[发明专利]高K栅介质层的形成方法及形成装置、晶体管的形成方法

权利要求书

1.一种高K栅介质层的形成方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底表面形成有绝缘层、以及贯穿所述绝缘层的厚度的开口；

其特征在于，还包括：

采用还原金属氯化物的化学气相沉积工艺，在所述开口的底部形成金属层；

氧化所述金属层形成高K栅介质层。

2.如权利要求1所述的高K栅介质层的形成方法，其特征在于，所述采用还原金属氯化物的化学气相沉积工艺，在所述开口的底部形成金属层的步骤包括：提供金属板，所述金属板放置于开口上方；等离子态的氯气与所述金属板发生反应，形成气态的金属氯化物；所述气态的金属氯化物中的金属与开口底部的半导体衬底中的硅相结合，形成金属硅化物层；所述气态的金属氯化物与所述金属硅化物层反应，在所述开口底部形成金属层。

3.如权利要求2所述的高K栅介质层的形成方法，其特征在于，所述金属板的材料为铪、镧、锆、钽、钛或铝。

4.如权利要求2所述的高K栅介质层的形成方法，其特征在于，形成所述等离子态的氯气的工艺参数包括：频率为2-4MHz，功率为200-500W，压力为0.01-0.1Torr，Cl₂的流量为500-2000sccm。

5.如权利要求2所述的高K栅介质层的形成方法，其特征在于，还包括：通入惰性气体作为等离子态的氯气的载体。

6.如权利要求5所述的高K栅介质层的形成方法，其特征在于，所述惰性气体为Ar、He或N₂。

7.如权利要求5所述的高K栅介质层的形成方法，其特征在于，所述惰性气体的流量为500-3000sccm。

8.如权利要求1所述的高K栅介质层的形成方法，其特征在于，形成所述金属层的工艺参数包括：温度为250-350℃，压力为0.01-0.1Torr。

9.如权利要求1所述的高K栅介质层的形成方法，其特征在于，氧化所述金属层形成高K栅介质层时通入的气体为臭氧或等离子态的氧。

10.如权利要求1所述的高K栅介质层的形成方法，其特征在于，氧化所述金属层形成高K栅介质层的工艺参数包括：臭氧的流量为500-2000sccm，压强为0.01-0.1Torr。

11.如权利要求1所述的高K栅介质层的形成方法，其特征在于，还包括：在在所述开口的底部形成金属层后，对所述金属层进行净化处理，再氧化所述金属层。

12.如权利要求1所述的高K栅介质层的形成方法，其特征在于，所述净化处理的方法包括：向所述金属层表面通入惰性气体。

13.如权利要求1所述的高K栅介质层的形成方法，其特征在于，所述惰性气体为Ar、He或N₂，所述惰性气体的流量为500-3000sccm。

14.一种晶体管的形成方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底表面形成有绝缘层、以及贯穿所述绝缘层的厚度的开口；

其特征在于，还包括：

采用还原金属氯化物的化学气相沉积工艺，在所述开口的底部形成金属层；

氧化所述金属层形成高K栅介质层；

形成覆盖所述高K栅介质层的金属栅电极层。

15.如权利要求14所述的晶体管的形成方法，其特征在于，还包括：去除所述绝缘层，暴露出所述半导体衬底表面；形成位于所述金属栅电极层侧壁、且位于所述半导体衬底表面的侧墙；以所述侧墙为掩膜，在所述半导体衬底内形成源/漏极。

16.一种高K栅介质层的形成装置，其特征在于，包括：

第一反应腔，用于采用还原金属氯化物的化学气相沉积工艺，在晶圆待形成高K栅介质层的开口底部，形成金属层；

第二反应腔，与所述第一反应腔相邻，用于氧化所述金属层形成高K栅介质层；

净化单元，位于第一反应腔和第二反应腔之间，用于去除晶圆表面的杂质；

旋转装置，包括旋转轴和与所述旋转轴连接的至少一个旋转臂，第一反应腔室、第二反应腔室、净化单元位于以所述旋转轴作为中心点，旋转臂作为半径的圆周上，所述旋转臂通过旋转轴的旋转运送晶圆到第一反应腔、净化单元或第二反应腔内。