專利名稱：形成金屬氧化物半導(dǎo)體器件的柵氧化物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用氧化硅作柵絕緣體的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)，特別涉及制造該氧化硅的方法及由該方法的制造的晶體管。這種晶體管也表示為絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(IGFET)。
在半導(dǎo)體工業(yè)中扮演了重要角色的場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括半導(dǎo)體本體(襯底)，在半導(dǎo)體本體的上表面上形成有一對(duì)一種導(dǎo)電類型的擴(kuò)散區(qū)(源和漏)，兩區(qū)被相反導(dǎo)電類型的襯底中間區(qū)隔開。與這兩個(gè)隔開的區(qū)相連的電極間的電流受位于上表面上但通過(guò)一氧化硅薄層與之電絕緣、與中間區(qū)相鄰的電極(柵)的控制，所說(shuō)氧化硅一般通過(guò)氧化中間區(qū)的表面層形成。工作時(shí)，加于柵上的足夠大且具有合適極性的電壓，使中間區(qū)的導(dǎo)電類型反型，在兩隔開的區(qū)域之間形成導(dǎo)電溝道，當(dāng)由與兩隔開區(qū)連接的電極產(chǎn)生合適的電壓時(shí)，電流在其中流動(dòng)。
眾所周知，晶體管的各參數(shù)主要取決于形成于兩隔開區(qū)之間的襯底表面上的氧化硅柵絕緣體的性質(zhì)，所說(shuō)兩隔開區(qū)用作晶體管的電流端子。這些參數(shù)包括導(dǎo)電溝道中流動(dòng)的載流子的遷移率和使襯底中間區(qū)的導(dǎo)電類型反型從而形成溝道需要的閾值電壓。
一般情況下，通過(guò)在氧化氣氛中，一般或者為干氧(主要是高純氧氣)或者濕氧(主要是高純氧氣加水蒸汽)，在合適的時(shí)間周期內(nèi)，將硅襯底加熱到合適的高溫，原位形成這種氧化物。例如，在施敏的《VLSI技術(shù)》，第二版(VLSI Technology，Second Edition，S.M.Sze，Editor)，McGraw-Hill，1988，ISBN 0-07-062735-5，115頁(yè)中，概括了所屬領(lǐng)域已采用的各種生長(zhǎng)技術(shù)。
典型氧化方法產(chǎn)生的一個(gè)問(wèn)題是，在硅襯底表面產(chǎn)生柵氧化物界面態(tài)的空間不均勻分布。附加的界面態(tài)降低了電荷載流子(例如n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管中電子)的有效遷移率，這是所不希望的。另外，源和漏區(qū)有局部界面態(tài)的增加加重了反短溝道效應(yīng)，與長(zhǎng)溝道晶體管的閾值電壓相比，短溝道長(zhǎng)度晶體管的閾值電壓增加。短溝道長(zhǎng)度晶體管一般主要用于采用本發(fā)明的柵氧化法制造的高性能集成電路中。
本發(fā)明的目的是提高遷移率，減輕反短溝道效應(yīng)，從而增大可在亞微米晶體管中獲得的電流驅(qū)動(dòng)。
我們已發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)一種形成柵氧化物的新工藝，改善n溝道亞微米金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)的電流驅(qū)動(dòng)。該新工藝的特征在于，合適溫度下氧化的干濕循環(huán)、在一定溫度下時(shí)間的變化和溫度變化的速率的結(jié)合。這些條件在改善晶體管的特性方面具有預(yù)料不到的效果。
在本發(fā)明的一個(gè)例示實(shí)例中，利用以下的氧化工藝形成柵氧化物，所說(shuō)氧化工藝包括在約24分鐘內(nèi)溫度從680℃增加到800℃的干氧周期，在800℃下約13分鐘的濕氧周期，和在約8分鐘內(nèi)溫度從800℃降低到780℃的干氧周期。
在形成柵氧化物的本發(fā)明另一例示實(shí)例中，采用在約15分鐘內(nèi)溫度從780℃提高到850℃的干氧周期、850℃下約5.5分鐘的濕氧周期和在約23分鐘內(nèi)溫度從850℃降低到780℃的干氧周期。
在這兩種例示實(shí)例中，溫度的升高或降低基本上是隨時(shí)間線性變化。
