[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310049984.8
• 申請日: 2013-02-08
• 公開（公告）號: CN103258823A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: H·杰加納森;V·K·帕魯許里
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號: H01L27/092
• 分類號: H01L27/092;H01L29/49;H01L21/8238;H01L21/28
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 于靜;張亞非

1.一種包括至少兩個場效應(yīng)晶體管的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括：

第一場效應(yīng)晶體管，其包括第一柵極電介質(zhì)和第一柵極電極，其中，所述第一柵極電極包括與所述第一柵極電介質(zhì)接觸的導(dǎo)電鉭合金層；以及

第二場效應(yīng)晶體管，其包括第二柵極電介質(zhì)和第二柵極電極，其中，所述第二柵極電極包括與所述第二柵極電介質(zhì)接觸的金屬氮化物層。

2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述第一柵極電極包括與所述金屬氮化物層和所述導(dǎo)電鉭合金層中的一者接觸的第一導(dǎo)電材料部分。

3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述第一柵極電極具有第一功函數(shù)，且所述第二柵極電極具有第二功函數(shù)，所述第一功函數(shù)比硅的中間帶隙能級更靠近硅的導(dǎo)帶，所述第二功函數(shù)比所述硅的中間帶隙能級更靠近硅的價帶。

4.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述第二柵極電極包括第二導(dǎo)電材料部分，所述第二導(dǎo)電材料部分接觸所述金屬氮化物層和所述導(dǎo)電鉭合金層中的另一者并具有與所述第一導(dǎo)電材料部分相同的組成。

5.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述第二柵極電極包括所述導(dǎo)電鉭合金層，且所述第一柵極電極包括具有與所述導(dǎo)電鉭合金層相同的組成和厚度的另一導(dǎo)電鉭合金層，其中，所述另一導(dǎo)電鉭合金層與所述金屬氮化物層以及所述第一導(dǎo)電材料部分接觸，且所述導(dǎo)電鉭合金層與第二導(dǎo)電材料部分接觸，所述第二導(dǎo)電材料部分具有與所述第一導(dǎo)電材料部分相同的組成。

6.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述第二柵極電極包括所述金屬氮化物層，且所述第一柵極電極包括具有與所述金屬氮化物層相同的組成和厚度的另一金屬氮化物層，其中，所述另一金屬氮化物層與所述導(dǎo)電鉭合金層以及所述第一導(dǎo)電材料部分接觸，且所述導(dǎo)電鉭合金層與第二導(dǎo)電材料部分接觸，所述第二導(dǎo)電材料部分具有與所述第一導(dǎo)電材料部分相同的組成。

7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述導(dǎo)電鉭合金層包括選自鉭和鋁的合金、鉭和碳的合金、以及鉭、鋁和碳的合金的材料。

8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述導(dǎo)電鉭合金層包括鉭和鋁的合金，其中，在所述鉭和鋁的合金中，鉭的原子百分比為從10%到99%，且鋁的原子百分比為從1%到90%。

9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述導(dǎo)電鉭合金層包括鉭和碳的合金，其中，在所述鉭和碳的合金中，鉭的原子百分比為從20%到80%，且碳的原子百分比為從20%到80%。

10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述導(dǎo)電鉭合金層包括鉭、鋁和碳的合金，其中，在所述鉭、鋁和碳的合金中，鉭的原子百分比為從15%到80%，鋁的原子百分比為從1%到60%，且碳的原子百分比為從15%到80%。

11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述第一和第二導(dǎo)電材料部分包括W和Al中的至少一種。

12.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述第一柵極電介質(zhì)包括第一U形柵極電介質(zhì)部分，所述第一U形柵極電介質(zhì)部分包括第一柵極電介質(zhì)垂直部分和第一柵極電介質(zhì)水平部分，所述第二柵極電介質(zhì)包括第二U形柵極電介質(zhì)部分，所述第二U形柵極電介質(zhì)部分包括第二柵極電介質(zhì)垂直部分和第二柵極電介質(zhì)水平部分。

13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述第一和第二柵極電介質(zhì)包括具有大于3.9的介電常數(shù)的電介質(zhì)材料。

14.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述第一和第二場效應(yīng)晶體管中的每一者是平面場效應(yīng)晶體管，其具有位于半導(dǎo)體襯底的最頂表面之下的溝道。

15.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述第一和第二場效應(yīng)晶體管中的每一者是鰭場效應(yīng)晶體管，其具有直接位于半導(dǎo)體鰭的側(cè)壁部分上的溝道對。