专利名称：一种片上系统器件的厚栅氧化层制造方法
技术领域：
本发明涉及片上系统器件制造领域，尤其涉及一种片上系统器件的厚栅氧 化层制造方法。
背景技术：
片上系统器件不仅具有能承受高压的厚栅氧金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET,简称为MOS管)，还具有反应速度较快的薄栅氧MOS管。厚栅氧 MOS管的厚栅氧化层和薄栅氧MOS管的薄栅氧华层分开制作并通常先制作厚栅氧 化层，该厚栅氧化层通常在制成浅沟槽隔离结构(STI)并通过化学机械抛光工 艺去除STI间上下层叠的掩模氮化硅和村垫氧化硅后制作，该STI制作在硅衬 底中且其对应厚栅氧MOS管和薄栅氧M0S管将硅衬底区隔为第一和第二有源区， 该厚栅氧化层制作在第一有源区上，且其详细制造过程为首先在硅衬底上沉 积一牺牲氧化硅层和一氮化硅层，接着涂布光刻胶并光刻出第一有源区的图形， 然后进行刻蚀工艺去除第 一有源区上的氮化硅层和牺牲氧化硅层，接着去除光 刻胶并通过热氧化工艺形成厚栅氧化层。通过上述工艺去除掩模氮化硅后再制 作氮化硅，去除衬垫氧化硅后还制作牺牲氧化硅层，不仅工艺繁瑣，还存在着 极大的浪费，另会因多次制作氧化层而增加了对硅衬底的消耗，相对地降低了 STI的纵宽比，从而增大了该片上系统器件的漏电。因此，如何提供一种片上系统器件的厚栅氧化层制造方法以快速高效的制 作出厚栅氧化层，且避免过多的消耗硅衬底，并提高浅沟槽隔离结构的纵宽比 进而降低片上系统器件的漏电，已成为业界亟待解决的技术问题。发明内容本发明的目的在于提供一种片上系统器件的厚栅氧化层制造方法，通过所 述厚栅氧化层制造方法可快速高效的制作出厚栅氧化层，且避免过多的消耗硅
衬底，并提高浅沟槽隔离结构的纵宽比进而降低片上系统器件的漏电。本发明的目的是这样实现的 一种片上系统器件的厚栅氧化层制造方法， 该片上系统器件具有厚栅氧M0S管和薄栅氧M0S管，该厚栅氧化层在制成浅沟 槽隔离结构且未去除浅沟槽隔离结构间上下层叠的掩模氮化硅和衬垫氧化硅后 制作，该浅沟槽隔离结构制作在硅衬底中且其对应厚栅氧M0S管和薄栅氧M0S 管将硅村底区隔为第一和第二有源区，该厚栅氧化层制造方法包括以下步骤a、 去除第一有源区上的掩模氮化硅和衬垫氧化硅；b、在第一有源区上制作厚栅氧 化层；c、去除第二有源区上的掩模氮化硅和衬垫氧化硅。在上述的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法中，该厚栅氧化层的厚度范 围为300埃至1200埃。在上述的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法中，该步骤a包括以下步骤 al、涂布光刻胶并光刻出第一有源区的图形；a2、通过刻蚀工艺去除第一有源 区上的掩模氮化硅和衬垫氧化硅；a3、去除光刻胶。在上述的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法中，在步骤b中，通过热氧 化工艺制作厚栅氧化层，热氧化温度范围为850至1000摄氏度。在上述的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法中，该浅沟槽隔离结构包括 第一类隔离结构和第二类隔离结构，其分别设置在第一有源区和第二有源区两 侧。在上述的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法中，该第 一类隔离结构的宽度宽于该第二类隔离结构。在上述的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法中，该步骤c包括以下步骤 cl、通过湿法刻蚀工艺去除第二有源区上的掩模氮化硅；c2、通过湿法刻蚀工 艺去除第二有源区上的衬垫氧化硅；c3、进行清洗工艺并进行甩干或烘干工艺。在上述的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法中，在步骤cl中，该湿法刻 蚀工艺的刻蚀液为磷酸溶液。在上述的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法中，在步骤c2中，该湿法刻 蚀工艺的刻蚀液为氬氟酸溶液。与现有技术中在制成浅沟槽隔离结构并去除隔离结构间上下层叠的掩模氮 化硅和衬垫氧化硅后才制作厚栅氧化层相比，本发明的片上系统器件的厚栅氧
