CN108054080A - 一种于衬底上获得热氧化层的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种于衬底上获得热氧化层的方法，应用于炉管热氧化工艺中，提供一第一衬底，于第一衬底上生长ONO结构后，第一衬底的正面包括一第一ONO结构，第一衬底的背面包括一第二ONO结构，其中，刻蚀去除第二ONO结构最外层的氧化层，以暴露位于第二ONO结构中间的第一氮化物层后形成一待反应衬底结构，包括以下步骤：步骤S1、将待反应衬底结构放置于一炉管中；步骤S2、通过控制炉管的反应参数以及通入放应气体，于第一氮化物层上生成一厚度可调节的热氧化层。其技术方案的有益效果在于，通过控制炉管的反应参数将ONO结构反应生成热氧化层，进而可以有效的减少工艺流程，避免了产能的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制备领域，尤其涉及一种于衬底上获得热氧化层的方法。
背景技术
ONO结构(氧化层-氮化层-氧化层，Oxide/Nitride/Oxide)即两层氧化层之间夹杂氮化层。氧化层和氮化硅层分别采用炉管的高温氧化工艺(HTO)和DCS-NH3低压化学气相沉积工艺，两种工艺都属于炉管的低压化学气相沉积工艺，所以会在衬底的正反面都形成ONO结构。
而生长在衬底被背面的ONO结构，实际上是反应过程中形成的副产物，当需要在在衬底的背面生长热氧化层时，现有的做法通常是将衬底背面的ONO结构去除，以暴露衬底的背面，再通过热氧化制成工艺在衬底的背面生长预定厚度的氧化层，去除衬底背面的结构通常采用的湿法刻蚀工艺加上清洗步骤实现，因此在衬底的背面形成热氧化层时存在着工艺步骤较多，导致产能的浪费。
发明内容
针对现有技术中于衬底的背面生成热氧化层存在的上述问题，现提供一种旨在省去对衬底背面的ONO结构进行去除的工艺，以在衬底的背面信形成热氧化层，避免造成产能浪费的于衬底上获得热氧化层的方法
具体技术方案如下：
一种于衬底上获得热氧化层的方法，应用于炉管热氧化工艺中，提供一第一衬底，于所述第一衬底上生长ONO结构后，所述第一衬底的正面包括一第一ONO结构，所述第一衬底的背面包括一第二ONO结构，其中，刻蚀去除所述第二ONO结构最外层的氧化层，以暴露位于所述第二ONO结构中间的第一氮化物层后形成一待反应衬底结构，包括以下步骤：
步骤S1、将所述待反应衬底结构放置于一炉管中；
步骤S2、通过控制所述炉管的反应参数以及通入放应气体，于所述第一氮化物层上生成一厚度可调节的热氧化层。
优选的，所述炉管中设置有晶舟，所述待反应衬底结构按批次放入所述晶舟的装载区内，通过炉管热氧化工艺对所述待反应衬底结构进行反应。
优选的，相邻批次的所述待反应衬底结构之间设置有一阻挡片。
优选的，所述阻挡片包括一第二衬底，所述第二衬底于背向所述第二ONO结构的一面生长有一层第二氮化物层。
优选的，所述第二氮化物层与所述第一氮化物层的材质相同。
优选的，所述第二氮化物为氮化硅。
优选的，所述第一氮化物层的厚度与所述第二氮化物层的厚度相等。
优选的，通过湿法刻蚀工艺对所述第一ONO结构进行刻蚀的同时，将所述第二ONO结构中最外层的所述氧化物层去除。
优选的，通入的所述反应气体包括氧气以及氢气。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：在衬底的背面形成ONO结构之后，可在不去除ONO结构的前提下，通过控制炉管的反应参数将ONO结构反应生成热氧化层，进而可以有效的减少工艺流程，避免了产能的浪费。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明一种于衬底上获得热氧化层的方法的实施例的流程图；
图2为本发明一种于衬底上获得热氧化层的方法的实施例中，关于炉管中放置阻挡片及待反应衬底结构的结构示意图。。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明的技术方案中包括一种于衬底上获得热氧化层的方法。
一种于衬底上获得热氧化层的方法的实施例，应用于炉管热氧化工艺中，提供一第一衬底，于第一衬底上生长ONO结构后，第一衬底的正面包括一第一ONO结构，第一衬底的背面包括一第二ONO结构，包括，刻蚀去除第二ONO结构最外层的氧化层，以暴露位于第二ONO结构中间的第一氮化物层后形成一待反应衬底结构，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1、将待反应衬底结构放置于一炉管中；
步骤S2、通过控制炉管的反应参数以及通入放应气体，于第一氮化物层上生成一厚度可调节的热氧化层。
针对现有技术中，在衬底上生成ONO结构之后，在衬底的背面形成热氧化层时，首先需要通过刻蚀工艺以完整去除衬底背面的ONO结构，然对暴露的衬底通入相关气体以及提供相应的反应温度，以在衬底的背面生长一层热氧化层，通常为二氧化硅层。
