柵極氧化層的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種柵極氧化層的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體器件中柵氧化層的品質(zhì)直接影響半導(dǎo)體器件的各項(xiàng)性能，包括開(kāi)啟電壓、擊穿電壓和飽和電流等，而且對(duì)于半導(dǎo)體器件的合格率和可靠性也有很大影響，極小量的缺陷都可能顯著降低集成電路的合格率和可靠性。目前，傳統(tǒng)的單一柵氧厚度的半導(dǎo)體器件己無(wú)法滿足要求，更多的采用多柵氧工藝(multiple gate oxide)以在同一個(gè)半導(dǎo)體器件中形成多種不同厚度的柵氧化層。
[0003]請(qǐng)參考圖1，其為現(xiàn)有技術(shù)中制作多種不同厚度的柵極氧化層的工藝流程圖。如圖1所示，制作多種不同厚度的柵氧化層的基本過(guò)程如下:首先，提供一半導(dǎo)體襯底；接著，在所述半導(dǎo)體襯底上生長(zhǎng)一層較厚的柵極氧化層，即厚型柵極氧化層，所述厚型柵極氧化層的厚度一般在50埃以上；接著，在所述厚型柵極氧化層上涂布光刻膠并通過(guò)光刻和濕法刻蝕在厚型柵極氧化層中形成開(kāi)口 ；形成開(kāi)口之后，使用藥液SPM (H2SO4 = H2O2)去除所述厚型柵極氧化層上的光刻膠；然后，在所述開(kāi)口位置用爐管生長(zhǎng)較薄的柵極氧化層，即薄型柵極氧化層，所述薄型柵極氧化層的厚度一般在40埃以下。
[0004]然而，在使用藥液SPM去除光刻膠的過(guò)程中，H2SO4和H2O2會(huì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氧原子
(O)。氧原子(O)與半導(dǎo)體襯底的硅原子(Si)發(fā)生反應(yīng)形成二氧化硅層(S12),具體化學(xué)反應(yīng)方程式如下:
[0005]H2 S O4+H2 O2 — H30+HS04+0。
[0006]請(qǐng)參考圖2和圖3，其為現(xiàn)有技術(shù)中多種不同厚度的柵極氧化層在去除光刻膠前后的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，使用藥液SPM (H2SO4 = H2O2)去除光刻膠之前，半導(dǎo)體襯底10上形成有厚型柵極氧化層11，所述厚型柵極氧化層11中形成有開(kāi)口 12，所述厚型柵極氧化層11的上面覆蓋有光刻膠13。如圖3所示，由于藥液SPM具有一定的氧化性，在使用藥液SPM (H2SO4:H2O2)去除光刻膠之后，所述開(kāi)口 12的上面形成了一層極薄的二氧化硅層，即寄生氧化層14，所述寄生氧化層14的厚度一般在2埃以下。而且，所述寄生氧化層14的厚度會(huì)隨著藥液SPM在工藝中的消耗情況而變化。在SPM清洗初期，由于藥液SPM濃度高具有很強(qiáng)的氧化性，所述寄生氧化層14的厚度比較厚；在SPM清洗末期，由于藥液SPM濃度下降導(dǎo)致氧化性降低，所述寄生氧化層14的厚度比較薄。寄生氧化層14的厚度的變化導(dǎo)致后續(xù)生長(zhǎng)的薄型柵極氧化層(圖中未示出)的厚度不穩(wěn)定。
[0007]所述薄型氧化層的電性厚度由于所述寄生氧化層14的存在一般會(huì)有2埃左右的差異。由于薄型柵極氧化層的厚度一般只有20埃左右，2埃的電性厚度差異對(duì)于薄型柵極氧化層而言是不能忽視的，會(huì)影響半導(dǎo)體器件的性能和可靠性。
[0008]因此，如何解決現(xiàn)有技術(shù)的不同厚度的柵極氧化層中薄型柵極氧化層的均勻性差的問(wèn)題成為當(dāng)前亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種柵極氧化層的制造方法，以解決現(xiàn)有的不同厚度的柵極氧化層中薄型柵極氧化層的均勻性差的問(wèn)題。
[0010]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種柵極氧化層的制造方法，所述柵極氧化層的制造方法包括:
[0011]提供一半導(dǎo)體襯底；
[0012]在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一柵極氧化層；
[0013]在所述第一柵極氧化層上涂布光刻膠并進(jìn)行光刻和濕法刻蝕，形成開(kāi)口 ；
