[发明专利]一种制作结晶态高K栅介质材料的方法

权利要求书

1.一种制作结晶态高K栅介质材料的方法，其特征在于，该方法包括：

在单晶衬底上沉积非晶态高K栅介质材料，以及借助于退火工艺将该非晶态高K栅介质材料结晶为结晶态高K栅介质材料；或者

在Ge衬底上直接外延生长结晶态高K栅介质材料。

2.根据权利要求1所述的制作结晶态高K栅介质材料的方法，其特征在于，所述单晶衬底包括Ge衬底、GeOI衬底以及异质外延生长的Ge材料。

3.根据权利要求1所述的制作结晶态高K栅介质材料的方法，其特征在于，所述结晶态高K栅介质材料的介电常数大于8。

4.根据权利要求3所述的制作结晶态高K栅介质材料的方法，其特征在于，所述结晶态高K介质材料是选自金属氧化物、金属氮化物或金属氮氧化物，以及金属氧化物、金属氮化物和金属氮氧化物的合金、化合物或多层中的任一种或多种，或者是将结晶态高K介质材料作为过渡层在其上沉积其他非晶态高K介质材料。

5.根据权利要求4所述的制作结晶态高K栅介质材料的方法，其特征在于，所述其他非晶态高K介质材料是选自金属氧化物、金属氮氧化物、金属氧化硅、金属氮氧硅、金属氧化锗或金属氮氧锗中的任一种或多种；其中的金属选自Al、Ba、Ca、Ce、Co、Cr、Dy、Eu、Gd、Hf、La、Nb、Ni、Pr、Sc、Sr、Ta、Ti、W、Y或Zr中的任一种或多种。

6.根据权利要求4所述的制作结晶态高K栅介质材料的方法，其特征在于，所述金属氧化物、金属氮化物或金属氮氧化物中的金属选自La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm或Eu，以及Sr、Ba、Y、Zn、Cd、Zr、Hf或Ta中的任一种或多种。

7.根据权利要求3所述的制作结晶态高K栅介质材料的方法，其特征在于，所述结晶态高K介质材料为La₂O₃、Ce₂O₃、Pr₂O₃、Nd₂O₃、Pm₂O₃、Sm₂O₃、Eu₂O₃稀土氧化物以及它们的任意组合，这类氧化物能够在Ge衬底上异质外延形成结晶态高K栅介质。

8.根据权利要求1所述的制作结晶态高K栅介质材料的方法，其特征在于，所述在单晶衬底上沉积非晶态高K栅介质材料采用的方法为ALD或CVD，所述在Ge衬底上直接外延生长结晶态高K栅介质材料采用MBE外延方法。

9.根据权利要求1所述的制作结晶态高K栅介质材料的方法，其特征在于，所述借助于退火工艺将该非晶态高K栅介质材料结晶为结晶态高K栅介质材料的步骤中，退火工艺包括高温退火、尖峰退火或激光退火。

10.根据权利要求1所述的制作结晶态高K栅介质材料的方法，其特征在于，所述结晶态高K栅介质材料的厚度为1～10nm，介电常数在8～25之间，能够应用于Ge基的MOS器件、MOSFET器件或FinFET器件。