一種柵氧化層的形成方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┝艘环N柵氧化層的形成方法。該形成方法包括：步驟S1，在半導(dǎo)體襯底的上表面氧化生長形成氧化層；步驟S2，刻蝕去除位于第一位置的氧化層，使對應(yīng)于第一位置的半導(dǎo)體襯底裸露；步驟S3，在裸露的半導(dǎo)體襯底上氧化生長形成厚度為H1的第一柵氧層；步驟S4，刻蝕去除位于第二位置的第一柵氧層，使對應(yīng)于第二位置的半導(dǎo)體襯底裸露；步驟S5，在裸露的半導(dǎo)體襯底上氧化生長形成厚度為H2的第二柵氧層，且H2＜H1；以及步驟S6，對位于第一柵氧層和第二柵氧層下方的半導(dǎo)體襯底進行離子注入。通過調(diào)整第一柵氧層和第二柵氧層的制作流程，替代了分別進行離子注入調(diào)整閾值電壓的過程，解決了工藝復(fù)雜、成本高的問題。
【專利說明】
一種柵氧化層的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本申請涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種柵氧化層的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙內(nèi)核柵氧（dual core G0X)工藝是目前應(yīng)用在45nmLP (低功耗工藝）和28nm PloySION(多晶硅柵+氮氧硅絕緣層）工藝中用于增速的常規(guī)工藝，該工藝需要形成兩種厚 度差2A左右的柵氧化層。舉例來說，常規(guī)厚度的柵氧化層用于可以承受整個芯片的漏電流 的常規(guī)邏輯單元，厚度較薄的柵氧化層用于控制芯片速度的速推區(qū)域（speed push area)。
[0003] 目前，為了使速推區(qū)域獲得足夠的飽和電流，在形成不同厚度的柵氧化層之后，利 用離子注入對速推區(qū)域進行閾值電壓調(diào)整，進而實現(xiàn)上述目的。因此，目前常規(guī)的雙內(nèi)核柵 氧工藝包括：
[0004] 在半導(dǎo)體襯底100'上氧化生長形成圖1所示的第一氧化層200' ；
[0005] 刻蝕去除位于第一位置的第一氧化層200'，裸露出圖2所示的對應(yīng)的半導(dǎo)體襯底 100'的表面；
[0006] 在圖2所示的裸露的半導(dǎo)體襯底100'上氧化生長形成圖3所示的第二氧化層 201' ；
[0007] 刻蝕去除位于第二位置的第一氧化層200'，裸露出圖4所示的對應(yīng)的半導(dǎo)體襯底 100'的表面；
[0008] 在上述裸露的半導(dǎo)體襯底100'上氧化生長形成圖5所示的第三氧化層202'，第三 氧化層202'的厚度不同于第二氧化層201'的厚度；
[0009] 在圖5所示的第一氧化層200'、第二氧化層201'和第三氧化層202'的裸露表面 上設(shè)置第一光刻膠層，并利用第一掩膜板對第一光刻膠層進行圖形化處理，去除位于第二 氧化層201'上的光刻膠，形成圖6所示的第一圖形化光刻膠301' ；
[0010] 對第二氧化層20Γ進行第一 LDD (輕摻雜漏注入），以調(diào)節(jié)對應(yīng)于第二氧化層20Γ 的速推區(qū)域的閾值電壓；
[0011] 去除第一圖形化光刻膠30Γ，在圖6所示的第一氧化層200'、第二氧化層20Γ和 第三氧化層202'的裸露表面上設(shè)置第二光刻膠層，并利用第二掩膜板對第一光刻膠層進 行圖形化處理，去除位于第三氧化層202'上的光刻膠，形成圖7所示的第二圖形化光刻膠 302' ；
[0012] 對第三氧化層202 '進行第二LDD (輕摻雜漏注入），以調(diào)節(jié)對應(yīng)于第二氧化層202 ' 的的速推區(qū)域閾值電壓，第一 LDD和第二LDD的注入濃度和劑量不同，從而使第一氧化層 201'和第二氧化層202'的閾值電壓不同。
[0013] 上述工藝需要進行兩次離子注入分別調(diào)整第一氧化層和第二氧化層對應(yīng)的速推 區(qū)域的閾值電壓，每次離子注入需要利用特定的掩膜版，且離子注入工藝是半導(dǎo)體制程中 最為復(fù)雜的工藝之一，因此，上述工藝的步驟繁瑣、成本也較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本申請旨在提供一種柵氧化層的形成方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中工藝的步驟繁瑣、 成本也較高的問題。
