栅极氧化层的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造技术，特别涉及一种栅极氧化层的制备方法。
【背景技术】
[0002]MOSFET (Metallic Oxide Semiconductor Field EffectTransistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)半导体器件的制造过程是在半导体衬底(例如硅衬底)中植入STI (Shallow Trench Isolat1n,浅沟道隔离)在STI之间的衬底区域制造 NMOS (N-Metal-Oxi de-Semi conductor, N 型金属氧化物半导体)、PMOS(P-Metal-Oxide-Semiconductor, P型金属氧化物半导体)等多种半导体器件。
[0003]STI的作用是对各个半导体器件进行隔离，防止器件之间漏电流的产生等。当STI形成以后，制造例如NM0S、PMOS等器件时，需要在衬底表面生长栅极氧化层(Gate Oxide)。
[0004]如图1所示，现有技术中，在制备栅极氧化层之前，经过前序制造工艺所生产的产品具有衬底1，在衬底I中形成有STI2，在STI2之间的衬底区域为AA(Active Area，有源区)区，在包括STI2和AA区的整个衬底I的表面覆盖一层牺牲氧化层(SAC Oxide, Sacrif icialOxide) 3，在所述牺牲氧化层3上，位于STI2的远离AA区表面的外侧覆盖有掩膜层4。
[0005]在图1所示结构的基础上制备栅极氧化层需要经过如下过程。
[0006]如图2所示，去除AA区表面所覆盖的牺牲氧化层3。在去除AA区表面所覆盖的牺牲氧化层3时，位于STI2表面并且未被掩膜层4覆盖的部分牺牲氧化层3也会被去除。去除牺牲氧化层3之后，便暴露出AA区表面以及部分STI2的表面。
[0007]随后，如图3所示，在AA区表面和靠近AA区的STI2表面生长栅极氧化层5。
[0008]现有的上述栅极氧化层的制备过程中，如图4所示，当去除牺牲氧化层3之后，生长栅极氧化层5时，由于STI2和衬底I之间交界处衬底材料和STI材料不同导致的衬底晶格结构的不连续，使得在AA区和STI2交界处所生长的栅极氧化层5 (如图4中虚线区域)与AA区表面生长的栅极氧化层5存在差异一在AA区和STI2交界处所生长的栅极氧化层5的生长速率比AA区表面生长的栅极氧化层5的生长速率慢，进而导致了在AA区和STI2交界处所生长的栅极氧化层5的厚度小于AA区表面生长的栅极氧化层5的厚度，出现图4虚线框中的凹陷结构。这种差异会随着栅极氧化层5的厚度的增加而增加，对于在1000埃左右厚度的厚栅极氧化层(Thick Gate Oxide)来说，在AA区和STI2交界处所生长的栅极氧化层5与AA区表面生长的栅极氧化层5的厚度差异可达到430埃，差异率达到了约为43%。图4所示的虚线框中栅极氧化层5的凹陷结构，将导致在AA区和STI2交界处所生长的栅极氧化层5的击穿电压(Vbd)低于AA区表面生长的栅极氧化层5，进而导致HV GOIVramp (High Voltage Gate Oxide Integrity Voltage Ramp,高压栅氧化层完整性斜坡电压测试)测试的失败。
【发明内容】
[0009]有鉴于此，本发明提供一种栅极氧化层的制备方法，以消除AA区和STI交界处生长栅极氧化层时所产生的凹陷结构，进而提高AA区和STI交界处所生长的栅极氧化层的击穿电压，避免HV GOI Vramp的失败。
[0010]本申请的技术方案是这样实现的:
[0011]一种栅极氧化层的制备方法，包括:
[0012]提供形成栅极氧化层之前的衬底，所述衬底中形成有STI，在STI之间的衬底区域为AA区，在所述AA区的表面和STI的表面覆盖一牺牲氧化层；
[0013]去除所述牺牲氧化层，并去除所述STI表面的部分材料，以使得所述STI的上表面低于所述AA区的上表面；
[0014]在去除所述STI表面部分材料后所露出的AA区的侧面以及所述AA区的上表面，
