[发明专利]具有带氧阻障层的金属栅极堆叠的场效应晶体管器件

权利要求书

1.一种场效应晶体管器件，包括：

半导体基板；

栅极堆叠，该栅极堆叠包括：

栅极电介质层，覆盖于该半导体基板上；

导电的氧阻障层，覆盖于该栅极电介质层上；以及

低电阻率金属层，覆盖于该氧阻障层上，其中该栅极堆叠中的每一层所具有的硅、锗或硅与锗的组合的原子百分比低于90%；以及

间隔物，与该栅极堆叠相邻且与该栅极堆叠直接接触。

2.如权利要求1所述的场效应晶体管器件，其中该栅极电介质层是高介电常数的栅极电介质层。

3.如权利要求1所述的场效应晶体管器件，其中该低电阻率金属层选自由钨（W）和钽（Ta）组成的组。

4.如权利要求1所述的场效应晶体管器件，还包括导电材料层，该导电材料层位于该栅极电介质层与该氧阻障层之间。

5.如权利要求4所述的场效应晶体管器件，其中该导电材料层选自由氮化钛、氮化钽、氮化钛硅、氮化钽硅、碳化钛、碳化钽及它们的组合所组成的组。

6.如权利要求1所述的场效应晶体管器件，还包括封装层，该封装层位于该栅极堆叠的顶部上。

7.如权利要求6所述的场效应晶体管器件，其中该封装层选自由氮化硅、氧化铝、氧化铪及氧化锆所组成的组。

8.如权利要求1所述的场效应晶体管器件，其中该氧阻障层选自由氮化钛铝（TiAlN）、氮化钽铝（TaAlN）、氮化钽硅（TaSiN）、氮化钛硅（TiSiN）、铪（Hf）、锆（Zr）、硅化铪（HfSi_x）、硅化锆（ZrSi_x）、硅化钛（TiSi_x）、铌掺杂硅化钛、硅化钨（WSi_x）、氮化铪（HfN）、氮化铪硅（HfSiN）、氮化锆（ZrN）及氮化钛铪（TiHfN）所组成的组。

9.如权利要求1所述的场效应晶体管器件，还包括导电层，该导电层位于该低电阻率金属层上。

10.一种场效应晶体管器件，包括： 

半导体基板；

高介电常数的栅极电介质层，覆盖于该半导体基板上；

金属栅极层，覆盖于该高介电常数的栅极电介质层上；以及

氮化铪的氧阻障层，覆盖于该金属栅极层上。

11.如权利要求10所述的场效应晶体管器件，其中该金属栅极层选自由氮化钛、氮化钽、碳化钛、碳化钽及它们的组合所组成的组。

12.如权利要求10所述的场效应晶体管器件，还包括导电层，该导电层覆盖于该氮化铪的氧阻障层上。

13.如权利要求12所述的场效应晶体管器件，其中该导电层选自由氮化钛、氮化钽、碳化钛、碳化钽及它们的组合所组成的组。

14.一种制造场效应晶体管器件的方法，包括下列步骤：

在半导体基板上形成栅极堆叠，包括下列步骤：

在该半导体基板上形成栅极电介质层；

在该栅极电介质层上形成导电的氧阻障层；以及

在该氧阻障层上形成低电阻率层，其中该栅极堆叠中的每一层所具有的硅、锗或硅与锗的组合的原子百分比低于90%；以及

进行掺杂剂的激活退火。

15.如权利要求14所述的方法，其中对掺杂剂的退火是在高于950摄氏度的温度下的退火。

16.如权利要求14所述的方法，其中该低电阻率金属层选自由钨（W）和钽（Ta）所组成的组。

17.如权利要求14所述的方法，还包括在该栅极电介质层与该氧阻障层之间形成导电材料层。

18.如权利要求17所述的方法，其中该导电材料层选自由氮化钛、氮化钽、氮化钛硅、氮化钽硅、碳化钛、碳化钽及它们的组合所组成的组。

19.如权利要求14所述的方法，还包括在该栅极堆叠上形成封装层。

20.如权利要求19所述的方法，其中该封装层选自由氮化硅、氧化铝、氧化铪及氧化锆所组成的组。