[发明专利]一种制备高介电常数栅介质薄膜铪硅氧氮的方法

权利要求书

1、一种制备高介电常数栅介质薄膜铪硅氧氮的方法，其特征在于，该方法包括：

清洗硅片；

对清洗后的硅片进行淀积前氧化；

在氧化后的硅片上淀积高介电常数的铪硅氧氮HfSiON栅介质薄膜；

对淀积了HfSiON栅介质薄膜的硅片进行超声清洗；

对清洗后的硅片进行淀积后退火；

在退火后的硅片上形成金属栅。

2、根据权利要求1所述的制备高介电常数栅介质薄膜铪硅氧氮的方法，其特征在于，所述清洗硅片的步骤包括：

先用常规方法清洗，再用氢氟酸/异丙醇/水在室温下浸泡1至10分钟，然后去离子水冲洗，甩干。

3、根据权利要求2所述的制备高介电常数栅介质薄膜铪硅氧氮的方法，其特征在于，所述常规方法为在3#液中清洗10分钟，然后在1#液中清洗5分钟；所述3#液是体积比为5:1的H₂SO₄+H₂O₂溶液，所述1#液是体积比为0.7:1:5的NH₄OH+H₂O₂+H₂O溶液。

4、根据权利要求1所述的制备高介电常数栅介质薄膜铪硅氧氮的方法，其特征在于，所述对清洗后的硅片进行淀积前氧化的步骤包括：

在氮气中600至800℃温度下快速热退火30至120秒，生成3至的氧化层。

5、根据权利要求1所述的制备高介电常数栅介质薄膜铪硅氧氮的方法，其特征在于，所述在硅片上淀积高介电常数的HfSiON栅介质薄膜的步骤包括：

在溅射前将溅射室抽真空至8×10^-7Torr，充入氩气和氮气，工作压强为5×10^-3Torr，溅射功率为300至500W，交替溅射铪靶和硅靶，逐层淀积形成HfSiON高k栅介质薄膜，通过改变氮气流量可改变薄膜中的氮含量，调整溅射功率和时间可改变薄膜的厚度与组分。

6、根据权利要求1所述的制备高介电常数栅介质薄膜铪硅氧氮的方法，其特征在于，所述超声清洗的步骤包括：

采用丙酮超声清洗5分钟，无水乙醇超声清洗5分钟，去离子水冲洗，甩干。

7、根据权利要求1所述的制备高介电常数栅介质薄膜铪硅氧氮的方法，其特征在于，所述淀积后退火的步骤包括：

在氮气保护下，在500至1000℃温度下快速热退火5至90秒。

8、根据权利要求1所述的制备高介电常数栅介质薄膜铪硅氧氮的方法，其特征在于，所述形成金属栅的步骤包括：

在Ar/N₂的混合气氛中溅射钽靶，在Ar气中溅射铝靶，淀积形成氮化钽和铝TaN/Al复合金属栅，其中TaN厚度为1000至，Al厚度为5000至。

9、根据权利要求1所述的制备高介电常数栅介质薄膜铪硅氧氮的方法，其特征在于，该方法在形成金属栅的步骤之后进一步包括背面溅铝和合金，其中，所述背面溅铝是在Ar气中采用直流溅射工艺背面溅射Al电极，Al电极厚度为5000至；所述合金是在氮气保护下350至500℃温度下合金退火30至60分钟。