CN103367408B - 基于硅衬底高介电常数的栅介质材料及其制备方法 - Google Patents
基于硅衬底高介电常数的栅介质材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103367408B CN103367408B CN201310280178.1A CN201310280178A CN103367408B CN 103367408 B CN103367408 B CN 103367408B CN 201310280178 A CN201310280178 A CN 201310280178A CN 103367408 B CN103367408 B CN 103367408B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- deposit
- substrate
- trimethyl aluminium
- dielectric constant
- purge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本发明公开了一种基于硅衬底的高介电常数栅介质材料及其制备方法。主要解决传统材料介电常数低，热稳定性和薄膜致密性差的问题。该栅介质材料自下而上包含阻挡层(1)、La基高介电常数薄膜(2)和保护层(3)，其中，阻挡层(1)采用厚度为0.5-3nm的Al2O3；La基高介电常数薄膜(2)采用厚度为1-10nm的La2O3或LaAlO3或HfLaOx；保护层(3)采用厚度为1-5nm的Al2O3。整个材料采用原子层淀积方法制备。本发明的栅介质材料具有介电常数高，薄膜致密性和台阶覆盖性好，热稳定性好，表面粗糙度小的优点，可用于制造金属氧化物半导体场效应晶体管的栅电介质膜。
Description
技术领域
本发明属于半导体材料技术领域，特别涉及一种基于硅衬底高介电常数的栅介质材料及其制备方法，可用于制造金属氧化物半导体场效应晶体管的栅电介质膜。
背景技术
随着集成电路的集成度不断减小，金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET的尺寸不断减小，相应的栅氧化物厚度也不断减小。截止到2008年，57nm的光刻技术已经趋于成熟，在高性能的场效应晶体管器件中作为栅电介质膜的SiO2层的厚度已减至1nm以下，预计到2014年，栅长度将减少到0.011μm，对应的等效氧化层厚度EOT应达到50-100nm，即仅为几个原子层的间距。随着氧化物厚度的不断减少，由电子隧穿引起的漏电呈指数增长，由此引起的高功耗和可靠性问题越来越严峻，同时过薄的栅氧化物也不足以挡住栅介质和衬底中杂质的扩散，造成阈值电压漂移，影响器件性能。高介电常数材料因其性能优越的特点，在保持电容密度不变的同时栅介质可以有较大的厚度，从而进而进一步缩小等效氧化层厚度，解决了SiO2因为接近物理厚度极限而产生的问题。
作为高介电常数材料，稀土氧化物中最具代表性的La系化合物，如La2O3、LaAlO3、HfLaOx和LaLuO3等其电学性能优越，拥有强大的尽带宽度、高的电击穿强度、较高的介电常数和良好的热稳定性，其等效氧化层厚度可以做到1nm以下，将成为下一代最有希望的高介电常数材料之一。但是这些材料在淀积过程中会不可避免的生成La2O3，由于La2O3具有强烈的吸湿性，最终会生成La(OH)3等低介电常数的氢氧化合物，影响器件的性能，更主要的是增加了漏电流的大小和破坏了薄膜表面的平整性。
其次由于La在Si衬底中的高扩散系数，会很容易形成低介电常数界面层的生长，这样就会增大等效氧化层厚度、栅极漏电流和界面态密度。而传统的直接氧化衬底材料的方法，在衬底表面会生成低缺陷的自然氧化物，在Si衬底上氧化生成的SiO2虽然可以在一定程度上阻止La向衬底的扩散，但是其介电常数比较低，会影响整体介质材料的介电常数。
另一方面作为传统的金属氧化物淀积工艺，金属有机化合物化学气相淀积MOCVD、分子束外延生长MBE等工艺所生长出的栅介质材料台阶覆盖性不好，表面粗糙度较大导致薄膜界面质量不好，这会严重影响薄膜的总体质量，从而影响器件的可靠性，而且其生长温度较高也不顺应半导体产业向更低的热预算发展的趋势。