本发明中，在衬底的背面形成ONO结构之后，可跳过现有技术中的对衬底背面的ONO结构进行刻蚀完整去除，而直接在ONO结构中暴露的氮化物层上反应以生成热氧化层，上述技术方案可以省去对ONO结构的去除过程，提高了制程效率，同时避免了产能的浪费，其中产能的浪费包括化学清洗液以及相关刻蚀工艺造成的浪费等。
在一种较优的实施方式中，如图2所示，炉管1中设置有晶舟(图中未示出)，待反应衬底结构2按批次放入晶舟的装载区内，通过炉管热氧化工艺对待反应衬底结构2进行反应。
上述技术方案中，炉管中还包括加热设备，以及通入反应气体的管道，通过控制加热设备的反应温度以及通入的反应气体对放置于晶舟中的待反应以在第一氮化物层上形成厚度可调节的热氧化层。
在一种较优的实施方式中，相邻批次的待反应衬底结构2之间设置有一阻挡片3。
在一种较优的实施方式中，阻挡片3包括一第二衬底，第二衬底于背向第二ONO结构的一面生长有一层第二氮化物层。
上述技术方案中，阻挡片3的作用主要是起到每一批的待反应衬底结构2在晶舟中保持相同的加热环境，避免相邻批次之间的待反应衬底之间的热辐射进而出现热氧化层厚度出现偏移的缺陷；
在一种较优的实施方式中，第一氮化物层的厚度与第二氮化物层的厚度相等。
上述技术方案中，通过将在阻挡片3的第二衬底上同时生长一层第二氮化物层，同时保证第一氮化物层的厚度与第二氮化物层的厚度相等，其主要的作用是控制阻挡片与待反应衬底结构2形成相近的热环境。
在一种较优的实施方式中，第二氮化物层与第一氮化物层的材质相同。
在一种较优的实施方式中，第二氮化物为氮化硅。
在一种较优的实施方式中，第一氮化物为氧化硅。
在一种较优的实施方式中，通过湿法刻蚀工艺对第一ONO结构进行刻蚀的同时，将第二ONO结构中最外层的氧化物层去除。
上述技术方案中，通常在衬底的正面，会根据工艺的需求，对衬底正面的第一ONO结构进行刻蚀，而在对第一ONO结构进行湿法刻蚀时，刻蚀溶液会对衬底背面的第二ONO结构的最外层的氧化物层去除，因此在完成对第一ONO结构的刻蚀之后，第二ONO结构的位于中间的层的第一氮化物层就暴露了，通过通入氧气和氢气在炉管中反应生成水，然后将水与第一氮化物层进行反应生长形成热氧化层。
其中对生成的热氧化层的厚度进行调节，可通过先测试阻挡片，参考在阻挡片上生成的热样化层的厚度，可通控制炉管内的反应时间实现厚度调节(热氧化层的生长速度在30A/S，具体生长速度可调节)，反应时间长则厚度相应的增厚，反应时间短则厚度相应的减少。
上述技术方案中，在衬底的背面形成ONO结构之后，可在不去除ONO结构的前提下，通过控制炉管的反应参数将ONO结构反应生成热氧化层，进而可以有效的减少工艺流程，避免了产能的浪费。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种于衬底上获得热氧化层的方法，应用于炉管热氧化工艺中，提供一第一衬底，于所述第一衬底上生长ONO结构后，所述第一衬底的正面包括一第一ONO结构，所述第一衬底的背面包括一第二ONO结构，其特征在于，刻蚀去除所述第二ONO结构最外层的氧化层，以暴露位于所述第二ONO结构中间的第一氮化物层后形成一待反应衬底结构，包括以下步骤：
步骤S1、将所述待反应衬底结构放置于一炉管中；
步骤S2、通过控制所述炉管的反应参数以及通入放应气体，于所述第一氮化物层上生成一厚度可调节的热氧化层。
2.根据权利要求1所述的于衬底上获得热氧化层的方法，其特征在于，所述炉管中设置有晶舟，所述待反应衬底结构按批次放入所述晶舟的装载区内，通过炉管热氧化工艺对所述待反应衬底结构进行反应。
3.根据权利要求1所述的于衬底上获得热氧化层的方法，其特征在于，相邻批次的所述待反应衬底结构之间设置有一阻挡片。
4.根据权利要求1所述的于衬底上获得热氧化层的方法，其特征在于，所述阻挡片包括一第二衬底，所述第二衬底于背向所述第二ONO结构的一面生长有一层第二氮化物层。
5.根据权利要求4所述的于衬底上获得热氧化层的方法，其特征在于，所述第二氮化物层与所述第一氮化物层的材质相同。
6.根据权利要求4所述的于衬底上获得热氧化层的方法，其特征在于，所述第二氮化物为氮化硅。
7.根据权利要求4所述的于衬底上获得热氧化层的方法，其特征在于，所述第一氮化物层的厚度与所述第二氮化物层的厚度相等。
8.根据权利要求1所述的于衬底上获得热氧化层的方法，其特征在于，通过湿法刻蚀工艺对所述第一ONO结构进行刻蚀的同时，将所述第二ONO结构中最外层的所述氧化物层去除。
9.根据权利要求1所述的于衬底上获得热氧化层的方法，其特征在于，通入的所述反应气体包括氧气以及氢气。
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