栅氧化层的制造方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 栅氧化层为通过将衬底表层的娃氧化为二氧化娃形成，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W及成品 率。
[0003] 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 的栅氧化层巧日厚度在300AW内的栅氧化层)，上述几种电荷的存在对其性能的影响更为 天出。
[0004]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氨，W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】
[0005] 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。
[0006] 本发明提供一种栅氧化层的制造方法，包括：
[0007] 在第一温度和氧气的存在下，在衬底表面形成初始氧化层；
[0008] 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；
[0009] 在第一温度W及氧气和氯化氨的存在下，在所述初始氧化层表面形成主体氧化 层。
[0010] 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 化氨的存在下，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。
[0011] 进一步地，所述第一温度为800-90(TC，所述第二温度为1000-140(TC。
[0012] 进一步地，所述第二温度为1000-120(TC。
[0013] 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l〇-30min。
[0014] 进一步地，所述氯化氨的流量为0. 1-0.化/min,所述氮气或惰性气体的流量为 5-12L/min。
[0015] 进一步地，所述初始氧化层的厚度为30-1OOA。
[0016] 进一步地，所述栅氧化层的厚度为50-300A。
[0017] 进一步地，所述在第一温度W及氧气和氯化氨的存在下，在所述初始氧化层表面 形成主体氧化层，其中所述氯化氨的流量为0. 1-0. 2L/min，所述氧气的流量为8-12L/min。
[0018] 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H温度 并保温，再升温至所述第一温度。
[0019] 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】
[0020] 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。
[0021] 图2为本发明另一实施例提供的栅氧化层的制造方法的流程图。
[0022] 图3为形成有栅氧化层的衬底的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024] 通常在制造栅氧化层的过程中，在衬底与栅氧化层的界面（即Si-Si化界面）会产 生息挂键、不饱和键或断键，该些缺陷会引起界面态陷阱电荷的产生。界面态陷阱电荷会造 成器件的开启电压（Vth)不稳，表面反型层载流子迁移率降低，进而导致跨导降低。而在形 成栅氧化层过程中，由氧化杂质造成的氧化层结构的损伤和不饱和Si-Si键会导致固定氧 化层电荷的产生，固定氧化层电荷存在与Si-Si化界面的过渡层中，其会造成Vth或平带电 压（Vw)的漂移。存在于栅氧化层内部的可移动离子电荷（Qm)主要是轴离子和钟离子，也 会造成Vth或平带电压（Vw)的漂移。
[0025] 针对上述问题，本发明的一个实施例提供一种栅氧化层的制造方法。图1为本实 施例提供的栅氧化层的制造方法的流程图。图3本实施例制造的形成有栅氧化层的衬底的 结构示意图。
[0026] 本实施例提供的栅氧化层的制造方法包括：
[0027] 101、在第一温度下，在衬底1表面形成初始氧化层2。
[0028] 通常，制造栅氧化层使用的反应器可W为管式炉。衬底1可使用多晶娃晶圆。在 生长氧化层的工艺中，先将衬底1上载至管式炉内，通入氧气，在第一温度下将衬底1表层 氧化生成一层薄氧化物介质层，即初始氧化层2,其厚度一般可W为30-100A。初始氧化层 2可W避免103步骤中的氯化氨直接与衬底表面的娃接触，生成娃氯化合物。
[0029] 在衬底表面生长形成初始氧化层2之前，还可W包括；将用作衬底的晶圆上载至 管式炉中，进行预热至第H温度并保温一段时间，例如10-20min，再升温至第一温度生长初 始氧化层2。
[0030] 102、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2的衬底1 进行第一退火处理，所述第二温度高于所述第一温度。
[0031] 在进行第一退火处理时，所述第一温度优选为800-90(TC，所述第二温度优选为 1000-140(TC，更优选为1000-120(TC，所述第H温度优选为650-75(TC，生长初始氧化层2 的时间一般在5minW内即可达到3