[发明专利]具有内界面层与高介电常数介电层的半导体装置

说明书

具有内界面层与高介电常数介电层的半导体装置，具有半导体基板。硅锗层设置于半导体基板上。硅锗层具有第一硅锗比例。第一栅极结构设置于硅锗层上，以及第一栅极结构包括位于硅锗层上的内界面层。界面层具有第二硅锗比例，与硅锗层的第一硅锗比例基本上相同。第一栅极结构亦包括内界面层上的高介电常数介电层，以及高介电常数介电层上的第一栅极电极。

技术领域

本揭示是关于一种半导体装置，特别是关于一种具有内界面层与高介电常数介电层的半导体装置。

背景技术

集成电路(Integrated Circuit,IC)行业已历经指数性的成长。集成电路的材料和设计的技术进步已经产生了数个集成电路世代，其中每一世代具有比上世代更小和更复杂的电路。当晶体管的尺寸变小，需缩减栅极介电层的厚度，以在栅极长度降低的情况下维持效能。然而，为了减少栅极泄漏，使用高介电常数(高-κ)栅极介电层，其在维持相同的有效厚度下允许较小的物理厚度，例如在未来技术节点中，所使用的栅极介电层所将提供的。栅极介电层进一步包含内界面层，以降低高介电常数栅极介电层与硅基板之间的毁损。

然而，在互补式金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor,CMOS)的制造中，实施这些特征和制程遇到了挑战。一般上，于基板上形成内界面层需要湿式试剂，举例而言，H₂PO₄与H₂O₂。可溶性氧化物材料可被强湿式化学药品所消耗。

发明内容

本揭示提供了一种半导体装置，包含：半导体基板；第一层，位于半导体基板上，第一层具有第一硅锗比例；以及第一栅极结构，位于第一层上，第一栅极结构包含：内界面层，位于第一层上，内界面层具有第二硅锗比例，基本上相等于第一硅锗比例；高介电常数介电层，位于内界面层上；以及第一栅极电极，位于高介电常数介电层上。

附图说明

当结合附图阅读时，自以下详细描述可以最佳地理解本揭示的态样。应当注意，根据工业中标准实务，各特征未按比例绘制，并仅是用以说明目的。事实上，为论述的清楚性，各特征的尺寸可任意地增加或缩减。

图1是根据本揭示的一些实施方式，制造半导体装置的方法的流程图；

图2至图15是根据本揭示的一些实施方式，在半导体装置的制造制程的各种阶段中，半导体装置的横截面图；

图16至图20是根据本揭示的一些实施方式，在半导体装置的制造制程的各种阶段中，半导体装置的横截面图。

具体实施方式

以下揭示提供许多不同实施方式或实施例，用于实现本揭示的不同特征。以下叙述部件与布置的特定实施例，以简化本揭示。这些当然仅为实施例，并且不是意欲作为限制。举例而言，在随后的叙述中，第一特征在第二特征上方或在第二特征上的形成，可包括第一特征及第二特征形成为直接接触的实施方式，亦可包括有另一特征可形成在第一特征及第二特征之间，以使得第一特征及第二特征可不直接接触的实施方式。另外，本揭示在各实施例中可重复元件符号及/或字母。此重复是为了简化及清楚的目的，且本身不指示所论述各实施方式及/或配置之间的关系。

此外，本文中使用空间性相对用词，例如“下方(beneath)”、“之下(below)”、“下(lower)”、“之上(above)”、“上(upper)”及其类似用语，是利于叙述附图中一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。这些空间性相对用词本意上涵盖除了图中所绘示的位向之外，也涵盖使用或操作中的装置的不同位向。装置也可被转换成其他位向(旋转90度或其他位向)，因此本文中使用的空间性相对描述以应做类似的解释。