[发明专利]半导体结构及其形成方法

权利要求书

1.一种包括至少两个场效应晶体管的半导体结构，所述半导体结构包括：

第一场效应晶体管，其包括第一栅极电介质和第一栅极电极，其中，所述第一栅极电极包括与所述第一栅极电介质接触的导电钽合金层；以及

第二场效应晶体管，其包括第二栅极电介质和第二栅极电极，其中，所述第二栅极电极包括与所述第二栅极电介质接触的金属氮化物层。

2.如权利要求1所述的半导体结构，其中，所述第一栅极电极包括与所述金属氮化物层和所述导电钽合金层中的一者接触的第一导电材料部分。

3.如权利要求2所述的半导体结构，其中，所述第一栅极电极具有第一功函数，且所述第二栅极电极具有第二功函数，所述第一功函数比硅的中间带隙能级更靠近硅的导带，所述第二功函数比所述硅的中间带隙能级更靠近硅的价带。

4.如权利要求2所述的半导体结构，其中，所述第二栅极电极包括第二导电材料部分，所述第二导电材料部分接触所述金属氮化物层和所述导电钽合金层中的另一者并具有与所述第一导电材料部分相同的组成。

5.如权利要求2所述的半导体结构，其中，所述第二栅极电极包括所述导电钽合金层，且所述第一栅极电极包括具有与所述导电钽合金层相同的组成和厚度的另一导电钽合金层，其中，所述另一导电钽合金层与所述金属氮化物层以及所述第一导电材料部分接触，且所述导电钽合金层与第二导电材料部分接触，所述第二导电材料部分具有与所述第一导电材料部分相同的组成。

6.如权利要求2所述的半导体结构，其中，所述第二栅极电极包括所述金属氮化物层，且所述第一栅极电极包括具有与所述金属氮化物层相同的组成和厚度的另一金属氮化物层，其中，所述另一金属氮化物层与所述导电钽合金层以及所述第一导电材料部分接触，且所述导电钽合金层与第二导电材料部分接触，所述第二导电材料部分具有与所述第一导电材料部分相同的组成。

7.如权利要求1所述的半导体结构，其中，所述导电钽合金层包括选自钽和铝的合金、钽和碳的合金、以及钽、铝和碳的合金的材料。

8.如权利要求1所述的半导体结构，其中，所述导电钽合金层包括钽和铝的合金，其中，在所述钽和铝的合金中，钽的原子百分比为从10%到99%，且铝的原子百分比为从1%到90%。

9.如权利要求1所述的半导体结构，其中，所述导电钽合金层包括钽和碳的合金，其中，在所述钽和碳的合金中，钽的原子百分比为从20%到80%，且碳的原子百分比为从20%到80%。

10.如权利要求1所述的半导体结构，其中，所述导电钽合金层包括钽、铝和碳的合金，其中，在所述钽、铝和碳的合金中，钽的原子百分比为从15%到80%，铝的原子百分比为从1%到60%，且碳的原子百分比为从15%到80%。

11.如权利要求1所述的半导体结构，其中，所述第一和第二导电材料部分包括W和Al中的至少一种。

12.如权利要求1所述的半导体结构，其中，所述第一栅极电介质包括第一U形栅极电介质部分，所述第一U形栅极电介质部分包括第一栅极电介质垂直部分和第一栅极电介质水平部分，所述第二栅极电介质包括第二U形栅极电介质部分，所述第二U形栅极电介质部分包括第二栅极电介质垂直部分和第二栅极电介质水平部分。

13.如权利要求12所述的半导体结构，其中，所述第一和第二栅极电介质包括具有大于3.9的介电常数的电介质材料。

14.如权利要求1所述的半导体结构，其中，所述第一和第二场效应晶体管中的每一者是平面场效应晶体管，其具有位于半导体衬底的最顶表面之下的沟道。

15.如权利要求1所述的半导体结构，其中，所述第一和第二场效应晶体管中的每一者是鳍场效应晶体管，其具有直接位于半导体鳍的侧壁部分上的沟道对。