這兩個(gè)例示實(shí)例表明了改善晶體管特性的重要因素是干、濕和干氧化步驟的交替，并且干氧周期中溫度升高或降低，濕氧周期中溫度基本保持恒定。
一方面，本發(fā)明旨在提供一種形成在半導(dǎo)體本體形成的絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵介質(zhì)層的方法，該方法包括用干、濕和干氧化步驟，氧化半導(dǎo)體本體的一部分的步驟。
本發(fā)明還在于提供一種形成用于絕緣柵半導(dǎo)體器件的柵氧化物的方法，該方法包括以下步驟把半導(dǎo)體本體放置于設(shè)計(jì)用于氧化半導(dǎo)體本體的合適裝置中；在將半導(dǎo)體本體保持于基本由高純氧氣構(gòu)成的氣氛中的同時(shí)，使本體在不發(fā)生顯著氧化的溫度下穩(wěn)定；在保持純氧氣氛的同時(shí)，升高本體的溫度；引入主要由高純氧氣和水蒸氣構(gòu)成的氣氛；本體保持在該溫度和氣氛中一段足以形成所需厚度氧化物的時(shí)間；足夠的時(shí)間后，氣氛恢復(fù)為先前主要由高純氧氣構(gòu)成的氣氛；以受控的方式，把本體的溫度降低到不足以使本體發(fā)生顯著氧化的值。
從以下結(jié)合附圖的更詳細(xì)介紹中，可以更好地理解本發(fā)明。


圖1是其柵絕緣體可利用本發(fā)明的工藝程序制造的絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(IGFET)的剖面圖。
本發(fā)明的本質(zhì)是發(fā)現(xiàn)了通過(guò)選擇合適的形成柵介質(zhì)的氧化工藝參數(shù)和程序，可以改善n溝道絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(IGFET)或金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)的性能，具體說(shuō)，所說(shuō)參數(shù)涉及柵氧化工藝期間的時(shí)間溫度關(guān)系和一定時(shí)間下的氣氛及溫度。在柵氧化工藝期間，采用公知的多個(gè)氧化技術(shù)，我們已發(fā)現(xiàn)一種多步驟工藝，該工藝能夠獲得降低的均勻分布的柵氧化物界面態(tài)和n溝道晶體管的源和漏區(qū)中局部化的界面態(tài)的密度。均勻分布的界面態(tài)密度的降低減少了載流子的表面散射，提高了載流子的遷移率。源和漏區(qū)的局部界面態(tài)的減少減輕了反短溝道效應(yīng)，降低了閾值電壓高于長(zhǎng)溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的有效溝道長(zhǎng)度區(qū)的閾值電壓。亞微米互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù)中的n溝道晶體管一般設(shè)計(jì)成具有能觀察到這種降低閾值電壓效果的溝道長(zhǎng)度。
附圖示出了一種絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(IGFET)的剖面圖，所說(shuō)晶體管具有按本發(fā)明的氧化程序形成的柵介質(zhì)16。該晶體管形成于半導(dǎo)體本體10中。漏區(qū)12和源區(qū)14通過(guò)半導(dǎo)體本體10的一部分彼此分開。本體10是一種導(dǎo)電類型，例如是p型，漏區(qū)12和源區(qū)14是相反的導(dǎo)電類型，例如是n型。形成源和漏的區(qū)由各種現(xiàn)有掩蔽技術(shù)限定。柵介質(zhì)16形成于源和漏區(qū)14和12之間的區(qū)域上。本發(fā)明旨在提供一種改進(jìn)的形成柵介質(zhì)16的方法。柵區(qū)18由導(dǎo)電材料形成，并顯示為與導(dǎo)電連接20接觸。導(dǎo)電連接22和24顯示為分別接觸漏區(qū)12和源區(qū)14。導(dǎo)電材料和連接可由金屬、摻雜的硅或多晶硅構(gòu)成。該晶體管可利用自對(duì)準(zhǔn)工藝形成，源和漏區(qū)與柵的邊緣自對(duì)準(zhǔn)，或通過(guò)非自對(duì)準(zhǔn)工藝形成。利用兩種工藝中任一種形成的場(chǎng)效應(yīng)晶體管都可從本發(fā)明形成柵介質(zhì)的改進(jìn)方法中獲益。
