半导体装置的制造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的制造方法。该方法包括提供一基底；以自由基（ｒａｄｉｃａｌ）对基底进行处理，而在其上形成一界面层；以及在界面层上形成一高介电常数材料层。上述自由基是择自于以下群族：含水自由基、氮／氢自由基及硫／氢自由基。本发明专利技术的优点包括：（１）基底（通道）／界面层界面钝化；（２）因高介电常数前驱物而改变界面层表面（较接的润湿界面）；（３）在高介电常数材料沉积之后，界面层／高介电常数材料的界面钝化；（４）界面处的大气污染源少；（５）抑制热引扩散；（６）栅极介电层的ＥＯＴ小于１０埃。因此，栅极介电层的ＥＯＴ符合先进的技术要求（例如，４５ｎｍ以下）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体工艺，特别涉及一种用于金属栅极的高介电常数 栅极介电层的制造方法。
技术介绍
半导体集成电路(integrated circuit, IC)工业已经历快速的成长。在IC 材料与设计的技术进展已造就各个IC世代，每一世代的电路都比前世代来 得更小更复杂。然而，这些进展却增加IC制造及加工的复杂度，而根据这 些进展，IC制造及加工需要类似的演进。在IC进展课题中，功能密度(即， 单位芯片面积的内连装置数量)普遍增加，而几何尺寸(即，工艺所能形成 的最小部件(或线))则下降。上述尺寸微縮工艺因生产效率的增加及成本 的降低而有所助益。而降低尺寸比例产生相对较高的功率消耗(power dissipation)值，其可通过使用低功耗装置而获得解决，例如互补式金属氧化 物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor, CMOS)装置。在尺寸比例微縮发展期间，使用各种不同的材料作为CMOS装置的栅极 电极及栅极介电层。而这些装置的制造希望以金属材料作为栅极电极，且以 高介电常数(high-k)材料作为栅极介电层。通常在高介电常数材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，包括：　提供一基底；　以自由基对该基底进行处理，而在其上形成一界面层，其中该自由基是择自于以下群族：含水自由基、氮／氢自由基及硫／氢自由基；以及　在该界面层上形成一高介电常数材料层。

【技术特征摘要】
US 2008-9-22 61/099,137;US 2009-8-31 12/550,7671.一种半导体装置的制造方法，包括提供一基底；以自由基对该基底进行处理，而在其上形成一界面层，其中该自由基是择自于以下群族含水自由基、氮/氢自由基及硫/氢自由基；以及在该界面层上形成一高介电常数材料层。2. 如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中形成该界面层包括通过一等离子体工艺产生该自由基，其中该等离子体工艺条件包括温度低于500°C、总压力在0.005至10 Torr的范围、等离子体功率低于200 W及时间 低于1分钟。3. 如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中形成该界面层包括 通过一紫外线工艺产生该自由基，其中紫外线工艺条件包括温度低于500°C 、 总压力在0.005至10Torr的范围、波长低于200nm及时间低于1分钟。4. 如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中该自由基由一气体 所产生，其择自于以下群族H20、 H202、 H2、 02、 N2、 H2S、 (NH4)2S、 NH3、 N2H2、 N2H4、 NO、 N20、 Ar、 He及其组合。5. 如权利要求4所述的半导体装置的制造方法，其中该含水自由基由一 H20/Ar混合气体所产生，且H20的分压低于0.1 Torr。6. 如权利要求4所述的半导体装置的制造方法，其中该氮/氢自由基由一 NH3/Ar混合气体所产生，且NH3的流量低于500 sccm。7. 如权利要求4所述的半导体装置的制造方法，其中该硫/氢自由基由一 H2S/He混合气体所产生，且H2S的分压低于0.1 Torr。8. —种半导体装置的制造方法，包括 提供一基底；对该基底进行一第一处理，以在该基底上形成一第一介电层，该第一处 理包括第一自由基；对该第一介电层进行一第二处理，以在该基底上形成一第二介电层，该 第二处理包括不同于该第一 自由基的第二自由基，其中每一第一及第二自由 基包括含水自由基及氮/氢自由基的其中一个；以及在该第一及第二介电层上形成一高介电常数材料层。9. 如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其中该第一及该第二自由基的其中一个由一气体所产生，其择自于以下群族NH3、 N2H2、 N2H4、 N2、 NO、 N20、 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：张哲豪，侯承浩，余振华，吴泰伯，
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：71[中国|台湾]