[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

本公开公开了半导体装置及其制造方法。该方法包括：提供半导体结构，半导体结构包括：衬底结构；突出于衬底结构的一个或多个鳍片，每个鳍片包括至少在鳍片顶部的锗层；包绕在锗层上的伪栅极结构，伪栅极结构包括：伪栅极绝缘物、伪栅极和硬掩模；以及分别位于伪栅极结构的两侧的间隔物；在衬底结构上形成层间电介质层以覆盖伪栅极结构；在形成层间电介质层之后进行平坦化，以使得伪栅极的上表面露出；去除伪栅极和伪栅极绝缘物以露出其下的锗层的表面；对锗层的露出表面执行硅烷浸透处理，以对锗层的所述露出表面引入硅；对引入了硅的锗层的露出表面执行第一氧化处理，以在锗层的表面形成氧化物层，氧化物层包含硅元素和锗元素。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，特别涉及半导体装置及其制造方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，半导体装置的尺寸越来越小，在一些情况下还需要将高迁移率的材料(例如，用于形成沟道或沟道区)与高k(介电常数)介质层一同集成在衬底上。由于GaAs、InP、InGaAs、InAs和GaSb具有较高的电子迁移率，而Ge具有较高的空穴迁移率，因此可以以这些材料作为MOS晶体管的沟道。

目前，在一些装置的设计中，高k介质层与高迁移率衬底之间的界面将会影响半导体装置的性能和可靠性。

发明内容

本公开的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了新的技术方案。

本公开一个实施例的目的之一是：提供一种半导体装置的制造方法。本公开一个实施例的目的之一是：提供一种半导体装置。根据本公开的实施例，可以改善高k介质层与高迁移率衬底之间的界面特性，减少界面缺陷，提高装置的可靠性。

根据本公开的第一方面，提供了一种半导体装置的制造方法包括：

提供半导体结构，所述半导体结构包括：

衬底结构，所述衬底结构包括衬底；

突出于所述衬底结构的一个或多个鳍片，所述一个或多个鳍片每个包括至少在鳍片顶部的锗层；

包绕在所述锗层上的伪栅极结构，所述伪栅极结构包括：

包绕在所述锗层上的伪栅极绝缘物、所述伪栅极绝缘物上的伪栅极、以及在伪栅极上的硬掩模；以及

分别位于所述伪栅极结构的源极侧和漏极侧的间隔物，所述间隔物覆盖所述锗层的其余部分；

在所述衬底结构上形成层间电介质层以覆盖所述伪栅极结构；

在形成层间电介质层之后进行平坦化，以使得所述伪栅极的上表面露出；

去除所述伪栅极和所述伪栅极绝缘物以露出其下的锗层的表面；

对所述锗层的露出表面执行硅烷浸透处理，以对所述锗层的所述露出表面引入硅；以及

对引入了硅的所述锗层的所述露出表面执行第一氧化处理，以在所述锗层的表面形成氧化物层，所述氧化物层包含硅元素和锗元素。

在一些实施例中，所述半导体结构还包括位于所述锗层两侧的与所述锗层邻接的源极和漏极。

在一些实施例中，所述一个或多个鳍片每个还包括在锗层下面的硅层。

在一些实施例中，所述硅烷浸透处理包括：在400℃至500℃的温度，将所述半导体结构沉浸在硅烷气氛中1分钟至30分钟，硅烷气氛的气压为5托至20托。

在一些实施例中，所述氧化物层包括：SiO₂、GeO₂和SiGeO₂。

在一些实施例中，所述半导体装置的制造方法还包括：对所述氧化物层执行氮化处理，以形成含氮的氧化物层。