[发明专利]一种改善高阻SOI衬底上高介电常数栅介质性能的方法

权利要求书

1.一种改善高阻SOI衬底上高介电常数栅介质性能的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一，将高阻SOI衬底进行预处理，然后装入薄膜沉积腔内；

步骤二，在高阻SOI衬底的上表面原位生长厚度不大于1nm的Al₂O₃薄膜；

步骤三，在所述Al₂O₃薄膜上原位生长厚度不大于30nm的HfO₂薄膜；

步骤四，在所述HfO₂薄膜上原位沉积吸氧金属盖帽层；

步骤五，退火处理。

2.根据权利要求1所述的改善高阻SOI衬底上高介电常数栅介质性能的方法，其特征在于：所述薄膜沉积腔为超高真空电子束蒸发腔。

3.根据权利要求2所述的改善高阻SOI衬底上高介电常数栅介质性能的方法，其特征在于：步骤一中，所述预处理的具体方法为：利用标准半导体工艺对所述高阻SOI衬底进行清洗，然后将清洗后的高阻SOI衬底放在稀释的HF中浸泡1分钟。

4.根据权利要求2所述的改善高阻SOI衬底上高介电常数栅介质性能的方法，其特征在于：步骤二中，所述Al₂O₃薄膜的详细生长方法为：将所述高阻SOI衬底加热到300℃后，通过超高真空电子束蒸发Al₂O₃陶瓷靶，在所述高阻SOI衬底的原位生长Al₂O₃薄膜。

5.根据权利要求2所述的改善高阻SOI衬底上高介电常数栅介质性能的方法，其特征在于：步骤三中，所述HfO₂薄膜的详细生长方法为：通过超高真空电子束蒸发HfO₂陶瓷靶，在所述Al₂O₃薄膜的原位形成HfO₂薄膜，所述HfO₂薄膜为非晶HfO₂高k栅介质薄膜。

6.根据权利要求2所述的改善高阻SOI衬底上高介电常数栅介质性能的方法，其特征在于：步骤四中，所述吸氧金属盖帽层的详细生长方法为：通过电子束蒸发金属靶，在所述HfO₂薄膜的原位形成吸氧金属盖帽层。

7.根据权利要求6所述的改善高阻SOI衬底上高介电常数栅介质性能的方法，其特征在于：所述金属靶为Ti金属靶，所述吸氧金属盖帽层为Ti金属盖帽层。

8.根据权利要求1所述的改善高阻SOI衬底上高介电常数栅介质性能的方法，其特征在于：步骤四中，所述吸氧金属盖帽层形成后，利用选择湿法刻饰未反映的吸氧金属和反映产物。

9.根据权利要求1所述的改善高阻SOI衬底上高介电常数栅介质性能的方法，其特征在于：步骤五中，所述退火处理的方法为：在N₂气氛中进行3分钟的700℃快速热退火处理。

10.根据权利要求1所述的改善高阻SOI衬底上高介电常数栅介质性能的方法，其特征在于：所述Al₂O₃薄膜和HfO₂薄膜的生长温度均保持在300℃。