[發(fā)明專利]氧化層、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010765569.2
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN114068323A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張黎
• 申請（專利權(quán)）人: 長鑫存儲技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L21/316
• 分類號: H01L21/316;H01L21/28;H01L29/423;H01L27/108
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 史治法

本發(fā)明涉及一種氧化層、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法，通過所述含氮氧化物氣體和所述氫氣反應(yīng)形成第一氧化層，反應(yīng)氣體中的所述氫氣的濃度為所述第一濃度。在進(jìn)行所述第二氧化階段時，反應(yīng)的溫度為第二溫度。通過所述氧氣和所述氫氣反應(yīng)在所述第一氧化層的表面形成第二氧化層，反應(yīng)氣體中的所述氫氣的濃度為第二濃度。其中，所述第一溫度小于所述第二溫度，所述第一濃度大于所述第二濃度。所述第一氧化層和所述第二氧化層構(gòu)成所述氧化層。所述第一溫度較低，因此可以降低所述含氮氧化物氣體和所述氫氣的反應(yīng)速率。所述第二濃度較低，可以避免所述氧化層產(chǎn)生Si?H缺陷。所述氧化層的制作方法可以有效提高所述氧化層的可靠性，保證所述氧化層的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種氧化層、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，為了滿足設(shè)備小型化的要求，現(xiàn)有的動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)的尺寸越來越小，隨之而來的是對氧化層均勻性和致密性要求的不斷提高。現(xiàn)有工藝中，一般采用H₂和O₂反應(yīng)的方式制備氧化層，以氧化層為柵極氧化層為例，具體可采用原位水蒸氣氧化(in-situ steam generation,ISSG)的方式生長柵氧化層介質(zhì)，其原理是在放置了晶圓的反應(yīng)腔體內(nèi)通入初始反應(yīng)氣體(H₂+O₂)，通過輻射式快速升溫技術(shù)使得H₂和O₂直接在晶圓表面發(fā)生反應(yīng)。然而，前述方式中，由于H₂+O₂的反應(yīng)速率過快，不利于制程的控制，因此業(yè)內(nèi)現(xiàn)在考慮通過N₂O等含氧氮化物與H₂反應(yīng)來降低反應(yīng)速率，但N₂O在高溫條件下于氧化物界面(oxide interface)處易形成SiON，會降低界面載流子流動性，從而降低器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種氧化層的制作方法、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法，可以有效提高氧化層的均勻性和致密性，進(jìn)而提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

為解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種氧化層的制作方法，包括：

在第一溫度下將含氮氧化物氣體和氫氣反應(yīng)，以形成第一氧化層，反應(yīng)氣體中所述氫氣的體積濃度為第一濃度；

在第二溫度下將氧氣和氫氣進(jìn)行反應(yīng)，以在所述第一氧化層的表面形成第二氧化層，反應(yīng)氣體中所述氫氣的體積濃度為第二濃度；

其中，所述第一溫度小于所述第二溫度，且所述第一濃度大于所述第二濃度。

在一個實(shí)施例中，所述第一氧化層及所述第二氧化層均采用原位水蒸氣氧化法工藝制成。

在一個實(shí)施例中，所述第一溫度為600℃～800℃；所述第二溫度為800℃～1050℃。

在一個實(shí)施例中，所述第一濃度為5％～33％；所述第二濃度小于5％。

在一個實(shí)施例中，所述含氮氧化物氣體包括一氧化二氮、一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮和五氧化二氮中的至少一種。

在一個實(shí)施例中，所述第一氧化層的厚度在所述氧化層的厚度中的占比為20％～50％。

為解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種氧化層，所述氧化層采用所述的制作方法制作而形成。

為解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施例又提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，包括：

提供基底；

在所述基底的表面形成柵間介質(zhì)層，所述柵間介質(zhì)層包括氧化層，所述氧化層采用所述的氧化層的制作方法形成；

在所述柵間介質(zhì)層遠(yuǎn)離所述基底的表面形成柵極導(dǎo)電層；