ec的導(dǎo)電材料形成。當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，第一源極/漏極區(qū)60和第二源極/漏極區(qū)87可以是p型導(dǎo)電類型，而有源區(qū)9的溝道區(qū)ch1、ch2和ch3則可以是n型導(dǎo)電類型。

參照?qǐng)D34b，當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，第一導(dǎo)電圖案(即中間柵極電極)1031可以由其費(fèi)米能efm接近有源區(qū)9的上方溝道區(qū)的禁帶中央能量emidgap的導(dǎo)電材料形成。

參照?qǐng)D34c，當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案1034可以由其費(fèi)米能efp接近有源區(qū)9的源極/漏極區(qū)60和87的價(jià)帶ev的導(dǎo)電材料形成。

回到圖32、圖34a、圖34b和圖34c，當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，下方導(dǎo)電圖案1028可以由其費(fèi)米能efn接近有源區(qū)9的導(dǎo)帶ec的導(dǎo)電材料形成，第一導(dǎo)電圖案1031可以由其電阻率低于下方導(dǎo)電圖案1028和第二導(dǎo)電圖案1034的導(dǎo)電材料形成，并且第二導(dǎo)電圖案1034可以由其費(fèi)米能efp接近有源區(qū)9的價(jià)帶ev的導(dǎo)電材料形成。當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，下方導(dǎo)電圖案1028的功函數(shù)φn-m可以小于第一導(dǎo)電圖案1031的功函數(shù)φmid-m，第二導(dǎo)電圖案1034的功函數(shù)φp-m可以大于第一導(dǎo)電圖案1031的功函數(shù)φmid-m和下方導(dǎo)電圖案1028的功函數(shù)φn-m。

當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，下方導(dǎo)電圖案1028可以由摻雜有第v組元素(例如磷或砷)的多晶硅形成，第一導(dǎo)電圖案1031可以由其電阻率低于下方導(dǎo)電圖案1028的導(dǎo)電材料形成，例如w、ti-al合金、wn或tin，并且第二導(dǎo)電圖案1034可以由摻雜有第iii組元素(例如硼)的多晶硅形成。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)1048(gs)可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D35a和圖35b來(lái)描述包括含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)1048(gs)。

參照?qǐng)D35a，可以提供包括覆蓋絕緣柵極加蓋圖案1045'的底表面和側(cè)表面的含金屬材料層1039a的柵極結(jié)構(gòu)1048a(gs)。

含金屬材料層1039a可以包括布置在柵極加蓋圖案1045'與有源區(qū)9之間的第一部分、布置在柵極加蓋圖案1045'與柵極電極1036之間的第二部分以及布置在柵極加蓋圖案1045'與場(chǎng)區(qū)7的絕緣材料圖案5的第三部分。含金屬材料層1039a可以由于參照?qǐng)D3描述的含金屬材料層39基本上相同的材料形成。

接下來(lái)參照?qǐng)D35b，可以提供包括形成在絕緣柵極加蓋圖案1045'的一個(gè)側(cè)表面上的含金屬材料層1039b的柵極結(jié)構(gòu)1048b(gs)。

含金屬材料層1039b可以包括形成在柵極加蓋圖案1045'與有源區(qū)9之間的柵極電介質(zhì)24'中的第一部分，以及形成在鄰近柵極加蓋圖案1045'的絕緣圖案5中的第二部分。含金屬材料層1039b可以包括與參照?qǐng)D5描述的含金屬材料層139基本上相同的材料。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖2和圖36描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D1、圖2和圖36，圖2的柵極結(jié)構(gòu)gs可以是包括柵極電介質(zhì)24、柵極電極1136和柵極加蓋圖案1145的柵極結(jié)構(gòu)1148(gs)。

柵極電極1136和柵極加蓋圖案1145可以被順序地層疊。柵極電介質(zhì)24可以包括布置在柵極電極1136與有源區(qū)9之間的一部分，以及布置在柵極加蓋圖案1145與有源區(qū)9之間的一部分。

柵極電極1136可以包括順序地層疊的下方導(dǎo)電圖案1128、第一導(dǎo)電圖案1131和第二導(dǎo)電圖案1134。

在柵極電極1136中，下方導(dǎo)電圖案1128可以包括可以主導(dǎo)晶體管tr的閾值電壓的導(dǎo)電材料，第一導(dǎo)電圖案1131可以由具有低電阻率的導(dǎo)電材料形成以便減小已接通的晶體管tr的柵極電極的電阻，并且第二導(dǎo)電圖案1134可以由被形成為減小或抑制已關(guān)斷晶體管tr中的漏電流的導(dǎo)電材料形成。

下方導(dǎo)電圖案1128可以包括第一下方導(dǎo)電圖案1127a和第二下方導(dǎo)電圖案1127b。第一下方導(dǎo)電圖案1127a可以被共形地形成在柵極電介質(zhì)24上，并且第二下方導(dǎo)電圖案1127b可以被形成在第一下方導(dǎo)電圖案1127a上。第一下方導(dǎo)電圖案1127a可以被形成為覆蓋第二下方導(dǎo)電圖案1127b的底表面和側(cè)表面。

第一下方導(dǎo)電圖案1127a可以由其功函數(shù)不同于第二下方導(dǎo)電圖案1127b的導(dǎo)電材料形成，并且第二下方導(dǎo)電圖案1127b可以由其電阻率低于第一下方導(dǎo)電圖案1127a的導(dǎo)電材料形成。

當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，第一下方導(dǎo)電圖案1127a可以由能夠提高nmos晶體管的閾值電壓的p型多晶硅形成。在另一種情況下，當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，第一下方導(dǎo)電圖案1127a可以由n型多晶硅形成。

第二下方導(dǎo)電圖案1127b可以由其電阻率低于第一下方導(dǎo)電圖案1127a的導(dǎo)電材料形成，例如tin、wn、w或ti-al合金。

第一導(dǎo)電圖案1131可以由其電阻率低于第一下方導(dǎo)電圖案1127a的導(dǎo)電材料形成，例如tin、wn、w或ti-al合金。

當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案1134可以由其費(fèi)米能efn接近有源區(qū)9的導(dǎo)帶ec的導(dǎo)電材料形成，以便減小或抑制已關(guān)斷的nmos晶體管中的漏電流。在另一種情況下，當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案1134可以由其費(fèi)米能efp接近有源區(qū)9的價(jià)帶ev的導(dǎo)電材料形成。也就是說(shuō)，第二導(dǎo)電圖案1134可以由與參照?qǐng)D32描述的導(dǎo)電圖案1034相同的材料形成。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)1148a(gs)可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D37a和圖37b來(lái)描述包括含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)1148a(gs)。

首先參照?qǐng)D37a，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案1145'的底表面和側(cè)表面的含金屬材料層1139a的柵極結(jié)構(gòu)1148a(gs)。含金屬材料層1139a可以包括布置在柵極加蓋圖案1145'與有源區(qū)9之間的一部分、布置在柵極電極1136與柵極加蓋圖案1145'之間的一部分以及布置在柵極電極1136與絕緣圖案5之間的一部分。含金屬材料層1139a可以由與參照?qǐng)D3描述的含金屬材料層39基本上相同的材料形成。

接下來(lái)參照?qǐng)D37b，可以提供包括形成在柵極加蓋圖案1145的一個(gè)側(cè)表面上的含金屬材料層1139b的柵極結(jié)構(gòu)1148b(gs)。

含金屬材料層1139b可以包括形成在布置于柵極加蓋圖案1145與有源區(qū)9之間的柵極電介質(zhì)24'中的第一部分，以及形成在鄰近柵極加蓋圖案1145的側(cè)表面布置的絕緣圖案5中的第二部分。含金屬材料層1139b可以包括與參照?qǐng)D5描述的含金屬材料層139基本上相同的材料。

接下來(lái)將參照?qǐng)D38和圖39描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

圖38是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的平面圖，圖39是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖面圖。在圖39中，部分“d”標(biāo)示沿著圖38的iv-iv'線取得的截面，部分“e”標(biāo)示沿著圖38的v-v'線取得的截面，部分“f”標(biāo)示沿著圖38的vi-vi'線取得的截面。

參照?qǐng)D38和圖39，可以制備參照?qǐng)D1和圖2描述的襯底1。可以在襯底1中形成限定有源區(qū)1209的場(chǎng)區(qū)7。場(chǎng)區(qū)7可以包括形成在襯底1中的場(chǎng)溝槽3和填充場(chǎng)溝槽3的絕緣材料圖案5。絕緣材料圖案5可以包括氧化硅。

可以在襯底1中形成柵極溝槽1218。柵極溝槽1218可以包括跨越有源區(qū)1209形成的第一部分1218a，以及布置在場(chǎng)區(qū)7中的第二部分1218b。柵極溝槽1218的第一部分1218a和第二部分1218b可以具有不同于布置在不同水平的底部區(qū)的寬度。舉例來(lái)說(shuō)，在柵極溝槽1218內(nèi)，布置在有源區(qū)1209中的第一部分1218a的底部區(qū)1219a可以被布置在高于布置于場(chǎng)區(qū)7中的第二部分1218b的底部區(qū)1219b的水平。在柵極溝槽1218中，第一部分1218a可以具有第一寬度w1，第二部分1218b可以具有大于第一寬度w1的第二寬度w2。

有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1可以由于柵極溝槽1218的第一部分1218a和第二部分1218b的底部區(qū)1219a與1219b之間的高度差而被暴露出來(lái)。

有源區(qū)1209的第二側(cè)部1209s_2可以由于柵極溝槽1218的第一部分1218a和第二部分1218b的寬度w1與w2之間的差異而被暴露出來(lái)。

可以在柵極溝槽1218內(nèi)形成柵極結(jié)構(gòu)gs'。舉例來(lái)說(shuō)，正如參照?qǐng)D1和圖2所描述的那樣，一個(gè)有源區(qū)1209可以包括通過(guò)彼此鄰近地布置的由一對(duì)柵極結(jié)構(gòu)gs'分開的三個(gè)柱。舉例來(lái)說(shuō)，所述一個(gè)有源區(qū)1209可以包括一個(gè)第一有源柱1209a和跨過(guò)第一有源柱1209a彼此相對(duì)地布置的兩個(gè)第二有源柱1209b。

第一有源柱1209a和第二有源柱1209b可以被布置在有源區(qū)1209的上方區(qū)域中。第一有源柱1209a和第二有源柱1209b可以被布置在柵極結(jié)構(gòu)gs'旁邊。第一有源柱1209a和第二有源柱1209b可以通過(guò)有源區(qū)1209的下方區(qū)域彼此電連接。

通過(guò)柵極溝槽1218暴露出的有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2可以被柵極結(jié)構(gòu)gs'覆蓋。

可以在有源區(qū)1209的第一有源柱1209a中形成第一源極/漏極區(qū)1260?？梢栽谟性磪^(qū)1209的第二有源柱1209b中形成第二源極/漏極區(qū)1287。

第一源極/漏極區(qū)1260、第二源極/漏極區(qū)1287和布置在第一源極/漏極區(qū)1260與第二源極/漏極區(qū)1287之間的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以構(gòu)成晶體管tr'。有源區(qū)1209的布置在第一源極/漏極區(qū)1260和第二源極/漏極區(qū)1287下方并且鄰近柵極結(jié)構(gòu)gs'的一部分可以被定義為晶體管tr'的溝道區(qū)。

位線結(jié)構(gòu)69可以被形成在第一源極/漏極區(qū)1260上，正如圖2中所示出的那樣。位線結(jié)構(gòu)69可以包括順序地層疊的位線63和位線加蓋圖案66，以及布置在位線63與第一源極/漏極區(qū)1260之間的第一接觸插頭54。電容器結(jié)構(gòu)98可以被形成在第二源極/漏極區(qū)1287上，正如圖2中所示出的那樣。第二接觸插頭90可以被形成在電容器結(jié)構(gòu)98與第二源極/漏極區(qū)1287之間。

在晶體管tr'中，柵極結(jié)構(gòu)gs'可以被形成為覆蓋布置在第一有源柱1209a與第二有源柱1209b之間的有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1。相應(yīng)地，晶體管tr'可以包括鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(finfet)結(jié)構(gòu)。

此外，柵極結(jié)構(gòu)gs'可以覆蓋有源區(qū)1209的第二側(cè)部1209s_2。柵極結(jié)構(gòu)gs'可以覆蓋第一有源柱1209a和第二有源柱1209b的側(cè)部1209s_2。

在柵極溝槽1218的第一部分1218a中，柵極結(jié)構(gòu)gs'可以具有與參照?qǐng)D2描述的柵極結(jié)構(gòu)gs基本上相同的結(jié)構(gòu)。

布置在柵極溝槽1218的第一部分1218a中的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以具有與參照?qǐng)D2描述的布置在柵極結(jié)構(gòu)18的第一部分18a中的柵極結(jié)構(gòu)gs基本上相同的結(jié)構(gòu)。相應(yīng)地，布置在柵極溝槽1218的第一部分1218a中的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以具有與參照?qǐng)D2到圖37b描述的布置在柵極結(jié)構(gòu)18的第一部分18a中的柵極結(jié)構(gòu)gs基本上相同的結(jié)構(gòu)。

下面將參照?qǐng)D40a到圖62b來(lái)描述包括柵極結(jié)構(gòu)gs'的半導(dǎo)體器件。

由于柵極結(jié)構(gòu)gs'具有與參照?qǐng)D2到圖37b描述的布置在柵極結(jié)構(gòu)18的第一部分18a中的柵極結(jié)構(gòu)gs基本上相同的結(jié)構(gòu)，因此將省略其重復(fù)描述。

首先將參照?qǐng)D38、圖39和圖40a描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D38、圖39和圖40a，圖39的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以是包括柵極電介質(zhì)1224、柵極電極1236、含金屬絕緣材料層1239和柵極加蓋圖案1245的柵極結(jié)構(gòu)1248(gs')。柵極結(jié)構(gòu)1248可以被形成在柵極溝槽1218內(nèi)。

柵極結(jié)構(gòu)1248(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。

柵極電極1236可以被形成為部分地填充柵極溝槽1218。柵極電極1236可以包括第一柵極導(dǎo)電圖案1227和第二柵極導(dǎo)電圖案1230。第一柵極導(dǎo)電圖案1227可以被共形地形成在柵極溝槽1218內(nèi)，第二柵極導(dǎo)電圖案1230可以被形成在第一柵極導(dǎo)電圖案1227上以便部分地填充柵極溝槽1218。柵極電極1236可以由與參照?qǐng)D3描述的柵極電極36相同的材料形成。

柵極加蓋圖案1245可以被形成在柵極電極1236上。柵極電介質(zhì)1224可以被布置在柵極電極1236與有源區(qū)1209之間。此外，柵極電介質(zhì)1224可以從布置在柵極電極1236與有源區(qū)1209之間的一部分延伸到柵極加蓋圖案1245與有源區(qū)1209之間的一部分。

含金屬材料層1239可以包括布置在柵極加蓋圖案1245與有源區(qū)1209之間的一部分，以及布置在柵極電極1236與柵極加蓋圖案1245之間的一部分。含金屬材料層1239可以由與參照?qǐng)D3描述的含金屬材料層39相同的材料形成。

在第二源極/漏極區(qū)1287中，與第一柵極導(dǎo)電圖案1227水平重疊的第一部分r1的垂直厚度可以小于與含金屬材料層1239水平重疊的第二部分r2。

含金屬材料層1239可以覆蓋通過(guò)跨越有源區(qū)1209布置的第一部分1218a暴露出的第二源極/漏極區(qū)1287，并且覆蓋有源區(qū)1209的第二部分1209b的第二側(cè)部1209s_2。

可以形成包括柵極結(jié)構(gòu)1248以及第一源極/漏極區(qū)1260和第二源極/漏極區(qū)1287的晶體管tr'。類似于參照?qǐng)D3描述的晶體管tr，晶體管tr'可以抑制關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流。

下面將參照?qǐng)D40b描述第二源極/漏極區(qū)1287和含金屬材料層1239。圖40b是圖38的區(qū)“g”的放大平面圖，其中示出了第二源極/漏極區(qū)1287和含金屬材料層1239。

參照?qǐng)D38、圖39、圖40a和圖40b，形成在有源區(qū)1209的第二有源柱1209b中的第二源極/漏極區(qū)1287可以具有與含金屬材料層1239相對(duì)布置的第一側(cè)面s1、第二側(cè)面s2以及第三側(cè)面s3。第二源極/漏極區(qū)1287的第二側(cè)面s2和第三側(cè)面s3可以被布置成彼此相對(duì)且平行。

第二源極/漏極區(qū)1287的第一側(cè)面s1可以是跨越有源區(qū)1209形成的柵極溝槽1218的第一部分1218a的側(cè)壁的一部分。

第二源極/漏極區(qū)1287的第二側(cè)面s2和第三側(cè)面s3可以是有源區(qū)1209的第二側(cè)部1209s_2的一部分。

含金屬材料層1239可以包括能夠形成偶極的材料，正如參照?qǐng)D3所描述的那樣。

正如參照?qǐng)D3所描述的那樣，當(dāng)晶體管tr'被關(guān)斷時(shí)，第一正電壓可以被施加到第一源極/漏極區(qū)1260，并且第二正電壓可以被施加到第二源極/漏極區(qū)1287。在這種情況下，與第二源極/漏極區(qū)1287相對(duì)布置的含金屬材料層1239可以減小或抑制晶體管tr'的第二源極/漏極區(qū)1287中的漏電流。舉例來(lái)說(shuō)，偶極1241可以被形成在含金屬材料層1239中，并且減小或抑制第二源極/漏極區(qū)1287中的電荷泄漏。

與此同時(shí)，含金屬材料層1239可以被形成為與第二源極/漏極區(qū)1287的第一到第三側(cè)面s1、s2和s3相對(duì)。相應(yīng)地，含金屬材料層1239可以3維覆蓋第二源極/漏極區(qū)1287，并且減小或抑制第二源極/漏極區(qū)1287中的漏電流。

