一种栅介质/金属栅集成结构的制备方法

摘要

一种HfLaON栅介质/TaN金属栅集成结构的制备方法：1)在常规清洗后，在氢氟酸/异丙醇/水溶液中浸泡，以抑制颗粒和自然氧化物的生长；2)紧接着用RTA生长超薄界面氧化层SiOx或氮氧化层SiON；3)采用PVD方法利用磁控反应溅射工艺交替溅射Hf-La靶和Hf靶淀积HfLaON高K栅介质；4)淀积HfLaON后，快速热退火；5)采用PVD方法磁控反应溅射TaN金属薄膜；6)TaN金属电极和背面欧姆接触形成后，进行合金退火处理。本发明的TaN/HfLaON栅结构，其栅隧穿漏电流密度比具有同样等效氧化层厚度的poly-Si/SiO2栅结构的小5个数量级，满足了高性能纳米NMOS器件制造的需求。

主权项

一种HfLaON栅介质/TaN金属栅集成结构的制备方法，其主要步骤如下：步骤1)清洗：在器件隔离形成后，进行界面氧化层形成前的清洗，并用氢氟酸/异丙醇/水混合溶液在室温下浸泡，去离子水冲洗，甩干后立即进炉；步骤2)界面层SiOx或SiON的形成：采用快速热退火；步骤3)栅介质薄膜的形成：采用物理汽相沉积方法，利用磁控反应溅射工艺交替溅射Hf‑La靶和Hf靶淀积形成HfLaON；步骤4)淀积栅介质后快速热退火；步骤5)金属栅电极形成：采用物理汽相沉积方法，利用磁控溅射工艺溅射淀积TaN金属栅，刻蚀后形成TaN金属电极；步骤6)背面欧姆接触形成：采用物理汽相沉积方法，利用直流溅射工艺在背面沉积Al‑Si膜；步骤7)380‑450℃下，在合金炉内N2中退火30‑60分钟。