[发明专利]半导体结构的形成方法

权利要求书

1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底；

在所述基底表面形成高k栅介质层，所述高k栅介质层内具有缺陷；

在所述高k栅介质层表面形成牺牲层；

对所述高k栅介质层进行缺陷钝化退火处理，所述缺陷钝化退火处理在含有缺陷钝化离子的氛围下进行，且所述缺陷钝化退火处理过程中，所述缺陷钝化离子经由牺牲层进入高k栅介质层内；

去除所述牺牲层；

在所述高k栅介质层表面形成栅电极层；

所述缺陷钝化退火处理的工艺参数包括：退火温度为600摄氏度至950摄氏度，腔室压强为1托至10托。

2.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述缺陷钝化退火处理适于减少高k栅介质层内的缺陷含量。

3.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述高k栅介质层内的缺陷包括氧空位、悬挂键或未成键离子中的一种或多种。

4.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的材料为氧化硅或氮氧化硅。

5.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的厚度为5埃至30埃。

6.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，采用原子层沉积工艺形成所述牺牲层。

7.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述牺牲层的工艺步骤包括：采用氨水溶液和氢氟酸溶液的混合溶液，去除所述牺牲层；接着，采用氢氟酸溶液或SiCoNi刻蚀系统，去除残留的牺牲层。

8.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述缺陷钝化离子包括氢离子、氧离子、氮离子或氟离子中的一种或多种。

9.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述缺陷钝化退火处理为原位水汽生成退火处理，在含有H₂和O₂的氛围下进行。

10.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述缺陷钝化退火处理在含有NH₃、N₂O、NO、H₂、O₂或NF₃中的一种或多种氛围下进行。

11.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述高k栅介质层之前，在所述基底表面形成界面层，所述高k栅介质层位于界面层表面。

12.如权利要求11所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述界面层的材料为氧化硅或氮氧化硅；所述高k栅介质层的材料为HfO₂、HfSiO、HfSiON、HfTaO、HfTiO、HfZrO、ZrO₂或Al₂O₃。

13.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，在去除所述牺牲层之后、形成所述栅电极层之前，还包括步骤：对所述高k栅介质层进行修复退火处理。

14.如权利要求13所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述修复退火处理的退火温度为950摄氏度至1050摄氏度，在Ar、He或N₂氛围下进行。

15.如权利要求11所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述界面层内含有未成键氧离子，在所述缺陷钝化退火处理过程中，所述未成键氧离子扩散至高k栅介质层内。