发明名称 一种低温氧化的方法
摘要 本发明提供一种形成介电质之方法,该方法包括于制程室中提供具有含矽半导体层之基材,其中该制程室可将制程前驱物离子化为包括含氧成分与含氟碳成分之电浆。而藉由该电浆可使含矽材料之表面部分氧化,以将该表面部分转变为氧化介电材料。
申请公布号 TWI376746 申请公布日期 2012.11.11
申请号 TW097118512 申请日期 2008.05.20
申请人 旺宏电子股份有限公司 发明人 洪士平;许汉辉
分类号 H01L21/31 主分类号 H01L21/31
代理机构 代理人 李贵敏 台北市内湖区民权东路6段109号2楼之1
主权项 一种形成一介电质之方法,该方法包括:于一制程室中,提供一包括含矽材料之二基材,其中该制程室系可将一制程前驱物离子化为一电浆,该电浆包括一含氧成分与一含氟碳成分;以及利用该电浆氧化该含矽材料之一表面部分,以将该表面部分转变为一氧化介电材料。如申请专利范围第1项所述之方法,其中该电浆更包括一由N2H2离子化之成分。如申请专利范围第1项所述之方法,其中该含矽材料包括选自于由单晶矽、多晶矽、非晶矽、氮化矽(SiN)、矽锗及氮氧化矽(SiON)所组成之群组之一材料。如申请专利范围第1项所述之方法,其中该含氧成分系由一气体所产生,且该气体系选自于由O2、O3、NO、H2O及NO2所组成之群组。如申请专利范围第1项所述之方法,其中该含氟碳成分系由一气体所产生,该气体系选自于由CF4、CHF3、CH2F2及CH3F所组成之群组。如申请专利范围第1项所述之方法,更包括藉由选择一CF4流速来调整与该氧化介电材料相关之一厚度。如申请专利范围第1项所述之方法,其中该电浆氧化步骤包括:一制程压力介于约100至10,000毫托耳;一射频能量介于约500至5,000瓦特;一氧气流速介于约300至20,000立方公分/分钟;一混成气体流速介于约30至3,000立方公分/分钟;以及一含碳及含氟气体流速介于约2至100立方公分/分钟。如申请专利范围第1项所述之方法,其中该电浆氧化步骤包括:一制程压力约1,500毫托耳;一射频能量约2,500瓦特;一氧气流速约3,000立方公分/分钟;一混成气体流速约300立方公分/分钟;以及一含碳及含氟气体流速约25立方公分/分钟。如申请专利范围第1项所述之方法,其中该电浆氧化该含矽材料之该表面部分步骤之制程温度约为800℃或更低。一种于一半导体装置中形成一介电质之方法,该方法包括:提供一半导体基材,该半导体基材包括一表面区域;以及电浆氧化该表面区域之一部分,以将该表面区域之该部分转变为一氧化介电材料,该电浆氧化步骤包括一含氧气体与一含氟碳气体,且该电浆氧化步骤系不使用一含矽之电浆源气体。如申请专利范围第10项所述之方法,其中该半导体基材于该表面区域系包括一含矽半导体层。如申请专利范围第11项所述之方法,其中该含矽半导体层包括一矽层或一矽锗层。如申请专利范围第10项所述之方法,更包括藉由选择该含氟碳气体之流速以调整与该氧化介电材料相关之一厚度。如申请专利范围第10项所述之方法,其中该电浆氧化步骤包括将该半导体基材维持在约250℃。如申请专利范围第10项所述之方法,其中该含氧气体系选自于由O2、O3、NO及NO2所组成之群组。如申请专利范围第10项所述之方法,其中该含氟碳气体系选自于由CF4、CHF3、CH2F2及CH3F所组成之群组。如申请专利范围第10项所述之方法,其中该电浆氧化步骤包括:一制程压力介于约100至10,000毫托耳;一射频能量介于约500至5,000瓦特;一制程温度介于约150至550℃;一氧气流速介于约300至20,000立方公分/分钟;一混成气体流速介于约30至3,000立方公分/分钟;以及一含碳及含氟气体流速介于约2至100立方公分/分钟。一种形成一半导体装置之方法,该方法包括:提供一矽基材,该矽基材包括一表面区域,且该矽基材具有一第一导电型态;电浆氧化该矽基材之一表面部分,以将该表面部分转变为一氧化介电材料,该电浆氧化步骤包括一含氧气体、一混成气体以及一含氟碳气体,且该电浆氧化步骤系不使用一含矽之电浆源气体;藉由沉积与图案化一导电层以形成一覆盖于该氧化介电材料上之一闸极结构;以及将该矽基材之一第一部分与一第二部分转变为一第二导电型态,以分别形成一源极区域与一汲极区域,其中该第一部分与该第二部分系位于该闸极结构之两侧。如申请专利范围第18项所述之方法,其中该电浆氧化步骤包括将该矽基材维持在约250℃。如申请专利范围第18项所述之方法,更包括藉由选择该含氟碳气体之流速来调整与该氧化介电材料层相关之一厚度。
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