專(zhuān)利名稱(chēng)：源漏多晶硅自對(duì)準(zhǔn)干法刻蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種源漏多晶硅的自對(duì)準(zhǔn)干法刻蝕工藝方法。
背景技術(shù)：
在目前的經(jīng)濟(jì)型SiGe BiCMOS(鍺硅-雙極性晶體管-互補(bǔ)型金屬氧化場(chǎng)效應(yīng)管)的結(jié)構(gòu)中，沒(méi)有源漏多晶硅，接觸孔(CT)只能直接落在有源區(qū)(AA)上。隨著器件集成度的不斷提高，有源區(qū)的面積不斷縮小，但接觸孔的尺寸卻無(wú)法過(guò)度減少，這限制了 SiGeBiCMOS的集成度的進(jìn)一步提高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種源漏多晶硅自對(duì)準(zhǔn)干法刻蝕方法，它可以縮小器件有源區(qū)的面積，提高器件的集成度。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的源漏多晶硅自對(duì)準(zhǔn)干法刻蝕方法，包括以下步驟:
I)在硅襯底上制作多晶硅柵極、柵極中間的刻蝕阻擋層以及柵極邊墻；
2)淀積源漏多晶硅；
3)在源漏多晶硅上涂布有機(jī)底部抗反射層；
4)各向同性地自對(duì)準(zhǔn)刻蝕源漏多晶硅；
5)干法或濕法去除所述刻蝕阻擋層。
本發(fā)明利用底部抗反射層作為掩膜，柵極中間的氮化硅(或氧化硅)作為刻蝕阻擋層，并利用柵極邊墻的氮化硅(或氧化硅)隔離源漏多晶硅和柵，自對(duì)準(zhǔn)刻蝕形成可與有源區(qū)直接接觸的源漏多晶硅(SD P0LY)，使接觸孔得以直接落在源漏多晶硅上，而不是落在有源區(qū)上，從而縮小了有源區(qū)的面積，增加了接觸孔的工藝窗口，提高了半導(dǎo)體器件的集成度。


圖1是本發(fā)明的方法示意圖。其中，(A)源漏多晶硅刻蝕前的SiGe BiCMOS結(jié)構(gòu)；(B)底部抗反射層刻蝕后的結(jié)構(gòu)；(C)源漏多晶硅形成后的結(jié)構(gòu)。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例源漏多晶硅刻蝕前的SEM(掃描電子顯微鏡)圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例源漏多晶硅形成后的SEM圖。
圖中附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
1:光刻膠
2:抗反射層
3:源漏多晶硅
4:硅襯底
5:氮化硅邊墻
6:氮化硅阻擋層
7:多晶硅柵極
8: 二氧化硅具體實(shí)施方式
為對(duì)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效有更具體的了解，現(xiàn)結(jié)合圖示的實(shí)施方式，詳述如下:
本實(shí)施例的源漏多晶硅自對(duì)準(zhǔn)干法刻蝕方法，應(yīng)用于SiGe BiCMOS,其具體的工藝流程如下:
步驟I，在硅襯底4上制作多晶硅柵極7。SiGe BiCMOS中，柵極一般采用PNP (多晶硅-氮化硅-多晶硅)或POP (多晶硅-氧化硅-多晶硅)結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，多晶硅柵極7中間為氮化硅阻擋層6 (厚度一般在100 500A左右)，邊墻為氮化硅，底部為二氧化娃8。
步驟2，在硅襯底4上低壓爐管生長(zhǎng)一層厚度為100埃米 1.2微米的源漏多晶硅3。
步驟3，利用有機(jī)物的流動(dòng)性，在源漏多晶硅3上涂布一層厚度大于多晶硅柵極7的高度(即圖形中最大臺(tái)階的高度)的有機(jī)底部抗反射層(BARC)2。
由于圖形之間的高度差，在凸起的多晶硅柵極7區(qū)域涂布的抗反射層2的厚度會(huì)比平坦區(qū)域的抗反射層薄很多，如圖1(A)所示。
步驟4，在抗反射層2上多晶硅柵極7以外的區(qū)域，涂布一層光刻膠1，利用抗反射層2的厚度差異，對(duì)抗反射層2進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)干法刻蝕，將多晶硅柵極7頂部的抗反射層2刻蝕干凈，并消耗掉多晶硅柵極7頂部大約五分之一的源漏多晶硅3。
刻蝕氣體可以氯氣(Cl2)或四氟化碳(CF4)為主。氯氣可以提高抗反射層2對(duì)多晶硅的刻蝕選擇比。若采用四氟化碳為主的刻蝕氣體，則抗反射層2對(duì)多晶硅的選擇比會(huì)很低，但由于刻蝕時(shí)會(huì)損失一部分多晶硅，因此，多晶硅的殘膜厚度對(duì)結(jié)構(gòu)的依賴(lài)性會(huì)比較小。
本步刻蝕完成后，在硅片的平坦區(qū)域，例如有源區(qū)等，會(huì)留下部分抗反射層2，如圖1⑶所示?？狗瓷鋵?的剩余量由刻蝕的時(shí)間決定，并會(huì)影響后面源漏多晶硅刻蝕時(shí)的阻擋能力。
當(dāng)步驟3中涂布的抗反射層2非常均勻時(shí)，步驟4也可以省略，即在涂布完抗反射層2后，自動(dòng)把凸起部分露出來(lái)。