发明内容
本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种新型基于硅衬底高介电常数的栅介质材料及其制备方法，以增大栅介质的介电常数，减小介质表面的粗糙度，从而提高器件的可靠性。
为实现上述目的，本发明的栅介质材料包括：自下而上包括阻挡层1和La基高介
电常数薄膜2，其特征在于：
La基高介电常数薄膜2的上面增加有Al2O3保护层3，以降低在淀积La基高介电常数薄膜2过程中所形成的La2O3与空气中的水汽反应速度；
阻挡层1采用厚度为0.5-3nm的Al2O3。
所述Al2O3保护层3的厚度为1-5nm。
所述的La基高介电常数薄膜2的厚度为1-10nm。
为实现上述目的，本发明的栅介质材料制作方法，包括如下步骤：
(1)对Si衬底进行清洗；
(2)将清洗后的Si衬底放入原子层淀积设备反应腔；
(3)采用原子层淀积方法在Si衬底上淀积Al2O3阻挡层：
3a)将原子层淀积设备腔体的压强抽真空至9-20hPa，温度加热到300℃-400℃；
3b)在Si衬底上淀积时间为0.1-5秒的一个三甲基铝脉冲，生成Al-O-Al-CH3 *和CH4；
3c)对未能成功在Si衬底上淀积的三甲基铝和淀积饱和后未能参与淀积的三甲基铝及淀积过程中所生成的CH4进行吹洗；
3d)在淀积三甲基铝后的Si衬底上再淀积时间为0.1-10秒的一个去离子水脉冲或者臭氧脉冲，使Al-O-Al-CH3 *与水中或臭氧中的O原子发生交换反应，生成Al-OH*和CH4；
3e)对未成功与三甲基铝反应和反应达到饱和后未能参与反应的去离子水或臭氧以及反应过程中所生成的CH4进行吹洗；
3f)重复步骤3b)-步骤3e)这四个步骤5-30次，在Si衬底上形成0.5-3nm的Al2O3阻挡层；
(4)采用原子层淀积方法在Al2O3阻挡层上淀积1-10nm的La基高介电常数薄膜；
(5)采用原子层淀积方法在La基高介电常数薄膜上淀积Al2O3保护层：
5a)在La基高介电常数薄膜上淀积时间为0.1-5秒的一个三甲基铝脉冲，生成Al-O-Al-CH3 *和CH4；
5b)对未能成功在La基高介电常数薄膜上淀积的三甲基铝和淀积饱和后未能参与淀积的三甲基铝及淀积过程中所生成的CH4进行吹洗；
5c)在淀积三甲基铝后的La基高介电常数薄膜上再淀积时间为0.1-10秒的一个去离子水脉冲或者臭氧脉冲，使Al-O-Al-CH3 *与水中或臭氧中的O原子发生交换反应，生成Al-OH*和CH4；
5d)对未成功与三甲基铝反应和反应达到饱和后未能参与反应的去离子水或臭氧以及反应过程中所生成的CH4进行吹洗；
5e)重复步骤5a)-步骤5d)这四个步骤10-50次，在Si衬底上形成1-5nm的Al2O3保护层。
所述步骤3e)、5d)、3c)和5b)中的吹洗，其工艺条件如下：
吹洗所用的气体为99.999%的高纯氮气，
氮气流量设定为100-250sccm，
吹洗时间为1-20秒。
所述的La基高介电常数薄膜，采用La2O3或LaAlO3或HfLaOx或LaScO3或LaLuO3。
本发明具有如下优点：
1．本发明采用Al2O3作为栅介质材料的阻挡层，由于Al2O3比SiO2高2倍多的介电常数，因而可增大整体栅介质材料的介电常数；同时由于Al2O3的氧扩散系数低，故可降低Si衬底与La之间的扩散，减缓界面层的生成；此外由于Al2O3在高温下与Si之间具有很好的热稳定性，能使Si衬底和栅介质材料不会在高温工艺下相互发生反应，从而提高了栅介质材料的整体性能。
2.本发明采用Al2O3作为栅介质材料的保护层，由于Al2O3具有弱的吸湿性，因此可以减小制备La基高介电常数薄膜过程中所生成的La2O3与空气中水汽的反应速率，防止反应生成介电常数较低的La系化合物，因而可以增大栅介质的介电常数；同时由于Al2O3高的抗电子、中子辐射能力以及低的钠离子迁移率故可降低材料对外界辐射的影响，提高抗辐射性能；此外由于Al2O3在传统的CMOS高温处理工艺中保持非晶态且与多晶硅栅电极间不发生反应的优点，能提高材料的整体结晶温度并可以使其进行高温工艺的处理，从而使栅介质材料具有更好的性能。
