[发明专利]一种栅极退火及侧墙形成方法

说明书

本发明公开了一种栅极退火及侧墙形成方法，通过对预先进行刻蚀形成了栅极的栅极器件，在升温处理阶段进行第一氧化处理，在栅极器件的栅极表面生成第一厚度的栅极侧墙；其次，在升温至预设的退火温度时，对具有第一厚度的栅极侧墙的栅极器件同时进行第二氧化处理和第一热退火处理，以使栅极侧墙由第一厚度增加至第二厚度；最后，对具有第二厚度的栅极侧墙的栅极器件在氮气气氛下进行第二热退火处理。通过该方法可以实现同时进行栅极侧墙的氧化和退火，可减少工艺流程，降低工艺风险，提高生产效率，还可以有效避免多晶硅表面生成氮化物，致使光刻曝光时自对准偏差及刻蚀不净的问题。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种栅极退火及侧墙形成方法。

背景技术

功率半导体器件主要应用于计算机、通行、消费电子、汽车电子等，具有高电压、大电流的特点；多晶硅栅作为新型功率半导体器件制造流程中最重要的工艺之一，其多晶硅退火及侧墙氧化保护的效果直接影响到栅极的完整性。

现有技术中，对于功率半导体器件，目前较多采用的是多晶硅淀积完直接氮气退火，然后栅极光刻和刻蚀完再进行侧墙氧化。因多晶硅在高温的氮气氛围中容易被氮化而产生氮化物，导致栅极光刻时出现自对准偏差，以及栅极刻蚀存在刻蚀不净的现象，造成栅短路。另外，还会使后续的侧墙氧化存在氧化不均匀的情况，进而影响栅极性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有技术中因多晶硅被氮化而在栅极光刻时出现自对准偏差、刻蚀不净及侧墙氧化不均匀的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种栅极退火及侧墙形成方法，其包括：

对栅极器件进行升温处理以使该栅极器件升温至预设的退火温度，并对升温处理过程中的栅极器件的栅极表面进行第一氧化处理，以生成第一厚度的栅极侧墙；

对具有第一厚度的栅极侧墙的栅极器件同时进行第二氧化处理和第一热退火处理，以使所述栅极侧墙由所述第一厚度增加至第二厚度；

对具有第二厚度的栅极侧墙的栅极器件在氮气气氛下进行第二热退火处理。

优选的，对升温处理过程中的栅极器件的栅极表面进行第一氧化处理，包括：以5至10升/分钟的流量速度向升温处理过程中的栅极器件的栅极表面通入氧气。

优选的，对具有第一厚度的栅极侧墙的栅极器件进行第二氧化处理，包括：以5至10升/分钟的流量速度向所述具有第一厚度的栅极侧墙的栅极器件通入氧气。

优选的，对具有第二厚度的栅极侧墙的栅极器件在氮气气氛下进行第二热退火处理，包括：以5至10升/分钟的流量速度向所述具有第二厚度的栅极侧墙的栅极器件通入氮气。

优选的，对栅极器件进行升温处理，包括：以5至10℃/分钟的速率使所述栅极器件由初始温度升至所述退火温度。

优选的，所述退火温度的范围满足大于或者等于900℃且小于或者等于1000℃。

优选的，所述第一厚度的范围满足大于或者等于15纳米且小于或者等于25纳米。

优选的，所述第二厚度的范围满足大于或者等于25纳米且小于或者等于35纳米。

优选的，所述方法还包括：对具有第二厚度的栅极侧墙的栅极器件进行降温处理。

优选的，对具有第二厚度的栅极侧墙的栅极器件进行降温处理，包括：以大于5℃/分钟的速率将所述具有第二厚度的栅极侧墙的栅极器件降温至室温。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：