[发明专利]提高晶圆的高温氧化物层均匀性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制造领域，特别涉及一种提高晶圆的高温氧化物层均匀性的方法。

背景技术

目前，以氧化层-氮化层-氧化层(ONO)三层结构作为介电质构成电容器，用于储存电荷。将ONO结构称为电荷存储层。电荷存储层在非易失性存储器(non-volatile memory)中是比较核心的结构，非易失只读存储装置，例如只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)以及其它更高级的非易失只读存储装置已普遍应用于手机、笔记本电脑、掌上电脑、数码相机等领域。

下面将详细说明现有技术中ONO结构的制作方法：

首先，在晶圆衬底上，所述晶圆衬底包括电荷存储区和外围电路区，氧气与材料为硅的衬底在高温下反应生成二氧化硅(SiO₂)表面层，SiO₂的厚度由温度和时间精确控制。

接下来，采用化学气相沉积(CVD)的方法，在所述SiO₂表面层上形成氮化硅层，氮化硅层是掩膜层，厚度一般比较薄，比如100埃左右厚。

在该过程中，也可以采用等离子增强型化学气相沉积(PECVD)的方法。

最后，用湿氧(wet oxide)强制氧化氮化硅层形成氮氧化硅，在氮氧化硅上淀积一层高温氧化物层(High Temperature Oxide，HTO)，共同构成顶层氧化层(Top Oxide)。其中，HTO层的厚度在100埃至150埃之间，优选为120埃左右。

同样地，在采用硅对准硅化物方法形成栅极侧壁阻挡层时，有时也需要生成高温氧化物层，形成高温氧化物层的方法和上述方法相同。

在按照上述方法形成高温氧化物层时，通常使用硅烷(SiH₄)和一氧化二氮(N₂O)反应，采用低压化学气相沉积(LPCVD)的方法得到。在具体实现时，多个要沉积高温氧化物层的晶圆被放置在晶舟中，比如50片晶圆放置在晶舟中，晶圆的边缘区域和晶舟内表面相接触。在晶舟内通入SiH₄和N₂O进行反应，由于反应速度快，而充分暴露在气体中的晶舟内表面粗糙，导致所放置的晶圆边缘区域接触气体的表面积相对变小，使沉积高温氧化物层的速度变慢，从而在比较短的时间内使晶圆边缘区域形成的高温氧化物层变薄，而晶圆中心区域沉积的高温氧化物层比较厚，导致晶圆沉积得到的高温氧化物层均匀性降低。

在按照现有技术在晶圆上形成高温氧化物层后，采用晶圆验收(WAT，Wafer Accept Test)方法测试电性厚度得知，其均匀性在晶舟最高点为4.70％，最低点为4.90％，中间点为4.50％，均匀性不好，导致最终得到的半导体器件性能降低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种提高晶圆的高温氧化物层均匀性的方法，该方法解决晶圆所沉积的高温氧化物层均匀性不高的问题。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案具体是这样实现的：

一种提高晶圆的高温氧化物层均匀性的方法，包括：

在未放置晶圆的晶舟中持续通入形成高温氧化物层的气体，直到在该晶舟内表面形成厚度大于等于20000埃的高温氧化物层；

将多片晶圆放入该晶舟，淀积高温氧化物层。

所述形成高温氧化物层的气体为硅烷SiH₄和一氧化二氮气体N₂O。

在该方法之前，还包括：

对该晶舟进行清洗。

所述对该晶舟进行清洗采用浓氢氟酸。

所述氢氟酸的的浓度为大于等于40％，持续时间大于等于20分钟。

所述浓氢氟酸的的浓度等于49％，持续时间大于等于30分钟。

所述在该晶舟内表面上形成厚度大于等于20000埃的高温氧化物层的过程为：

采用一次试验，在该试验中，在晶舟中放入一片晶圆沉积高温氧化物层，测量在晶圆上沉积的厚度大于等于20000埃时记录通入形成高温氧化物层的气体剂量及反应时间；

所述在未放置晶圆的晶舟中持续通入形成高温氧化物层的气体时，使用所记录的通入形成高温氧化物层的气体剂量及反应时间在晶舟内表面形成厚度大于等于20000埃的高温氧化物层。