3.本发明采用La基高介电常数薄膜作为栅介质的主体部分，由于La基高介电常数薄膜具有禁带宽度大、电击穿强度高、介电常数高和热稳定性好等优点，因而可以提高栅介质材料的介电常数和结晶温度，从而可以降低等效氧化层厚度，使制造的器件尺寸更小。
4.本发明采用原子层淀积的方法制备薄膜，因而所制备的薄膜可以准确控制其精度，从而使薄膜致密性好，台阶覆盖性好并且粗糙度小；同时制备薄膜所需温度更低，满足半导体产业向更低的热预算发展的要求。
附图说明
图1为本发明基于硅衬底的高介电常数栅介质材料结构示意图；
图2为制备基于硅衬底的高介电常数栅介质材料的流程图；
图3为淀积Al2O3阻挡层的子流程图；
图4为淀积Al2O3保护层的子流程图；
图5为淀积一个循环的Al2O3阻挡层或Al2O3保护层的脉冲时间示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明基于硅衬底高介电常数的栅介质材料自下而上包括：阻挡层1、La基高介电常数薄膜2和保护层3。其中，阻挡层1为0.5-3nm的Al2O3，其主要作用是防止La向Si衬底方向扩散并反应形成界面层；La基高介电常数薄膜2为1-10nm，采用La2O3或LaAlO3或HfLaOx或LaScO3或LaLuO3，其主要作用是提高整体栅介质材料的介电常数；保护层3为1-5nm的Al2O3，其主要作用是减缓淀积过程中所生成的La2O3与空气中的水汽反应速率，从而提高栅介质材料的介电常数。
参照图2，本发明所述栅介质材料制备过程给出如下三种实施例：
实例1，制备Al2O3\La2O3\Al2O3\Si高介电常数栅介质材料
步骤1，清洗硅衬底。
1a)将Si片放在加热到温度为75℃的SC-1溶液中清洗10分钟，该溶液的成分为NH4OH，H2O2和H2O，其比例为5:1:1，此次清洗的主要作用是依靠NH4OH的络合作用与H2O2的强氧化能力来除去Si片上的有机污染物或附着的颗粒；
1b)将在SC-1溶液清洗后的Si片在去离子水中冲洗2分钟，以除去残留SC-1溶液；
1c)将Si片在HF溶液中清洗60秒，该溶液的成分为HF和H2O，其比例为1:50，此次清洗的主要作用是除去Si衬底表面的自然氧化层SiO2；
1d)将Si片在去离子水中冲洗，以除去残留的HF溶液；
1e)将Si片放在去离子水中用超声清洗5分钟，以除去表面的吸附颗粒；
1f)将Si片用去离子水冲洗2分钟，并用高纯氮气吹干。
步骤2，将清洗后的Si衬底放入原子层淀积设备反应腔，采用原子层淀积方法在吹干后的Si衬底上淀积Al2O3阻挡层。
参照图3，本步骤的具体实现如下：
2a)将原子层淀积设备腔体的压强抽真空至20hPa，温度加热到300℃，吹洗所用的氮气流量设定为100sccm；
2b)在Si衬底上淀积时间为0.1秒的一个三甲基铝脉冲，如图5中t1所示，生成Al-O-Al-CH3 *和CH4，其中化学式后加星号表示这个化学式所表示的化学物质中含有不饱和的化学键；
2c)用氮气对未能成功在Si衬底上淀积的三甲基铝和淀积饱和后未能参与淀积的三甲基铝及淀积过程中所生成的CH4进行吹洗，吹洗时间为3秒，如图5中t2所示；
2d)在淀积三甲基铝后的Si衬底上再淀积时间为0.3秒的一个去离子水脉冲，如图5中t3所示，使Al-O-Al-CH3 *与水中的氧原子发生交换反应，生成Al-OH*和CH4；
2e)用氮气对未成功与三甲基铝反应和反应达到饱和后未能参与反应的去离子水以及反应过程中所生成的CH4进行吹洗，吹洗时间为4秒，如图5中t4所示；
2f)重复步骤2b)-步骤2e)这四个步骤30次，在Si衬底上形成3nm厚的Al2O3阻挡层。
步骤3，采用原子层淀积方法在Al2O3阻挡层1上淀积5nm厚的La2O3薄膜。
3a)淀积时间为0.3秒的一个异丙基环戊二烯镧脉冲，用氮气对淀积后的残留物吹洗4s；
3b)淀积时间为0.3秒的一个去离子水脉冲，用氮气对残留物吹洗6s；
3c)重复步骤3a)和步骤3b)这两个步骤72次，在阻挡层上形成5nm厚的La2O3薄膜。
步骤4，采用原子层淀积方法在La基高介电常数薄膜La2O3上淀积Al2O3保护层。
参照图4，本步骤的具体实现如下：
