專利名稱：制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法，更具體地涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其中分別在高電壓區(qū)與低電壓區(qū)內(nèi)形成不同厚度的柵極氧化物膜。
背景技術(shù)：
以下將參考圖1A至圖1C，描述制造半導(dǎo)體器件的方法，其中分別在高電壓區(qū)與低電壓區(qū)內(nèi)形成不同厚度的柵極氧化物膜。
參考圖1A，依次在半導(dǎo)體基板11之上形成第一氧化物膜12、氮化物膜13以及第二氧化物膜14。以上，所形成的第一氧化物膜12的厚度為約50，所形成的氮化物膜13的厚度為約200以及所形成的第二氧化物膜14的厚度為約100。隨后在整個(gè)結(jié)構(gòu)上形成光刻膠(photoresist)膜(圖中未顯示)，通過該光刻膠膜暴露高電壓區(qū)A而封閉低電壓區(qū)B。隨后使用光刻膠膜作為掩膜，通過濕法蝕刻工藝剝離高電壓區(qū)A內(nèi)的第二氧化物膜14及氮化物膜13。
參考圖1B，進(jìn)行預(yù)清洗過程。隨后進(jìn)行熱氧化過程以在高電壓區(qū)A內(nèi)生長(zhǎng)氧化物膜，從而形成柵極氧化物膜12A。
參考圖1C，剝離保留在低電壓區(qū)B內(nèi)的第二氧化物膜14與氮化物膜13，隨后使高電壓區(qū)A的第一氧化物膜12凹陷。因而在高電壓區(qū)A內(nèi)形成厚柵極氧化物膜12A，以及在低電壓區(qū)B內(nèi)形成薄柵極氧化物膜12B。
然而，在高電壓區(qū)A的柵極氧化物膜與低電壓區(qū)B的柵極氧化物膜彼此接觸的部分10處形成鳥嘴(bird’s beak)，其中高電壓區(qū)A的柵極氧化物膜的厚度通過熱氧化過程增加。因此，高電壓區(qū)A與低電壓區(qū)B之間的恒定電流應(yīng)力測(cè)試(Constant Current Stress Test；CCST)中有多種變化。而且，考慮到電性能，由于峰的生成，存在器件的可靠性問題。因此，傳輸電荷需耗費(fèi)大量時(shí)間。因而，在施加信號(hào)時(shí)減少響應(yīng)時(shí)間困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其能減少高電壓區(qū)及低電壓區(qū)的柵極氧化物膜彼此接觸的部分中出現(xiàn)的鳥嘴現(xiàn)象。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其中因?yàn)楦唠妷簠^(qū)的氧化物膜的生長(zhǎng)速度比通過加熱方法生長(zhǎng)實(shí)際高電壓區(qū)的氧化物膜的生長(zhǎng)速度快，所以減少了鳥嘴現(xiàn)象，以此方式在進(jìn)行熱氧化過程之前，對(duì)高電壓區(qū)進(jìn)行離子注入過程，從而斷裂高電壓區(qū)內(nèi)氧化物膜表面上的結(jié)合結(jié)構(gòu)(bonding structure)。
本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其包含以下步驟依次在半導(dǎo)體基板之上形成第一氧化物膜、氮化物膜以及第二氧化物膜；選擇性地除去第二氧化物膜與氮化物膜，其中用氮化物膜及第二氧化物膜覆蓋第一氧化物膜的低電壓器件區(qū)，以及暴露出第一氧化物膜的高電壓器件區(qū)；通過進(jìn)行離子注入過程來斷裂第一氧化物膜的第二區(qū)的表面上的結(jié)合結(jié)構(gòu)；進(jìn)行熱氧化過程以在第一氧化物膜的暴露部分上生長(zhǎng)第三氧化物膜；以及通過除去第二氧化物膜及氮化物膜暴露出第一氧化物膜的第一區(qū)，以及使第三氧化物膜的部分凹陷，從而形成具有第一氧化物膜的第一區(qū)的第一柵極氧化物膜、具有第一氧化物膜的第二區(qū)的第二柵極氧化物膜，以及保留在第一氧化物膜的第二區(qū)上的第三氧化物膜。
本發(fā)明的另一方面提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其包含以下步驟依次在半導(dǎo)體基板之上形成第一氧化物膜、氮化物膜以及第二氧化物膜；選擇性地除去第二氧化物膜與氮化物膜，其中用氮化物膜及第二氧化物膜覆蓋第一氧化物膜的低電壓器件區(qū)，以及暴露出第一氧化物膜的高電壓器件區(qū)；通過進(jìn)行離子注入過程來斷裂第一氧化物膜的第二區(qū)的表面上的結(jié)合結(jié)構(gòu)；進(jìn)行熱氧化過程以在第一氧化物膜的暴露部分上生長(zhǎng)第三氧化物膜；以及通過除去第二氧化物膜及氮化物膜暴露出第一氧化物膜的第一區(qū)，以及使第三氧化物膜的部分凹陷，從而形成具有第一氧化物膜的第一區(qū)的第一柵極氧化物膜、具有第一氧化物膜的第二區(qū)的第二柵極氧化物膜，以及保留在第一氧化物膜的第二區(qū)上的第三氧化物膜。
