半导体器件及其制备方法与流程
本发明涉及半导体，尤其涉及一种半导体器件及其制备方法。
背景技术：
1、随着集成电路制程不断向更小节点演进，hkmg（high-k metal gate，高介电常数金属栅）技术已成为先进芯片制造的核心模块之一。hkmg结构采用高介电常数介质材料（如hfsion）替代传统sio2，并搭配金属栅极，有效解决了多晶硅栅极的费米能级钉扎和栅漏电问题。其中，nmos和pmos的栅极结构虽然都使用了相同的高介电常数介质层，但为了调整nmos的阈值电压，会调整nmos的高介电常数介质层中的元素，以达到调整nmos的阈值电压的作用，因此需要一种如何调整高介电常数介质层的方案。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供半导体器件及其制备方法，更好的调节第一栅极结构的功函数层，提高半导体器件的电性能。
2、为了达到上述目的，本发明提供了一种半导体器件，包括：
3、衬底，包括第一区和第二区；
4、第一栅极结构，位于所述衬底的第一区上；
5、第二栅极结构，位于所述衬底的第二区上；
6、其中，所述第一栅极结构和所述第二栅极结构均包括由下至上依次堆叠的界面层、高介电常数介质层、功函数层、掺杂半导体层、导电层和绝缘盖层，所述第一栅极结构的高介电常数介质层中包含稀土金属元素和卤素元素。
7、可选的，所述稀土金属元素为la，所述卤素元素为f，所述高介电常数介质层中还包含hf。
8、可选的，所述稀土金属元素的浓度峰值位置相较于所述卤素元素的浓度峰值位置更靠近所述功函数层。
9、可选的，所述卤素元素的浓度峰值位置相较于所述稀土金属元素的浓度峰值位置更靠近所述高介电常数介质层中hf的浓度峰值位置。
10、可选的，所述稀土金属元素在所述高介电常数介质层的上半部分的平均浓度大于在所述高介电常数介质层的下半部分的平均浓度。
11、可选的，所述卤素元素在所述高介电常数介质层的上半部分的平均浓度与在所述高介电常数介质层的下半部分的平均浓度相同或具有差值，所述差值为所述卤素元素在所述高介电常数介质层整层的平均浓度的10%以内。
12、可选的，所述卤素元素的浓度大于所述稀土金属元素的浓度。
13、可选的，还包括沟道应变层，位于所述衬底的第二区和所述第二栅极结构之间。
14、可选的，还包括侧壁结构，位于所述第一栅极结构和所述第二栅极结构的侧壁。
15、可选的，所述导电层的材质包括ti、tin、wsi2和w中的至少一种。
16、本发明还提供了一种半导体器件的制备方法，包括：
17、提供衬底，包括第一区和第二区；
18、形成第一栅极结构位于所述衬底的第一区上，以及形成第二栅极结构位于所述衬底的第二区上；
19、其中，所述第一栅极结构和所述第二栅极结构均包括由下至上依次堆叠的界面层、高介电常数介质层、功函数层、掺杂半导体层、导电层和绝缘盖层，所述第一栅极结构的高介电常数介质层中包含稀土金属元素和卤素元素。
20、可选的，所述衬底的第二区和所述第二栅极结构之间还形成有沟道应变层。
21、可选的，形成所述高介电常数介质层的步骤包括：
22、依次形成所述界面层、所述高介电常数介质层和稀土金属元素材料层位于衬底的第一区和第二区，其中所述稀土金属元素材料层中包含所述稀土金属元素；
23、形成光阻层覆盖所述衬底的第一区上的稀土金属元素材料层，所述光阻层中包含卤素元素，刻蚀去除所述衬底的第二区上的稀土金属元素材料层；
24、对光阻层进行热处理或紫外光处理，使得所述光阻层中的卤素元素进入所述衬底的第一区上的稀土金属元素材料层中；
25、去除所述光阻层，对所述衬底的第一区上的稀土金属元素材料层进行热处理，使得所述稀土金属元素材料层中的稀土金属元素和卤素元素进入所述衬底的第一区上的高介电常数介质层中。
26、可选的，在去除所述光阻层后，利用dhf溶液对所述第一区上的稀土金属元素材料层以及所述第二区上的高介电常数介质层进行钝化处理。
27、可选的，在对所述衬底的第一区上的稀土金属元素材料层进行热处理后，去除剩余的所述稀土金属元素材料层，以及依次沉积所述功函数层、所述掺杂半导体层、所述导电层和所述绝缘盖层。
28、可选的，所述稀土金属元素为la，所述卤素元素为f，所述高介电常数介质层中还包含hf。
29、可选的，所述稀土金属元素的浓度峰值位置相较于所述卤素元素的浓度峰值位置更靠近所述功函数层。
30、可选的，所述卤素元素的浓度峰值位置相较于所述稀土金属元素的浓度峰值位置更靠近所述高介电常数介质层中hf的浓度峰值位置。
31、可选的，所述稀土金属元素在所述高介电常数介质层的上半部分的平均浓度大于在所述高介电常数介质层的下半部分的平均浓度。
32、可选的，所述卤素元素在所述高介电常数介质层的上半部分的平均浓度与在所述高介电常数介质层的下半部分的平均浓度相同或具有差值，所述差值为所述卤素元素在所述高介电常数介质层整层的平均浓度的10%以内。
33、可选的，所述卤素元素的浓度大于所述稀土金属元素的浓度。
34、可选的，在形成所述第一栅极结构和所述第二栅极结构后，还包括形成侧壁结构位于所述第一栅极结构和所述第二栅极结构的侧壁。
35、在本发明提供的半导体器件及其制备方法中，衬底包括第一区和第二区，第一栅极结构位于衬底的第一区上，第二栅极结构位于衬底的第二区上；其中，第一栅极结构和第二栅极结构均包括由下至上依次堆叠的界面层、高介电常数介质层、功函数层、掺杂半导体层、导电层和绝缘盖层，第一栅极结构的高介电常数介质层中包含稀土金属元素和卤素元素。本发明中通过设置第一栅极结构的高介电常数介质层中包含稀土金属元素和卤素元素，从而更好的调节第一栅极结构的功函数层，提高半导体器件的电性能。