接下來(lái)將參照?qǐng)D38、圖39和圖41來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D38、圖39和圖41，圖39的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以是包括柵極電介質(zhì)1224'、柵極電極1336、含金屬絕緣材料層1339和絕緣柵極加蓋圖案1345的柵極結(jié)構(gòu)1348(gs')。

柵極結(jié)構(gòu)1348(gs')可以被形成在柵極溝槽1218內(nèi)。柵極加蓋圖案1345可以被形成在柵極電極1336上。

柵極電極1336可以由與參照?qǐng)D40a描述的柵極電極1236基本上相同的材料形成并且具有與之相同的結(jié)構(gòu)。

與圖5的柵極電極24'類似，柵極電極1224'可以包括布置在柵極電極1336與有源區(qū)1209之間的第一部分，以及布置在柵極加蓋圖案1345與有源區(qū)1209之間的第二部分。

柵極結(jié)構(gòu)1348(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。

含金屬材料層1339可以被布置在柵極加蓋圖案1345與有源區(qū)1209之間。正如參照?qǐng)D5所描述的那樣，含金屬材料層1339可以是通過(guò)把金屬擴(kuò)散到布置在柵極加蓋圖案1345與有源區(qū)1209之間的柵極電介質(zhì)1224'的第二部分中而形成的一個(gè)區(qū)。

與圖40b的含金屬材料層1239類似，含金屬材料層1339可以覆蓋第二源極/漏極區(qū)1287的第一側(cè)面s1、第二側(cè)面s2和第三側(cè)面s3。類似于圖40b的含金屬材料層1239，含金屬材料層1339可以3維覆蓋第二源極/漏極區(qū)1287，并且減小或抑制晶體管tr'中的漏電流。

與此同時(shí)，金屬摻雜區(qū)1340可以被形成在被布置成與柵極加蓋圖案1345鄰近或與之接觸的場(chǎng)區(qū)7的絕緣材料圖案5中。形成在場(chǎng)區(qū)7的絕緣材料圖案5中的摻雜有金屬的區(qū)1340可以包括與含金屬材料層1339相同的金屬。

接下來(lái)將參照?qǐng)D38、圖39和圖42描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D38、圖39和圖42，圖39的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以是包括柵極電介質(zhì)1224、柵極電極1436、含金屬材料層1439和柵極加蓋圖案1445的柵極結(jié)構(gòu)1448(gs')。

在一些實(shí)施例中，柵極電極1436可以具有其邊緣部分從中間部分向上突出的頂表面。

柵極電介質(zhì)1224可以被布置在柵極電極1436與有源區(qū)1209之間，并且被布置在柵極加蓋圖案1445與有源區(qū)1209之間。

類似于圖40b的含金屬材料層1239，含金屬材料層1439可以覆蓋第二源極/漏極區(qū)1287的第一側(cè)面s1、第二側(cè)面s2和第三側(cè)面s3。類似于圖40b的含金屬材料層1239，含金屬材料層1439可以3維覆蓋第二源極/漏極區(qū)1287，并且減小或抑制晶體管tr'中的漏電流。

接下來(lái)將參照?qǐng)D38、圖39和圖43來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D38、圖39和圖43，圖39的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以是包括柵極電介質(zhì)1224、柵極電極1536、含金屬絕緣材料層1539和絕緣柵極加蓋圖案1545的柵極結(jié)構(gòu)1548(gs')。

在一些實(shí)施例中，柵極電極1536可以具有凹陷的頂表面，其中間部分比邊緣部分更加下凹。柵極結(jié)構(gòu)1536的頂表面可以具有從中間部分相對(duì)突出的邊緣部分。

與圖5的柵極電介質(zhì)24'類似，柵極電介質(zhì)1224可以包括布置在柵極電極1536與有源區(qū)1209之間的第一部分，以及布置在柵極加蓋圖案1545與有源區(qū)1209之間的第二部分。

含金屬材料層1539可以被布置在柵極加蓋圖案1545與有源區(qū)1209之間。與參照?qǐng)D5所描述的情況類似，含金屬材料層1539可以是通過(guò)把金屬擴(kuò)散到布置在柵極加蓋圖案1545與有源區(qū)1209之間的柵極電介質(zhì)1224'的第二部分中而形成的一個(gè)區(qū)。

與圖40b的含金屬材料層1239類似，含金屬材料層1539可以覆蓋第二源極/漏極區(qū)1287的第一側(cè)面s1、第二側(cè)面s2和第三側(cè)面s3。與圖40b的含金屬材料層1239類似，含金屬材料層1539可以3維覆蓋第二源極/漏極區(qū)1287并且減小或抑制晶體管tr'中的漏電流。

接下來(lái)將參照?qǐng)D38、圖39和圖44來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D38、圖39和圖44，圖39的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以是包括柵極電介質(zhì)1224、柵極電極1636、含金屬材料層1639和柵極加蓋圖案1645的柵極結(jié)構(gòu)1648(gs')。

布置在柵極溝槽1218的第一部分1218a中的柵極結(jié)構(gòu)1648(gs')可以具有與參照?qǐng)D11描述的布置在柵極溝槽1218的第一部分18a中的柵極結(jié)構(gòu)448(gs)基本上相同的材料和結(jié)構(gòu)。

在柵極溝槽1218內(nèi)，柵極電極1636、含金屬材料層1639和柵極加蓋圖案1645被順序地層疊，正如在圖11中所示出的那樣。

與圖40b的含金屬材料層1239類似，含金屬材料層1639可以3維覆蓋第二源極/漏極區(qū)1287，以便減小或抑制晶體管tr'中的漏電流。

接下來(lái)將參照?qǐng)D38、圖39和圖45來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D38、圖39和圖45，圖39的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以是包括柵極電介質(zhì)1224、柵極電極1736和柵極加蓋圖案1745的柵極結(jié)構(gòu)1748(gs')。柵極結(jié)構(gòu)1748(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。

柵極電極1736可以由與參照?qǐng)D12描述的柵極電極536基本上相同的材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，如圖12中所示，柵極電極1736可以包括順序?qū)盈B的第一導(dǎo)電圖案1728和第二導(dǎo)電圖案1734。

柵極電極1736的第二導(dǎo)電圖案1734可以3維覆蓋在其中形成第二源極/漏極區(qū)1287的有源區(qū)1209的第二有源柱1209b。第二導(dǎo)電圖案1734可以被形成為與圖40b中所示的第二源極/漏極區(qū)1287的第一側(cè)面s1、第二側(cè)面s2和第三側(cè)面s3相對(duì)。

為了減小或抑制由于第二導(dǎo)電圖案1734導(dǎo)致的源極/漏極區(qū)1287中的漏電流，第二導(dǎo)電圖案1734可以由其費(fèi)米能離有源區(qū)1209的導(dǎo)帶ec或價(jià)帶ev比離有源區(qū)1209的禁帶中央能量更近的導(dǎo)電材料形成。

當(dāng)晶體管tr'是nmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案1734可以由其費(fèi)米能接近有源區(qū)1209的導(dǎo)帶ec的導(dǎo)電材料形成，正如參照?qǐng)D15a所描述的那樣。

當(dāng)晶體管tr'是pmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案1734可以由其費(fèi)米能接近有源區(qū)1209的價(jià)帶ev的導(dǎo)電材料形成，正如參照?qǐng)D15b所描述的那樣。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)1748(gs')可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D46a和圖46b來(lái)描述包括含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)1748(gs')。

首先參照?qǐng)D46a，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案1745的底表面和側(cè)表面的含金屬材料層1739'的柵極結(jié)構(gòu)1748'(gs')。

含金屬材料層1739'可以包括布置在跨越有源區(qū)1209布置的柵極溝槽1218的第一部分1218a的側(cè)壁與柵極加蓋圖案1745之間的第一部分1740a，布置在柵極加蓋圖案1745與柵極電極1736之間的第二部分1740b，布置在柵極加蓋圖案1745與絕緣材料圖案5之間的第三部分1740c，以及布置在有源區(qū)1209的一個(gè)側(cè)表面與柵極加蓋圖案1745之間的第四部分1740d。含金屬材料層1739'可以由與參照?qǐng)D3描述的含金屬材料層39基本上相同的材料形成。

接下來(lái)參照?qǐng)D46b，可以提供包括形成在柵極加蓋圖案1745的一個(gè)側(cè)表面上的含金屬材料層1739”的柵極結(jié)構(gòu)1748”(gs')。含金屬材料層1739”可以包括形成在柵極電介質(zhì)1224'(其被布置在跨越有源區(qū)1209布置的柵極溝槽1218的第一部分1218a的側(cè)壁上)中的第一部分1740a'，形成在被布置成與柵極加蓋圖案1745的側(cè)表面鄰近或與之接觸的絕緣材料圖案5中的第二部分1740b'，以及形成在被形成于有源區(qū)1209的側(cè)表面上的柵極電介質(zhì)1224'中的第三部分1740c'。含金屬材料層1739”可以由與參照?qǐng)D5描述的含金屬材料層139基本上相同的材料形成。

接下來(lái)將參照?qǐng)D38、圖39和圖47來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D38、圖39和圖47，圖39的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以是包括柵極電介質(zhì)1224、柵極電極1736a和柵極加蓋圖案1745的柵極結(jié)構(gòu)1748(gs')。柵極結(jié)構(gòu)1748(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。

柵極電極1736a可以包括下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案1725、第一導(dǎo)電圖案1728a、緩沖導(dǎo)電圖案1730和第二導(dǎo)電圖案1734。第一導(dǎo)電圖案1728a、緩沖導(dǎo)電圖案1730和第二導(dǎo)電圖案1734可以被順序地層疊。下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案1725可以覆蓋第一導(dǎo)電圖案1728a的底表面和側(cè)表面，并且延伸到緩沖導(dǎo)電圖案1730的一個(gè)側(cè)表面上。下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案1725可以被布置在低于第二導(dǎo)電圖案1734的水平。

緩沖導(dǎo)電圖案1730可以由其電阻率低于第二導(dǎo)電圖案1734并且高于第一導(dǎo)電圖案1728a的導(dǎo)電材料形成。第一導(dǎo)電圖案1728a可以由其電阻率低于第二導(dǎo)電圖案1734的導(dǎo)電材料形成。下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案1725可以由其電阻率高于第一導(dǎo)電圖案1728a的導(dǎo)電材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，第二導(dǎo)電圖案1734可以由其導(dǎo)電類型與第一源極/漏極區(qū)1260和第二源極/漏極區(qū)1287相同的多晶硅形成，第一導(dǎo)電圖案1728可以由例如鎢之類的具有低電阻率的導(dǎo)電材料形成，緩沖導(dǎo)電圖案1730可以由例如氮化鎢或氮化鈦之類的金屬氮化物形成。此外，下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案1725可以由例如氮化鎢或氮化鈦之類的金屬氮化物形成。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)1748(gs')可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D48a和圖48b來(lái)描述包括含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)1748。

首先參照?qǐng)D48a，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案1745的底表面和側(cè)表面的含金屬材料層1739a'的柵極結(jié)構(gòu)1748a'。柵極結(jié)構(gòu)1748a'(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。

含金屬材料層1739a'可以包括布置在跨越有源區(qū)1209布置的柵極溝槽1218的第一部分1218a的側(cè)壁與柵極加蓋圖案1745之間的第一部分，布置在柵極加蓋圖案1745與柵極電極1736a之間的第二部分，布置在柵極加蓋圖案1745與絕緣材料圖案5之間的第三部分，以及布置在柵極加蓋圖案1745與有源區(qū)1209的一個(gè)側(cè)表面之間的第四部分。含金屬材料層1739a'可以由與參照?qǐng)D3描述的含金屬材料層39基本上相同的材料形成。相應(yīng)地，與圖40b的含金屬材料層1239類似，含金屬材料層1739a'可以3維覆蓋第二源極/漏極區(qū)1287，并且減小或抑制晶體管tr'中的漏電流。

接下來(lái)參照?qǐng)D48b，可以提供包括形成在柵極加蓋圖案1745的一個(gè)側(cè)表面上的含金屬材料層1739a”的柵極結(jié)構(gòu)1748a”(gs')。柵極結(jié)構(gòu)1748a”(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。

含金屬材料層1739a”可以包括形成在柵極電介質(zhì)1224'(其被布置在跨越有源區(qū)1209布置的柵極溝槽1218的第一部分1218a的側(cè)壁上)中的第一部分，形成在被布置成與柵極加蓋圖案1745的一個(gè)側(cè)表面鄰近或與之接觸的絕緣材料圖案5中的第二部分，以及形成在被布置于有源區(qū)1209的一個(gè)側(cè)表面上的柵極電介質(zhì)1224'中的第三部分。含金屬材料層1739a”可以包括與參照?qǐng)D5描述的含金屬材料層139基本上相同的材料。與圖40b的含金屬材料層1239類似，含金屬材料層1739a”可以3維覆蓋第二源極/漏極區(qū)1287，并且減小或抑制晶體管tr'中的漏電流。

接下來(lái)將參照?qǐng)D38、圖39和圖49來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D38、圖39和圖49，圖39的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以是包括柵極電介質(zhì)1224、柵極電極1736b和柵極加蓋圖案1745的柵極結(jié)構(gòu)1748b(gs')。柵極結(jié)構(gòu)1748b(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。柵極電極1736和柵極加蓋圖案1745可以被順序地層疊。

柵極電極1736b可以包括順序?qū)盈B的第一導(dǎo)電圖案1728、第二導(dǎo)電圖案1734b和上方附屬導(dǎo)電圖案1735。第二導(dǎo)電圖案1734b的垂直厚度可以小于第一導(dǎo)電圖案1728。第二導(dǎo)電圖案1734b可以被形成為覆蓋上方附屬導(dǎo)電圖案1735的底表面和側(cè)表面。

第一導(dǎo)電圖案1728可以由其費(fèi)米能efm接近有源區(qū)1209的禁帶中央能量emidgap的導(dǎo)電材料形成，例如tin、w、ti-al合金和wn的至少其中之一。

第二導(dǎo)電圖案1734b可以三維面對(duì)源極/漏極區(qū)1287。相應(yīng)地，為了減小或抑制源極/漏極區(qū)1287中的漏電流，與源極/漏極區(qū)1287水平重疊的第二導(dǎo)電圖案1734b可以由其費(fèi)米能離有源區(qū)1209的導(dǎo)帶ec或價(jià)帶ev比離有源區(qū)1209的禁帶中央能量emidgap更近的導(dǎo)電材料形成。當(dāng)晶體管tr'是nmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案1734b可以由其費(fèi)米能efn接近有源區(qū)1209的導(dǎo)帶ec的導(dǎo)電材料(例如包含la的導(dǎo)電材料或n型多晶硅)形成，正如參照?qǐng)D15a所描述的那樣。當(dāng)晶體管tr'是pmos晶體管，第二導(dǎo)電圖案1734a可以由其費(fèi)米能efp接近有源區(qū)1209的價(jià)帶ev的導(dǎo)電材料(例如包含鋁、鉭或銥的導(dǎo)電材料，或者p型多晶硅)形成。

上方附屬導(dǎo)電圖案1735可以由其電阻率低于第二導(dǎo)電圖案1734b的導(dǎo)電材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，第二導(dǎo)電圖案1734b可以由多晶硅形成，并且上方附屬導(dǎo)電圖案1735可以包括tin、w、ti-al合金和wn的至少其中之一。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)1748b(gs')可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D50a和圖50b當(dāng)中的每一個(gè)來(lái)描述包括含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)1748b(gs')。

首先參照?qǐng)D50a，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案1745的底表面和側(cè)表面的含金屬材料層1739b的柵極結(jié)構(gòu)1748b'(gs')。柵極結(jié)構(gòu)1748b'(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。含金屬材料層1739b可以包括布置在跨越有源區(qū)1209布置的柵極溝槽1218的第一部分1218a的側(cè)壁與柵極加蓋圖案1745之間的第一部分，布置在柵極加蓋圖案1745與柵極電極1736b之間的第二部分，布置在柵極加蓋圖案1745與絕緣材料圖案5之間的第三部分，以及布置在柵極加蓋圖案1745與有源區(qū)1209的一個(gè)側(cè)表面之間的第四部分。含金屬材料層1739b可以由與參照?qǐng)D3描述的含金屬材料層39基本上相同的材料形成。與圖40b的含金屬材料層1239類似，含金屬材料層1739b可以3維覆蓋第二源極/漏極區(qū)1287，并且減小或抑制晶體管tr'中的漏電流。

接下來(lái)參照?qǐng)D50b，可以提供包括形成在柵極加蓋圖案1745的一個(gè)側(cè)表面上的含金屬材料層1739b'的柵極結(jié)構(gòu)1748b”(gs')。

含金屬材料層1739b'可以包括形成在柵極電介質(zhì)1224'(其被布置在跨越有源區(qū)1209布置的柵極溝槽1218的第一部分1218a的側(cè)壁上)中的第一部分，形成在被布置成鄰近柵極加蓋圖案1745的一個(gè)側(cè)表面或與之接觸的絕緣材料圖案5中的第二部分，以及形成在布置于有源區(qū)1209的一個(gè)側(cè)表面上的柵極電介質(zhì)1224'中的第三部分。含金屬材料層1739b'可以包括與參照?qǐng)D5描述的含金屬材料層139基本上相同的材料。

與圖40b的含金屬材料層1239類似，含金屬材料層1739b'可以3維覆蓋第二源極/漏極區(qū)1287，并且減小或抑制晶體管tr中的漏電流。

接下來(lái)將參照?qǐng)D38、圖39和圖51來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D38、圖39和圖51，圖39的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以是包括柵極電介質(zhì)1224、柵極電極1836和柵極加蓋圖案1845的柵極結(jié)構(gòu)1848(gs')。柵極結(jié)構(gòu)1848(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。柵極電極1836和柵極加蓋圖案1845可以被順序地層疊。

