发明名称 电浆氮化之闸极介电层之制造方法
摘要 一种电浆氮化之闸极介电层之制造方法,系在电浆氮化制程之前,形成一含氮介电层于基材上,利用含氮介电层中的氮原子,来阻挡后续电浆氮化之氮原子团渗入基材。其中,形成含氮介电层之方法可利用制程温度900℃以上,充满含例如氧化氮、氧化亚氮及其混合气体的热氧化制程以形成含氮氧化层,或者,先形成二氧化碳的闸极氧化层,再利用充满含氮气体的回火步骤,而形成含氮氧化层。利用此电浆氮化之闸极介电层之制造方法,可避免电浆氮化进入基材而造成厚度增加与电子迁移率降低的缺点,而制造品质较为良好的积体电路元件。
申请公布号 TW535225 申请公布日期 2003.06.01
申请号 TW090127695 申请日期 2001.11.07
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 余谟群;陈建豪;陈世昌
分类号 H01L21/28 主分类号 H01L21/28
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种电浆氮化之闸极介电层之制造方法,至少包括:提供一基材;在该基材上形成一含氮介电层;以及进行一电浆氮化步骤,系使该含氮介电层氮化以形成该闸极介电层。2.如申请专利范围第1项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,更包括在上述之电浆氮化步骤后,进行一第一回火步骤。3.如申请专利范围第3项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之第一回火步骤系利用一制程气体,该制程气体系选自于由氧气(O2)、氦气(He)、氮气(N2)、氧化氮(NO)、氧化亚氮(N2O)、与氨气(NH3)等所组成之一族群所构成。4.如申请专利范围第1项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之含氮介电层系使该基材于一含氮气体之环境中,利用一热氧化法藉以在该基材上形成该含氮介电层。5.如申请专利范围第4项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之含氮介电层系为氮氧化矽(Oxynitride)。6.如申请专利范围第4项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之含氮气体系为氧化氮。7.如申请专利范围第4项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之含氮气体系为氧化亚氮。8.如申请专利范围第4项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之热氧化法之一制程温度系大于900℃。9.如申请专利范围第2项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之含氮介电层之形成步骤至少包括:在该基材上形成一闸极氧化层;以及进行使用一含氮气体之一第二回火步骤,系使该闸极氧化层中含有氮原子以形成该含氮介电层。10.如申请专利范围第9项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法。其中上述之闸极氧化层系为二氧化矽(SiO2)。11.如申请专利范围第9项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之含氮介电层系为氮化氧化矽(Nitrided-Oxide)。12.如申请专利范围第9项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之含氮气体系为氧化氮。13.如申请专利范围第9项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之含氮气体系为氧化亚氮。14.一种电浆氮化之闸极介电层之制造方法,至少包括:提供一基材;进行一热氧化步骤,系使该基材位于一含氮气体之环境中,藉以形成一含氮介电层于该基材上;以及进行一电浆氮化步骤,系使该含氮介电层氮化以转换为该闸极介电层。15.如申请专利范围第14项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,更包括在上述之电浆氮化步骤后,进行一回火步骤。16.如申请专利范围第15项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之回火步骤系利用一制程气体,该制程气体选自于由氧气、氦气、氮气、氧化氮、氧化亚氮与氨气等所组成之一族群所构成。17.如申请专利范围第14项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之含氮介电层系为氮氧化矽。18.如申请专利范围第14项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之含氮气体系为氧化氮。l9.如申请专利范围第14项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之含氮气体系为氧化亚氮。20.如申请专利范围第14项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之热氧化步骤之一制程温度系大于900℃。21.一种电浆氮化之闸极介电层之制造方法,至少包括:提供一基材;在该基材上形成一闸极氧化层进行一第一回火步骤,系使该闸极氧化层中含有氮原子以形成一含氮介电层,其中该第一回火步骤系使用一含氮气体;以及进行一电浆氮化步骤,系使该含氮介电层氮化以形成该闸极介电层。22.如申请专利范围第21项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,更包括在上述之电浆氮化步骤后,进行一第二回火步骤。23.如申请专利范围第22项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之第二回火步骤系利用一制程气体,该制程气体选自于由氧气、氦气、氮气、氧化氮、氧化亚氮与氨气等所组成之一族群所构成。24.如申请专利范围第21项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之闸极氧化层系为二氧化矽。25.如申请专利范围第21项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之含氮介电层系为氮化氧化矽。26.如申请专利范围第21项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法。其中上述之含氮气体系为氧化氮。27.如申请专利范围第21项所述之电浆氮化之闸极介电层之制造方法,其中上述之含氮气体系为氧化亚氮。图式简单说明:第1图至第2图所绘示为习知电浆氮化之闸极介电层的制程示意图;第3图至第5图所绘示为依据本发明之一实施例之电浆氮化之闸极介电层的制程示意图;第6图至第7图所绘示为依据本发明之另一实施例之电浆氮化之闸极介电层的制程示意图;第8图所绘示为进行电浆氮化过程时,习知电浆氮化之闸极介电层的结构示意图;以及第9图与第10图所绘示为进行电浆氮化过程时,本发明电浆氮化之闸极介电层的放大结构示意图。
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