半导体装置及其形成方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种半导体装置及其形成方法。在各种实施例中，半导体装置形成方法包括：接收包括通道的半导体基板。气氛调节层形成于通道之上。执行退火工艺以形成位于通道与气氛调节层之间的介面层。本发明专利技术内容所应用的气氛调节层，能改良介面层的均匀性及应变松驰。此外，本发明专利技术内容提供用于栅极介电层/介面层及介面层/半导体基板介面的一个步骤的钝化工艺，能减少成本。本发明专利技术内容提供的方法，能保持工艺期间的低热预算及更小的应变松驰，并适用于诸如含锗及基于第III族-第V族的材料的高电子迁移性通道。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集成电路装置及其制造方法，且特别涉及一种具有气氛调节层的半导体装置及其制造方法。
技术介绍
在半导体晶圆上执行各种热处理以达成与介面及半导体晶圆的有效反应，同时形成半导体装置。随着半导体装置尺寸按比例缩小，处理及制造半导体装置的复杂性已由于受限的热预算要求而增大，该热预算要求与热处理的处理时间及温度有关。根据半导体装置的可靠性的观点来看，使用高温的热处理为有利的。然而，由于受限的热预算，此种热处理必须在短时间之内执行，从而可导致不良的半导体装置效能。因此，必须不断改良半导体装置形成方法以便获得更加令人满意的半导体装置。
技术实现思路
根据本专利技术揭示内容的一些实施例，一种半导体装置形成方法包括：接收包括通道的半导体基板。气氛调节层形成于通道之上。执行退火工艺以形成位于通道与气氛调节层之间的介面层。根据本专利技术揭示内容的其他实施例，一种半导体装置包括：半导体基板，其包括通道；介面层；以及气氛调节层。介面层位于通道之上。气氛调节层位于介面层之上。根据本揭示内容的另一实施例，一种半导体装置包括半导体基板、鳍片结构、介面层及含氮层。鳍片结构位于半导体基板之上。介面层位于鳍片结构之上。含氮层位于介面层之上。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明当结合随附图式阅读时，根据以下详细描述来最佳地理解本揭示案的态样。应注意，根据行业的标准实践，各种特征并非按比例绘制。实际上，为了论述清楚，可任意增大或减小各种特征的尺寸。图1A至1C为根据一些实施例的半导体装置的各种形成阶段的横剖面图；图2A至2C为根据一些实施例的半导体装置的各种形成阶段的横剖面图；图3A至3D为根据一些实施例的半导体装置的各种形成阶段的横剖面图；图4A至4D为根据一些实施例的半导体装置的各种形成阶段的横剖面图；图5A至5D为根据一些实施例的半导体装置的各种形成阶段的横剖面图；图6A至6D为根据一些实施例的形成半导体装置的各种阶段的横剖面图；图7A至7D为根据一些实施例的半导体装置的各种形成阶段的横剖面图；图8A至8D为根据一些实施例的半导体装置的各种形成阶段的横剖面图。其中，附图标记100半导体装置110半导体基板112通道120隔离结构130气氛调节层140介面层150栅极介电层160栅极电极200半导体装置210半导体基板212通道220隔离结构230初始层240气氛调节层250介面层260栅极介电层270栅极电极300半导体装置310半导体基板312通道320隔离结构330气氛调节层340栅极介电层350介面层360栅极电极400半导体装置410半导体基板412通道420隔离结构430初始层440气氛调节层450栅极介电层460介面层470栅极电极500半导体装置510半导体基板512通道520隔离结构530气氛调节层542第一栅极介电层544第二栅极介电层550介面层560栅极电极600半导体装置610半导体基板612通道620隔离结构630初始层640气氛调节层652第一栅极介电层654第二栅极介电层660介面层670栅极电极700半导体装置710半导体装置712通道720隔离结构730气氛调节层742第一栅极介电层744第二栅极介电层750介面层760栅极电极800半导体装置810半导体基板812通道820隔离结构830初始层840初始层852第一栅极介电层854第二栅极介电层860介面层870栅极电极具体实施方式以下揭示内容提供用于实行所提供的主题的不同特征的许多不同实施例或实例。