[发明专利]具有减少的寄生电容的高k/金属栅极MOSFET

权利要求书

1.一种半导体结构，包括：

至少一个金属氧化物半导体场效应晶体管(100)，其位于半导体衬底(12)的表面上，所述至少一个金属氧化物半导体场效应晶体管包括栅极叠层，所述栅极叠层从底部至顶部包括高k栅极介质(28)和含金属栅极导体(30)，所述含金属栅极导体(30)具有栅极拐角(31)，所述栅极拐角(31)位于所述含金属栅极导体(30)的基段处，其中所述含金属栅极导体具有垂直侧壁(102A、102B)，除了在所述栅极拐角处之外所述垂直侧壁缺少所述高k栅极介质(28)；

栅极介质(18)，其横向邻接存在于所述栅极拐角(31)处的所述高k栅极介质(28)；以及

栅极间隔物(36)，其横向邻接所述含金属栅极导体(30)，且位于所述栅极介质(18)及存在于所述栅极拐角(31)处的所述高k栅极介质两者的上表面上。

2.如权利要求1所述的半导体结构，还包含层间介质材料，其具有导电填充的接触过孔，所述接触过孔延伸至包括所述至少一个金属氧化物半导体场效应晶体管的源极区与漏极区的所述半导体衬底的表面。

3.如权利要求2所述的半导体结构，还包括间隔物衬里，所述间隔物衬里存在于所述栅极间隔物与所述层间介质材料之间、所述栅极间隔物与所述含金属栅极导体之间、以及所述栅极间隔物与所述栅极介质和存在于所述栅极拐角处的所述高k栅极介质两者的上表面之间。

4.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述栅极间隔物为低k介质材料，其具有小于4的介电常数。

5.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述栅极间隔物包括空隙，其存在于所述栅极间隔物的内部，所述空隙降低所述栅极间隔物的有效介电常数。

6.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述栅极介质具有第一高度， 存在于所述栅极拐角处的所述高k栅极介质具有第二高度，以及直接位于所述含金属栅极导体下方的所述高k栅极介质具有第三高度，其中所述第一高度基本上等于或大于所述第二高度，而所述第二高度大于所述第三高度。

7.如权利要求1所述的半导体结构，其中与直接位于所述含金属栅极导体下方的所述高k栅极介质相比，位于所述栅极拐角处的所述高k栅极介质具有增强的接合。

8.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述高k栅极介质包括下列其中一个：TiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、HfO₂、Ta₂O₅、La₂O₃、钙钛矿型氧化物、及TiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、HfO₂、Ta₂O₅、La₂O₃、钙钛矿型氧化物的硅酸盐或氮化物。

9.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述含金属栅极导体为导电金属、导电金属硅化物、及导电金属氮化物其中之一。

10.如权利要求9所述的半导体结构，其中所述导电金属包括导电金属合金。

11.一种半导体结构，包括：

至少一个金属氧化物半导体场效应晶体管(100)，其位于半导体衬底(12)的表面上，所述至少一个金属氧化物半导体场效应晶体管(100)包括栅极叠层，所述栅极叠层从底部至顶部包括高k栅极介质(28)和含金属栅极导体(30)，所述含金属栅极导体(30)具有栅极拐角(31)，所述栅极拐角(31)位于所述含金属栅极导体(30)的基段处，其中所述含金属栅极导体具有垂直侧壁(102A、102B)，除了在所述栅极拐角处之外所述垂直侧壁缺少所述高k栅极介质(28)，与直接位于所述含金属栅极导体(30)下方的所述高k栅极介质(28)相比，位于所述栅极拐角(31)处的所述高k栅极介质(28)具有增强的接合；

栅极介质(18)，其横向邻接存在于所述栅极拐角(31)处的所述高k栅极介质(28)；以及

栅极间隔物(36)，其横向邻接所述含金属栅极导体(30)，且位于 所述栅极介质(18)及存在于所述栅极拐角(31)处的所述高k栅极介质(28)两者的上表面上。