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DE10207122A1 - Ein Verfahren zur Herstellung von Schichten aus Oxid auf einer Oberfläche eines Substrats - Google Patents

Ein Verfahren zur Herstellung von Schichten aus Oxid auf einer Oberfläche eines Substrats

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DE10207122A1
DE10207122A1 DE10207122A DE10207122A DE10207122A1 DE 10207122 A1 DE10207122 A1 DE 10207122A1 DE 10207122 A DE10207122 A DE 10207122A DE 10207122 A DE10207122 A DE 10207122A DE 10207122 A1 DE10207122 A1 DE 10207122A1
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oxide
nitrogen
layer
thickness
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DE10207122A
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English (en)
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DE10207122B4 (de
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Karsten Wieczorek
Falk Graetsch
Stephan Kruegel
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GlobalFoundries Inc
Original Assignee
Advanced Micro Devices Inc
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Publication date
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Abstract

Ein Verfahren zur Bildung von Oxidschichten mit unterschiedlicher Dicke auf einem Substrat ist offenbart, wobei die Oxidschichten vorzugsweise als Gateisolierschichten von Feldeffekttransistoren dienen. Das Verfahren erlaubt, sehr dünne hochqualitative Oxidschichten mit einer im Vergleich zu dem konventionellen Herstellungsverfahren reduzierten Anzahl an Maskierungsschritten zu bilden, wobei der Dickenunterschied in einem Bereich von einigen Zehnteln eines Nanometers gehalten werden kann. Das Verfahren vermeidet im Wesentlichen Hochtemperaturoxidationsschritte und ist ferner verträglich mit den meisten chemischen Dampfabscheidetechniken, die zur Dielektrikumsabscheidung für Gateanschlüsse in modernen Halbleiterelementen angewendet werden.

Description

    GEBIET DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Herstellung integrierter Schaltungen und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Bildung von Oxidschichten auf der Oberfläche eines Substrats während der Herstellung der Halbleiteelemente.
  • BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
  • Während des Herstellungsvorganges integrierter Schaltungen werden diverse Oxidschichten unterschiedlicher Dicke auf der Oberfläche eines Substrats (z. B. eines Siliziumsubstrats) in diversen Herstellungsstadien für eine Vielzahl unterschiedlicher Zwecke gebildet.
  • Beispielsweise sind relativ dicke Oxidschichten für die meisten Einsatzzwecke zur elektrischen Isolation erforderlich. In Metall-Oxid-Silizium-(MOS)Elementen muss jedoch das Gateoxid, das das Gate von dem Source, dem Drain und dem Kanal isoliert, so dünn wie möglich sein, damit das an das Gate angelegte elektrische Potenzial in effizienter Weise die Ladungsträger in dem Substrat beeinflusst, um damit den Kanal auszubilden.
  • Die ständig steigende Miniaturisierung während der vergangenen Jahre von Elementen, die auf einem Substrat herstellbar sind, hat die Verwirklichung von MOS-Elementen (einschließlich CMOS-Elementen, PMOS-Elementen und NMOS-Elementen und dergleichen) erforderlich gemacht, die sich durch Gateoxidschichten im Bereich von lediglich einigen Nanometern auszeichnen.
  • Dies liegt im Wesentlichen an der Tatsache, dass wenn die Abmessungen der MOS- Elemente abnehmen, die Kanallänge sich den Abmessungen der Breite der Verarmungsgebiete der Source- und Drainübergänge annähert. Folglich ist ein gewisser Bereich des Kanalgebiets teilweise verarmt, ohne dass eine Einwirkung der Gatespannung vorliegt. Um diesen Effekt zu kompensieren, ist ein Gateoxid mit reduzierter Dicke erforderlich.
  • Angesichts dieser Sachlage wurden in der Vergangenheit zahlreiche Anstrengungen unternommen, um äußerst dünne Gateoxidschichten zu realisieren, die sich durch eine geringe Defektrate, d. h. einer minimalen Anzahl an Dotierstoffen und minimalen Kristallschäden in der Gateoxidschicht auszeichnen.
  • Neben der Dringlichkeit der Realisierung von Gateoxiden mit ständig abnehmender Dicke gibt es ferner jedoch einen wachsenden Bedarf, Schaltungen oder Bauteile auf einem einzelnen Chip zu integrieren, die mit unterschiedlichen Versorgungsspannungen betrieben werden. In der Tat müssen zur Erhaltung eines sehr hohen Grades an Integration Bauteile, die unterschiedliche Funktionen ausführen, auf dem gleichen Chip integriert werden. Da folglich für eine gegebene Versorgungsspannung, mit der ein MOS- Element betrieben wird, der Drainstrom umgekehrt proportional zu der Dicke des Gateoxids ist, können MOS-Elemente, die sich durch unterschiedliche Gateoxiddicken auszeichnen, gebildet werden, um den sehr unterschiedlichen Anforderungen für eine komplexe Schaltung gerecht zu werden. Ferner erfordern die meisten modernen integrierten Bauelemente, die sehr komplexe Operationen ausführen, eine Verwirklichung von CMOS-Elementen, die sich durch ein sogenanntes Doppelgateoxid auszeichnen, und zwar sind dies CMOS-Elemente, wobei die Gateoxide in dem P-Kanal- und dem N- Kanalelement eine unterschiedliche Dicke aufweisen.
  • Typischerweise müssen die Dickenunterschiede in derartigen Doppelgateoxid- Elementen im Wesentlichen im Bereich von wenigen Zehntel eines Nanometers gehalten werden. Folglich ist die Herstellung von Doppelgateoxiden eine wesentliche Herausforderung bei der Herstellung integrierter Bauteile geworden. Es wäre daher äußerst wünschenswert, ein Verfahren zur zuverlässigen Bildung von Doppelgateoxiden bereitzustellen, wobei äußerst kleine Dickenunterschiede möglich sind.
  • Im Folgenden wird mit Bezug zu den Fig. 1a bis 1d und 2a bis 2e eine Beschreibung zweier herkömmlich verwendeter konventioneller Verfahren zur Herstellung von Doppelgateoxiden angeführt.
  • In den Fig. 1a bis 1d, bezeichnet das Referenzzeichen 1 ein Substrat, z. B. eine Siliziumscheibe, auf dem zwei Oxidschichten mit unterschiedlicher Dicke an Bereichen 2 und 3 der oberen Oberfläche jeweils auszubilden sind. Entsprechend den in den Fig. 1a bis 1d dargestellten konventionellen Verfahren soll der Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht (in dem vorliegenden Falle der Bereich 3) vorgesehen ist, zunächst mit einer Schicht 6 aus Fotolack maskiert werden, und es werden Ionen mit hoher Dosis und Energie in den Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht (in dem vorliegenden Falle der Bereich 3) vorgesehen ist, implantiert, um eine deutliche Schädigung in diesem Bereich zu erzeugen (siehe Fig. 1b). Anschließend wird in einem Folgeschritt, wie dies in Fig. 1c dargestellt ist, die Fotolackschicht 6 entfernt. Schließlich wird das Substrat 1 einem konventionellen Gateoxidierungsvorgang unterzogen. Aufgrund der durch die in den Bereich 3 implantierten Ionen erzeugte Gitterschaden ist die Diffusion von Sauerstoff in dem Bereich 3 verstärkt und als Folge davon, wie in Fig. 1d dargestellt ist, wächst eine dicke Oxidschicht auf dem Bereich 3 der Oberfläche des Substrats 1.
