使用金属/金属氮化物双层结构作为自对准强按比例缩放CMOS器件中的栅电极制造技术

技术编号:3233616 阅读:243 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及CMOS结构,其包括位于半导体衬底一个区域上的至少一个nMOS器件;以及位于半导体衬底另一个区域上的至少一个pMOS器件。根据本发明专利技术,至少一个nMOS器件包括含有栅电介质的栅叠层、具有小于4.2eV的功函数的低功函数元素金属、原位金属性罩层和多晶硅封装层;至少一个pMOS器件包括含有栅电介质的栅叠层、具有大于4.9eV的功函数的高功函数元素金属、金属性罩层和多晶硅封装层。本发明专利技术还提供制造这种CMOS结构的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
提出的一种改善亚微米晶体管性能的方法是使用金属栅 取代传统的多晶硅栅。虽然使用金属或金属合金栅电极取代传统的多 晶硅栅消除了多晶硅耗尽效应,但是使用这样的金属栅依然有一些问 题。所遇到的一个问题就是来自金属栅的栽流子可能扩散进入下方的 栅电介质材料中,这会引起器件短路。[0004使用金属栅所遇到的另 一个问题就是功函数失配,其中金 属栅p沟道晶体管和金属栅n沟道晶体管的功函数无法匹配多晶硅栅 的p沟道和n沟道晶体管的功函数。众所周知,在CMOS器件中, 大体上有两种不同类型的栅电极,n沟道栅电极和p沟道栅电极,其能级)。对于n沟道和p沟道电极而言,其功函数值一般分别大约为 4.1和5.2电子伏特(eV ),并且该值通常通过将多晶硅掺杂使其为n 型或p型来形成。附图说明图1A中所示结构的半导体衬底10包含任意的半导体材 料,包括但不限于Si、 Ge、 SiGe、 SiC、 SiGeC、 Ge、 GaAs、 GaN、 InAs、 InP和所有其它的第IH/V族或11/VI族的化合物半导体。半导 体衬底10也可以包括有机半导体或分层的半导体诸如Si/SiGe、绝缘 体上硅(SOI)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种互补金属氧化物半导体(CMOS)结构,包括: 半导体衬底; 位于所述半导体衬底的一个区域上的至少一个nMOS器件;以及 位于所述半导体衬底的另一个区域上的至少一个pMOS器件, 其中,所述至少一个nMOS器件包括 至少含有具有小于4.2eV的功函数的低功函数元素金属的栅叠层和原位金属性罩层;所述至少一个pMOS器件包括至少含有具有大于4.9eV的功函数的高功函数元素金属的栅叠层和金属性罩层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:艾德华A卡蒂尔马修W库贝尔布鲁斯B多里斯拉加劳亚米金永锡巴里P林德尔维加伊纳拉亚南瓦姆西K帕鲁丘里凯斯洸汉黄
申请(专利权)人:国际商业机器公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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