一种栅介质等效氧化层厚度控制方法

摘要

本发明公开了一种栅介质等效氧化层厚度控制方法，先对SiO₂栅氧化层通过等离子体氮化工艺进行氮的注入，将SiO₂栅氧化层调整为具有一定氮浓度的SiON栅氧化层，再对SiON栅氧化层在纯惰性气体氛围中进行高温氮化处理，以修复晶格损伤并形成稳定Si-N键，从而形成稳定的氮含量，最后进行低温氧化处理，以修复SiO₂/Si界面，通过调节SiO₂中氮原子的含量来调节栅介质氧化层的介电系数，从而可对SiON栅介质等效氧化层厚度进行有效的控制。采用本发明能有效提高栅氧化物氮含量30%左右，使所制备的栅氧化物具有较高的介电常数，可应用在45nm及其以下技术节点CMOS工艺的栅氧化层的制备。

主权项

一种栅介质等效氧化层厚度控制方法，用于CMOS半导体器件的制造工艺，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：步骤一：对硅基底进行热氧化处理和热处理,以在所述硅基底表面形成具有稳定和均匀的目标厚度的SiO₂栅氧化层；步骤二：对步骤一中形成的所述SiO₂栅氧化层通过等离子体氮化工艺进行氮的注入，使SiO₂中的部分O原子由N原子取代形成Si‑N键，从而将所述SiO₂栅氧化层调整为具有一定氮浓度的SiON栅氧化层；步骤三：对步骤二中形成的SiON栅氧化层在纯惰性气体气氛中进一步进行高温氮化处理，以修复晶格损伤并形成稳定的Si‑N键，从而形成稳定的氮含量；步骤四：对步骤三中经过高温氮化处理后的SiON栅氧化层在含氧气氛中进一步进行低温氧化处理，以修复SiO₂/Si界面。