[发明专利]用于减少阈值移位的氮化硅工艺

权利要求书

1.一种半导体装置，其包括：

衬底，其包括半导体材料；以及

场效应晶体管FET，其包括：安置在所述衬底之上的栅极电介质层，所述栅极电介质层包括富氮氮化硅层以及安置在所述富氮氮化硅层之上的氮化硅层；以及安置在所述栅极电介质层之上的栅极；

其中所述氮化硅层包括位于所述富氮氮化硅层上的富硅氮化硅层以及位于所述富硅氮化硅层上的化学计量氮化硅层。

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述富氮氮化硅层的厚度为5纳米到20纳米。

3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述富氮氮化硅层具有比化学计量氮化硅材料的折射率小0.015到0.030的折射率，其中在630纳米到635纳米的波长下确定所述折射率。

4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述富硅氮化硅层的厚度为5纳米到20纳米。

5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述富硅氮化硅层具有比化学计量氮化硅材料的折射率大0.025到0.040的折射率，其中在630纳米到635纳米的波长下确定所述折射率。

6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述化学计量氮化硅层具有0.75的硅与氮原子比。

7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述富氮氮化硅层具有原子分数小于10％的氢含量。

8.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述半导体材料包括第III-V族半导体材料。

9.根据权利要求8所述的半导体装置，其中所述第III-V族半导体材料包括镓和氮。

10.一种用于形成半导体装置的方法，其包括：

提供半导体装置的衬底，所述衬底包括半导体材料；

在所述衬底之上，在用于FET的区域中形成富氮氮化硅层；

在所述富氮氮化硅层之上形成氮化硅层；以及

在所述氮化硅层之上形成所述FET的栅极，

其中执行在所述富氮氮化硅层上方形成所述氮化硅层，使得在形成所述富氮氮化硅层之后，所述富氮氮化硅层维持在大体上不含任何氧化剂的环境中，直到形成所述氮化硅层为止；

其中形成所述氮化硅层包括：

在所述富氮氮化硅层上形成富硅氮化硅层；以及

在所述富硅氮化硅层上形成化学计量氮化硅层。

11.根据权利要求10所述的方法，其中使用二氯硅烷和氨，在第一LPCVD腔室中，通过低压化学气相沉积LPCVD工艺形成所述富氮氮化硅层。

12.根据权利要求11所述的方法，其中在所述富氮氮化硅层的形成期间，使所述氨以所述二氯硅烷的流动速率的6到12倍的流动速率流动到所述第一LPCVD腔室中。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一LPCVD腔室中的所述衬底的温度在所述富氮氮化硅层的形成期间为600℃到740℃。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述富氮氮化硅层的厚度为5纳米到20纳米。

15.根据权利要求10所述的方法，其中所述富氮氮化硅层具有比化学计量氮化硅材料的折射率小0.015到0.030的折射率，其中在630纳米到635纳米的波长下确定所述折射率。

16.根据权利要求11所述的方法，其中在第二LPCVD腔室中，使用二氯硅烷和氨，通过LPCVD工艺形成所述富硅氮化硅层。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第二LPCVD腔室是所述第一LPCVD腔室。