[發明專利]一種半導體結構及其形成方法

有效

• 申請號: 201210265059.4
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN103579077A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 張彬
• 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: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L29/06
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及集成電路制造領域，特別涉及一種能夠避免高K介質層損壞的半導體結構及其形成方法。

背景技術

隨著晶體管尺寸的不斷縮小，HKMG（高K介質層+金屬柵極）技術幾乎已經成為45nm以下級別制程的必備技術。高K介質層因其較大的介電常數，可實現在與二氧化硅具有相同等效氧化物厚度（EOT：equivalent?oxide?thickness）的情況下，其實際厚度比二氧化硅大得多，從而深受業內歡迎。

然而，高K材料大多是離子金屬氧化物，這一基本材料特性導致高K材料作為介質層時可能會引發很多不可靠問題。

在實際生產過程中，由于刻蝕工藝等的緣故，淺溝道隔離中會出現較多的Si-OH等游離氧，這些物質能夠對高K介質層產生不良影響，對于具有過渡金屬的高K材料而言，（n）d態和（n=1）s態的價電子就很容易轉移到氧的3s或3p的空軌道上，形成高配位數的粒子性的金屬-氧鍵合，這種金屬-氧鍵合的較高離子性會使導帶降低，則就會導致較大的漏電流和較高的陷阱密度，引起閾值電壓Vt變動等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種半導體結構及其形成方法，以解決現有技術中高K介質層受到不良影響而影響器件性能的狀況。

為解決上述技術問題，本發明提供一種半導體結構的形成方法，包括：

提供襯底，在所述襯底中形成淺溝道隔離，所述淺溝道隔離高出所述襯底；

對所述淺溝道隔離進行紫外光處理；

形成阻擋層，所述阻擋層位于淺溝道隔離兩側。

可選的，對于所述的半導體結構的形成方法，所述紫外光處理的氛圍是：在氦氣氛圍，200~800℃的情況下，照射1~30min。

可選的，對于所述的半導體結構的形成方法，所述氦氣流量為100~10000sccm。

可選的，對于所述的半導體結構的形成方法，所述形成阻擋層的工藝條件為：氮氣流量為10~1000sccm，反應溫度為200~650℃，功率為10~500W。

可選的，對于所述的半導體結構的形成方法，所述襯底上形成有有源區氧化層和有源區掩膜層。

可選的，對于所述的半導體結構的形成方法，在所述襯底中形成淺溝道隔離，包括如下步驟：

采用光刻刻蝕工藝貫穿所述有源區氧化層和有源區掩膜層，并刻蝕襯底以形成凹槽；

在所述凹槽內壁形成襯墊，之后，繼續形成淺溝道隔離。

可選的，對于所述的半導體結構的形成方法，對所述淺溝道隔離進行紫外光處理之前，包括如下步驟：

去除所述有源區氧化層和有源區掩膜層。

可選的，對于所述的半導體結構的形成方法，形成阻擋層之后，還包括如下工藝步驟：

在所述襯底上形成柵極氧化層；

在所述柵極氧化層上形成高K介質層，所述高K介質層位于所述阻擋層兩側。

本發明提供一種如上所述的半導體結構的形成方法所形成的半導體結構，包括：

襯底，所述襯底中形成有淺溝道隔離，所述淺溝道隔離經過紫外光處理；

形成于所述淺溝道隔離兩側的阻擋層。

可選的，對于所述的半導體結構，所述淺溝道隔離高出所述襯底。

可選的，對于所述的半導體結構，還包括：位于所述襯底上的柵極氧化層及位于所述柵極氧化層上的高K介質層。

可選的，對于所述的半導體結構，所述柵極氧化層及高K介質層皆位于所述阻擋層兩側。

與現有技術相比，在本發明提供的半導體結構及其形成方法中，采用紫外光照射處理淺溝道隔離，使得其內的游離氧濃度大大降低，之后形成一阻擋層，進一步防止游離氧的擴散，使得高K介質層不會受到游離氧的侵蝕，避免了產生較大的漏電流，同時能夠有效控制閾值電壓Vt的偏移（shift），從而提高了器件的性能。

附圖說明

圖1~圖4為本發明實施例形成半導體結構的過程示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明提供的半導體結構的形成方法作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。