[0015] 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種柵氧化層的形成方法，該 形成方法包括：步驟S1，在半導(dǎo)體襯底的上表面氧化生長形成氧化層；步驟S2,刻蝕去除位 于第一位置的氧化層，使對應(yīng)于第一位置的半導(dǎo)體襯底裸露；步驟S3,在裸露的半導(dǎo)體襯 底上氧化生長形成厚度為H1的第一柵氧層；步驟S4,刻蝕去除位于第二位置的第一柵氧 層，使對應(yīng)于第二位置的半導(dǎo)體襯底裸露；步驟S5,在裸露的半導(dǎo)體襯底上氧化生長形成 厚度為H2的第二柵氧層，且H2 < H1 ;以及步驟S6,對位于第一柵氧層和第二柵氧層下方的 半導(dǎo)體襯底進行離子注入。
[0016] 進一步地，上述H1與H2的差值為50~S0A
[0017] 進一步地，上述步驟S3和步驟S5在完成氧化生長之后還包括在1000~1500°C下 退火的步驟。
[0018] 進一步地，上述步驟S3和步驟S5采用干氧氧化工藝實施。
[0019] 進一步地，上述干氧氧化工藝的氧化生長在600~1100°C下進行。
[0020] 進一步地，上述 H1 為20~4_〇A。.
[0021] 進一步地，上述步驟S2和步驟S4均采用濕法刻蝕實施。
[0022] 進一步地，上述步驟S2包括：步驟S21，在氧化層上設(shè)置第一光刻膠層，并對第一 光刻膠層進行圖形化處理，形成第一圖形化光刻膠；步驟S22,利用濕法刻蝕氧化層，至半 導(dǎo)體襯底裸露；以及步驟S23,去除第一圖形化光刻膠。
[0023] 進一步地，上述步驟S4包括：步驟S41，在第一柵氧層上設(shè)置第二光刻膠層，并對 第二光刻膠層進行圖形化處理，形成第二圖形化光刻膠；步驟S42,利用濕法刻蝕第一柵氧 層，至半導(dǎo)體襯底裸露；以及步驟S43,去除第二圖形化光刻膠。
[0024] 進一步地，上述濕法刻蝕過程包括：采用DHF刻蝕液刻蝕氧化層或第一柵氧層，形 成刻蝕殘留物；以及采用SPM刻蝕液清洗刻蝕殘留物。
[0025] 進一步地，上述DHF刻蝕液包括體積比為10:1~100:1的H20和HF，SPM刻蝕液 包括體積比為1 :4~1 :5的氏02和H 2S04。
[0026] 應(yīng)用本申請的技術(shù)方案，由于第一柵氧層HI和第二柵氧層H2的厚度差明顯，該厚 度差在一定程度上使得第一柵氧層和第二柵氧層的閾值電壓出現(xiàn)差別；在此基礎(chǔ)上，同樣 條件下的離子注入因為第一柵氧層和第二柵氧層的厚度不同，能夠注入至半導(dǎo)體襯底的離 子劑量也不同，因此進一步調(diào)整了第一柵氧層和第二柵氧層的閾值電壓，由此可見，本申請 通過調(diào)整第一柵氧層和第二柵氧層的制作流程以使二者厚度不同，使得第一柵氧層和第二 柵氧層的閾值電壓得到有效調(diào)整，替代了現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)的分別對第一柵氧層和第二柵氧層 進行離子注入調(diào)速推區(qū)域閾值電壓的過程，從而解決了由于需要兩次離子注入帶來的工藝 復(fù)雜、成本高的問題。
【附圖說明】
[0027] 構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示 意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0028] 圖1至圖7示出了實施現(xiàn)有技術(shù)的雙內(nèi)核柵氧工藝的流程示意圖，其中，
