本发明专利技术涉及一种ONO电容结构的生长工艺，包括如下步骤：a、提供半导体基板；b、在半导体基板上，通过干氧氧化生长20～24nm的底层氧化层；c、在半导体基板的底层氧化层上淀积中间SiN层，所述中间SiN层的厚度为20～24nm；d、在上述中间SiN层上，通过热氧化生长270～330nm的顶层氧化层。本发明专利技术在半导体基板上通过干氧氧化的方式生长底层氧化层，能够在半导体基板上形成致密的氧化层，确保底层氧化层的质量，在底层氧化层上淀积中间SiN层，在中间SiN层上通过湿氧氧化顶层氧化层，从而在半导体基板上形成ONO电容结构；通过湿氧氧化能够快速地在中间SiN层上形成顶层氧化层，并保证ONO薄膜的质量；操作简单；扩散设备和LPCVD设备可使用通用的半导体前道设备，可控性强，工艺步骤简单。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种MOS器件中电容结构的生长，尤其是一种ONO电容结构的生长工艺。
技术介绍
随着微电子技术的发展，器件结构越来越复杂。在CMOS器件的制作过程中，经常 使用电容结构，通常采用多晶硅夹二氧化硅的结构。由于电压的要求不断提高，中间层二氧 化硅的材料已无法满足电容和耐压的要求。目前ONO结构，即Oxide-Ntride-Oxide结构已 广泛用于MOS电容。ONO结构涉及底层二氧化硅生长、中间层SIN生长、顶层二氧化硅生长。 ONO结构的不同生长方式和厚度，直接决定MOS电容的特性。针对不同要求的MOS电容，需 要选择合适的薄膜生长条件，以最终满足工艺需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种ONO电容结构的生长工 艺，其工艺步骤简单，各膜层的厚度可控性强。按照本专利技术提供的技术方案，所述ONO电容结构的生长工艺，所述ONO电容结构的 生长工艺包括如下步骤a、提供半导体基板；b、在所述半导体基板上，通过干氧氧化生长20 Mnm的底层 氧化层；C、在上述半导体基板的底层氧化层上淀积中间SiN层，所述中间SiN层的厚度为 20 Mnm ；d、在上述中间SiN层上，通过热氧化生长270 330nm的顶层氧化层，从而在半 导体基板上形成ONO电容结构。所述半导体基板的材料包括硅。在所述步骤a中，包括对半导体基板的清洗工艺， 所述清洗工艺包括如下步骤al、将半导体基板放置在95 120°C的酸混合溶液中进行酸洗，所述酸混合溶液 由H2SO4溶液和H2O2溶液组成；所述H2SO4溶液与H2O2间的体积关系为H2SO4 H2O2 = 3 4 1;半导体基板在所述酸混合溶液中清洗5 10分钟；所述溶液的浓度96% 98%，所述H2A溶液的浓度为30% 32%;a2、将上述酸洗后的半导体基板用去离子水循环 冲洗5 8次；a3、将用去离子水循环冲洗后的半导体基板干燥。所述步骤b中，在半导体基板上生长底层氧化层时，所述干氧氧化的温度为895 905°C，干氧氧化的时间为70 90分钟。在半导体基板初始干氧氧化的5 15分钟内，在 高纯氧化中加入2 4%体积份的含氯气体。所述步骤c中，中间SiN层通过LPCVD方式淀积在底层氧化层上；中间SiN层的淀 积温度为700 800°C。所述步骤d中，所述顶层氧化层通过湿氧氧化的方式生长在中间 SiN层上。所述步骤d中，所述顶层氧化层的氧化生长温度为915 925°C，氧化时间为 100 140分钟。所述底层氧化层与顶层氧化层均为SiO2层。所述步骤C中，中间SiN层的折射率为1.98 2. 02。本专利技术的优点在半导体基板上通过干氧氧化的方式生长底层氧化层，能够在半 导体基板上形成致密的氧化层，确保底层氧化层的质量，在底层氧化层上淀积中间SiN层， 在中间SiN层上通过湿氧氧化顶层氧化层，从而在半导体基板上形成ONO电容结构；通过湿 氧氧化能够快速地在中间SiN层上形成顶层氧化层，并保证ONO薄膜的质量；本专利技术所有步 骤都采用常规设备和工艺，操作简单；扩散设备和LPCVD设备可使用通用的半导体前道设 备，可控性强，工艺步骤简单。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。