  • Das konventionelle Verfahren, das zuvor beschrieben ist, zeigt den Vorteil, dass ein einzelner Maskierungsschritt ausreichend ist. Dieses Verfahren erfordert jedoch einen Hochtemperaturoxidationsprozess und ist daher nicht verträglich mit alternativen Lösungsansätzen für das Erzeugen eines ultradünnen Gatedielektrikums. Tatsächlich ist anzumerken, dass Hochtemperaturoxidationsvorgänge das Dichteprofil von in das Substrat implantierten Ionen modifizieren und daher das elektrische Verhalten des fertiggestellten Bauteils beeinflussen. Schließlich besitzt das in den Fig. 1a bis 1d beschriebene bekannte Verfahren den Nachteil, dass die dicke Oxidschicht zu vorzeitigen Fehlfunktionen neigt, wodurch eine verringerte Zuverlässigkeit des fertigen Bauelements folgt.
  • Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Herstellung eines Doppelgateoxids wird im Folgenden mit Bezug zu den Fig. 2a bis 2e beschreiben.
  • Wie im Falle des zuvor beschriebenen bekannten Verfahrens ist in den Fig. 2a bis 2e ein Substrat 1 mit Bereichen 2 und 3 an dessen oberer Oberfläche dargestellt. In einem ersten Schritt wird eine dicke Schicht 5 aus Oxid auf beiden Bereichen 2 und 3 gebildet, wie dies in Fig. 2b dargestellt ist; zu diesem Zwecke kann ein gemeinsamer Prozess, z. B. ein thermischer Oxidationsprozess, ausgeführt werden.
  • Anschließen wird, wie in Fig. 2c dargestellt ist, der Bereich 2 der Oberfläche des Substrats, der für die dickere Oxidschicht vorgesehen ist, beispielsweise unter Anwendung eines maskierenden Fotolacks 6 maskiert.
  • In einem weiteren Schritt, wie in Fig. 2d dargestellt ist, wird die Oxidschicht 5 von dem Bereich 3 der Oberfläche des Substrats 1, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, entfernt. Dazu wird das Substrat einem Nassätz- oder einem Trockenätzvorgang unterzogen. Die Fotolackschicht 6 wird anschließend entfernt und ein zweites Gateoxid wird durch einen konventionellen thermischen Prozess an beiden Oberflächenbereichen 2 und 3 aufgewachsen. Als Folge davon wird eine endgültige Oxidschicht 3' auf dem Bereich 3 zusammen mit einer endgültigen Oxidschicht 5' auf dem Bereich 2 erhalten. Die Dicke der endgültigen Schicht 5' weicht signifikant von der Dicke der Anfangsschicht 5 ab, und die endgültigen Schichten 3' und 5' zeichnen sich durch den vordefinierten gewünschten Dickenunterschied aus.
  • Das zuvor beschriebene bekannte Verfahren besitzt den Nachteil, dass die beiden Oxidschichten 5' und 3' Dicken aufweisen, die sich um mehr als 30 Angström unterscheiden. Dieser große Dickenunterschied erschwert es, dass das fertige Bauteil die gewünschten elektrischen Leistungsmerkmale zeigt.
  • Angesichts der oben erläuterten Problematik wäre es wünschenswert, ein verbessertes Verfahren zur Bildung von Doppelgateoxiden zu haben, wobei ein oder mehrere der Nachteile im Stand der Technik vermieden werden oder zumindest teilweise reduziert werden.
  • ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
  • Im Allgemeinen richtet sich die vorliegende Erfindung an diverse Verfahren zur Bildung von Oxidschichten mit unterschiedlicher Dicke, wobei die Anzahl der Maskierungsschritte reduziert werden kann und/oder Hochtemperaturprozesse im Wesentlichen vermieden werden.
  • Dazu bezieht sich gemäß einer ersten Ausführungsform die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Bildung zumindest einer ersten Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und einer zweiten Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats. Das Verfahren umfasst das Ausbilden zumindest einer Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer Anfangsdicke, die größer als die ersten und zweiten vordefinierten Dicken sind, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats. Ferner umfasst das Verfahren das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats auf die entsprechende erste vordefinierte Dicke. Zusätzlich umfasst das Verfahren das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats auf die entsprechende zweite vordefinierte unterschiedliche Dicke.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bildung zumindest einer ersten Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats. Insbesondere umfasst das Verfahren das thermische Wachsen zumindest einer Anfangsschicht aus Oxid mit einer Anfangsdicke, die größer als die ersten und zweiten vordefinierten Dicken sind, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats. Des Weiteren wird die Anfangsschicht aus Oxid in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre ausgeheizt, um eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden. Ferner umfasst das Verfahren das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats auf die entsprechende erste vordefinierte Dicke, und das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats auf die entsprechende zweite vordefinierte unterschiedliche Dicke.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bildung zumindest einer ersten Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats. Das Verfahren umfasst das thermische Wachsen zumindest einer Oxidschicht in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um zumindest eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer Anfangsdicke, die größer als die erste und die zweite vordefinierte Dicke ist, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats auf die entsprechende erste vordefinierte Dicke, und das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats auf die entsprechende zweite vordefinierte unterschiedliche Dicke.
  • Gemäß einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bildung zumindest einer ersten Oxidschicht mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Oxidschicht mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, wobei das Verfahren umfasst: Bilden zumindest einer Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer Anfangsdicke, die die erste und die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, und Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine erste Zwischendicke, die kleiner als die entsprechende erste vordefinierte Dicke ist. Ferner umfasst das Verfahren das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine zweite Zwischendicke, die sich von der ersten Zwischendicke unterscheidet und kleiner als die entsprechende zweite vordefinierte Dicke ist. Ferner wird eine Oxidschicht zu den zumindest zwei Schichten aus stickstoffenthaltendem Oxid hinzugefügt, um zumindest zwei Schichten aus Oxid mit vordefinierter unterschiedlicher Dicke zu erhalten.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bildung zumindest einer ersten Schicht aus Oxid mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Schicht aus Oxid mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, wobei das Verfahren umfasst: thermisches Wachsen zumindest einer Anfangsschicht aus Oxid mit einer Anfangsdicke, die größer als die erste und die zweite vordefinierte Dicke ist, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, und Ausheizen der Anfangsschicht aus Oxid in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden. Ferner umfasst das Verfahren das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine erste Zwischendicke, die kleiner als die entsprechende erste vordefinierte Dicke ist, und das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine zweite Zwischendicke, die sich von der ersten Zwischendicke unterscheidet und kleiner als die entsprechende zweite vordefinierte Dicke ist.
  • Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform wird ein Verfahren bereit gestellt zum Bilden zumindest einer ersten Oxidschicht mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Oxidschicht mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, wobei das Verfahren umfasst: thermisches Wachsen zumindest einer Oxidschicht in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um zumindest eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer Anfangsdicke, die die erste und zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden, und das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine erste Zwischendicke, die kleiner als die entsprechende erste vordefinierte Dicke ist. Ferner umfasst das Verfahren das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine zweite Zwischendicke, die sich von der ersten Zwischendicke unterscheidet und die kleiner als die entsprechende zweite vordefinierte Dicke ist, und das thermische Wachsen einer Oxidschicht auf dem zumindest zwei Schichten aus stickstoffenthaltendem Oxid, um zumindest zwei Oxidschichten mit vordefinierter unterschiedlicher Dicke zu erhalten.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereit gestellt zum Bilden zumindest einer ersten Oxidschicht mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Oxidschicht mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, wobei das Verfahren umfasst: thermisches Wachsen zumindest einer Anfangsschicht aus Oxid mit einer Anfangsdicke, die die erste und die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, und Ausheizen der Anfangsschicht aus Oxid in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden. Ferner umfasst das Verfahren das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine erste Zwischendicke, die kleiner als die entsprechende erste vordefinierte Dicke ist, und das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine zweite Zwischendicke, die sich von der ersten Zwischendicke unterscheidet und die kleiner als die entsprechende zweite vordefinierte Dicke ist. Schließlich wird eine Oxidschicht auf den zumindest zwei Schichten aus stickstoffenthaltendem Oxid mittels chemischer Dampfabscheidung abgeschieden, um zumindest zwei Oxidschichten mit vordefinierter unterschiedlicher Dicke zu erhalten.
  • Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bildung zumindest einer ersten Oxidschicht mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Oxidschicht mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, wobei das Verfahren umfasst: thermisches Wachsen zumindest einer Oxidschicht in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um zumindest eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer Anfangsdicke, die die erste und die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden, und Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine erste Zwischendicke, die kleiner als die entsprechende erste vordefinierte Dicke ist. Ferner umfasst das Verfahren das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine zweite Zwischendicke, die sich von der ersten Zwischendicke unterscheidet und die kleiner als die entsprechende zweite vordefinierte Dicke ist. Des Weiteren wird eine Oxidschicht auf den zumindest zwei Schichten aus stickstoffenthaltendem Oxid mittels chemischer Dampfabscheidung abgelagert, um zumindest zwei Oxidschichten mit vordefinierter unterschiedlicher Dicke zu erhalten.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bildung zumindest einer ersten Oxidschicht mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Oxidschicht mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, wobei das Verfahren umfasst: thermisches Wachsen zumindest einer Anfangsschicht aus Oxid mit einer Anfangsdicke, die die erste und die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweitem Bereich der Oberfläche des Substrats, und Ausheizen der Anfangsschicht aus Oxid in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden. Des Weiteren wird die Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid von dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, entfernt und die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid wird auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, auf eine Dicke gedünnt, die kleiner als die entsprechende vordefinierte Dicke ist. Ferner umfasst das Verfahren das thermische Wachsen einer Oxidschicht auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, um zumindest zwei Oxidschichten mit vordefinierter unterschiedlicher Dicke zu erhalten.
  • In einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereit gestellt zum Bilden zumindest einer ersten Oxidschicht mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Oxidschicht mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, wobei das Verfahren umfasst: thermisches Wachsen zumindest einer Oxidschicht in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um zumindest eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer Anfangsdicke, die die erste und die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden. Des Weiteren wird die Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid von dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, entfernt und die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid wird gedünnt auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, auf eine Dicke, die kleiner als die entsprechende vordefinierte Dicke ist. Des Weiteren wird eine Oxidschicht thermisch auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats gewachsen, um zumindest zwei Oxidschichten mit vordefinierter unterschiedlicher Dicke zu erhalten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bildung zumindest einer ersten Oxidschicht mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Oxidschicht mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, wobei das Verfahren umfasst: thermisches Wachsen zumindest einer Anfangsschicht aus Oxid mit einer Anfangsdicke, die die erste und die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, und Ausheizen der Anfangsschicht aus Oxid in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden. Des Weiteren wird die Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid von dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, entfernt und die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid wird gedünnt auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, auf eine Dicke, die kleiner als die entsprechende vordefinierte Dicke ist. Zusätzlich wird eine Oxidschicht auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats abgeschieden, um zumindest zwei Oxidschichten mit vordefinierter unterschiedlicher Dicke zu erhalten.
  • In einer noch weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bildung zumindest einer ersten Oxidschicht mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Oxidschicht mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, wobei das Verfahren umfasst: thermisches Wachsen zumindest einer Oxidschicht in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um zumindest eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer Anfangsdicke, die die erste und die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden. Des Weiteren wird die Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid von dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, entfernt und die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid wird gedünnt auf den zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, auf eine Dicke, die kleiner als die entsprechende vordefinierte Dicke ist. Des Weiteren wird eine Oxidschicht auf den zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats abgeschieden, um zumindest zwei Oxidschichten mit vordefinierter unterschiedlicher Dicke zu erhalten.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Vorteile, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert und gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert wird, in denen identische oder entsprechende Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Insbesondere zeigen die Zeichnungen:
  • Fig. 1a bis 1d einen typischen Prozessablauf eines ersten bekannten Verfahrens zur Bildung von Doppelgateoxiden;
  • Fig. 2a bis 2e einen weiteren Prozessablauf eines zweiten bekannten Verfahrens zur Bildung von Doppelgateoxiden;
  • Fig. 3a bis 3g einen Prozessablauf eines Verfahrens zur Bildung von Oxidschichten auf der Oberfläche eines Substrats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 4a bis 4g einen weiteren Prozessablauf eines Verfahrens zur Herstellung von Oxidschichten auf der Oberfläche eines Substrats gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform;
  • Fig. 5a bis 5f einen Prozessablauf für ein Verfahren zur Herstellung von Oxidschichten auf der Oberfläche eines Substrats gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • Fig. 6 schematisch ein fertiges CMOS-Bauteil, wobei die Gateoxidschichten entsprechend einer der anschaulichen Ausführungsformen hergestellt sind.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist, die in der folgenden detaillierten Beschreibung sowie in den Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein, dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen offenbarten anschaulichen Ausführungsformen einzuschränken, sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen vielmehr die diversen Aspekte der vorliegenden Erfindung, deren Schutzbereich durch die angefügten Patentansprüche definiert ist, beispielhaft dar.
  • Die Verfahren zur Herstellung von Oxidschichten auf einem Substrat, die hierin offenbart sind, haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn diese zur Bildung von Doppelgateoxiden von CMOS-Transistoren angewendet werden. Daher werden Beispiele im Folgenden angeführt, in denen entsprechende Ausführungsformen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zur Herstellung des Doppelgateoxids eines CMOS-Transistors ausgenutzt werden. Es ist jedoch anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Bildung von Doppelgateoxiden von CMOS-Transistoren beschränkt ist, sondern dass diese in einer beliebigen anderen Sachlage, in der die Bildung von Oxidschichten mit unterschiedlicher Dicke auf einem Substrat erforderlich ist, anwendbar sind. Ferner ist es selbstverständlich, dass erfindungsgemäß nicht nur eine einzelne Doppeloxidschicht für einen einzelnen CMOS-Transistor gebildet werden kann, sondern dass diverse Doppelgateoxide für entsprechende CMOS-Transistoren hergestellt werden können.
  • In den Fig. 3a bis 3g, 4a bis 4g und 5a bis 5f bezeichnet Bezugszeichen 1 einen beliebigen Abschnitt eines Substrats, beispielsweise einer Siliziumscheibe, auf der ein CMOS- Transistor hergestellt wird. Die obere Oberfläche dieses beliebigen Abschnitts ist in zwei Bereiche 2 und 3 mittels Isolationsstrukturen 4 unterteilt, die zuvor gemäß dem Fachmann vertrauten Prozesse hergestellt worden sind. In dem in den Fig. 3 bis 5 dargestellten speziellen Fall wird angenommen, dass flache Grabenisolations-(STI)Strukturen gebildet worden sind. Es können jedoch andere Isolationsstrukturen, z. B. LOCOS- Strukturen (lokale Oxidation von Silizium) anstelle der STI-Strukturen hergestellt werden. Unabhängig von dem Herstellungsverfahren enthalten die Isolationsstrukturen 4 im Wesentlichen ein isolierendes Material, etwa Siliziumoxid.
  • Ferner bezeichnen in den Figuren die Bezugszeichen 6 und 8 die entsprechenden Schichten eines maskenbildenden Fotolacks, während das Bezugszeichen 5 sich auf eine Anfangsschicht bezieht, die auf beiden Bereichen 2 und 3 gebildet ist.
  • In den Fig. 3d bis 3f, 4d bis 4g und 5f bezeichnen die Bezugszeichen 7 und 9 die endgültigen Schichten, die jeweils auf den Bereichen 3 und 2 des Substrats gebildet sind.
