增进闸极氧化层品质之多闸极制程

摘要

本发明揭露一种形成多闸极绝缘层厚度之半导体元件的制程，其中半导体基材暴露的表面在光阻剥除程序中受到了保护。在半导体基材的全部表面上成长一绝缘层后，选择性地移除绝缘层未被光阻覆盖的部分。接着使用两阶段的光阻移除程序，先使用臭氧水，在半导体表面裸露的部分上形成薄氧化矽层时，部分地移除光阻。随后使用硫酸-过氧化氢混合液(Sulfuric Acid-Hydrogen Peroxide Mixture; SPM)，完成移除包括光阻残余物的光阻移除程序，而在臭氧水过程中形成薄的化学氧化矽层(大于7埃)，此化学氧化矽层足以隔绝硫酸-过氧化氢混合液和矽基材形成较差之氧化矽层。再进行一氧化程序，形成第一闸极绝缘层于原来的绝缘层上，与一较薄的第二闸极绝缘层于薄氧化矽层上。

主权项

1.一种半导体元件的制程方法,至少包括:形成一第一绝缘层于该半导体基材上;形成一光阻于该第一绝缘层之一第一部分上;移除该第一绝缘层之一第二部分,暴露出该半导体基材的一裸露的第一部分;使用一第一光阻移除程序,以部分地移除该光阻,并形成一第二绝缘层于该半导体基材的该裸露的第一部分上;使用一第二光阻移除程序,以完全地移除该光阻;使用一程序,以将该半导体基材之一第二部分上之该第一绝缘层转换成一第一闸极绝缘层,将该第二绝缘层转换成一第二闸极绝缘层,其中该第一闸极绝缘层的厚度与该第二闸极绝缘层的厚度不同;以及形成一第一导电闸极结构于该第一闸极绝缘层上,并形成一第二导电闸极结构于该第二闸极绝缘层上。2.如申请专利范围第1项所述之半导体元件的制程方法,其中该第一绝缘层系二氧化矽层,其厚度介于约10至200埃(Angstrom)之间。3.如申请专利范围第1项所述之半导体元件的制程方法,其中移除该第一绝缘层之该第二部分系藉由使用当作缓冲剂的氢氟酸(Buffered Hydrofluoric;BHF)溶液完成。4.如申请专利范围第1项所述之半导体元件的制程方法,其中该第一光阻移除程序系使用臭氧水(ozonewater)。5.如申请专利范围第1项所述之半导体元件的制程方法,其中形成于该半导体基材的该裸露的第一部分上的该第二绝缘层系氧化矽层,其厚度介于约8至10埃之间。6.如申请专利范围第1项所述之半导体元件的制程方法,其中该第二光阻移除程序系使用硫酸-过氧化氢混合液(Sulfuric Acid-Hydrogen Peroxide Mixture;SPM)。7.如申请专利范围第1项所述之半导体元件的制程方法,其中该第二光阻移除程序系在约110至150℃的温度下进行。8.如申请专利范围第1项所述之半导体元件的制程方法,其中该转换该第一绝缘层与该第二绝缘层至闸极绝缘层的程序系一氧化程序,操作于氧-蒸汽的环境下。9.如申请专利范围第1项所述之半导体元件的制程方法,其中该转换该第一绝缘层与该第二绝缘层至闸极绝缘层的程序系一氧化程序,操作于约800至1050℃的温度下。10.如申请专利范围第1项所述之半导体元件的制程方法,其中该第一闸极绝缘层系二氧化矽层,其厚度介于约15至200埃之间。11.如申请专利范围第1项所述之半导体元件的制程方法,其中该第二闸极绝缘层系二氧化矽层,其厚度介于约10至100埃之间。12.如申请专利范围第1项所述之半导体元件的制程方法,其中该第一导电闸极结构与该第二导电闸极结构系由掺杂的多晶矽组成。