專利名稱：柵氧化層形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種柵氧化層形成方法。
背景技術(shù)：
目前，DMOS器件主要包括兩種類型垂直擴散金屬氧化物半導(dǎo)體(Vertical Diffused Metal Oxide Semiconductor, VDMOS)器件以及橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體 (Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor, LDM0S)器件。其中，LDMOS 器件具有 工作電壓高、工藝相對簡單、易于與其它工藝兼容等優(yōu)點，因而常應(yīng)用于高壓集成電路。在LDMOS器件的制造工藝中，柵氧化層(GOX)的形成至關(guān)重要。詳細的，請參考圖 IA 1H，其為現(xiàn)有的一種柵氧化層形成方法的各步驟相應(yīng)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。如圖IA所示，首先，提供半導(dǎo)體襯底100，所述半導(dǎo)體襯底100中形成有淺溝槽隔 離結(jié)構(gòu)101。如圖IB所示，然后，在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底100上形成墊 氧化層110。所述墊氧化層110的材質(zhì)是二氧化硅，其可利用熱氧化的方式形成，利用氧原 子與半導(dǎo)體襯底100中的硅發(fā)生反應(yīng)，從而生成硅的氧化物，最后在半導(dǎo)體襯底100上選擇 性的形成墊氧化層110。所述墊氧化層110可作為后續(xù)進行的離子注入工藝的遮蔽層，同時 其可避免污染物附著到所述半導(dǎo)體襯底100上，防止所述半導(dǎo)體襯底100的表面被污染。如圖IC所示，隨后，進行離子注入工藝，以在半導(dǎo)體襯底100中形成P型漂移區(qū) (PGRD)，所述P型漂移區(qū)包圍在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101的外圍。如圖ID所示，其后，在所述半導(dǎo)體襯底100上形成柵隔離層120，并刻蝕所述柵隔 離層120，以形成柵極區(qū)121。如圖IE所示，之后，在所述柵極區(qū)121上形成柵氧化層130。如圖IF所示，接著，利用光刻和顯影工藝，在所述柵氧化層130上形成掩膜層140， 所述掩膜層140例如是光刻膠層。如圖IG所示，接下來，以所述掩膜層140為掩膜，利用濕法刻蝕工藝依次去除柵隔 離層120和墊氧化層110。所述墊氧化層110通常是利用稀釋的氫氟酸溶液(Dilute HF) 去除的，所述稀釋的氫氟酸溶液中氫氟酸與水的體積比為1 20。如圖IH所示，最后，去除所述掩膜層140，所述掩膜層140可利用等離子體灰化工 藝去除。然而，在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的柵氧化層形成方法為了去除墊氧化層110，必須 先在柵氧化層130上形成掩膜層140，在去除所述柵隔離層120和墊氧化層110的步驟之 后，再去除掉所述掩膜層140，步驟非常繁雜，耗費了較多時間，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增高，不利于 提高生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種柵氧化層形成方法，以解決現(xiàn)有的柵氧化層形成方法導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)效率較低的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種柵氧化層形成方法，包括提供半導(dǎo)體襯 底，所述半導(dǎo)體襯底中形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底 上形成墊氧化層；進行離子注入工藝；在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵隔離層并刻蝕所述柵隔 離層，以形成柵極區(qū)；在所述柵極區(qū)上形成第一柵氧化層；依次去除所述柵隔離層和墊氧 化層，同時，所述第一柵氧化層被部分刻蝕以形成第二柵氧化層。在所述柵氧化層形成方法中，所述墊氧化層的厚度為〗.00~150 L·在所述柵氧化層形成方法中，所述第一柵氧化層的厚度為950 1150A,所述第二 柵氧化層的厚度為800 1000A。在所述柵氧化層形成方法中，所述柵隔離層的材質(zhì)為氮化硅。在所述柵氧化層形成方法中，利用濕法刻蝕的方式去除所述柵隔離層和所述墊氧化層。在所述柵氧化層形成方法中，利用熱磷酸溶液去除柵隔離層。在所述柵氧化層形成方法中，利用稀釋的氫氟酸溶液去除所述墊氧化層。在所述柵氧化層形成方法中，所述稀釋的氫氟酸溶液中氫氟酸與水的體積比為 1 200。由于采用了以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明省去了形成掩膜層的步驟，而直接形成厚度較高的第一柵氧化層，在去除 柵隔離層和墊氧化層時，刻蝕部分厚度的第一柵氧化層從而形成具有目標厚度的第二柵氧 化層，本發(fā)明無需形成在所述柵氧化層上形成掩膜層，因此也省去了去除掩膜層的步驟，可 節(jié)約生產(chǎn)成本，并提高生產(chǎn)效率。


