[发明专利]氧化层、HKMG结构中界面层、MOS晶体管形成方法及MOS晶体管

权利要求书

1.一种HKMG结构中界面层形成方法，所述界面层位于半导体衬底和高K介质层之间，其特征在于，包括：

a）提供半导体衬底；

b）采用包含羟基的反应气体与所述衬底表面接触，所述反应气体中的羟基与衬底表面的原子通过化学键结合形成中间物质；

c）清除所述反应气体；

d）对所述衬底进行退火，去除所述中间物质中的氢元素，在所述衬底表面形成原子层；

e）重复步骤b）-步骤d），直至所述原子层的堆积厚度达到所述界面层的目标厚度，得到所述界面层。

2.根据权利要求1所述的界面层形成方法，其特征在于，所述衬底中包括非饱和硅原子，所述中间物质为所述反应气体中的羟基与衬底表面的非饱和硅原子结合形成的-Si-OH悬空键。

3.根据权利要求2所述的界面层形成方法，其特征在于，所述反应气体为H₂O气体、D₂O气体、H₂O₂气体、CH₃OH气体和HCOOH气体中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的界面层形成方法，其特征在于，步骤c）中，清除所述反应气体的方式为：在所述反应腔内通入冲洗气体，以去除所述反应气体。

5.根据权利要求4所述的界面层形成方法，其特征在于，所述冲洗气体包括：He、N₂、Ne、Ar和Xe中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的界面层形成方法，其特征在于，步骤d）中的退火工艺为快速热退火工艺。

7.根据权利要求6所述的界面层形成方法，其特征在于，所述快速热退火工艺的退火温度为500℃-1100℃，退火时间为1ms-100μs。

8.根据权利要求7所述的界面层形成方法，其特征在于，所述快速热退火工艺的气体氛围中的气体包括：H₂、D₂、N₂、He、Ne、Ar和Xe中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的界面层形成方法，其特征在于，步骤e）中，重复步骤b）-步骤d）的次数为1-1000次，所述界面层的目标厚度为

10.根据权利要求1所述的界面层形成方法，其特征在于，在步骤a）和步骤b）之间还包括，对所述衬底进行前处理，所述前处理过程包括：

对所述衬底进行化学清洗，所述化学清洗过程采用的溶液为HF与HCl的混合溶液、或HF与NH₃的混合溶液、或HF溶液。

11.根据权利要求10所述的界面层形成方法，其特征在于，所述前处理过程还包括：对经过化学清洗后的衬底进行退火。

12.根据权利要求11所述的界面层形成方法，其特征在于，所述退火过程的气体氛围中的气体包括：H₂、D₂、N₂、NH₃和He中的至少一种。

13.根据权利要求11所述的界面层形成方法，其特征在于，在步骤e）之后还包括，对所述界面层进行退火，该退火过程的退火温度高于步骤d）中的退火温度，且该退火过程的气体氛围中的气体包括H₂、D₂、N₂、He、Ne、Ar和Xe中的至少一种。

14.根据权利要求1所述的界面层形成方法，其特征在于，所述半导体衬底为平面型或非平面型衬底，所述半导体衬底的材料为Si、SiGe或SiC。

15.根据权利要求14所述的界面层形成方法，其特征在于，所述非平面型衬底上包括鳍式晶体管结构或纳米线晶体管结构。