[发明专利]一种栅极氧化层的制造方法

说明书

本发明公开了一种栅极氧化层的制造方法，该制造方法包括：对硅基栅极结构的沟槽进行清洗；依次进行第一次干氧氧化、湿氧氧化和第二次干氧氧化，在沟槽表面形成氧化层；对氧化层进行热退火处理。本发明中，通过清洗，可以有效去除沟槽栅极结构表面的污染物，以及增加沟槽栅极结构表面的平坦度，在此基础上，通过依次进行第一次干氧氧化、湿氧氧化和第二次干氧氧化，在沟槽表面形成氧化层，进而对氧化层进行热退火处理，即可获得高质量的栅极氧化层。本发明制造方法，不仅能显著改善沟槽栅极结构表面的洁净度和平坦度，较大程度提高产品良率，而且在栅极氧化层能够满足栅极器件性能的同时，可以进一步缩短工艺时间，有利于提高生产效率，降低生产成本。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，涉及一种栅极氧化层的制造方法。

背景技术

随着半导体制造技术的迅速发展，集成电路的图形特征尺寸也在不断缩小，这对半导体器件制造工艺提出了更加严格的要求。而半导体器件的各项性能指标，包括击穿电压、饱和电流和开启电压等，以及半导体器件的可靠性与产品良率主要受栅极氧化层品质的影响。

然而，在栅极结构的制造过程中，总会产生一些微小颗粒物和污染物，并造成栅极结构表面产生微凸起或凹坑，这将严重影响集成电路的电学性能，故而需要使晶圆达到非常高的洁净度和平坦度要求，这是制造出良好品质栅极结构的前提条件。在半导体器件的制造过程中，晶圆清洗是非常重要的工艺步骤，适当的清洗工艺能够极大的改善器件的性能、成品率和可靠性。

另一方面，栅极氧化层的制作也是半导体工艺中及其重要的一道工序，且其品质对工艺成品率、器件品质及可靠性均有重要影响。

因此，在半导体器件的制造过程中，如何使晶圆达到较高洁净度和平坦度，以及制造出品质良好的栅极氧化层是非常值得重视的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种栅极氧化层的制造方法，该制造方法不仅能显著改善沟槽栅极结构表面的洁净度和平坦度，较大程度提高产品良率，而且在栅极氧化层能够满足栅极器件性能的同时，还可以进一步缩短工艺时间，有利于提高生产效率，降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种栅极氧化层的制造方法，包括以下步骤：

S1、对硅基栅极结构的沟槽进行清洗；

S2、对步骤S1中经清洗处理后的沟槽依次进行第一次干氧氧化、湿氧氧化和第二次干氧氧化，在沟槽表面形成氧化层；

S3、对步骤S2中沟槽栅极表面形成的氧化层进行热退火处理，完成对栅极氧化层的制造。

上述的制造方法，进一步改进的，步骤S1中，所述清洗包括以下步骤：

S1-1、对形成有沟槽形貌的硅基栅极结构进行氧化处理，在沟槽表面形成氧化膜；

S1-2、依次使用BOE溶液和SC1溶液对步骤S1-1中形成有氧化膜的沟槽表面进行第一轮清洗；

S1-3、依次使用SPM溶液、氢氟酸、SC1溶液和SC2溶液对步骤S1-2中经第一轮清洗后的沟槽表面进行第二轮清洗。

上述的制造方法，进一步改进的，步骤S1-1中，所述氧化处理在950℃～1050℃下进行；所述氧化处理过程中按照气体流速为7升/分钟～10升/分钟向炉管中通入氧气；所述氧化处理完成后在沟槽表面形成的氧化膜厚度为40纳米～60纳米。

上述的制造方法，进一步改进的，步骤S1-2中，所述BOE溶液的温度维持在20℃～30℃；所述BOE溶液使用过程中以流速为15升/分钟～20升/分钟循环流动；所述BOE溶液的清洗时间为50秒～80秒；所述BOE溶液清洗完成后还包括采用去离子水清洗5分钟～10分钟。