柵極電極1836可以被布置在低于有源區(qū)1209的頂表面的水平。柵極電介質(zhì)1224可以包括布置在柵極電極1836與有源區(qū)1209之間的一部分。柵極電介質(zhì)1224可以包括布置在柵極電極1836與有源區(qū)1209之間的第一部分，以及布置在柵極加蓋圖案1845與有源區(qū)1209之間的第二部分。

柵極電極1836可以包括第一導(dǎo)電圖案1828、第二導(dǎo)電圖案1834和下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案1825。第二導(dǎo)電圖案1834可以包括布置在第一導(dǎo)電圖案1828的上方側(cè)表面與有源區(qū)1209之間的一部分，以及布置在第一導(dǎo)電圖案1828的上方側(cè)表面與布置在場(chǎng)區(qū)7中的絕緣圖案5之間的一部分。下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案1825可以覆蓋第一導(dǎo)電圖案1828的底表面、延伸到第一導(dǎo)電圖案1828的一個(gè)側(cè)表面上并且被布置在低于第二導(dǎo)電圖案1834的水平。

正如參照?qǐng)D14所描述的那樣，第一導(dǎo)電圖案1828可以包括其費(fèi)米能efm離禁帶中央能量emidgap比離有源區(qū)1209的導(dǎo)帶或價(jià)帶更近的導(dǎo)電材料，例如tin、w、ti-al合金和wn當(dāng)中的任一種。第二導(dǎo)電圖案1834可以包括不同于第一導(dǎo)電圖案1828的材料，例如其費(fèi)米能接近有源區(qū)1209的能帶邊緣的材料，正如參照?qǐng)D15a和15b所描述的那樣。第一導(dǎo)電圖案1828可以由其電阻率低于第二導(dǎo)電圖案1834的導(dǎo)電材料形成。例如第一導(dǎo)電圖案1828可以由多晶硅形成，第二導(dǎo)電圖案1834可以由tin、w、ti-al合金和wn的至少其中之一形成。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)1848(gs')可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D52a和圖52b當(dāng)中的每一個(gè)來(lái)描述包括含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)1848(gs')。

首先參照?qǐng)D52a，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案1845的底表面和側(cè)表面的含金屬材料層1839a的柵極結(jié)構(gòu)1848a(gs')。柵極結(jié)構(gòu)1848a(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。含金屬材料層1839a可以包括布置在跨越有源區(qū)1209布置的柵極溝槽1218的第一部分1218a的側(cè)壁與柵極加蓋圖案1845之間的第一部分，布置在柵極加蓋圖案1845與柵極電極1836之間的第二部分，布置在柵極加蓋圖案1845與絕緣材料圖案5之間的第三部分，以及布置在柵極加蓋圖案1845與有源區(qū)1209的一個(gè)側(cè)表面之間的第四部分。含金屬材料層1839a可以由與參照?qǐng)D3描述的含金屬材料層39基本上相同的材料形成。

接下來(lái)參照?qǐng)D52b，可以提供包括形成在柵極加蓋圖案1845的一個(gè)側(cè)表面上的含金屬材料層1839b的柵極結(jié)構(gòu)1848b(gs')。

含金屬材料層1839b可以包括形成在柵極電介質(zhì)1224'(其被布置在跨越有源區(qū)1209布置的柵極溝槽1218的第一部分1218a的側(cè)壁上)中的第一部分，形成在被布置成與柵極加蓋圖案1845的側(cè)表面鄰近或與之接觸的絕緣材料圖案5中的第二部分，以及形成在被布置于有源區(qū)1209的一個(gè)側(cè)表面上的柵極電介質(zhì)1224'中的第三部分。含金屬材料層1839b可以包括與參照?qǐng)D5描述的含金屬材料層139基本上相同的材料。接下來(lái)將參照?qǐng)D38、圖39和圖53來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D38、圖39和圖53，圖39的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以是包括柵極電介質(zhì)1224、柵極電極1936和柵極加蓋圖案1945的柵極結(jié)構(gòu)1948(gs')。柵極結(jié)構(gòu)1948(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。柵極電極1936和柵極加蓋圖案1945可以被順序地層疊。

柵極電極1936可以被布置在低于有源區(qū)1209的頂表面的水平。柵極電介質(zhì)1224可以包括布置在柵極電極1936與有源區(qū)1209之間的第一部分，以及布置在柵極加蓋圖案1945與有源區(qū)1209之間的第二部分。

柵極電極1936可以包括下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案1925、第一導(dǎo)電圖案1928、第二導(dǎo)電圖案1934和上方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案1935。第二導(dǎo)電圖案1934可以包括布置在第一導(dǎo)電圖案1928的上方側(cè)表面與有源區(qū)1209之間的一部分，以及布置在第一導(dǎo)電圖案1928的上方側(cè)表面與場(chǎng)區(qū)7中的絕緣圖案5之間的一部分。下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案1925可以覆蓋第一導(dǎo)電圖案1928的底表面、延伸到第一導(dǎo)電圖案1928的一個(gè)側(cè)表面上并且被布置在低于第二導(dǎo)電圖案1934的水平。上方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案1935可以包括布置在第二導(dǎo)電圖案1934與第一導(dǎo)電圖案1928之間的一部分。上方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案1935可以被形成為覆蓋第二導(dǎo)電圖案1934的底表面和側(cè)表面。第一導(dǎo)電圖案1928的水平寬度可以大于第二導(dǎo)電圖案1934。第一導(dǎo)電圖案1928的布置在低于第二導(dǎo)電圖案1934的水平的一部分的水平寬度可以大于第一導(dǎo)電圖案1928的布置在與第二導(dǎo)電圖案1934相同的水平的一部分。

正如參照?qǐng)D14所描述的那樣，第一導(dǎo)電圖案1928可以包括其費(fèi)米能efm離禁帶中央能量emidgap比離有源區(qū)1209的導(dǎo)帶或價(jià)帶更近的導(dǎo)電材料，例如tin、w、ti-al合金和wn當(dāng)中的任一種。第二導(dǎo)電圖案1934可以包括不同于第一導(dǎo)電圖案1928的材料，例如其費(fèi)米能接近有源區(qū)1209的能帶邊緣的材料，正如參照?qǐng)D15a和15b所描述的那樣。第一導(dǎo)電圖案1928可以由其電阻率低于第二導(dǎo)電圖案1934的導(dǎo)電材料形成。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)1948(gs')可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D54a和圖54b來(lái)描述包括含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)。

首先參照?qǐng)D54a，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案1945的底表面和側(cè)表面的含金屬材料層1939a的柵極結(jié)構(gòu)1948a(gs')。柵極結(jié)構(gòu)1948a(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。含金屬材料層1939a可以包括布置在跨越有源區(qū)1209布置的柵極溝槽1218的第一部分1218a的側(cè)壁與柵極加蓋圖案1945之間的第一部分，布置在柵極加蓋圖案1945與柵極電極1936之間的第二部分，布置在柵極加蓋圖案1945與絕緣材料圖案5之間的第三部分，以及布置在柵極加蓋圖案1945與有源區(qū)1209的一個(gè)側(cè)表面之間的第四部分。含金屬材料層1939a可以由與參照?qǐng)D3描述的含金屬材料層39基本上相同的材料形成。

接下來(lái)參照?qǐng)D54b，可以提供包括形成在柵極加蓋圖案1945的一個(gè)側(cè)表面上的含金屬材料層1939b的柵極結(jié)構(gòu)1948b(gs')。

含金屬材料層1939b可以包括形成在柵極電介質(zhì)1224'(其被布置在跨越有源區(qū)1209布置的柵極溝槽1218的第一部分1218a的側(cè)壁上)中的第一部分，形成在被布置成與柵極加蓋圖案1945的側(cè)表面鄰近或與之接觸的絕緣材料圖案5中的第二部分，以及形成在被布置于有源區(qū)1209的一個(gè)側(cè)表面上的柵極電介質(zhì)1224'中的第三部分。含金屬材料層1939b可以包括與參照?qǐng)D5描述的含金屬材料層139基本上相同的材料。

接下來(lái)將參照?qǐng)D38、圖39和圖55來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D38、圖39和圖55，圖39的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以是包括柵極電介質(zhì)1224、柵極電極2036和柵極加蓋圖案2045的柵極結(jié)構(gòu)2048(gs')。柵極結(jié)構(gòu)2048(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。

柵極電極2036可以包括下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案2025、第一導(dǎo)電圖案2028、第二導(dǎo)電圖案2034和上方附屬導(dǎo)電圖案2035。

下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案2025可以被共形地形成在柵極電介質(zhì)1224上，第一導(dǎo)電圖案2028可以被形成在下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案2025上并且部分地填充柵極溝槽1218。上方附屬導(dǎo)電圖案2035可以被形成在第一導(dǎo)電圖案2028上。上方附屬導(dǎo)電圖案2035可以被形成在第一導(dǎo)電圖案2028上并且與第一導(dǎo)電圖案2028接觸。第二導(dǎo)電圖案2034可以被形成在上方附屬導(dǎo)電圖案2035的一個(gè)部分側(cè)表面上。第二導(dǎo)電圖案2034可以被布置在高于第一導(dǎo)電圖案2028的水平，并且與第一導(dǎo)電圖案2028間隔開。第二導(dǎo)電圖案2034可以被布置在高于下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案2025的水平。上方附屬導(dǎo)電圖案2035的布置在低于第二導(dǎo)電圖案2034的水平的一部分的寬度可以大于上方附屬導(dǎo)電圖案2035的布置在與第二導(dǎo)電圖案2034相同的水平的一部分。

正如參照?qǐng)D14所描述的那樣，第一導(dǎo)電圖案2028可以由其費(fèi)米能efm接近有源區(qū)1209的禁帶中央能量emidgap并且其電阻率低于下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案2025的金屬形成。

第二導(dǎo)電圖案2034可以由不同于第一導(dǎo)電圖案2028的材料形成，例如其費(fèi)米能接近有源區(qū)1209的能帶邊緣的導(dǎo)電材料，正如參照?qǐng)D15a和15b所描述的那樣。上方附屬導(dǎo)電圖案2035可以由其電阻率低于第二導(dǎo)電圖案2034的金屬形成，以便改進(jìn)晶體管tr'的電流可驅(qū)動(dòng)性。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)2048(gs')可以包括含金屬絕緣材料層。下面將參照?qǐng)D56a和圖56b來(lái)描述包括含金屬絕緣材料層的柵極結(jié)構(gòu)2048(gs')。

首先參照?qǐng)D56a，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案2045的底表面和側(cè)表面的含金屬材料層2039a的柵極結(jié)構(gòu)2048a(gs')。柵極結(jié)構(gòu)2048a(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。含金屬材料層2039a可以包括布置在跨越有源區(qū)1209形成的柵極溝槽1218的第一部分1218a的側(cè)壁與柵極加蓋圖案2045之間的第一部分，布置在柵極加蓋圖案2045與柵極電極2036之間的第二部分，布置在柵極加蓋圖案2045與絕緣材料圖案5之間的第三部分，以及布置在柵極加蓋圖案2045與有源區(qū)1209的一個(gè)側(cè)表面之間的第四部分。含金屬材料層2039a可以由與參照?qǐng)D3描述的含金屬材料層39基本上相同的材料形成。

接下來(lái)參照?qǐng)D56b，可以提供包括形成在柵極加蓋圖案2045的一個(gè)側(cè)表面上的含金屬材料層2039b的柵極結(jié)構(gòu)2048b(gs')。

含金屬材料層2039b可以包括形成在柵極電介質(zhì)1224'(其被布置在跨越有源區(qū)1209形成的柵極溝槽1218的第一部分1218a的一個(gè)側(cè)表面上)中的第一部分，形成在被布置成與柵極加蓋圖案2045的側(cè)表面鄰近或與之接觸的絕緣材料圖案5中的第二部分，以及形成在被布置于有源區(qū)1209的一個(gè)側(cè)表面上的柵極電介質(zhì)1224'中的第三部分。含金屬材料層2039b可以包括與參照?qǐng)D5描述的含金屬材料層139基本上相同的材料。

接下來(lái)將參照?qǐng)D38、圖39和圖57來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D38、圖39和圖57，圖30的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以是包括柵極電介質(zhì)1224、柵極電極2136和柵極加蓋圖案2145的柵極結(jié)構(gòu)2148(gs')。柵極結(jié)構(gòu)2148(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。柵極電極2136和柵極加蓋圖案2145可以被順序地層疊。

柵極電極2136可以包括第一導(dǎo)電圖案2128、第二導(dǎo)電圖案2134和上方附屬導(dǎo)電圖案2135。第一導(dǎo)電圖案2128和上方附屬導(dǎo)電圖案2135可以被順序地層疊。上方附屬導(dǎo)電圖案2135的寬度可以小于第一導(dǎo)電圖案2128。第二導(dǎo)電圖案2134可以在高于第一導(dǎo)電圖案2128的水平被形成在上方附屬導(dǎo)電圖案2135的一個(gè)側(cè)表面上。第二導(dǎo)電圖案2134可以被布置在上方附屬導(dǎo)電圖案2135與柵極電介質(zhì)1224之間。

正如參照?qǐng)D28所描述的那樣，第一導(dǎo)電圖案2128可以由其費(fèi)米能efm接近有源區(qū)1209的禁帶中央能量emidgap的導(dǎo)電材料形成，例如tin、w、ti-al合金和wn的至少其中之一。

第二導(dǎo)電圖案2134可以三維面對(duì)源極/漏極區(qū)1287。相應(yīng)地，為了減小或抑制源極/漏極區(qū)1287中的漏電流，與源極/漏極區(qū)1287水平重疊的第二導(dǎo)電圖案2134可以由其費(fèi)米能離有源區(qū)1209的導(dǎo)帶ec或價(jià)帶ev比離有源區(qū)1209的禁帶中央能量emidgap更近的導(dǎo)電材料形成。上方附屬導(dǎo)電圖案2135可以由其電阻率低于第二導(dǎo)電圖案2134的導(dǎo)電材料形成。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)2148(gs')可以包括含金屬絕緣材料層。舉例來(lái)說(shuō)，如圖58a中所示，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案2145的底表面和側(cè)表面的含金屬材料層2139a的柵極結(jié)構(gòu)2148a(gs')。在另一種情況下，如圖58b中所示，可以提供包括含金屬材料層2139b的柵極結(jié)構(gòu)2148b(gs')，含金屬材料層2139b被形成在布置于柵極加蓋圖案2145的一個(gè)側(cè)表面上的柵極電介質(zhì)1224'中，并且也被形成在鄰近柵極加蓋圖案2145的側(cè)表面布置的絕緣材料圖案5中。接下來(lái)將參照?qǐng)D38、圖39和圖59來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D38、圖39和圖59，圖39的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以是包括柵極電介質(zhì)1224、柵極電極2236和柵極加蓋圖案2245的柵極結(jié)構(gòu)2248(gs')。柵極結(jié)構(gòu)2248(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。柵極電極2236和柵極加蓋圖案2245可以被順序地層疊。

柵極電極2236可以由與參照?qǐng)D32描述的柵極電極1036基本上相同的材料形成。柵極電極2236可以包括下方導(dǎo)電圖案2228、第一導(dǎo)電圖案2231和第二導(dǎo)電圖案2234，其可以按照與參照?qǐng)D32描述的下方導(dǎo)電圖案1028、第一導(dǎo)電圖案1031和第二導(dǎo)電圖案1034相同的方式順序地層疊。正如參照?qǐng)D32所描述的那樣，在柵極電極2236中，下方導(dǎo)電圖案2228可以由可以主導(dǎo)晶體管tr'的閾值電壓的導(dǎo)電材料形成，第一導(dǎo)電圖案2231可以由具有低電阻率的導(dǎo)電材料形成以便減小已接通的晶體管tr'的柵極電極的電阻，并且以3維方式跨越源極/漏極區(qū)1287布置的第二導(dǎo)電圖案2234可以由用于減小或抑制已關(guān)斷晶體管tr'中的漏電流的導(dǎo)電材料形成。

在一些實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)2248(gs')可以包括含金屬絕緣材料層。舉例來(lái)說(shuō)，如圖60a中所示，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案2245的底表面和側(cè)表面的含金屬材料層2239a的柵極結(jié)構(gòu)2248a(gs')。在另一種情況下，如圖60b中所示，可以提供包括含金屬材料層2239b的柵極結(jié)構(gòu)2248b(gs')，含金屬材料層2239b被形成在布置于柵極加蓋圖案2245的一個(gè)側(cè)表面上的柵極電介質(zhì)1224'中，并且還被形成在鄰近柵極加蓋圖案2245的側(cè)表面布置的絕緣材料圖案5中。

接下來(lái)將參照?qǐng)D38、圖39和圖61來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

參照?qǐng)D38、圖39和圖61，圖39的柵極結(jié)構(gòu)gs'可以是包括柵極電介質(zhì)1224、柵極電極2336和柵極加蓋圖案2345的柵極結(jié)構(gòu)2348(gs')。柵極結(jié)構(gòu)2348(gs')可以覆蓋有源區(qū)1209的第一側(cè)部1209s_1和第二側(cè)部1209s_2。柵極電極2336和柵極加蓋圖案2345可以被順序地層疊。

柵極電極2336可以包括順序地層疊的下方導(dǎo)電圖案2328、第一導(dǎo)電圖案2331和第二導(dǎo)電圖案2334。柵極電極2336可以由與參照?qǐng)D36描述的柵極電極1136基本上相同的材料形成。

下方導(dǎo)電圖案2328可以包括第一下方導(dǎo)電圖案2327a和第二下方導(dǎo)電圖案2327b。第一下方導(dǎo)電圖案2327a可以被共形地形成在柵極電介質(zhì)1224上，第二下方導(dǎo)電圖案2327b可以被形成在第一下方導(dǎo)電圖案2327a上。第一下方導(dǎo)電圖案2327a可以被形成為覆蓋第二下方導(dǎo)電圖案2327b的底表面和側(cè)表面。下方導(dǎo)電圖案2328可以由與參照?qǐng)D36描述的下方導(dǎo)電圖案1128基本上相同的材料形成。