化层制造方法在制成浅沟槽隔离结构且未去除隔离结构间上下层叠的掩模氮化 硅和衬垫氧化硅时制作厚栅氧化层，其先去除第一有源区上的掩模氮化硅和衬 垫氧化硅，然后在该第一有源区上制作厚栅氧化层，最后去除第二有源区上的 掩模氮化硅和衬垫氧化硅，如此可简化工艺制程，并且减小了硅衬底上硅的消 耗量，提高了浅沟槽隔离结构的纵宽比，降低了片上系统器件的漏电。
本发明的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法由以下的实施例及附图给出。图1为制作厚栅氧化层前片上系统器件的剖视图；图2本发明的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法的流程图；图3至图5为完成图2中步骤S20至S22后片上系统器件的剖视图。
具体实施方式
以下将对可提高抛光性能的本发明作进一步的详细描述。 本发明中所述的片上系统器件具有厚栅氧MOS管和薄栅氧MOS管，所述厚 栅氧化层在制作完浅沟槽隔离结构且未去除浅沟槽隔离结构间上下层叠的掩模 氮化硅和衬垫氧化硅后制作，参见图1，其显示了制作厚4册氧化层前所述片上系 统器件的剖视图，如图所示，浅沟槽隔离结构IO设置在硅衬底I中且对应所述 厚栅氧和薄栅氧MOS管将所述硅衬底1划分为第一有源区11和第二有源区12， 所述第一有源区11和第二有源区12上均具有上下层叠的掩模氮化硅13和衬垫 氧化硅14。浅沟槽隔离结构10包括第一类隔离结构IOO和第二类隔离结构101， 其分别设置在第一有源区11和第二有源区12两侧，为减低片上系统器件的漏 电流，在第一有源区11和第二有源区12的交界处设置第一类隔离结构100。本发明的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法中所述的厚栅氧化层制作在 如图1所示的第一有源区11上。参见图2,结合参见图1，本发明的片上系统 器件的厚栅氧化层制造方法首先进行步骤S20,去除第一有源区ll上的掩模氮 化硅13和衬垫氧化珪14,其详细过程为首先涂布光刻胶并光刻出第一有源区 11的图形；接着通过刻蚀工艺去除第一有源区11上的掩才莫氮化硅13和衬垫氧 化硅14;最后去除光刻胶。
参见图3，结合参见图1,图3显示了完成步骤S20后片上系统器件的剖视 图，如图所示，第一有源区11上的掩模氮化硅13和衬垫氧化硅14被完全去除。接着进行步骤S21，在第一有源区11上制作厚栅氧化层。在本实施例中， 通过热氧化工艺制作厚栅氧化层，热氧化工艺的温度范围为850至1000摄氏度， 制作出的所述厚栅氧化层的厚度范围为300埃至1200埃。参见图4，结合参见图1和图3，图4显示了完成步骤S21后片上系统器件 的剖视图，如图所示，厚栅氧化层15沉积在第一有源区11上。接着进行步骤S22，去除第二有源区12上的掩冲莫氮化硅13和衬垫氧化硅 14,其详细过程为首先将片上系统器件设置在只刻蚀氮化硅的刻蚀液(如磷 酸溶液)中进行湿法刻蚀工艺来去除第二有源区12上的掩模氮化硅13,然后将 片上系统器件浸泡在氢氟酸溶液中进行湿法刻蚀工艺来去除第二有源区12上的 村垫氧化硅14，最后进行清洗工艺并通过甩干或烘干工艺使其干燥。参见图5，其显示了完成步骤S22后片上系统器件的剖视图，如图所示，第 二有源区12上的掩模氮化硅13和衬垫氧化硅14被完全去除。综上所述，本发明的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法在制成浅沟槽隔 离结构且未去除隔离结构间上下层叠的掩模氮化硅和衬垫氧化硅时制作，其先 去除厚栅氧MOS管对应的有源区上的掩模氮化硅和衬垫氧化硅，然后在所述有 源区上制作厚栅氧化层，如此可简化工艺制程，并且减小了硅衬底上硅的消耗 量，提高了浅沟槽隔离结构的纵宽比，降低了片上系统器件的漏电。
