栅氧化层工艺是CMOS工艺制程技术中最重要的工艺步骤，它直接影响器件的阈值电压、饱和电流、栅极漏电流、栅极击穿电压和器件的可靠性。通过热氧化可以形成高质量的栅氧化层，它的热稳定性和界面态都非常好。

1）清洗。将晶圆放入清洗槽中清洗，得到清洁的表面。因为后面一道工序是生长栅氧化层，对氧化膜的质量要求非常高，不能有缺陷，所以生长氧化硅前再过一道酸槽清除自然氧化层，同时热氧化生长的栅氧化层厚度会更精确。

2）生长厚栅氧化层。利用炉管热氧化生长一层厚的二氧化硅栅氧化层，温度为900°C左右。这是CMOS 器件中最重要的一层氧化层，它的质量的好坏将影响 MOS 管的性能和寿命。先用湿氧氧化法，通入H₂和O₂的混合气体，然后用干氧氧化法，通入高纯度的氧气使硅氧化。于氧生长的氧化物的结构、质地、均匀性均比湿氧生长的氧化物要好，但用湿氧形成的氧化物的 TDDB（Time Dependent Dielectric Breakdown，与时间相关的电介质击穿/经时击穿）比较长。TDDB 是用于评估氧化物可靠性的参数。如图4-38所示，是生长厚栅氧化层后的剖面图。

3）厚栅氧光刻处理。通过微影技术将厚栅氧掩膜版上的图形转移到晶圆上，形成中压器件栅氧化层的图案，保留中压器件区域的光刻胶。AA作为低压器件栅氧光刻曝光对准。电路的版图如图4-39所示，与图4-19比较，它多一层 Thick Oxide（厚栅氧层），工艺的剖面图是沿AA'方向。厚栅氧光刻的剖面图如图4-40所示。厚栅氧显影的剖面图如图4-41所示。

4）量测厚栅氧光刻套刻，收集曝光之后的厚栅氧光刻与 AA的套刻数据。

5）检查显影后曝光的图形。

6）湿法刻蚀去除低压器件区域氧化层。通过湿法刻蚀去掉低压器件区域的氧化层，留下中压器件区域的栅氧。低压器件栅氧光刻的剖面图如图4-42所示。

7）去光刻胶。通过干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。去除光刻胶后的剖面图如图4-43所示。

8）清洗。将晶圆放入清洗槽中清洗，得到清洁的表面，防止表面的杂质在生长薄栅氧化层时影响氧化层的质量。

9）生长薄栅氧化层。利用炉管热氧化生长一层薄的二氧化硅栅氧，温度为900°C左右，先用湿氧氧化法，通入H₂和O₂的混合气体，然后用干氧氧化法，通入高纯度的氧气使硅氧化。该步骤为低压器件的栅氧，中压器件的栅氧就是两次所生长的栅氧，但不是相加，因为有氧化层覆盖的区域和没有氧化层覆盖的区域栅氧的生长速率是不一样的。生长薄栅氧和厚栅氧的剖面图如图4-44 所示。