在一些實(shí)施例中，柵極電極2348(gs')可以包括含金屬絕緣材料層。如圖62a中所示，可以提供包括覆蓋柵極加蓋圖案2345的底表面和側(cè)表面的含金屬材料層2339a的柵極結(jié)構(gòu)2348a(gs')。在另一種情況下，如圖62b中所示，可以提供包括含金屬材料層2339b的柵極結(jié)構(gòu)2348b(gs')，含金屬材料層2339b被形成在布置于柵極加蓋圖案2345的一個(gè)側(cè)表面上的柵極電介質(zhì)1224'中，并且還被形成在鄰近柵極加蓋圖案2345的側(cè)表面布置的絕緣材料圖案5中。

接下來(lái)將參照?qǐng)D63和圖64來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。圖63是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的平面圖，圖64是圖63中所示的半導(dǎo)體器件的剖面圖。在圖64中，部分“h”標(biāo)示沿著圖63的i-i'線取得的截面，部分“i”標(biāo)示沿著圖63的ii-ii'線取得的截面，部分“j”標(biāo)示沿著圖63的vii-vii'線取得的截面。

參照?qǐng)D63和圖64，可以制備具有單元陣列區(qū)cr和外圍電路區(qū)pr的襯底1?？梢孕纬上薅▎卧嚵袇^(qū)cr的單元有源區(qū)9以及外圍電路區(qū)pr的外圍有源區(qū)3009的場(chǎng)區(qū)7。場(chǎng)區(qū)7可以包括場(chǎng)溝槽3和填充場(chǎng)溝槽3的絕緣材料圖案5。

在單元陣列區(qū)cr中，可以形成參照?qǐng)D2描述的單元柵極溝槽18。單元柵極溝槽18可以跨越單元有源區(qū)9，并且延伸到場(chǎng)區(qū)7中。

可以形成柵極結(jié)構(gòu)gs以填充單元柵極溝槽18。柵極結(jié)構(gòu)gs可以是參照?qǐng)D1到圖37b描述的任一種柵極結(jié)構(gòu)gs。舉例來(lái)說(shuō)，如圖65中所示，柵極結(jié)構(gòu)gs可以是包括含金屬材料層39的柵極結(jié)構(gòu)(其在圖3中被標(biāo)為48，gs)。與此同時(shí)，形成在單元陣列區(qū)cr中的柵極結(jié)構(gòu)gs可以是參照?qǐng)D38到圖62b描述的任一種柵極結(jié)構(gòu)gs'。

單元源極/漏極區(qū)60和87可以被形成在有源區(qū)9中的柵極結(jié)構(gòu)gs的全部?jī)蓚?cè)。

相應(yīng)地，可以在單元陣列區(qū)cr中形成包括單元柵極結(jié)構(gòu)gs以及單元源極/漏極區(qū)60和87的單元晶體管ctr。

可以在單元陣列區(qū)cr的單元晶體管ctr上形成參照?qǐng)D2描述的位線結(jié)構(gòu)69和電容器結(jié)構(gòu)98。

位線結(jié)構(gòu)69可以包括可以順序地層疊的位線63和位線加蓋圖案66，以及布置在位線63與第一源極/漏極區(qū)60之間的位線接觸結(jié)構(gòu)54。

可以在外圍有源區(qū)3009上形成包括順序地層疊的外圍柵極電介質(zhì)3015a、外圍柵極電極3030和絕緣外圍柵極加蓋圖案3035的外圍柵極結(jié)構(gòu)3037。外圍柵極加蓋圖案3035可以由例如氧化硅和/或氮化硅之類的絕緣材料形成。

外圍源極/漏極區(qū)3150可以被形成在外圍有源區(qū)3009中的外圍柵極結(jié)構(gòu)3037的全部?jī)蓚?cè)。

可以在外圍電路區(qū)pr中形成包括外圍柵極結(jié)構(gòu)3037和外圍源極/漏極區(qū)3050的外圍晶體管ptr。

外圍柵極電極3030可以包括多層。舉例來(lái)說(shuō)，外圍柵極電極3030可以包括順序地層疊的下方外圍柵極電極3020和上方外圍柵極電極3025。

在一些實(shí)施例中，下方外圍柵極電極3020可以由與單元陣列區(qū)cr的位線接觸結(jié)構(gòu)69基本上相同的材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，位線插頭54和下方外圍柵極電極3020可以由多晶硅形成。

在一些實(shí)施例中，上方外圍柵極電極3025和位線63可以由相同的材料形成并且具有相同的厚度。舉例來(lái)說(shuō)，上方外圍柵極電極3025和位線63可以被形成為在垂直于襯底1的方向上具有相同的厚度。上方外圍柵極電極3025和位線63可以包括金屬氮化物(例如tin或wn)、金屬-半導(dǎo)體化合物(例如硅化鎢)和金屬(例如w)當(dāng)中的任一種。

可以在外圍柵極結(jié)構(gòu)3037的一個(gè)側(cè)表面上形成外圍柵極間隔物3045。外圍柵極間隔物3045可以由例如氮化硅或氧化硅之類的絕緣材料形成。

外圍含金屬材料層3039a可以被形成在外圍柵極電極3030和外圍柵極加蓋圖案3035的側(cè)表面上，并且延伸到布置于柵極電極3030的全部?jī)蓚?cè)的外圍有源區(qū)3009。

在一些實(shí)施例中，外圍含金屬材料層3039a可以由與參照?qǐng)D3描述的含金屬材料層39相同的材料形成。外圍含金屬材料層3039a可以是偶極層。外圍含金屬材料層3039a可以包括這樣一部分，該部分可以被形成在布置于外圍柵極電極3030的全部?jī)蓚?cè)的外圍源極/漏極區(qū)3050上，并且延伸到外圍柵極電極3030的一個(gè)側(cè)表面上。外圍含金屬材料層3039a可以覆蓋外圍柵極電極3030和外圍柵極加蓋圖案3035的側(cè)表面，并且覆蓋形成在布置于外圍柵極電極3030的全部?jī)蓚?cè)的外圍有源區(qū)3009上的外圍柵極電介質(zhì)3015a。

在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖66中所示，外圍柵極電介質(zhì)3015b可以被定義在柵極電極3030之下。此外，外圍含金屬材料層3039b可以覆蓋外圍柵極電極3030和外圍柵極加蓋圖案3035的側(cè)表面，并且延伸到布置在外圍柵極電極3030的全部?jī)蓚?cè)的外圍有源區(qū)3009上。

外圍含金屬材料層3039b可以被布置在外圍柵極結(jié)構(gòu)3037與外圍柵極間隔物3045之間，并且被布置在外圍柵極間隔物3045與外圍源極/漏極區(qū)3050之間。

當(dāng)外圍晶體管ptr是nmos晶體管時(shí)，外圍含金屬材料層3039a可以包括含有n型金屬的電介質(zhì)材料。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)外圍晶體管ptr是nmos晶體管時(shí)，含金屬材料層3039a可以包括其費(fèi)米能接近外圍有源區(qū)3009的價(jià)帶或?qū)У慕饘?例如鑭或鎂)，并且由能夠形成偶極的電介質(zhì)材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層3039a可以包括含有l(wèi)ao、mgo、laon和mgon的至少其中之一的偶極層。

當(dāng)外圍晶體管ptr是pmos晶體管時(shí)，含金屬材料層3039a可以包括其費(fèi)米能接近外圍有源區(qū)3009的導(dǎo)帶或價(jià)帶的p型金屬(例如鋁、鉭或銥)，并且由能夠形成偶極的電介質(zhì)材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層3039a可以包括含有alo、alon、tao、taon、iro和iron的其中之一的偶極層?？梢栽诰哂型鈬w管ptr和單元位線結(jié)構(gòu)69的襯底上形成層間絕緣層75。

外圍插頭3060可以被形成為穿過(guò)層間絕緣層75并且電連接到外圍源極/漏極區(qū)3050。

外圍插頭3060可以由與單元接觸結(jié)構(gòu)90相同的材料形成，單元接觸結(jié)構(gòu)90可以穿透層間絕緣層75并且電連接到單元晶體管ctr的第二源極/漏極區(qū)87。舉例來(lái)說(shuō)，外圍插頭3060和單元接觸結(jié)構(gòu)90可以由多晶硅形成。

接下來(lái)將參照?qǐng)D67來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。圖67是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖面圖。在圖67中，部分“h”標(biāo)示沿著圖63的i-i'線取得的截面，部分“i”標(biāo)示沿著圖63的ii-ii'線取得的截面，部分“j”標(biāo)示沿著圖63的vii-vii'線取得的截面。

參照?qǐng)D63和圖67，可以制備具有單元陣列區(qū)cr和外圍電路區(qū)pr的襯底1。可以形成限定單元陣列區(qū)cr的單元有源區(qū)9以及外圍電路區(qū)pr的外圍有源區(qū)3009的場(chǎng)區(qū)7。場(chǎng)區(qū)7可以包括場(chǎng)溝槽3和填充場(chǎng)溝槽3的絕緣材料圖案5。在單元陣列區(qū)cr中可以形成參照?qǐng)D2描述的單元柵極溝槽18。單元柵極溝槽18可以跨越單元有源區(qū)9，并且延伸到場(chǎng)區(qū)7中?？梢孕纬蓶艠O結(jié)構(gòu)gs以填充單元柵極溝槽18。柵極結(jié)構(gòu)gs可以是參照?qǐng)D1到圖37b描述的任一種柵極結(jié)構(gòu)gs。與此同時(shí)，形成在單元陣列區(qū)cr中的柵極結(jié)構(gòu)gs可以是參照?qǐng)D38到圖62b描述的任一種柵極結(jié)構(gòu)gs'。單元源極/漏極區(qū)60和87可以被形成在有源區(qū)9中的柵極結(jié)構(gòu)gs的全部?jī)蓚?cè)。相應(yīng)地，可以在單元陣列區(qū)cr中形成包括單元柵極結(jié)構(gòu)gs以及單元源極/漏極區(qū)60和87的單元晶體管ctr?？梢栽趩卧嚵袇^(qū)cr的單元晶體管ctr上形成參照?qǐng)D2描述的位線結(jié)構(gòu)69和電容器結(jié)構(gòu)98。位線結(jié)構(gòu)69可以包括順序地層疊的位線63和位線加蓋圖案66，以及布置在位線63與第一源極/漏極區(qū)60之間的位線接觸結(jié)構(gòu)54。

可以在外圍有源區(qū)3009上形成包括順序地層疊的外圍柵極電介質(zhì)3115、外圍柵極電極3130和絕緣外圍柵極加蓋圖案3135的外圍柵極結(jié)構(gòu)3137。外圍柵極加蓋圖案3135可以由例如氧化硅和/或氮化硅之類的絕緣材料形成。外圍柵極電介質(zhì)3115可以被形成為覆蓋外圍有源區(qū)3009。外圍源極/漏極區(qū)3150可以在外圍柵極電極3130的全部?jī)蓚?cè)被形成在外圍有源區(qū)3009中。外圍柵極電介質(zhì)3115可以包括與外圍柵極電極3130垂直重疊的第一部分3115a，以及在柵極電極3130的全部?jī)蓚?cè)被布置在源極/漏極區(qū)3150上的第二部分3115b。

可以在外圍電路區(qū)pr中形成包括外圍柵極結(jié)構(gòu)3137和外圍源極/漏極區(qū)3150的外圍晶體管ptr。外圍柵極電極3130可以包括順序地層疊的下方外圍柵極電極3120和上方外圍柵極電極3125。

可以在外圍柵極結(jié)構(gòu)3137的一個(gè)側(cè)表面上形成外圍柵極間隔物3145。外圍柵極間隔物3145可以由例如氮化硅或氧化硅之類的絕緣材料形成。

外圍含金屬絕緣材料層3139a可以被形成在布置于外圍柵極電極3130的全部?jī)蓚?cè)的柵極電介質(zhì)3115的第二部分3115b中。含金屬材料層3139a的一部分可以被布置在外圍柵極間隔物3145之下并且處在外圍柵極電極3130之下。外圍含金屬材料層3139a可以具有與外圍柵極電極3130的一部分垂直重疊的一部分。外圍含金屬材料層3139a可以包括不同于外圍柵極電介質(zhì)3115的材料。

在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖68中所示，形成在柵極電介質(zhì)3115中的外圍含金屬材料層3139b可以在外圍柵極電極3130的全部?jī)蓚?cè)被形成在柵極電介質(zhì)3115的第二部分中，并且與外圍柵極電極3130間隔開。外圍含金屬材料層3139b可以具有與外圍柵極間隔物3145的一部分垂直重疊的一部分。

當(dāng)外圍晶體管ptr是nmos晶體管時(shí)，外圍含金屬材料層3139a可以包括含有n型金屬的電介質(zhì)材料。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)外圍晶體管ptr是nmos晶體管時(shí)，含金屬材料層3139a可以包括其費(fèi)米能離外圍有源區(qū)3009的導(dǎo)帶比離外圍有源區(qū)3009的價(jià)帶更近的金屬(例如鑭或鎂)，并且由能夠形成偶極的電介質(zhì)材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層3139a可以包括含有l(wèi)ao、mgo、laon和mgon的至少其中之一的偶極層。

當(dāng)外圍晶體管ptr是pmos晶體管時(shí)，含金屬材料層3139a可以包括其費(fèi)米能離有源區(qū)9的價(jià)帶比離外圍有源區(qū)3009的導(dǎo)帶更近的p型金屬(例如鋁、鉭或銥)，并且由能夠形成偶極的電介質(zhì)材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層3039可以包括含有alo、alon、tao、taon、iro和iron的其中之一的偶極層。

可以在具有外圍晶體管ptr和單元位線結(jié)構(gòu)69的襯底1上形成層間絕緣層75。外圍插頭3160可以被形成為穿過(guò)層間絕緣層75、外圍含金屬材料層3139a和外圍柵極電介質(zhì)3115，并且電連接到外圍源極/漏極區(qū)3150。

外圍插頭3160可以由與單元接觸結(jié)構(gòu)90相同的材料形成，單元接觸結(jié)構(gòu)90穿過(guò)層間絕緣層75形成并且電連接到單元晶體管ctr的第二源極/漏極區(qū)87。

本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例不限于其中外圍晶體管ptr由平面晶體管具體實(shí)現(xiàn)的情況。舉例來(lái)說(shuō)，外圍晶體管ptr可以由3維晶體管具體實(shí)現(xiàn)。

下面將參照?qǐng)D69描述由3維晶體管具體實(shí)現(xiàn)的外圍晶體管ptr'。在圖69中，部分“h”標(biāo)示沿著圖63的i-i'線取得的截面，部分“i”標(biāo)示沿著圖63的ii-ii'線取得的截面，部分“j”標(biāo)示沿著圖63的vii-vii'線取得的截面。

參照?qǐng)D63和圖69，可以制備具有單元陣列區(qū)cr和外圍電路區(qū)的襯底1，正如參照?qǐng)D64所描述的那樣。如圖64中所示，可以在單元陣列區(qū)cr中形成單元晶體管ctr?？梢钥缭酵鈬娐穮^(qū)pr的外圍有源區(qū)3009形成外圍柵極溝槽3212。

外圍柵極結(jié)構(gòu)3237可以被形成為填充外圍柵極溝槽3212，并且從外圍有源區(qū)3009向上突出。

可以在外圍柵極結(jié)構(gòu)3237的全部?jī)蓚?cè)在外圍有源區(qū)3009中形成外圍源極/漏極區(qū)3250。

可以在外圍電路區(qū)pr中形成包括外圍柵極結(jié)構(gòu)3237和外圍源極/漏極區(qū)3250的外圍晶體管ptr'。

外圍柵極結(jié)構(gòu)3237可以包括外圍柵極電介質(zhì)3215a、外圍柵極電極3230和外圍柵極加蓋圖案3235。

外圍柵極電介質(zhì)3215a可以被形成在外圍柵極溝槽3212的內(nèi)部上。

外圍柵極電極3230可以包括這樣一部分，該部分可以被形成在外圍柵極電介質(zhì)3215a上、填充外圍柵極溝槽3212并且從外圍有源區(qū)3009的頂表面突出。

外圍柵極電極3230可以包括順序地層疊的下方外圍柵極電極3218和上方外圍柵極電極3224。下方外圍柵極電極3218可以由多晶硅形成，上方外圍柵極電極3224可以包括例如氮化鎢或氮化鈦之類的金屬。

外圍柵極間隔物3245可以被形成在外圍柵極結(jié)構(gòu)3237的布置在高于外圍有源區(qū)3009的水平的一部分的一個(gè)側(cè)表面上。

可以在具有外圍柵極結(jié)構(gòu)3237的襯底1上形成外圍含金屬絕緣材料層3239a。外圍柵極電介質(zhì)3215a可以包括布置在外圍柵極電極3230之下的第一部分，以及在外圍柵極電極3230的全部?jī)蓚?cè)布置在外圍有源區(qū)3009上的第二部分。外圍含金屬材料層3239a可以覆蓋外圍柵極電極3230的一個(gè)側(cè)表面和外圍柵極加蓋圖案3245的一個(gè)側(cè)表面(其被布置在高于外圍有源區(qū)3009的水平)，并且覆蓋在外圍柵極電極3230的全部?jī)蓚?cè)布置在在外圍有源區(qū)3009上的外圍柵極電介質(zhì)3215a的第二部分。外圍含金屬材料層3239a可以被共形地形成。

當(dāng)外圍晶體管ptr'是nmos晶體管時(shí)，外圍含金屬材料層3239a可以由含有n型金屬的電介質(zhì)材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)外圍晶體管ptr'是nmos晶體管時(shí)，含金屬材料層3239a可以包括其費(fèi)米能離外圍有源區(qū)3009的導(dǎo)帶比離外圍有源區(qū)3009的價(jià)帶更近的金屬(例如鑭或鎂)，并且由能夠形成偶極的電介質(zhì)材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層3239a可以包括含有l(wèi)ao、mgo、laon和mgon的至少其中之一的偶極層。