  • In den Fig. 4d bis 4f und 5e betreffen die Bezugszeichen 7' und 9' Zwischenschichten, die jeweils auf den Bereichen 3 und 2 gebildet sind.
  • Im Folgenden werden anschauliche Ausführungsformen von Prozessabläufen zur Herstellung der in den Figuren dargestellten Elemente beschrieben.
  • In den Fig. 3a bis 3g wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Anfangsschicht 5 aus beispielsweise stickstoffenthaltendem Oxid an beiden Oberflächenbereichen 2 und 3 (Fig. 3b) gebildet. Die Anfangsschicht 5 kann hergestellt werden, indem zunächst eine Anfangsoxidschicht aufgewachsen wird und die Anfangsschicht aus Oxid in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre - die beispielsweise Ammoniak (NH3) oder Distickstoffoxid (N2O) oder Stickstoffoxid (NO) oder eine Mischung davon enthält. Alternativ kann die Anfangsschicht 5 direkt thermisch in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre - beispielsweise mit Distickstoffoxid (N2O) oder Stickstoffoxid (NO) oder einer Mischung davon - hergestellt werden.
  • Die Anfangsschicht 5 aus stickstoffenthaltendem Oxid wird mit einer Dicke gebildet, die die endgültige vordefinierte Dicke beider Oxidschichten, die auf den Bereichen 2 und 3 jeweils gebildet werden, übertrifft. Beispielsweise kann die nitritisierte Oxidschicht 5 mit einer Dicke gebildet werden, die die gewünschte vordefinierte Dicke der endgültigen Schichten um ungefähr 10 bis 50% übertrifft.
  • Nachdem die Anfangsschicht 5 hergestellt worden ist, wird der Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die endgültige dicke Schicht (in dem vorliegenden Falle der Bereich 2, aber der Bereich 3 könnte ebenso gut gewählt werden) vorgesehen ist, maskiert, durch beispielsweise Abscheiden einer Maskenschicht 6 aus beispielsweise Fotolack. Das Maskieren des Bereichs 2 kann gemäß bekannter Verfahren einschließlich geeigneter fotolithografischer Schritte ausgeführt werden.
  • Die unbedeckte Anfangsschicht 5 auf dem Bereich 3 wird auf eine Dicke gedünnt, die der endgültigen Dicke der Schicht 7 entspricht, wobei der Bereich 2 des Substrats durch die Maskenschicht 6 bedeckt ist. Das Dünnen der Schicht 5 auf dem Bereich 3 kann ausgeführt werden durch beispielsweise Nassätzen der Schicht 5. Dazu kann in einer Ausführungsform das Substrat in eine Ammoniakperoxidmischung für eine vordefinierte Zeitdauer eingetaucht werden, wobei die Ammoniakperoxidmischung eine vordefinierte Ätzrate aufweist. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass durch Nassätzen der nitrisierten bzw. stickstoffenthaltenden Oxidschicht die Dicke der endgültigen Schicht im Wesentlichen der vordefinierten Dicke entsprechen kann. Da die Ätzrate der Ätzmischung von vornherein festgelegt werden kann, und da das nitrisierte Oxid mit einer im Wesentlichen konstanten Rate nassgeätzt wird, kann in der Tat die endgültige Dicke der Schicht 7 zuverlässig und reproduzierbar durch Wählen der Ätzzeit des Ätzschrittes definiert werden.
  • In Fig. 3d ist die Anfangsschicht 5 auf dem Bereich 3 der Oberfläche auf die gewünschte vordefinierte Dicke gedünnt worden und eine endgültige Schicht 7 aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem Bereich 3 wird erhalten. Anschließend wird die Maskenschicht 6 auf dem Bereich 2 entfernt und der Bereich 3 wird mit der Maskenschicht 8 maskiert. Die Maskenschicht 8 kann beispielsweise Fotolack aufweisen, wie im Falle der Maskenschicht 6 auf dem Bereich 2 (siehe Fig. 3c). Die anfängliche unbedeckte stickstoffenthaltende Oxidschicht 5 auf dem Bereich 2 der Oberfläche wird dann auf eine zweite vordefinierte Dicke gedünnt, die sich von der Dicke der Schicht 7, die auf dem Bereich 3 gebildet ist, unterscheidet. Wiederum kann das Dünnen der Schicht 5 auf dem Bereich 2 ein Nassätzen der Schicht 5 umfassen, wie dies zuvor mit Bezug zu der Schicht 5 auf dem Bereich 3 beschrieben ist. Durch Auswahl einer Ätzmischung mit einer vordefinierten Ätzrate und durch Eintauchen des Substrats in diese Mischung für eine vordefinierte Zeitdauer kann die zweite endgültige Schicht 9 auf dem Bereich 2 erhalten werden, wobei die Dicke der endgültigen Schicht 9 sich von der Dicke der endgültigen Schicht 7 unterscheidet.
  • Die bisher beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen es, Oxidschichten mit unterschiedlicher Dicke auf entsprechenden Bereichen eines Substrats in einer effizienteren Weise als in dem Verfahren nach dem Stand der Technik zu erhalten. Beispielsweise durch einfaches Wählen unterschiedlicher Zeitdauer für die Ätzschritte können in der Tat Schichten mit unterschiedlicher Dicke erhalten werden. Da ferner das Ätzen von stickstoffenthaltendem Oxid sich als eine sehr zuverlässige Methode gezeigt hat, können stickstoffenthaltende Oxidschichten erhalten werden, deren Dicke sich lediglich einige Zehntel eines Nanometers (nm) unterscheiden. Letztlich sollte auch noch erwähnt werden, dass unterschiedliche Dicken auch erhalten werden können, indem Ätzmischungen mit unterschiedlicher Ätzrate für die beiden Ätzschritte verwendet werden.
  • Im Folgenden wird mit Bezug zu den Fig. 4a bis 4g eine weitere anschauliche Ausführungsform beschrieben, wobei die Fig. 4b bis 4f sich auf Prozessschritte beziehen, in denen die gleichen Bezugszeichen wie in den Prozessschritten verwendet werden, die mit Bezug zu den Fig. 3b bis 3g beschrieben sind. Folglich wird eine detaillierte Beschreibung dieser Schritte weggelassen.
  • In einem ersten Schritt wird die Anfangsschicht 5 aus stickstoffenthaltendem Oxid auf beiden Bereichen 2 und 3 der Oberfläche des Substrats (siehe Fig. 4b) gebildet. Die Schicht 5 kann durch thermisches Wachsen einer ersten Oxidschicht und Ausheizen der Oxidschicht in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre oder durch direktes thermisches Wachsen einer Oxidschicht in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, wie im Falle der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, gebildet werden.
  • In einem anschließenden Schritt, wie dies in Fig. 4c dargestellt ist, wird die Maskenschicht 6 aus beispielsweise Fotolack auf dem Bereich 2 abgeschieden und die unbedeckte Anfangsschicht 5 auf dem Bereich 3 wird gedünnt, beispielsweise durch Nassätzung. Dies ergibt die Herstellung der Zwischenschicht 7' aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer ersten vordefinierten Zwischendicke, die kleiner als die vordefinierte endgültige Dicke auf dem Bereich 3 ist (siehe Fig. 4d).
  • Wie in Fig. 4e dargestellt ist, wird die Maskenschicht 6 auf dem Bereich 2 anschließend entfernt und eine Maskenschicht 8 aus beispielsweise Fotolack wird auf dem Bereich 3 abgeschieden. Die unbedeckte Anfangsschicht 5 auf dem Bereich 2 wird dann gedünnt (z. B. durch Nassätzung), um die zweite Zwischenschicht 9' aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer Zwischendicke zu erhalten, die geringer als die endgültige vordefinierte Dicke ist und die sich von der Dicke der Zwischenschicht 7' unterscheidet (siehe Fig. 4f).