4a)在La基高介电常数薄膜La2O3上淀积时间为0.1秒的一个三甲基铝脉冲，如图5中t1所示，生成Al-O-Al-CH3 *和CH4；
4b)用氮气对未能成功在La基高介电常数薄膜La2O3上淀积的三甲基铝和淀积饱和后未能参与淀积的三甲基铝及淀积过程中所生成的CH4进行吹洗，吹洗时间为3秒，如图5中t2所示；
4c)在淀积三甲基铝后的La基高介电常数薄膜上再淀积时间为0.3秒的一个去离子水脉冲，如图5中t1所示，使Al-O-Al-CH3 *与水中的氧原子发生交换反应，生成Al-OH*和CH4；
4d)用氮气对未成功与三甲基铝反应和反应达到饱和后未能参与反应的去离子水以及反应过程中所生成的CH4进行吹洗，吹洗时间为4秒，如图5中t1所示；
4e)重复步骤4a)-步骤4d)这四个步骤20次，在La2O3薄膜上形成2nm厚的Al2O3保护层。
实例2，制备Al2O3\LaAlO3\Al2O3\Si高介电常数栅介质材料
步骤一，清洗硅衬底。
1.1)将Si片放在加热到温度为75℃的SC-1溶液中清洗10分钟，以除去Si片上的有机污染物或附着的颗粒，该溶液的成分为NH4OH，H2O2和H2O，其比例为5:1:1；
1.2)将在SC-1溶液清洗后的Si片在去离子水中冲洗2分钟，以除去残留SC-1溶液；
1.3)将冲洗后的Si片再在HF溶液中清洗60秒，以除去Si衬底表面的自然氧化层SiO2，该溶液的成分为HF和H2O，其比例为1:50；
1.4)将除去Si衬底表面的自然氧化层SiO2的Si片再在去离子水中冲洗，以除去残留的HF溶液；
1.5)将除去残留的HF溶液的Si片放在去离子水中用超声清洗5分钟，以除去表面的吸附颗粒；
1.6)将除去表面的吸附颗粒的Si片用去离子水冲洗2分钟，并用高纯氮气吹干，完成对Si衬底的清洗。
步骤二，将清洗后的Si衬底放入原子层淀积设备反应腔，采用原子层淀积方法在吹干后的Si衬底上淀积Al2O3阻挡层。
参照图3，本步骤的具体实现如下：
2.1)将原子层淀积设备腔体的压强抽真空至12hPa，温度加热到400℃，吹洗所用的氮气流量设定为250sccm；
2.2)在Si衬底上淀积时间为0.3秒的一个三甲基铝脉冲，如图5中t1所示，生成Al-O-Al-CH3 *和CH4；
2.3)用氮气对未能成功在Si衬底上淀积的三甲基铝和淀积饱和后未能参与淀积的三甲基铝及淀积过程中所生成的CH4进行吹洗，吹洗时间为5秒，如图5中t2所示；
2.4)在淀积三甲基铝后的Si衬底上再淀积时间为0.5秒的一个去离子水脉冲，如图5中t3所示，使Al-O-Al-CH3 *与水中的氧原子发生交换反应，生成Al-OH*和CH4；
2.5)用氮气对未成功与三甲基铝反应和反应达到饱和后未能参与反应的去离子水以及反应过程中所生成的CH4进行吹洗，吹洗时间为5秒，如图5中t4所示；
2.6)重复步骤2.2)-步骤2.5)这四个步骤10次，在Si衬底上形成1nm厚的Al2O3阻挡层。
步骤三，采用原子层淀积方法在Al2O3阻挡层上淀积10nm厚的LaAlO3薄膜。
3.1)淀积时间为0.3秒的一个异丙基环戊二烯镧脉冲，用氮气对淀积后的残留物吹洗4s；
3.2)淀积时间为0.3秒的一个去离子水脉冲，用氮气对残留物吹洗6s；
3.3)淀积时间为0.1秒的一个三甲基铝脉冲，用氮气对残留物吹洗3s；
3.4)淀积时间为0.1秒的一个去离子水脉冲，用氮气对残留物吹洗4s；
3.5)重复步骤3.1)-步骤3.4)这四个步骤58次，在阻挡层上形成10nm厚的LaAlO3薄膜。
步骤四，采用原子层淀积方法在La基高介电常数薄膜LaAlO3上淀积Al2O3保护层。
参照图4，本步骤的具体实现如下：
4.1)在La基高介电常数薄膜LaAlO3上淀积时间为0.1秒的一个三甲基铝脉冲，如图5中t1所示，生成Al-O-Al-CH3 *和CH4；
4.2)用氮气对未能成功在La基高介电常数薄膜LaAlO3上淀积的三甲基铝和淀积饱和后未能参与淀积的三甲基铝及淀积过程中所生成的CH4进行吹洗，吹洗时间为3秒，如图5中t2所示；
4.3)在淀积三甲基铝后的La基高介电常数薄膜LaAlO3上再淀积时间为0.4秒的一个去离子水脉冲，如图5中t1所示，使Al-O-Al-CH3 *与水中的氧原子发生交换反应，生成Al-OH*和CH4；
