[发明专利]半导体器件性能改进

权利要求书

1.一种半导体结构，包括：

有源区，位于衬底上，所述有源区具有沟道区；

栅极结构，位于所述有源区的所述沟道区上方，其中，所述栅极结构包括：

界面层，位于所述有源区上方；

栅介电层，位于所述界面层上方；和

栅电极层，位于所述界面层上方；并且

其中，所述界面层中的氢的峰值浓度与所述栅介电层中的氢的峰值浓度的比率在0.1至10的范围内。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述界面层包括原生氧化物、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或它们的组合。

3.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述界面层具有从大于0nm至5nm的范围内的厚度。

4.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述栅介电层包括高k介电层、氧化硅层、氮氧化硅层、氮化硅层或它们的组合。

5.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述界面层中的氢的峰值浓度与所述栅介电层中的氢的峰值浓度的比率在2.7至5的范围内。

6.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述界面层中的总氢量与所述栅介电层中的总氢量的比率在0.1至5的范围内。

7.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述栅介电层在接近所述界面层的位置处的氢浓度高于远离所述界面层的位置处的氢浓度。

8.一种形成半导体器件的方法，包括：

对具有界面层和位于所述界面层之上的栅介电层的结构实施高压退火工艺，以将氢引入至所述栅介电层和沟道区之间的界面，其中，所述栅介电层形成在位于有源区的沟道区上方的所述界面层之上；以及

在实施所述高压退火工艺之后，实施退火后处理以减少所述栅介电层中的氢使得所述界面层和所述栅介电层中的氢的峰值浓度比率增加。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，实施所述退火后处理包括：

将所述结构暴露于包括氮气(N₂)、氩气(Ar)、氦气(He)、氢气(H₂)、氘气(D₂)或它们的组合中的至少一种的环境。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，实施所述退火后处理包括：

将所述结构暴露于温度在从200℃至700℃的范围内的环境。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，在从1毫托至5个大气压的范围内的压力处实施所述退火后处理。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，在同一设备中实施所述高压退火工艺和所述退火后处理。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，在不同的设备中实施所述高压退火工艺和所述退火后处理。

14.根据权利要求8所述的方法，其中，实施所述高压退火工艺包括：

将所述结构暴露于氢气(H₂)、氘气(D₂)、氮气(N₂)、氩气(Ar)、氦气(He)或它们的组合的退火环境。

15.根据权利要求8所述的方法，其中：

所述栅介电层和所述沟道区之间的界面包括界面层；并且

在实施所述退火后处理之后，所述界面层中的氢的峰值浓度与所述栅介电层中的氢的峰值浓度的比率在从0.1至10的范围内。

16.根据权利要求8所述的方法，其中：

所述栅介电层和所述沟道区之间的界面包括界面层；并且

在实施所述退火后处理之后，所述界面层中的总氢量与所述栅介电层中的总氢量的比率在从0.1至5的范围内。