[發(fā)明專利]半導體結(jié)構(gòu)的形成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410438415.7
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN105374734A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 禹國賓
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/70
• 分類號: H01L21/70
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 應(yīng)戰(zhàn);駱蘇華

1.一種半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底；

在所述襯底表面形成阻擋層，所述阻擋層內(nèi)化學鍵能大于襯底內(nèi)化學鍵 鍵能；

對所述表面具有阻擋層的襯底進行氧化處理，在所述襯底表面形成界面 層，所述界面層位于襯底和阻擋層之間；

刻蝕去除所述阻擋層，暴露出界面層表面。

2.如權(quán)利要求1所述半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述氧化處理的 氧化溫度為900度至1200度。

3.如權(quán)利要求2所述半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，采用快速熱氧化、 爐內(nèi)熱氧化、臭氧氧化或原位現(xiàn)場水汽生成氧化進行所述氧化處理。

4.如權(quán)利要求3所述半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述氧化處理中 的氧經(jīng)過阻擋層擴散到達襯底表面。

5.如權(quán)利要求3所述半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述快速熱氧化 工藝的工藝參數(shù)為：氧化溫度為900度至1200度，在含氧氛圍下進行，所 述含氧氛圍為O₂，O₂流量為200sccm至20000sccm，氧化時長為10秒至 120秒。

6.如權(quán)利要求1所述半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述界面層的材 料為氧化硅。

7.如權(quán)利要求1所述半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述界面層的厚 度為1埃至50埃。

8.如權(quán)利要求1所述半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述阻擋層的材 料為SiN、GeO₂、HfO₂或Al₂O₂。

9.如權(quán)利要求8所述半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，采用原子層沉積 工藝、化學氣相沉積工藝或爐內(nèi)熱反應(yīng)工藝形成所述阻擋層。

10.如權(quán)利要求9所述半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述阻擋層的材 料為SiN時，采用原子層沉積工藝形成所述阻擋層的工藝參數(shù)為：反應(yīng)氣 體包括硅源氣體和氮源氣體，其中，硅源氣體為SiH₄或SiH₂Cl₂，氮源氣 體為NH₃，硅源氣體流量為20sccm至2000sccm，氮源氣體流量為20sccm 至2000sccm，反應(yīng)腔室溫度為300度至500度，反應(yīng)腔室壓強為0.2托至 50托。

11.如權(quán)利要求1所述半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述阻擋層的厚 度為3埃至300埃。

12.如權(quán)利要求1所述半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，刻蝕工藝對所述 阻擋層的刻蝕速率大于對界面層的刻蝕速率。

13.如權(quán)利要求1所述半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，還包括步驟：在 所述界面層表面依次形成柵介質(zhì)膜以及位于柵介質(zhì)膜表面的犧牲膜；圖形 化所述犧牲膜以及柵介質(zhì)膜，在所述襯底表面形成偽柵極結(jié)構(gòu)，所述偽柵 極結(jié)構(gòu)包括：位于襯底表面的界面層、位于界面層表面的柵介質(zhì)層、位于 柵介質(zhì)層表面的犧牲層；在所述偽柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的襯底內(nèi)形成摻雜區(qū)；在 所述襯底表面形成層間介質(zhì)層，且所述層間介質(zhì)層頂部與偽柵極結(jié)構(gòu)頂部 齊平；刻蝕去除所述犧牲層形成凹槽；形成填充滿所述凹槽的柵電極層， 所述柵電極層、柵介質(zhì)層以及界面層構(gòu)成柵極結(jié)構(gòu)。

14.如權(quán)利要求1所述半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，還包括步驟：在 所述界面層表面依次形成柵介質(zhì)膜以及位于柵介質(zhì)膜表面的柵電極膜；圖 形化所述柵電極膜以及柵介質(zhì)膜，在所述襯底表面形成柵極結(jié)構(gòu)，所述柵 結(jié)構(gòu)包括：位于襯底表面的界面層、位于界面層表面的柵介質(zhì)層、位于柵 介質(zhì)層表面的柵電極層；在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的襯底內(nèi)形成摻雜區(qū)；在所 述襯底表面形成層間介質(zhì)層，且所述層間介質(zhì)層頂部與柵極結(jié)構(gòu)頂部齊平。

15.如權(quán)利要求13或14所述半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述柵介 質(zhì)層的材料為相對介電常數(shù)大于氧化硅的相對介電常數(shù)的材料。