當(dāng)外圍晶體管ptr'是pmos晶體管時(shí)，含金屬材料層3239a可以包括其費(fèi)米能離外圍有源區(qū)3009的價(jià)帶比離外圍有源區(qū)3009的導(dǎo)帶更近的p型金屬(例如鋁、鉭或銥)，并且由能夠形成偶極的電介質(zhì)材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層3239a可以包括含有alo、alon、tao、taon、iro和iron的其中之一的偶極層。與此同時(shí)，正如參照?qǐng)D64所描述的那樣，可以在單元陣列區(qū)cr中的單元晶體管ctr上形成位線結(jié)構(gòu)69。

位線結(jié)構(gòu)69可以包括順序地層疊的位線63和位線加蓋圖案66，以及布置在位線63與第一源極/漏極區(qū)60之間的位線接觸結(jié)構(gòu)54。

外圍柵極電極3230的上方外圍柵極電極3224在垂直于位線63和襯底1的表面的方向上可以具有基本上相同的厚度。外圍柵極電極3224可以由與位線63相同的導(dǎo)電材料形成。

位線63和外圍柵極電極3224可以包括金屬-半導(dǎo)體化合物(例如硅化鎢)、金屬氮化物(例如tin或wn)和金屬(例如鎢)的至少其中之一。

外圍柵極加蓋圖案3235和位線加蓋圖案66可以由相同的材料形成，并且在垂直于襯底1的表面的方向上具有相同的厚度。外圍柵極加蓋圖案3235和位線加蓋圖案66可以由例如氮化硅或氧化硅之類的絕緣材料形成。

正如參照?qǐng)D64所描述的那樣，可以在具有外圍晶體管ptr和單元位線結(jié)構(gòu)69的襯底1上形成層間絕緣層75。外圍插頭3260可以被形成為穿過(guò)層間絕緣層75并且電連接到外圍源極/漏極區(qū)3250。

在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖70中所示，柵極電介質(zhì)3215b可以被定義在外圍柵極電極3230之下。此外，外圍含金屬材料層3239b可以覆蓋外圍柵極電極3230的一個(gè)側(cè)表面和外圍柵極加蓋圖案3245的一個(gè)側(cè)表面(其被布置在高于外圍有源區(qū)3009的水平)，并且覆蓋布置在外圍柵極電極3230的全部?jī)蓚?cè)的外圍有源區(qū)3009。

在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖71中所示，柵極電介質(zhì)3215c可以包括布置在外圍柵極電極3230之下的第一部分，以及在外圍柵極電極3230的全部?jī)蓚?cè)布置在外圍有源區(qū)3009之下的第二部分。外圍柵極電介質(zhì)3215c的第一部分可以與外圍柵極電極3230垂直重疊。此外，外圍含金屬材料層3239c可以包括這樣一部分，其可以被形成在外圍柵極電介質(zhì)3215c的第二部分(其在外圍柵極電極3230的全部?jī)蓚?cè)被布置于外圍有源區(qū)3009上)中并且與外圍柵極電極3230垂直重疊。

在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖72中所示，外圍含金屬材料層3239d可以被形成在外圍柵極電介質(zhì)3215的第二部分(其在外圍柵極電極3230的全部?jī)蓚?cè)被布置于外圍有源區(qū)3009上)中，并且與外圍柵極電極3230間隔開。下面將描述前述半導(dǎo)體器件的制作方法。

首先將參照?qǐng)D73a到圖83描述前面參照?qǐng)D1到圖37b描述的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖73a到圖83中將省略對(duì)于參照?qǐng)D1到圖37b所描述的相同方法的重復(fù)描述。

下面將參照?qǐng)D1、圖73a到圖73c以及圖74a到圖74o來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。圖73a到圖73c是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的處理流程圖，圖74a到圖74o是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的剖面圖。在圖74a到圖74o中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1、圖73a和圖74a，可以制備襯底1。襯底1可以是半導(dǎo)體襯底。襯底1可以包括含有硅的半導(dǎo)體。舉例來(lái)說(shuō)，襯底1可以是硅晶片。

可以在襯底1中形成限定有源區(qū)9的場(chǎng)區(qū)7(操作s7)。場(chǎng)區(qū)7可以是溝槽隔離區(qū)。舉例來(lái)說(shuō)，場(chǎng)區(qū)7的形成可以包括在襯底1中形成溝槽3，以及形成絕緣材料圖案5以填充溝槽3。

可以在有源區(qū)9中形成源極/漏極區(qū)12。舉例來(lái)說(shuō)，源極/漏極區(qū)12的形成可以包括利用離子注入處理將雜質(zhì)注入到有源區(qū)1中。源極/漏極區(qū)12可以具有與有源區(qū)9相反的導(dǎo)電類型。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)有源區(qū)9具有第一導(dǎo)電類型時(shí)，源極/漏極區(qū)12可以具有不同于第一導(dǎo)電類型的第二導(dǎo)電類型。舉例來(lái)說(shuō)，有源區(qū)9可以具有p型導(dǎo)電類型，源極/漏極區(qū)12可以具有n型導(dǎo)電類型。舉例來(lái)說(shuō)，源極/漏極區(qū)12可以通過(guò)將第v組元素(比如磷或砷)注入到有源區(qū)9中而實(shí)現(xiàn)。

可以在形成場(chǎng)區(qū)7之后形成源極/漏極區(qū)12。在另一種情況下，可以在形成場(chǎng)區(qū)7之前形成源極/漏極區(qū)12。

參照?qǐng)D1和圖74b，掩模圖案15可以被形成在具有有源區(qū)9和場(chǎng)區(qū)7的襯底1上。掩模圖案15可以包括關(guān)于絕緣材料圖案7具有蝕刻選擇性的材料。掩模圖案15可以具有開口15a，其可以跨越有源區(qū)9并且延伸到場(chǎng)區(qū)7中。

參照?qǐng)D1、圖73a和圖74c，可以在襯底1中形成柵極溝槽18(操作s18)。柵極溝槽18可以包括跨越有源區(qū)9的第一部分18a，以及布置在場(chǎng)區(qū)7中的第二部分18b。舉例來(lái)說(shuō)，柵極溝槽18的形成可以包括利用掩模圖案15作為蝕刻掩模部分地蝕刻有源區(qū)9和場(chǎng)區(qū)7。形成在場(chǎng)區(qū)7中的柵極溝槽18的第二部分18b的底部區(qū)域18b可以被布置在低于形成在有源區(qū)9中的柵極溝槽18的第一部分18a的底部區(qū)域19a的水平。舉例來(lái)說(shuō)，為了形成柵極溝槽18，當(dāng)利用掩模圖案15作為蝕刻掩模部分地蝕刻有源區(qū)9和場(chǎng)區(qū)7時(shí)，可以將場(chǎng)區(qū)7的絕緣材料圖案5蝕刻到大于有源區(qū)9的深度。

一個(gè)有源區(qū)9可以包括通過(guò)一對(duì)彼此鄰近地布置的柵極結(jié)構(gòu)gs分開的三個(gè)柱。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)有源區(qū)9可以包括一個(gè)第一有源柱9a以及跨越第一有源柱9a彼此相對(duì)布置的兩個(gè)第二有源柱9b。

參照?qǐng)D1、圖73a和圖74d，可以形成柵極電介質(zhì)24(操作s24)。柵極電介質(zhì)24可以被形成在通過(guò)柵極溝槽18暴露出的有源區(qū)9上。

柵極電介質(zhì)24可以被形成在柵極溝槽18的第一部分18a的側(cè)壁上，并且還被形成在由于柵極溝槽18的第一部分18a的底部區(qū)域19a與第二部分18b的底部區(qū)域19b之間的階梯差而被暴露出的有源區(qū)9的一個(gè)側(cè)表面上。舉例來(lái)說(shuō)，柵極電介質(zhì)24的形成可以包括在通過(guò)柵極溝槽18暴露出的有源區(qū)9上形成氧化物，這是通過(guò)在具有柵極溝槽18的襯底1上執(zhí)行氧化處理而實(shí)現(xiàn)的。

柵極電介質(zhì)24可以包括氧化硅。柵極電介質(zhì)24可以由氧化硅或氮摻雜氧化硅形成。利用氮摻雜氧化硅形成柵極電介質(zhì)24可以包括在通過(guò)柵極溝槽18暴露出的有源區(qū)9上形成氧化硅，并且通過(guò)對(duì)氧化硅進(jìn)行氮化而將氮注入到氧化硅中。

參照?qǐng)D1和74e，可以在具有柵極電介質(zhì)24的襯底1上順序地形成第一導(dǎo)電層26和第二導(dǎo)電層29。第一導(dǎo)電層26可以被共形地形成在具有柵極電介質(zhì)24的襯底1上。第二導(dǎo)電層29可以被形成在第一導(dǎo)電層26上以填充柵極溝槽18。第二導(dǎo)電層29可以由其電阻率低于第一導(dǎo)電層26的材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，第一導(dǎo)電層26可以由金屬氮化物(例如tin或wn)形成，第二導(dǎo)電層29可以由其電阻率低于金屬氮化物的金屬(例如w或tial)形成。

參照?qǐng)D1、圖73a和圖74f，可以形成柵極電極36(操作s36)。柵極電極36可以被形成為部分地填充柵極溝槽18。柵極電極36可以包括第一柵極導(dǎo)電圖案27和第二柵極導(dǎo)電圖案30。柵極電極36的形成可以包括通過(guò)部分地蝕刻第一導(dǎo)電層26和第二導(dǎo)電層29而形成第一柵極導(dǎo)電圖案27和第二柵極導(dǎo)電圖案30。第一柵極導(dǎo)電圖案27可以通過(guò)部分地蝕刻第一導(dǎo)電層26而形成，第二柵極導(dǎo)電圖案30則可以通過(guò)部分地蝕刻第二導(dǎo)電層29而形成。

在一些實(shí)施例中，第一導(dǎo)電層26和第二導(dǎo)電層29可以被部分地蝕刻，從而使得第一柵極導(dǎo)電圖案27的頂表面處在低于第二柵極導(dǎo)電圖案30的頂表面的水平。舉例來(lái)說(shuō)，在對(duì)于第二導(dǎo)電層29的部分蝕刻之后可以是對(duì)于第一導(dǎo)電層26的部分蝕刻。

在一些實(shí)施例中，在部分地蝕刻了第一導(dǎo)電層26和第二導(dǎo)電層29之后，可以對(duì)通過(guò)部分蝕刻的第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層暴露出的柵極電介質(zhì)進(jìn)行選擇性地蝕刻，并且可以對(duì)部分蝕刻的第一導(dǎo)電層26進(jìn)行部分地蝕刻。其結(jié)果是可以形成圖4c中所示的柵極結(jié)構(gòu)48c。

在一些實(shí)施例中，可以形成單個(gè)導(dǎo)電層而不是第一導(dǎo)電層26和第二導(dǎo)電層29，并且對(duì)其進(jìn)行部分地蝕刻從而形成圖7和圖8中所示的柵極電極236。

參照?qǐng)D1、圖73a和圖74g，可以形成含金屬材料層39(操作s39)。含金屬材料層39可以被形成在具有柵極電極36的襯底1上。含金屬材料層39可以利用原子層沉積(ald)處理被共形地形成。含金屬材料層39可以被共形地形成在具有柵極電極36的襯底1上。

正如參照?qǐng)D3所描述的那樣，含金屬材料層39可以由含金屬電介質(zhì)材料形成，該金屬的費(fèi)米能接近有源區(qū)9的能帶圖的價(jià)帶和導(dǎo)帶當(dāng)中的任一個(gè)的水平。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層39可以包括含有l(wèi)ao、mgo、laon和mgon的至少其中之一的偶極層，以便改進(jìn)nmos晶體管的漏電流特性。在另一種情況下，含金屬材料層39可以包括含有alo、alon、tao、taon、iro和iron的其中之一的偶極層，以便改進(jìn)pmos晶體管的漏電流特性。

參照?qǐng)D1、圖73a和圖74h，可以形成柵極加蓋圖案45(操作s45)。舉例來(lái)說(shuō)，柵極加蓋圖案45的形成可以包括在具有含金屬材料層39的襯底1上形成加蓋絕緣層，并且將加蓋絕緣層平面化。柵極加蓋圖案45可以被形成在含金屬材料層39上并且處在柵極溝槽18內(nèi)。在對(duì)于加蓋絕緣層的平面化期間可以去除掩模圖案15。在另一種情況下，可以在形成柵極加蓋圖案45之后通過(guò)進(jìn)行蝕刻來(lái)去除掩模圖案15。含金屬材料層39可以保留，從而覆蓋柵極加蓋圖案45的側(cè)表面和底表面。柵極電介質(zhì)24、柵極電極36、含金屬材料層39和柵極加蓋圖案45可以構(gòu)成柵極結(jié)構(gòu)48(gs)。

參照?qǐng)D1、圖73b和圖74i，可以形成下方絕緣層51(操作s51)。下方絕緣層51可以被形成在具有柵極結(jié)構(gòu)48(gs)的襯底1上。下方絕緣層51可以被形成為覆蓋具有柵極結(jié)構(gòu)48(gs)的襯底1。下方絕緣層51可以由絕緣材料形成，比如氧化硅或氮化硅?？梢孕纬傻谝唤佑|孔洞52以便暴露出有源區(qū)9的第一區(qū)9a(操作s52)。有源區(qū)9的第一區(qū)9a可以是由柵極溝槽18形成的第一有源柱9a。第一接觸孔洞52可以穿透下方絕緣層51并且暴露出有源區(qū)9的第一區(qū)9a。

參照?qǐng)D1、圖73b和圖74j，第一源極/漏極區(qū)60可以被形成在通過(guò)第一接觸孔洞52暴露出的有源區(qū)9的第一區(qū)9a中。可以利用第一離子注入處理57將例如磷或砷之類的雜質(zhì)注入到通過(guò)第一接觸孔洞52暴露出的有源區(qū)9的第一區(qū)9a中，從而形成第一源極/漏極區(qū)60?？梢栽诘谝唤佑|孔洞52內(nèi)形成位線接觸插頭54(操作s54)。位線接觸插頭54可以由具有n型導(dǎo)電類型的多晶硅形成。

參照?qǐng)D1、圖73b和圖74k，可以形成導(dǎo)電線63(操作s63)。導(dǎo)電線63可以被形成在下方絕緣層51上，以便覆蓋位線接觸插頭54。舉例來(lái)說(shuō)，導(dǎo)電線63的形成可以包括在具有位線接觸插頭54的襯底1上形成導(dǎo)電層，在導(dǎo)電層上形成位線加蓋圖案66，以及通過(guò)利用位線加蓋圖案66作為蝕刻掩模執(zhí)行蝕刻處理而蝕刻導(dǎo)電層。導(dǎo)電線63和位線加蓋圖案66可以被順序地層疊。導(dǎo)電線63可以由包含多晶硅、金屬氮化物、金屬-半導(dǎo)體化合物或金屬的至少其中之一的導(dǎo)電材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，導(dǎo)電線63可以包括鎢。位線加蓋圖案66可以由絕緣材料形成，比如氧化硅或氮化硅。

導(dǎo)電線63可以是例如dram之類的存儲(chǔ)器器件的位線。柵極電極36可以是例如dram之類的存儲(chǔ)器器件的字線。

絕緣間隔物層可以被形成在具有導(dǎo)電線63和掩模圖案66的襯底1上并且利用各向異性蝕刻處理來(lái)蝕刻，從而形成間隔物圖案72。間隔物圖案72可以被形成在順序地層疊的導(dǎo)電線63和掩模圖案66的側(cè)表面上。

參照?qǐng)D1、圖73c和圖74l，可以形成上方絕緣層75(操作s75)。上方絕緣層75可以被形成在具有間隔物圖案72的襯底1上。上方絕緣層75可以由氧化硅形成。

參照?qǐng)D1、圖73c和圖74m，第二接觸孔洞72可以被形成為暴露有源區(qū)9的第二區(qū)9b(操作s78)。有源區(qū)9的第二區(qū)9b可以是由柵極溝槽18形成的第二有源柱9b。

第二接觸孔洞72可以穿透上方絕緣層75和下方絕緣層51，并且暴露出有源區(qū)9的第二區(qū)9b。

在一些實(shí)施例中，可以把雜質(zhì)注入到通過(guò)第二接觸孔洞78暴露出的有源區(qū)9的第二區(qū)9b中。相應(yīng)地，第二源極/漏極區(qū)87可以被定義在通過(guò)第二接觸孔洞78暴露出的有源區(qū)9的第二區(qū)9b中。第二源極/漏極區(qū)87可以形成淺于第一源極/漏極區(qū)60的結(jié)。

參照?qǐng)D1、圖73c和圖74n，可以在第二接觸孔洞78內(nèi)形成電容器接觸插頭90(操作s90)。電容器接觸插頭90可以由多晶硅形成。在nmos晶體管的情況下，電容器接觸插頭90可以由具有n型導(dǎo)電類型的多晶硅形成。在另一種情況下，電容器接觸結(jié)構(gòu)90可以具有多晶硅和金屬的層疊結(jié)構(gòu)。

