[發明專利]阻擋層的選擇性實施以實現在具有高k電介質的CMOS器件制造中的閾值電壓控制

有效

• 申請號: 200580016189.2
• 申請日: 2005-03-30
• 公開（公告）號: CN101427386A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: N·A·小博亞爾祖克;C·小卡布拉爾;E·A·卡蒂爾;M·W·庫珀;M·M·弗蘭克;E·P·古塞夫;S·古哈;R·詹米;V·納拉亞南;V·K·帕魯許里
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L31/113
• 分類號: H01L31/113
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 于 靜;李 崢

1.一種互補金屬氧化物半導體結構，包括：

半導體襯底，具有第一器件區和第二器件區；

所述第一器件區包括至少一個第一柵極疊層，所述至少一個第一柵極疊層包括第一高k柵極電介質和第一柵極導體，

所述第二器件區包括至少一個第二柵極疊層，所述至少一個第二柵極疊層包括第二高k柵極電介質、在所述高k柵極電介質頂上的絕緣中間層以及在所述絕緣中間層頂上的第二柵極導體，其中所述絕緣中間層能夠穩定所述第二器件區的閾值電壓和平帶電壓，而不使所述第一器件區的閾值電壓和平帶電壓移動。

2.根據權利要求1的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述第一器件區包括nFET器件，且所述第二器件區包括pFET器件。

3.根據權利要求1的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述半導體襯底包括Si、Ge、SiGe、SiC、SiGeC、Ga、GaAs、InAs、InP、其它III/V或II/VI化合物半導體、有機半導體或多層半導體。

4.根據權利要求1的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述半導體襯底包括Si、SiGe、絕緣體上硅或絕緣體上硅鍺。

5.根據權利要求1的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述第一器件區還包括鄰近所述至少一個第一柵極疊層的所述襯底的n型摻雜源極/漏極部分，且所述第二器件區還包括鄰近所述至少一個第二柵極疊層的所述襯底的p型摻雜的源極/漏極部分。

6.根據權利要求1的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述第一高k柵極電介質和所述第二高k柵極電介質包括相同的材料。

7.根據權利要求1的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述第一高k柵極電介質和所述第二高k柵極電介質包括不同的材料。

8.根據權利要求1的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述第一高k柵極電介質和所述第二高k柵極電介質包括氧化物、氮化物、氧氮化物或硅酸鹽。

9.根據權利要求1的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述第一高k柵極電介質和所述第二高k柵極電介質包括HfO₂、ZrO₂、Al₂O₃、TiO₂、La₂O₃、SrTiO₃、LaAlO₃、Y₂O₃、SiO₂、氮化SiO₂或硅酸鹽、它們的氮化物或氮化硅酸鹽。

10.根據權利要求1的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述絕緣中間層包括絕緣金屬氮化物。

11.根據權利要求10的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述絕緣金屬氮化物還包括氧。

12.根據權利要求1的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述絕緣中間層包括氮化鋁、氧氮化鋁、氮化硼、氧氮化硼、氮化鎵、氧氮化鎵、氮化銦、氧氮化銦或它們的結合。

13.根據權利要求1的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述絕緣中間層包括AlN或AlO_xN_y。

14.根據權利要求1的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述絕緣中間層具有1至25的厚度。

15.根據權利要求1的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述第一柵極導體和所述第二柵極導體包括相同的材料。

16.根據權利要求1的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述第一柵極導體和所述第二柵極導體包括不同的材料。

17.根據權利要求1的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述第一柵極導體和所述第二柵極導體包括Si、Ge、SiGe、SiGeC、W、Ir、Re、Ru、Ti、Ta、Hf、Mo、Nb、Ni、Al、金屬硅化物、金屬氮化物或它們的結合。

18.根據權利要求1的互補金屬氧化物半導體結構，其中所述第二柵極導體包括至少摻雜有硼的多晶硅，且所述第一柵極導體包括至少摻雜有磷的多晶硅。