[发明专利]具有低电阻率碳合金的晶体管在审
| 申请号： | 201880034609.7 | 申请日： | 2018-05-18 |
| 公开（公告）号： | CN110663116A | 公开（公告）日： | 2020-01-07 |
| 发明（设计）人： | 陆叶;鲍军静;杨斌;戈立新;岳云 | 申请（专利权）人： | 高通股份有限公司 |
| 主分类号： | H01L29/49 | 分类号： | H01L29/49;H01L29/78;H01L29/66 |
| 代理公司： | 11256 北京市金杜律师事务所 | 代理人： | 张昊 |
| 地址： | 美国加利*** | 国省代码： | 美国;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 栅极堆叠 半导体结构 栅极介电层 填充材料 栅极金属 功函 互补金属氧化物半导体 介电填充材料 低电阻率 碳合金 晶体管 | ||
1.一种互补金属氧化物半导体CMOS晶体管，包括：
第一半导体结构；
栅极堆叠，位于所述第一半导体结构上，包括：
栅极介电层，位于所述第一半导体结构上，
功函材料，位于所述栅极介电层上，和
栅极金属填充材料，包括低电阻率碳合金，位于所述栅极堆叠的所述功函材料上；以及
介电填充材料，位于所述栅极堆叠上。
2.根据权利要求1所述的CMOS晶体管，还包括第二半导体结构，所述第二半导体结构与所述第一半导体结构直接相邻且包括位于所述第二半导体结构上的所述栅极堆叠和位于所述栅极堆叠的所述栅极介电层上的所述功函材料，并且所述介电填充材料直接位于所述第一半导体结构和所述第二半导体结构之间。
3.根据权利要求2所述的CMOS晶体管，还包括：支撑所述第一半导体结构和所述第二半导体结构的半导体衬底，其中所述栅极堆叠在所述第一半导体结构和所述第二半导体结构之间位于所述半导体衬底的表面上。
4.根据权利要求2所述的CMOS晶体管，其中所述第二半导体结构包括第二鳍。
5.根据权利要求1所述的CMOS晶体管，其中所述低电阻率碳合金包括单层石墨烯或多层石墨烯。
6.根据权利要求1所述的CMOS晶体管，其中所述低电阻率碳合金的厚度为0.3nm至30nm。
7.根据权利要求1所述的CMOS晶体管，其中所述功函材料包括：
第一TiN层，位于所述栅极介电层上；
TaN层，位于所述第一TiN层上；
TiAlC层，位于所述TaN层上；以及
第二TiN层，位于所述TiAlC层上。
8.根据权利要求1所述的CMOS晶体管，其中所述栅极介电层包括高k栅极介电质。
9.根据权利要求1所述的CMOS晶体管，其中所述第一半导体结构包括第一鳍。
10.根据权利要求1所述的CMOS晶体管，其中所述CMOS晶体管包括平面晶体管结构或者栅极全包围(GAA)晶体管结构。
11.根据权利要求1所述的CMOS晶体管，集成到移动电话、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、计算机、手持个人通信系统(PCS)单元、便携式数据单元和/或固定位置数据单元中。
12.一种互补金属氧化物半导体CMOS晶体管，包括：
第一半导体结构；
栅极堆叠，位于所述第一半导体结构上，包括：
栅极介电层，位于所述第一半导体结构上，
功函材料，位于所述栅极介电层上，和
栅极金属填充材料，包括低电阻率碳合金，位于所述栅极堆叠的所述功函材料上；以及
在所述栅极堆叠上的用于绝缘的装置。
13.根据权利要求12所述的CMOS晶体管，还包括第二半导体结构，所述第二半导体结构与所述第一半导体结构直接相邻且包括位于所述第二半导体结构上的所述栅极堆叠和位于所述栅极堆叠的所述栅极介电层上的所述功函材料，并且用于绝缘的所述装置直接位于所述第一半导体结构和所述第二半导体结构之间。
14.根据权利要求13所述的CMOS晶体管，还包括：支撑所述第一半导体结构和所述第二半导体结构的半导体衬底，其中所述栅极堆叠在所述第一半导体结构和所述第二半导体结构之间位于所述半导体衬底的表面上。
15.根据权利要求12所述的CMOS晶体管，其中所述低电阻率碳合金包括单层石墨烯或多层石墨烯。
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