4.4)用氮气对未成功与三甲基铝反应和反应达到饱和后未能参与反应的去离子水以及反应过程中所生成的CH4进行吹洗，吹洗时间为4秒，如图5中t1所示；
4.5)重复步骤4.1)-步骤4.4)这四个步骤10次，在LaAlO3薄膜上形成1nm厚的Al2O3保护层。
实例3，制备Al2O3\HfLaO\Al2O3\Si高介电常数栅介质材料
步骤A，清洗硅衬底。
将Si片放在加热到温度为75℃的SC-1溶液中清洗10分钟，以除去Si片上的有机污染物或附着的颗粒，该溶液的成分为NH4OH，H2O2和H2O，其比例为5:1:1；然后在SC-1溶液清洗后的Si片在去离子水中冲洗2分钟，以除去残留SC-1溶液；再将冲洗后的Si片在HF和H2O比例为1:50的HF溶液中清洗60秒，以除去Si衬底表面的自然氧化层SiO2；将除去Si衬底表面的自然氧化层SiO2的Si片再在去离子水中冲洗，以除去残留的HF溶液；将除去残留的HF溶液的Si片放在去离子水中用超声清洗5分钟，以除去表面的吸附颗粒，最后除去表面的吸附颗粒的Si片用去离子水冲洗2分钟，并用高纯氮气吹干，完成对Si衬底的清洗。
步骤B，将清洗后的Si衬底放入原子层淀积设备反应腔，采用原子层淀积方法在吹干后的Si衬底上淀积Al2O3阻挡层。
参照图3，本步骤的具体实现如下：
B1)将原子层淀积设备腔体的压强抽真空至9hPa，温度加热到380℃，吹洗所用的氮气流量设定为200sccm；
B2)在Si衬底上淀积时间为0.1秒的一个三甲基铝脉冲，如图5中t1所示，生成Al-O-Al-CH3 *和CH4；
B3)用氮气对未能成功在Si衬底上淀积的三甲基铝和淀积饱和后未能参与淀积的三甲基铝及淀积过程中所生成的CH4进行吹洗，吹洗时间为5秒，如图5中t2所示；
B4)在淀积三甲基铝后的Si衬底上再淀积时间为0.2秒的一个去离子水脉冲，如图5中t3所示，使Al-O-Al-CH3 *与水中的氧原子发生交换反应，生成Al-OH*和CH4；
B5)用氮气对未成功与三甲基铝反应和反应达到饱和后未能参与反应的去离子水以及反应过程中所生成的CH4进行吹洗，吹洗时间为5秒，如图5中t4所示；
B6)重复步骤B2)-步骤B5)这四个步骤5次，在Si衬底上形成0.5nm厚的Al2O3阻挡层。
步骤C，采用原子层淀积方法在Al2O3阻挡层上淀积1nm厚的HfLaO薄膜。
C1)淀积时间为0.3秒的一个四甲基乙酯-金属铪铵盐脉冲，用氮气对淀积后的残留物吹洗6s；
C2)淀积时间为0.1秒的一个去离子水脉冲，用氮气对残留物吹洗6s；
C3)淀积时间为0.3秒的一个异丙基环戊二烯镧脉冲，用氮气对淀积后的残留物吹洗4s；
C4)淀积时间为0.3秒的一个去离子水脉冲，用氮气对残留物吹洗6s；
C5)重复步骤C1)-步骤C4)这四个步骤7次，在阻挡层上形成1nm厚的HfLaO薄膜。
步骤D，采用原子层淀积方法在La基高介电常数薄膜HfLaO上淀积Al2O3保护层。
参照图4，本步骤的具体实现如下：
D1)在La基高介电常数薄膜HfLaO上淀积时间为0.1秒的一个三甲基铝脉冲，如图5中t1所示，生成Al-O-Al-CH3 *和CH4；
D2)用氮气对未能成功在La基高介电常数薄膜上淀积的三甲基铝和淀积饱和后未能参与淀积的三甲基铝及淀积过程中所生成的CH4进行吹洗，吹洗时间为5秒，如图5中t2所示；
D3)在淀积三甲基铝后的La基高介电常数薄膜HfLaO上再淀积时间为0.2秒的一个去离子水脉冲，如图5中t1所示，使Al-O-Al-CH3 *与水中的氧原子发生交换反应，生成Al-OH*和CH4；
D4)用氮气对未成功与三甲基铝反应和反应达到饱和后未能参与反应的去离子水以及反应过程中所生成的CH4进行吹洗，吹洗时间为5秒，如图5中t1所示；
D5)重复步骤D1)-步骤D4)这四个步骤5次，在HfLaO薄膜上形成5nm厚的Al2O3保护层。
