半导体器件和用于制造该半导体器件的方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体器件，包括：Ｐ沟道ＭＩＳ晶体管，包括Ｎ型半导体层、在Ｎ型半导体层上形成的并含有金属的碳化合物的第一栅绝缘层；和Ｎ沟道ＭＩＳ晶体管，包括Ｐ型半导体层、在Ｐ型半导体层上形成的第二栅绝缘层以及在第二栅绝缘层上形成的第二栅电极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件和用于制造该器件的方法。
技术介绍
在制造其中栅极长度是亚微米尺寸的下一代互补型金属氧化物半导体(CMOS)器件的情况下，有一种非常大的可能是在上一代中所用的硅不能直接用作构成该器件的MIS晶体管的栅电极。上述原因之一是由于硅的薄膜电阻是几十欧/高，如果硅用于栅电极，那么在器件工作期间所谓的RC延迟就不能再忽略。通常认为在栅极长度是亚微米尺寸的器件中，允许忽略RC延迟的栅电极薄膜电阻是5Ω/或更低。上述原因的另一个在于栅电极的耗尽。杂质(掺杂剂)相对于硅的溶解极限约为1×1020cm-3。因此，当栅电极由硅制成时，有限长度的耗尽层分布在栅电极中，从而导致在MIS晶体管的电流驱动力方面的变劣。具体而言，由于这种耗尽层具有串联连接到在栅电极和漏极之间的栅绝缘层的电容，因此MIS晶体管的栅电容基本形成为其中耗尽层的电容添加到栅绝缘层的电容的形状。例如，当转换到栅绝缘层的氧化硅的厚度时，这种所添加的电容约为0.3nm。今后在采用氧化硅时，MIS晶体管的栅绝缘层的厚度可能为1.5nm或更少。因此，耗尽层的电容为栅绝缘层的电容的20％或更高，不能再被忽略。作为解决该问本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：Ｐ沟道ＭＩＳ晶体管，包括Ｎ型半导体层、在所述Ｎ型半导体层上形成的第一栅绝缘层以及在第一栅绝缘层上形成的并包含金属的碳化合物的第一栅电极；和Ｎ沟道ＭＩＳ晶体管，包括Ｐ型半导体层、在所述Ｐ型半导体层上形成的第二栅绝缘层以及在第二栅绝缘层上形成的第二栅电极。

【技术特征摘要】
JP 2005-3-3 2005-0593961.一种半导体器件，包括P沟道MIS晶体管，包括N型半导体层、在所述N型半导体层上形成的第一栅绝缘层以及在第一栅绝缘层上形成的并包含金属的碳化合物的第一栅电极；和N沟道MIS晶体管，包括P型半导体层、在所述P型半导体层上形成的第二栅绝缘层以及在第二栅绝缘层上形成的第二栅电极。2.根据权利要求1的半导体器件，其中第二栅电极由选自Ti、Ta、Zr、Hf、V、Nb、Cr、Mo、W、La和Y的金属、或该金属的硼化物、硅化物或氮硅化物制成。3.根据权利要求1的半导体器件，其中第一栅绝缘层和第一栅电极均由这样的材料制成使该第一栅电极的功函数取适于P沟道MIS晶体管的值。4.根据权利要求1的半导体器件，其中第一和第二栅电极含有同一种金属。5.根据权利要求1的半导体器件，其中第一和第二栅电极均具有叠层结构，其最上层由Si和SiGe之一制成。6.根据权利要求1的半导体器件，其中该金属选自Ti、Ta、Zr、Hf、V、Nb、Cr、Mo、W、La和Y之一。7.根据权利要求1的半导体器件，其中第一栅绝缘层是选自SiO2、SiON、TiO2、HfO2、Ta2O3、ZrO2、HfSiO、ZrSiO、HfSiON、ZrSiON、HfON、ZrON、La2O3、LaSiO、LaAlO、LaHfO和TiAlO的一种。8.一种半导体器件，包括P沟道MIS晶体管，包括N型半导体层、在所述N型半导体层上形成的第一栅绝缘层以及在第一栅绝缘层上形成的第一栅电极，其中在第一栅绝缘层和第一栅电极之间的界面上有金属的碳化合物；和N沟道MIS晶体管，包括P型半导体层、在所述P型半导体层上形成的第二栅绝缘层以及在第二栅绝缘层上形成的第二栅电极。9.根据权利要求8的半导体器件，其中第一和第二栅电极均由选自Ti、Ta、Zr、Hf、V、Nb、Cr、Mo、W、La和Y的金属、或该金属的硼化物、硅化物或氮硅化物制成。10.根据权利要求8的半导体器件，其中第一和第二栅电极含有同一种金属。11.根据权利要求8的半导体器件，其中第一和第二栅电极由同一种材料制成。12.根据权利要求1的半导体器件，其中第一栅绝缘层、第一栅电极和金属的碳化合物均由这样的材料制成使得该第一栅电极的功函数取适于P沟道MIS晶体管的值。13.根据权利要求8的半导体器件，其中第一和第二栅电极均具有叠层结构，其最上层由Si和SiGe之一制成。14.根据权利要求8的半导体器件，其中该金属选自Ti、Ta、Zr、Hf、V、Nb、Cr、Mo、W、La和Y之一。15.根据权利要求8的半导体器件，其中第一栅绝缘层是选自SiO2、SiON、TiO2、HfO2、Ta2O3、ZrO2、HfSiO、ZrSiO、HfSiON、ZrSiON、HfON、ZrON、La2O3、LaSiO、LaAlO、LaHfO和TiAlO的一种。16.一种半导体器件，包括P沟道MIS晶体管，包括N型半导体层、在所述N型半导体层上形成的第一栅绝缘层以及在第一栅绝缘层上形成的第一栅电极，其中在与第一栅绝缘层和第一栅电极之间的界面不同的部分上有金属的碳化合物；和N沟道MIS晶体管，包括P型半导体层、在所述P型半导体层上形成的第二栅绝缘层以及在第二栅绝缘层上形成的第二栅电极。17.根据权利要求16的半导体器件，其中第一和第二栅电极均由选自Ti、Ta、Zr、Hf、V、Nb、Cr、Mo、W、La和Y的金属、或该金属的硼化物、硅化物或氮硅化物制成。18.根据权利要求16的半导体器件，其中第一和第二栅电极含有同一种金属。19.根据权利要求16的半导体器件，其中第一和第二栅电极由同一种材料制成。20.根据权利要求16的半导体器件，其中第一栅绝缘层、第一栅电极和金属的碳化合物均由这样的材料制成使该第一栅电极的功函数取适于P沟道MIS晶体管的值。21.根据权利要求16的半导体器件，其中形成第一栅电极使得金属碳化物部分的厚度比其它部分的厚度更薄，金属碳化物部分的厚度为3nm或更小。22.根据权利要求16的半导体器件，其中第一和第二栅电极均具有叠层结构，其最上层由Si和SiGe之一制成。23.根据权利要求16的半导体器件，其中该金属选自Ti、Ta、Zr、Hf、V、Nb、Cr、Mo、W、La和Y之一。24.根据权利要求16的半导体器件，其中第一栅绝缘层是选自SiO2、SiON、TiO2、HfO2、Ta2O3、ZrO2、HfSiO、ZrSiO、HfSiON、ZrSiON、HfON、ZrON、La2O3、LaSiO、LaAlO、LaHfO和TiAlO的一种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：小山正人，西山彰，土屋义规，市原玲华，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]