权利要求
1、一种片上系统器件的厚栅氧化层制造方法，该片上系统器件具有厚栅氧MOS管和薄栅氧MOS管，该厚栅氧化层在制成浅沟槽隔离结构且未去除浅沟槽隔离结构间上下层叠的掩模氮化硅和衬垫氧化硅后制作，该浅沟槽隔离结构制作在硅衬底中且其对应厚栅氧MOS管和薄栅氧MOS管将硅衬底区隔为第一和第二有源区，其特征在于，该厚栅氧化层制造方法包括以下步骤a、去除第一有源区上的掩模氮化硅和衬垫氧化硅；b、在第一有源区上制作厚栅氧化层；c、去除第二有源区上的掩模氮化硅和衬垫氧化硅。
2、 如权利要求1所述的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法，其特征在于， 该厚栅氧化层的厚度范围为300埃至1200埃。
3、 如权利要求1所述的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法，其特征在于， 该步骤a包括以下步骤al、涂布光刻胶并光刻出第一有源区的图形；a2、通 过刻蚀工艺去除第一有源区上的掩模氮化硅和衬垫氧化硅；a3、去除光刻胶。
4、 如权利要求1所述的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法，其特征在于， 在步骤b中，通过热氧化工艺制作厚栅氧化层，热氧化温度范围为850至1000 摄氏度。
5、 如权利要求1所述的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法，其特征在于， 该浅沟槽隔离结构包括第 一类隔离结构和第二类隔离结构，其分别设置在第一 有源区和第二有源区两側。
6、 如权利要求5所述的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法，其特征在于， 该第一类隔离结构的宽度宽于该第二类隔离结构。
7、 如权利要求1所述的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法，其特征在于， 该步骤c包括以下步骤cl、通过湿法刻蚀工艺去除第二有源区上的掩才莫氮化 硅；c2、通过湿法刻蚀工艺去除第二有源区上的衬垫氧化硅；c3、进行清洗工 艺并进行甩干或烘干工艺。
8、 如权利要求7所述的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法，其特征在于， 在步骤cl中，该湿法刻蚀工艺的刻蚀液为磷酸溶液。
9、 如权利要求7所述的片上系统器件的厚栅氧化层制造方法，其特征在于， 在步骤c2中，该湿法刻蚀工艺的刻蚀液为氢氟酸溶液。
全文摘要
本发明提供了一种片上系统器件的厚栅氧化层制造方法，该片上系统器件具有厚、薄栅氧MOS管，该厚栅氧化层在制成浅沟槽隔离结构且未去除隔离结构间上下层叠的掩模氮化硅和衬垫氧化硅后制作，该浅沟槽隔离结构制作在硅衬底中且其对应厚、薄栅氧MOS管将硅衬底区隔为第一和第二有源区。现有技术中该厚栅氧化层在制成浅沟槽隔离结构并去除隔离结构间上下层叠的掩模氮化硅和衬垫氧化硅后制作，不仅致使工艺繁琐，并且增大了硅衬底上硅的消耗量及片上系统器件的漏电。本发明先去除第一有源区上的掩模氮化硅和衬垫氧化硅；再在该第一有源区上制作厚栅氧化层；最后去除第二有源区上的掩模氮化硅和衬垫氧化硅。本发明可简化工艺，并降低硅衬底上硅的消耗量。
文档编号H01L21/8234GK101211846SQ20071017280
公开日2008年7月2日 申请日期2007年12月21日 优先权日2007年12月21日
发明者俊 王 申请人:上海宏力半导体制造有限公司