在后栅工艺中形成不同厚度的栅氧化层的方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及后栅工艺(gate-last)，尤其涉及一种在后栅工艺中形成不同厚度的栅氧化层的方法。
技术介绍
随着半导体技术的发展，特征尺寸(CD，CriticalDimension)不断缩小，栅氧化层的厚度的精确控制变得比过去更加重要。在高K介质层加金属栅极的后栅工艺(HKMGlasttechnology)中，因为在多个热工艺步骤中，例如源漏注入激活退火，栅氧化层的厚度变得更厚，所以在伪栅极(dummygate)被移除后，栅氧化层被移除并再次生长。栅氧化层的厚度越小，热工艺步骤中增加的厚度比例就越大。现有技术中，核心器件(coredevice)和IO器件(IOdevice)常要生产在同一晶圆上。由于IO器件和核心器件的栅氧化层厚度的要求并不相同，例如IO器件的栅氧化层厚度为而核心器件的栅氧化层厚度为因此，需要一些额外的工艺步骤来形成不同厚度栅氧化层。但是，在实际工艺中，移除栅氧化层带来了很多问题，例如，如果不使用光刻胶来保护IO器件区域，那么会导致介质层(ILD)的损失、拉应力氮化硅(tensileSiN)的损失、IO器件的栅氧化层的损失以及不均匀性(non-uniformity)；如果使用光刻胶来保护IO器件区域，那么在IO器件的栅极开口处会造成光刻胶曝光和去除的问题。下面结合图1至图7对现有技术中一种形成不同厚度的栅氧化层的方法进行简单说明。参考图1，提供半导体衬底10，该半导体衬...
【技术保护点】
一种在后栅工艺中形成不同厚度的栅氧化层的方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，该半导体衬底包括核心器件区域和IO器件区域，所述核心器件区域和IO器件区域的半导体衬底上覆盖有氧化层；形成覆盖所述半导体衬底和氧化层的介质层，该介质层在所述核心器件区域和IO器件区域分别具有栅极开口，该栅极开口的底部暴露出所述氧化层；依次形成高K材料层和帽层，该高K材料层覆盖所述介质层的表面、该栅极开口的底部和侧壁，该帽层覆盖所述高K材料层；在所述核心器件区域中注入氧净化剂；对所述半导体衬底进行退火，以使所述氧净化剂移除所述核心器件区域的至少部分氧元素。
【技术特征摘要】
1.一种在后栅工艺中形成不同厚度的栅氧化层的方法，其特征在于，包括：
提供半导体衬底，该半导体衬底包括核心器件区域和IO器件区域，所述核心
器件区域和IO器件区域的半导体衬底上覆盖有氧化层；
形成覆盖所述半导体衬底和氧化层的介质层，该介质层在所述核心器件区域
和IO器件区域分别具有栅极开口，该栅极开口的底部暴露出所述氧化层；
依次形成高K材料层和帽层，该高K材料层覆盖所述介质层的表面、该栅极
开口的底部和侧壁，该帽层覆盖所述高K材料层；
在所述核心器件区域中注入氧净化剂；
对所述半导体衬底进行退火，以使所述氧净化剂移除所述核心器件区域的至
少部分氧元素。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述半导体衬底进行退火之
前，还包括：
在所述高K材料层中注入Zr离子，以加强所述氧净化剂的氧元素移除效应。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所述半导体衬底进行退
火之前，还包括：去除所述IO器件区域内的帽层，所述退火是在含氧的气氛中进
行的。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述半导体衬底进行退火时
的工艺参数如下：退火温度为550℃～650℃，退火气氛为N2和O2的混合气体，其
中O2的比例为4％～5％，退火时间为20秒～2分钟，压强为1atm～20atm。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，去除所述IO器件区域内的帽层
包括：
形成光刻胶层，该光刻胶层覆盖所述帽层并填充所述栅极开口；
对所述光刻胶层进行图形化，去除所述IO器件区域内的光刻胶层；
以图形化后的光刻胶层为掩膜对所述帽层进行刻蚀，以去除所述IO器件区域
内的帽层。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述刻蚀为湿法刻蚀。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所述半导体衬底进行退
火时的工艺参数如下：温度为550℃～650℃，退火气氛为N2和O2的混合气体，其
中O2的比例不超过2％，退火时间为20秒～2分钟，压强为1atm～20atm。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述核心器件区域...
【专利技术属性】
技术研发人员：库尔班·阿吾提，
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
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