[发明专利]包含通过沉积金属氧化物而形成的阈电压控制层的含氮场效应晶体管栅叠层

权利要求书

1.一种半导体结构，包括：

半导体衬底，该半导体衬底具有位于其中的源和漏扩散区域，所述源和漏扩散区域被器件沟道隔开；以及位于所述器件沟道上的栅叠层，所述栅叠层包括栅介质、V_t稳定层和栅电极，所述V_t稳定层位于所述栅介质和所述栅电极之间，其能够将所述结构的阈电压和平带电压稳定到目标值、并且包含氮化的金属氧化物或无氮的金属氧化物，其中，当所述V_t稳定层包含无氮的金属氧化物时，所述半导体衬底或所述栅介质中的至少一个含氮。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述栅介质包含至少一种无机绝缘材料。

3.根据权利要求1或2所述的半导体结构，其中，所述栅介质是高k材料，所述高k材料包括HfO₂、ZrO₂、Al₂O₃、TiO₂、La₂O₃、SrTiO₃、LaAlO₃、Y₂O₃、Ga₂O₃、GdGaO、硅酸盐、氮化物或氮化的硅酸盐、或者这些材料的混合物或由这些材料构成的多层。

4.一种半导体结构，包括：

半导体衬底，该半导体衬底具有第一器件区域和第二器件区域，所述第一器件区域包括至少一个第一栅叠层，该第一栅叠层包括第一栅介质和第一栅电极，所述第二器件区域包括至少一个第二栅叠层，该第二栅叠层包括第二栅介质、在该第二栅介质上的V_t稳定层、以及在该V_t稳定层上的第二栅极导体，其中，所述V_t稳定层包含氮化的金属氧化物或无氮的金属氧化物，其条件是，当所述V_t稳定层包含无氮的金属氧化物时，所述半导体衬底或所述第二栅介质中的至少一个含氮。

5.根据权利要求1或4所述的半导体结构，其中，所述半导体衬底包含Si、Ge、SiGe、SiC、SiGeC、Ga、GaAs、InAs、InP、其它IV/IV、III/V或II/VI化合物半导体、有机半导体或层状半导体。

6.根据权利要求1或4所述的半导体结构，其中，所述半导体衬底包含Si、SiGe、绝缘体上硅或绝缘体上硅锗。

7.根据权利要求4所述的半导体结构，其中，所述第一栅介质和第二栅介质包含无机绝缘材料。

8.根据权利要求4所述的半导体结构，其中，所述第一栅介质和第二栅介质包含HfO₂、ZrO₂、Al₂O₃、TiO₂、La₂O₃、SrTiO₃、LaAlO₃、Y₂O₃、Ga₂O₃、GdGaO、硅酸盐、氮化物或氮化的硅酸盐、或者这些材料的混合物或由这些材料构成的多层。

9.根据权利要求1或4所述的半导体结构，其中，所述V_t稳定层包含所述氮化的金属氧化物。

10.根据权利要求1或4所述的半导体结构，其中，所述V_t稳定层是所述无氮的金属氧化物，所述无氮的金属氧化物包括Al₂O₃、氧化硼(B_xO_y)、氧化镓(Ga_xO_y)或氧化铟(In_xO_y)。

11.根据权利要求1或4所述的半导体结构，其中，所述V_t稳定层的厚度为约至约

12.根据权利要求1或4所述的半导体结构，其中，所述栅电极包含含Si材料、金属或金属合金、金属硅化物、金属氮化物或其组合。

13.根据权利要求12所述的半导体结构，其中，所述栅电极是选自于多晶硅、SiGe或SiGeC中的含Si材料。