[发明专利]栅介质层和晶体管的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及栅介质层和晶体管的制作方法。

背景技术

随着集成电路特征尺寸缩小至深亚微米的领域，晶体管的栅极尺寸缩小，相应地作为栅介质层的二氧化硅层的厚度也需要减小，以提高晶体管的栅极电容，防止器件出现短沟道效应。但是当栅介质层厚度逐渐缩小，栅介质层的厚度减小至3纳米以下，随之产生很多问题，例如：(1)漏电流增加；(2)杂质扩散，即栅介质层和半导体衬底之间存在杂质浓度梯度，所述杂质会从栅极中扩散到半导体衬底中或者固定在栅介质层中，最终影响器件的性能。

因此，本领域技术人员采用新的栅介质层来取代现有的栅介质层来取代现有的二氧化硅。为了保持栅介质层的电容不变，本领域技术人员采用高介电常数(高K)介质层作为新的栅介质层。所述高K介质层具有较好的热稳定性和机械强度，能够获得更小的漏电流。

现有技术利用高K介质层制作晶体管的方法请参考图1至图2。首先，参考图1，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100内形成有至少两个隔离结构101，相邻的隔离结构101之间的区域为有源区，所述有源区的半导体衬底100内形成有掺杂阱103。然后，进行氧化工艺，在所述半导体衬底100上形成界面氧化层107，用于提高后续形成的高K介质层与半导体衬底100之间的附着力。

接着，仍然参考图1，在所述界面氧化层107上方形成高K介质层104。

接着，请参考图2，利用所述界面氧化层107和高K介质层104作为栅介质层，对所述栅介质层进行刻蚀，在刻蚀后的栅介质层上形成金属栅极105，在所述金属栅极105两侧形成侧墙112，在所述金属栅极105两侧的半导体衬底100内形成轻掺杂区110和源/漏区114。

在公开号为CN101661883A的中国专利申请中还可以发现更多关于现有的晶体管制作方法的信息。

在实际中发现，现有方法制作的晶体管存在漏电流，器件的性能不稳定。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种栅介质层的制作方法和晶体管的制作方法，减小了晶体管的漏电流，提高了器件的稳定性。

为解决上述问题，本发明提供一种栅介质层的制作方法，包括：

提供半导体衬底；

对所述半导体衬底进行清洗；

在清洗后的半导体衬底上形成界面氧化层；

在所述界面氧化层上形成高K介质层。

可选地，所述清洗利用氢氟酸进行。

可选地，所述氢氟酸的质量浓度为10％～0.01％，所述清洗的时间为不超过60分钟。

可选地，所述清洗步骤与所述形成界面氧化层的步骤的时间间隔为不超过30分钟。

可选地，所述界面氧化层利用臭氧工艺制作，所述臭氧工艺的参数为：

将所述清洗后的半导体衬底放置于包含臭氧的超纯水中，浸泡1～2000秒，所述超纯水的温度小于等于200摄氏度。

可选地，所述臭氧在水中的质量浓度为1～500ppm。

可选地，所述界面氧化层的厚度范围为4～20埃，所述高K介质层的厚度范围为10～40埃。

对应地，本发明还提供一种晶体管的制作方法，包括：

提供半导体衬底；

对所述半导体衬底进行清洗；

在清洗后的半导体衬底上形成界面氧化层；

在所述界面氧化层上形成高K介质层；

刻蚀所述高K介质层和界面氧化层；

在所述高K介质层和界面氧化层上形成金属栅极；

在所述半导体衬底内形成源/漏区。

可选地，所述清洗利用氢氟酸进行。

可选地，所述氢氟酸的质量浓度为10％～0.01％，所述清洗的时间为不超过60分钟。

可选地，所述清洗步骤与所述形成界面氧化层的步骤的时间间隔为不超过30分钟。

可选地，所述界面氧化层利用臭氧工艺制作，所述臭氧工艺的参数为：

将所述清洗后的半导体衬底放置于包含臭氧的超纯水中，浸泡1～2000秒，所述超纯水的温度小于等于200摄氏度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明在形成界面氧化层前，对所述半导体衬底进行清洗，去除半导体衬底表面的自然氧化层(native oxide)、有机污染物、颗粒污染物等，在清洗后的半导体衬底上形成界面氧化层，从而改善了界面氧化层与半导体衬底之间的附着力，改善界面氧化层的均匀性和致密性，减小最终形成的器件的漏电流，提高了器件的稳定性；