[发明专利]用于形成具有降低的等效氧化物厚度的高k栅极叠层的方法

权利要求书

1.一种用于形成栅极电介质膜叠层的方法，所述方法包括：

提供含硅的衬底；

在所述含硅衬底上形成界面层，其中所述界面层具有第一等效氧化物 厚度；

将所述第一高k膜沉积在所述界面层上；

在形成具有等于或低于所述第一等效氧化物厚度的第二等效氧化物厚 度的改性界面层的温度下对所述第一高k膜和所述界面层进行热处理；并 且

将第二高k膜沉积在所述改性界面层上。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述改性界面层包含氧化硅、 氮化硅或氮氧化硅。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一高k膜包含碱土金属 元素、钛、铪、锆或稀土元素或其中两种或更多种的任意组合。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二高k膜包含碱土金属 元素、钛、铪或稀土元素或其中两种或更多种的任意组合。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一高k膜包含含有钇 (Y)、镥(Lu)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、 钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)或镱(Yb)的稀土 基氧化物、氮化物或氧氮化物或其中两种或更多种的任意组合。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二高k膜包含氧化铪、 氮氧化铪、硅酸铪、氮氧硅化铪、氧化锆、氮氧化锆、硅酸锆、氮氧硅化 锆、氧化铪锆、氮氧化铪锆、硅酸铪锆或者氮氧硅化铪锆或其中两种或更 多种的组合。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述热处理包括：在基本上无 氧、减压条件的所述温度下加热所述第一高k膜和所述界面层。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述热处理还包括将所述第一 高k膜暴露于惰性气体中。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：

使至少部分厚度的所述第二高k膜氮化；

将栅电极膜沉积在所述氮化的第二高k膜上；并且

使所述栅电极膜、所述氮化的第二高k膜和所述改性界面层图案化。

10.一种用于形成栅极电介质叠层的方法，所述方法包括：

提供含硅的衬底；

在所述含硅衬底上形成氧化硅界面层，其中所述氧化硅界面层具有第 一等效氧化物厚度；

将稀土氧化物第一高k膜沉积在所述氧化硅界面层上；

将所述稀土氧化物第一高k膜和所述氧化硅界面层热处理至形成具有 等于或低于所述第一等效氧化物厚度的第二等效氧化物厚度的改性界面层 的温度；并且

将铪-氧基第二高k膜沉积在所述改性界面层上。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述稀土氧化物第一高k膜 包含钇(Y)、镥(Lu)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕 (Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)或镱(Yb) 或其中两种或更多种的任意组合。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述铪-氧基第二高k膜包含 氧化铪、氮氧化铪、硅酸铪、氮氧硅化铪、氧化铪锆、氮氧化铪锆、硅酸 铪锆或者氮氧硅化铪锆或其中两种或更多种的组合。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述热处理包括：在基本上 无氧、减压条件的所述温度下加热所述稀土氧化物第一高k膜和所述氧化 硅界面层。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述热处理还包括将所述稀 土氧化物第一高k膜暴露于惰性气体中。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法还包括：

使至少部分厚度的所述铪-氧基第二高k膜氮化；

将栅电极膜沉积在所述氮化的铪-氧基第二高k膜上；并且

使所述栅电极膜、所述氮化的铪-氧基第二高k膜和所述改性界面层图 案化。