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述稀土金属元素为la，所述卤素元素为f，所述高介电常数介质层中还包含hf。
3.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述稀土金属元素的浓度峰值位置相较于所述卤素元素的浓度峰值位置更靠近所述功函数层。
4.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述卤素元素的浓度峰值位置相较于所述稀土金属元素的浓度峰值位置更靠近所述高介电常数介质层中hf的浓度峰值位置。
5.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述稀土金属元素在所述高介电常数介质层的上半部分的平均浓度大于在所述高介电常数介质层的下半部分的平均浓度。
6.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述卤素元素在所述高介电常数介质层的上半部分的平均浓度与在所述高介电常数介质层的下半部分的平均浓度相同或具有差值，所述差值为所述卤素元素在所述高介电常数介质层整层的平均浓度的10%以内。
7.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述卤素元素的浓度大于所述稀土金属元素的浓度。
8.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括沟道应变层，位于所述衬底的第二区和所述第二栅极结构之间。
9.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括侧壁结构，位于所述第一栅极结构和所述第二栅极结构的侧壁。
10.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述导电层的材质包括ti、tin、wsi2和w中的至少一种。
11.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：
12.如权利要求11所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述衬底的第二区和所述第二栅极结构之间还形成有沟道应变层。
13.如权利要求11所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，形成所述高介电常数介质层的步骤包括：
14.如权利要求13所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在去除所述光阻层后，利用dhf溶液对所述第一区上的稀土金属元素材料层以及所述第二区上的高介电常数介质层进行钝化处理。
15.如权利要求13所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在对所述衬底的第一区上的稀土金属元素材料层进行热处理后，去除剩余的所述稀土金属元素材料层，以及依次沉积所述功函数层、所述掺杂半导体层、所述导电层和所述绝缘盖层。
16.如权利要求11所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述稀土金属元素为la，所述卤素元素为f，所述高介电常数介质层中还包含hf。
17.如权利要求11所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述稀土金属元素的浓度峰值位置相较于所述卤素元素的浓度峰值位置更靠近所述功函数层。
18.如权利要求16所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述卤素元素的浓度峰值位置相较于所述稀土金属元素的浓度峰值位置更靠近所述高介电常数介质层中hf的浓度峰值位置。
19.如权利要求11所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述稀土金属元素在所述高介电常数介质层的上半部分的平均浓度大于在所述高介电常数介质层的下半部分的平均浓度。
20.如权利要求11所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述卤素元素在所述高介电常数介质层的上半部分的平均浓度与在所述高介电常数介质层的下半部分的平均浓度相同或具有差值，所述差值为所述卤素元素在所述高介电常数介质层整层的平均浓度的10%以内。
21.如权利要求11所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述卤素元素的浓度大于所述稀土金属元素的浓度。
22.如权利要求11所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在形成所述第一栅极结构和所述第二栅极结构后，还包括形成侧壁结构位于所述第一栅极结构和所述第二栅极结构的侧壁。