[發明專利]半導體器件及其制作方法

在審

• 申請號: 201210241514.7
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN103545355A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 李鳳蓮;倪景華
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L21/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及的是一種半導體器件及其制作方法。

背景技術

現如今，在較低的工藝節點中，具有低等效氧化物厚度（EOT，Equivalent?Oxide?Thickness）的高k材料的柵介質層和金屬柵電極相結合的柵堆疊結構受到了廣泛的應用。

關于高K/金屬柵極結構的晶體管的形成方法可參考公開號為US?2009/0142899?A1的美國專利文件。

為了提高高k柵介質層和襯底的界面特性，可以在襯底與高k柵介質層之間設置界面層（interfacial?layer，IL），該界面層不僅能在襯底和界面層之間提供較佳品質的界面，還能在高k柵介質層和界面層之間提供較佳品質的界面。此外，為了保護高k柵介質層，還可以在高k柵介質層和柵電極之間設置保護層。

因此，現有技術中一種半導體器件的制作方法包括：

提供襯底；

在所述襯底上表面形成界面層；

在所述界面層上表面形成高k柵介質層；

在所述高k柵介質層上表面形成保護層；

在所述保護層上表面形成多晶硅材質的偽柵；

形成源/漏區，且進行退火處理；

去除偽柵形成開口，在開口中填充金屬，形成金屬材質的柵電極。

但是采用上述方法制作的半導體器件的高k柵介質層的等效氧化物厚度很厚，最終影響了半導體器件的性能。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體器件及其制作方法，可以得到較低等效氧化物厚度的半導體器件，且可以提高半導體器件的性能。

為解決上述問題，本發明提供了一種半導體器件，包括：

襯底；

位于所述襯底上表面的高k柵介質層；

位于所述高k柵介質層上表面的柵電極；

位于所述高k柵介質層上表面或下表面的吸氧層。

為了解決上述問題，本發明還提供了一種半導體器件的制作方法，包括：

提供襯底；

在所述襯底上表面形成高k柵介質層；

在所述高k柵介質層上表面形成柵電極；

在形成高k柵介質層之前或之后，在襯底上表面或高k柵介質層上表面形成吸氧層。

與現有技術相比，本發明技術方案具有以下優點：在高k柵介質層上表面或下表面設置吸氧層，該吸氧層可以吸附通過柵電極侵入的游離氧原子，從而可以避免游離氧原子對高k柵介質層的等效氧化物厚度的影響，最終保證了半導體器件的優越性能。

附圖說明

圖1是本發明實施方式中一個實施例提供的半導體器件的結構示意圖；

圖2是本發明實施方式中另一個實施例提供的半導體器件的結構示意圖；

圖3是本發明實施方式中一個實施例提供的半導體器件的制作方法的流程示意圖；

圖4是本發明實施方式中另一個實施例提供的半導體器件的制作方法的流程示意圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。

正如背景技術部分所述，現有技術制作的半導體器件的高k柵介質層的等效氧化物厚度很厚，最終影響了半導體器件的性能。

經過發明人研究發現：由于襯底多包括淺溝槽隔離結構（STI），而淺溝槽隔離結構中包括很多氧原子，在形成半導體器件的后續過程中，會經歷一次或多次高溫處理（如：退火），從而使得淺溝槽隔離結構中的氧原子游離出來。這些游離的氧原子可以依次通過柵電極、保護層和高k柵介質層，進入界面層，從而使得半導體器件的閾值電壓發生變化，甚至會導致界面層底部的再生長，最終增大了半導體器件的等效氧化物厚度，影響了半導體器件的性能。

針對上述缺陷，發明人提出在高k柵介質層的上表面或下表面設置吸氧層，該吸氧層可以吸附從淺溝槽隔離結構中游離出來的氧原子，且吸附了氧原子后的吸氧層也可以和原高k柵介質層共同組成新的高k柵介質層，從而既可以避免游離氧原子對高k柵介質層的等效氧化物厚度的影響，又不影響半導體器件的性能。

下面結合附圖進行詳細說明。

參考圖1所示，本實施方式中一個實施例提供了一種半導體器件，包括：

襯底110；

位于所述襯底110上表面的界面層210；

位于所述界面層210上表面的吸氧層310；