  • In einem letzten Schritt, wie dies in Fig. 4g dargestellt ist, wird eine Oxidschicht zu beiden Zwischenschichten aus stickstoffenthaltendem Oxid 7' und 9' hinzugefügt, um die beiden endgültigen Schichten 7 und 9 auf den Bereichen 2 und 3 der Oberfläche zu erhalten, wobei die Dicke der Schichten 7 und 9 den endgültigen vordefinierten Dicken entspricht und sich voneinander unterscheidet.
  • Für das Hinzufügen einer Oxidschicht zu den Zwischenschichten aus stickstoffenthaltendem Oxid auf den Bereichen 2 und 3 können diverse Verfahren gewählt werden. In einer Ausführungsform kann beispielsweise eine Oxidschicht thermisch auf den Zwischenschichten 7' und 9' gewachsen werden. Alternativ kann eine Oxidschicht auf den Zwischenschichten 7' und 9' beispielsweise während eines chemischen Dampfabscheideprozesses abgelagert werden.
  • Wie im Falle der Ausführungsformen, die mit Bezug zu den Fig. 3a bis 3g beschrieben sind, sind lediglich zwei Maskierungsschritte erforderlich. Ferner können Oxidschichten, mit Dicken, die sich lediglich um einige Zehntel eines Nanometers (nm) unterscheiden, erhalten werden.
  • Die mit Bezug zu den Fig. 4a bis 4g beschriebenen Ausführungsformen können vorzugsweise in Anwendungen eine Nutzung finden, in denen Oxidschichten anstelle von stickstoffenthaltenden Oxidschichten gewünscht werden.
  • Mit Bezug zu den Fig. 5a bis 5f wird ein Prozessablauf gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen beschrieben.
  • In einem ersten Schritt, wie in Fig. 5b dargestellt ist, wird die Anfangsschicht 5 aus stickstoffenthaltendem Oxid auf den beiden Bereichen 2 und 3 der Oberfläche des Substrats gebildet. Anschließend, wie in Fig. 5c dargestellt ist, wird der Bereich der Oberfläche, für den die dicke Schicht aus Oxid vorgesehen ist (in dem vorliegenden Falle der Bereich 2), mit einer Maskenschicht 6 maskiert, die durch Abscheiden eines maskierenden Fotolackmaterials gebildet werden kann. In einem nächsten Schritt, wie in Fig. 5d dargestellt ist, wird die unbedeckte Anfangsschicht 5 aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem Bereich 3 durch Nassätzen oder Trockenätzen entfernt. Da die Anfangsschicht 5 aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem Bereich 3 in dieser Ausführungsform einfach entfernt wird und es keine Notwendigkeit zum Vorsehen einer Zwischenschicht mit einer vordefinierten Dicke gibt, sind keine besonderen Messungen in dieser Hinsicht erforderlich. Bei Anwendung dieses Prozessablaufs muss lediglich bestimmt werden, dass das Ätzen für eine Zeitdauer durchgeführt wird, die ausreichend ist, um im Wesentlichen die vollständige Entfernung der Anfangsschicht 5 auf dem Bereich 3 zu ermöglichen. Nachdem die Maskenschicht 6 entfernt ist, wird die Anfangsschicht 5 auf dem Bereich 2 gedünnt, um die Zwischenschicht 9' mit einer Zwischendicke zu erhalten, die den gewünschten endgültigen Dickenunterschied zwischen der endgültigen Schicht auf dem Bereich 2 und der endgültigen Schicht auf dem Bereich 3 enthält. Da in einigen Anwendungen ein Dickenunterschied von einigen Zehntel eines Nanometers (nm) erforderlich ist, möglicherweise sogar innerhalb eines strengen Toleranzbereiches, muss die Zwischendicke der Schicht 9' genau definiert sein. Zu diesem Zwecke kann in einer Ausführungsform ein Nassätzvorgang angewendet werden, wobei das Substrat in eine Ätzmischung mit einer vordefinierten Ätzrate für eine vordefinierte Zeitdauer eingetaucht wird.
  • Wenn die Anfangsschicht 5 auf dem Bereich 2 auf die vordefinierte Zwischendicke gedünnt worden ist, wird eine Oxidschicht auf beiden Bereichen 2 und 3 gebildet. In diversen Ausführungsformen können konventionelle thermische Wachsverfahren oder chemische Dampfabscheidetechniken oder eine Kombination davon zur Herstellung der Oxidschicht gewählt werden. Die Zwischenschicht 9 aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem Bereich 2 wird dann reoxidiert oder zu einer abgeschiedenen Oxidschicht hinzugefügt.
  • Folglich werden beide Oxidschichten erhalten, die einen vordefinierten Dickenunterschied aufweisen.
  • Die Ausführungsformen, die mit Bezug zu den Fig. 5a bis 5f beschrieben sind, zeigen den Vorteil, dass ein einzelner Maskierungsschritt ausreichend ist. Da keine Hochtemperaturoxidationsprozesse zur Bildung der Oxidschichten erforderlich sind, trägt ferner der Prozessablauf nicht wesentlich zum thermischen Budget bei und es wird eine hohe Zuverlässigkeit für beide Oxidschichten erreicht. Da ferner die Ausführungsformen die Herstellung der Oxidschichten nicht auf das thermische Oxidieren beschränken, ist der Prozess damit auch verträglich mit den neueren chemischen Dampfabscheidetechniken für die Abscheidung des Gatedielektrikums.
  • In Fig. 6 ist ein Beispiel eines CMOS-Transistors dargestellt, wobei die Gateoxide mit einem Verfahren entsprechend den anschaulichen Ausführungsformen hergestellt worden sind. Wie zuvor erläutert ist, zeigen diese Gateoxide Dicken, die ungefähr von 0.2 bis 1.0 nm differieren. Andere Bereiche des CMOS-Transistors, der in Fig. 6 dargestellt ist, können durch bekannte Prozesse vollendet werden, wobei Bezugszeichen 10 die Polysiliziumschichten, Bezugszeichen 11 ein selbstjustierendes Metallsilizid und Bezugszeichen 12 Oxidabstandselemente bezeichnen.
  • Zusammengefasst kann gesagt werden, dass ein Verfahren zum Herstellen von Oxidschichten mit unterschiedlicher Dicke auf der Oberfläche eines Substrats offenbart ist, das die folgenden Vorteile hinsichtlich dem Stand der Technik zeigt:
    nur eine begrenzte Anzahl an Maskierungsschritten ist erforderlich;
    es können sehr dünne Oxidschichten in einem Bereich von einigen Zehntel eines Nanometers (nm) gebildet werden;
    die Dickenunterschiede können im Bereich von einigen Zehntel eines Nanometers (nm) gehalten werden;
    es sind keine thermischen Hochtemperaturoxidationen erforderlich;
    der Prozessablauf ist verträglich mit vielen modernen chemischen Dampfabscheideverfahren für das Bilden von Gatedielektrikum.
  • Es sollte selbstverständlich sein, dass ein weiter Bereich an Änderungen und Modifikationen an den zuvor beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden kann. Es ist daher selbstverständlich, dass die Ansprüche einschließlich aller Äquivalente den Schutzbereich der Erfindung definieren. Ferner stellen die hierin gezeigten und beschriebenen Formen der vorliegenden Erfindung die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen dar.

