[发明专利]以含贵重气体的双等离子体氮化法增进CMOS氮氧化硅栅介电层效能的方法

权利要求书

1.一种在一基材上形成一含硅氮层的方法，其包含：

引导一含硅基材进入一反应室中；

于该反应室中使该基材暴露至一由氮与一贵重气体所形成的等离子体，以将氮纳入该基材的上表面内，且在该基材上形成一含硅氮层，其中该贵重气体选自于由氩、氖、氪和氙所构成的群组中；

退火该含硅氮层；

暴露该含硅氮层至一氮等离子体，以使更多的氮纳入该含硅氮层中；以及接着

再次退火该含硅氮层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中退火该含硅氮层的步骤包括导入氧至该层中。

3.根据权利要求1所述的方法，其中使用氮气N2做为氮源来提供氮。

4.根据权利要求1所述的方法，其中该等离子体是使用RF功率、微波功率或其组合来产生的。

5.根据权利要求1所述的方法，其中该退火与再次退火的步骤各自包含：在介于约800°C至约1100°C之间的温度下使该含硅氮层暴露至一含氧气O₂的气体。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在该退火及再次退火步骤的其中一者或多者包括：在介于约800°C至约1100°C之间的温度下使该含硅氮层暴露至一钝气。

7.一种在一基材上形成一含硅氮层的方法，其包括：

引导一含硅基材进入一反应室中，其中该基材具有一上表面，该上表面经过氢终端化处理或该上表面上含有一薄化学氧化层；

于该反应室内使该基材暴露至一由氮与一贵重气体所形成的等离子体中，以使氮纳入该基材的该上表面中，并且在该基材上形成一含硅氮层，其中该贵重气体选自于由氩、氖、氪与氙所构成的群组中；

退火该含硅氮层，其中在该退火期间将氧导入该层内；

使该含硅氮层暴露至一氮等离子体，以使更多的氮纳入该硅氮层中；以及接着

再次退火该含硅氮层。

8.根据权利要求7所述的方法，其中使用氮气做为氮源来提供氮。

9.根据权利要求7所述的方法，更包含在引导该基材进入该反应室之前，先清洗该基材。

10.根据权利要求9所述的方法，其中清洗该基材的步骤包括湿式清洗处理。

11.根据权利要求10所述的方法，其中该湿式清洗处理包含将该基材暴露于一含有水H₂O、氢氧化铵NH₄OH和过氧化氢H₂O₂的溶液中。

12.根据权利要求11所述的方法，其中清洗该基材的步骤包括使该基材暴露至氟化氢HF中。

13.根据权利要求7所述的方法，其中该基材具有一上表面，该上表面包含一薄化学氧化层，该化学氧化层的厚度介于约3埃至约5埃之间。

14.一种在一基材上形成一含硅氮层的方法，其包括：

引导一含硅基材进入一反应室中；

于该反应室内使该基材暴露至一由氮与氩所形成的等离子体中，以将氮纳入该基材的一上表面中，并且在该基材上形成一含硅氮层；

退火该含硅氮层，其中在该退火期间氧会导入该层中；

将该含硅氮层暴露至一氮等离子体中，以使更多的氮纳入该含硅氮层内；以及接着

再次退火该含硅氮层。

15.根据权利要求14所述的方法，更包括在引导该基材进入该反应室之前，先清洗该基材。

16.根据权利要求15所述的方法，其中该清洗步骤形成一氢终端化的该基材上表面，或形成在该基材上表面上包含一化学氧化层的该基材上表面。

17.根据权利要求16所述的方法，其中该基材具有一上表面，在该上表面上包含一厚度介于约3埃至5埃之间的薄化学氧化层。

18.根据权利要求14所述的方法，其中使用氮气做为氮源以提供氮。

19.根据权利要求14所述的方法，其中该退火步骤和该再次退火步骤各自包括：在介于约800℃至约1100℃之间的温度下将该层暴露于一含氧气的气体。

20.根据权利要求14所述的方法，其中该再次退火的步骤包括：在介于约800℃至约1100℃之间的温度下将该层暴露于一钝气。