[发明专利]包括用于栅极电极的低K电介质帽层的半导体器件及相关方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

衬底；

在所述衬底中的源极区域和漏极区域；

在所述衬底中在所述源极区域和所述漏极区域之间的凹陷外延沟道层；

覆在所述凹陷外延沟道层上面的高K栅极电介质层；

覆在所述高K栅极电介质层上面的栅极电极；

与所述栅极电极的顶部部分和侧壁部分接触的电介质帽层，所述电介质帽层具有比所述高K栅极电介质层更低的介电常数；以及

耦合到所述源极区域和所述漏极区域的源极接触和漏极接触。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述栅极电极包括内金属栅极电极部分和外金属阻挡部分。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中所述内金属栅极电极部分包括铝；并且其中所述外金属阻挡部分包括TaNi。

4.根据权利要求2所述的半导体器件，其中所述栅极电极还包括在所述外金属阻挡部分上的功函数层。

5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中所述功函数层包括TiN。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述凹陷外延沟道层包括硅和锗中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述源极接触和所述漏极接触包括金属。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括在所述衬底中的浅沟槽隔离(STI)区域。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括在所述源极区域和所述漏极区域中的每个区域与所述源极接触和所述漏极接触之间的相应硅化物区域。

10.一种用于制作半导体器件的方法，包括：

形成在衬底中的源极区域和漏极区域；

形成在所述衬底中在所述源极区域和所述漏极区域之间的凹陷外延沟道层；

形成覆在所述凹陷外延沟道层上面的高K栅极电介质层；

形成覆在所述高K栅极电介质层上面的栅极电极；

形成与所述栅极电极的顶部部分和侧壁部分接触的电介质帽层，所述电介质帽层具有比所述高K栅极电介质层更低的介电常数；并且

形成耦合到所述源极区域和所述漏极区域的源极接触和漏极接触。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括形成在所述衬底上的第一牺牲层；并且其中形成所述源极区域和所述漏极区域包括掺杂在所述第一牺牲层的相对端上的所述衬底。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

形成在所述第一牺牲层周围的第二牺牲层；并且

去除所述第一牺牲层以及所述衬底的下面的部分以限定在所述衬底中在所述源极区域和所述漏极区域之间延伸的凹陷；

其中形成所述凹陷外延沟道层包括形成在所述衬底中的所述凹陷中在所述源极区域和所述漏极区域之间延伸的凹陷外延沟道层。

13.根据权利要求12所述的方法，包括在形成所述电介质帽层之前去除所述第二牺牲层。

14.根据权利要求10所述的方法，其中形成所述源极接触和所述漏极接触包括：

形成覆在所述衬底和所述电介质帽层上面的接触电介质层；

蚀刻所述接触电介质层的第一区域和第二区域以分别暴露所述源极区域和所述漏极区域；并且

在所蚀刻的第一区域和第二区域内分别形成源极接触和漏极接触。

15.根据权利要求10所述的方法，其中形成所述栅极电极包括形成内金属栅极电极部分和外金属阻挡部分。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述栅极电极还包括在所述外金属阻挡部分上的功函数层。

17.根据权利要求10所述的方法，其中所述凹陷外延沟道层包括硅和锗中的至少一个。

18.根据权利要求10所述的方法，其中所述源极接触和所述漏极接触包括金属。

19.根据权利要求10所述的方法，还包括形成在所述衬底中的浅沟槽隔离(STI)区域。

20.根据权利要求10所述的方法，还包括形成在所述源极区域和所述漏极区域中的每个区域与所述源极接触和所述漏极接触之间的相应硅化物区域。