Claims (96)

1. Verfahren zur Bildung zumindest einer Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, mit:
Bilden zumindest einer Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer Anfangsdicke, die größer als die erste und die zweite vordefinierte Dicke ist, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats auf die entsprechende erste vordefinierte Dicke; und
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats auf die entsprechende zweite vordefinierte unterschiedliche Dicke.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats umfasst:
Maskieren des zumindest einen ersten Bereichs der Oberfläche des Substrats und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats; und
Maskieren des zumindest einen zweiten Bereichs der Oberfläche des Substrats und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid nassgeätzt wird unter Anwendung einer Ammoniakperoxidmischung mit einer vordefinierten Ätzrate.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Anfangsschicht auf dem zumindest einen ersten Bereich nassgeätzt wird für eine erste vordefinierte Zeitdauer und die Anfangsschicht auf dem zumindest einen zweiten Bereich nassgeätzt wird für eine zweite vordefinierte unterschiedliche Zeitdauer.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die anfängliche Dicke der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid die erste und die zweite vordefinierte Dicke um ungefähr 10 bis 50% übersteigt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Substrat ein Halbleitermaterial aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Substrat eine Siliziumscheibe umfasst.
8. Verfahren zur Bildung zumindest einer Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, mit:
thermisches Wachsen zumindest einer Anfangsschicht aus Oxid mit einer Anfangsdicke, die die erste und die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats;
Ausheizen der Anfangsschicht aus Oxid in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats auf die entsprechend erste vordefinierte Dicke; und
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats auf die entsprechende zweite vordefinierte unterschiedliche Dicke.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die stickstoffenthaltende Atmosphäre Ammoniak (NH3), Distickstoffoxid (N2O) oder Stickstoffoxid (NO) oder eine Mischung davon aufweist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats umfasst:
Maskieren des zumindest einen ersten Bereichs der Oberfläche des Substrats und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats; und
Maskieren des zumindest einen zweiten Bereichs der Oberfläche des Substrats und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid nassgeätzt wird unter Anwendung einer Ammoniakperoxidmischung mit einer vordefinierten Ätzrate.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Anfangsschicht auf dem zumindest einen ersten Bereich nassgeätzt wird für eine erste vordefinierte Zeitdauer und die Anfangsschicht auf dem zumindest einen zweiten Bereich nassgeätzt wird für eine zweite vordefinierte unterschiedliche Zeitdauer.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die anfängliche Dicke der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid die erste und die zweite vordefinierte Dicke um ungefähr 10 bis 50% übersteigt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Substrat ein Halbleitermaterial aufweist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Substrat eine Siliziumscheibe umfasst.
16. Verfahren zur Bildung zumindest einer ersten Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, mit:
thermisches Wachsen zumindest einer Oxidschicht in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um zumindest eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer Anfangsdicke, die größer als die erste und die zweite vordefinierte Dicke ist, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats auf die entsprechende erste vordefinierte Dicke; und
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats auf die entsprechende zweite vordefinierte unterschiedliche Dicke.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die stickstoffenthaltende Atmosphäre Distickstoffoxid (N2O) oder Stickstoffoxid (NO) oder eine Mischung davon aufweist.
18. Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats umfasst:
Maskieren des zumindest einen ersten Bereichs der Oberfläche des Substrats und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats; und
Maskieren des zumindest einen zweiten Bereichs der Oberfläche des Substrats und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid nassgeätzt wird unter Anwendung einer Ammoniakperoxidmischung mit einer vordefinierten Ätzrate.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Anfangsschicht auf dem zumindest einen ersten Bereich nassgeätzt wird für eine erste vordefinierte Zeitdauer und die Anfangsschicht auf dem zumindest einen zweiten Bereich nassgeätzt wird für eine zweite vordefinierte unterschiedliche Zeitdauer.
21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die anfängliche Dicke der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid die erste und die zweite vordefinierte Dicke um ungefähr 10 bis 50% übersteigt.
22. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Substrat ein Halbleitermaterial aufweist.
23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Substrat eine Siliziumscheibe umfasst.
24. Verfahren zur Bildung zumindest einer ersten Oxidschicht mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Oxidschicht mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, mit:
Bilden zumindest einer Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer Anfangsdicke, die sowohl die erste als auch die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine erste Zwischendicke, die geringer als die entsprechende erste vordefinierte Dicke ist;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine zweite Zwischendicke, die sich von der ersten Zwischendicke unterscheidet und die kleiner als die entsprechende zweite vordefinierte Dicke ist; und
Hinzufügen einer Oxidschicht zu den zumindest zwei Schichten aus stickstoffenthaltendem Oxid, um zumindest zwei Oxidschichten mit einer vordefinierten unterschiedlichen Dicke zu erhalten.
25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats umfasst:
Maskieren des zumindest einen ersten Bereichs der Oberfläche des Substrats und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats; und
Maskieren des zumindest einen zweiten Bereichs der Oberfläche des Substrats und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats.
26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid nassgeätzt wird unter Anwendung einer Ammoniakperoxidmischung mit einer vordefinierten Ätzrate.
27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei die Anfangsschicht auf dem zumindest einen ersten Bereich nassgeätzt wird für eine erste vordefinierte Zeitdauer und die Anfangsschicht auf dem zumindest einen zweiten Bereich nassgeätzt wird für eine zweite vordefinierte unterschiedliche Zeitdauer.
28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei die anfängliche Dicke der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid die erste und die zweite vordefinierte Dicke um ungefähr 10 bis 50% übersteigt.
29. Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Substrat ein Halbleitermaterial aufweist.
30. Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Substrat eine Siliziumscheibe umfasst.
31. Verfahren zur Bildung zumindest einer ersten Oxidschicht mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Oxidschicht mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, mit:
thermisches Wachsen zumindest einer Anfangsschicht aus Oxid mit einer Anfangsdicke, die sowohl die erste als auch die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats;
Ausheizen der Anfangsschicht aus Oxid in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine erste Zwischendicke, die geringer als die entsprechende erste vordefinierte Dicke ist;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine zweite Zwischendicke, die sich von der ersten Zwischendicke unterscheidet und die geringer als die entsprechende zweite vordefinierte Dicke ist; und
thermisches Wachsen einer Oxidschicht auf den zumindest zwei Schichten aus stickstoffenthaltendem Oxid, um zumindest zwei Oxidschichten mit vordefinierten unterschiedlichen Dicken zu erhalten.
32. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die stickstoffenthaltende Atmosphäre Ammoniak (NH3), Distickstoffoxid (N2O) oder Stickstoffoxid (NO) oder eine Mischung davon aufweist.
33. Verfahren nach Anspruch 32, wobei das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats umfasst:
Maskieren des zumindest einen ersten Bereichs der Oberfläche des Substrats und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats; und
Maskieren des zumindest einen zweiten Bereichs der Oberfläche des Substrats und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats.
34. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid nassgeätzt wird unter Anwendung einer Ammoniakperoxidmischung mit einer vordefinierten Ätzrate.
35. Verfahren nach Anspruch 34, wobei die Anfangsschicht auf dem zumindest einen ersten Bereich nassgeätzt wird für eine erste vordefinierte Zeitdauer und die Anfangsschicht auf dem zumindest einen zweiten Bereich nassgeätzt wird für eine zweite vordefinierte unterschiedliche Zeitdauer.
36. Verfahren nach Anspruch 35, wobei die anfängliche Dicke der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid die erste und die zweite vordefinierte Dicke um ungefähr 10 bis 50% übersteigt.