圖IA IH為現(xiàn)有的柵氧化層形成方法的各步驟相應(yīng)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；圖2為本發(fā)明實施例所提供的柵氧化層形成方法的流程圖；圖3A 3F為本發(fā)明實施例所提供的柵氧化層形成方法的各步驟相應(yīng)結(jié)構(gòu)的剖面 示意圖。
具體實施例方式根據(jù)背景技術(shù)所述，在現(xiàn)有的柵氧化層形成方法中，為了去除墊氧化層，必須先在 柵氧化層上形成掩膜層，并在去除柵隔離層和墊氧化層之后，再去除掉所述掩膜層，耗費了 較多時間，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高，不利于提高生產(chǎn)效率。因此，本發(fā)明提供一種柵氧化層形成 方法，該方法省去了形成掩膜層的步驟，而直接形成厚度較高的第一柵氧化層，在去除柵 隔離層和墊氧化層時，刻蝕部分厚度的第一柵氧化層從而形成具有目標厚度的第二柵氧化 層，由于本發(fā)明無需形成在所述柵氧化層上形成掩膜層，因此也無需去除所述掩膜層，可節(jié) 約生產(chǎn)成本，并提高生產(chǎn)效率。請參考圖2，其為本發(fā)明實施例所提供的柵氧化層形成方法的流程圖，結(jié)合該圖 2，該方法包括以下步驟步驟S210，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底中形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；
步驟S220，在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上形成墊氧化層；步驟S230，進行離子注入工藝；步驟S240，在所述半導(dǎo)體本襯底上形成柵隔離層并刻蝕所述柵隔離層，以形成柵 極區(qū)；步驟S250，在所述柵極區(qū)上形成第一柵氧化層；步驟S260，去除所述柵隔離層和墊氧化層，同時，所述第一柵氧化層被部分刻蝕以
形成第二柵氧化層。下面將結(jié)合剖面示意圖對本發(fā)明的柵氧化層形成方法進行更詳細的描述，其中表 示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然 實現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而 并不作為對本發(fā)明的限制。如圖3A所示，首先，提供半導(dǎo)體襯底300，所述半導(dǎo)體襯底300中形成有淺溝槽隔 離結(jié)構(gòu)301。以形成P溝道的LDMOS器件為例，所述半導(dǎo)體襯底300為P型襯底，所述半導(dǎo)體襯 底300中形成N阱302，所述N阱302中形成有P阱303，在所述P阱303中形成有淺溝槽 隔離結(jié)構(gòu)301。所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)301可通過以下步驟形成首先，在所述半導(dǎo)體襯底300上形 成硬掩膜層和圖形化光阻層；接著，刻蝕所述圖形化光阻層底部的硬掩膜層，以形成開口， 所述開口暴露所述半導(dǎo)體襯底300的表面；然后，刻蝕所述開口暴露的半導(dǎo)體襯底，以在所 述半導(dǎo)體襯底300中形成溝槽；隨后，在所述溝槽的底部和側(cè)壁形成氧化層；其后，在所述 溝槽和開口中填充絕緣材料；最后，利用化學機械研磨工藝去除多余的絕緣材料，并通過濕 法清洗的方式去除半導(dǎo)體襯底300上的硬掩膜層，以形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)301，所述絕緣材 料例如是二氧化硅。如圖3B所示，然后，在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)301兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底300上形成墊 氧化層310。在本實施例中，所述墊氧化層310的材質(zhì)可以是二氧化硅，其可利用熱氧化的方 式形成，利用氧原子與半導(dǎo)體襯底300中的硅發(fā)生反應(yīng)，從而生成硅的氧化物，最后在半導(dǎo) 體襯底300上選擇性的形成墊氧化層310。所述墊氧化層310可作為后續(xù)進行的離子注入 工藝的遮蔽層，同時其可防止污染物沾污到所述半導(dǎo)體襯底300上，以防止所述半導(dǎo)體襯 底300的表面被污染。所述墊氧化層310的厚度為100 150人。如圖3C所示，隨后，進行離子注入工藝，以在半導(dǎo)體襯底300中形成P型漂移區(qū) (PGRD)，所述P型漂移區(qū)包圍在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)301的外圍。如圖3D所示，其后，在所述半導(dǎo)體襯底300上形成柵隔離層320，并在所述柵隔離 層320上涂覆光阻，利用光刻和顯影工藝形成圖案化的光阻層，接著以所述圖案化的光阻 層為掩膜，刻蝕所述柵隔離層320，以形成柵極區(qū)321。