參照?qǐng)D1、圖73c和圖74o，可以形成第一電極93(操作s93)。第一電極93可以被形成在上方絕緣層75上，并且電連接到電容器接觸插頭90。

接下來(lái)將回頭參照?qǐng)D2來(lái)描述形成電容器結(jié)構(gòu)的方法。

參照?qǐng)D1、圖2和圖73c，存儲(chǔ)電介質(zhì)材料95可以被形成為覆蓋第一電極93(操作s93)。第二電極97可以被形成在存儲(chǔ)電介質(zhì)材料95上(操作s97)。第一電極93、存儲(chǔ)電介質(zhì)材料95和第二電極97可以構(gòu)成電容器結(jié)構(gòu)98。電容器結(jié)構(gòu)98可以是dram單元的電容器。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖75和圖76a到圖76c來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖76a到圖76c中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1、圖75和圖76a，可以制備具有柵極電極36的襯底1，正如參照?qǐng)D74f所描述的那樣。在具有柵極電極36的襯底1中，可以暴露出布置在高于柵極電極36的水平的柵極電介質(zhì)24'的一部分。可以形成金屬源層137(操作s137)。金屬源層137可以利用原子層沉積(ald)處理共形地形成。金屬源層137可以被共形地形成在具有柵極電極36的襯底1上。金屬源層137可以覆蓋柵極電極36的頂表面和柵極電介質(zhì)24的被暴露部分。

當(dāng)要根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例形成的晶體管是nmos晶體管時(shí)，金屬源層137可以由其費(fèi)米能離有源區(qū)9的導(dǎo)帶比離有源區(qū)9的價(jià)帶更近的金屬形成。舉例來(lái)說(shuō)，金屬源層137可以由包含鑭的材料層形成。舉例來(lái)說(shuō)，金屬源層137可以由鑭層形成，但是本發(fā)明構(gòu)思不限于此。舉例來(lái)說(shuō)，金屬源層137可以由包含鎂的材料層形成。

當(dāng)要根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例形成的晶體管是pmos晶體管時(shí)，金屬源層137可以由其費(fèi)米能離有源區(qū)9的價(jià)帶比離有源區(qū)9的導(dǎo)帶更近的金屬形成。舉例來(lái)說(shuō)，金屬源層137可以由包含鋁、鉭或銥的金屬形成。

可以執(zhí)行退火處理138，以便將金屬?gòu)慕饘僭磳?37擴(kuò)散到柵極電介質(zhì)24中，從而形成含金屬材料層139(操作s139)。可以在大約800℃或更高溫度下的處理氛圍中、在退火腔室中執(zhí)行退火處理138。

在退火處理138期間，金屬可以從金屬源層137的一部分?jǐn)U散到柵極電介質(zhì)24'中，并且金屬源層137的剩余部分可以不發(fā)生反應(yīng)而是得到保留。

相應(yīng)地，含金屬材料層139可以是通過(guò)將金屬注入到柵極電介質(zhì)24'中而形成的一層。含金屬材料層139可以由包含金屬的電介質(zhì)材料形成。

參照?qǐng)D1、圖75和圖76b，可以去除未發(fā)生反應(yīng)的金屬源層137(操作s140)?？梢岳梦g刻處理去除未發(fā)生反應(yīng)的金屬源層137。相應(yīng)地，可以暴露出含金屬材料層139。

參照?qǐng)D1、圖75和圖76c，可以形成柵極加蓋圖案145(操作s45)。柵極加蓋圖案145的形成可以包括在具有含金屬材料層139的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層，以及對(duì)絕緣材料層進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖77和圖78a到圖78d來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖78a到圖78d中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1、圖77和圖78a，可以按照參照?qǐng)D73a和圖74a到圖74d所描述的那樣在襯底1中形成柵極溝槽18(操作s18)，并且可以形成柵極電介質(zhì)24(操作s24)?？梢孕纬蓶艠O電極436(操作s36)。柵極電極436可以被形成在具有柵極電介質(zhì)24的襯底1上，以便部分地填充柵極溝槽18。柵極電極436可以由導(dǎo)電材料形成，例如多晶硅、金屬氮化物(例如tin或wn)、金屬(例如w或tial)和金屬-半導(dǎo)體化合物(例如wsi)的至少其中之一。

參照?qǐng)D1、圖77和圖78b，可以形成含金屬材料層438(操作s438)。含金屬材料層438可以被形成在具有柵極電極436的襯底1上。

含金屬材料層438可以由絕緣材料形成。

當(dāng)要根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例形成的晶體管是nmos晶體管時(shí)，含金屬材料層438可以包括例如la或mg之類的n型金屬，并且由能夠形成偶極的電介質(zhì)材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層438可以包括lao、mgo、laon和mgon的至少其中之一。

當(dāng)要根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例形成的晶體管是nmos晶體管時(shí)，含金屬材料層438可以包括例如鋁、鉭或銥之類的p型金屬，并且由能夠形成偶極的電介質(zhì)材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，含金屬材料層438可以包括alo、alon、tao、taon、iro和iron的其中之一。

參照?qǐng)D1、圖77和圖78c，含金屬材料層438可以被部分地蝕刻并且保留在柵極溝槽18內(nèi)(操作s439)。保留在柵極溝槽18內(nèi)的含金屬材料層439可以被布置在低于有源區(qū)9的頂表面的水平。

參照?qǐng)D1、圖77和圖78d，可以形成柵極加蓋圖案445(操作s45)。柵極加蓋圖案445的形成可以包括在具有含金屬材料層439的襯底上形成一個(gè)絕緣材料層，并且對(duì)絕緣材料層進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖79和圖80a到圖80e來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖80a到圖80e中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1、圖79和圖80a，正如參照?qǐng)D73a和圖74a到圖74d所描述的那樣，可以在襯底1中形成柵極溝槽18(操作s18)，并且可以形成柵極電介質(zhì)24(操作s24)。可以形成第一柵極導(dǎo)電層527(操作s527)。第一柵極導(dǎo)電層527可以被形成在具有柵極電介質(zhì)24的襯底1上。

參照?qǐng)D1、圖79和圖80b，第一柵極導(dǎo)電層527可以被部分地蝕刻，從而形成第一導(dǎo)電圖案528(操作s528)。

第一導(dǎo)電圖案528可以被形成為部分地填充柵極溝槽18。第一導(dǎo)電圖案528可以被布置在低于有源區(qū)9的頂表面的水平。

參照?qǐng)D1、圖79和圖80c，可以形成具有不同于第一導(dǎo)電圖案528的功函數(shù)的第二柵極導(dǎo)電層533(操作s533)。

第二柵極導(dǎo)電層533可以由能帶邊緣導(dǎo)電材料形成，并且第一導(dǎo)電圖案528可以由禁帶中央導(dǎo)電材料形成。在這里，能帶邊緣導(dǎo)電材料可以是指其費(fèi)米能離價(jià)帶或?qū)П入x有源區(qū)9的能帶圖的禁帶中央能量更近的材料。

參照?qǐng)D1、圖79和圖80d，第二柵極導(dǎo)電層533可以被部分地蝕刻，從而形成第二導(dǎo)電圖案534(操作s534)。第二導(dǎo)電圖案534的頂表面可以與源極/漏極區(qū)12水平重疊。

第二導(dǎo)電圖案534可以被布置在低于有源區(qū)9的頂表面的水平，并且被形成在柵極溝槽18內(nèi)。

參照?qǐng)D1、圖79和圖80e，可以形成柵極加蓋圖案545(操作s45)。柵極加蓋圖案545的形成可以包括在具有第二導(dǎo)電圖案534的襯底上形成一個(gè)絕緣材料層，并且對(duì)絕緣材料層進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖81和圖82a到圖82e來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖82a到圖82e中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1、圖81和圖82a，正如參照?qǐng)D74a到圖74d所描述的那樣，可以在襯底1中形成柵極溝槽18(操作s18)，并且可以形成柵極電介質(zhì)24(操作s24)。

可以形成下方勢(shì)壘導(dǎo)電層524(操作s624)。下方勢(shì)壘導(dǎo)電層524可以被形成在具有柵極電介質(zhì)24的襯底1上。下方勢(shì)壘導(dǎo)電層524可以是可以由例如氮化鈦或氮化鎢之類的金屬氮化物形成的勢(shì)壘柵極導(dǎo)電層。

可以形成第一導(dǎo)電層(操作s626)。第一導(dǎo)電層可以被形成在具有下方勢(shì)壘導(dǎo)電層524的襯底1上，從而填充柵極溝槽18。

第一導(dǎo)電層可以由其電阻率低于下方勢(shì)壘導(dǎo)電層524的金屬形成。舉例來(lái)說(shuō)，第一導(dǎo)電層可以由例如w或ti-al合金之類的金屬形成。

第一導(dǎo)電層可以被部分地蝕刻，從而形成第一導(dǎo)電圖案528(操作s627)。第一導(dǎo)電圖案528可以被形成在下方勢(shì)壘導(dǎo)電層524上，從而部分地填充柵極溝槽18。

參照?qǐng)D1、圖81和圖82b，可以形成緩沖導(dǎo)電層529(操作s628)。緩沖導(dǎo)電層529可以被形成在具有第一導(dǎo)電圖案528的襯底1上。

緩沖導(dǎo)電層529可以被形成在具有第一導(dǎo)電圖案528的襯底1上從而形成柵極溝槽18的未被填充的部分，其被布置在第一導(dǎo)電圖案528上。

參照?qǐng)D1、圖81和圖82c，緩沖導(dǎo)電層529和下方勢(shì)壘導(dǎo)電層524可以被部分地蝕刻，從而分別形成緩沖導(dǎo)電圖案530和下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案525(操作s629)。

在一些實(shí)施例中，下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案525和緩沖導(dǎo)電圖案530可以由不同材料層形成。舉例來(lái)說(shuō)，下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案525可以由氮化鈦形成，緩沖導(dǎo)電圖案530可以由氮化鎢形成。

對(duì)于緩沖導(dǎo)電層529和下方勢(shì)壘導(dǎo)電層524的部分蝕刻可以包括部分地蝕刻緩沖導(dǎo)電層529以形成緩沖導(dǎo)電圖案530，以及蝕刻下方勢(shì)壘導(dǎo)電層524。在另一種情況下，緩沖和下方勢(shì)壘導(dǎo)電層524和529可以同時(shí)被部分地蝕刻。

在另一個(gè)實(shí)施例中，緩沖導(dǎo)電層529和下方勢(shì)壘導(dǎo)電層524可以由相同材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，緩沖導(dǎo)電層529和下方勢(shì)壘導(dǎo)電層524可以由氮化鈦和氮化鎢形成。緩沖導(dǎo)電層529和下方勢(shì)壘導(dǎo)電層524可以同時(shí)被部分地蝕刻。

參照?qǐng)D1、圖81和圖82d，可以形成具有不同于第一導(dǎo)電圖案528a的功函數(shù)的第二導(dǎo)電層(操作s633)。第二導(dǎo)電層可以被形成為填充布置在第一導(dǎo)電圖案528a上的柵極溝槽18的一部分。第一導(dǎo)電圖案528a可以由禁帶中央導(dǎo)電材料形成，而上方柵極導(dǎo)電層則可以由能帶邊緣導(dǎo)電材料形成。

第二導(dǎo)電層可以被部分地蝕刻，以便形成第二導(dǎo)電圖案534。(操作s634)。

下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案525、第一導(dǎo)電圖案528a、緩沖導(dǎo)電圖案530和第二導(dǎo)電圖案534可以構(gòu)成柵極電極536a。

參照?qǐng)D1、圖81和圖82e，可以形成絕緣柵極加蓋圖案545(操作s45)。柵極加蓋圖案545的形成可以包括在具有第二導(dǎo)電圖案534的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層，并且對(duì)絕緣材料層進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止。相應(yīng)地，可以形成參照?qǐng)D16描述的柵極結(jié)構(gòu)548a(gs)。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖83a和圖83b來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖83a和圖83b中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1和圖83a，可以制備參照?qǐng)D82a到圖82d描述的具有柵極電極536a的襯底1。含金屬材料層539a可以被形成在具有柵極電極536a的襯底1上。含金屬材料層539a可以被共形地形成在具有柵極電極536a的襯底1上。含金屬材料層539a可以利用ald處理形成。

正如參照?qǐng)D3所描述的那樣，含金屬材料層539a可以由包含其費(fèi)米能接近有源區(qū)9的能帶圖的價(jià)帶或?qū)М?dāng)中的任一個(gè)水平的金屬的電介質(zhì)材料形成。

參照?qǐng)D1和圖83b，可以在具有含金屬材料層539a的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層并且對(duì)其進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止，從而形成柵極加蓋圖案545'。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖84a和圖84b來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖84a和圖84b中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1和圖84a，可以制備參照?qǐng)D82a到圖82d描述的具有柵極電極536a的襯底1?？梢栽诰哂袞艠O電極536a的襯底1上形成一個(gè)金屬源層537。金屬源層537可以被共形地形成在具有柵極電極536a的襯底1上。

可以在具有金屬源層537的襯底1上執(zhí)行退火處理538。由于退火處理538，金屬可以從金屬源層537擴(kuò)散到柵極電介質(zhì)24'中。包括金屬的柵極電介質(zhì)24'可以被定義為含金屬材料層539a”。退火處理538和含金屬材料層539a”可以與參照?qǐng)D76a描述的退火處理138和含金屬材料層139基本上相同。

參照?qǐng)D84b，可以去除未發(fā)生反應(yīng)的金屬源層537，正如參照?qǐng)D76b所描述的那樣。隨后可以在具有含金屬材料層539a”的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層并且對(duì)其進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止，從而形成柵極加蓋圖案545。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖85、圖86a到圖86c描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖86a到圖86c中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1、圖85和圖86a，正如參照?qǐng)D74a到圖74d所描述的那樣，可以在襯底1中形成柵極溝槽18(操作s18)，并且可以形成柵極電介質(zhì)24(操作s24)。

可以形成第一導(dǎo)電圖案528(操作s728)。第一導(dǎo)電圖案528可以被形成為部分地填充柵極溝槽18。第一導(dǎo)電圖案528可以由單層或雙層形成?？梢孕纬删哂胁煌诘谝粚?dǎo)電圖案528的功函數(shù)的柵極導(dǎo)電層531(操作s731)。柵極導(dǎo)電層531可以被共形地形成在具有第一導(dǎo)電圖案528的襯底1上。

參照?qǐng)D1、圖85和圖86b，可以形成附屬導(dǎo)電層(操作s732)。附屬導(dǎo)電層可以被形成在具有柵極導(dǎo)電層531的襯底1上。柵極導(dǎo)電層531和附屬導(dǎo)電層可以被蝕刻，從而形成第二導(dǎo)電圖案534b和附屬導(dǎo)電圖案535(操作s733)。第二導(dǎo)電圖案534b可以被形成到附屬導(dǎo)電圖案535的側(cè)表面和底表面。相應(yīng)地，可以形成參照?qǐng)D18描述的柵極電極536b。

參照?qǐng)D1、圖85和圖86c，可以形成柵極加蓋圖案545(操作s45)。柵極加蓋圖案545的形成可以包括在具有柵極電極536b的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層，并且對(duì)絕緣材料層進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1和圖87描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖87中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1和圖87，可以制備具有柵極電極536b的襯底1，正如參照?qǐng)D86a和圖86b所描述的那樣?？梢栽诰哂袞艠O電極536b的襯底1上形成含金屬材料層539b'。含金屬材料層539b'可以被共形地形成在具有柵極電極536b的襯底1上。正如參照?qǐng)D3所描述的那樣，含金屬材料層539b可以由其費(fèi)米能接近有源區(qū)9的能帶圖的價(jià)帶和導(dǎo)帶當(dāng)中的任一個(gè)的金屬形成?？梢栽诰哂兴龊饘俨牧蠈?39b'的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層并且對(duì)其進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止，從而形成柵極加蓋圖案545。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1和圖88來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖88中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1和圖88，可以制備具有柵極電極536b的襯底1，正如參照?qǐng)D86a和圖86b所描述的那樣?？梢栽诰哂袞艠O電極536b的襯底1上形成金屬源層?？梢詧?zhí)行退火處理，以便將金屬?gòu)慕饘僭磳訑U(kuò)散到柵極電介質(zhì)24'中，從而形成含金屬材料層539b”。含金屬材料層539b”的形成可以與參照?qǐng)D76a描述的形成含金屬材料層139的處理基本上相同。隨后可以去除未發(fā)生反應(yīng)的金屬源層。可以在具有所述含金屬材料層539b”的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層并且對(duì)其進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止，從而形成柵極加蓋圖案545。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1和圖89a到圖89e來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖89a到圖89c中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1和圖89a，正如參照?qǐng)D74a到圖74d所描述的那樣，可以在襯底1中形成柵極溝槽18(操作s18)，并且可以形成柵極電介質(zhì)24。下方勢(shì)壘導(dǎo)電層624可以被共形地形成具有柵極電介質(zhì)24的襯底上。柵極導(dǎo)電層627可以被形成在下方勢(shì)壘導(dǎo)電層624上。下方勢(shì)壘導(dǎo)電層624可以由金屬氮化物形成，柵極導(dǎo)電層627可以由其費(fèi)米能對(duì)應(yīng)于有源區(qū)9的能帶圖的禁帶中央能量的金屬(例如鎢)形成，正如參照?qǐng)D14所描述的那樣。

參照?qǐng)D1和圖89b，下方勢(shì)壘導(dǎo)電層624和柵極導(dǎo)電層627可以被蝕刻，從而分別形成初步下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案625和第一導(dǎo)電圖案628。初步下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案624'可以覆蓋第一導(dǎo)電圖案628的底表面和側(cè)表面。

參照?qǐng)D1和圖89c，初步下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案624'可以被部分地蝕刻，從而形成下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案625。相應(yīng)地，第一導(dǎo)電圖案628的頂端部分可以被布置在高于下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案625的水平。初步下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案624'可以被部分地蝕刻，從而形成未用空間626。第一導(dǎo)電圖案628的上方側(cè)表面可以通過(guò)未用空間626被暴露出來(lái)。

參照?qǐng)D1和圖89d，可以形成第二導(dǎo)電圖案634a以便填充通過(guò)部分地蝕刻初步下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案624'而形成的未用空間626。第二導(dǎo)電圖案634a的形成可以包括在具有未用空間626的襯底1上形成上方柵極導(dǎo)電層，并且對(duì)上方柵極導(dǎo)電層進(jìn)行蝕刻，從而使得上方柵極導(dǎo)電層保留在未用空間626內(nèi)。

