[发明专利]一种半导体结构及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种能够避免高K介质层损坏的半导体结构及其形成方法。

背景技术

随着晶体管尺寸的不断缩小，HKMG（高K介质层+金属栅极）技术几乎已经成为45nm以下级别制程的必备技术。高K介质层因其较大的介电常数，可实现在与二氧化硅具有相同等效氧化物厚度（EOT：equivalent oxide thickness）的情况下，其实际厚度比二氧化硅大得多，从而深受业内欢迎。

然而，高K材料大多是离子金属氧化物，这一基本材料特性导致高K材料作为介质层时可能会引发很多不可靠问题。

在实际生产过程中，由于刻蚀工艺等的缘故，浅沟道隔离中会出现较多的Si-OH等游离氧，这些物质能够对高K介质层产生不良影响，对于具有过渡金属的高K材料而言，（n）d态和（n=1）s态的价电子就很容易转移到氧的3s或3p的空轨道上，形成高配位数的粒子性的金属-氧键合，这种金属-氧键合的较高离子性会使导带降低，则就会导致较大的漏电流和较高的陷阱密度，引起阈值电压Vt变动等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体结构及其形成方法，以解决现有技术中高K介质层受到不良影响而影响器件性能的状况。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：

提供衬底，在所述衬底中形成浅沟道隔离，所述浅沟道隔离高出所述衬底；

对所述浅沟道隔离进行紫外光处理；

形成阻挡层，所述阻挡层位于浅沟道隔离两侧。

可选的，对于所述的半导体结构的形成方法，所述紫外光处理的氛围是：在氦气氛围，200~800℃的情况下，照射1~30min。

可选的，对于所述的半导体结构的形成方法，所述氦气流量为100~10000sccm。

可选的，对于所述的半导体结构的形成方法，所述形成阻挡层的工艺条件为：氮气流量为10~1000sccm，反应温度为200~650℃，功率为10~500W。

可选的，对于所述的半导体结构的形成方法，所述衬底上形成有有源区氧化层和有源区掩膜层。

可选的，对于所述的半导体结构的形成方法，在所述衬底中形成浅沟道隔离，包括如下步骤：

采用光刻刻蚀工艺贯穿所述有源区氧化层和有源区掩膜层，并刻蚀衬底以形成凹槽；

在所述凹槽内壁形成衬垫，之后，继续形成浅沟道隔离。

可选的，对于所述的半导体结构的形成方法，对所述浅沟道隔离进行紫外光处理之前，包括如下步骤：

去除所述有源区氧化层和有源区掩膜层。

可选的，对于所述的半导体结构的形成方法，形成阻挡层之后，还包括如下工艺步骤：

在所述衬底上形成栅极氧化层；

在所述栅极氧化层上形成高K介质层，所述高K介质层位于所述阻挡层两侧。

本发明提供一种如上所述的半导体结构的形成方法所形成的半导体结构，包括：

衬底，所述衬底中形成有浅沟道隔离，所述浅沟道隔离经过紫外光处理；

形成于所述浅沟道隔离两侧的阻挡层。

可选的，对于所述的半导体结构，所述浅沟道隔离高出所述衬底。

可选的，对于所述的半导体结构，还包括：位于所述衬底上的栅极氧化层及位于所述栅极氧化层上的高K介质层。

可选的，对于所述的半导体结构，所述栅极氧化层及高K介质层皆位于所述阻挡层两侧。

与现有技术相比，在本发明提供的半导体结构及其形成方法中，采用紫外光照射处理浅沟道隔离，使得其内的游离氧浓度大大降低，之后形成一阻挡层，进一步防止游离氧的扩散，使得高K介质层不会受到游离氧的侵蚀，避免了产生较大的漏电流，同时能够有效控制阈值电压Vt的偏移（shift），从而提高了器件的性能。

附图说明

图1~图4为本发明实施例形成半导体结构的过程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的半导体结构的形成方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。