[发明专利]与硅之间具有金属氧化物界面的半导体构造的制造方法

权利要求书

1．一种制造半导体构造的方法，其特征是具有下述步骤：

准备具有表面(12)的硅衬底(10)；

用原子层淀积法在硅衬底的表面上边形成籽晶层(20)；

在籽晶层上边用原子层淀积法形成一层或多层的高介电系数氧化物(40)。

2．权利要求1或11所述的半导体构造的制造方法，其特征是：准备衬底的步骤具有准备其上形成有硅氧化物(14)的衬底的步骤。

3．权利要求2所述的半导体构造的制造方法，其特征是：用原子层淀积法形成籽晶层的步骤，还具有把金属氧化物层(18)淀积到硅氧化物的表面上，用惰性气体冲洗该金属氧化物层，使该金属氧化物层与硅氧化物进行反应以形成硅酸盐的步骤。

4．权利要求1或11所述的半导体构造的制造方法，其特征是：准备衬底的步骤，具有提供用氢钝化法在其上形成有氢层(13)的衬底的步骤。

5．权利要求4所述的半导体构造的制造方法，其特征是：用原子层淀积法形成籽晶层(20)的步骤，还具有这样的步骤：解除形成在衬底上边的氢层(13)的吸附，把硅衬底暴露(50)于硅先质和至少一种金属先质中，在硅衬底的表面上边形成硅和金属构成的层，用惰性气体冲洗(52)硅层以除去任何过剩的硅和金属先质材料，使硅层的表面暴露(54)于具有或不具有等离子体的氧气(O₂)、水(H₂O)、氧化亚氮(N₂O)或一氧化氮(NO)中的至少一种之中以使硅和金属构成的层氧化，形成单个氧化后的单层，然后用惰性气体冲洗(56)该氧化后的单层。

6．权利要求5或15所述的半导体构造的制造方法，其特征是：还具有反复进行原子层淀积以形成单层的步骤。

7．权利要求1所述的半导体构造的制造方法，其特征是：用原子层淀积法形成一层或多层高介电系数氧化物(42)的步骤，具有把籽晶层暴露(50)于金属先质中，以形成金属层，用惰性气体冲洗(52)该金属层，把该金属层暴露(54)于具有或不具有等离子体的氧(O)、水(H₂O)、氧化亚氮(N₂O)或一氧化氮(NO)中的至少一种之中以使金属层氧化，形成单个高-k氧化单层，然后用惰性气体冲洗(56)该氧化后的单层。

8．权利要求7所述的半导体构造的制造方法，其特征是：还具有反复进行原子层淀积以形成期望厚度的高-k氧化物层的步骤。

9．一种半导体构造的制造方法，其特征是具有下述步骤：

准备具有表面(12)的硅衬底(10)；

用原子层淀积法在硅衬底的表面上边形成籽晶层(20)，所形成的籽晶层由硅酸盐构成；

在籽晶层上边用原子层淀积法形成一层或多层(42)高介电系数氧化物层。

10．权利要求9所述的半导体构造的制造方法，其特征是：用原子层淀积法形成硅酸盐材料籽晶层的步骤，包括形成硅酸盐材料籽晶层的步骤，上述硅酸盐材料是从锶硅氧化物(SrSiO₄)、锆硅氧化物(ZrSiO₄)和铪硅氧化物(HfSiO₄)构成的组中选择出来的。

11．权利要求10所述的半导体构造的制造方法，其特征是：在籽晶层上边用原子层淀积法形成一层或多层高介电系数氧化物层的步骤，包括形成高介电系数氧化物层的步骤，上述氧化物由下述氧化物组中选择：氧化铪(HfO₂)、氧化锆(ZrO₂)、钛酸锶(SrTiO₃)、氧化镧(La₂O₃)、氧化镱(Y₂O₃)、氧化钛(TiO₂)、钛酸钡(BaTiO₃)、铝酸镧(LaAlO₃)、氧化镧钪(LaScO₃)和氧化铝(Al₂O₃)。