13.如申请专利范围第1项所述之半导体元件的制程方法,其中该第一导电闸极结构与该第二导电闸极结构系由金属矽化物组成。14.在一半导体基材上形成一具有多闸极绝缘层厚度之半导体元件的方法,至少包括:形成一第一氧化矽层于该半导体基材之全部表面上;在该半导体基材之一第一部份之区域中,形成一光阻于该第一氧化矽层之一第一部分上;移除该第一氧化矽层之一第二部分,暴露出该半导体基材的一裸露的第二部分;使用一臭氧混合物程序,以部分地移除该光阻,并形成一第二氧化矽层于该半导体基材的该裸露的第二部分上;使用一硫酸-过氧化氢混合液程序,以完全地移除该光阻;使用一氧化程序,以将该半导体基材之该第一部分上之该第一氧化矽层转换成一第一闸极绝缘层,将该第二氧化矽层转换成一第二闸极绝缘层,其中该第一闸极绝缘层的厚度大于该第二闸极绝缘层的厚度;以及形成一第一导电闸极结构于该第一闸极绝缘层上,并形成一第二导电闸极结构于该第二闸极绝缘层上。15.如申请专利范围第14项所述之在一半导体基材上形成一具有多闸极绝缘层厚度之半导体元件的方法,其中该第一氧化矽层系二氧化矽层,其厚度介于约10至200埃之间。16.如申请专利范围第14项所述之在一半导体基材上形成一具有多闸极绝缘层厚度之半导体元件的方法,其中移除该第一氧化矽层之该第二部分系藉由使用当作缓冲剂的氢氟酸溶液完成。17.如申请专利范围第14项所述之在一半导体基材上形成一具有多闸极绝缘层厚度之半导体元件的方法,其中移除该第一氧化矽层之该第二部分系藉由乾式蚀刻程序,使用三氟甲烷(CHF3)当作该第一氧化矽层之选择性蚀刻剂。18.如申请专利范围第14项所述之在一半导体基材上形成一具有多闸极绝缘层厚度之半导体元件的方法,其中臭氧水程序系在约20至50℃的温度下进行。19.如申请专利范围第14项所述之在一半导体基材上形成一具有多闸极绝缘层厚度之半导体元件的方法,其中形成于该半导体基材的该第二部分上的该第二氧化矽层之厚度介于约8至10埃之间。20.如申请专利范围第14项所述之在一半导体基材上形成一具有多闸极绝缘层厚度之半导体元件的方法,其中该硫酸-过氧化氢混合液程序系在约110至150℃的温度下进行。21.如申请专利范围第14项所述之在一半导体基材上形成一具有多闸极绝缘层厚度之半导体元件的方法,其中该氧化程序系操作于约800至1050℃的温度下。22.如申请专利范围第14项所述之在一半导体基材上形成一具有多闸极绝缘层厚度之半导体元件的方法,其中该第一闸极绝缘层系二氧化矽层,其厚度介于约15至200埃之间。23.如申请专利范围第14项所述之在一半导体基材上形成一具有多闸极绝缘层厚度之半导体元件的方法,其中该第二闸极绝缘层系二氧化矽层,其厚度介于约10至100埃之间。24.如申请专利范围第14项所述之在一半导体基材上形成一具有多闸极绝缘层厚度之半导体元件的方法,其中该第一导电闸极结构与该第二导电闸极结构系由掺杂的多晶矽组成。25.如申请专利范围第14项所述之在一半导体基材上形成一具有多闸极绝缘层厚度之半导体元件的方法,其中该第一导电闸极结构与该第二导电闸极结构系由金属矽化物组成。图式简单说明:第1图至第5图以示意性的剖面图,绘示制造多闸极绝缘层的关键阶段,其中用以随后成长第二闸极绝缘层之半导体基材第二部份中之裸露表面受到保护,免受从半导体基材第一部份之第一闸极绝缘层上移除光阻之程序的侵害。