圖示類型的晶體管是利用亞微米互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)工藝制造的，利用本發(fā)明的氧化工藝形成柵介質(zhì)(氧化物)，本發(fā)明的氧化工藝包括一系列干氧氧化和濕氧氧化，即，干氧、濕氧、和干氧。測(cè)試這些晶體管，并與利用相同的亞微米CMOS工藝制造但柵氧化只用現(xiàn)有技術(shù)的干氧工藝的晶體管比較。
利用電荷泵技術(shù)確定60微米寬乘0.5微米長(zhǎng)的絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的均勻界面態(tài)密度。發(fā)現(xiàn)利用本發(fā)明的干-濕-干氧化順序制造的晶體管與利用現(xiàn)有技術(shù)干法柵氧化工藝制造的晶體管相比，均勻界面態(tài)密度降低了26％，從9.0×1010/cm2降低到6.7×1010/cm2。
測(cè)量n溝道絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的飽和閾值電壓，并比較利用本發(fā)明柵氧化工藝順序制造和用現(xiàn)有技術(shù)單一干氧工藝制造的晶體管。發(fā)現(xiàn)，對(duì)于約0.4微米或更小的有效溝道長(zhǎng)度，由于短溝道效應(yīng)，利用形成柵介質(zhì)的兩種工藝中的任一種制造的晶體管的飽和n溝道閾值電壓都降低。對(duì)于約20微米或更大的長(zhǎng)有效溝道長(zhǎng)度，利用形成柵介質(zhì)的兩種工藝中的任一種制造的晶體管的n溝道閾值電壓相同。對(duì)于有效溝道長(zhǎng)度在0.4到1.0微米的晶體管，利用由現(xiàn)有技術(shù)干氧工藝制造的晶體管的飽和n溝道閾值電壓比長(zhǎng)溝道晶體管大高達(dá)0.05V。相反，對(duì)于有效溝道長(zhǎng)度大于0.4微米的晶體管，飽和n溝道閾值電壓不取決于利用本發(fā)明氧化工藝程序制造的晶體管的有效溝道長(zhǎng)度。約0.4-1.0微米的這種有效溝道長(zhǎng)度范圍主要用于利用本發(fā)明氧化工藝程序形成的高性能集成電路。
還可以測(cè)量相同晶體管中的有效電子遷移率。發(fā)現(xiàn)，利用本發(fā)明氧化工藝制造的晶體管中，電子的遷移率比利用現(xiàn)有技術(shù)干氧工藝制造的類似晶體管大3.5％左右。
與利用現(xiàn)有技術(shù)干氧化工藝制造的n溝道晶體管的電流驅(qū)動(dòng)能力相比，遷移率的增大和反短溝道效應(yīng)的減輕，都有助于利用本發(fā)明氧化工藝制造的n溝道晶體管的電流驅(qū)動(dòng)能力的提高。
還可以測(cè)量相同晶體管的n溝道飽和電流驅(qū)動(dòng)能力。發(fā)現(xiàn)，對(duì)于具有類似有效溝道長(zhǎng)度的晶體管來(lái)說(shuō)，利用本發(fā)明氧化工藝制造的n溝晶體管的飽和電流驅(qū)動(dòng)能力，比利用現(xiàn)有技術(shù)氧化工藝制造的n溝道晶體管大5.5％。
發(fā)現(xiàn)，利用現(xiàn)有技術(shù)干法柵氧化制造的晶體管和利用本發(fā)明的干-濕-干柵氧化工藝制造的晶體管間，p溝道電流驅(qū)動(dòng)能力沒(méi)有變化。
利用本發(fā)明的干-濕-干柵氧化工藝和現(xiàn)有技術(shù)的干柵氧化工藝在分別處理的附加測(cè)試電路的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)，n溝道效應(yīng)晶體管的電流驅(qū)動(dòng)能力可以提高5-8％。n溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電流驅(qū)動(dòng)能力提高5-8％，p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電流驅(qū)動(dòng)能力沒(méi)有可以觀察到的變化或變壞，可以使利用CMOS技術(shù)制造的電路的電路性能提高2-4％。
在利用具有0.4微米的最小有效溝道長(zhǎng)度的CMOS工藝，評(píng)價(jià)本發(fā)明柵氧化工藝對(duì)n溝晶體管特性的有益效果時(shí)，可以預(yù)計(jì)，在本發(fā)明的柵氧化工藝與產(chǎn)生短有效溝道長(zhǎng)度的制造工藝一起應(yīng)用時(shí)，可以得到類似的效果。
