半导体结构及其形成方法

摘要

本发明涉及半导体结构及其形成方法。在半导体衬底上形成含有第一高k电介质部分的NFET和含有第二高k栅极电介质部分的PFET。在NFET的栅极上形成栅极侧壁氮化物，而PFET的侧壁则保持没有栅极侧壁氮化物。在PFET栅极叠置体的侧壁上，以及NFET上的栅极侧壁氮化物上直接形成氧化物间隔壁。高温处理之后，第一和第二电介质部分含有非化学计量的缺氧高k电介质材料。在氧气环境下对所述半导体结构进行退火，在该过程中，氧通过氧化物间隔壁扩散到所述第二高k电介质部分内。PFET包括具有更高程度化学计量的高k电介质材料，NFET包括较低程度化学计量的高k电介质材料。本发明优化了PFET和NFET的阈值电压。

主权项

一种半导体结构，包括：第二场效应晶体管，包括：与半导体衬底垂直邻接的第二高k电介质部分；与所述第二高k电介质部分垂直邻接的第二金属栅极；与所述第二金属栅极垂直邻接的第二含硅栅极导体；与所述第二金属栅极和所述第二含硅栅极导体横向邻接的L形氧化物间隔壁；以及与所述L形氧化物间隔壁横向邻接的外部电介质间隔壁；以及第一场效应晶体管，包括：与所述半导体衬底垂直邻接的第一高k电介质部分；与所述第一高k电介质部分垂直邻接的第一金属栅极；与所述第一金属栅极垂直邻接的第一含硅栅极导体；与所述第一金属栅极和所述第一含硅栅极导体横向邻接的栅极侧壁氮化物；与所述栅极侧壁氮化物横向邻接的另一L形氧化物间隔壁；及与所述另一L形氧化物间隔壁横向邻接的另一外部电介质间隔壁，其中，所述第二高k电介质部分比所述第一高k电介质部分是更高程度化学计量的。