[0029] 圖1示出了在半導(dǎo)體襯底上氧化生長形成第一氧化層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2示出了刻蝕去除圖1所示的位于第一位置的第一氧化層裸露處對應(yīng)的半導(dǎo)體 襯底的表面后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖3示出了在圖2所示的裸露的半導(dǎo)體襯底上氧化生長形成第二氧化層后的剖面 結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖4示出了刻蝕去除圖3所示的位于第二位置的第一氧化層裸露處對應(yīng)的半導(dǎo)體 襯底的表面后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖5示出了在圖4所示的裸露的半導(dǎo)體襯底上氧化生長形成第三氧化層后的剖面 結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖6示出了在圖5所示的第一氧化層、第二氧化層和第三氧化層的裸露表面上設(shè) 置第一圖形化光刻膠后進行第一 LDD的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖7示出了去除圖6所示的第一圖形化光刻膠，在第一氧化層、第二氧化層和第三 氧化層的裸露表面上設(shè)置第二圖形化光刻膠后第二LDD的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖8示出了本申請一種優(yōu)選實施方式提供的柵氧化層的形成方法的流程示意圖
[0037] 圖9至圖16示出了執(zhí)行圖8所示各步驟后得到的結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中，
[0038] 圖9示出了在半導(dǎo)體襯底的上表面氧化生長形成氧化層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖10示出了在圖9所示的氧化層上設(shè)置第一光刻膠層，并對第一光刻膠層進行圖 形化處理，形成第一圖形化光刻膠后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖11示出了利用濕法刻蝕圖10所示的氧化層至半導(dǎo)體襯底裸露，并去除第一圖 形化光刻膠后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041] 圖12示出了在圖11所示的裸露的半導(dǎo)體襯底上氧化生長形成厚度為H1的第一 柵氧層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖13示出了在圖12所示的第一柵氧層上設(shè)置第二光刻膠層，并對第二光刻膠層 進行圖形化處理形成第二圖形化光刻膠后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖14示出了利用濕法刻蝕圖13所示的第一柵氧層至半導(dǎo)體襯底裸露，并去除第 二圖形化光刻膠后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044] 圖15示出了在圖14所示的裸露的半導(dǎo)體襯底上氧化生長形成厚度為H2的第二 柵氧層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0045] 圖16示出了首先在圖15所示的氧化層、第一柵氧層和第二柵氧層上形成在第一 柵氧層和第二柵氧層處具有開口的第三圖形化光刻膠后進行離子注入的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0046] 應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另 有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常 理解的相同含義。
[0047] 需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述【具體實施方式】，而非意圖限制根 據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式 也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語"包含"和/或"包 括"時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0048] 為了便于描述，在這里可以使用空間相對術(shù)語，如"在……之上"、"在……上方"、 "在……上表面"、"上面的"等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特 征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位 之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為"在其他器 件或構(gòu)造上方"或"在其他器件或構(gòu)造之上"的器件之后將被定位為"在其他器件或構(gòu)造下 方"或"在其他器件或構(gòu)造之下"。