[發(fā)明專利]柵氧化層的形成方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210466642.1
• 申請(qǐng)日: 2012-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN103824771A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬波;常延武;李強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/316
• 分類號(hào): H01L21/316;H01L21/28
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時(shí)云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種柵氧化層的形成方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體工藝的不斷進(jìn)步，人們?cè)絹碓阶非缶哂懈斓倪\(yùn)算速度、更大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力的器件，現(xiàn)今半導(dǎo)體芯片的高集成度已經(jīng)較為可觀，器件的性能也得到了相應(yīng)的提升。通常半導(dǎo)體器件包括采用雙柵極（dual?gate）工藝或三柵極（triple?gate）工藝形成的核心器件（core?gate）和邏輯器件（I/O?gate），在制造過程中，邏輯器件和核心器件分別位于第一區(qū)域和第二區(qū)域中，具體雙柵極工藝或三柵極工藝可由關(guān)鍵尺寸來決定，然而其共同點(diǎn)則是不同區(qū)域的柵氧化層厚度是不一致的，這就需要分步驟完成。

具體的，邏輯器件區(qū)工作電壓較高，故在第一區(qū)域內(nèi)形成的氧化層厚度就需要大于在第二區(qū)域內(nèi)形成的氧化層厚度。請(qǐng)參考圖1，通常采用如下方法形成柵氧化層：首先，提供襯底，如硅襯底，所述襯底包括第一區(qū)域10、第二區(qū)域11和位于二者之間的淺溝道隔離3；然后，在所述襯底上形成第一氧化層2；之后，進(jìn)行濕法刻蝕工藝去除第二區(qū)域11上的第一氧化層，所述濕法刻蝕工藝是采用BOE溶液（HF和NH₄F的混合液）進(jìn)行處理，在刻蝕過后，采用SPM溶液（硫酸和雙氧水的混合液）進(jìn)行清洗以去除上述過程產(chǎn)生的雜質(zhì)，如有機(jī)物等。

通常，在經(jīng)過BOE溶液清洗后，第二區(qū)域的硅會(huì)外露，在一定條件下其表面會(huì)被氧化，長上一層薄的自然氧化層（native?oxide）SiO₂，現(xiàn)有工藝為放置在酸槽中清洗，這勢(shì)必導(dǎo)致單個(gè)硅片的不同區(qū)域及不同硅片之間由于與SPM溶液接觸的時(shí)間不同而導(dǎo)致形成的SiO₂厚度不同，尤其是如果SPM溶液清洗時(shí)是新酸，氧化性強(qiáng)，那么先接觸的區(qū)域容易快速消耗酸液并生成較厚的SiO₂，后接觸的區(qū)域則會(huì)由于酸的氧化性變?nèi)酰傻腟iO₂較薄，請(qǐng)參考圖2，自然氧化層4的厚度不均勻，經(jīng)實(shí)測(cè)，其厚度的差異會(huì)達(dá)到2.7埃左右，這種差異會(huì)直接影響到最后柵氧化層的均勻性（uniformity）和質(zhì)量（quality），導(dǎo)致可靠性測(cè)試（wafer?acceptance?test，WAT）偏離基準(zhǔn)，從而影響良率，為了避免這種情況，一種方法是使用舊酸，雖然舊酸不容易使得形成的SiO₂厚度差異大，但是舊酸的清洗能力必然不如新酸，其主要目的就不能較好的實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種柵氧化層的形成方法，以解決現(xiàn)有工藝產(chǎn)生的自然氧化層不均勻而影響器件可靠性的缺陷。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種柵氧化層的形成方法，包括：

提供襯底，所述襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述襯底上形成有第一氧化層；

去除位于所述第二區(qū)域上的第一氧化層，暴露出所述第二區(qū)域；

在所述第二區(qū)域上噴灑氧化劑形以成自然氧化層；

在所述第二區(qū)域上形成第二氧化層。

可選的，對(duì)于所述的柵氧化層的形成方法，所述氧化劑為稀硫酸、雙氧水或氧氣。

可選的，對(duì)于所述的柵氧化層的形成方法，所述自然氧化層的厚度為2~10埃。

可選的，對(duì)于所述的柵氧化層的形成方法，所述噴灑氧化劑的時(shí)間為10~120s。

可選的，對(duì)于所述的柵氧化層的形成方法，所述噴灑氧化劑的時(shí)間為30~90s。

可選的，對(duì)于所述的柵氧化層的形成方法，采用BOE溶液去除所述第二區(qū)域上的第一氧化層。

可選的，對(duì)于所述的柵氧化層的形成方法，在去除位于所述第二區(qū)域上的第一氧化層，暴露出所述第二區(qū)域之后，在所述第二區(qū)域上形成自然氧化層之前，還包括如下工藝：

采用去離子水清洗所述襯底。

可選的，對(duì)于所述的柵氧化層的形成方法，在形成自然氧化層后，形成第二氧化層前，還包括如下工藝步驟：

采用SPM溶液清洗所述襯底。

可選的，對(duì)于所述的柵氧化層的形成方法，所述第一氧化層的厚度大于所述第二氧化層的厚度。

本發(fā)明提供的一種柵氧化層的形成方法，在去除第二區(qū)域上的第一氧化層后，在暴露出的第二區(qū)域上噴灑氧化劑，使得第二區(qū)域被氧化形成自然氧化層，所述自然氧化層具有較好的均勻性，這能夠避免用于清洗的SPM溶液使得第二區(qū)域上形成厚度不一的自然氧化層，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)形成第二氧化層，則能夠不影響其總體厚度的均勻性，故能夠大大提高器件的性能。

附圖說明

圖1~圖2為現(xiàn)有工藝的柵氧化層的形成方法的過程示意圖；