层214在下掩埋部分208之上填充沟槽205的部分。第二阻挡层213被设置在第二低电阻率层214和第一低电阻率层211之间。此外，第二阻挡层213的部分可以延伸以被设置在第二低电阻率层214和栅电介质层206之间。第二阻挡层213和第二低电阻率层214的顶表面可以是彼此齐平。
[0036]覆盖层215在上掩埋部分212之上填充沟槽205。覆盖层215保护掩埋栅电极207。覆盖层215包括电介质层。覆盖层215可以包括氮化硅。
[0037]在下文中，详细地描述掩埋栅电极207。
[0038]第一阻挡层209和第二阻挡层213由具有不同功函数的材料形成。第一阻挡层209具有比第二阻挡层213更大的功函数。第一阻挡层209包括高功函数材料。第二阻挡层213包括低功函数材料。高功函数材料的功函数值比娃的中间能隙功函数(mid-gap workfunct1n)值更大。低功函数材料是具有比娃的中间能隙功函数更低的功函数的材料。具体而言，高功函数材料可以具有大约4.5eV更高的功函数值，而低功函数材料可以具有比大约4.5eV更低的功函数值。
[0039]第一阻挡层209和第二阻挡层213包括不同功函数的含金属材料。第一阻挡层209可以包括高功函数的含金属材料，并且第二阻挡层213可以包括低功函数的含金属材料。第一阻挡层209可以包括金属氮化物，而第二阻挡层213可以包括金属、金属化合物或金属碳化物。第一阻挡层209可以包括功函数调整材料。功函数调整材料可以包括铝(A1)。因此，第一阻挡层209可以包括含铝的金属氮化物。含铝的金属氮化物具有比不含铝的金属氮化物更高的功函数。在一个实施例中，第一阻挡层209可以包括含铝的氮化钛。含铝的氮化钛可以被称为氮化钛铝(TiAIN)或掺杂铝的氮化钛(Al-doped TiN)。掺杂铝的氮化钛(Al-doped TiN)可以通过沉积氮化钛(TiN)并且通过铝注入工艺来掺杂铝而形成。氮化钛铝(TiAIN)可以通过在氮化钛(TiN)被沉积以原位掺杂铝(即在同一工艺中)的沉积工艺期间加入含铝的源材料而形成。举一个实例，当氮化钛(TiN)通过化学气相沉积(CVD)工艺被沉积时，同时施加钛源材料、含氮材料以及铝源材料。
[0040]第一阻挡层209调整阈值电压Vt。例如，第一阻挡层209的高功函数增加阈值电压Vt。因而，沟道杂质剂量可以保持在低的水平。结果，泄漏电流和刷新特性被改善。
[0041]第二阻挡层213具有低功函数。第二阻挡层213可以包括无氟钨(FFW)。使用不包括氟(F)的钨(W)源材料来形成无氟钨。结果，阻止了第一低电阻率层211被氟攻击。此夕卜，无氟钨防止第二低电阻率层214被扩散。此外，由于无氟钨具有比氮化钛(TiN)和氮化钨(WN)更低的电阻率，所以其优点在于使得掩埋栅电极207具有低的电阻。根据另一个实施例，第二阻挡层213可以包括无氟碳化钨(FFWC)，并且功函数可以通过调节碳含量来控制。根据另一个实施例，第二阻挡层213可以包括含钛材料，诸如钛铝(TiAl)、碳化钛(TiC)和碳化钛铝(TiAlC)。碳化钛铝(TiAlC)可以包括掺杂有铝的碳化钛(TiC)。
[0042]第二阻挡层213可以具有与第一杂质区216和第二杂质区217重叠的部分。由于第二阻挡层213具有低功函数，所以可以防止由于第二阻挡层213而在第一杂质区216和第二杂质区217之间发生栅致漏极泄漏(GIDL)。此外，第一阻挡层209不与第一杂质区216和第二杂质区217重叠。
[0043]第一低电阻率层211包括具有比第一阻挡层209的电阻率更低的电阻率的材料。第二低电阻率层214包括具有比第二阻挡层213的电阻率更低的电阻率的材料。第一低电阻率层211和第二低电阻率层214可以由相同的材料形成。第一低电阻率层211和第二低电阻率层214减少掩埋栅电极207的电阻。第一低电阻率层211和第二低电阻率层214包括低电阻率的含金属材料。第一低电阻率层211和第二低电阻率层214可以包括钨。
[0044]阻挡增强层210可以防止在第一阻挡层209和第一低电阻率层211之间的扩散。阻挡增强层210包括含金属的材料。阻挡增强层210可以包括金属氮化物。在另一个实施例中，阻挡增强层210可以包括氮化钛(TiN)。
[0045]如上所述，下掩埋部分208可以具有氮化钛铝/氮化钛/钨(TiAlN/TiN/W)的层叠结构，并且上掩埋部分212可以具有无氟钨/钨(FFW/W)的层叠结构。
[0046]晶体管200的沟道可以沿着第一杂质区216和第二杂质区217之间的沟槽205来限定。掩埋栅电极207可以是双功函数掩埋栅电极，如图2A所示。双功函数掩埋栅电极包括具有高功函数的第一阻挡层209和具有低功函数的第二阻挡层213。
[0047]图3A和图3B是图示根据第二实施例的晶体管的截面图。图3A是图示沿着图1中的线A-A’截取的第二实施例的晶体管的截面图。图3B是说明沿着图1中的线B-B’截取的第二实施例的晶体管200的截面图。第二实施例的晶体管200F的一些结构可以是与在第一实施例中出现的晶体管200的结构相同。在本文中将省略相同的结构的描述。
