[发明专利]半导体器件的制造方法

说明书

本发明涉及一种半导体器件的制造方法，涉及半导体集成电路制造技术，包括：提供一半导体衬底；在半导体衬底上形成栅氧化层；对栅氧化层表面采用激光快速退火工艺进行激光处理；以及，对栅氧化层进行氘气退火工艺，以采用氘气退火工艺填补界面层的“悬挂”键，从而改善衬底与栅氧化层之间的界面层的“悬挂”键。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造技术，尤其涉及一种半导体器件的制造方法。

背景技术

在半导体集成电路制造技术中，随着工艺的发展，半导体器件的尺寸不断减小。请参阅图1，图1为半导体器件的结构示意图。如图1所示，现在的CMOS晶体管的制造技术中，通常首先在半导体衬底100(通常为Si衬底)上形成栅氧化层200(通常为SiO2)，栅氧化层200和半导体衬底100的界面处为界面层300(通常为硅单晶的边界Si-SiO2界面)。研究表明Si-SiO2界面并不是一个几何平面，在界面处存在约为10A的过渡层。过渡层的结构为SiOx(x介于1～2之间)因而出现许多“悬挂”键(如硅的“悬挂”键)，这些“悬挂”键在禁带中产生额外的能带。当电荷载流子运动到这个界面时，有一些被随机俘获，随后又被这些能带释放，Si-SiO2界面电荷填充的变化引起了衬底表面电势的变化，从而调制了沟道表面载流子的浓度，并且随着频率产生波动，结果漏源电流中产生闪烁噪声。

闪烁噪声的增加对于器件在低频方面造成了横向干扰，从而影响了低频下的灵敏度。目前业界的逻辑器件尤其是手机芯片逐渐往SOC方向发展，把CPU、IO控制器、Ram控制器、音频电路甚至是基带芯片都集成在一颗SOC上，闪烁噪声的存在将影响基带在杂波下的过滤能力，从而导致手机的弱信号下通话不流畅，影响效果。同时对于集成的音频电路，将严重影响其信噪比(db)，影响手机的体验度，因此业界对于闪烁噪声的控制也越来越高。

在半导体集成电路制造技术中，如何改善半导体衬底与栅氧化层之间的界面层的“悬挂”键是一个难题。

发明内容

本发明之目的在于提供一种半导体器件的制造方法，包括提供一半导体衬底；在半导体衬底上形成栅氧化层；对栅氧化层表面采用激光快速退火工艺进行激光处理；以及，对栅氧化层进行氘气退火工艺。

更进一步的，步骤S2为对所述半导体衬底进行热氧化处理和热处理工艺，形成所述栅氧化层，所述栅氧化层包括炉管氧化层和单片氧化层。

更进一步的，所述栅氧化层的厚度为20A～80A。

更进一步的，所述激光快速退火工艺为波长为10.6μm的LSA工艺、波长为0.5～0.8μm的FLA工艺和波长为0.8μm的DLA工艺中的其中之一。

更进一步的，所述激光快速退火工艺的温度T为1100℃＜T＜1400℃。

更进一步的，所述氘气退火工艺的反应压力为常压，处理气体为氘气(D2)和N2混合气体，氘气的流量为800sccm～1000sccm，氮气的流量为10slm～16slm。

更进一步的，所述氘气退火工艺的处理温度在450℃-600℃之间。

更进一步的，所述氘气退火工艺的处理温度为475℃。

更进一步的，所述氘气退火工艺的退火时间为30min～60min之间。

更进一步的，所述氘气退火工艺的退火时间为30min。

在本发明一实施例中，在衬底上形成栅氧化层之后，首先对栅氧化层的表面进行激光处理，不仅去除本征氧化层，防止有机物吸附而对后续氘气退火工艺造成不良影响，又能促进氘原子向界面层的扩散，进而确保后续氘退火工艺具有高和稳定的氘原子扩散量；之后，采用氘气退火工艺填补界面层的“悬挂”键，从而改善衬底与栅氧化层之间的界面层的“悬挂”键。

附图说明

图1为半导体器件的结构示意图。