半导体器件及其制作方法和电子设备与流程

本申请涉及半导体，具体而言，涉及一种半导体器件及其制作方法和电子设备。

背景技术：

1、电介质的电性能主要由介电常数和漏电流决定。一些金属氧化物具有较高的介电常数、较大的带隙能和热稳定性。原子层沉积工艺(ald)是制备厚度较低且具有良好特性的金属氧化物介电层(即电介质薄膜)的较佳选择。在原子层沉积工艺中会使用到的氧前体(作为氧化剂)，比如h2o、o2等。在高浓度的氧前体的氛围下进行原子层沉积时，可以使得获得质量较高的介电层，其中的氧空位缺陷较少，介电常数较高。但是在金属基体上沉积介电层时，如果氛围中含氧量太高，又会导致金属基体被氧化，在介电层与金属基体之间形成界面层，导致半导体器件的电学性能降低。而在低浓度氧前体的氛围下进行原子层沉积，虽然不容易产生界面层，但在介电层中容易出现氧空位缺陷，导致介电层薄膜质量差。因此，现有工艺难以兼顾介电层的质量和减少氧化物界面层。

技术实现思路

1、本申请的目的包括提供一种半导体器件的制作方法、半导体器件和电子设备，其能够保证介电层具有较佳质量的同时，减少产生的界面层，从而提高半导体器件的性能。

2、本申请的实施例可以这样实现：

3、第一方面，本申请提供一种半导体器件的制作方法，包括：

4、在第一氧前体的氛围中，采用原子层沉积工艺在基体上沉积第一介电层，并对所述第一介电层进行等离子体处理；

5、在第二氧前体的氛围中，采用原子层沉积工艺在在所述第一介电层上沉积第二介电层，所述第二氧前体的浓度高于所述第一氧前体的浓度，第二介电层的厚度大于所述第一介电层的厚度。

6、在可选的实施方式中，在第一氧前体的氛围中，采用原子层沉积工艺在基体上沉积第一介电层，并对所述第一介电层进行等离子体处理的步骤，包括重复进行以下步骤以沉积至少两层子介电层：

7、在所述第一氧前体的氛围中，使用原子层沉积工艺沉积一层所述子介电层；

8、对所述子介电层进行等离子体处理。

9、在可选的实施方式中，对所述子介电层进行等离子体处理的步骤，包括：

10、将所述子介电层在n2等离子体、h2等离子体或nf3等离子体中暴露预设时长。

11、在可选的实施方式中，所述子介电层的厚度为

12、在可选的实施方式中，所述第一氧前体的浓度为5～50g/cm3，所述第二氧前体的浓度为30～100g/cm3。

13、在可选的实施方式中，所述第一介电层的厚度为所述第二介电层的厚度为

14、在可选的实施方式中，所述第一介电层和所述第二介电层的材料为氧化锆、氧化钽、氧化铝、氧化铪、氧化镧、氧化钛或氧化硅。

15、在可选的实施方式中，所述第一氧前体和所述第二氧前体为o2、o3、h2o或h2o2。

16、在可选的实施方式中，所述基体为第一电极层，所述半导体器件的制作方法还包括：

17、在所述第二介电层上制作第二电极层。

18、第二方面，本申请提供一种半导体器件，由前述实施方式中任一项所述的半导体器件的制作方法制得。

19、第三方面，本申请提供一种电子设备，包括前述实施方式所述的半导体器件。

20、本申请实施例的有益效果包括，例如：

21、本申请提供一种半导体器件的制作方法，包括在第一氧前体的氛围中，采用原子层沉积工艺在基体上沉积第一介电层；在第二氧前体的氛围中，采用原子层沉积工艺在在第一介电层上沉积第二介电层，第二氧前体的浓度高于第一氧前体的浓度。在本实施例中，第一介电层位于第二介电层与基体之间，并且相较于第二介电层较薄。第一介电层在较低的氧前体浓度下沉积得到，因此与基体之间不容易形成界面层。而第二介电层作为较厚的一层，其在相对较高的氧前体浓度下沉积得到，具有较少的氧空位缺陷，因此品质较高。并且，通过对第一介电层进行等离子体处理，减少了第一介电层中的氧空位缺陷，使得第二介电层中的氧也不易向第一介电层与基体的界面处扩散。本申请提供的制作方法能够保证第一介电层与第二介电层所组成的介电层结构整体具有较少的氧空位缺陷，并且也不容易在介电层与基体之间形成界面层，因此具有较佳的电学性能。

22、本申请提供的半导体器件，由上述的制作方法制得；本申请提供的电子设备，包括上述的半导体器件。由于采用了上述的半导体器件的制作方法，因此半导体器件、电子设备的性能和稳定性较佳。

技术特征：

1.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，在第一氧前体的氛围中，采用原子层沉积工艺在基体上沉积第一介电层，并对所述第一介电层进行等离子体处理的步骤，包括重复进行以下步骤以沉积至少两层子介电层：

3.根据权利要求2所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，对所述子介电层进行所述等离子体处理的步骤，包括：

4.根据权利要求2所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述子介电层的厚度为

5.根据权利要求1-4中任一项所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述第一氧前体的浓度为5～50g/cm3，所述第二氧前体的浓度为30～100g/cm3。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述第一介电层的厚度为所述第二介电层的厚度为

7.根据权利要求1-4中任一项所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述第一介电层和所述第二介电层的材料为氧化锆、氧化钽、氧化铝、氧化铪、氧化镧、氧化钛或氧化硅。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述第一氧前体和所述第二氧前体为o2、o3、h2o或h2o2。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述基体为第一电极层，所述半导体器件的制作方法还包括：

10.一种半导体器件，其特征在于，由权利要求1-9中任一项所述的半导体器件的制作方法制得。

11.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求10所述的半导体器件。

技术总结
本申请提供半导体器件及其制作方法和电子设备，涉及半导体领域。半导体器件的制作方法包括采用原子层沉积工艺在基体上分别沉积第一介电层和第二介电层，且沉积第二介电层时的第二氧前体的浓度高于沉积第一介电层时的第一氧前体的浓度。在本实施例中，第一介电层相较于第二介电层较薄。第一介电层在较低的氧前体浓度下沉积得到，因此与基体之间不容易形成界面层。而第二介电层作为较厚的一层，其在相对较高的氧前体浓度下沉积得到，具有较少的氧空位缺陷。本申请提供的制作方法能够保证第一介电层与第二介电层所组成的介电层结构整体具有较少的氧空位缺陷，并且也不容易在介电层与基体之间形成界面层，因此具有较佳的电学性能。

技术研发人员：汪昌州,宋维聪
受保护的技术使用者：上海陛通半导体能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15