專利名稱：一種不同厚度氧化層的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氧化層的制造方法，特別涉及具有不同厚度的氧化層的制造方法。
在集成電路組件中，不同的電路，需要具有不同基礎操作特性的不同電路組件密切配合。為適應電路組件的競爭力及多樣性，在某些組件上要求具有不同的氧化層厚度，以滿足不同操作電壓或電容的需求。
場效應晶體管(FETs)是集成電路中最廣受使用的組件之一。因為場效應晶體管電路可執(zhí)行多種不同的功能，且場效應晶體管的制造具有高度的再生性與可預測性。場效應晶體管組件的另一個優(yōu)點是組件尺寸可以較小，并且可以被緊密的排列安裝。一典型的場效應晶體管由形成在基底上被一信道區(qū)分離的源極和漏極以及一導電的柵極組成，源極和漏極在信道區(qū)的兩邊，而柵極則由一柵極氧化物層與信道區(qū)隔開。
場效應晶體管的操作特性，是由于許多不同的組件構造所決定，包括柵極氧化物層的厚度。場效應晶體管的操作電壓的上限，主要與柵極氧化物層可承受的崩潰電壓有關，該電壓主要決定于柵極氧化物層的厚度。由于不同功用的場效應晶體管被設計在不同的電壓下操作，故實際應用的場效應晶體管應有不同的柵極氧化物層厚度，以提供不同的操作電壓。場效應晶體管亦可利用不同厚度的柵極氧化物層，達到場效應晶體管的高操作速度(較薄的柵極氧化物)或低漏電電流(較厚的柵極氧化物)的效果。因此，在內存組件內的場效應晶體管，其柵極氧化物層可能具有一第一厚度。而在高速、低電壓的邏輯電路中的場效應晶體管，則可能具有一第二厚度的明顯較薄的柵極氧化物層。通常，內存與邏輯電路是分別位于不同芯片上的。當內存與邏輯電路位于不同芯片上時，則可對不同芯片，分別利用全面性的熱氧化工藝，以生成不同厚度的柵極氧化物。不同厚度的柵極氧化物是將不同基底暴露在氧化環(huán)境中，控制不同暴露時間所形成的。
因此近來，芯片設計已經(jīng)朝著利用具有不同厚度的氧化物的晶體管，在單一芯片上結合成電路，用以獲得不同的操作電壓或改變其它操作特性的方向發(fā)展。


圖1A至圖1C為公知技術中，通常用來形成不同厚度氧化物層的制造方法。請參照圖1A，首先，在半導體基底10上形成組件隔離結構11，再于基底10表面以熱氧化法形成氧化層12，接著在氧化層12上沉積一氮化物層13。之后，定義組件區(qū)，蝕刻部份的氮化物層及氧化物層，以定義出不同的組件區(qū)14、15，再于組件區(qū)15的基底表面形成一氧化層16，作為組件區(qū)15的柵極氧化層。而組件區(qū)14的柵極氧化層為氧化層12與氮化物層13所構成。因此，組件區(qū)14與組件區(qū)15的柵極氧化層的厚度并不相同。
而本發(fā)明的主要目的，就是提供一種可應用于不同操作電壓與電容，具有不同厚度的氧化層，且工藝比以上公知技術簡單。
為達到上述目的，本發(fā)明提供一種不同厚度氧化層的制造方法首先，提供一半導體基底，且半導體基底具有一第一組件區(qū)與一第二組件區(qū)，接著在半導體基底、第一組件區(qū)和第二組件區(qū)表面形成一第一氧化層。再對第一組件區(qū)上的第一氧化層提供一摻質，例如為氮氣，而在第一組件區(qū)上的第一氧化層上形成一第二氧化層，其中第一氧化層與第二氧化層具有不同的特性，使得第二氧化層可作為一保護層，且第二氧化層厚度小于第一氧化層厚度。最后，去除第一組件區(qū)上的第二氧化層，暴露出第一氧化層表面，則第一組件區(qū)的第一氧化層厚度大于第二組件區(qū)上的第一氧化層厚度。根據(jù)上述制造方法，可在不同組件區(qū)形成不同厚度的氧化層。
