半导体衬底200的构成材料可W采用未渗杂的单晶娃、渗杂有杂质的单晶娃、绝 缘体上娃（SOI)、绝缘体上层叠娃（SSOI)、绝缘体上层叠错化娃（S-SiGeOI)、绝缘体上错化 娃（SiGeOI) W及绝缘体上错（GeOI)等。作为示例，在本实施例中，半导体衬底200的构 成材料选用单晶娃。本实施例中，在半导体衬底200中形成有隔离结构201，用于隔离厚栅 氧MOS管的有源区和薄栅氧MOS管的有源区。在一个示例中，隔离结构201为浅沟槽隔离 (STI)结构或者局部氧化娃化OCO巧隔离结构。在本实施例中，隔离结构201为浅沟槽隔离 结构，半导体衬底200中还形成有各种阱（well)结构，为了简化，图示中予W省略。
[0039] 具体地，双栅氧器件的栅极结构形成步骤为例，参考图2A，在所述半导体衬底上形 成厚栅氧化层202a和薄栅氧化层20化，可采用任何适合的方法形成厚栅氧化层202a和 薄栅氧化层20化，例如：通过热氧化工艺在半导体衬底表面形成厚栅氧化层；在厚栅氧化 层202a区域表面上依次通过涂布光刻胶、曝光、显影步骤形成厚栅氧化层区域的光刻胶图 形；W厚栅氧化层202a区域的光刻胶图形为掩膜、通过刻蚀工艺去除薄栅氧化层20化区域 的厚栅氧化层；再通过热氧化工艺形成薄栅氧化层20化。在一个示例中，所述厚栅氧化层 202a的厚度为40~150埃，薄栅氧化层20化的厚度为15~50埃。
[0040] 在厚栅氧化层202a上形成厚栅氧栅极203a，W及在薄栅氧化层20化上形成薄栅 氧栅极203b。
[0041] 具体地，在厚栅氧化层202a和薄栅氧化层20化上形成栅极材料层，在所述栅极材 料层上形成硬掩膜层204。W图案化的硬掩膜层为掩膜，刻蚀栅极材料层，W形成厚栅氧栅 极203a和薄栅氧栅极203b。可选地，厚栅氧栅极203a和薄栅氧栅极203b的材料为多晶 娃。在一个示例中，所述硬掩膜层204的材料为SiN或SiON。作为优选，所述硬掩膜层204 的材料为SiON。在一个示例中，所述硬掩膜层的厚度为300~600埃。
[0042] 经过上述步骤，在所述厚栅氧化层202a上形成了厚栅氧栅极203a，W及在所述薄 栅氧化层20化上形成了薄栅氧栅极203b，在厚栅氧栅极203a和薄栅氧栅极203b的顶面上 覆盖有硬掩膜层204。
[0043] 由于硬掩膜层204与空气接触，不可避免的在硬掩膜层204上表面形成一层自然 氧化层205。
[0044] 参考图2B，采用氨氣酸溶液酸洗完全去除自然氧化层205。
[0045] 采用氨氣酸溶液酸洗去除硬掩膜层204上表面的自然氧化层205,在一个示例中， 氨氣酸溶液浓度为49%的HF:H20 = 1:100。可选地，氨氣酸溶液酸洗总时间为6~10砂， 优选为8砂，与现有技术相比有所增长，将氧化娃的去除能力提高到15A.，即便工艺出现波 动，也能彻底去除自然氧化层205。但是由于延长了酸洗时间，造成栅极两侧暴露出的厚栅 氧化层202a和薄栅氧化层20化损失量达到15 A，与现有技术相比多损失了5 A。而为了后 期离子注入制程的顺利进行，需要保留一定厚度的氧化娃用于控制之后源漏极LDD离子注 入的深度。该厚度必须准确控制，否则会影响注入深度和芯片的电学性能。因此，需控制厚 栅氧化层202a和薄栅氧化层20化损失量在10埃左右。
[0046] 参考图2C，采用磯酸旧酸去除硬掩膜层204。
[0047] 磯酸对氮氧化娃或氮化娃具有高的蚀刻选择比，故采用磯酸旧酸去除所述硬掩膜 层204。作为优选，所述磯酸旧酸为使用寿命（lift time)达到1000片W上的磯酸。可选 地，磯酸（H3PO4)的浓度范围为85%~92%。作为优选，磯酸旧酸为热磯酸，它的工艺温度 为150~18(TC。由于磯酸旧酸溶液中含有较多的娃氧键，可W在衬底表面生长氧化娃，使 用寿命〉1000片的磯酸旧酸溶液可W在衬底表面（即暴露出的厚栅氧栅极203a和薄栅氧 栅极203b的表面）形成氧化娃。其中形成的氧化娃的厚度约为5 A。送样磯酸旧酸酸洗步 骤在去除氮氧化娃硬掩膜层204的同时，又可W在栅极两侧的厚栅氧化层202a和薄栅氧化 层20化上形成氧化娃层，弥补了因延长氨氣酸酸洗的时间而造成的氧化娃的过量损耗，使 栅极两侧的栅极氧化层厚度未发生改变，保证了其总的损失量在10 A左右。
[0048] 之后，还包括进行源漏极L孤离子注入的步骤，由于在之前步骤中采用磯酸旧酸 进行氮氧化娃硬掩膜层的去除的同时，在栅极两侧的栅氧化层上又形成了氧化娃层，使栅 极氧化层厚度未发生改变，因此有利于控制离子注入的深度。
[0049] 值得一提的是，尽管本发明是W双栅氧器件的栅极制造过程为例，对本发明的方 法进行阐述，但是本发明的方法不仅适用于双栅氧器件，还适用于任何半导体器件的栅极 制造过程，例如NMOS或PMOS晶体管的栅极制造过程等。