優(yōu)選的，所述柵隔離層320的材質(zhì)為 氮化硅，其厚度為200 1000A。如圖3E所示，之后，在所述柵極區(qū)321上形成第一柵氧化層330，所述第一柵氧化 層330的材質(zhì)是二氧化硅，其可利用熱氧化的方式形成，利用氧原子與半導(dǎo)體襯底300中的 硅發(fā)生反應(yīng)，從而生成硅的氧化物，最后在半導(dǎo)體襯底300上的柵極區(qū)321上選擇性的形成第一柵氧化層330。如圖3F所示，最后，去除所述柵隔離層320和墊氧化層310，同時，所述第一柵氧化 層330被部分刻蝕以形成第二柵氧化層331。需要說明的是，所述第一柵氧化層330的厚度需大于目標厚度，且需確保去除所 述柵隔離層320和墊氧化層310后，形成的第二柵氧化層331的厚度等于目標厚度。經(jīng)本 申請發(fā)明人長期研究發(fā)現(xiàn)，由于墊氧化層330與第一柵氧化層330的材質(zhì)均為二氧化硅，因 此去除墊氧化層330時，第一柵氧化層330被刻蝕掉的厚度基本上等于墊氧化層330的厚 度。例如，若最終形成的第二柵氧化層的目標厚度為800~1000A,墊氧化層310的厚度為 150 A,則所述第一柵氧化層330的厚度可以為950~1150A,以使最終形成的第二柵氧化 層331的厚度為800 1000入。在本實施例中，可利用濕法刻蝕的方式去除柵隔離層320和墊氧化層310。較佳 的，先利用熱磷酸溶液去除柵隔離層320，再利用稀釋的氫氟酸溶液(DiluteHF)去除所述 墊氧化層310。所述熱磷酸溶液幾乎不腐蝕二氧化硅，因此不會損傷第一柵氧化層330。所 述稀釋的氫氟酸溶液中氫氟酸與水的體積比優(yōu)選為1 200，使所述稀釋的氫氟酸溶液的 濃度較低，有利于控制刻蝕速度，確保刻蝕的均勻性，避免柵氧化層被過度損傷，有利于提 高器件的良率。綜上所述，本發(fā)明省去了形成掩膜層的步驟，而直接形成厚度較高的第一柵氧化 層330，在去除柵隔離層320和墊氧化層310時，刻蝕部分厚度的第一柵氧化層330從而形 成具有目標厚度的第二柵氧化層331。本發(fā)明無需形成在所述柵氧化層上形成掩膜層，因此 也省去了去除所述掩膜層的步驟，有利于節(jié)約生產(chǎn)成本，并提高生產(chǎn)效率。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
一種柵氧化層形成方法，其特征在于，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底中形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上形成墊氧化層；進行離子注入工藝；在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵隔離層并刻蝕所述柵隔離層，以形成柵極區(qū)；在所述柵極區(qū)上形成第一柵氧化層；依次去除所述柵隔離層和墊氧化層，同時，所述第一柵氧化層被部分刻蝕以形成第二柵氧化層。
2.如權(quán)利要求1所述的柵氧化層形成方法，其特征在于，所述墊氧化層的厚度為 100-450 A0
3.如權(quán)利要求2所述的柵氧化層形成方法，其特征在于，所述第一柵氧化層的厚度為 950 1150A。
4.如權(quán)利要求3所述的柵氧化層形成方法，其特征在于，所述第二柵氧化層的厚度為800~1000A。
5.如權(quán)利要求1所述的柵氧化層形成方法，其特征在于，所述柵隔離層的材質(zhì)為氮化娃。
6.如權(quán)利要求5所述的柵氧化層形成方法，其特征在于，利用濕法刻蝕的方式去除所 述柵隔離層和墊氧化層。
7.如權(quán)利要求6所述的柵氧化層形成方法，其特征在于，利用熱磷酸溶液去除所述柵 隔罔層。
8.如權(quán)利要求6所述的柵氧化層形成方法，其特征在于，利用稀釋的氫氟酸溶液去除 所述墊氧化層。
9.如權(quán)利要求8所述的柵氧化層形成方法，其特征在于，所述稀釋的氫氟酸溶液中氫 氟酸與水的體積比為1 200。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柵氧化層形成方法，所述柵氧化層形成方法包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底中形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上形成墊氧化層；進行離子注入工藝；在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵隔離層并刻蝕所述柵隔離層，以形成柵極區(qū)；在所述柵極區(qū)形成第一柵氧化層；依次去除所述柵隔離層和墊氧化層，同時，所述第一柵氧化層被部分刻蝕以形成第二柵氧化層。本發(fā)明無需在柵氧化層上形成掩膜層，有利于節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號H01L21/28GK101937840SQ201010278598
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者令海陽, 葉滋婧 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司