为了在MOS结构上，形成高质量的ONO电容结构，可以采用下述工艺步骤实现，所 述生长工艺包括如下步骤a、半导体基板清洗所述半导体基板的材料包括硅；对硅片的清洗包括如下步 骤al、将硅片放置在95 120°C的酸混合溶液中进行酸洗，所述酸混合溶液由H2SO4 溶液和H2O2溶液组成；所述KSO4溶液与H2O2间的体积关系为 H2A = 3 4 1 ； 硅片在所述酸混合溶液中清洗5 10分钟；所述溶液的浓度96% 98%，所述H2A 溶液的浓度为30% 32% ；硅片放置在酸混合溶液中，能够去除硅片表面上有机物的残留 物；a2、将上述酸洗后的硅片用去离子水循环冲洗5 8次，以便去除硅片表面的酸混 合溶液；a3、将用去离子水循环冲洗后的硅片用干燥机干燥，使硅片能够进入后续的生长 工艺。b、底层氧化层生长上述硅片清洗完成后，立即将硅片送入高温扩散炉内，在 900°C的温度下，在高纯氧气的气氛中生长22nm的底层氧化层，底层氧化层的生长时间为 70 90分钟；在对硅片初始氧化的5 15分钟内，在高纯氧气的气体中，加入2% 4% 体积份的含氯气体；硅片通过干氧氧化的方式生长氧化层，能够在硅片上形成致密的底层 氧化层，以确保底层氧化层的质量，确保整个ONO结构的质量；所述底层氧化层为S^2 ；c、中间SiN层生长在上述底层氧化层上淀积SiN薄膜，所述SiN薄膜通过 LPCVD (低压化学气相淀积)淀积在底层氧化层，从而形成中间SiN层，所述中间SiN层的厚 度为20nm ；SiN薄膜的淀积温度为700 800°C，中间SiN层的折射率为2 ；d、顶层氧化层生长在中间SiN层上，通过湿氧氧化的方法在扩散炉管内生长顶 层氧化层，湿氧氧化的氧化温度为920°C，氧化过程使用高纯度的氢气和氧气燃烧合成水 汽，氧化时间为100 140分钟；由于中间SiN薄膜较难氧化，只有湿氧氧化的方式氧化速 率快，能够在中间SiN层的表面形成顶层氧化层；顶层氧化层为SiO2 ；所述顶层氧化层形成 后，从而在硅片表面形成底层氧化层(SiO2)-中间SiN层(Si3N4)-顶层氧化层(SiO2)的ONO 的电容结构，满足常规ONO生长工艺的要求。本专利技术工艺步骤简单，所有步骤都采用常规设备和工艺，操作简单；扩散设备和 LPCVD设备可使用通用的半导体前道设备。硅片采用和H2A的酸混合液清洗干燥后，立即进扩散炉管，能保证硅片在清洁的表面下生长底层氧化层。顶层氧化层采用湿氧氧化 方式，能简化工艺流程，生成致密的顶层氧化层，保证ONO薄膜的质量。权利要求1.一种ONO电容结构的生长工艺，其特征是，所述ONO电容结构的生长工艺包括如下步骤(a)、提供半导体基板；(b)、在所述半导体基板上，通过干氧氧化生长20 Mnm的底层氧化层；(C)、在上述半导体基板的底层氧化层上淀积中间SiN层，所述中间SiN层的厚度为 20 24nm ；(d)、在上述中间SiN层上，通过热氧化生长270 330nm的顶层氧化层，从而在半导体 基板上形成ONO电容结构。2.根据权利要求1所述的ONO电容结构的生长工艺，其特征是所述半导体基板的材 料包括硅。3.根据权利要求1所述的ONO电容结构的生长工艺，其特征是在所述步骤(a)中，包 括对半导体基板的清洗工艺，所述清洗工艺包括如下步骤(al)、将半导体基板放置在95 120°C的酸混合溶液中进行酸洗，所述酸混合溶液由 H2SO4溶液和H2O2溶液组成；所述H2SO4溶液与H2O2间的体积关系为H2SO4 H2O2 = 3 4 1;半导体基板在所述酸混合溶液中清洗5 10分钟；所述溶液的浓度96% 98%，所述H2O2溶液的浓度为30% 32% ；(a2)、将上述酸洗后的半导体基板用去离子水循环冲洗5 8次；(a3)、将用去离子水循环冲洗后的半导体基板干燥。4.根据权利要求1所述的ONO电容结构的生长工艺，其特征是所述步骤(b)中，在 半导体基板上生长底层氧化层时，所述干本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＯＮＯ电容结构的生长工艺，其特征是，所述ＯＮＯ电容结构的生长工艺包括如下步骤：（ａ）、提供半导体基板；（ｂ）、在所述半导体基板上，通过干氧氧化生长２０～２４ｎｍ的底层氧化层；（ｃ）、在上述半导体基板的底层氧化层上淀积中间ＳｉＮ层，所述中间ＳｉＮ层的厚度为２０～２４ｎｍ；（ｄ）、在上述中间ＳｉＮ层上，通过热氧化生长２７０～３３０ｎｍ的顶层氧化层，从而在半导体基板上形成ＯＮＯ电容结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：肖志强，陈正才，吴晓鸫，高向东，
申请(专利权)人：无锡中微晶园电子有限公司，
类型：发明
国别省市：32
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