一种形成氧化层的方法
【专利摘要】本发明公开了一种形成氧化层的方法，应用于半导体制造领域的CMOS管场氧化层形成过程中，所述方法包括：向置放有已经形成N阱、P阱的第一CMOS管半成品的加工炉中通入符合第一预定条件的第一气体，对所述第一CMOS管半成品进行干氧氧化，获得第二CMOS管半成品；向所述加工炉中通入符合与所述第一预定条件不同的第二预定条件的第二气体，对所述第二CMOS管半成品进行湿氧氧化，获得第三CMOS管半成品。
【专利说明】一种形成氧化层的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种形成氧化层的方法。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，CMOS管作为最为基本的电子元器件，普遍用于各种电子产品中。CMOS管由两个互补的MOS管组成，一个是NMOS，一个是PMOS。为了形成PMOS管，需先在硅衬底上注入N型离子形成N阱区域域，然后在N阱区域上制作栅极、源极和漏极等图层。
[0003]N阱电阻是CMOS管的一项重要电性参数，N阱区域域的离子浓度直接影响N阱电阻阻值的稳定性。
[0004]CMOS管的两个MOS管靠场氧化层来实现相互隔离，场氧化层生长过程又可再分为推阱和氧化两个步骤。现有技术中，在形成场氧化层过程中，在推阱步骤之前由干法氧化生
成一层薄层氧化层。
[0005]但是，本发明人在实现本发明实施例中技术方案的过程中，发现现有技术至少具有如下问题:
[0006]现有技术中，在场氧化层制作过程中，由干法氧化生成的一层薄层氧化层，所述薄层氧化层的厚度不够，不足以有效地防止在制程中可能引入离子而造成N阱的污染。
[0007]现有技术中，在制程设备或工艺稳定性不好或其它异常导致出现离子污染的时候，残留在场氧表面的离子会穿透场氧扩散到场氧下面的阱区，引起该区域离子浓度发生变化,进而导致CMOS管的N阱电阻也会随之变化，甚至超出参数规范，这对产品可靠性和电性稳定都极为不利。
【发明内容】
[0008]本申请实施例通过提供一种形成氧化层的方法，应用于场氧化层的制作过程中，解决了现有技术中，由于在推阱步骤之前由干氧化生成的一层薄层氧化层的厚度不够，不足以有效地防止在制程中可能引入离子而造成N阱的污染的技术问题，实现了有效地防止在制程中可能引入离子杂质而造成N阱的污染，进而稳定了 N阱区域的离子浓度，稳定了CMOS管的N阱电阻的阻值在规定范围内的技术效果。
[0009]本申请实施例提供了一种形成氧化层的方法，该方法包括:
[0010]向置放有已经形成N阱、P阱的第一 CMOS管半成品的加工炉中通入符合第一预定条件的第一气体，对所述第一 CMOS管半成品进行干氧氧化，获得第二 CMOS管半成品，其中，所述第二 CMOS管半成品的所述N阱与所述P阱之间用于形成场氧化层的第一区域形成有第一氧化层；
[0011]向所述加工炉中通入符合与所述第一预定条件不同的第二预定条件的第二气体，对所述第二 CMOS管半成品进行湿氧氧化，获得第三CMOS管半成品，其中，所述第三CMOS管半成品的所述第一区域形成有第二氧化层，所述第二氧化层是在所述第一氧化层的基础上增加了氧化层的厚度而形成的氧化层。[0012]优选地，所述第一气体为氧气或氧气和惰性气体的混合气体。
[0013]优选地，所述第一预定条件为:通入温度为900°C ±10°C。
[0014]优选地,所述第二气体为:氮气、氧气和氢气的混合气体,或氮气和氧气的混合气体。
[0015]优选地，所述第二预定条件为:通入温度为900°C ±10°C ;在所述第二气体是氮气、氧气和氢气的混合气体时，氮气、氧气、氢气的气体流量比例为6: 4: 6;在所述第二气体是氮气和氧气的混合气体时，氮气和氧气的气体流量比例为6: 4。
[0016]优选地，所述向置放有已经形成N阱、P阱的第一 CMOS管半成品的加工炉中通入符合第一预定条件的第一气体之前，所述方法还包括:
[0017]向所述加工炉中通入符合第三预定条件的第三气体，使所述第一CMOS管半成品进入加载过程，其中，所述第三气体为:氮气和氧气的混合气体，所述第三预定条件为:通入温度为700°C ±10°C，氮气和氧气的体积流量比例为10: I。
[0018]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点:
[0019]1、在本申请实施例中，在制造场氧化层过程中的推阱步骤之前，由于采用了在干氧氧化后增加了一步湿氧氧化，因而增加了氧化层的厚度，所以有效地解决了现有技术中，只进行干氧氧化而造成的所述第一区域的氧化层厚度不够，不足以有效地防止在制程中可能引入离子而造成N阱的污染的技术问题，进而实现了保证N阱区域离子掺杂纯净的技术效果。
[0020]2、在本申请实施例中，由于采用了在干氧氧化后增加了一步湿氧氧化，从而增加了氧化层的厚度，有效地防止在制程中可能引入离子杂质到N阱区域，进而稳定了 N阱区域的离子浓度，实现了稳定CMOS管的N阱电阻的阻值在规定范围内的技术效果。
[0021]3、在本申请实施例中，只是在现有技术基础上增加了一步湿氧氧化步骤，未对现有技术做很大改动，所以方便实施与产品量产。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本申请实施例一种形成氧化层的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]本申请实施例通过提供一种形成氧化层的方法，应用于场氧化层的制作过程中，解决了现有技术中，由于在推阱步骤之前由干氧化生成的一层薄层氧化层的厚度不够，不足以有效地防止在制程中可能引入离子而造成N阱的污染的技术问题，实现了有效地防止在制程中可能引入离子杂质而造成N阱的污染，进而稳定了 N阱区域的离子浓度，稳定了CMOS管的N阱电阻的阻值在规定范围内的技术效果。
[0024]本申请实施例的技术方案的总体思路如下:
[0025]首先，向置放有已经形成N阱、P阱的第一 CMOS管半成品的加工炉中通入符合第一预定条件的第一气体，对所述第一 CMOS管半成品进行干氧氧化，获得第二 CMOS管半成品，其中，所述第二 CMOS管半成品的所述N阱与所述P阱之间用于形成场氧化层的第一区域形
成有第一氧化层；
[0026]然后，向所述加工炉中通入符合与所述第一预定条件不同的第二预定条件的第二气体，对所述第二 CMOS管半成品进行湿氧氧化，获得第三CMOS管半成品，其中，所述第三CMOS管半成品的所述第一区域形成有第二氧化层，所述第二氧化层是在所述第一氧化层的基础上增加了氧化层的厚度而形成的氧化层。
[0027]通过采用本申请实施例中的技术方案，本方法应用于制造场氧化层的过程中，只需在现有技术中，在推阱步骤前，增加一步湿氧氧化步骤，就可以有效地防止引入离子杂质污染N阱，进而稳定了 N阱区域的离子浓度，稳定了 COMS管的N阱电阻的阻值在规定范围内。
[0028]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0029]如图1所示，步骤S101，即:向置放有已经形成N阱、P阱的第一 CMOS管半成品的加工炉中通入符合第一预定条件的第一气体，对所述第一 CMOS管半成品进行干氧氧化，获得第二 CMOS管半成品，其中，所述第二 CMOS管半成品的所述第一区域形成有第一氧化层。
[0030]在具体实施过程中，所述第一气体可以为氧气，或氧气和惰性气体的混合气体。
[0031]所述第一预定条件可以为:通入温度为900°C ±10°C，如:890°C，900°C，或910°C。
[0032]当所述第一气体为氧气时，其体积流量单位可以为10升每分钟，通入温度为890°C至910°C，通入时间为4至6分钟，对所述第一 CMOS管半成品进行干氧氧化。
