CN102420130A - 通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法。解决了现有技术中先生长一厚氧，然后湿法去除第二种厚度栅氧的区域，接着生长第二种栅氧的工艺方法引起的STI边缘凹陷，进而影响器件性能的问题，本发明提出一种特殊的工艺方法来控制热氧化膜厚度，利用不同能量剂量注入来控制硅片表面厚栅氧化区非晶化的深度，后续一步炉管氧化就可以成长多种厚度的氧化膜。由于本工艺实施过程中没有使用湿法工艺，所以不会出现STI边缘凹陷（divot），而且能同时集成多种厚度的氧化膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种微电子技术，尤其涉及一种通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法。
背景技术
目前半导体发展呈现多元化方向，系统芯片（SoC）是其中一大主流。这意味着在同一芯片上有多种工作电压，此类设计要求芯片生产过程中要集成多种厚度的栅氧。常规集成流程是先生长一厚氧，然后湿法去除第二种厚度栅氧的区域，接着生长第二种栅氧，如此反复。这一流程虽然简单，但会恶化STI边缘凹陷（divot），影响器件特性。
发明内容
本发明公开了一种使用离子注入工艺来控制氧化膜厚度的特殊应用，用以解决现有技术中先生长一厚氧，然后湿法去除第二种厚度栅氧的区域，接着生长第二种栅氧的工艺方法引起的STI边缘凹陷，进而影响器件性能的问题。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法，其中，在硅片上旋涂光刻胶；光刻打开厚氧化膜区域，剩余光刻胶覆盖的为薄氧化膜区域；进行离子注入，使厚氧化膜区域内的硅片表面非晶化；去除光刻胶，露出薄氧化膜区域；在厚氧化膜区域和薄氧化膜区域上同时进行热氧生长，在厚氧化膜区域形成厚栅氧，在薄氧化膜区域形成薄栅氧。
如上所述的通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法，其中，选择硅离子源进行离子注入。
如上所述的通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法，其中，根据厚栅氧的厚度需求控制离子注入的能量和剂量，也就是说控制硅片表面厚氧化膜区域内非晶化的深度，厚栅氧的厚度需求越高，则离子注入的能量和剂量就越大，反之，厚栅氧的厚度需求越低，则离子注入的能量和剂量就越小。
如上所述的通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法，其中，热氧生长的厚度为所需的薄栅氧的厚度。
如上所述的通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法，其中，完成热氧生长后的厚栅氧的厚度与薄栅氧的厚度不同，厚栅氧的厚度超过了薄栅氧的厚度。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明解决了现有技术中先生长一厚氧，然后湿法去除第二种厚度栅氧的区域，接着生长第二种栅氧的工艺方法引起的STI边缘凹陷，进而影响器件性能的问题，本发明提出一种特殊的工艺方法来控制热氧化膜厚度，利用不同能量剂量注入来控制硅片表面厚栅氧化区非晶化的深度，后续一步炉管氧化就可以成长多种厚度的氧化膜。由于本工艺实施过程中没有使用湿法工艺，所以不会出现STI边缘凹陷（divot），而且能同时集成多种厚度的氧化膜。
附图说明
图1是本发明通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法的在硅片上旋涂光刻胶后的示意图；
图2是本发明通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法的光刻打开厚氧化膜区域后的示意图；
图3是本发明通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法的离子注入后的示意图；
图4是本发明通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法的去除剩余光刻胶后的示意图；
图5是本发明通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法的厚栅氧和薄栅氧形成后的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
一种使用离子注入工艺来控制氧化膜厚度的特殊应用，其中，
图1是本发明通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法的在硅片上旋涂光刻胶后的示意图；请参见图1，在硅片101上旋涂光刻胶102；
图2是本发明通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法的光刻打开厚氧化膜区域后的示意图，请参见图2，光刻打开厚氧化膜区域201，剩余光刻胶102覆盖的为薄氧化膜区域202，将厚氧化膜区域201露出使得可先对厚氧化膜区域201进行离子注入，以在后续工艺中可以实现厚栅氧2011和薄栅氧2021厚度不同；
图3是本发明通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法的离子注入后的示意图，请参见图3，进行离子注入，使厚氧化膜区域201内的硅片101表面非晶化；
图4是本发明通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法的去除剩余光刻胶后的示意图，请参见图4，去除光刻胶102，露出薄氧化膜区域202；
图5是本发明通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法的厚栅氧和薄栅氧形成后的示意图，请参见图5，在炉管中，在厚氧化膜区域201和薄氧化膜区域202上同时进行热氧生长，在厚氧化膜区域201形成厚栅氧2011，在薄氧化膜区域202形成薄栅氧2021。
本发明中选择硅离子源进行离子注入。
本发明中根据厚栅氧2011的厚度需求控制离子注入的能量和剂量，也就是说控制硅片101表面厚氧化膜区域201内非晶化的深度，厚栅氧2011的厚度需求越高，则离子注入的能量和剂量就越大，反之，厚栅氧2011的厚度需求越低，则离子注入的能量和剂量就越小。
本发明中的热氧生长的厚度为所需的薄栅氧2021的厚度。
本发明中完成热氧生长后的厚栅氧2011的厚度与薄栅氧2021的厚度不同，厚栅氧2011的厚度超过了薄栅氧2021的厚度。
进一步的，本发明的光刻图形工艺可以多于一次，并不仅仅局限于上述实施例中的一次光刻，可以利用不同区域表面非晶化的深度的不同差别，进行多次光刻和等离子注入，使得后续炉管热氧生长成多种厚度的氧化膜。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明解决了现有技术中先生长一厚氧，然后湿法去除第二种厚度栅氧的区域，接着生长第二种栅氧的工艺方法引起的STI边缘凹陷，进而影响器件性能的问题，本发明提出一种特殊的工艺方法来控制热氧化膜厚度，利用不同能量剂量注入来控制硅片表面厚栅氧化区非晶化的深度，后续一步炉管氧化就可以成长多种厚度的氧化膜。由于本工艺实施过程中没有使用湿法工艺，所以不会出现STI边缘凹陷（divot），而且能同时集成多种厚度的氧化膜。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (5)
1.一种使用离子注入工艺来控制氧化膜厚度的特殊应用，其特征在于，在硅片上旋涂光刻胶；光刻打开厚氧化膜区域，剩余光刻胶覆盖的为薄氧化膜区域；进行离子注入，使厚氧化膜区域内的硅片表面非晶化；去除光刻胶，露出薄氧化膜区域；在厚氧化膜区域和薄氧化膜区域上同时进行热氧生长，在厚氧化膜区域形成厚栅氧，在薄氧化膜区域形成薄栅氧。
2.根据权利要求1所述的通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法，其特征在于，选择硅离子源进行离子注入。
3.根据权利要求1所述的通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法，其特征在于，根据厚栅氧的厚度需求控制离子注入的能量和剂量，也就是说控制硅片表面厚氧化膜区域内非晶化的深度，厚栅氧的厚度需求越高，则离子注入的能量和剂量就越大，反之，厚栅氧的厚度需求越低，则离子注入的能量和剂量就越小。
4.根据权利要求1所述的通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法，其特征在于，热氧生长的厚度为所需的薄栅氧的厚度。
5.根据权利要求1所述的通过离子注入工艺来控制氧化膜厚度的方法，其特征在于，完成热氧生长后的厚栅氧的厚度与薄栅氧的厚度不同，厚栅氧的厚度超过了薄栅氧的厚度。
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