步驟5，各向異性地自對(duì)準(zhǔn)刻蝕源漏多晶硅3，將多晶硅柵極7頂部的源漏多晶硅3刻蝕干凈?？涛g一般采用高壓(50 120毫托)、低上部功率(100 500瓦)和高下部功率(電壓-200 -350伏特)，刻蝕氣體主要由HBr (溴化氫)、02 (氧氣)和He (氦氣)組成，以提高對(duì)多晶硅柵極7的氮化硅或氧化硅的刻蝕選擇比，保證在刻蝕過(guò)程中不會(huì)損傷多晶硅柵極7。
由于多晶硅柵極7頂部的抗反射層2已經(jīng)在步驟4中被刻蝕掉了，因此，多晶硅柵極7頂部的源漏多晶硅3會(huì)在本步驟5中被刻蝕去除；而硅片上的平坦區(qū)域，因?yàn)榱粲胁糠挚狗瓷鋵?，源漏多晶硅3會(huì)被保留。
本步驟5可以省略，但省略后，源漏多晶硅3的硅片面內(nèi)均一性會(huì)變差。
步驟6，各向同性地自對(duì)準(zhǔn)刻蝕源漏多晶硅3，將多晶硅柵極7之間的源漏極(SD)多晶硅的殘膜厚度控制在400 1200埃米，如圖1 (C)所示?？涛g時(shí)，一般采用高壓(50 110毫托)、低上部功率(50 300瓦)和低下部功率(O 50瓦)，刻蝕氣體主要由SF6 (六氟化硫)、O2 (氧氣)和He (氦氣)組成，以提高對(duì)多晶硅柵極7的氮化硅或氧化硅的刻蝕選擇比。
為了控制源漏極(SD)多晶硅的殘膜厚度，本步驟中還要將步驟5殘留的抗反射層2全部去掉。
步驟7，干法或濕法去除多晶硅柵極7中間的氮化硅阻擋層6。
權(quán)利要求
1.源漏多晶硅自對(duì)準(zhǔn)干法刻蝕方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)在硅襯底上制作多晶硅柵極、柵極中間的刻蝕阻擋層以及柵極邊墻； 2)淀積源漏多晶娃； 3)在源漏多晶娃上涂布有機(jī)底部抗反射層； 4)各向同性地自對(duì)準(zhǔn)刻蝕源漏多晶硅； 5)干法或濕法去除所述刻蝕阻擋層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟I)，所述刻蝕阻擋層和柵極邊墻為氮化硅或氧化硅，所述刻蝕阻擋層的厚度為100 500埃米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)淀積的源漏多晶硅的厚度為100埃米 1.2微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)，所述抗反射層的厚度大于所述多晶硅柵極的高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)、4)之間，還包括步驟: a)在所述抗反射層上多晶硅柵極以外的區(qū)域，涂布光刻膠，對(duì)抗反射層進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)干法刻蝕，去除多晶硅柵極頂部的抗反射層和一部分源漏多晶硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟a)中，刻蝕氣體主要包括氯氣或四氟化碳。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5或6所述的方法，其特征在于，步驟3)、4)之間，還包括步驟: b)各向異性地自對(duì)準(zhǔn)刻蝕源漏多晶硅，將多晶硅柵極頂部的源漏多晶硅刻蝕干凈。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟b)，刻蝕條件為:壓力50 120毫托，上部功率100 500瓦，下部電壓-200 -350伏特，刻蝕氣體的主要成分包括溴化氫、氧氣和氦氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)，刻蝕條件為:壓力50 110毫托，上部功率50 300瓦，下部功率O 50瓦，刻蝕氣體的主要成分包括六氟化硫、氧氣和氦氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的方法，其特征在于，步驟4)，刻蝕完成后，多晶硅柵極之間的源漏多晶硅殘膜的厚度為400 1200埃米。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種源漏多晶硅自對(duì)準(zhǔn)干法刻蝕方法，包括步驟1)在硅襯底上制作多晶硅柵極、柵極中間的刻蝕阻擋層及柵極邊墻；2)淀積源漏多晶硅；3)涂布有機(jī)底部抗反射層；4)各向同性自對(duì)準(zhǔn)刻蝕源漏多晶硅；5)去除刻蝕阻擋層。該方法利用底部抗反射層作為掩膜，柵極中間的停止層作為刻蝕阻擋層，并利用柵極邊墻隔離源漏多晶硅和柵，自對(duì)準(zhǔn)刻蝕形成與有源區(qū)直接接觸的源漏多晶硅，使接觸孔得以直接落在源漏多晶硅上，而不是落在有源區(qū)上，從而縮小了有源區(qū)的面積，增加了接觸孔的工藝窗口，提高了半導(dǎo)體器件的集成度。
文檔編號(hào)H01L21/8249GK103137464SQ201110388989
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者吳智勇, 孫娟 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司