[0033]当所述第一气体为氧气和惰性气体的混合气体时，氧气的流量单位可以为10升每分钟，惰性气体的体积流量单位可以为10升每分钟,通入时间为890°C至910°C，通入时间为4至6分钟，其中，所述惰性气体通常使用氦气或氩气。
[0034]经过步骤SlOl对所述第一 CMOS管半成品进行干氧氧化后，在第一 CMOS管第一区域形成第一氧化层，所述第一氧化层的厚度约为300埃，获得第二 CMOS管半成品，其中，所述厚度为300埃的第一氧化层不足以有效地防止在制程中可能引入离子杂质。
[0035]在执行完步骤SlOl获得有第一氧化层的所述第二 CMOS管后，就进入步骤S102，即:向所述加工炉中通入符合与所述第一预定条件不同的第二预定条件的第二气体，对所述第二 CMOS管半成品进行湿氧氧化，获得第三CMOS管半成品，其中，所述第三CMOS管半成品的所述第一区域形成有第二氧化层，所述第二氧化层是在所述第一氧化层的基础上增加了氧化层的厚度而形成的氧化层。
[0036]在具体实施过程中，所述第二气体为氮气、氧气和氢气的混合气体，或氮气和氧气的混合气体。
[0037]所述第二预定条件为:通入温度为900°C ±10°C，如:890°C，900°C，或910°C ；在所述第二气体是氮气、氧气和氢气的混合气体时，氮气、氧气、氢气的气体流量比例为6:4: 6;在所述第二气体是氮气和氧气的混合气体时，氮气和氧气的气体流量比例为6: 4。
[0038]在所述第二气体为氮气、氧气、氢气的混合气体时，氮气的体积流量单位可以为6升每分钟，氧气的体积流量单位可以为4升每分钟，氢气的体积流量单位可以为6升每分钟，通入温度为890°C至910°C，通入时间为40至50分钟。
[0039]在所述第二气体为氮气、氧气的混合气体时，氮气的体积流量单位可以为6升每分钟，氧气的体积流量单位可以为4升每分钟，通入温度为900°C，通入时间为40至50分钟。[0040]经过步骤S102对所述第二 CMOS管进行湿氧氧化后，在所述第二 CMOS管第一区域形成了第二氧化层，得到第三CMOS管半成品，其中，所述第二氧化层是在所述第一氧化层的基础上增加了氧化层的厚度而形成的氧化层，其厚度大于等于500埃，所述厚度为500埃的第二氧化层可以有效地防止离子杂质穿透扩散到N阱区域，进而稳定了 N阱区域的离子浓度，从而稳定了 CMOS管N阱电阻阻值在规定范围内。
[0041]在具体实施过程中，湿氧氧化通常有以下情况:
[0042]情况一，送入炉管的是通过高纯水的氧气，此时，氧化剂既含有氧又含有水汽。
[0043]情况二，送入炉管的是惰性气体携带水汽，这种情况氧化完全是由水汽引起的。
[0044]情况三，将纯氢和纯氧直接送入炉管内反应生成水汽，它可以在很宽的范围内变化水分子的分压并减少污染。
[0045]当然，在实际应用中，本领域普通技术人员还可以用其他方式，在本发明实施例中，不对湿氧氧化的具体方式做限制。
[0046]在本申请实施例的方法中，在步骤SlOl之前，S卩:所述向置放有已经形成N阱的第一 CMOS管半成品的加工炉中通入符合第一预定条件的第一气体之前，所述方法还包括:
[0047]向所述加工炉中通入符合第三预定条件的第三气体，使所述第一 CMOS管半成品进入加载过程，其中，所述第三气体为:氮气和氧气的混合气体，所述第三预定条件为:通入温度为700°C ±10°C，氮气和氧气的体积流量比例为10: I。
[0048]在具体实施过程中，氮气的体积流量单位可以为10升每分钟，氧气的体积流量单位为可以I升每分钟，通入温度为790°C至810°C，通入时间为14至16分钟，使所述第一CMOS管进入加载过程。
[0049]在步骤S102之后，在生成CMOS管场氧化层的过程中，还包括步骤:
[0050]向所述加工炉通入氮气，对所述第三CMOS管半成品进行推阱，获得第四CMOS管半成品；
[0051]向所述加工炉通入氧气，对所述第四CMOS管进行第二次干氧氧化，获得第五CMOS管半成品；