第二導(dǎo)電圖案634a可以由其費(fèi)米能接近有源區(qū)9的能帶邊緣的材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)晶體管tr是nmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案634a可以由其費(fèi)米能efn接近有源區(qū)9的導(dǎo)帶ec的導(dǎo)電材料(例如含有l(wèi)a的導(dǎo)電材料或n型多晶硅)形成，正如參照?qǐng)D15a所描述的那樣。當(dāng)晶體管tr是pmos晶體管時(shí)，第二導(dǎo)電圖案634a可以由其費(fèi)米能efp接近有源區(qū)9的價(jià)帶ev的導(dǎo)電材料(例如含有鋁、鉭或銥的導(dǎo)電材料或者p型多晶硅)形成，正如參照?qǐng)D15b所描述的那樣。相應(yīng)地，可以形成參照?qǐng)D20描述的柵極電極636a。

在一些實(shí)施例中，為了形成圖22中所示的柵極電極636a，可以在形成第二導(dǎo)電圖案634a之前形成上方勢(shì)壘導(dǎo)電層。

參照?qǐng)D1和圖89e，可以在具有第二導(dǎo)電圖案634a的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層，并且對(duì)其進(jìn)行平面化直到暴露出有源區(qū)9為止，從而形成柵極加蓋圖案645。

在一些實(shí)施例中，在形成柵極加蓋圖案645之前，可以執(zhí)行形成含金屬材料層的處理，以便形成參照?qǐng)D21a和圖21b描述的柵極結(jié)構(gòu)648a'和648a”。由于前面參照?qǐng)D74g和78a詳細(xì)描述了形成含金屬材料層的處理，因此下面將省略其詳細(xì)描述。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖90a和圖90b來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖90a和圖90b中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1和圖90a，正如參照?qǐng)D74a到圖74d所描述的那樣，可以在襯底1中形成柵極溝槽18(操作s18)，并且可以形成柵極電介質(zhì)24。下方勢(shì)壘導(dǎo)電層可以被共形地形成在具有柵極電介質(zhì)24的襯底上。柵極導(dǎo)電層可以被形成在下方勢(shì)壘導(dǎo)電層上?？梢詫?duì)下方勢(shì)壘導(dǎo)電層和柵極導(dǎo)電層進(jìn)行蝕刻，從而分別形成下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案725和第一導(dǎo)電圖案728。

下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案725和第一導(dǎo)電圖案728的形成可以包括利用主要蝕刻處理對(duì)下方勢(shì)壘導(dǎo)電層和柵極導(dǎo)電層同時(shí)進(jìn)行蝕刻，并且利用次要蝕刻處理對(duì)下方勢(shì)壘導(dǎo)電層進(jìn)行蝕刻，其中次要蝕刻處理關(guān)于下方勢(shì)壘導(dǎo)電層的蝕刻速率高于關(guān)于柵極導(dǎo)電層的蝕刻速率。在次要蝕刻處理期間，可以對(duì)下方勢(shì)壘導(dǎo)電層進(jìn)行蝕刻以便蝕刻?hào)艠O導(dǎo)電層的一部分，從而形成未用空間726。可以順序地執(zhí)行主要蝕刻處理和次要蝕刻處理。

未用空間726的水平寬度可以大于下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案725的水平寬度或厚度。相應(yīng)地，由于未用空間726，第一導(dǎo)電圖案728可以具有其寬度小于下方區(qū)域的上方區(qū)域。

可以參照?qǐng)D90b形成填充未用空間726的第二導(dǎo)電圖案734。下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案725、第一導(dǎo)電圖案728和第二導(dǎo)電圖案734可以構(gòu)成參照?qǐng)D24描述的柵極電極736a。

在一些實(shí)施例中，為了形成圖26中所示的柵極電極736b，可以在形成第二導(dǎo)電圖案734之前形成上方勢(shì)壘導(dǎo)電層。

可以在具有第二導(dǎo)電圖案734的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層并且對(duì)其進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止，從而形成柵極加蓋圖案745。相應(yīng)地，可以形成參照?qǐng)D24描述的柵極結(jié)構(gòu)748a(gs)。

在一些實(shí)施例中，在形成柵極加蓋圖案745之前，可以執(zhí)行形成含金屬材料層的處理，以便形成參照?qǐng)D25a和25b描述的柵極結(jié)構(gòu)748a'和748a”。由于前面參照?qǐng)D74g和78a詳細(xì)描述了形成含金屬材料層的處理，因此下面將省略其詳細(xì)描述。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖91和圖92a到圖92c來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖92a到圖92c中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1、圖91和圖92a，正如參照?qǐng)D74a到圖74d所描述的那樣，可以在襯底1中形成柵極溝槽18(操作s18)，并且可以形成柵極電介質(zhì)24(操作s24)?？梢孕纬傻谝粚?dǎo)電圖案828(操作s828)，并且第一導(dǎo)電圖案828可以被形成為部分地填充柵極溝槽18。第一導(dǎo)電圖案828可以包括單層或多層?？梢孕纬删哂胁煌诘谝粚?dǎo)電圖案828的功函數(shù)的柵極導(dǎo)電層(操作s830)。柵極導(dǎo)電層可以被蝕刻以形成初步柵極導(dǎo)電圖案831(操作s831)。初步柵極導(dǎo)電圖案831可以通過(guò)各向異性地蝕刻?hào)艠O導(dǎo)電層而形成。相應(yīng)地，初步柵極導(dǎo)電圖案831可以被形成在柵極溝槽18的側(cè)壁上。

參照?qǐng)D1、圖91和圖92b，可以形成附屬導(dǎo)電層(操作s832)。附屬導(dǎo)電層可以被形成在具有初步柵極導(dǎo)電圖案831的襯底1上。

初步柵極導(dǎo)電圖案831和附屬導(dǎo)電層可以被蝕刻以形成第二導(dǎo)電圖案834和附屬導(dǎo)電圖案835(操作s833)。第二導(dǎo)電圖案834可以被形成在附屬導(dǎo)電圖案835與有源區(qū)9之間。相應(yīng)地，可以形成參照?qǐng)D28描述的柵極電極836。

參照?qǐng)D1、圖91和圖92c，可以形成柵極加蓋圖案845(操作s45)。柵極加蓋圖案845的形成可以包括在具有柵極電極836的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層，并且對(duì)絕緣材料層進(jìn)行平面化直到暴露出有源區(qū)9為止。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1和圖93來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖93中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1和圖93，可以制備具有柵極電極836的襯底1，正如參照?qǐng)D92a和92b所描述的那樣?？梢栽诰哂袞艠O電極836的襯底1上形成含金屬材料層839a。含金屬材料層839a被可以共形地形成在具有柵極電極836的襯底1上。正如參照?qǐng)D3所描述的那樣，含金屬材料層839a可以由包括其費(fèi)米能接近有源區(qū)9的能帶圖的價(jià)帶和導(dǎo)帶當(dāng)中的任一個(gè)的金屬的電介質(zhì)材料形成。

可以在具有所述含金屬材料層839a的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層并且對(duì)其進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止，從而形成柵極加蓋圖案845。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1和圖94來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖94中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1和圖94，可以制備參照?qǐng)D92a和圖92b描述的具有柵極電極836的襯底1。

可以在具有柵極電極836的襯底1上形成金屬源層。

可以執(zhí)行退火處理以便將金屬?gòu)慕饘僭磳訑U(kuò)散到柵極電介質(zhì)24'中，從而形成含金屬材料層839b。形成含金屬材料層839b的處理可以與參照?qǐng)D76a描述的形成含金屬材料層139的處理基本上相同。

隨后可以去除未發(fā)生反應(yīng)的金屬源層?？梢栽诰哂兴龊饘俨牧蠈?39b的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層并且對(duì)其進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止，從而形成柵極加蓋圖案845。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖95和圖96a到圖96f來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖96a到圖96f中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1、圖95和圖96a，正如參照?qǐng)D74a到圖74d所描述的那樣，可以在襯底1中形成柵極溝槽18(操作s18)，并且可以形成柵極電介質(zhì)24(操作s24)?？梢孕纬上路絼?shì)壘導(dǎo)電層(操作s926)。下方勢(shì)壘導(dǎo)電層可以被共形地形成在具有柵極電介質(zhì)24的襯底1上。

可以形成下方柵極導(dǎo)電層(操作s927)。下方柵極導(dǎo)電層可以被形成在下方勢(shì)壘導(dǎo)電層上，從而填充柵極溝槽18?？梢詫?duì)下方勢(shì)壘導(dǎo)電層和下方柵極導(dǎo)電層進(jìn)行蝕刻，從而分別形成下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案925和第一導(dǎo)電圖案928(操作s928)。

參照?qǐng)D1、圖95和圖96b，可以形成具有不同于第一導(dǎo)電圖案928的功函數(shù)的上方柵極導(dǎo)電層930(操作s930)。上方柵極導(dǎo)電層930可以被共形地形成在具有第一導(dǎo)電圖案928的襯底1上。

參照?qǐng)D1、圖95和圖96c，可以對(duì)上方柵極導(dǎo)電層930進(jìn)行蝕刻，從而形成初步上方柵極導(dǎo)電圖案931(操作s931)。初步上方柵極導(dǎo)電圖案931可以通過(guò)各向異性地蝕刻上方柵極導(dǎo)電層930而形成。上方柵極導(dǎo)電層930可以被各向異性地蝕刻，從而暴露出第一導(dǎo)電圖案928的頂表面。初步上方柵極導(dǎo)電圖案931可以被形成在布置于第一導(dǎo)電圖案928上的柵極溝槽18的側(cè)壁上。

參照?qǐng)D1和圖96d，第一導(dǎo)電圖案928可以被部分地蝕刻。第一導(dǎo)電圖案928可以被部分地蝕刻，并且與初步上方柵極導(dǎo)電圖案931間隔開。第一導(dǎo)電圖案928可以利用各向同性蝕刻處理而被部分地蝕刻。由于所述部分蝕刻，第一導(dǎo)電圖案928的頂表面可以變得低于下方勢(shì)壘導(dǎo)電圖案925的頂端部分。

參照?qǐng)D1、圖95和圖96e，可以形成附屬導(dǎo)電層(操作s932)。附屬導(dǎo)電層可以被形成為填充彼此間隔開的初步上方柵極導(dǎo)電圖案931與第一導(dǎo)電圖案928之間的空間。

附屬導(dǎo)電層和初步上方柵極導(dǎo)電圖案931可以被蝕刻，從而分別形成附屬導(dǎo)電圖案935和第二導(dǎo)電圖案934(操作s933)。相應(yīng)地，可以形成參照?qǐng)D30描述的柵極電極936。

參照?qǐng)D1、圖95和圖96f，可以形成柵極加蓋圖案945(操作s45)。柵極加蓋圖案945的形成可以包括在具有柵極電極936的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層，并且對(duì)絕緣材料層進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1和圖97來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖97中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1和圖97，可以制備參照?qǐng)D96a到圖96e描述的具有柵極電極936的襯底1?？梢栽诰哂袞艠O電極936的襯底1上形成含金屬材料層939a。含金屬材料層939a可以被共形地形成在柵極電極936上。正如參照?qǐng)D3所描述的那樣，含金屬材料層939a可以由含有其費(fèi)米能接近有源區(qū)9的能帶圖的價(jià)帶和導(dǎo)帶當(dāng)中的任一個(gè)的水平的金屬的電介質(zhì)材料形成?？梢栽诰哂兴龊饘俨牧蠈?39a的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層并且對(duì)其進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止，從而形成柵極加蓋圖案945。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1和圖98來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖98中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1和圖98，可以制備參照?qǐng)D96a到圖96e描述的具有柵極電極936的襯底1。可以在具有柵極電極936的襯底1上形成金屬源層?？梢詧?zhí)行退火處理，以便將金屬?gòu)慕饘僭磳訑U(kuò)散到柵極電介質(zhì)24'中，從而形成含金屬材料層939b。形成含金屬材料層939b的處理可以與參照?qǐng)D76a描述的形成含金屬材料層139的處理基本上相同。隨后可以去除未發(fā)生反應(yīng)的金屬源層?？梢栽诰哂兴龊饘俨牧蠈?39b的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層并且對(duì)其進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止，從而形成柵極加蓋圖案945。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖99和圖100a到圖100d來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖100a到100d中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1、圖99和圖100a，正如參照?qǐng)D74a到圖74d所描述的那樣，可以在襯底1中形成柵極溝槽18(操作s18)，并且可以形成柵極電介質(zhì)24(操作s24)?？梢孕纬上路綄?dǎo)電圖案1028(操作s1028)。下方導(dǎo)電圖案1028的形成可以包括在具有柵極電介質(zhì)24的襯底1上形成下方柵極導(dǎo)電層，并且對(duì)下方柵極導(dǎo)電層進(jìn)行部分地蝕刻。下方導(dǎo)電圖案1028可以被形成為部分地填充柵極溝槽18。

參照?qǐng)D1、圖99和圖100b，可以形成具有不同于下方導(dǎo)電圖案1028的功函數(shù)的第一導(dǎo)電圖案1031(操作s1031)。舉例來(lái)說(shuō)，下方導(dǎo)電圖案1028可以由具有與有源區(qū)9相同的導(dǎo)電類型的多晶硅形成，并且第一導(dǎo)電圖案1031可以由金屬氮化物或金屬形成。

第一導(dǎo)電圖案1031可以被形成在柵極溝槽18內(nèi)的下方導(dǎo)電圖案1028上。第一導(dǎo)電圖案1031的形成可以包括在具有下方導(dǎo)電圖案1028的襯底1上形成第一柵極導(dǎo)電層，并且部分地蝕刻第一柵極導(dǎo)電層。

參照?qǐng)D1、圖99和圖100c，可以形成具有不同于第一導(dǎo)電圖案1031的功函數(shù)的第二導(dǎo)電圖案1034(操作s1034)。相應(yīng)地，可以形成包括下方導(dǎo)電圖案1028、第一導(dǎo)電圖案1031和第二導(dǎo)電圖案1034的柵極電極1036，正如參照?qǐng)D32所描述的那樣。

第二導(dǎo)電圖案1034可以由具有與源極/漏極區(qū)12相同導(dǎo)電類型的多晶硅形成，第一導(dǎo)電圖案1031可以由金屬氮化物或金屬形成。舉例來(lái)說(shuō)，在nmos晶體管的情況下，第二導(dǎo)電圖案1034可以由n型多晶硅形成，第一導(dǎo)電圖案1031可以由tin、w、ti-al合金和wn當(dāng)中的任一種形成。

第二導(dǎo)電圖案1034可以由具有與下方導(dǎo)電圖案1028不同的導(dǎo)電類型的多晶硅形成。舉例來(lái)說(shuō)，在nmos晶體管的情況下，下方導(dǎo)電圖案1028可以由p型多晶硅形成，第二導(dǎo)電圖案1034可以由n型多晶硅形成。下方導(dǎo)電圖案1028以及第一導(dǎo)電圖案1031和第二導(dǎo)電圖案1034可以構(gòu)成柵極電極1036。

參照?qǐng)D1、圖99和圖100d，可以形成柵極加蓋圖案1045(操作s45)。柵極加蓋圖案1045的形成可以包括在具有柵極電極1036的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層，并且對(duì)絕緣材料層進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1和圖101來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖101中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1和圖101，可以制備具有柵極電極1036的襯底1，正如參照?qǐng)D100a到圖100c所描述的那樣?？梢栽诰哂袞艠O電極1036的襯底1上形成含金屬材料層1039a。含金屬材料層1039a可以被共形地形成在具有柵極電極1036的襯底1上。正如參照?qǐng)D3所描述的那樣，含金屬材料層1039a可以由包括其費(fèi)米能接近有源區(qū)9的能帶圖的價(jià)帶和導(dǎo)帶當(dāng)中的任一個(gè)的金屬的電介質(zhì)材料形成。

可以在具有所述含金屬材料層1039a的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層并且對(duì)其進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止，從而形成柵極加蓋圖案1045'。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1和圖102來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖102中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1和圖102，可以制備具有柵極電極1036的襯底1，正如參照?qǐng)D100a到圖100c所描述的那樣。

可以在具有柵極電極1036的襯底1上形成金屬源層?？梢詧?zhí)行退火處理以便把來(lái)自金屬源層的金屬擴(kuò)散到柵極電介質(zhì)24'中，從而形成含金屬材料層1039b。形成含金屬材料層1039b的處理可以與參照?qǐng)D76a描述的形成含金屬材料層139的處理基本上相同。

隨后可以去除未發(fā)生反應(yīng)的金屬源層。可以在具有所述含金屬材料層1039b的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層并且對(duì)其進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止，從而形成柵極加蓋圖案1045'。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1、圖103和圖104a到圖104c來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖104a到圖104c中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1、圖103和圖104a，正如參照?qǐng)D74a到圖74d所描述的那樣，可以在襯底1中形成柵極溝槽18(操作s18)，并且可以形成柵極電介質(zhì)24(操作s24)?？梢孕纬傻谝幌路綎艠O導(dǎo)電層(操作s1126)。第一下方柵極導(dǎo)電層可以被共形地形成在具有柵極電介質(zhì)24的襯底1上?？梢孕纬傻诙路綎艠O導(dǎo)電層(操作s1127)。第二下方柵極導(dǎo)電層可以被形成在具有第一下方柵極導(dǎo)電層的襯底1上。第二下方柵極導(dǎo)電層可以由具有不同于第一下方柵極導(dǎo)電層的功函數(shù)的材料形成。第一下方柵極導(dǎo)電層和第二下方柵極導(dǎo)電層可以被蝕刻以分別形成第一下方導(dǎo)電圖案1127a和第二下方導(dǎo)電圖案1127b(操作s1128)。第一下方導(dǎo)電圖案1127a可以被形成為覆蓋第二下方導(dǎo)電圖案1127b的側(cè)表面和底表面。第一下方導(dǎo)電圖案1127a和第二下方導(dǎo)電圖案1127b可以構(gòu)成下方導(dǎo)電圖案1128。

