[发明专利]Si基Mosfet器件及其制备方法

说明书

本申请公开了一种Si基Mosfet器件及其制备方法，包括以下步骤：在Si基上形成高K介质层；向高K介质层中注入F离子；在高K介质层注入F离子后，形成栅极、源极和漏极。本申请实施例还公开了一种Si基Mosfet器件，包括：Si基；形成在Si基上的高K介质层，其中，高K介质层具有F离子。本申请通过向形成在Si基上的高K介质层注入F离子，使高K介质层具有F离子，以增加高K介质层的内部固定电荷密度，从而对半导体导电沟道产生吸引/排斥作用，改变了MOS处能带结构，进而实现对沟道开启电压的调节，由此改变器件阈值电压。

技术领域

本申请涉及Mosfet技术领域，具体涉及一种Si基Mosfet器件及其制备方法。

背景技术

随着半导体器件特征尺寸根据摩尔定律逐渐缩小，传统的MOSFET器件要求采用更薄的栅介质层、更高的沟道掺杂，为了保证器件性能，其对工艺参数的要求也越来越苛刻。器件开启电压(阈值电压)作为MOSFET器件的一项关键参数，传统来说都是通过改变其参杂浓度、栅介质层厚度、电极功函数来实现对其的调控，但是器件尺寸的缩小使得这些传统调节方法的工艺窗口越来越小，会造成器件良率下降等问题。因此，在不改变原有器件结构的前提下，找到另一种阈值电压调节方法非常重要。

发明内容

本申请提供了一种Si基Mosfet器件及其制备方法，可以解决相关技术中提供的Mosfet器件的阈值电压难以调控的问题。

一方面，本申请提供了一种Si基Mosfet器件的制备方法，包括以下步骤：

在Si基上形成高K介质层；

向所述高K介质层中注入F离子；

在所述高K介质层注入所述F离子后，形成栅极、源极和漏极。

可选的，在步骤“向所述高K介质层中注入所述F离子”包括：通过注入CF₄，从而向所述高K介质层中注入所述F离子。

可选的，在步骤“在Si基上形成高K介质层”包括：通过原子层沉积的方式在所述Si基上形成所述高K介质层。

可选的，在步骤“在所述高介质层注入所述F离子后，形成栅极、源极和漏极”包括：将所述栅极设置在所述高K介质层背对于所述Si基的一侧，将所述源极和所述漏极设置在所述高K介质层相对的侧部。

可选的，在步骤“向所述高K介质层中注入F离子”中，所述F离子的浓度和所述高K介质层内部的固定电荷正相关。

可选的，所述高K介质层包括HfO₂。

可选的，在步骤“向所述高K介质层中注入F离子”之后还包括通过去耦等离子体氮化工艺和后氮化退火工艺将氮元素掺入到所述高K介质层中。

另一方面，本申请提供了一种Si基Mosfet器件，包括：

Si基；

形成在Si基上的高K介质层，其中，所述高K介质层具有F离子。

可选的，所述F离子是通过向所述高K介质层注入CF₄得到的。

可选的，还包括栅极、源极和漏极；

所述栅极设置在所述高K介质层背对于所述Si基的一侧，所述源极和所述漏极设置在所述高K介质层相对的侧部。

可选的，所述高K介质层是通过原子层沉积的方式在所述Si基上形成的。

可选的，所述F离子的浓度和所述高K介质层内部的固定电荷正相关。

可选的，所述高K介质层包括HfO₂。