[发明专利]一种半导体器件及其制造方法

说明书

本发明提供一种半导体器件及其制造方法，所述制造方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括I/O区和核心区；在所述半导体衬底上形成第一氧化物介质层；使用含氢气体处理所述第一氧化物介质层；对所述第一氧化物介质层进行预清洗；刻蚀去除位于核心区的第一氧化物介质层。与现有工艺相比，本发明提出半导体器件的制造方法，可提高高k金属栅极的性能，降低缺陷率。

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，具体而言涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

随着集成电路的飞速发展，SiO₂作为传统的栅介质将不能满足CMOS器件高集成度的要求，需要使用高k介质材料来替代传统的SiO₂。但是，在应用中，多晶硅与高k介质材料的结合会出现许多问题，例如，多晶硅耗尽效应、过高的栅电阻等，因此，现在通常采用金属栅替代多晶硅栅电极。应用高k介质层和金属栅的HKMG(高k-金属)技术能够大幅减小栅极的漏电量，进一步缩小晶体管的关键尺寸，并有效地改善晶体管的驱动能力。

在高k介质层的制备工艺中，从90纳米节点开始普遍使用新型的栅介质生长工艺，即采用ISSG原位水蒸汽氧化工艺(In-Situ Steam Generation)生成一层超薄高质量的氧化膜。该工艺利用ISSG反应中产生的原子氧的强氧化作用，充分修复Si/SiO₂界面，使最终得到的氧化薄膜体内缺陷减少，有效提高了薄膜的质量和电学特性。由于ISSG工艺具有以上优点，目前被广泛应用于先进半导体器件栅介质的制造。然而，ISSG氧化物存在高缺陷的问题。

因此，有必要提出一种半导体器件及其制造方法，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种半导体器件的制造方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括I/O区和核心区；

在所述半导体衬底上形成第一氧化物介质层；

使用含氢气体处理所述第一氧化物介质层；

对所述第一氧化物介质层进行预清洗；

刻蚀去除位于核心区的第一氧化物介质层。

示例性地，所述含氢气体为氢气。

示例性地，所述预清洗所用的清洗剂为O₃。

示例性地，使用ISSG法形成所述第一氧化物介质层。

示例性地，刻蚀去除位于核心区的第一氧化物介质层之前，还包括使用六甲基二硅胺对位于I/O区的第一氧化物介质层进行预处理的步骤。

示例性地，刻蚀去除核心区的第一氧化物介质层之后，还包括在位于核心区的半导体衬底上形成第二氧化物介质层的步骤。

示例性地，还包括在所述第一氧化物介质层及第二氧化物介质层上形成高K介质层和栅极金属层的步骤。

示例性地，使用含氢气体处理所述第一氧化物介质层所用的温度为300-900℃。

示例性地，使用含氢气体处理所述第一氧化物介质层所用的时间为10s-6min。

本发明还提供一种采用上述方法制备的半导体器件，所述半导体器件采用上述任一项所述的方法制成。

与现有工艺相比，本发明提出半导体器件的制造方法，可提高高k金属栅极的性能，降低缺陷率。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：