[發明專利]柵極氧化層的制作方法及半導體器件的制作方法

有效

• 申請號: 201410283556.6
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN105448686B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 劉佳磊
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 應戰;駱蘇華

一種柵極氧化層的制作方法及半導體器件的制作方法，本發明采用含有臭氧的溶液對光刻前的柵極氧化層進行處理，臭氧中的氧離子能與柵極氧化層內的硅懸掛鍵成鍵，即臭氧中的氧離子作為填充原子填充柵極氧化層的硅懸掛鍵，使得柵極氧化層致密，避免光刻過程中顯影液擴散入其中造成柵極氧化層下的半導體襯底溝道區被腐蝕，從而提高了場效應晶體管的可靠性。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種柵極氧化層的制作方法及半導體器件的制作方法。

背景技術

場效應晶體管(FETs)是集成電路中廣受使用的半導體器件之一。典型的場效應晶體管包括：半導體襯底、源漏區以及柵極結構。柵極結構包括柵極氧化層(Gate oxide)及柵極(Gate)。源漏區位于溝道兩邊，柵極氧化層將柵極與溝道隔開。

場效應晶體管可以實現多種操作，其一個原因是柵極氧化層具有不同的厚度，可以承受不同的電壓。

現有技術中，為在同一半導體襯底上制作具有不同厚度的柵極氧化層的場效應晶體管，需采用光刻膠覆蓋一區域的柵極氧化層，去除另一區域的柵極氧化層，之后在該另一區域上形成另一厚度的柵極氧化層。

然而，在實際工藝中發現，上述方法制作的具有不同厚度柵極氧化層的場效應晶體管性能并不可靠。

發明內容

本發明解決的問題是提高場效應晶體管的可靠性。

為解決上述問題，本發明提供一種柵極氧化層的制作方法，包括：

提供包括第一區域與第二區域的半導體襯底；

在所述半導體襯底上形成第一厚度的柵極氧化層；

采用含有臭氧的溶液對所述第一厚度的柵極氧化層處理；

在處理后的柵極氧化層上形成暴露第二區域的柵極氧化層的圖案化光刻膠，以所述圖案化光刻膠為掩膜去除第二區域的柵極氧化層；

去除所述圖案化光刻膠，在所述第一區域與第二區域形成第二厚度的柵極氧化層。

可選地，所述半導體襯底材質為硅，形成所述圖案化光刻膠過程中，光刻膠為正性光刻膠，顯影采用TMAH溶液。

可選地，所述溶液為去離子水或雙氧水。

可選地，所述臭氧的濃度范圍為1ppm～1000ppm。

可選地，采用含有臭氧的溶液對柵極氧化層處理時，溫度范圍為0℃～100℃。

可選地，所述第一厚度的柵極氧化層為低溫氧化物。

可選地，所述低溫氧化物的形成溫度范圍為50℃～200℃。

可選地，所述第一厚度的柵極氧化層采用原子層沉積法形成。

可選地，所述半導體襯底具有多個分立的鰭部以及覆蓋半導體襯底的介電層，所述介電層具有開口，所述開口暴露出鰭部的部分表面，部分個鰭部位于所述第一區域，另外部分個鰭部位于所述第二區域。

可選地，所述第一區域與第二區域分別具有多個鰭部。

可選地，采用含有臭氧的溶液處理柵極氧化層后，還采用去離子水沖洗所述柵極氧化層。

本發明的另一方面提供一種半導體器件的制作方法，包括：

采用上述任一項中的制作方法形成柵極氧化層；

在所述柵極氧化層上形成柵極層；

在柵極層上形成圖案化光刻膠，以所述圖案化光刻膠為掩膜刻蝕形成柵極結構。