以下描述部件及布置的特定实例来简化本揭示内容。当然，此等特定实例仅仅为实例且不旨在进行限制。例如，如下所述第一特征形成于第二特征上方或之上可包括其中第一特征及第二特征形成为直接接触的实施例，并亦可包括其中额外的特征可形成于第一特征与第二特征之间以使得第一特征及第二特征可能不为直接接触的实施例。此外，本揭示内容可在各种实例中重复参考数字及/或字母。此重复出于简单及清晰性的目的，且自身不规定所论述各种实施例及/或组态之间的关系。此外，在本文中可使用空间相对用词，诸如「下方」、「下面」、「下部」、「上方」、「上部」、「顶部」、「底部」及类似用词，用于使描述如在图示中所例示的一个元件或特征与其他一或多个元件或一或多个特征的关系的描述容易。除在图示中描绘的取向以外，空间相对用词旨在涵盖在使用或操作中的装置的不同取向。该设备可另外取向(旋转90度或位于其他取向)，且本文中使用的空间相对描述符可同样地相应地加以解释。如上所述，因为半导体装置尺寸进一步按比例缩小，所以形成半导体装置变得更加具有挑战性。例如，后高k值(high-k；HK)退火的优化对栅极堆叠效能而言必不可少，该栅极堆叠效能诸如栅极渗漏、等效氧化物厚度(equivalentoxidethickness；EOT)或电容等效厚度(capacitanceequivalentthickness；CET)、移动率及驱动电流。此外，可靠性亦受后-HK退火的强烈影响。一般而言，虑及可靠性，退火工艺通常需要高温。然而，退火持续时间必须控制在短周期内以防止厚CET。这将导致半导体装置的不良均匀性及/或应变松驰。因此，需要不断对半导体装置形成方法进行改良。为了解决上述问题，本专利技术揭示内容提供半导体装置及其形成方法，该方法应用对使用低热预算的高压退火有益处的气氛调节层。因此，半导体装置中的介面的均匀性可得以改良，且来自工艺引起的应激物的应变可得以保留。图1A至1C为根据一些实施例的半导体装置100的各种形成阶段的横剖面图。参考图1A，接收半导体基板110，其包含通道112。气氛调节层130形成于通道112之上。在一些实施例中，半导体基板110为主体基板或绝缘体上半导体(semiconductor-on-insulator；SOI)基板。半导体基板110的材料的实例包括但不限于纯硅、纯锗、第IV族化合物、第III族-第V族化合物，及其组合。第IV族化合物可为碳化硅(SiC)、硅锗(SiGe)，或其组合。第III族-第V族化合物可为GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb，或其组合。通道112安置于源极电极(未标示)与漏极电极(未标示)之间以用于自漏极电极至源极电极或自源极电极至漏极电极的电流流动。在一些实施例中，通道112自半导体基板110突出，如图1A所示。即是说，通道112可称为鳍片结构，且所形成的半导体装置100可为鳍片式场效应晶体管(fin-likefield-effecttransistor；FinFET)。通道(或鳍片结构)112可藉由诸如光刻法及蚀刻的任何合适本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成半导体装置的方法，其特征在于，该方法包含：接收包含一通道的一半导体基板；在该通道之上形成一气氛调节层；以及执行一退火工艺以形成位于该通道与该气氛调节层之间的一介面层。

【技术特征摘要】
2015.09.30 US 14/871,8711.一种用于形成半导体装置的方法，其特征在于，该方法包含：接收包含一通道的一半导体基板；在该通道之上形成一气氛调节层；以及执行一退火工艺以形成位于该通道与该气氛调节层之间的一介面层。2.根据权利要求1所述的用于形成半导体装置的方法，其特征在于，该通道自该半导体基板突出。3.根据权利要求1所述的用于形成半导体装置的方法，其特征在于，藉由一氮化工艺或一沉积工艺来执行该形成该气氛调节层的步骤。4.根据权利要求1所述的用于形成半导体装置的方法，其特征在于，该介面层由该通道形成。5.根据权利要求1所述的用于形成半导体装置的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊纮，张惠政，栾洪发，于雄飞，许家玮，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71