栅极氧化层的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种栅极氧化层的制造方法，包括：提供一半导体衬底；在所述半导体衬底上形成第一栅极氧化层；在所述第一栅极氧化层上涂布光刻胶并进行光刻和湿法刻蚀，形成开口；利用药液SPM去除所述第一栅极氧化层上的光刻胶；利用药液SC1去除所述开口上的寄生氧化层；在所述开口上形成第二栅极氧化层。在本发明专利技术提供的栅极氧化层的制造方法中，在药液SPM去除光刻胶之后，再通过药液SC1去除由于药液SPM去除光刻胶时所生成的寄生氧化层，从而保证了薄型栅极氧化层的厚度均匀性。

【技术实现步骤摘要】
栅极氧化层的制造方法
本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种栅极氧化层的制造方法。
技术介绍
在半导体器件中栅氧化层的品质直接影响半导体器件的各项性能，包括开启电压、击穿电压和饱和电流等，而且对于半导体器件的合格率和可靠性也有很大影响，极小量的缺陷都可能显著降低集成电路的合格率和可靠性。目前，传统的单一栅氧厚度的半导体器件己无法满足要求，更多的采用多栅氧工艺(multiplegateoxide)以在同一个半导体器件中形成多种不同厚度的栅氧化层。请参考图1，其为现有技术中制作多种不同厚度的栅极氧化层的工艺流程图。如图1所示，制作多种不同厚度的栅氧化层的基本过程如下：首先，提供一半导体衬底；接着，在所述半导体衬底上生长一层较厚的栅极氧化层，即厚型栅极氧化层，所述厚型栅极氧化层的厚度一般在50埃以上；接着，在所述厚型栅极氧化层上涂布光刻胶并通过光刻和湿法刻蚀在厚型栅极氧化层中形成开口；形成开口之后，使用药液SPM（H2SO4:H2O2）去除所述厚型栅极氧化层上的光刻胶；然后，在所述开口位置用炉管生长较薄的栅极氧化层，即薄型栅极氧化层，所述薄型栅极氧化层的厚度一般在40埃以下。然而，在使用药液SPM去除光刻胶的过程中，H2SO4和H2O2会发生反应产生氧原子（O）。氧原子（O）与半导体衬底的硅原子（Si）发生反应形成二氧化硅层（SiO2），具体化学反应方程式如下：H2SO4+H2O2→H3O+HSO4+O。请参考图2和图3，其为现有技术中多种不同厚度的栅极氧化层在去除光刻胶前后的结构示意图。如图2所示，使用药液SPM（H2SO4:H2O2）去除光刻胶之前，半导体衬底10上形成有厚型栅极氧化层11，所述厚型栅极氧化层11中形成有开口12，所述厚型栅极氧化层11的上面覆盖有光刻胶13。如图3所示，由于药液SPM具有一定的氧化性，在使用药液SPM（H2SO4:H2O2）去除光刻胶之后，所述开口12的上面形成了一层极薄的二氧化硅层，即寄生氧化层14，所述寄生氧化层14的厚度一般在2埃以下。而且，所述寄生氧化层14的厚度会随着药液SPM在工艺中的消耗情况而变化。在SPM清洗初期，由于药液SPM浓度高具有很强的氧化性，所述寄生氧化层14的厚度比较厚；在SPM清洗末期，由于药液SPM浓度下降导致氧化性降低，所述寄生氧化层14的厚度比较薄。寄生氧化层14的厚度的变化导致后续生长的薄型栅极氧化层（图中未示出）的厚度不稳定。所述薄型氧化层的电性厚度由于所述寄生氧化层14的存在一般会有2埃左右的差异。由于薄型栅极氧化层的厚度一般只有20埃左右，2埃的电性厚度差异对于薄型栅极氧化层而言是不能忽视的，会影响半导体器件的性能和可靠性。因此，如何解决现有技术的不同厚度的栅极氧化层中薄型栅极氧化层的均匀性差的问题成为当前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种栅极氧化层的制造方法，以解决现有的不同厚度的栅极氧化层中薄型栅极氧化层的均匀性差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种栅极氧化层的制造方法，所述栅极氧化层的制造方法包括：提供一半导体衬底；在所述半导体衬底上形成第一栅极氧化层；在所述第一栅极氧化层上涂布光刻胶并进行光刻和湿法刻蚀，形成开口；利用药液SPM去除所述第一栅极氧化层上的光刻胶；利用药液SC1去除所述开口上的寄生氧化层；在所述开口上形成第二栅极氧化层。优选的，在所述的栅极氧化层的制造方法中，所述第一栅极氧化层的厚度比所述第二栅极氧化层的厚度厚。优选的，在所述的栅极氧化层的制造方法中，所述第一栅极氧化层的厚度在50埃以上，所述第二栅极氧化层的厚度在40埃以下。优选的，在所述的栅极氧化层的制造方法中，所述药液SPM是H2SO4和H2O2的混合液。优选的，在所述的栅极氧化层的制造方法中，所述H2SO4和H2O2的配比范围在4：1到7：1之间。优选的，在所述的栅极氧化层的制造方法中，所述药液SC1是NH4OH和H2O2的混合液。