形成介电薄膜的方法技术

本发明专利技术提供一种在诸如半导体片等基材上沉积高介电常数介质膜的方法。在一个实施方案中，该方法涉及在基材上形成氮化物层。在可供选择的实施方案中，本发明专利技术涉及在半导体晶片（ｗａｆｅｒ）上形成金属氧化物或硅酸盐。当形成金属氧化物或硅酸盐时，首先在基材上沉积钝化层。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在半导体晶片(wafer)上形成介质膜的方法。
技术介绍
为了形成互补的金属氧化物半导体(CMOS)的装置、MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)装置或高端存储装置如DRAMs(动态随机存储器)，常常需要在基材如硅晶片上形成高介电常数(高k)的薄涂层。已经开发了多种在半导体晶片上形成这种薄膜的技术。在过去，栅极介质层是由二氧化硅形成的。然而，上述装置的小型化越来越需要比二氧化硅介电常数更高的栅极介质。这需要达到超薄型的氧化物等值厚度(小于20埃)而不牺牲栅漏电流。在一个实施方案中，本领域的技术人员已经研究过用氮化物层代替传统二氧化硅膜的可能性。例如，在一种形成介电薄膜的常规方法中，首先在基材上形成氮氧化物层，然后在含氧的或惰性气氛中退火来制备介电层。例如，在美国专利US5,880,040中，Sun等人描述了这种常规方法。特别是，Sun等人描述了一种生产介电层的方法，包括将加热的硅基材表面暴露于N2O，在其表面上生长二氧化硅层，使得该层中混入一定浓度的氮。接着，加热该层并将其暴露于NO，导致在二氧化硅层与硅基材之间的界面区形成硅-氮键。然后在惰性气体例如氮气存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在半导体晶片上形成介质膜的方法，包括：在含氮气体存在下加热包含二氧化硅的晶片，以便在所述晶片上形成钝化层；接着，在气体前体存在下加热所述晶片，所述气体前体在所述晶片上形成包含金属氧化物或硅酸盐的介电层，所述介电层是在大于 约３００℃的温度下形成的；和在退火气体存在下使所述介电层退火，所述退火气体包括惰性气体和含氧气体。

【技术特征摘要】
US 2000-9-19 60/233,7401.一种在半导体晶片上形成介质膜的方法，包括在含氮气体存在下加热包含二氧化硅的晶片，以便在所述晶片上形成钝化层；接着，在气体前体存在下加热所述晶片，所述气体前体在所述晶片上形成包含金属氧化物或硅酸盐的介电层，所述介电层是在大于约300℃的温度下形成的；和在退火气体存在下使所述介电层退火，所述退火气体包括惰性气体和含氧气体。2.根据权利要求1的方法，其中所述钝化层的厚度小于约5纳米。3.根据权利要求1的方法，其中用来形成钝化层的含氮气体包括氨气。4.根据权利要求3的方法，其中所述钝化层是在小于约10秒钟内在约600到约900℃的温度下形成的。5.根据权利要求3的方法，其中在形成钝化层的过程中，氨气的分压小于约100托。6.根据权利要求1的方法，其中所述介电层是在约400到约800℃的温度下形成的，而且其中在形成钝化层的过程中，所述气体前体的分压小于100托。7.根据权利要求1的方法，其中所述介电层是在约400℃到约900℃的温度下退火的。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：萨吉利维，罗宾S布卢姆，阿瓦沙伊凯普坦，
申请(专利权)人：马特森技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]