37. Verfahren nach Anspruch 36, wobei das Substrat ein Halbleitermaterial aufweist.
38. Verfahren nach Anspruch 37, wobei das Substrat eine Siliziumscheibe umfasst.
39. Verfahren zur Bildung zumindest einer ersten Oxidschicht mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Oxidschicht mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, mit:
thermisches Wachsen zumindest einer Oxidschicht in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um zumindest eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer Anfangsdicke, die sowohl die erste als auch die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine erste Zwischendicke, die geringer als die entsprechende erste vordefinierte Dicke ist;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine zweite Zwischendicke, die sich von der ersten Zwischendicke unterscheidet und die geringer als die entsprechende zweite vordefinierte Dicke ist; und
thermisches Wachsen einer Oxidschicht auf den zumindest zwei Schichten aus stickstoffenthaltendem Oxid, um zumindest zwei Oxidschichten mit vordefinierten unterschiedlichen Dicken zu erhalten.
40. Verfahren nach Anspruch 39, wobei die stickstoffenthaltende Atmosphäre Distickstoffoxid (N2O) oder Stickstoffoxid (NO) oder eine Mischung davon aufweist.
41. Das Verfahren nach Anspruch 40, wobei das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats umfasst:
Maskieren des zumindest einen ersten Bereichs der Oberfläche des Substrats und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats; und
Maskieren des zumindest einen zweiten Bereichs der Oberfläche des Substrats und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats.
42. Verfahren nach Anspruch 41, wobei die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid nassgeätzt wird unter Anwendung einer Ammoniakperoxidmischung mit einer vordefinierten Ätzrate.
43. Verfahren nach Anspruch 42, wobei die Anfangsschicht auf dem zumindest einen ersten Bereich nassgeätzt wird für eine erste vordefinierte Zeitdauer und die Anfangsschicht auf dem zumindest einen zweiten Bereich nassgeätzt wird für eine zweite vordefinierte unterschiedliche Zeitdauer.
44. Verfahren nach Anspruch 43, wobei die anfängliche Dicke der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid die erste und die zweite vordefinierte Dicke um ungefähr 10 bis 50% übersteigt.
45. Verfahren nach Anspruch 44, wobei das Substrat ein Halbleitermaterial aufweist.
46. Verfahren nach Anspruch 45, wobei das Substrat eine Siliziumscheibe umfasst.
47. Verfahren zur Bildung zumindest einer Oxidschicht mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Oxidschicht mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, mit:
thermisches Wachsen zumindest einer Anfangsschicht aus Oxid mit einer Anfangsdicke, die sowohl die erste als auch die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats;
Ausheizen der Anfangsschicht aus Oxid in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine erste Zwischendicke, die geringer als die entsprechende erste vordefinierte Dicke ist;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine zweite Zwischendicke, die sich von der ersten Zwischendicke unterscheidet und die geringer als die entsprechende zweite vordefinierte Dicke ist;
Abscheiden einer Oxidschicht auf den zumindest zwei Schichten aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einem chemischen Dampfabscheideverfahren, um zumindest zwei Oxidschichten mit vordefinierter unterschiedlicher Dicke zu erhalten.
48. Verfahren nach Anspruch 47, wobei die stickstoffenthaltende Atmosphäre Ammoniak (NH3), Distickstoffoxid (N2O) oder Stickstoffoxid (NO) oder eine Mischung davon aufweist.
49. Verfahren nach Anspruch 48, wobei das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats umfasst:
Maskieren des zumindest einen ersten Bereichs der Oberfläche des Substrats und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats; und
Maskieren des zumindest einen zweiten Bereichs der Oberfläche des Substrats und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats.
50. Verfahren nach Anspruch 49, wobei die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid nassgeätzt wird unter Anwendung einer Ammoniakperoxidmischung mit einer vordefinierten Ätzrate.
51. Verfahren nach Anspruch 50, wobei die Anfangsschicht auf dem zumindest einen ersten Bereich nassgeätzt wird für eine erste vordefinierte Zeitdauer und die Anfangsschicht auf dem zumindest einen zweiten Bereich nassgeätzt wird für eine zweite vordefinierte unterschiedliche Zeitdauer.
52. Verfahren nach Anspruch 51, wobei die anfängliche Dicke der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid die erste und die zweite vordefinierte Dicke um ungefähr 10 bis 50% übersteigt.
53. Verfahren nach Anspruch 52, wobei das Substrat ein Halbleitermaterial aufweist.
54. Verfahren nach Anspruch 53, wobei das Substrat eine Siliziumscheibe umfasst.
55. Verfahren zur Bildung zumindest einer ersten Oxidschicht mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Oxidschicht mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, mit:
thermisches Wachsen zumindest einer Oxidschicht in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um zumindest eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer Anfangsdicke, die sowohl die erste als auch die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine erste Zwischendicke, die geringer als die entsprechende erste vordefinierte Dicke ist;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats auf eine zweite Zwischendicke, die sich von der ersten Zwischendicke unterscheidet und die geringer als die entsprechende zweite vordefinierte Dicke ist;
Abscheiden einer Oxidschicht auf den zumindest zwei Schichten aus stickstoffenthaltendem Oxid mittels eines chemischen Dampfabscheideverfahrens, um zumindest zwei Oxidschichten mit vordefinierten unterschiedlichen Dicken zu erhalten.
56. Verfahren nach Anspruch 55, wobei die stickstoffenthaltende Atmosphäre Distickstoffoxid (N2O) oder Stickstoffoxid (NO) oder eine Mischung davon aufweist.
57. Verfahren nach Anspruch 56, wobei das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats umfasst:
Maskieren des zumindest einen ersten Bereichs der Oberfläche des Substrats und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats; und
Maskieren des zumindest einen zweiten Bereichs der Oberfläche des Substrats und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats.
58. Verfahren nach Anspruch 57, wobei die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid nassgeätzt wird unter Anwendung einer Ammoniakperoxidmischung mit einer vordefinierten Ätzrate.
59. Verfahren nach Anspruch 58, wobei die Anfangsschicht auf dem zumindest einen ersten Bereich nassgeätzt wird für eine erste vordefinierte Zeitdauer und die Anfangsschicht auf dem zumindest einen zweiten Bereich nassgeätzt wird für eine zweite vordefinierte unterschiedliche Zeitdauer.
60. Verfahren nach Anspruch 59, wobei die anfängliche Dicke der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid die erste und die zweite vordefinierte Dicke um ungefähr 10 bis 50% übersteigt.
61. Verfahren nach Anspruch 60, wobei das Substrat ein Halbleitermaterial aufweist.
62. Verfahren nach Anspruch 61, wobei das Substrat eine Siliziumscheibe umfasst.
63. Verfahren zur Bildung zumindest einer Oxidschicht mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Oxidschicht mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, mit:
thermisches Wachsen zumindest einer Anfangsschicht aus Oxid mit einer Anfangsdicke, die sowohl die erste als auch die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats;
Ausheizen der Anfangsschicht aus Oxid in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden;
Entfernen der Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid von dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, auf eine Dicke, die geringer ist als die entsprechende vordefinierte Dicke;
thermisches Wachsen einer Oxidschicht auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, um zumindest zwei Oxidschichten mit vordefinierten unterschiedlichen Dicken zu erhalten.
64. Verfahren nach Anspruch 63, wobei das Entfernen der Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid von dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, umfasst: Maskieren des zumindest einen zweiten Bereichs der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, und Trockenätzen oder Nassätzen der Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist.
65. Verfahren nach Anspruch 64, wobei das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, umfasst: Maskieren des zumindest einen ersten Bereichs der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, wobei das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, umfasst: Maskieren des zumindest einen ersten Bereichs der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist.
66. Verfahren nach Anspruch 65, wobei die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, für eine vordefinierte Zeitdauer mit einer Ammoniakperoxidmischung mit einer vordefinierten Ätzrate nassgeätzt wird.