在本發(fā)明的一個(gè)例示實(shí)例中，半導(dǎo)體本體上的柵氧化物按一種氧化工藝形成，這種氧化工藝包括在約24分鐘內(nèi)溫度從680℃升高到800℃的干氧周期，在800℃下約13分鐘的濕氧周期，和在約8分鐘內(nèi)溫度從800℃下降到780℃的干氧周期。
以下詳細(xì)介紹該實(shí)例把半導(dǎo)體晶片放置于高純氮?dú)夥盏臓t中，爐溫為680℃，保持30分鐘，直到晶片達(dá)到均勻溫度；向主要的氮?dú)夥罩幸敫呒冄鯕?，保?5分鐘；在30秒內(nèi)，將氣氛中從主要為氮?dú)庾優(yōu)橹饕獮楦呒冄鯕?；?4分鐘內(nèi)，氣氛變?yōu)楦呒冄鯕猓瑴囟壬叩?00℃；向氣氛中加入氫氣，時(shí)間為30秒；用足以形成所需厚度氧化物的時(shí)間進(jìn)行濕氧工藝；清除爐中的氫氣，留下高純氧氣氣氛，時(shí)間30秒；在主要為氧氣的氣氛中引入高純氮?dú)?，同時(shí)溫度降低到780℃，時(shí)間為8分鐘；氣氛變?yōu)橹饕歉呒兊獨(dú)?，時(shí)間為60秒；在45分鐘內(nèi)，氣氛變?yōu)楦呒兊?，同時(shí)爐溫降低到600℃；及從爐中取出晶片。
在本發(fā)明的第二例示實(shí)例中，采用包括約15分鐘內(nèi)溫度從780℃升高到850℃的干氧周期、850℃約5.5分鐘的濕氧周期和約23分鐘內(nèi)溫度從850℃降低到780℃的干氧周期的氧化工藝，形成半導(dǎo)體本體上的柵氧化物。
這兩個(gè)例示實(shí)例中，溫度的升高或降低都是隨時(shí)間線性變化。
本發(fā)明的氧化工藝可以與形成DRAM、邏輯或組合產(chǎn)品的CMOS技術(shù)一起應(yīng)用，還可以與用于制造高性能功率晶體管和IGBIT器件的分立MOSFET工藝一起應(yīng)用。
本發(fā)明的干-濕-干柵氧化工藝程序，可與制造含金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的集成電路或分立器件需要的其它工藝步驟結(jié)合。這些工藝步驟包括限定n型導(dǎo)電阱和p型導(dǎo)電阱(如果形成CMOS電路)、源和漏區(qū)、柵極及到場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源、漏和柵極的導(dǎo)電連接所需要的步驟，但不限于這些。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以代之以其它現(xiàn)有技術(shù)工藝和合適的工藝程序。
本發(fā)明可用于制造自對(duì)準(zhǔn)CMOS FET。根據(jù)本發(fā)明制造CMOS FET的方法包括以下步驟從半導(dǎo)體本體開始，形成第一和第二導(dǎo)電類型的阱區(qū)；在這些阱區(qū)中限定將形成晶體管的區(qū)域；利用本發(fā)明的干、濕和干氧化步驟，在半導(dǎo)體本體表面的某些部分上一些區(qū)域中，形成二氧化硅構(gòu)成的柵介質(zhì)層；在柵介質(zhì)層上形成柵區(qū)；在第一導(dǎo)電類型的阱中形成第二導(dǎo)電類型的源和漏區(qū)，在第二導(dǎo)電類型的阱中形成第一導(dǎo)電類型的源和漏區(qū)；形成到這些源、漏和柵區(qū)的連接。
本發(fā)明還可用于制造自對(duì)準(zhǔn)的MOSFET。本發(fā)明制造自對(duì)準(zhǔn)MOSFET的方法包括以下步驟從第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體本體開始，限定將形成晶體管的區(qū)域；利用本發(fā)明的干、濕和干氧化步驟，在半導(dǎo)體本體表面的某些部分上一些區(qū)域中，形成二氧化硅構(gòu)成的柵介質(zhì)層；在柵介質(zhì)層上形成柵區(qū)；形成第二導(dǎo)電類型的源和漏區(qū)，所說(shuō)源和漏區(qū)由晶體管區(qū)和柵區(qū)限定；形成到源、漏和柵區(qū)的電連接。
本發(fā)明還可用于制造非自對(duì)準(zhǔn)的MOSFET。本發(fā)明制造非自對(duì)準(zhǔn)MOSFET的方法包括以下步驟從第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體本體開始，在本體中形成第二導(dǎo)電類型的源和漏區(qū)，它們被本體的一部分隔開；利用本發(fā)明的干、濕和干氧化步驟，在隔開源和漏區(qū)的那部分半導(dǎo)體本體表面上，形成二氧化硅構(gòu)成的柵介質(zhì)層；在柵介質(zhì)層上形成柵區(qū)；形成到源、漏和柵區(qū)的電連接。