因而，示例性術(shù)語"在……上方"可以包括"在……上方" 和"在……下方"兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位（旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方 位），并且對這里所使用的空間相對描述作出相應(yīng)解釋。
[0049] 正如【背景技術(shù)】所介紹的，現(xiàn)有工藝需要進行兩次離子注入分別調(diào)整第一氧化層 和第二氧化層的閾值電壓，每次離子注入需要利用特定的掩膜版，且離子注入工藝是半導(dǎo) 體制程中最為復(fù)雜的工藝之一，因此，上述工藝的步驟繁瑣、成本也較高，為了解決如上由 于需要兩次離子注入帶來的工藝復(fù)雜、成本高的問題，本申請?zhí)岢隽艘环N柵氧化層的形成 方法，圖8示出了該柵氧化層的形成方法的流程示意圖，該形成方法包括：步驟S1，在半導(dǎo) 體襯底100的上表面氧化生長形成氧化層200 ;步驟S2,刻蝕去除位于第一位置的氧化層 200,使對應(yīng)于第一位置的半導(dǎo)體襯底100裸露；步驟S3,在裸露的半導(dǎo)體襯底100上氧化 生長形成厚度為H1的第一柵氧層201 ;步驟S4,刻蝕去除位于第二位置的第一柵氧層201， 使對應(yīng)于第二位置的半導(dǎo)體襯底100裸露；步驟S5,在裸露的半導(dǎo)體襯底100上氧化生長 形成厚度為H2的第二柵氧層202,且H2 < H1 ;以及步驟S6,對位于第一柵氧層201和第二 柵氧層202下方的半導(dǎo)體襯底100進行離子注入。
[0050] 本申請采用氧化生長的方式在半導(dǎo)體襯底100上形成氧化層200、第一柵氧層和 第二柵氧層，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是氧化生長是對半導(dǎo)體襯底100進行氧化，因此，刻蝕 去除位于第一位置的氧化層200后，形成該氧化層200的半導(dǎo)體襯底100被刻蝕，而且每一 次氧化生長不僅會在裸露的半導(dǎo)體襯底100上形成氧化物，而且還會增加已經(jīng)形成的氧化 層200的厚度，因此在氧化生長形成第一柵氧層201時，所形成的第一柵氧層201的厚度小 于氧化層200的厚度；同理，在刻蝕第一柵氧層201、氧化生長形成第二柵氧層202后，該第 二柵氧層202的厚度小于第一柵氧層201的厚度，而且，兩者之間的厚度差由于位于第二位 置且形成第一柵氧層201的半導(dǎo)體襯底100被刻蝕而變得明顯。
[0051] 由于第一柵氧層201的厚度H1和第二柵氧層202的厚度H2之間的厚度差明顯， 該厚度差在一定程度上使得第一柵氧層201和第二柵氧層202的閾值電壓出現(xiàn)差別；在此 基礎(chǔ)上，同樣條件下的離子注入因為第一柵氧層201和第二柵氧層202的厚度不同，能夠注 入至半導(dǎo)體襯底100的離子劑量也不同，因此進一步調(diào)整了第一柵氧層201和第二柵氧層 202的閾值電壓，由此可見，本申請通過調(diào)整第一柵氧層201和第二柵氧層202的制作流程 使二者具有厚度差，從而使得第一柵氧層201和第二柵氧層202的閾值電壓得到有效調(diào)整， 替代了現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)的分別對第一柵氧層201和第二柵氧層202進行離子注入調(diào)整速推區(qū) 域閾值電壓的過程，從而解決了由于需要兩次離子注入帶來的工藝復(fù)雜、成本高的問題。