67. Verfahren nach Anspruch 66, wobei die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, auf eine Dicke gedünnt wird, die den endgültigen Dickenunterschied zwischen der dicken und der dünnen Oxidschicht beinhaltet.
68. Verfahren nach Anspruch 67, wobei die anfängliche Dicke der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid die erste und die zweite vordefinierte Dicke um ungefähr 10 bis 50% übersteigt.
69. Verfahren nach Anspruch 68, wobei das Substrat ein Halbleitermaterial aufweist.
70. Verfahren nach Anspruch 69, wobei das Substrat eine Siliziumscheibe umfasst und der zumindest eine erste und zweite Bereich der Oberfläche des Substrats den Gategebieten eines CMOS-Transistors entsprechen, der auf der Scheibe herzustellen ist.
71. Verfahren nach Anspruch 70, wobei die stickstoffenthaltende Atmosphäre Ammoniak (NH3), Distickstoffoxid (N2O) oder Stickstoffoxid (NO) oder eine Mischung davon aufweist.
72. Verfahren zur Bildung zumindest einer ersten Oxidschicht mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Oxidschicht mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, mit:
thermisches Wachsen zumindest einer Oxidschicht in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um zumindest eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer Anfangsdicke, die sowohl die erste als auch die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden;
Entfernen der Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid von dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, auf eine Dicke, die geringer als die entsprechende vordefinierte Dicke ist; und
thermisches Wachsen einer Oxidschicht auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, um zumindest zwei Oxidschichten mit vordefinierten unterschiedlichen Dicken zu erhalten.
73. Verfahren nach Anspruch 72, wobei das Entfernen der Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid von dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, umfasst: Maskieren des zumindest einen zweiten Bereichs der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, und Trockenätzen oder Nassätzen der Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist.
74. Verfahren nach Anspruch 73, wobei das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, umfasst: Maskieren des zumindest einen ersten Bereichs der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, wobei das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, umfasst: Maskieren des zumindest einen ersten Bereichs der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist.
75. Verfahren nach Anspruch 74, wobei die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, für eine vordefinierte Zeitdauer mit einer Ammoniakperoxidmischung mit einer vordefinierten Ätzrate nassgeätzt wird.
76. Verfahren nach Anspruch 75, wobei die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, auf eine Dicke gedünnt wird, die den endgültigen Dickenunterschied zwischen der dicken und der dünnen Oxidschicht beinhaltet.
77. Verfahren nach Anspruch 76, wobei die anfängliche Dicke der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid die erste und die zweite vordefinierte Dicke um ungefähr 10 bis 50% übersteigt.
78. Verfahren nach Anspruch 77, wobei das Substrat ein Halbleitermaterial aufweist.
79. Verfahren nach Anspruch 78, wobei das Substrat eine Siliziumscheibe umfasst und der zumindest eine erste und zweite Bereich der Oberfläche des Substrats den Gategebieten eines CMOS-Transistors entsprechen, der auf der Scheibe herzustellen ist.
80. Verfahren nach Anspruch 79, wobei die stickstoffenthaltende Atmosphäre Distickstoffoxid (N2O) oder Stickstoffoxid (NO) oder eine Mischung davon aufweist.
81. Verfahren zur Bildung zumindest einer Oxidschicht mit einer ersten vordefinierten Dicke auf zumindest einem ersten Bereich der Oberfläche eines Substrats und zumindest einer zweiten Oxidschicht mit einer zweiten vordefinierten unterschiedlichen Dicke auf zumindest einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, mit:
thermisches Wachsen zumindest einer Anfangsschicht aus Oxid mit einer Anfangsdicke, die sowohl die erste als auch die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats;
Ausheizen der Anfangsschicht aus Oxid in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden;
Entfernen der Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid von dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, auf eine Dicke, die geringer als die entsprechende vordefinierte Dicke ist; und
Abscheiden einer Oxidschicht auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, um zumindest zwei Oxidschichten mit vordefinierten unterschiedlichen Dicken zu erhalten.
82. Verfahren nach Anspruch 81, wobei das Entfernen der Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid von dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, umfasst: Maskieren des zumindest einen zweiten Bereichs der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, und Trockenätzen oder Nassätzen der Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist.
83. Verfahren nach Anspruch 82, wobei das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, umfasst: Maskieren des zumindest einen ersten Bereichs der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, wobei das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, umfasst: Maskieren des zumindest einen ersten Bereichs der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist.
84. Verfahren nach Anspruch 83, wobei die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, für eine vordefinierte Zeitdauer mit einer Ammoniakperoxidmischung mit einer vordefinierten Ätzrate nassgeätzt wird.
85. Verfahren nach Anspruch 84, wobei die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, auf eine Dicke gedünnt wird, die den endgültigen Dickenunterschied zwischen der dicken und der dünnen Oxidschicht beinhaltet.
86. Verfahren nach Anspruch 85, wobei das Substrat ein Halbleitermaterial aufweist.
87. Verfahren nach Anspruch 86, wobei das Substrat eine Siliziumscheibe umfasst und der zumindest eine erste und zweite Bereich der Oberfläche des Substrats den Gategebieten eines CMOS-Transistors entsprechen, der auf der Scheibe herzustellen ist.
88. Verfahren nach Anspruch 87, wobei die stickstoffenthaltende Atmosphäre Ammoniak (NH3), Distickstoffoxid (N2O) oder Stickstoffoxid (NO) oder eine Mischung davon aufweist.
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thermisches Wachsen zumindest einer Oxidschicht in einer stickstoffenthaltenden Atmosphäre, um zumindest eine Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid mit einer Anfangsdicke, die sowohl die erste als auch die zweite vordefinierte Dicke übersteigt, auf zumindest einem ersten und einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats zu bilden;
Entfernen der Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid von dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist;
Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, auf eine Dicke, die geringer als die entsprechende vordefinierte Dicke ist; und
Abscheiden einer Oxidschicht auf dem zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, um zumindest zwei Oxidschichten mit vordefinierten unterschiedlichen Dicken zu erhalten.
90. Verfahren nach Anspruch 89, wobei das Entfernen der Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid von dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, umfasst: Maskieren des zumindest einen zweiten Bereichs der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, und Trockenätzen oder Nassätzen der Schicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen ersten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist.
91. Verfahren nach Anspruch 90, wobei das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, umfasst: Maskieren des zumindest einen ersten Bereichs der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, wobei das Dünnen der Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, umfasst: Maskieren des zumindest einen ersten Bereichs der Oberfläche des Substrats, der für die dünne Oxidschicht vorgesehen ist, und Nassätzen der unbedeckten Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist.
92. Verfahren nach Anspruch 91, wobei die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, für eine vordefinierte Zeitdauer mit einer Ammoniakperoxidmischung mit einer vordefinierten Ätzrate nassgeätzt wird.
93. Verfahren nach Anspruch 92, wobei die Anfangsschicht aus stickstoffenthaltendem Oxid auf dem zumindest einen zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats, der für die dicke Oxidschicht vorgesehen ist, auf eine Dicke gedünnt wird, die den endgültigen Dickenunterschied zwischen der dicken und der dünnen Oxidschicht beinhaltet.
94. Verfahren nach Anspruch 93, wobei das Substrat ein Halbleitermaterial aufweist.
95. Verfahren nach Anspruch 94, wobei das Substrat eine Siliziumscheibe umfasst und der zumindest eine erste und zweite Bereich der Oberfläche des Substrats den Gategebieten eines CMOS-Transistors entsprechen, der auf der Scheibe herzustellen ist.
96. Verfahren nach Anspruch 95, wobei die stickstoffenthaltende Atmosphäre Distickstoffoxid (N2O) oder Stickstoffoxid (NO) oder eine Mischung davon aufweist.
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