離子注入過程是通過使用BF2、磷(P)或砷(As)來進(jìn)行的。
本發(fā)明的另一方面提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其包含以下步驟依次在半導(dǎo)體基板之上形成第一氧化物膜、氮化物膜以及第二氧化物膜；剝離第一區(qū)中的第二氧化物膜及氮化物膜以暴露第一氧化物膜；進(jìn)行離子注入過程以斷裂第一區(qū)中第一氧化物膜表面上的結(jié)合結(jié)構(gòu)；進(jìn)行熱氧化過程以生長(zhǎng)第一區(qū)的第一氧化物膜；以及剝離第二區(qū)的第二氧化物膜及氮化物膜，隨后使生長(zhǎng)出的第一氧化物膜凹陷以在第一區(qū)及第二區(qū)內(nèi)分別形成厚度不同的柵極氧化物膜。
第一區(qū)是形成有高電壓器件的區(qū)，以及第二區(qū)是形成有低電壓器件的區(qū)。
離子注入過程是通過使用BF2、磷(P)或砷(As)來進(jìn)行的。


圖1A至圖1C依次所示的截面圖解釋了現(xiàn)有技術(shù)中制造半導(dǎo)體器件的方法，其中分別在高電壓區(qū)與低電壓區(qū)內(nèi)形成不同厚度的柵極氧化物膜；圖2A至圖2D依次所示的截面圖解釋了本發(fā)明的實(shí)施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中分別在高電壓區(qū)與低電壓區(qū)內(nèi)形成不同厚度的柵極氧化物膜；圖3是顯示以常規(guī)的方法及本發(fā)明的方法形成柵極氧化物膜的情況下的CSCT比較結(jié)果的曲線圖，其中橫坐標(biāo)表示柵極電壓(gate volate)；以及圖4是顯示以常規(guī)的方法及本發(fā)明的方法形成柵極氧化物膜的情況下的C-V應(yīng)力比較結(jié)果的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將參考附圖，描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。由于所提供的優(yōu)選實(shí)施方案的目的在于使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明，所以可以以各種方式對(duì)這些實(shí)施方案進(jìn)行修改，而并不限制于以下所述的優(yōu)選實(shí)施方案。相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件。
圖2A至圖2D依次所示的截面圖解釋了本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法，其中分別在高電壓區(qū)與低電壓區(qū)內(nèi)形成不同厚度的柵極氧化物膜。
參考圖2A，在半導(dǎo)體基板21上依次形成第一氧化物膜22、氮化物膜23以及第二氧化物膜24。以上，所形成的第一氧化物膜22的厚度為約50，所形成的氮化物膜23的厚度為約200以及所形成的第二氧化物膜24的厚度為約100。隨后在整個(gè)結(jié)構(gòu)上形成光刻膠膜(圖中未顯示)，通過該光刻膠膜暴露高電壓區(qū)A而封閉低電壓區(qū)B。隨后使用光刻膠膜作為掩膜，通過濕法蝕刻工藝剝離高電壓區(qū)A內(nèi)的第二氧化物膜24及氮化物膜23。
參考圖2B，進(jìn)行離子注入過程以斷裂高電壓器件區(qū)A內(nèi)第一氧化物膜22的表面上的結(jié)合結(jié)構(gòu)。以上，離子注入過程是通過使用BF2、磷(P)或砷(As)來進(jìn)行的。
參考圖2C，進(jìn)行預(yù)清洗過程。隨后進(jìn)行熱氧化過程以在高電壓區(qū)A內(nèi)生長(zhǎng)預(yù)定厚度的第一氧化物膜22。在此情況下，通過離子注入過程，斷裂高電壓器件區(qū)A內(nèi)的第一氧化物膜22的結(jié)合結(jié)構(gòu)。因而，高電壓器件區(qū)A內(nèi)的第一氧化物膜22的生長(zhǎng)速度快于加熱方法的生長(zhǎng)速度。如此，可減少高電壓區(qū)A及低電壓區(qū)B的第一氧化物膜22彼此接觸的部分20處的鳥嘴現(xiàn)象。
參考圖2D，剝離保留在低電壓區(qū)B內(nèi)的第二氧化物膜24及氮化物膜23，隨后使高電壓區(qū)A的第一氧化物膜22凹陷。因此，在高電壓區(qū)A內(nèi)形成厚柵極氧化物膜22A，以及在低電壓區(qū)B內(nèi)形成薄柵極氧化物膜22B。