[0052] 本申請優(yōu)選上述H1與H2的差值為50-80A，利用兩者之間5(K8〇A階梯差可使飽 和電流產(chǎn)生5~8 %的增益.，也就是說本申請利用氧化層的階梯差可以導(dǎo)致飽和電流的變 化，本來需要用額外的光罩和離子注入來達(dá)到的飽和電流的差異，現(xiàn)在用階梯差就可以做 到。
[0053] 現(xiàn)在，將參照附圖更詳細(xì)地描述根據(jù)本申請的示例性實施方式。然而，這些示例性 實施方式可以由多種不同的形式來實施，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為只限于這里所闡述的實施方 式。應(yīng)當(dāng)理解的是，提供這些實施方式是為了使得本申請的公開徹底且完整，并且將這些示 例性實施方式的構(gòu)思充分傳達(dá)給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在附圖中，為了清楚起見，擴大了層 和區(qū)域的厚度，并且使用相同的附圖標(biāo)記表示相同的器件，因而將省略對它們的描述。
[0054] 首先，在半導(dǎo)體襯底100的上表面氧化生長形成圖9所示的氧化層200。上述半 導(dǎo)體襯底1〇〇包括但不限于包括半導(dǎo)體元素的硅材料，例如單晶、多晶或非晶結(jié)構(gòu)的硅或 硅鍺，也可以是絕緣體上硅（SOI)。該氧化層200可以作為半導(dǎo)體器件的隧穿氧化層200， 該氧化層200的氧化生長可以采用目前常規(guī)的干氧氧化工藝、濕氧氧化工藝或高壓氧化工 藝，具體氧化條件可以參考現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0055] 然后，刻蝕去除圖9中位于第一位置的氧化層200,使對應(yīng)于第一位置的半導(dǎo)體襯 底100裸露，得到具有圖11所示剖面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。該過程優(yōu)選采用濕法刻蝕實施，該步驟 S2包括：步驟S21，在圖9所示的氧化層200上設(shè)置第一光刻膠層，并對第一光刻膠層進行 圖形化處理，形成圖10所示的第一圖形化光刻膠301 ;步驟S22,利用濕法刻蝕圖10所示的 氧化層200,至半導(dǎo)體襯底100裸露；步驟S23,去除第一圖形化光刻膠301，得到具有圖11 所示剖面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
[0056] 為了優(yōu)化濕法刻蝕的效果，進一步優(yōu)選上述濕法刻蝕過程包括：采用DHF刻蝕液 刻蝕氧化層200形成刻蝕殘留物；采用SPM刻蝕液清洗刻蝕殘留物，上述DHF刻蝕液對氧化 硅具有良好的選擇性，而不會對半導(dǎo)體襯底100形成刻蝕損傷，且在刻蝕完成后利用SPM刻 蝕液清洗去除刻蝕殘留物，保證了刻蝕后裸露表面的清潔度，進一步保證了后續(xù)氧化生長 形成的氧化物的質(zhì)量。
[0057] 現(xiàn)有技術(shù)的DHF刻蝕液和SPM溶液均可用于上述刻蝕過程，本申請優(yōu)選DHF刻蝕 液包括體積比為10:1~100:1的H 20和HF，SPM刻蝕液包括體積比為4 :1~5 :1的H202和 H2S04〇
[0058] 完成上述步驟S2之后，執(zhí)行步驟S3,在圖11所示的裸露的半導(dǎo)體襯底100上氧化 生長形成圖12所示的厚度為H1的第一柵氧層201。
[0059] 如上所論述的，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是上述氧化生長并不是僅僅在裸露的半導(dǎo) 體襯底100上氧化生長形成第一柵氧層201，已經(jīng)形成的氧化層200的厚度也會在一定程 度上增長，本領(lǐng)域技術(shù)人員只需要對氧化生長的條件進行調(diào)節(jié)以控制第一柵氧層201的厚 度。上述氧化生長同樣可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的氧化生長工藝，優(yōu)選采用干氧氧化工藝形成 上述第一柵氧層201，且為了優(yōu)化第一柵氧層201的致密性優(yōu)選氧化生長在600~1KKTC， 并且通過控制氧化生長的氧氣流量2~5slm，氫氣流量2~5slm，氮氣流量大約25slm。氧 化時間約半小時，該第一柵氧層201的厚度H1控制在20~40A。