[0048]参见图3A和图3B，沟槽205包括第一沟槽205AF和第二沟槽205BF。第一沟槽205AF形成在有源区204中。第二沟槽205BF形成在隔离层202中。第一沟槽205AF和第二沟槽205BF可以连续地形成。在沟槽205中，第一沟槽205AF的底表面和第二沟槽205BF的底表面可被定位在不同的水平处。例如，第一沟槽205AF的底面可以被定位在比第二沟槽205BF的底表面更高的水平处。第一沟槽205AF的底表面和第二沟槽205BF的底表面之间的高度差通过隔离层202的凹陷来产生。因此，第二沟槽205BF包括具有比第一沟槽205AF更低的底表面的凹陷区R。凹陷的隔离层202通过附图标记202F来表示。
[0049]第一沟槽205AF的底部与第二沟槽205BF的底部之间的阶梯形成了有源区204中的鳍型区204F。简言之，有源区204包括鳍型区204F。
[0050]如上所述，鳍型区204F形成在第一沟槽205AF之下，并且鳍型区204F的侧壁通过凹陷区R暴露出。鳍型区204F是形成有沟道的部分。鳍型区204F被称作为鞍形鳍。鳍型区204F可以增加沟道的宽度并且改善电气特性。除了鳍型区204F之外，有源区204的下部不通过凹陷的隔离层202F暴露出。
[0051]栅电介质层206形成在鳍型区204F的侧壁上和鳍型区204F的上表面之上。下掩埋部分208覆盖了鳍型区204F的所有的侧壁和上部。下掩埋部分208形成在沟槽205中以填充凹陷区R。下掩埋部分208在隔离层202中的截面面积比在有源区204中的截面面积更宽。上掩埋部分212不被设置在鳍型区204F的侧壁的周围。鳍型区204F受第一阻挡层209的高功函数的影响。
[0052]根据第二实施例的晶体管200F被称作为掩埋栅型鳍沟道晶体管。
[0053]根据第一实施例和第二实施例，保证了充足的阈值电压特性，同时通过施加高功函数的第一阻挡层209至掩埋栅电极207的下掩埋部分208来控制在低水平处的沟道中的掺杂浓度。在本文中，当含铝的氮化钛用作第一阻挡层209时，基于氮化钛和栅电介质层206之间的铝来形成偶极。利用偶极，由于间隙氧所引起的能带的变化而获得高功函数的特性。
[0054]此外，通过施加低功函数的第二阻挡层213至掩埋栅电极207的上掩埋部分212来获得良好的栅致漏极泄漏(GIDL)特性，同时将第一杂质区216和第二杂质区217的掺杂浓度保持在低水平。在本文中，基于钨或者基于钛的低功函数材料用作第二阻挡层213。以这种方式，由于第二阻挡层213的低电阻率，而获得了高速操作特性。
[0055]此外，通过阻挡增强层210来防止在第一阻挡层209和第一低电阻率层211之间的反应。结果，抑制了第一阻挡层209的功函数的变化。
[0056]根据一个实施例的掩埋栅电极207是由金属材料形成的金属掩埋栅电极。因此，掩埋栅电极207具有低的电阻。
[0057]作为比较性实例，N型多晶硅可以用作低功函数层，以及P型多晶硅可以用作高功函数层。然而，多晶硅增加了掩埋栅电极的电阻。
[0058]此后描述的是用于制造根据第一实施例的晶体管的方法。图4A至图4G示例性地图示了用于制造根据第一实施例的晶体管的方法。图4A至图4G是沿着图1中的线A-A’截取的晶体管的截面图。
[0059]参见图4A，在衬底11中形成隔离层12。隔离层12限定了有源区14。可以通过浅沟槽隔离(shallow trench isolat1n, STI)工艺来形成隔离层12。可以通过刻蚀衬底11来形成隔离沟槽13。用电介质材料来填充隔离沟槽13，并且结果，形成了隔离层12。隔离层12可以包括顺序形成的壁氧化物、内衬和间隙填充电介质材料。可以通过层叠氮化硅和氧化硅来形成内衬层叠图案。氮化硅可以包括Si3N4，并且氧化硅可以包括Si02。间隙填充电介质材料可以包括旋涂电介质(S0D)材料。根据另一个实施例，氮化硅可以用作隔离层12中的间隙填充电介质材料。
[0060]在衬底11中形成沟槽15。沟槽15中的每个可以被形成为与有源区14和隔离层12交叉的线形状。可以通过如下来形成沟槽15:在衬底11上形成掩模图案(未示出)，使用掩模图案(未示出)作为刻蚀掩模，以及执行刻蚀工艺。沟槽15可以被形成为比隔离槽13更浅。
[0061]在沟槽15的表面上形成栅电介质层16。可以通过热氧化工艺来形成栅电介质层
16。根据另一个实施例，可以通过化学气相沉积(CVD)工艺或原子层沉积(ALD)工艺来形成栅电介质层16。栅电介质层16可以包括:高电介质材料、氧化物、氮化物、氮氧化物或它们的组合。高电介质材料可以是具有相对于氧化物或氮化物的介电常数更高的介电常数的电介质材料。例如，高电介质材料可以包括金属氧化物，诸如氧化铪和氧化铝。
[0062]参见图4B，在栅电介质层16之上形成初步第一阻挡层17A。初步第一阻挡层17A可以是沿着栅电介质层16的表面的轮廓形成的内衬图案。初步第一阻挡层17A具有比硅的中间能隙功函数(大约4.5eV)更高的功函数。初步第一阻挡层17A可以被称作为高功函数层。初步第一阻挡层17A可以包括含铝的氮化钛。含铝的氮化钛可以被称作为氮化钛铝(TiA