應(yīng)理解，所介紹的實(shí)施例僅是例示性的。在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出各種變形。例如，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以了解，現(xiàn)有技術(shù)柵氧化工藝可在基本的干或濕氧氣氛中加入附加的成分。例如。氯化氫是一種這樣的普通添加劑。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，這種附加成分還可以加到形成柵氧化物的新干-濕-干程序中所用的基本氧化氣氛中。本發(fā)明利用按亞微米CMOS工藝制造的n溝道和p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管作例子。然而，本發(fā)明也可應(yīng)用于按單溝道MOS工藝制造的MOSFET晶體管、絕緣柵雙極晶體管及利用了金屬氧化物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所有類型的器件，其性能由于硅-氧化物界面處界面態(tài)密度的降低而得到改善。
權(quán)利要求
1.一種形成在半導(dǎo)體本體中形成的絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵介質(zhì)層的方法，包括以下步驟利用至少一個(gè)干氧化步驟和一個(gè)濕氧化步驟的氧化程序，氧化半導(dǎo)體本體的一部分。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中氧化程序包括干氧步驟、濕氧步驟和干氧步驟。
3.一種形成用于絕緣柵半導(dǎo)體器件的柵氧化物的方法，包括以下步驟把半導(dǎo)體本體放置于設(shè)計(jì)成氧化其的合適裝置中；在不足以明顯氧化所說(shuō)本體的溫度下，穩(wěn)定半導(dǎo)體本體，所說(shuō)本體保持在主要由高純氧氣構(gòu)成的氣氛中；在保持高純氧氣氣氛的同時(shí)，升高所說(shuō)本體的溫度；引入主要由高純氧氣和水蒸汽構(gòu)成的氣氛；在該溫度和氣氛中保持本體一段足以形成所需厚度二氧化硅的時(shí)間；所說(shuō)足夠時(shí)間后，氣氛恢復(fù)到先前主要由高純氧氣構(gòu)成的氣氛；以及在受控的方式下，把所說(shuō)本體的溫度降低到不足以氧化所說(shuō)本體的值。
4.如權(quán)利要求3的工藝，其中在高純氧氣中加入其它微量成分或氣體，在高純氧氣和水蒸汽中加入其它微量成分或氣體。
5.一種制造互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的方法，包括以下步驟從形成有第一和第二導(dǎo)電類型的阱區(qū)的半導(dǎo)體本體開始；限定將形成晶體管的區(qū)域；利用干、濕和干氧化步驟順序，在所說(shuō)半導(dǎo)體本體表面的某些部分上的所說(shuō)區(qū)域中，形成二氧化硅構(gòu)成的柵介質(zhì)層；在柵介質(zhì)層上形成柵區(qū)；在所說(shuō)第一導(dǎo)電類型的阱中形成所說(shuō)第二導(dǎo)電類型的源和漏區(qū)，在所說(shuō)第二導(dǎo)電類型的阱中形成所說(shuō)第一導(dǎo)電類型的源和漏區(qū)；形成到源、漏和柵區(qū)的電連接。
6.如權(quán)利要求5的方法，其中干、濕和干氧化步驟的順序包括以下步驟把半導(dǎo)體本體放置于設(shè)計(jì)成氧化其的合適裝置中；在不明顯氧化所說(shuō)本體的溫度下，穩(wěn)定半導(dǎo)體本體，所說(shuō)本體保持在主要由高純氧氣構(gòu)成的氣氛中；在保持高純氧氣氣氛的同時(shí)，升高所說(shuō)本體的溫度；引入主要由高純氧氣和水蒸汽構(gòu)成的氣氛；在該溫度和氣氛中保持本體一段足以形成所需厚度二氧化硅的時(shí)間；所說(shuō)足夠時(shí)間后，氣氛恢復(fù)到先前主要由高純氧氣構(gòu)成的氣氛；在受控的方式下，把所說(shuō)本體的溫度降低到不能明顯氧化所說(shuō)本體的值。