[0060] 在本申請又一種優(yōu)選的實施方式中，在完成氧化生長之后，該步驟S3還包括在 1000~1500°C下進行退火的步驟，以提高該第一柵氧層201的質(zhì)量。
[0061] 形成第一柵氧層201之后，執(zhí)行步驟S4,刻蝕去除圖12所示的位于第二位置的第 一柵氧層201，使對應(yīng)于第二位置的半導(dǎo)體襯底100裸露，得到具有圖14所示剖面結(jié)構(gòu)的結(jié) 構(gòu)。
[0062] 與前述步驟S2相似，該步驟優(yōu)選采用濕法刻蝕實施，該步驟S4包括：步驟S41， 在圖12所示的第一柵氧層201上設(shè)置第二光刻膠層，并對第二光刻膠層進行圖形化處理， 形成圖13所示的第二圖形化光刻膠302 ;步驟S42,利用濕法刻蝕圖13所示的第一柵氧層 201，至半導(dǎo)體襯底100裸露；步驟S43,去除第二圖形化光刻膠302,得到具有圖14所示剖 面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
[0063] 同樣為了優(yōu)化濕法刻蝕的效果，進一步優(yōu)選上述濕法刻蝕過程包括：采用DHF刻 蝕液刻蝕氧化層200形成刻蝕殘留物；采用SPM刻蝕液清洗刻蝕殘留物，上述DHF刻蝕液對 氧化硅具有良好的選擇性，而不會對半導(dǎo)體襯底100形成刻蝕損傷，且在刻蝕完成后利用 SPM刻蝕液清洗去除刻蝕殘留物，保證了刻蝕后裸露表面的清潔度，進一步保證了后續(xù)氧化 生長形成的氧化物的質(zhì)量。其中DHF刻蝕液和SPM溶液可以參照前述內(nèi)容。
[0064] 完成步驟S4之后，執(zhí)行步驟S5,在圖14所示的裸露的半導(dǎo)體襯底100上氧化生長 形成圖15所示的厚度為H2的第二柵氧層202,且H2 < H1，在經(jīng)過步驟S4的刻蝕之后，對應(yīng) 第二位置的半導(dǎo)體襯底100的表面低于第一柵氧層201的表面，因此在進行氧化生長時，由 于第一柵氧層201的厚度會同時增加，因此形成的第二柵氧層202的厚度H2必然小于第一 柵氧層201的厚度H1，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)器件需求，通過調(diào)節(jié)氧化生長條件控制第 一柵氧層201的厚度H1與第二柵氧層202的厚度H2之后的厚度差在50~8:0 A。進一步的氧 化生長過程與步驟S3的氧化生長過程相似，即優(yōu)選采用干氧氧化法，優(yōu)選控制氧化生長過 程的氧化生長溫度在600~1000°C之間，并進一步優(yōu)選在氧化生長之后在1100~1500°C 下進行退火，進一步的具體操作本領(lǐng)域技術(shù)人員可以以現(xiàn)有技術(shù)為參考，在此不再贅述。
[0065] 在形成上述階梯式的柵氧層結(jié)構(gòu)之后，對圖15所示的第一柵氧層201和第二柵氧 層202下方的半導(dǎo)體襯底100進行離子注入，實現(xiàn)進一步調(diào)整閾值電壓的目的。該離子注 入過程包括：首先在圖15所示的氧化層200、第一柵氧層201和第二柵氧層202上設(shè)置光刻 膠，然后對該光刻膠進行光刻，形成圖16所示的在第一柵氧層201和第二柵氧層202處具 有開口的第三圖形化光刻膠303,接著在第三圖形化光刻膠303的保護下對第一柵氧層201 和第二柵氧層202下的半導(dǎo)體襯底100進行離子注入。
[0066] 如上所論述的，由于第一柵氧層201和第二柵氧層202的厚度不同，對離子注入的 效果也有不同的影響，如第一柵氧層201的厚度較厚，在同樣的離子注入條件下，進入到半 導(dǎo)體襯底100的雜質(zhì)離子的劑量就偏少，而第二柵氧層202下方半導(dǎo)體襯底100中的雜質(zhì) 離子就相對較大，那么對應(yīng)的閾值電壓就較大。
[0067] 從以上的描述中，可以看出，本申請上述的實施方式實現(xiàn)了如下技術(shù)效果：
