[发明专利]具有包括晶态合金的金属接触部的半导体器件

权利要求书

1.一种非平面半导体器件，包括：

三维沟道区；

栅电极，所述栅电极至少处于所述三维沟道区上方，所述栅电极包括含有过渡金属的第一晶态合金；以及

栅极电介质，所述栅极电介质处于所述栅电极和所述三维沟道区之间。

2.根据权利要求1所述的非平面半导体器件，还包括与所述沟道区相邻的源极区、处于所述源极区上的源极接触部、与所述沟道区相邻的漏极区以及处于所述漏极区上的漏极接触部。

3.根据权利要求1所述的非平面半导体器件，其中，所述三维沟道区包括硅(Si)或者III-V族半导体材料之一。

4.根据权利要求1所述的非平面半导体器件，其中，所述第一晶态合金的功函数与所述三维沟道区的功函数对齐，使得所述非平面半导体器件的阈值电压处于0.2V和0.7V之间的范围内。

5.根据权利要求1所述的非平面半导体器件，其中，所述第一晶态合金包括钴-铁-铝-硅合金(Co₂FeSi、Co₂FeAl_xSi_1-x，0≤x≤l)、钴-锰-硅合金(Co₂MnSi)、钴-铁-硅-锗合金(Co₂FeSiGe)、钴-铬-铁-铝合金(Co₂CrFeAl、Co₂Cr_0.5Fe_0.5Al)、钴-铁-锗-镓合金(Co₂FeGeGa)、锰-镓合金(Mn₃Ga)、锰-锗合金(Mn₃Ge)、锰-锗-镓合金(Mn₃GeGa)或者铁-锰-硅合金(Fe_3-xMn_xSi，0≤x≤1.5)的至少其中之一。

6.根据权利要求1所述的非平面半导体器件，其中，所述第一晶态合金包括M-锰-锗合金(M₂MnGe)、M-锰-镓合金(M₂MnGa)、M-锰-铝合金(M₂MnAl)、M-锰-锑合金(MMnSb)或M-锰-铟合金(M₂MnIn)的至少其中之一，其中，M是钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、铑(Rh)、钯(Pd)或铂(Pt)之一。

7.根据权利要求1-6中的任一项所述的非平面半导体器件，还包括直接处于所述栅极电介质和所述栅电极之间的第一层，所述第一层包括氧化镁(MgO)、氧化铝镁(MgAlO)、钛酸锶(SrTiO₃)、氧化铝(A1₂O₃)、氧化钪镝(DyScO₃)、氧化钪铌(NbScO₃)或钛酸锶铌(NbSrTiO₃)的至少其中之一。

8.根据权利要求7所述的非平面半导体器件，其中，所述第一层与所述第一晶态合金晶格匹配。

9.根据权利要求8所述的非平面半导体器件，其中，所述第一层具有第一晶格参数，并且所述第一晶态合金具有处于所述第一晶格参数的+/-2％内的第二晶格参数。

10.根据权利要求8所述的非平面半导体器件，其中，所述第一层具有第一晶格参数，并且所述第一晶态合金具有处于所述第一晶格参数的容差内的第二晶格参数，使得存在跨越所述第一层和所述第一晶态合金之间的整个界面的晶格连续性。

11.一种形成非平面半导体器件的方法，所述方法包括：

形成三维沟道区；

至少在所述三维沟道区上方形成栅电极，所述栅电极包括含有过渡金属的第一晶态合金；以及

在所述栅电极和所述三维沟道区之间形成栅极电介质。