以上描述仅是本发明的三个具体实例，不构成对本发明的任何限制。显然对于本领域的专业人员来说，在了解本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明的原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些基于发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于Si衬底的高介电常数栅介质材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)对Si衬底进行清洗；
(2)将清洗后的Si衬底放入原子层淀积设备反应腔；
(3)采用原子层淀积方法在Si衬底上淀积Al2O3阻挡层：
3a)将原子层淀积设备腔体的压强抽真空至9-20hPa，温度加热到300℃-400℃；
3b)在Si衬底上淀积时间为0.1-5秒的一个三甲基铝脉冲，生成Al-O-Al-CH3*和CH4；
3c)对未能成功在Si衬底上淀积的三甲基铝和淀积饱和后未能参与淀积的三甲基铝及淀积过程中所生成的CH4进行吹洗；
3d)在淀积三甲基铝后的Si衬底上再淀积时间为0.1-10秒的一个去离子水脉冲或者臭氧脉冲，使Al-O-Al-CH3*与水中或臭氧中的O原子发生交换反应，生成Al-OH*和CH4；
3e)对未成功与三甲基铝反应和反应达到饱和后未能参与反应的去离子水或臭氧以及反应过程中所生成的CH4进行吹洗；
3f)重复步骤3b)-步骤3e)这四个步骤5-30次，在Si衬底上形成0.5-3nm的Al2O3阻挡层；
(4)采用原子层淀积方法在Al2O3阻挡层上淀积1-10nm的La基高介电常数薄膜；
(5)采用原子层淀积方法在La基高介电常数薄膜上淀积Al2O3保护层：
5a)在La基高介电常数薄膜上淀积时间为0.1-5秒的一个三甲基铝脉冲，生成Al-O-Al-CH3*和CH4；
5b)对未能成功在La基高介电常数薄膜上淀积的三甲基铝和淀积饱和后未能参与淀积的三甲基铝及淀积过程中所生成的CH4进行吹洗；
5c)在淀积三甲基铝后的La基高介电常数薄膜上再淀积时间为0.1-10秒的一个去离子水脉冲或者臭氧脉冲，使Al-O-Al-CH3*与水中或臭氧中的O原子发生交换反应，生成Al-OH*和CH4；
5d)对未成功与三甲基铝反应和反应达到饱和后未能参与反应的去离子水或臭氧以及反应过程中所生成的CH4进行吹洗；
5e)重复步骤5a)-步骤5d)这四个步骤10-50次，在Si衬底上形成1-5nm的Al2O3保护层。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3e)、5d)、3c)和5b)中的吹洗，其工艺条件如下：
吹洗所用的气体为99.999％的高纯氮气，
氮气流量设定为100-250sccm，
吹洗时间为1-20秒。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中步骤(4)所述的La基高介电常数薄膜，采用La2O3或LaAlO3或HfLaOx或LaScO3或LaLuO3。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310280178.1A CN103367408B (zh) | 2013-07-04 | 2013-07-04 | 基于硅衬底高介电常数的栅介质材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310280178.1A CN103367408B (zh) | 2013-07-04 | 2013-07-04 | 基于硅衬底高介电常数的栅介质材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103367408A CN103367408A (zh) | 2013-10-23 |
| CN103367408B true CN103367408B (zh) | 2016-03-02 |
Family