[0068] 由于第一柵氧層的厚度H1和第二柵氧層的厚度H2之間的厚度差明顯，該厚度差 在一定程度上使得第一柵氧層和第二柵氧層的閾值電壓出現(xiàn)差別；在此基礎(chǔ)上，同樣條件 下的離子注入因為第一柵氧層和第二柵氧層的厚度不同，能夠注入至半導(dǎo)體襯底的離子劑 量也不同，因此進一步調(diào)整了第一柵氧層和第二柵氧層的閾值電壓，由此可見，本申請通過 調(diào)整第一柵氧層和第二柵氧層的制作流程使二者具有厚度差，從而使得第一柵氧層和第二 柵氧層的閾值電壓得到有效調(diào)整，替代了現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)的分別對第一柵氧層和第二柵氧層 進行離子注入調(diào)整速推區(qū)域閾值電壓的過程，從而解決了由于需要兩次離子注入帶來的工 藝復(fù)雜、成本高的問題。
[0069] 以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種柵氧化層的形成方法，其特征在于，所述形成方法包括： 步驟SI,在半導(dǎo)體襯底的上表面氧化生長形成氧化層； 步驟S2,刻蝕去除位于第一位置的所述氧化層，使對應(yīng)于所述第一位置的半導(dǎo)體襯底 裸露； 步驟S3,在裸露的所述半導(dǎo)體襯底上氧化生長形成厚度為Hl的第一柵氧層； 步驟S4,刻蝕去除位于第二位置的所述第一柵氧層，使對應(yīng)于所述第二位置的半導(dǎo)體 襯底裸露； 步驟S5,在裸露的所述半導(dǎo)體襯底上氧化生長形成厚度為H2的第二柵氧層，且肥 <H1 ;化及 步驟S6,對位于所述第一柵氧層和第二柵氧層下方的半導(dǎo)體襯底進行離子注入。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述Hl與所述肥的差值為如~8獻(xiàn)，3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述步驟S3和所述步驟S5在完成所 述氧化生長之后還包括在1000~1500°C下退火的步驟。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述步驟S3和所述步驟S5采用干氧 氧化工藝實施。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的形成方法，其特征在于，所述干氧氧化工藝的氧化生長在 600~1100 °C下進行。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述Hl為20--40A.7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述步驟S2和所述步驟S4均采用濕 法刻蝕實施。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述步驟S2包括： 步驟S21，在所述氧化層上設(shè)置第一光刻膠層，并對所述第一光刻膠層進行圖形化處 理，形成第一圖形化光刻膠； 步驟S22,利用濕法刻蝕所述氧化層，至所述半導(dǎo)體襯底裸露；W及 步驟S23，去除所述第一圖形化光刻膠。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述步驟S4包括： 步驟S41，在所述第一柵氧層上設(shè)置第二光刻膠層，并對所述第二光刻膠層進行圖形化 處理，形成第二圖形化光刻膠； 步驟S42,利用濕法刻蝕所述第一柵氧層，至所述半導(dǎo)體襯底裸露；W及 步驟S43，去除所述第二圖形化光刻膠。10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的形成方法，其特征在于，所述濕法刻蝕過程包括： 采用DHF刻蝕液刻蝕所述氧化層或所述第一柵氧層，形成刻蝕殘留物；W及 采用SPM刻蝕液清洗所述刻蝕殘留物。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的形成方法，其特征在于，所述DHF刻蝕液包括體積比為 10:1~100:1的&0和HF,所述SPM刻蝕液包括體積比為1 :4~1 :5的&化和H 2SO4。
【文檔編號】H01L21/28GK105990110SQ201510041895
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月27日
【發(fā)明人】徐寬, 陳武佳
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司