[发明专利]高介电常数栅极介电材料的形成方法与半导体元件

权利要求书

1.一种高介电常数栅极介电材料的形成方法，包括下列步骤：

提供一半导体基材；

清洗该基材；

对该基材进行一热处理，其中该热处理于一无氧化环境中进行，导致形成一薄界面层；以及

沉积一高介电常数材料于该薄界面层之上。

2.如权利要求1所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中清洗该基材包括一最终的氢氟酸处理。

3.如权利要求1或2所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中该热处理的温度高于700℃。

4.如权利要求1或2所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中该热处理的温度高于1000℃。

5.如权利要求1或2所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中该热处理的温度高于1050℃。

6.如权利要求1所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中该无氧化环境包括一钝气。

7.如权利要求1所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中该无氧化环境包括氦气及/或氩气。

8.如权利要求1所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中还包括加入部分氢气到该无氧化环境中。

9.如权利要求8所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中该部分氢气的体积少于10％。

10.如权利要求8所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中该部分氢气的体积介于1％～10％。

11.如权利要求1所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中在该无氧化环境中不包括氮气。

12.如权利要求1所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中该热处理的时间少于2分钟。

13.如权利要求1所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中该热处理的时间少于1分钟。

14.如权利要求1所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中该热处理的时间少于40秒。

15.如权利要求1所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中在该热处理之后，形成一薄化学氧化层。

16.如权利要求15所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中该薄化学氧化层的形成借助施加一湿式臭氧(O₃)/最终去离子水(DIW)处理或一UV增强式氧化物成长法。

17.如权利要求1所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中该高介电常数材料为任何一种介电常数值高于二氧化硅的介电材料。

18.如权利要求1所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中该高介电常数材料借助原子层沉积法沉积而得。

19.如权利要求1所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中沉积该高介电常数材料之后，接着进行一沉积后退火处理。

20.如权利要求1所述的高介电常数栅极介电材料的形成方法，其中该薄界面层的厚度少于0.6nm。

21.一种半导体元件，其包括依照权利要求1所述的方法所形成的高介电常数栅极介电材料。

22.一种半导体元件，其包括一高介电常数栅极介电材料，其中该高介电常数栅极介电材料包括一少于0.6nm的薄界面层。