[0052]向所述加工炉通入氧气和氢气的混合气体，对所述第五CMOS管进行第三次干氧氧化，在所述第五CMOS管半成品的第一区域形成了场氧化层。
[0053]上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点:
[0054]1、在本申请实施例中，在制造场氧化层过程中的推阱步骤之前，由于采用了在干氧氧化后增加了一步湿氧氧化，因而增加了氧化层的厚度，所以有效地解决了现有技术中，只进行干氧氧化而造成的所述第一区域的氧化层厚度不够，不足以有效地防止在制程中可能引入离子而造成N阱的污染的技术问题，进而实现了保证N阱区域离子掺杂纯净的技术效果。
[0055]2、在本申请实施例中，由于采用了在干氧氧化后增加了一步湿氧氧化，从而增加了氧化层的厚度，有效地防止在制程中可能引入离子杂质到N阱区域，进而稳定了 N阱区域的离子浓度，实现了稳定CMOS管的N阱电阻的阻值在规定范围内的技术效果。
[0056]3、在本申请实施例中，只是在现有技术基础上增加了一步湿氧氧化步骤，未对现有技术做很大改动，所以方便实施与产品量产。
[0057]在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述，但是，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种形成氧化层的方法，应用于CMOS管场氧化层形成过程中，其特征在于，所述方法包括: 向置放有已经形成N阱、P阱的第一 CMOS管半成品的加工炉中通入符合第一预定条件的第一气体，对所述第一 CMOS管半成品进行干氧氧化，获得第二 CMOS管半成品，其中，所述第二 CMOS管半成品的所述N阱与所述P阱之间用于形成场氧化层的第一区域形成有第一氧化层； 向所述加工炉中通入符合与所述第一预定条件不同的第二预定条件的第二气体，对所述第二 CMOS管半成品进行湿氧氧化，获得第三CMOS管半成品，其中，所述第三CMOS管半成品的所述第一区域形成有第二氧化层，所述第二氧化层是在所述第一氧化层的基础上增加了氧化层的厚度而形成的氧化层。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一气体为氧气或氧气和惰性气体的混合气体。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预定条件为:通入温度为900 0C ±10°C。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二气体为:氮气、氧气和氢气的混合气体，或氮气和氧气的混合气体。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二预定条件为:通入温度为9000C ±10°C ;在所述第二气体是氮气、氧气和氢气的混合气体时，氮气、氧气、氢气的气体流量比例为6: 4: 6;在所述第二气体是氮气和氧气的混合气体时，氮气和氧气的气体流量比例为6: 4。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向置放有已经形成N阱、P阱的第一CMOS管半成品的加工炉中通入符合第一预定条件的第一气体之前，所述方法还包括: 向所述加工炉中通入符合第三预定条件的第三气体，使所述第一 CMOS管半成品进入加载过程，其中，所述第三气体为:氮气和氧气的混合气体，所述第三预定条件为:通入温度为700°C ±10°C，氮气和氧气的体积流量比例为10: I。
【文档编号】H01L21/8238GK103811421SQ201210455294
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月13日 优先权日:2012年11月13日
【发明者】陈金园 申请人:北大方正集团有限公司, 深圳方正微电子有限公司