ID=49368393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310280178.1A Active CN103367408B (zh) | 2013-07-04 | 2013-07-04 | 基于硅衬底高介电常数的栅介质材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103367408B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104409497A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-03-11 | 西安电子科技大学 | 基于La基栅的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管及制作方法 |
| CN104538460A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-04-22 | 西安电子科技大学 | Al2O3/HfxLa1-xO/SiO2堆垛栅介质层的SiC MOS电容及制造方法 |
| CN104600127A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-05-06 | 西安电子科技大学 | Al2O3/LaScO3/SiO2堆垛栅介质层的SiC MOS电容及制造方法 |
| CN104576766A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-04-29 | 西安电子科技大学 | Al2O3/LaAlO3/SiO2堆垛栅介质层的SiC MOS电容及制造方法 |
| CN104600128A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-05-06 | 西安电子科技大学 | Al2O3/LaLuO3/SiO2堆垛栅介质层的SiC MOS电容及制造方法 |
| CN105470306A (zh) * | 2015-11-10 | 2016-04-06 | 西安电子科技大学 | 基于La基栅的LaAlO3/SrTiO3异质结场效应晶体管及制作方法 |
| CN105789283A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-07-20 | 西安电子科技大学 | 基于新型High-K材料的GeSn沟道场效应晶体管 |
| CN106505098A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-03-15 | 西安电子科技大学 | 基于SOI衬底的La基高介电常数栅介质结构及其制作方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1670958A (zh) * | 2004-03-17 | 2005-09-21 | 三星电子株式会社 | 硅氧化物氮化物氧化物半导体型存储器件 |
| CN102184848A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-09-14 | 复旦大学 | 一种金属纳米晶存储电容器及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1487013A3 (en) * | 2003-06-10 | 2006-07-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | SONOS memory device and method of manufacturing the same |
| KR100688521B1 (ko) * | 2005-01-18 | 2007-03-02 | 삼성전자주식회사 | 고유전율 절연막을 포함하는 반도체 소자 및 그 제조 방법 |
-
2013
- 2013-07-04 CN CN201310280178.1A patent/CN103367408B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1670958A (zh) * | 2004-03-17 | 2005-09-21 | 三星电子株式会社 | 硅氧化物氮化物氧化物半导体型存储器件 |