圖3是顯示常規(guī)的方法100及本發(fā)明的方法200形成柵極氧化物膜的情況下的CSCT比較結(jié)果的曲線圖，以及圖4是顯示常規(guī)的方法300及本發(fā)明的方法400形成柵極氧化物膜的情況下的C-V應(yīng)力比較結(jié)果的曲線圖。
根據(jù)以上所述的本發(fā)明，在進(jìn)行熱氧化過程以形成高電壓區(qū)的厚柵極氧化物膜之前，先進(jìn)行離子注入過程以斷裂高電壓區(qū)內(nèi)氧化物膜表面上的結(jié)合結(jié)構(gòu)。在生長(zhǎng)實(shí)際高電壓區(qū)的氧化物膜時(shí)，高電壓區(qū)的氧化物膜生長(zhǎng)速度快于加熱方法的生長(zhǎng)速度，因而減少了鳥嘴現(xiàn)象。因此，由于晶體管PN結(jié)的耗盡區(qū)增大，CCST特性得以改善。此外，還有可能減少或避免高電壓區(qū)與低電壓區(qū)之間出現(xiàn)的峰導(dǎo)致的影響。還有可能因鳥嘴現(xiàn)象的減少而減少傳輸電荷所耗的時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其包含以下步驟在半導(dǎo)體基板上依次形成第一氧化物膜、氮化物膜以及第二氧化物膜；選擇性地除去所述第二氧化物膜及氮化物膜，其中用所述氮化物膜覆蓋所述第一氧化物膜的第一區(qū)，以及暴露出所述第二氧化物膜及第一氧化物膜的第二區(qū)；進(jìn)行離子注入過程；進(jìn)行熱氧化過程以在所述第一氧化物膜的暴露部分上生長(zhǎng)第三氧化物膜；以及通過除去所述第二氧化物膜及氮化物膜，暴露出第一氧化物膜的第一區(qū)，以及使第三氧化物膜的部分凹陷，從而形成具有第一氧化物膜的第一區(qū)的第一柵極氧化物膜、具有第一氧化物膜的第二區(qū)的第二柵極氧化物膜，以及保留在第一氧化物膜的第二區(qū)上的第三氧化物膜。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述離子注入過程是通過使用BF2、磷或砷來進(jìn)行的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一區(qū)是形成有低電壓器件的區(qū)，以及第二區(qū)是形成有高電壓器件的區(qū)。
4.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其包含以下步驟在半導(dǎo)體基板上依次形成第一氧化物膜、氮化物膜以及第二氧化物膜；選擇性地除去所述第二氧化物膜及氮化物膜，其中用所述氮化物膜及第二氧化物膜覆蓋所述第一氧化物膜的低電壓器件區(qū)，以及暴露出所述第一氧化物膜的高電壓器件區(qū)；通過進(jìn)行離子注入過程以斷裂所述第一氧化物膜的第二區(qū)的表面上的結(jié)合結(jié)構(gòu)；進(jìn)行熱氧化過程以在所述第一氧化物膜的暴露部分上生長(zhǎng)第三氧化物膜；以及通過除去所述第二氧化物膜及氮化物膜，暴露出第一氧化物膜的第一區(qū)，以及使第三氧化物膜的部分凹陷，從而形成具有第一氧化物膜的第一區(qū)的第一柵極氧化物膜、具有第一氧化物膜的第二區(qū)的第二柵極氧化物膜，以及保留在第一氧化物膜的第二區(qū)上的第三氧化物膜。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中離子注入過程是通過使用BF2、磷或砷來進(jìn)行的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法。在制造半導(dǎo)體器件的方法中，同時(shí)形成高電壓器件與低電壓器件，在進(jìn)行熱氧化過程以形成高電壓區(qū)的厚柵極氧化物膜之前，先通過離子注入過程斷裂高電壓區(qū)內(nèi)氧化物膜的表面上的結(jié)合結(jié)構(gòu)。在生長(zhǎng)實(shí)際高電壓區(qū)的氧化物膜時(shí)，高電壓區(qū)的氧化物膜的生長(zhǎng)速度快于加熱方法的生長(zhǎng)速度，從而可減少鳥嘴現(xiàn)象。因此，由于PN結(jié)的耗盡區(qū)增大，所以CCST特性得以改善。
文檔編號(hào)H01L27/088GK1638097SQ20041008323
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月26日
發(fā)明者梁基洪 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司