界面层的形成方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种界面层的形成方法，包括：提供衬底；通过热生长，在所述衬底上形成第一厚度的界面层；去除部分界面层，使所述界面层的厚度降低为第二厚度。通过本发明专利技术，可以采用目前的任意传统设备来制备出较厚的界面层，而后，去除部分界面层，使其厚度降低为较薄的界面层，都采用现有的设备来实现，而无需增加昂贵的新设备来制备，就能满足高k-金属栅器件对界面层的要求，降低了制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造技术，更具体地说，涉及一种。
技术介绍
随着半导体技术的发展，具有更高性能和更强功能的集成电路要求更大的元件密度，随着CMOS器件尺寸进入深亚微米时代，传统器件中氧化硅(SiO2)的栅介质层厚度不断减小，使漏电不断增加，为此，开始采用介电常数远大于SiO2的高k介质材料来代替传统的SiO2来作为栅介质层。目前，以“高k-金属栅”(High K Dielectric Metal Gate，HKMG)技术为核心器件栅工程研究是32纳米及以下技术中最有代表性的核心工艺。然而，传统的SiO2的栅介质层是通过在硅(Si)衬底上热生长形成的，同Si衬底之间有完美的晶格匹配，而高k介质材 料和硅衬底之间的晶格匹配远差于SiO2的栅介质层，从而界面特性较差。目前，通过在高k的栅介质层和衬底之间形成一层氧化硅或氮氧化硅的超薄界面层来优化高k的栅介质层与衬底间界面特性。然而，问题在于，为了不影响器件的性能，该氧化硅或氮氧化硅的界面层必须是超薄的，通常在IOA以内，而目前大多数传统的设备形成的界面层的厚度在20A以上，如此薄的界面层就需要更加先进设备来完成，这样会提高制造成本，因此，有必要提出一种超薄界面层的制造方法，其能够利用传统的设备实现。
技术实现思路
本专利技术提供一种，形成了薄的界面层，降低了制造成本。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下技术方案提供衬底；通过热生长，在所述衬底上形成第一厚度的界面层；去除部分界面层，使所述界面层的厚度降低为第二厚度。可选地，所述衬底为硅衬底或SOI衬底。可选地，形成界面层的方法为通过热生长在所述衬底上形成第一厚度的氧化硅或氮氧化硅的界面层。可选地，所述第一厚度为大于20A。可选地，所述第二厚度为小于llA。可选地，去除部分界面层的方法为通过湿法腐蚀去除部分界面层，使所述界面层的厚度降低为第二厚度。可选地，所述湿法腐蚀的溶液为HF和H2O的混合溶液。可选地，所述HF和H2O的混合溶液中添加有IPA。可选地，所述混合溶液的配比为HF H2O = 200 1，或者HF H2O IPA =1800 : 9 : O. 3。可选地，在使所述界面层的厚度降低为第二厚度后，还包括在所述第二厚度的界面层上依次形成高k栅介质层和金属栅极。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点本专利技术实施例的，通过热生长方法形成第一厚度的界面层，这样可以采用目前任意的传统设备来制备出较厚的界面层，而后，去除部分界面层，使其厚度降低为较薄的界面层，都采用现有的设备来实现，而无需增加昂贵的新设备来制备，就能满足高k-金属栅器件对界面层的要求，降低了制造成本。附图说明通过附图所示，本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图I为本专利技术实施例的的流程图； 图2-图4为本专利技术实施例形成界面层的示意图；图5本专利技术实施例形成的SiO2界面层的界面特性与先进设备直接形成的相同厚度的SiO2界面层的界面特性对比图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。正如
技术介绍
