[發明專利]具有包括晶態合金的金屬接觸部的半導體器件

在審

• 申請號: 201780094562.9
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN111095564A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: S·馬尼帕特魯尼;D·E·尼科諾夫;U·E·阿維奇;C·J·維甘德;A·喬杜里;J·S·沙瓦拉;I·A·揚
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/66
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉炳勝

1.一種非平面半導體器件，包括：

三維溝道區；

柵電極，所述柵電極至少處于所述三維溝道區上方，所述柵電極包括含有過渡金屬的第一晶態合金；以及

柵極電介質，所述柵極電介質處于所述柵電極和所述三維溝道區之間。

2.根據權利要求1所述的非平面半導體器件，還包括與所述溝道區相鄰的源極區、處于所述源極區上的源極接觸部、與所述溝道區相鄰的漏極區以及處于所述漏極區上的漏極接觸部。

3.根據權利要求1所述的非平面半導體器件，其中，所述三維溝道區包括硅(Si)或者III-V族半導體材料之一。

4.根據權利要求1所述的非平面半導體器件，其中，所述第一晶態合金的功函數與所述三維溝道區的功函數對齊，使得所述非平面半導體器件的閾值電壓處于0.2V和0.7V之間的范圍內。

5.根據權利要求1所述的非平面半導體器件，其中，所述第一晶態合金包括鈷-鐵-鋁-硅合金(Co₂FeSi、Co₂FeAl_xSi_1-x，0≤x≤l)、鈷-錳-硅合金(Co₂MnSi)、鈷-鐵-硅-鍺合金(Co₂FeSiGe)、鈷-鉻-鐵-鋁合金(Co₂CrFeAl、Co₂Cr_0.5Fe_0.5Al)、鈷-鐵-鍺-鎵合金(Co₂FeGeGa)、錳-鎵合金(Mn₃Ga)、錳-鍺合金(Mn₃Ge)、錳-鍺-鎵合金(Mn₃GeGa)或者鐵-錳-硅合金(Fe_3-xMn_xSi，0≤x≤1.5)的至少其中之一。

6.根據權利要求1所述的非平面半導體器件，其中，所述第一晶態合金包括M-錳-鍺合金(M₂MnGe)、M-錳-鎵合金(M₂MnGa)、M-錳-鋁合金(M₂MnAl)、M-錳-銻合金(MMnSb)或M-錳-銦合金(M₂MnIn)的至少其中之一，其中，M是鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、銠(Rh)、鈀(Pd)或鉑(Pt)之一。

7.根據權利要求1-6中的任一項所述的非平面半導體器件，還包括直接處于所述柵極電介質和所述柵電極之間的第一層，所述第一層包括氧化鎂(MgO)、氧化鋁鎂(MgAlO)、鈦酸鍶(SrTiO₃)、氧化鋁(A1₂O₃)、氧化鈧鏑(DyScO₃)、氧化鈧鈮(NbScO₃)或鈦酸鍶鈮(NbSrTiO₃)的至少其中之一。

8.根據權利要求7所述的非平面半導體器件，其中，所述第一層與所述第一晶態合金晶格匹配。

9.根據權利要求8所述的非平面半導體器件，其中，所述第一層具有第一晶格參數，并且所述第一晶態合金具有處于所述第一晶格參數的+/-2％內的第二晶格參數。

10.根據權利要求8所述的非平面半導體器件，其中，所述第一層具有第一晶格參數，并且所述第一晶態合金具有處于所述第一晶格參數的容差內的第二晶格參數，使得存在跨越所述第一層和所述第一晶態合金之間的整個界面的晶格連續性。

11.一種形成非平面半導體器件的方法，所述方法包括：

形成三維溝道區；

至少在所述三維溝道區上方形成柵電極，所述柵電極包括含有過渡金屬的第一晶態合金；以及

在所述柵電極和所述三維溝道區之間形成柵極電介質。