7.如權(quán)利要求6的方法，其中在高純氧氣中加入其它微量成分或氣體，在高純氧氣和水蒸汽中加入其它微量成分或氣體。
8.一種制造金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的方法，包括以下步驟從第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體本體開始，限定將形成晶體管的區(qū)域；利用干、濕和干氧化步驟順序，在所說(shuō)半導(dǎo)體本體表面的某些部分上所說(shuō)區(qū)中，形成二氧化硅構(gòu)成的柵介質(zhì)層；在柵介質(zhì)層上形成柵區(qū)；形成第二導(dǎo)電類型的源和漏區(qū)，所說(shuō)源和漏區(qū)由所說(shuō)晶體管區(qū)和柵極限定；形成到源、漏和柵區(qū)的電連接。
9.如權(quán)利要求8的方法，其中干、濕和干氧化步驟的順序包括以下步驟把半導(dǎo)體本體放置于設(shè)計(jì)成氧化其的合適裝置中；在不明顯氧化所說(shuō)本體的溫度下，穩(wěn)定半導(dǎo)體本體，所說(shuō)本體保持在主要由高純氧氣構(gòu)成的氣氛中；在保持高純氧氣氣氛的同時(shí)，升高所說(shuō)本體的溫度；引入主要由高純氧氣和水蒸汽構(gòu)成的氣氛；在該溫度和氣氛中保持本體一段足以形成所需厚度二氧化硅的時(shí)間；所說(shuō)足夠時(shí)間后，氣氛恢復(fù)到先前主要由高純氧氣構(gòu)成的氣氛；在受控的方式下，把所說(shuō)本體的溫度降低到不足以明顯氧化所說(shuō)本體的值。
10.如權(quán)利要求9的方法，其中在高純氧氣中加入其它微量成分或氣體，在高純氧氣和水蒸汽中加入其它微量成分或氣體。
11.一種制造金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管的方法，包括以下步驟從第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體本體開始，在本體中形成第二導(dǎo)電類型的源和漏區(qū)，它們被本體的一部分隔開；利用干、濕和干氧化步驟順序，在隔開源和漏區(qū)的那部分半導(dǎo)體本體表面上，形成二氧化硅構(gòu)成的柵介質(zhì)層；在柵介質(zhì)層上形成柵區(qū)；形成到源、漏和柵區(qū)的電連接。
12.如權(quán)利要求11的方法，其中干、濕和干氧化步驟的順序包括以下步驟把半導(dǎo)體本體放置于設(shè)計(jì)成氧化其的合適裝置中；在不足以明顯氧化所說(shuō)本體的溫度下，穩(wěn)定半導(dǎo)體本體，所說(shuō)本體保持在主要由高純氧氣構(gòu)成的氣氛中；在保持高純氧氣氣氛的同時(shí)，升高所說(shuō)本體的溫度；引入主要由高純氧氣和水蒸汽構(gòu)成的氣氛；在該溫度和氣氛中保持本體一段足以形成所需厚度二氧化硅的時(shí)間；所說(shuō)足夠時(shí)間后，氣氛恢復(fù)到先前主要由高純氧氣構(gòu)成的氣氛；在受控的方式下，把所說(shuō)本體的溫度降低到不足以明顯氧化所說(shuō)本體的值。
13.如權(quán)利要求12的方法，其中在高純氧氣中加入其它微量成分或氣體，在高純氧氣和水蒸汽中加入其它微量成分或氣體。
全文摘要
一種形成金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)的柵氧化物的方法采用了半導(dǎo)體的干、濕、干氧化的工藝程序。該方法可以降低半導(dǎo)體—氧化物界面處的界面態(tài)密度。在n溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)用該改進(jìn)的工藝制造時(shí),閾值電壓下降、電子遷移率提高、反短溝道效應(yīng)改善,電流驅(qū)動(dòng)能力增強(qiáng)。
文檔編號(hào)H01L29/51GK1264164SQ99126908
公開日2000年8月23日 申請(qǐng)日期1999年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月23日
發(fā)明者T·沃格爾桑, W·海恩施, J·福爾 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)北美公司