[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010752868.2
• 申請(qǐng)日: 2020-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN111863611B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓瑞津;曾輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州粵芯半導(dǎo)體技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/28
• 分類號(hào): H01L21/28
• 代理公司: 上海思捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，將氫鈍化工藝的反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間分別限定在第一設(shè)定范圍及第二設(shè)定范圍，并且，所述氫鈍化工藝的反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間負(fù)相關(guān)，也就是說(shuō)，在第一設(shè)定范圍及第二設(shè)定范圍內(nèi)，提高反應(yīng)溫度就需減少反應(yīng)時(shí)間，降低反應(yīng)溫度就需增加反應(yīng)時(shí)間，可提高器件的界面態(tài)缺陷的修復(fù)效果，進(jìn)而提高器件的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件的制備方法。

背景技術(shù)

隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，諸如金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管等半導(dǎo)體器件的尺寸也不斷縮小，導(dǎo)致器件中的薄膜(例如柵氧化層)變得越來(lái)越薄，為了確保器件的良好特性，對(duì)柵氧化層質(zhì)量的要求也會(huì)更高。在制備半導(dǎo)體器件的過(guò)程中，氧化層生長(zhǎng)工藝、離子注入、等離子體沉積等工藝均會(huì)不可避免在薄膜內(nèi)部引入界面態(tài)(界面陷阱)缺陷，同時(shí)，由于晶格失配和生長(zhǎng)工藝的不完善，不同薄膜之間也不可避免的引入界面態(tài)缺陷。金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管中的柵氧化層的界面態(tài)的能量狀態(tài)分布于禁帶內(nèi)，可以帶有電荷，是少數(shù)載流子的產(chǎn)生中心和復(fù)合中心，可較快地同襯底中的硅的導(dǎo)帶或價(jià)帶交換電子和空穴，從而直接影響金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓、降低表面載流子有效遷移率和跨導(dǎo)，若界面態(tài)密度過(guò)大，還可以顯著改變某一電荷區(qū)的厚度與勢(shì)壘髙度，進(jìn)而影響P-N結(jié)的電流輸運(yùn)，進(jìn)而導(dǎo)致器件的成品率和可靠性下降。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常會(huì)在金屬化工藝之后增加氫鈍化工藝(亦稱氫退火工藝)，以修復(fù)修復(fù)界面態(tài)缺陷，并且現(xiàn)有技術(shù)普遍認(rèn)為氫鈍化工藝是不可逆的工藝，所以通過(guò)加大氫氣的流量及提高反應(yīng)溫度來(lái)提高修復(fù)效果，但是這種方式目前仍然不能使得界面態(tài)缺陷修復(fù)的效果達(dá)到最佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件的制備方法，通過(guò)改善氫鈍化的工藝條件最大化修復(fù)器件的界面態(tài)缺陷，從而提高了器件的性能。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括：

在襯底上形成頂層金屬互聯(lián)層之后，執(zhí)行氫鈍化工藝，所述氫鈍化工藝的反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間分別介于第一設(shè)定范圍及第二設(shè)定范圍，并且，鈍化過(guò)程中由于反應(yīng)溫度越高，缺陷修復(fù)速度越快，缺陷修復(fù)時(shí)間越短，所述氫鈍化工藝的反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間負(fù)相關(guān)。

可選的，所述氫鈍化工藝的反應(yīng)氣體包括氫氣，氫氣的濃度為4.15×10^-3mol/L～1.41×10^-2mol/L。

可選的，所述第一設(shè)定范圍為390℃～440℃，所述第二設(shè)定范圍為600s～3000s。

可選的，所述第一設(shè)定范圍為410℃～440℃，所述第二設(shè)定范圍為600s～2000s。

可選的，當(dāng)所述反應(yīng)溫度為410℃時(shí)，所述反應(yīng)時(shí)間為1800s～2000s；當(dāng)所述反應(yīng)溫度為1000s～1200s時(shí)，所述反應(yīng)時(shí)間為1000s；當(dāng)所述反應(yīng)溫度為440℃時(shí)，所述反應(yīng)時(shí)間為600s～900s。

可選的，所述氫鈍化工藝的反應(yīng)氣體為純氫氣。

可選的，所述氫鈍化工藝的反應(yīng)氣體包括氫氣及惰性氣體。

可選的，所述惰性氣體包括氮?dú)夂?或氬氣。

可選的，所述半導(dǎo)體器件包括金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管。

可選的，所述氫鈍化工藝的反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間非線性負(fù)相關(guān)。

本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件的制備方法具有如下有益效果：

1)將氫鈍化工藝的反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間分別限定在第一設(shè)定范圍及第二設(shè)定范圍，并且，所述氫鈍化工藝的反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間負(fù)相關(guān)，也就是說(shuō)，在第一設(shè)定范圍及第二設(shè)定范圍內(nèi)，提高反應(yīng)溫度就需減少反應(yīng)時(shí)間，降低反應(yīng)溫度就需增加反應(yīng)時(shí)間，可提高器件的界面態(tài)缺陷的修復(fù)效果，進(jìn)而提高器件的性能；