[发明专利]氧化锆栅介质晶体管的制备方法

权利要求书

1.一种氧化锆栅介质晶体管的制备方法，其特征在于，包括：

在半导体衬底上表面沉积第一介质，形成第一介质层；所述半导体衬底自上而下包含氮化铝镓层、氮化镓层、硅衬底层；

在所述第一介质层上进行刻蚀，形成源极接触孔和漏极接触孔；

在所述第一介质层表面、所述源极接触孔内、所述漏极接触孔内，沉积第二介质，以使所述第二介质完全覆盖所述源极接触孔、所述漏极接触孔，并在所述第一介质层上形成第二介质层；

对所述第二介质层进行光刻、刻蚀，去除所述源极接触孔、所述漏极接触孔之外区域的所述第二介质，以使所述第一介质层的部分上表面外露，形成第一窗口；被保留的所述第二介质的宽度大于等于所述源极接触孔以及所述漏极接触孔区域的宽度，所述被保留的所述第二介质形成欧姆接触电极；

以氮气作为反应气体，对所述形成欧姆接触电极之后的整个半导体衬底进行退火处理；

在所述第一窗口，对所述第一介质层以及预设厚度的所述氮化铝镓层进行刻蚀，形成栅极接触孔；

在所述栅极接触孔内淀积栅介质氧化锆，形成氧化锆层；所述氧化锆层的厚度小于所述栅极接触孔的深度；

在所述栅极接触孔内沉积第三介质，以使所述第三介质完全覆盖所述栅极接触孔，形成晶体管的栅极。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一介质为氮化硅Si3N4介质；相应的，所述在半导体衬底表面沉积第一介质，形成第一介质层包括：

在所述氮化铝镓层表面沉积氮化硅Si3N4介质，形成氮化硅Si3N4介质层；所述氮化硅Si3N4介质层的厚度为350埃。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一介质层上进行刻蚀，形成源极接触孔和漏极接触孔包括：

在所述第一介质层上进行干法刻蚀，形成源极接触孔和漏极接触孔；

所述在所述第一介质层上进行刻蚀，形成源极接触孔和漏极接触孔之后，还包括：

采用氢氟酸溶液、过氧化氢与氢氧化氨的混合溶液、过氧化氢与氯化氢的混合溶液，对所述形成源极接触孔和漏极接触孔之后的半导体衬底表面进行表面处理。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二介质包括钛介质、铝介质、氮化钛介质；相应的，所述在所述第一介质层表面、所述源极接触孔内、所述漏极接触孔内，沉积第二介质，以使所述第二介质完全覆盖所述源极接触孔、所述漏极接触孔，并在所述第一介质层上形成第二介质层包括：

在所述第一介质层表面、所述源极接触孔内、所述漏极接触孔内，依次沉积所述钛介质、铝介质、钛介质、氮化钛介质，以形成所述第二介质层；以使所述第二介质层自下而上包括：第一钛介质层、铝介质层、第二钛介质层、氮化钛介质层；其中，所述第一钛介质层的厚度为200埃、所述铝介质层的厚度为1200埃、所述第二钛介质层的厚度为200埃、所述氮化钛介质层的厚度为200埃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以氮气作为反应气体，对所述形成欧姆接触电极之后的整个半导体衬底进行退火处理包括：

以氮气作为反应气体，在840摄氏度的条件下，对所述形成欧姆接触电极之后的整个半导体衬底进行30秒的退火处理。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述栅极接触孔的深度为475埃～550埃。

7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一窗口，对所述第一介质层以及预设厚度的所述氮化铝镓层进行刻蚀，形成栅极接触孔包括：

在所述第一窗口，对所述第一介质层以及预设厚度的所述氮化铝镓层进行干法刻蚀，形成栅极接触孔。

8.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述在所述第一窗口，对所述第一介质层以及预设厚度的所述氮化铝镓层进行刻蚀，形成栅极接触孔之后，还包括：

采用盐酸溶液清洗所述栅极接触孔，以去除所述栅极接触孔内的杂质物。

9.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述第三介质包括：镍金属介质、金金属介质。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在所述栅极接触孔内沉积第三介质，以使所述第三介质完全覆盖所述栅极接触孔，形成晶体管的栅极包括：

所述栅极接触孔与所述源极接触孔上的所述欧姆接触电极之间具有第二窗口，所述栅极接触孔与所述漏极接触孔上的所述欧姆接触电极之间具有第三窗口，所述第二窗口的宽度小于所述第三窗口的宽度。