描述的，在进入32纳米及以下技术时代后，“高k_金属栅”为核心器件栅工程研究的重点，然而，传统的SiO2的栅介质层是通过在硅(Si)衬底上热生长形成的，同Si衬底之间有完美的晶格匹配，而高k介质材料和硅衬底之间的晶格匹配远差于SiO2的栅介质层，从而界面特性较差，因此，通过在高k的栅介质层和衬底之间形成一层氧化硅或氮氧化硅的超薄界面层来优化高k的栅介质层与衬底间界面特性。而本专利技术提供了一种，采用现有的传统设备，就能形成用于高k_金属栅器件的较薄的界面层，改善了高k栅介质层与衬底之间的界面特性，无需增加昂贵的新设备来制备，降低了制造成本。所述形成方法包括提供衬底；通过热生长，在所述衬底上形成第一厚度的界面层；去除部分界面层，使所述界面层的厚度降低为第二厚度。在本专利技术中，通过热生长形成较厚的界面层后，去除一部分，从而形成较薄的界面层。为了更好的理解本专利技术，以下将结合流程图和具体的实施例对本专利技术进行详细的说明。参考图1，图I为本专利技术的流程图。在步骤SI，提供衬底100，参考图2。在本专利技术中，所述衬底100可以硅衬底(例如硅片)，在实际运用中，还可以包括其他元素半导体或化合物半导体，例如Ge、SiGe, GaAs, InP或SiC等。根据现有技术公知的设计要求(例如P型衬底或者η型衬底)，所述衬底100可以包括各种掺杂配置。此外，可选地，衬底可以包括外延层，还可以为叠层半导体，例如Si/SiGe、SOI (绝缘体上硅)或SGOI (绝缘体上锗硅)。在本专利技术优选的实施例中，所述衬底100为硅衬底或SOI衬底。 在步骤S2，通过热生长，在所述衬底100上形成第一厚度dl的界面层110，参考图2。可以采用传统工艺中的热生长的方法来形成界面层110，可以在高温扩散炉中或其他常用设备来生长，热生长形成的界面层110与衬底100晶格匹配完美，具有良好的界面特性，但厚度较厚，可以为20 A以上或不同设备形成的其他厚度。在硅衬底或SOI衬底的实施例中，可以在高温扩散炉中通过热氧化形成第一厚度的氧化硅的界面层，还可以在高温扩散炉中通过热氧化形成氧化硅后，进一步进行氮化，从而形成第一厚度的氮氧化硅的界面层。在本专利技术优选的实施例中，通过在高温扩散炉中形成界面层，生长的温度范围为800-850°C，在气体N2中掺入O2气体，形成SiO2的界面层，在其中一个实施例中，SiO2的界面层的第一厚度为20.82A。在步骤S3，去除部分界面层，使所述界面层110的厚度降低为第二厚度d2，参考图3。可以通过湿法腐蚀或其他去除速度较慢的方法去除部分界面层，从而使界面层110的厚度降低为第二厚度d2，可以根据将要形成的高k_金属栅器件的需求设定界面层的所述第二厚度d2，可以为小于I1A或其他厚度。在本专利技术优选的实施例中，通过湿法腐蚀去除部分SiO2的界面层，在本专利技术优选的实施例中，所述湿法腐蚀的溶液为HF和H2O的混合溶液，所述HF和H2O的混合溶液可以选择较稀释的溶液，使刻蚀速度较慢，以防出现过刻蚀，在其中一个实施例中，所述HF和H2O的混合溶液的比例为HF H2O = 200 1，该溶液的配比使腐蚀速度较低，可以在0.2A/s左右，在其中一个更优的实施例中，所述HF和H2O的混合溶液中添加有IPA，以形成保护膜，防止衬底同空气接触时由于黏附空气中的颗粒导致衬底表面沾污，在一个实施例中，所述混合溶液的配比为HF H2O IPA = 1800 9 O. 3，该溶液的配比使腐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种界面层的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；通过热生长，在所述衬底上形成第一厚度的界面层；去除部分界面层，使所述界面层的厚度降低为第二厚度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊文娟，李俊峰，徐秋霞，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：