[发明专利]栅氧化层的制造方法

说明书

本发明提供一种栅氧化层的制造方法，包括：在第一温度和氧气的存在下，在衬底表面形成初始氧化层；在第二温度下，氮气或惰性气体的存在下，将表面形成初始氧化层的衬底进行第一退火处理，所述第二温度高于所述第一温度；在第一温度以及氧气和氯化氢的存在下，在所述初始氧化层表面形成主体氧化层，所述主体氧化层的厚度大于所述初始氧化层。本发明提供的栅氧化层的制造方法能够有效去除在形成氧化层过程中产生的界面态电荷陷阱电荷和固定氧化层电荷，提高栅氧化层的性能。

技术领域

本发明涉及一种栅氧化层的制造方法，属于半导体芯片制造技术领域。

背景技术

栅氧化层为通过将衬底表层的硅氧化为二氧化硅形成，是用作隔离的氧化介质层。在大规模集成电路中，栅氧化层的性能直接决定了集成电路的性能、可靠性以及成品率。

影响栅氧化层性能的因素很多，其中，存在于栅氧化层中的界面态陷阱电荷、固定氧化层电荷和可移动离子电荷的存在会干扰栅氧化层和衬底间的平带电压，继而影响器件的开启电压，使开启电压偏移设定值，导致器件工作不稳，系统稳定性降低。特别对于较薄的栅氧化层（如厚度在以内的栅氧化层），上述几种电荷的存在对其性能的影响更为突出。

目前在栅氧化层的制造方法中，通常先在衬底表面形成较薄的初始氧化层，然后在初始氧化层表面再形成主体氧化层，初始氧化层和主体氧化层共同形成栅氧化层。通过在形成主体氧化层阶段通入氯化氢，以达到减少其中的可移动离子电荷的目的，然而界面态电荷陷阱电荷和固定氧化层电荷不能被有效清除。

发明内容

本发明提供一种栅氧化层的制造方法，该方法能够有效去除在形成氧化层过程中产生的界面态电荷陷阱电荷和固定氧化层电荷，提高栅氧化层的性能。

本发明提供一种栅氧化层的制造方法，包括：

在第一温度和氧气的存在下，在衬底表面形成初始氧化层；

在第二温度下，氮气或惰性气体的存在下，将表面形成初始氧化层的衬底进行第一退火处理，所述第二温度高于所述第一温度；

在第一温度以及氧气和氯化氢的存在下，在所述初始氧化层表面形成主体氧化层。

进一步地，在所述初始氧化层表面形成主体氧化层之后还包括：在第二温度和氯化氢的存在下，氮气或惰性气体的气氛中，将经上述处理的衬底进行第二退火处理。

进一步地，所述第一温度为800-900℃，所述第二温度为1000-1400℃。

进一步地，所述第二温度为1000-1200℃。

进一步地，进行所述第一退火处理的时长为10-30min，进行第二退火处理的时长为10-30min。

进一步地，所述氯化氢的流量为0.1-0.5L/min，所述氮气或惰性气体的流量为5-12L/min。

进一步地，所述初始氧化层的厚度为

进一步地，所述栅氧化层的厚度为

进一步地，所述在第一温度以及氧气和氯化氢的存在下，在所述初始氧化层表面形成主体氧化层，其中所述氯化氢的流量为0.1-0.2L/min，所述氧气的流量为8-12L/min。

进一步地，在衬底表面形成初始氧化层之前还包括：将衬底预热至所述第三温度并保温，再升温至所述第一温度。

本发明提供的栅氧化层的制造方法，在衬底表面形成初始氧化层后，将衬底升温进行退火处理，能够有效消除在初始氧化层与衬底界面中存在的界面态电荷陷阱电荷和固定氧化层电荷，从而提高栅氧化层的性能，保持器件开启电压的稳定。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的栅氧化层的制造方法的流程图。