[发明专利]一种高迁移率CMOS集成单元

权利要求书

1.一种高迁移率CMOS集成单元，其特征在于，该CMOS集成单元是将NMOSFET和PMOSFET集成于同一基底之上，且NMOSFET和PMOSFET以隔离区(9)相隔离。

2.根据权利要求1所述的高迁移率CMOS集成单元，其特征在于，所述NMOSFET包括：

形成于所述基底之上的第一铟镓锑沟道层(3a)，该NMOSFET以该第一铟镓锑沟道层(3a)为沟道；

形成于所述第一铟镓锑沟道层(3a)之上的第一铟铝锑势垒层(4a)；

形成于所述第一铟铝锑势垒层(4a)之上的铟镓锑源漏层(5)；

刻蚀所述铟镓锑源漏层(5)中间部分至所述第一铟铝锑势垒层(4a)表面形成凹槽，并于该凹槽之上沉积而成的NMOSFET栅介质层(6)；

形成于所述NMOSFET栅介质层(6)之上的NMOSFET栅金属层(7)；以及

形成于所述NMOSFET栅介质层(6)两侧未被刻蚀的所述铟镓锑源漏层(5)之上的NMOSFET源漏金属层(8)。

3.根据权利要求2所述的高迁移率CMOS集成单元，其特征在于，所述PMOSFET包括：

形成于所述基底之上的第二铟镓锑沟道层(3b)，该PMOSFET以该第二铟镓锑沟道层(3b)为沟道；

形成于所述第二铟镓锑沟道层(3b)之上的第二铟铝锑势垒层(4b)；

刻蚀所述第二铟铝锑势垒层(4b)和所述第二铟镓锑沟道层(3b)的两侧至所述基底表面、于所述第二铟铝锑势垒层(4b)和所述第二铟镓锑沟道层(3b)的两侧形成两个凹槽，并于该两个凹槽之中沉积而成的PMOSFET源漏区(10)；

形成于所述PMOSFET源漏区(10)之上的PMOSFET源漏金属层(14)：

形成于未被刻蚀的所述第二铟铝锑势垒层(4b)和所述第二铟镓锑沟道层(3b)中间部分之上的PMOSFET栅介质层(11)；

形成于所述PMOSFET栅介质层(11)之上的PMOSFET栅金属层(12)；以及

形成于所述PMOSFET栅金属层(12)侧壁的PMOSFET栅侧墙(13)。

4.根据权利要求3所述的高迁移率CMOS集成单元，其特征在于，所述第一铟镓锑沟道层(3a)和所述第二铟镓锑沟道层(3b)的厚度和材料均相同，二者均为铟镓锑单晶层，且在二者中各元素原子数比值为铟∶镓∶锑＝y∶(1-y)∶1，其中y的取值范围为0＜y≤0.45；二者的厚度均在3埃至20纳米之间，二者的压应变均在0～2％之间。

5.根据权利要求3所述的高迁移率CMOS集成单元，其特征在于，所述第一铟铝锑势垒层(4a)和第二铟铝锑势垒层(4b)的厚度和材料均相同，二者均为铟铝锑单晶层，且在二者中各元素原子数比值为铟∶铝∶锑＝z∶(1-z)∶1，其中z的取值范围为0＜z≤0.40；二者的厚度在3埃至5纳米之间。

6.根据权利要求2所述的高迁移率CMOS集成单元，其特征在于，所述铟镓锑源漏层(5)为铟镓锑单晶层，在所述铟镓锑源漏层(5)中各元素原子数比值为铟∶镓∶锑＝m∶(1-m)∶1，其中m的取值范围为0＜m≤0.45，所述铟镓锑源漏层(5)的厚度在3埃至30纳米之间，所述铟镓锑源漏层(5)中的掺杂元素为硫、硒、碲的一种或多种，掺杂浓度在1×10¹⁷每立方厘米至1×10²⁰每立方厘米之间。

7.根据权利要求2所述的高迁移率CMOS集成单元，其特征在于，所述NMOSFET栅介质层(6)为高介电常数的氧化物，这些氧化物包括铝基、锆基、铪基、钆基、镓基、镧基或钽基氧化物，氧化物中的掺杂元素为铝、锆、铪、钆、镓、镧、钽、氮或磷，氧化物中掺杂元素的原子数量与总的金属元素的原子数量的比值＝n∶(1-n)，n的取值范围为0＜n＜1；所述NMOSFET栅介质层(6)的厚度在3埃至100纳米之间。

8.根据权利要求2所述的高迁移率CMOS集成单元，其特征在于，所述NMOSFET栅金属层(7)为氮化钽、氮化钛、金、钛、镍、铂或铝的一层或以上多种金属材料层多层组合而成。

9.根据权利要求2所述的高迁移率CMOS集成单元，其特征在于，所述NMOSFET源漏金属层(8)是镍、金、硅、钯、钛、铜、铂、锌、镉的一层或多层金属化而成。