另外，亦可在不同的組件區(qū)上形成多層不同厚度的氧化層。其制造方法如下提供一半導體基底，且半導體基底具有一第一組件區(qū)與一第二組件區(qū)。接著，在半導體基底、第一組件區(qū)和第二組件區(qū)表面形成一第一氧化層。對第一組件區(qū)上的第一氧化層提供一摻質，在第一氧化層上形成一第二氧化層，其中第一氧化層與第二氧化層具有不同的性質，使得第二氧化層可作為一保護層，且第二氧化層厚度小于第一氧化層厚度。最后，去除第一組件區(qū)上的第二氧化層，暴露出第一氧化層表面，使第一組件區(qū)表面形成一第一厚度的氧化層，第二組件區(qū)形成一第二厚度的氧化層。最后，重復前述步驟，則可在組件區(qū)上形成多層厚度不同的氧化層。
依照本發(fā)明形成不同厚度的氧化層，其工藝比公知技術產(chǎn)生不同厚度的氧化層簡單，且氧化層的品質亦較佳。因此除了可提供不同組件操作所需承受的電壓外，同時亦可作為組件所需的不同厚度氧化層，還可應用在柵極氧化層上。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作出詳細的說明圖1A至圖1C是公知的不同厚度氧化層制造方法的流程剖面圖。
圖2A至圖2C是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，使用不同厚度氧化層制造方法的流程剖面圖。
其中，部件與附圖標記分別10、20 基底11、21 組件隔離結構12、16、22、22a、22c氧化層13 氮化物層22b 植入氮氧化層24 光阻本發(fā)明提供一種產(chǎn)生不同厚度氧化層的制造方法，可同時形成不同厚度的氧化層。使其能承受不同操作電壓，而使隨后形成的電路能因此而具有不同的組件特性，以拓展組件與電路的多樣性，提高產(chǎn)品的競爭力。因此本發(fā)明不同厚度氧化層的制造方法，可適用在集成電路工藝中任何需要不同厚度氧化層之處，且不僅僅局限在柵極氧化層的使用上。然而在此，為方便說明，仍以柵極氧化層作為本發(fā)明的一較佳實施例。
請參照圖2A。首先在半導體硅基底20上形成組件隔離結構21，例如為以LOCOS法形成的場氧化層，或是淺溝道隔離結構，組件隔離結構是用來隔絕不同的組件區(qū)的，以防止相鄰的晶體管發(fā)生短路。接著，在基底20與組件隔離結構表面形成一氧化層22，其可以用熱氧化法形成，厚度約在120-210埃左右。
請參照圖2B。在要形成的一組件區(qū)23的氧化層22上設有一光阻24，再植入摻質25于未覆蓋光阻的氧化層中，而定義出另一組件區(qū)26。摻質例如為氮氣，氮氣植入深度，可以由植入能量控制，且植入深度，視組件所需氧化層的厚度而決定，植入能量約為5-10kev左右。其中，經(jīng)摻雜氮氣在組件區(qū)26上的氧化層22，其植入氮氣區(qū)域的氧化層22b，其性質不同于原來形成的氧化層22，例如，其對同一蝕刻劑，會具有不同的蝕刻率，因此氧化層22a可作為一蝕刻步驟的保護層。
最后去除氧化層22b，例如以BOE(一種含HF的溶劑)或熱磷酸去除氧化層22b，再以電漿去除光阻24，形成如圖2C所示的氧化層22c。在經(jīng)上述的工藝流程后，組件區(qū)23與組件區(qū)26氧化層的厚度不同，其中，組件區(qū)23的氧化層厚度大于組件區(qū)26的氧化層厚度。
之后，再以傳統(tǒng)技術在氧化層上形成所需組件。例如，當氧化層22c作為墊氧化層時，則可在其表面上再形成復晶硅層，并經(jīng)微影蝕刻后形成柵極，再以絕緣層覆蓋，并形成間隙壁以保護柵極側邊，再以雜質植入基底，形成源/漏極區(qū)，而完成MOS晶體管。
同樣地，亦可以重復上述圖2B與圖2C的工藝步驟，利用氮氣摻入氧化層，形成不同性質的氧化層，對于同一蝕刻劑而言，具有不同的蝕刻選擇率，而在原本已有二層不同厚度的氧化層上，依組件需要再增加不同厚度的氧化層，而最后可形成多層不同厚度的氧化層。
