[發明專利]一種半導體結構的制備方法

有效

• 申請號: 202011005773.0
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN111933699B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 陳宏瑋;翁文杰;楊子億;張燚
• 申請（專利權）人: 南京晶驅集成電路有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L29/78;H01L21/336;H01L21/67
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 林凡燕

本發明公開一種半導體結構的制備方法，該制備方法包括提供一具有第一區域和第二區域的半導體襯底；于該半導體襯底上形成柵極絕緣材料層，該柵極絕緣材料層包括分別覆蓋第一區域和第二區域表面的第一柵極絕緣材料層和第二柵極絕緣材料層；于該柵極絕緣材料層上形成圖案化的光阻層，該圖案化的光阻層覆蓋第二柵極絕緣材料層并露出第一柵極絕緣材料層；濕法蝕刻去除至少部分厚度的第一柵極絕緣材料層，剩余厚度的第一柵極絕緣材料層作為第一柵極絕緣層；在進行濕法蝕刻時，蝕刻液滲透圖案化的光阻層后對第二柵極絕緣材料層進行蝕刻減薄，以在第二區域的表面形成第二柵極絕緣層。該制備方法可簡化現有的雙柵極制程工藝，降低生產成本。

技術領域

本發明屬于半導體制備技術領域，特別是涉及一種半導體結構的制備方法。

背景技術

在半導體柵極制程中，以雙柵極（Dual Gate）制程來說，常見的做法為沉積柵極氧化層之后，將不需要蝕刻的柵極氧化層區域用光阻覆蓋，再用氫氟酸稀釋液（DHF）對未覆蓋光阻的柵極氧化層區域進行蝕刻，最后將光阻移除。

隨著半導體工藝越來越小型化，柵極氧化層的厚度越來越薄，在沉積柵極氧化層時，容易出現柵極氧化層的厚度太厚的情形，這時候就需要將已沉積的厚度太厚的柵極氧化層蝕刻去除，再重新執行柵極氧化層的沉積過程，以形成合適厚度的柵極氧化層厚度，這種做法不僅制程繁瑣，而且在移除厚度太厚的柵極氧化層的過程中，可能會引起硅襯底損失（Si loss）、淺溝槽隔離結構STI（其材料為氧化硅）的額外蝕刻（Recess）、以及人員操作風險等問題。

另外，在現有的雙柵極制程中，由于低壓區域和中壓區域所需要的柵極氧化層的厚度不同，其制備過程一般依次包括一次表面清洗、柵極氧化層沉積、光刻工藝、蝕刻去除低壓區域的柵極氧化層、光阻移除、二次表面清洗以及低壓區域柵極氧化層的沉積，不僅制程復雜，而且成本較高。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種半導體結構的制備方法，用于解決現有技術中雙柵極制程復雜、成本較高的技術問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種半導體結構的制備方法，所述制備方法包括：

提供一半導體襯底，所述半導體襯底具有第一區域和第二區域；

于所述半導體襯底上形成柵極絕緣材料層，所述柵極絕緣材料層包括分別覆蓋所述第一區域和所述第二區域表面的第一柵極絕緣材料層和第二柵極絕緣材料層；

于所述柵極絕緣材料層上形成圖案化的光阻層，所述圖案化的光阻層覆蓋所述第二柵極絕緣材料層并露出所述第一柵極絕緣材料層；

濕法蝕刻去除至少部分厚度的所述第一柵極絕緣材料層，剩余厚度的所述第一柵極絕緣材料層作為第一柵極絕緣層；

其中，在進行濕法蝕刻時，蝕刻液滲透所述圖案化的光阻層后對所述第二柵極絕緣材料層進行蝕刻減薄，以在所述第二區域的表面形成第二柵極絕緣層，在濕法蝕刻過程中，所述第一柵極絕緣材料層的蝕刻速率大于所述第二柵極絕緣材料層的蝕刻速率。

在一可選實施例中，所述第一區域包括低壓區域，所述第二區域包括中壓區域。

在一可選實施例中，所述柵極絕緣材料層的材料包括氧化層；所述蝕刻液包括氫氟酸稀釋液或氫氟酸緩沖液。

在一可選實施例中，所述蝕刻液為氫氟酸稀釋液，其中，在所述氫氟酸稀釋液中氫氟酸與去離子水的摩爾比介于1:150~1:250之間。

在一可選實施例中，于所述半導體襯底上形成所述柵極絕緣材料層的步驟中，所述柵極絕緣層的厚度介于40埃-150埃之間。

在一可選實施例中，在濕法蝕刻過程中，所述第一柵極絕緣材料層的蝕刻速率大于所述第二柵極絕緣材料層的蝕刻速率。