生长第一氧化层；
[0015]去除所述第一氧化层，并进一步去除所述STI表面的部分材料；
[0016]在所述AA区的上表面和侧面以及靠近所述AA区的STI表面生长栅极氧化层。
[0017]进一步，位于STI远离AA区表面的外侧覆盖有掩膜层。
[0018]进一步，采用湿法刻蚀方法，以去除所述牺牲氧化层，并去除所述STI表面的部分材料。
[0019]进一步，在去除所述牺牲氧化层，并去除所述STI表面的部分材料之后，所述AA区的上表面和STI的上表面高度差为100?200埃。
[0020]进一步，采用炉管工艺方法生长所述第一氧化层。
[0021]进一步，所述第一氧化层的厚度为380?420埃。
[0022]进一步，采用湿法刻蚀方法，去除所述第一氧化层，并进一步去除所述STI表面部分材料。
[0023]进一步，去除所述第一氧化层，并进一步去除所述STI表面的部分材料之后，所述AA区的上表面与STI的表面高度差为480?620埃。
[0024]进一步，采用炉管工艺方法，在所述AA区的上表面和侧面进行栅极氧化层的生长。
[0025]进一步，所述栅极氧化层的厚度为900?1100埃。
[0026]从上述方案可以看出，本发明的栅极氧化层的制备方法，由于在去除牺牲氧化层时，对STI进行了过刻蚀，使得STI的上表面低于AA区的上表面，进而AA区的侧面露出于STI的表面，加之随后进行的第一氧化层的沉积和去除，使得STI表面部分材料被进一步去除，进而在AA区和STI的交界处形成了由AA区的侧面和STI的表面所构成的明显的夹角，随后在AA区生长的栅极氧化层的过程中，栅极氧化层会在AA区与STI的交界处，同时沿AA区的侧面和STI的表面向外生长，进而填充STI的表面和AA区的侧面之间的空间，从而提高了 AA区和STI交界处所生长的栅极氧化层的厚度，减小了 AA区和STI交界处所生长的栅极氧化层与AA区表面生长的栅极氧化层的厚度差异，消除了现有技术中所存在的凹陷结构，提高了 AA区和STI交界处所生长的栅极氧化层的击穿电压，避免HV GOI Vramp的失败。
【附图说明】
[0027]图1为进行栅极氧化层制备之前的衬底结构示意图；
[0028]图2为现有技术中去除牺牲氧化层之后的结构示意图；
[0029]图3为现有技术中制备栅极氧化层之后的结构示意图；
[0030]图4为现有技术所制备的栅极氧化层中存在的凹陷结构示意图；
[0031]图5为本发明所提供的栅极氧化层的制备方法的实施例流程图；
[0032]图6为本发明中去除牺牲氧化层和部分STI之后的实施例结构示意图；
[0033]图7为本发明中生长第一氧化层后的实施例结构示意图；
[0034]图8为本发明中去除第一氧化层后的实施例结构示意图；
[0035]图9为本发明中生长栅极氧化层后的实施例结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。
[0037]如图5所示，本发明的栅极氧化层的制备方法实施例包括:
[0038]提供形成栅极氧化层之前的衬底，所述衬底中形成有STI，在STI之间的衬底区域为AA区，在所述AA区的表面和STI的表面覆盖一牺牲氧化层；
[0039]去除所述牺牲氧化层，并去除所述STI表面的部分材料，以使得所述STI的上表面低于所述AA区的上表面；
[0040]在去除所述STI表面部分材料后所露出的AA区的侧面以及所述AA区的上表面，
生长第一氧化层；
[0041]去除所述第一氧化层，并进一步去除所述STI表面部分材料；
[0042]在所述AA区的上表面和侧面以及靠近所述AA区的STI表面生长栅极氧化层。
[0043]以下结合图6至图9对本发明的栅极氧化层的制备方法进行详细说明。
[0044]步骤1:提供形成栅极氧化层之前的衬底，所述衬底中形成有STI，在STI之间的衬底区域为AA区，在所述AA区的表面和STI的表面覆盖一牺牲氧化层。
[0045]本步骤I所提供的形成栅极氧化层之前的衬底，其实施例结构可参照图1所示，所提供的衬底I中形成有STI2，在STI2之间的衬底区域为AA区，在包括STI2和AA区的整个衬底I的表面覆盖着牺牲氧化层3，在所