优选的，在所述的栅极氧化层的制造方法中，所述NH4OH和H2O2的配比范围在1：1到1：4之间。优选的，在所述的栅极氧化层的制造方法中，利用药液SPM去除光刻胶和利用药液SC1去除所述开口上的寄生氧化层在同一个工艺中完成。优选的，在所述的栅极氧化层的制造方法中，利用药液SPM去除光刻胶的步骤包括：第一次SPM清洗和第二次SPM清洗，第二次SPM清洗的药液浓度比第一次SPM清洗的药液浓度高。在本专利技术提供的栅极氧化层的制造方法中，在药液SPM去除光刻胶之后，再通过药液SC1去除由于药液SPM去除光刻胶时所生成的寄生氧化层，从而保证了薄型栅极氧化层的厚度均匀性。附图说明图1是现有技术中制作多种不同厚度的栅极氧化层的流程示意图；图2是现有技术中制作多种不同厚度的栅极氧化层在去除光刻胶前的结构示意图；图3是现有技术中制作多种不同厚度的栅极氧化层在去除光刻胶后的结构示意图图4是本专利技术实施例的栅极氧化层制造方法的流程示意图；图5a至图5g为本专利技术实施例的栅极氧化层的制作过程的结构示意图；图6是本专利技术实施例的药液SPM在使用周期中的H2SO4浓度变化与现有技术中采用的药液SPM在使用周期中的H2SO4浓度变化的对照图；图7是本专利技术实施例的薄型栅极氧化层的电性厚度与现有技术的薄型栅极氧化层的电性厚度的对照图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的栅极氧化层的制造方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。请参考图4，其为本专利技术实施例的栅极氧化层的制造方法的流程示意图。如图4所示，所述栅极氧化层的制造方法包括：S20：提供一半导体衬底；S21：在所述半导体衬底上形成第一栅极氧化层；S22：在所述第一栅极氧化层上涂布光刻胶并进行光刻和湿法刻蚀，形成开口；S23：利用药液SPM去除所述第一栅极氧化层上的光刻胶；S24：利用药液SC1去除所述开口上的寄生氧化层；S25：在所述开口上形成第二栅极氧化层。具体的，在步骤S20中，参见图5a，提供一半导体衬底20，所述半导体衬底20可以是单晶硅、绝缘体上的硅（SilicononInsulator）或本领域技术人员公知的其他硅衬底。在步骤S21中，参见图5b，通过化学气相沉积工艺在所述半导体衬底20上形成第一栅极氧化层21，所述第一栅极氧化层21的厚度一般在50埃以上。第一栅极氧化层21为厚型栅极氧化层。在步骤S22中，参见图5c，形成第一栅极氧化层21之后，在所述第一栅极氧化层21上涂布光刻胶22。参见图5d，通过光刻和湿法刻蚀在所述第一栅极氧化层21中形成开口23，暴露出部分半导体衬底20。在步骤S12中，参见图5e，形成开口23之后，利用药液SPM去除所述第一栅极氧化层21上的光刻胶23，去除光刻胶23过程中由于药液SPM具有氧化性会与暴露出来的半导体衬底20发生反应并在所述开口23上形成一层很薄的二氧化硅层，即寄生氧化层24，寄生氧化层24的厚度一般在2埃以下。其中，药液SPM是H2SO4和H2O2的混合液，所述H2SO4和H2O2的配比范围在4：1到7：1之间。本专利技术的实施例中，利用药液SPM去除光刻胶2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种栅极氧化层的制造方法，其特征在于，包括：提供一半导体衬底；在所述半导体衬底上形成第一栅极氧化层；在所述第一栅极氧化层上涂布光刻胶并进行光刻和湿法刻蚀，形成开口；利用药液SPM去除所述第一栅极氧化层上的光刻胶；利用药液SC1去除所述开口上的寄生氧化层；在所述开口上形成第二栅极氧化层。

【技术特征摘要】
1.一种栅极氧化层的制造方法，其特征在于，包括：提供一半导体衬底；在所述半导体衬底上形成第一栅极氧化层；在所述第一栅极氧化层上涂布光刻胶并进行光刻和湿法刻蚀，形成开口；利用药液SPM去除所述第一栅极氧化层上的光刻胶，去除所述光刻胶过程中在所述开口中所述药液SPM与半导体衬底反应形成寄生氧化层；利用药液SC1去除所述开口上的寄生氧化层；在所述开口上形成第二栅极氧化层。2.如权利要求1所述的栅极氧化层的制造方法，其特征在于，所述第一栅极氧化层的厚度比所述第二栅极氧化层的厚度厚。3.如权利要求1所述的栅极氧化层的制造方法，其特征在于，所述第一栅极氧化层的厚度在50埃以上，所述第二栅极氧化层的厚度在40埃以下。4.如权利要求1所述的栅极氧化层的制造方法，其特征在于，所述药液SPM是...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪强，彭坤，赵连国，王峰，王海莲，李磊，呼翔，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31