[發明專利]柵氧化層的形成方法

有效

• 申請號: 202110410686.1
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113223947B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 趙旭東;余晴;唐怡
• 申請（專利權）人: 華虹半導體（無錫）有限公司;上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 羅雅文

本申請公開了一種柵氧化層的形成方法，涉及半導體制造領域。該柵氧化層的形成方法包括通過爐管濕氧化工藝在硅襯底表面形成第一層氧化層；通過快速熱氧化工藝在所述第一層氧化層表面形成第二層氧化層，所述第一層氧化層和所述第二層氧化層構成柵氧化層；解決了目前柵氧化層的制作過程容易導致的柵氧化層?硅襯底界面的界面陷阱電荷問題；達到了降低了硅襯底和柵氧化層的界面中的氮含量，保證器件性能的效果。

技術領域

本申請涉及半導體制造領域，具體涉及一種柵氧化層的形成方法。

背景技術

在半導體器件的制作過程中，涉及對硅片的氧化處理，通過氧化工藝在硅片表面形成氧化層。柵氧化層是MOS器件中重要的結構。

在深亞微米工藝中，薄柵氧化層采用爐管工藝生長。在爐管柵氧工藝中，濕氧氧化結束后，緊跟著利用氮氣退火工藝，以提升柵氧化層的質量、降低柵氧化層-硅界面的界面陷阱電荷。

在實際生成過程中，氮氣退火后，氮元素會在柵氧化層-硅界面處聚集，造成界面的氮元素富集狀態，會影響器件性能。

發明內容

為了解決相關技術中的問題，本申請提供了一種柵氧化層的形成方法。該技術方案如下：

第一方面，本申請實施例提供了一種柵氧化層的形成方法，該方法包括：

通過爐管濕氧化工藝在硅襯底表面形成第一層氧化層；

通過快速熱氧化工藝在第一層氧化層表面形成第二層氧化層，第一層氧化層和第二層氧化層構成柵氧化層。

可選的，在通過爐管濕氧化工藝形成第一層氧化層的過程中，氧化溫度為720℃-800℃，氧化時間為10min-20min。

可選的，在通過爐管濕氧化工藝形成第一層氧化層的過程中，氫氣流量為1slm-7slm，氧氣流量為1slm-7slm。

可選的，第一層氧化層的厚度為20埃至50埃。

可選的，在通過快速熱氧化工藝形成第二層氧化層的過程中，氧化溫度為900℃-1100℃，氧化時間為5s-60s。

可選的，在通過快速熱氧化工藝形成第二層氧化層的過程中，采用純氧氧化，氧氣流量為10slm-30slm。

可選的，第二層氧化層的厚度為5埃至20埃。

本申請技術方案，至少包括如下優點：

通過爐管濕氧化工藝在硅襯底表面形成第一層氧化層；通過快速熱氧化工藝在第一層氧化層表面形成第二層氧化層，第一層氧化層和第二層氧化層構成柵氧化層；解決了目前柵氧化層的制作過程容易導致的柵氧化層-硅襯底界面的界面陷阱電荷問題；達到了降低了硅襯底和柵氧化層的界面(Si-SiO2界面)中的氮含量，保證器件性能的效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本申請的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本申請實施例提供的一種柵氧化層的制作方法的流程圖；

圖2是本申請實施例提供的制作有柵氧化層的器件結構；

圖3是本申請實施例提供的制作有柵氧化層的器件中氮濃度的曲線變化圖。

具體實施方式

下面將結合附圖，對本申請中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本申請的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在不做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本申請保護的范圍。