參照?qǐng)D1、圖103和圖104b，可以形成第一柵極導(dǎo)電層(操作s1130)。第一柵極導(dǎo)電層可以被形成在具有下方導(dǎo)電圖案1128的襯底1上。第一柵極導(dǎo)電層可以被部分地蝕刻以形成第一導(dǎo)電圖案1131(操作s1131)。第一導(dǎo)電圖案1131可以被形成在下方導(dǎo)電圖案1128上。

可以形成第二柵極導(dǎo)電層(操作s1133)。第二柵極導(dǎo)電層可以被形成在具有第一導(dǎo)電圖案1131的襯底1上。第二柵極導(dǎo)電層可以被部分地蝕刻以形成第二導(dǎo)電圖案1134(操作s1134)。下方導(dǎo)電圖案1128、第一導(dǎo)電圖案1131和第二導(dǎo)電圖案1134可以被順序地層疊。下方導(dǎo)電圖案1128、第一導(dǎo)電圖案1131和第二導(dǎo)電圖案1134可以構(gòu)成柵極電極1136。

參照?qǐng)D1、圖103和圖104c，可以形成柵極加蓋圖案1145(操作s45)。柵極加蓋圖案1145的形成可以包括在具有柵極電極1136的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層，并且對(duì)絕緣材料層進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止。

接下來(lái)將參照?qǐng)D1和圖105來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖105中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1和圖105，可以制備參照?qǐng)D104a和圖104b描述的具有柵極電極1136的襯底1。可以在具有柵極電極1136的襯底1上形成含金屬材料層1139a。含金屬材料層1139a可以被共形地形成在具有柵極電極1136的襯底1上。含金屬材料層1139a可以由包含其費(fèi)米能接近有源區(qū)9的能帶圖的價(jià)帶或?qū)М?dāng)中的任一個(gè)的金屬的導(dǎo)電材料形成，正如參照?qǐng)D3所描述的那樣。

可以在具有所述含金屬材料層1139a的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層并且對(duì)其進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止，從而形成柵極加蓋圖案1145。

下面將參照?qǐng)D1和圖106來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。在圖106中，部分“a”標(biāo)示沿著圖1的i-i'線取得的截面，部分“b”標(biāo)示沿著圖1的ii-ii'線取得的截面，部分“c”標(biāo)示沿著圖1的iii-iii'線取得的截面。

參照?qǐng)D1和圖106，可以制備參照?qǐng)D104a和圖104b描述的具有柵極電極1136的襯底1?？梢栽诰哂袞艠O電極1136的襯底1上形成金屬源層。包含在金屬源層中的金屬可以利用退火處理擴(kuò)散到柵極電介質(zhì)24'中，從而形成含金屬材料層1139b。隨后可以去除未發(fā)生反應(yīng)的金屬源層?？梢栽诰哂兴龊饘俨牧蠈?139b的襯底1上形成一個(gè)絕緣材料層并且對(duì)其進(jìn)行平面化，直到暴露出有源區(qū)9為止，從而形成柵極加蓋圖案1145。

接下來(lái)將參照?qǐng)D107、圖108a和圖108b來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。

參照?qǐng)D107和圖108a，正如參照?qǐng)D74a所描述的那樣，可以在襯底1中形成限定有源區(qū)9的場(chǎng)區(qū)7(操作s7)。

可以在具有場(chǎng)區(qū)7的襯底1上形成掩模1215。隨后可以利用掩模1215作為蝕刻掩模來(lái)對(duì)有源區(qū)9和場(chǎng)區(qū)7進(jìn)行蝕刻。其結(jié)果是，可以跨越有源區(qū)9形成柵極溝槽1218，并且柵極溝槽1218延伸到場(chǎng)區(qū)7中(操作s1218)。

柵極溝槽1218在有源區(qū)9中可以具有第一寬度w1，并且在場(chǎng)區(qū)7中可以具有大于第一寬度w1的第二寬度w2。

參照?qǐng)D107和圖108b，可以形成柵極電介質(zhì)(操作s1224)，可以形成柵極電極結(jié)構(gòu)(操作s1236)，可以形成含金屬材料層(操作s1239)，并且可以形成柵極加蓋圖案(操作s1245)。柵極電介質(zhì)、柵極電極結(jié)構(gòu)、含金屬材料層和柵極加蓋圖案可以構(gòu)成柵極結(jié)構(gòu)gs'。柵極電介質(zhì)、柵極電極結(jié)構(gòu)、含金屬材料層和柵極加蓋圖案可以利用參照?qǐng)D73a到圖106所描述的基本上相同的半導(dǎo)體器件制作方法來(lái)形成。

接下來(lái)將參照?qǐng)D109來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法。圖109是示出了參照?qǐng)D64到圖72描述的半導(dǎo)體器件的制作方法的處理流程圖。

參照?qǐng)D64和圖109，可以制備具有單元陣列區(qū)cr和外圍電路區(qū)pr的襯底1(操作s3000)。

場(chǎng)區(qū)7可以被形成為分別限定單元陣列區(qū)cr和外圍電路區(qū)pr中的單元有源區(qū)9和外圍有源區(qū)3009(操作s3007)。

可以在單元陣列區(qū)cr中形成單元晶體管ctr。單元晶體管ctr可以利用參照?qǐng)D73a到圖108b描述的方法來(lái)形成。舉例來(lái)說(shuō)，單元晶體管ctr的形成可以包括在單元陣列區(qū)cr中形成單元柵極溝槽18(操作s3018)，形成單元柵極電介質(zhì)(操作s3024)，形成單元柵極電極(操作s3037)，以及形成單元柵極加蓋圖案(操作s3045)。

位線結(jié)構(gòu)69可以被形成在單元陣列區(qū)cr的單元晶體管ctr上，外圍柵極結(jié)構(gòu)3037可以被形成在外圍電路區(qū)pr上(操作s3050)。

舉例來(lái)說(shuō)，下方絕緣層51可以被形成在單元陣列區(qū)cr上，外圍柵極電介質(zhì)3015a可以被形成在外圍有源區(qū)3009上。隨后可以形成穿過(guò)下方絕緣層51的位線插頭54，并且可以在外圍柵極電介質(zhì)3015a上形成下方導(dǎo)電層以用于形成下方外圍柵極電極3020。

隨后可以在具有位線插頭54和下方導(dǎo)電層的襯底1上形成上方導(dǎo)電層。上方導(dǎo)電層可以是用于形成位線63和上方外圍柵極電極3025的一層。

可以在上方導(dǎo)電層上形成位線加蓋圖案66和外圍柵極加蓋圖案3035。可以利用位線加蓋圖案66作為蝕刻掩模對(duì)上方導(dǎo)電層進(jìn)行蝕刻以形成位線63，并且可以利用外圍柵極加蓋圖案3035作為蝕刻掩模對(duì)上方和下方導(dǎo)電層進(jìn)行蝕刻以形成順序地層疊的下方外圍柵極電極3020和上方外圍柵極電極3025。

可以在具有外圍柵極結(jié)構(gòu)3037的襯底1上形成含金屬材料層3039a?？梢栽诟采w有含金屬材料層3039a的外圍柵極結(jié)構(gòu)3037的側(cè)壁上形成外圍柵極間隔物3045。

可以在外圍柵極結(jié)構(gòu)3037的全部?jī)蓚?cè)在外圍有源區(qū)3009中形成外圍源極/漏極區(qū)3050(操作s3055)。

上方絕緣層75可以被形成在具有外圍晶體管ptr和單元位線結(jié)構(gòu)69的襯底1上。

可以形成穿過(guò)上方絕緣層75并且電連接到外圍源極/漏極區(qū)3150的外圍插頭3060，并且可以形成電連接到單元晶體管ctr的源極/漏極區(qū)87的單元插頭90。

單元電容器結(jié)構(gòu)98可以被形成在上方絕緣層75上(操作s3060)。

與此同時(shí)，可以通過(guò)圖69中示出的3維晶體管ptr'來(lái)具體實(shí)現(xiàn)圖64中所示的具有平面形狀的外圍晶體管ptr。下面將描述通過(guò)圖69中所示的3維晶體管具體實(shí)現(xiàn)的外圍晶體管ptr。

參照?qǐng)D69，正如參照?qǐng)D64所描述的那樣，可以制備具有單元陣列區(qū)cr和外圍電路區(qū)pr的襯底1，正如參照?qǐng)D64所描述的那樣。如圖69中所示，可以在單元陣列區(qū)cr中形成單元晶體管ctr。可以在單元陣列區(qū)cr上形成下方絕緣層51。可以跨越外圍電路區(qū)pr的外圍有源區(qū)3009形成外圍柵極溝槽3212?？梢孕纬赏鈬鷸艠O結(jié)構(gòu)3237以填充外圍柵極溝槽3212，并且從外圍有源區(qū)3009向上突出。外圍柵極結(jié)構(gòu)3237可以包括外圍柵極電介質(zhì)3215a、外圍柵極電極3230和外圍柵極加蓋圖案3235。外圍柵極電介質(zhì)3215a可以被形成在外圍柵極溝槽3212的內(nèi)壁上。外圍柵極電極3230可以包括這樣一部分，該部分可以被形成在外圍柵極電介質(zhì)3215a上、填充外圍柵極溝槽3212并且從外圍有源區(qū)3009的頂表面向上突出。外圍柵極電極3230可以包括順序地層疊的下方外圍柵極電極3218、中間外圍柵極電極3221和上方外圍柵極電極3224。下方外圍柵極電極3218的形成可以包括形成下方導(dǎo)電層并且部分地蝕刻下方導(dǎo)電層。下方外圍柵極電極3218可以被形成為部分地填充外圍柵極溝槽3212?？梢源┻^(guò)單元陣列區(qū)cr的下方絕緣層51形成位線接觸孔洞。

中間導(dǎo)電層可以被形成在具有下方外圍柵極電極3218的襯底1上。中間導(dǎo)電層可以被平面化，從而形成保留在位線接觸孔洞內(nèi)的位線插頭54，并且在外圍電路區(qū)pr上形成平面化中間導(dǎo)電層。

可以在所得到的結(jié)構(gòu)上形成上方導(dǎo)電層。可以在上方導(dǎo)電層上形成位線加蓋圖案66和外圍柵極加蓋圖案3235?？梢岳梦痪€加蓋圖案66作為蝕刻掩模對(duì)上方導(dǎo)電層進(jìn)行蝕刻以形成位線63，并且可以利用外圍柵極加蓋圖案3235作為蝕刻掩模對(duì)上方和中間導(dǎo)電層進(jìn)行蝕刻以形成順序地層疊的中間外圍柵極電極3221和上方外圍柵極電極3224。

可以在具有外圍柵極結(jié)構(gòu)3237的襯底1上形成含金屬材料層3239a?？梢栽谕鈬鷸艠O結(jié)構(gòu)3237的一個(gè)側(cè)表面上形成外圍柵極間隔物3245，其可以被含金屬材料層3239a覆蓋并且被布置在高于有源區(qū)3009的水平?？梢栽谕鈬鷸艠O結(jié)構(gòu)3237的全部?jī)蓚?cè)在外圍有源區(qū)3009中形成外圍源極/漏極區(qū)3250。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可以包括具有能夠減小或抑制漏電流的柵極結(jié)構(gòu)的晶體管。柵極結(jié)構(gòu)可以填充形成在有源區(qū)中的柵極溝槽?？梢栽谟性磪^(qū)中的柵極結(jié)構(gòu)的全部?jī)蓚?cè)形成源極/漏極區(qū)。柵極結(jié)構(gòu)可以包括與源極/漏極區(qū)相對(duì)布置的漏電流抑制圖案。漏電流抑制圖案可以是含金屬絕緣材料層，其包括具有接近有源區(qū)的能帶圖的導(dǎo)帶或價(jià)帶的費(fèi)米能的金屬。含金屬材料層可以減小或抑制晶體管中的漏電流。

與此同時(shí)，在柵極結(jié)構(gòu)中，柵極電極可以包括具有不同功函數(shù)的至少兩個(gè)導(dǎo)電材料層。因此可以減小晶體管中的漏電流，并且可以改進(jìn)包括晶體管的柵極電極的互連的電阻特性。

圖110是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的存儲(chǔ)器模塊4100的示意圖。

參照?qǐng)D110，存儲(chǔ)器模塊4100可以包括存儲(chǔ)器模塊基板4110、布置在存儲(chǔ)器模塊基板4110上的多個(gè)存儲(chǔ)器器件4120以及多個(gè)端子4130。

存儲(chǔ)器模塊基板4110可以包括印刷電路板(pcb)或晶片。

每一個(gè)存儲(chǔ)器器件4120可以是參照?qǐng)D1到圖109描述的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的任一種半導(dǎo)體器件，或者是包括所述半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體封裝件。端子4130可以包括導(dǎo)電金屬。端子4130可以電連接到存儲(chǔ)器器件4120。由于存儲(chǔ)器模塊4100可以包括具有改進(jìn)的漏電流特性的半導(dǎo)體器件，因此存儲(chǔ)器模塊4100的性能可以得到增強(qiáng)。

圖111是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體模塊4200的示意圖。

參照?qǐng)D111，半導(dǎo)體模塊4200可以包括安放在模塊基板4210上的半導(dǎo)體器件4230。半導(dǎo)體器件4230可以是參照?qǐng)D1到109描述的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的任一種半導(dǎo)體器件，或者是包括所述半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體封裝件。

模塊4200還可以包括安放在模塊基板4210上的mp4220。i/o端子4240可以被布置在模塊基板4210的至少一側(cè)。

圖112是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各個(gè)實(shí)施例的各種半導(dǎo)體包裝的電子系統(tǒng)4300的概念方框圖。

參照?qǐng)D112，電子系統(tǒng)4300可以包括主體4310。主體4310可以包括mp單元4320、電力單元4330、功能單元4340和/或顯示控制器單元4350。主體4310可以是具有pcb的系統(tǒng)板或主板。

mp單元4320、電力單元4330、功能單元4340和顯示控制器單元4350可以被安放在主體4310上。

顯示單元4360可以被布置在主體4310的頂表面上或主體4310的外部。舉例來(lái)說(shuō)，顯示單元4360可以被布置在主體4310的一個(gè)表面上，并且顯示由顯示控制器單元4350處理的圖像。

電力單元4330可以接收來(lái)自外部電源的預(yù)定電壓，將所述預(yù)定電壓劃分成各個(gè)電壓水平，并且將劃分后的電壓傳送到mp單元4320、功能單元4340和顯示控制器單元4350。

mp單元4320可以接收來(lái)自電力單元4330的電壓，并且控制功能單元4340和顯示單元4360。

功能單元4340可以實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)4300的各種功能。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)電子系統(tǒng)4300是例如便攜式電話之類的移動(dòng)電子產(chǎn)品時(shí)，功能單元4340可以包括能夠通過(guò)撥號(hào)或者與外部單元4370通信而實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信功能(比如將圖像輸出到顯示單元4360或者將語(yǔ)音輸出到揚(yáng)聲器)的幾個(gè)元件。當(dāng)功能單元4340包括攝影機(jī)時(shí)，功能單元4340可以充當(dāng)圖像處理器。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電子系統(tǒng)4300連接到存儲(chǔ)器卡以便增大電子系統(tǒng)4300的容量時(shí)，功能單元4340可以是存儲(chǔ)器卡控制器。功能單元4340可以通過(guò)有線或無(wú)線通信單元4380與外部設(shè)備4370交換信號(hào)。

此外，當(dāng)電子系統(tǒng)4300需要通用串行總線(usb)來(lái)擴(kuò)展其功能時(shí)，功能單元4340可以充當(dāng)接口控制器。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可以被包括在mp單元4320和功能單元4340的至少其中之一當(dāng)中。

圖113是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的另一個(gè)電子系統(tǒng)4400的示意性方框圖。

參照?qǐng)D113，電子系統(tǒng)4400可以包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。電子系統(tǒng)4400可以被用來(lái)制作移動(dòng)器件或計(jì)算機(jī)。舉例來(lái)說(shuō)，電子系統(tǒng)4400可以包括存儲(chǔ)器系統(tǒng)4412、mp4414、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)4416和被配置成利用總線4420傳送數(shù)據(jù)的用戶接口4418。mp4414可以對(duì)電子系統(tǒng)4400進(jìn)行編程及控制。ram4416可以被用作mp4414的操作存儲(chǔ)器。mp4414、ram4416和/或其他元件可以被組裝在單一封裝件內(nèi)。mp4414和/或ram4416可以包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

用戶接口4418可以被用來(lái)向電子系統(tǒng)4400輸入數(shù)據(jù)或者從電子系統(tǒng)4400輸出數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器系統(tǒng)4412可以存儲(chǔ)用于操作mp4414的代碼、由mp4414處理的數(shù)據(jù)或者外部輸入數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器系統(tǒng)4412可以包括控制器和存儲(chǔ)器。

圖114是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的移動(dòng)無(wú)線電話4500的示意圖。移動(dòng)無(wú)線電話4500可以被解釋成平板個(gè)人計(jì)算機(jī)(pc)。此外，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件不僅可以被用于平板pc，而且還可以被用于例如膝上型計(jì)算機(jī)之類的便攜式計(jì)算機(jī)、mpeg-1音頻層3(mp3)播放器、mp4播放器、導(dǎo)航器件、固態(tài)盤(ssd)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)或者用于汽車和家庭使用的電子器件。

前面公開的主題內(nèi)容可以被視為說(shuō)明性而非限制性的，并且所附權(quán)利要求書意圖涵蓋落在其真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有此類修改、增強(qiáng)和其他實(shí)施例。因此，在法律允許的最大范圍內(nèi)，本發(fā)明的范圍將由對(duì)于所附權(quán)利要求書及其等效表述的所允許的最寬泛解釋來(lái)決定，并且不應(yīng)當(dāng)受到前面的詳細(xì)描述的約束或限制。