雖然本發(fā)明已以一較佳實施例說明如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技術的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，可以作各種改進和更新。因此本發(fā)明的保護范圍應當以限定的范圍為準。
權利要求
1.一種不同厚度氧化層的制造方法，其特征在于該制造方法至少包括下列步驟；在一半導體基底上，設有一第一組件區(qū)與一第二組件區(qū)；在該第一組件區(qū)與該第二組件區(qū)表面設一第一氧化層；對該第一組件區(qū)上的第一氧化層提供一摻質，使該第一組件區(qū)第一氧化層上，形成一第二氧化層，其中該第一氧化層與該第二氧化層具有不同的性質，且該第二氧化層厚度小于該第一氧化層厚度；去除該第一組件區(qū)的該第二氧化層，暴露出該第一氧化層表面，使該第一組件區(qū)上的第一氧化層，與該第二組件區(qū)上形成的第一氧化層的厚度不同。
2.根據(jù)權利要求1所述的制造方法，其特征在于該摻質為氮氣。
3.根據(jù)權利要求1所述的制造方法，其特征在于該摻質的植入深度由植入能量控制，植入能量約在5kev至10kev。
4.根據(jù)權利要求1所述的制造方法，其特征在于該摻質的植入深度決定該第二氧化層的厚度。
5.根據(jù)權利要求1所述的制造方法，其特征在于使用BOE去除該第二氧化層。
6.根據(jù)權利要求1所述的制造方法，其特征在于該第一組件區(qū)的第一氧化層厚度大于該第二組件區(qū)上的第一氧化層厚度。
7.根據(jù)權利要求1所述的制造方法，其特征在于去除該第二氧化層以該第一氧化層為蝕刻終點。
8.一種不同厚度氧化層的制造方法，其特征在于該制造方法至少包括下列步驟a.提供一半導體基底，該半導體基底具有一第一組件區(qū)與一第二組件區(qū)；b.在該第一組件區(qū)與該第二組件區(qū)表面形成一第一氧化層；c.對該第一組件區(qū)上的第一氧化層提供一摻質，在第一組件區(qū)上的部份第一氧化層上形成一第二氧化層，其中該第一氧化層與該第二氧化層具有不同的性質，且該第二氧化層厚度小于該第一氧化層厚度；d.去除該第一組件區(qū)的該第二氧化層，暴露出該第一氧化層表面，使該第一組件區(qū)表面形成一第一厚度的氧化層，該第二組件區(qū)形成一第二厚度的氧化層。重復b、c與d步驟，形成多層厚度不同的氧化層。
9.根據(jù)權利要求8所述的制造方法，其特征在于該摻質為氮氣。
10.根據(jù)權利要求8所述的制造方法，其特征在于該摻質的植入深度由植入能量控制，植入能量約在5kev至10kev。
11.根據(jù)權利要求8所述的制造方法，其特征在于使用BOE去除該第二氧化層。
12.根據(jù)權利要求8所述的制造方法，其特征在于該氧化層的第二厚度大于第一厚度。
13.根據(jù)權利要求8所述的制造方法，其特征在于去除該第二氧化層以該第一氧化層為蝕刻終點。
14.根據(jù)權利要求8所述的制造方法，其特征在于該摻質的植入深度決定該第二氧化層的厚度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種不同厚度氧化層的制造方法。首先提供一半導體基底,在半導體基底上設有一第一組件區(qū)與一第二組件區(qū)。接著在半導體基底、第一組件區(qū)和第二組件區(qū)表面形成一第一氧化層。再對第一組件區(qū)上的第一氧化層提供一摻質,使其在第一氧化層上形成一第二氧化層,而第一氧化層與第二氧化層具有不同的性質,且第二氧化層厚度小于第一氧化層厚度。最后,去除第一組件區(qū)的第二氧化層,則第一組件區(qū)的第一氧化層厚度大于第二組件區(qū)上的第一氧化層厚度。
文檔編號H01L21/473GK1378252SQ0110973
公開日2002年11月6日 申請日期2001年3月29日 優(yōu)先權日2001年3月29日
發(fā)明者蔣星星 申請人:華邦電子股份有限公司