[发明专利]金属栅晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

位于衬底上的至少一个第一栅电介质层；

位于至少一个第一栅电介质层上的第一含过渡金属碳氧化物MC_xO_y层， 其中过渡金属M的原子百分比是40at.％或更高；

位于第一含过渡金属碳氧化物层上的第一栅；以及

位于衬底中并且邻近第一栅侧壁的至少一个第一掺杂区域。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中过渡金属M是从一组元素中 选择出来的，这组元素包括钪Sc，钇Y，锕Ac，铪Hf，钛Ti，锆Zr，钽Ta， 镧La，其他镧系和锕系元素。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中第一含过渡金属碳氧化物层 是含铪的碳氧化物层。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中第一含过渡金属碳氧化物层 和第一栅的电阻率是1000μΩ-cm。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中第一含过渡金属碳氧化物层 位于第一栅下面，并且其构成比R＝M/(C+O)在0.9至1.2之间。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中第一含过渡金属碳氧化物层 从底部沿着第一栅侧壁延伸，并且其构成比R＝M/(C+O)在0.9至1.6之间。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中第一栅是一个多晶硅栅。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，进一步包括：

位于衬底上的至少一个第二栅电介质层；

位于至少一个第二栅电介质层上的含p型金属的层；

位于含p型金属的层上的第二含过渡金属碳氧化物层，该第二含过渡金属 碳氧化物层中的过渡金属的原子百分比为40at.％或者更高；

位于第二含过渡金属碳氧化物层上的第二栅；以及

位于衬底中并且邻近第一栅侧壁的至少一个第二掺杂区域，其中第一栅是 n型晶体管的栅极而第二栅是p型晶体管的栅极。

9.一种互补金属氧化物半导体场效应晶体管，包括：

NMOS晶体管，包括：

至少一个第一栅电介质层，位于衬底的第一有源区上；

第一含过渡金属碳氧化物MC_xO_y层，位于第一栅电介质层上，其中过渡 金属M的原子百分比为40at.％或者更多以调节NMOS晶体管的功函数；

第一栅层，位于第一含过渡金属碳氧化物层上；以及

至少一个第一掺杂区域，位于衬底中并且邻近第一栅侧壁；以及

与所述NMOS晶体管耦合的PMOS晶体管，该PMOS晶体管包括：

至少一个第二栅电介质层，位于衬底的第二有源区上；

第二含过渡金属碳氧化物层，位于所述至少一个第二栅电介质层上；

第二栅层，位于第二含过渡金属碳氧化物层上；以及

至少一个第二掺杂区域，位于衬底中并且邻近第二栅。

10.根据权利要求9所述的互补金属氧化物半导体场效应晶体管，其中过 渡金属M是从一组元素中选择出来的，这组元素包括钪Sc，钇Y，锕Ac，铪 Hf，钛Ti，锆Zr，钽Ta，镧La，其他镧系和锕系元素。

11.根据权利要求9所述的互补金属氧化物半导体场效应晶体管，其中第 一含过渡金属碳氧化物层是含铪的碳氧化物层。

12.根据权利要求9所述的互补金属氧化物半导体场效应晶体管，其中第 一含过渡金属碳氧化物层和第一栅的电阻率是1000μΩ-cm。

13.根据权利要求9所述的互补金属氧化物半导体场效应晶体管，其中第 一含过渡金属碳氧化物层位于第一栅下面，并且其构成比R＝M/(C+O)在0.9 至1.2之间。