[0050] 综上所述，根据本发明的方法，可有效去除硬掩膜表面上的自然氧化层，同时采用 磯酸旧酸进行氮氧化娃硬掩膜层的去除的同时，在栅极两侧的栅极氧化层上又形成了氧化 娃层，使栅极氧化层厚度未发生改变，有利于控制离子注入的深度，进而提高了器件的良率 和电学性能。
[0051] 参照图3,其中示出了根据本发明示例性实施例的方法依次实施的步骤的流程图， 用于简要示出整个制造工艺的流程。
[0052] 在步骤301中，提供半导体衬底，在所述半导体衬底表面形成栅极氧化层，在所述 栅极氧化层上形成有栅极，在所述栅极的顶面形成有硬掩膜层，其中所述硬掩膜层的表面 上形成有自然氧化层；
[0053] 在步骤302中，采用氨氣酸溶液酸洗完全去除所述自然氧化层；
[0054] 在步骤303中，采用磯酸旧液去除所述硬掩膜层，同时在所述栅极氧化层上形成 氧化娃层。
[00巧]本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于 举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人 员可W理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可W做出更多种的 变型和修改，送些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围W内。本发明的保护范围由 附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【主权项】
1. 一种半导体器件的制作方法，包括： 提供半导体衬底，在所述半导体衬底表面形成栅极氧化层，在所述栅极氧化层上形成 有栅极，在所述栅极的顶面形成有硬掩膜层，其中所述硬掩膜层的表面上形成有自然氧化 层； 采用氢氟酸溶液酸洗完全去除所述自然氧化层； 采用磷酸旧液去除所述硬掩膜层，同时在所述栅极氧化层上形成氧化硅层。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氢氟酸溶液酸洗的时间为6~10秒。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用氢氟酸溶液酸洗完全去除所述自然 氧化层的同时，造成所述栅极两侧暴露出的所述栅极氧化层损失量达到15 A。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氢氟酸溶液的浓度为49%的HF:H20 =1:100。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磷酸旧酸为使用寿命达到1000片以 上的磷酸。6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化硅层的厚度为5埃。7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述栅极氧化层为氧化硅，所述栅极为多 晶硅栅极，所述硬掩膜层的材料为SiON。8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采用磷酸旧液去除所述硬掩膜层的步 骤后，还包括进行源漏极LDD离子注入的步骤。9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述半导体器件为双栅氧器件。10. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述栅极氧化层包括厚栅氧化层和薄栅 氧化层，所述栅极包括形成于所述厚栅氧化层上的厚栅氧栅极和形成于所述薄栅氧化层上 的薄栅氧栅极。
【专利摘要】本发明提供一种半导体器件的制作方法，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底表面形成栅极氧化层，在所述栅极氧化层上形成有栅极，在所述栅极的顶面形成有硬掩膜层，其中所述硬掩膜层的表面上形成有自然氧化层；采用氢氟酸溶液酸洗完全去除所述自然氧化层；采用磷酸旧液去除所述硬掩膜层，同时在所述栅极氧化层上形成氧化硅层。根据本发明的方法，可有效去除硬掩膜表面上的自然氧化层，同时采用磷酸旧酸进行氮氧化硅硬掩膜层的去除的同时，在栅极两侧的栅极氧化层上又形成了氧化硅层，使栅极氧化层厚度未发生改变，有利于控制离子注入的深度，进而提高了器件的良率和电学性能。
【IPC分类】H01L21/28, H01L21/8247
【公开号】CN105336703
【申请号】CN201410387764
【发明人】李健
【申请人】无锡华润上华科技有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2014年8月7日