[0014]利用藥液SPM去除所述第一柵極氧化層上的光刻膠；
[0015]利用藥液SCl去除所述開(kāi)口上的寄生氧化層；
[0016]在所述開(kāi)口上形成第二柵極氧化層。
[0017]優(yōu)選的，在所述的柵極氧化層的制造方法中，所述第一柵極氧化層的厚度比所述第二柵極氧化層的厚度厚。
[0018]優(yōu)選的，在所述的柵極氧化層的制造方法中，所述第一柵極氧化層的厚度在50埃以上，所述第二柵極氧化層的厚度在40埃以下。
[0019]優(yōu)選的，在所述的柵極氧化層的制造方法中，所述藥液SPM是H2SO4和H2O2的混合液。
[0020]優(yōu)選的，在所述的柵極氧化層的制造方法中，所述H2SO4和H2O2的配比范圍在4:1到7:1之間。
[0021]優(yōu)選的，在所述的柵極氧化層的制造方法中，所述藥液SCl是NH4OH和H2O2的混合液。
[0022]優(yōu)選的，在所述的柵極氧化層的制造方法中，所述NH4OH和H2O2的配比范圍在1:1到1:4之間。
[0023]優(yōu)選的，在所述的柵極氧化層的制造方法中，利用藥液SPM去除光刻膠和利用藥液SCl去除所述開(kāi)口上的寄生氧化層在同一個(gè)工藝中完成。
[0024]優(yōu)選的，在所述的柵極氧化層的制造方法中，利用藥液SPM去除光刻膠的步驟包括:
[0025]第一次SPM清洗和第二次SPM清洗，第二次SPM清洗的藥液濃度比第一次SPM清洗的藥液濃度高。
[0026]在本發(fā)明提供的柵極氧化層的制造方法中，在藥液SPM去除光刻膠之后，再通過(guò)藥液SCl去除由于藥液SPM去除光刻膠時(shí)所生成的寄生氧化層，從而保證了薄型柵極氧化層的厚度均勻性。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中制作多種不同厚度的柵極氧化層的流程示意圖；
[0028]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中制作多種不同厚度的柵極氧化層在去除光刻膠前的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中制作多種不同厚度的柵極氧化層在去除光刻膠后的結(jié)構(gòu)示意圖
[0030]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的柵極氧化層制造方法的流程示意圖；
[0031]圖5a至圖5g為本發(fā)明實(shí)施例的柵極氧化層的制作過(guò)程的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6是本發(fā)明實(shí)施例的藥液SPM在使用周期中的H2S04濃度變化與現(xiàn)有技術(shù)中采用的藥液SPM在使用周期中的H2S04濃度變化的對(duì)照?qǐng)D；
[0033]圖7是本發(fā)明實(shí)施例的薄型柵極氧化層的電性厚度與現(xiàn)有技術(shù)的薄型柵極氧化層的電性厚度的對(duì)照?qǐng)D。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的柵極氧化層的制造方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0035]請(qǐng)參考圖4，其為本發(fā)明實(shí)施例的柵極氧化層的制造方法的流程示意圖。如圖4所示，所述柵極氧化層的制造方法包括:
[0036]S20:提供一半導(dǎo)體襯底；
[0037]S21:在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一柵極氧化層；
[0038]S22:在所述第一柵極氧化層上涂布光刻膠并進(jìn)行光刻和濕法刻蝕，形成開(kāi)口 ；
[0039]S23:利用藥液SPM去除所述第一柵極氧化層上的光刻膠；
[0040]S24:利用藥液SCl去除所述開(kāi)口上的寄生氧化層；
[0041]S25:在所述開(kāi)口上形成第二柵極氧化層。
[0042]具體的，在步驟S20中，參見(jiàn)圖5a，提供一半導(dǎo)體襯底20，所述半導(dǎo)體襯底20可以是單晶娃、絕緣體上的娃(Silicon on Insulator)或本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他娃襯底。
[0043]在步