[发明专利]整合不同厚度的栅介质层的制造方法

权利要求书

1.一种整合不同厚度的栅介质层的制造方法，其特征在于：在半导体衬底上包括多种工作电压的半导体器件对应的形成区域，不同厚度的栅介质层对应于不同工作电压的所述半导体器件，所述半导体器件的工作电压越低，对应的所述栅介质层的厚度越低；厚度最薄的所述栅介质层之外的各种厚度对应的所述栅介质层分别采用如下步骤形成：

步骤一、在所述半导体衬底的顶部表面形成第一掩膜层；

步骤二、将所需厚度的所述栅介质层对应的所述半导体器件的形成区域打开并将打开区域的所述第一掩膜层去除形成第一开口；

步骤三、对所述第一开口底部的所述半导体衬底进行刻蚀形成第二凹槽，所述第二凹槽的深度根据所需要的形成的所述栅介质层的厚度确定；

步骤四、形成所述栅介质层对应的第二材料层将所述第二凹槽和所述第一开口填满；

步骤五、对所述第二材料层进行回刻，通过回刻控制所述第二材料层的顶部表面高度并最后使所述第二材料层的顶部表面高度和所述半导体衬底的顶部表面高度相平，由回刻后的所述第二材料层作为所述栅介质层的组成部分；

步骤六、去除所述第一掩膜层；

采用上述步骤一至步骤六完成各种厚度的所述栅介质层后，使不同厚度的所述栅介质层顶部表面的台阶高度减小或消除。

2.如权利要求1所述的整合不同厚度的栅介质层的制造方法，其特征在于：厚度最薄的所述栅介质层在所述半导体衬底表面全面形成。

3.如权利要求2所述的整合不同厚度的栅介质层的制造方法，其特征在于：厚度最薄的所述栅介质层在厚度最薄的所述栅介质层之外的各种厚度对应的所述栅介质层形成之前形成；厚度最薄的所述栅介质层在厚度最薄的所述栅介质层之外的各种厚度对应的所述栅介质层都形成之后形成。

4.如权利要求1所述的整合不同厚度的栅介质层的制造方法，其特征在于：所述半导体衬底包括硅衬底。

5.如权利要求4所述的整合不同厚度的栅介质层的制造方法，其特征在于：在形成各所述栅介质层之前，在所述半导体衬底上形成有浅沟槽隔离结构和各种工作电压的所述半导体器件对应的阱区。

6.如权利要求4或5所述的整合不同厚度的栅介质层的制造方法，其特征在于：所述第一掩膜层由第三氮化硅层组成；在所述第一掩膜层底部还形成有第四氧化硅层。

7.如权利要求4或5所述的整合不同厚度的栅介质层的制造方法，其特征在于：所述栅介质层对应的所述第二材料层为氧化硅层。

8.如权利要求7所述的整合不同厚度的栅介质层的制造方法，其特征在于：步骤四中，形成所述第二材料层的分步骤包括：

采用扩散热氧化工艺形成第五氧化硅层，所述第五氧化硅层的顶部表面位于所述半导体衬底的顶部表面和所述第一掩膜层的顶部表面之间的所述第一开口中；

采用全面淀积工艺形成第六氧化硅层，所述第六氧化硅层同时在所述第五氧化硅层和所述第一掩膜层表面生长，所述第六氧化硅层将所述第五氧化硅层顶部的所述第一开口剩余区域完全填充且所述第六氧化硅层的顶部表面高于所述第一掩膜层的顶部表面；

采用化学机械研磨工艺将所述第一掩膜层的顶部表面之上的所述第六氧化硅层都去除且所述第一开口中的所述第六氧化硅层的顶部表面和所述第一掩膜层的顶部表面相平，由化学机械研磨工艺后的所述第五氧化硅层和所述第六氧化硅层叠加形成所述第二材料层。

9.如权利要求6所述的整合不同厚度的栅介质层的制造方法，其特征在于：步骤六中采用湿法刻蚀工艺去除所述第一掩膜层。

10.如权利要求9所述的整合不同厚度的栅介质层的制造方法，其特征在于：去除所述第一掩膜层的所述第三氮化硅层的湿法刻蚀工艺的刻蚀液采用磷酸。