[发明专利]一种高介电常数氧化物的制备方法无效

专利信息
申请号: 201310666486.8 申请日: 2013-12-10
公开(公告)号: CN103628037A 公开(公告)日: 2014-03-12
发明(设计)人: 孙兵;刘洪刚;赵威;王盛凯;常虎东 申请(专利权)人: 中国科学院微电子研究所
主分类号: C23C16/40 分类号: C23C16/40;H01L21/285
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 任岩
地址: 100083 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 介电常数 氧化物 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及氧化物电介质的制备方法,尤其涉及一种高介电常数氧化物的制备方法,属于半导体集成技术领域。

背景技术

半导体技术作为信息产业的核心和基础,是衡量一个国家科学技术进步和综合国力的重要标志。在过去的40多年中,硅基集成技术遵循摩尔定律通过缩小器件的特征尺寸来提高器件的工作速度、增加集成度以及降低成本,硅基CMOS器件的特征尺寸已经由微米尺度缩小到纳米尺度。然而当MOS器件的栅长缩小到90纳米以下,传统硅基CMOS集成技术开始面临来自物理与技术方面的双重挑战。二氧化硅已经不能满足当前半导体器件对电介质的要求,高介电常数氧化物作为栅介质材料在CMOS集成技术中获得了越来越多的应用。

采用高迁移率沟道材料替代传统硅材料将是半导体集成技术在“后摩尔时代”的重要发展方向,其中锗与III-V族化合物半导体材料最有可能实现大规模应用,寻找适用于锗与III-V族化合物半导体材料的高介电常数氧化物也成为近期国内外研究热点。

原子层沉积的方法具有均匀性高、表面覆盖好、自限制表面吸附反应及生长速度精确可控等优点,已经应用于当前CMOS技术栅介质的生长过程中。基于原子层沉积的方法,开发高性能高介电常数氧化物的沉积方法具有重要的应用前景。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的主要目的在于提供一种高介电常数氧化物的制备方法,以优化高介电常数氧化物的原子层沉积的生长条件和方式。

(二)技术方案

为达到上述目的,本发明提供了一种高介电常数氧化物的制备方法,该方法是利用原子层沉积系统进行高介电常数氧化物的制备,该方法包括:

步骤1:设定原子层沉积系统生长参数;

步骤2:向原子层沉积系统反应腔体中通入金属前驱体源脉冲,紧接着用高纯氮气清洗,冲掉反应副产物和残留的金属前驱体源;

步骤3:向原子层沉积系统反应腔体中通入水脉冲,紧接着用高纯氮气清洗,冲掉反应副产物和残留的水;

步骤4:向原子层沉积系统反应腔体中通入臭氧脉冲,紧接着用高纯氮气清洗,冲掉反应副产物和残留的臭氧;

步骤5:依次重复进行步骤2、步骤3和步骤4,获得高介电常数氧化物薄膜;

上述方案中,所述步骤1中,所述原子层沉积系统的反应腔温度为20摄氏度-500摄氏度,反应腔压力为0.5毫巴-10毫巴。

上述方案中,所述步骤2中,所述金属前驱体源是三甲基铝(Al(CH3)3)、四(乙基甲基氨基)铪(Hf[N(CH3)(C2H5)]4)、四(二乙基氨基)铪(Hf[N(CH3)2]4)、四(二乙基氨基)铪(Hf[N(C2H5)2]4)、四叔丁醇铪(Hf[O-C(CH3)3]4)、三(N,N’-二异丙基-amd)钇(Y(ipr2amd)3)、三(N,N’-二异丙基甲脒)镧(La(iPr2fmd)3)和二甲基铍(Be(CH3)2)、四氯化钛(TiCl4)、二乙基锌((C2H5)2Zn)中的一种或多种。

上述方案中,所述步骤2中,所述金属前驱体源的温度为15摄氏度-300摄氏度,所述金属前躯体源的脉冲时间为1毫秒-60秒,所述高纯氮气的纯度为99.999%及以上,所述高纯氮气的流量为10sccm-1000sccm,所述高纯氮气的清洗时间为10毫秒-120秒。

上述方案中,所述步骤3中,所述水脉冲的脉冲时间为1毫秒-60秒;所述高纯氮气的纯度为99.999%及以上,所述高纯氮气的流量为10sccm-1000sccm,所述高纯氮气的清洗时间为10毫秒-120秒。

上述方案中,所述步骤4中,所述臭氧的流量在Osccm-1000sccm之间,所述臭氧脉冲的脉冲时间为1毫秒-10分钟。

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