| CN102184848A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-09-14 | 复旦大学 | 一种金属纳米晶存储电容器及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103367408A (zh) | 2013-10-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103367408B (zh) | 基于硅衬底高介电常数的栅介质材料及其制备方法 | |
| Eller et al. | Electronic surface and dielectric interface states on GaN and AlGaN | |
| CN102629559B (zh) | 叠栅SiC-MIS电容的制作方法 | |
| TW201036063A (en) | Semiconductor device and the fabrication method thereof | |
| US20130078819A1 (en) | Method for cleaning & passivating gallium arsenide surface autologous oxide and depositing al2o3 dielectric | |
| CN101838812B (zh) | 一种清洗钝化Ge衬底表面的方法 | |
| CN103367409B (zh) | 基于锗衬底的La基高介电常数栅介质材料的制备方法 | |
| CN107516631B (zh) | 半导体器件的形成方法 | |
| CN104143760A (zh) | ALD制备InP基半导体激光器中的表面钝化方法 | |
| CN102403367A (zh) | 一种高迁移率mos电容及其制作方法 | |
| CN103855014B (zh) | P型mosfet及其制造方法 | |
| CN104409497A (zh) | 基于La基栅的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管及制作方法 | |
| CN1178282C (zh) | 一种氮化氧化膜的制备方法 | |
| CN105470306A (zh) | 基于La基栅的LaAlO3/SrTiO3异质结场效应晶体管及制作方法 | |
| CN106531785A (zh) | 基于Ge衬底的La基介质材料高K金属栅结构及制备方法 | |
| CN106449736A (zh) | 基于Si衬底的铪基铝酸盐高K金属栅结构及制备方法 | |
| CN106531622A (zh) | 一种砷化镓基mosfet栅介质的制备方法 | |
| Oh et al. | Process temperature dependence of Al 2 O 3 film deposited by thermal ALD as a passivation layer for c-Si solar cells | |
| CN106611788B (zh) | 半导体结构的形成方法 | |
| CN107331602A (zh) | 一种金刚石材料表面空穴浓度提高方法 | |
| CN107331701A (zh) | 一种金刚石材料沟道导电特性优化方法 | |
| JP4757579B2 (ja) | 絶縁ゲート型半導体装置及びその製造方法 | |
| KR20230013132A (ko) | 마이크로led 피처들의 사전 세척 및 캡슐화 | |
| CN104465378B (zh) | 半导体器件的制作方法 | |
| Lee et al. | Characterization of slow traps in SiGe MOS interfaces by TiN/Y2O3 gate stacks |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |