专利名称：一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构及其制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及ー种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构。本发明还涉及ー种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构的制作方法。
背景技术：
如图I所示，在半导体Bi-polar (双极)或Bi-CMOS (双极CMOS)エ艺中，为了提高器件的频率和速度特性，会引入锗硅(SiGe，即在硅中掺锗)エ艺来制造三极管的基区(Base)。由于锗硅薄膜层中应变能的存在，使得外延生长的锗硅薄膜层表面变得非常粗糙，而锗硅薄膜层的这种粗糙表面造成的光的漫反射会严重影响后续的光刻エ艺，使光刻胶的形貌变差，使基区多晶(Base poly)的尺寸变得难以控制不利于关键尺寸的小型化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构，減少锗硅薄膜层漫反射光线对光刻胶形貌的影响，提高生产中对关键尺寸的控制能力，获得更小尺寸的光刻图形。为此，本发明还提供一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构的制作方法。为解决上述技术问题，本发明的锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构，包括ー硅片，其上方具有集电区和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长有多晶硅层和锗硅薄膜层，其中部分锗硅薄膜层生长在多晶硅层上方，锗硅薄膜层的上方生长有ー无机抗反射材料层，所述无机抗反射材料层上方生长有第二硬掩蔽膜层，所述无机抗反射材料层作为硬掩蔽膜层使用。所述第二硬掩蔽膜层上方生长有第三硬掩蔽膜层。—种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构，包括ー硅片，其上方具有集电区和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长有多晶硅层和锗硅薄膜层，其中部分锗硅薄膜层生长在多晶硅层上方，锗硅薄膜层的上方生长有第ニ硬掩蔽膜层，第二硬掩蔽膜层上方生长有ー无机抗反射材料层，所述无机抗反射材料层作为硬掩蔽膜层使用。所述无机抗反射材料层上方生长有第三硬掩蔽膜层。所述第二硬掩蔽膜层上方生长有第三硬掩蔽膜层，第三硬掩蔽膜层上方生长有无机抗反射材料层。所述无机抗反射材料层在曝光时能反射的光波长为436纳米、365纳米、248纳米或193纳米。所述无机抗反射材料层其厚度范围为50埃至10000埃。所述硬掩蔽膜层是ニ氧化硅或者氮化硅。一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构的制作方法，包括以下步骤(I) ー硅片，其上方具有集电区和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长多晶硅层，刻蚀去除部分多晶硅层；
(2)在集电区和多晶硅层上方生长锗硅薄膜层；(3)在锗硅薄膜层上方生长无机抗反射材料层；(4)在无机抗反射材料层上方生长第二硬掩蔽膜层；(5)进行涂覆光刻胶、曝光、显影；(6)进行无机抗反射材料层、硬掩蔽膜层刻蚀、光刻胶去除；(7)进行锗硅薄膜层和多晶硅层刻蚀；进ー步改进所述方法，在步骤(4)和步骤(5)之间增加步骤，(A)在第二硬掩蔽膜层上方生长第三硬掩蔽膜层。
一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构的制作方法，包括以下步骤(I) ー硅片，其上方具有集电区和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长多晶硅层，刻蚀去除部分多晶硅层；(2)在集电区和多晶硅层上方生长锗硅薄膜层；(3)在锗硅薄膜层上方生长第二硬掩蔽膜层；(4)在第二硬掩蔽膜层上方生长无机抗反射材料层；(5)进行涂覆光刻胶、曝光、显影；(6)进行无机抗反射材料层、硬掩蔽膜层刻蚀，光刻胶去除；(5)进行锗硅薄膜层和多晶硅层刻蚀。进ー步改进所述方法，在步骤⑷和步骤(5)之间增加步骤，⑶在无机抗反射材料层上方生长第三硬掩蔽膜层。进ー步改进所述方法，在步骤(3)和步骤(4)之间增加步骤，(C)在第二硬掩蔽膜层上方生长第三掩蔽膜层；实施步骤(4)时，在第三硬掩蔽膜层上方生长无机抗反射材料层。所述刻蚀采用干法刻蚀或湿法刻蚀。本发明的锗硅三极管的基区硬掩蔽膜层结构及其制作方法，通过无机抗反射材料层吸收粗糙锗硅薄膜层漫反射出来的光线，能減少薄膜层漫反射对光刻胶形貌的影响，提高生产中对关键尺寸的控制能力，获得更小尺寸的光刻图形。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进ー步详细的说明图I是锗硅薄膜层表面粗糙对光漫反射的示意图。图2是本发明的第一实施例的示意图。图3是本发明的第二实施例的示意图。图4A至图4G是本发明所述制作方法的ー实施例示意图。图中标记说明I是硅片2是集电区3是场隔离区4是多晶硅层5是锗硅薄膜层6是第一硬掩蔽膜层7是第二硬掩蔽膜层8是第三硬掩蔽膜层9是光刻胶10是光漫反射示意线
11是无机抗反射材料层。
具体实施例方式如图2所示，在第一实施例中所述锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构，包含ー硅片1，其上方具有集电区2和场隔离区3，在集电区2和场隔离区3上方生长有多晶硅层4和锗硅薄膜层5，其中部分锗硅薄膜层5生长在多晶硅层4上方，锗硅薄膜层5上方生长有无机抗反射材料层11，无机抗反射材料层11上方生长有第二硬掩蔽膜层7，所述无机抗反射材料层11作为硬掩蔽膜层使用。如图3所示，在第二实施例中所述锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构，包含ー硅片1，其上方具有具有集电区2和场隔离区3，在集电区2和场隔离区3上方生长有多晶硅层4和锗硅薄膜层5，其中部分锗硅薄膜层5生长在多晶硅层4上方，锗硅薄膜层5上方生长有第二硬掩蔽膜层7，第二硬掩蔽膜层7上方生长有无机抗反射材料层11， 无机抗反射材料层11上方生长第三硬掩蔽膜层8，所述无机抗反射材料层11作为硬掩蔽膜层使用。如图4A至图4G所示，本发明所述锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构的制作方法的ー实施例，包括以下步骤(I)如图4A所示，ー硅片，其上方具有集电区2和场隔离区3，在集电区2和场隔离区3上方生长多晶硅层4，刻蚀去除部分多晶硅层4 ；在集电区2和多晶硅层3上方生长锗硅薄膜层5 ；(2)如图4B所示，锗硅薄膜层5上方生长第二硬掩蔽膜层7 ；(3)如图4C所示，第二硬掩蔽膜层7上方生长无机抗反射材料层11 ；(4)如图4D所示，无机抗反射材料层11上方生长第三硬掩蔽膜层8 ；(5)如图4E所示，进行涂覆光刻胶9、曝光、显影；(6)如图4F所示，进行第二硬掩蔽膜层7、第三硬掩蔽膜层8和无机抗反射材料层11的刻蚀，光刻胶9去除；(7)如图4G所示，进行锗硅薄膜层5和多晶硅层4刻蚀。以上通过具体实施方式
和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改迸，这些也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构，其特征是，包括一硅片，其上方具有集电区和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长有多晶硅层和锗硅薄膜层，其中部分锗硅薄膜层生长在多晶硅层上方，锗硅薄膜层的上方生长有一无机抗反射材料层，无机抗反射材料层上方生长有第二硬掩蔽膜层。
2.如权利要求I所述的硬掩蔽膜层结构，其特征是所述第二硬掩蔽膜层上方生长第三硬掩蔽膜层。
3.—种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构，其特征是，包括一硅片，其上方具有集电区和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长有多晶硅层和锗硅薄膜层，其中部分锗硅薄膜生长在多晶硅层上方，锗硅薄膜层的上方生长有第二硬掩蔽膜层，第二硬掩蔽膜层上方生长有无机抗反射材料层。
4.如权利要求3所述的硬掩蔽膜层结构，其特征是所述无机抗反射材料层上方生长有第三硬掩蔽膜层。
5.如权利要求3所述的硬掩蔽膜层结构，其特征是第二硬掩蔽膜层上方生长有第三硬掩蔽膜层，第三硬掩蔽膜层上方生长有无机抗反射材料层。
6.如权利要求I至5任意一项所述的硬掩蔽膜层结构，其特征是所述无机抗反射材料层在曝光时能反射的光波长为436纳米、365纳米、248纳米或193纳米。
7.如权利要求I至5任意一项所述的硬掩蔽膜层结构，其特征是所述无机抗反射材料层其厚度范围为50埃至10000埃。
8.如权利要求I至5任意一项所述的硬掩蔽膜层结构，其特征是所述硬掩蔽膜层是二氧化硅或者氮化硅。
9.一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构的制作方法，其特征是，包括以下步骤 (1)一硅片，其上方具有集电区和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长多晶硅层，刻蚀去除部分多晶硅层； (2)在集电区和多晶硅层上方生长锗硅薄膜层； (3)在锗硅薄膜层上方生长无机抗反射材料层； (4)在无机抗反射材料层上方生长第二硬掩蔽膜层； (5)进行涂覆光刻胶、曝光、显影； (6)进行无机抗反射材料层、硬掩蔽膜层刻蚀，光刻胶去除； (5)进行锗硅薄膜层和多晶硅层刻蚀。
10.如权利要求9所述的制作方法，其特征是在步骤(4)和步骤(5)之间增加步骤，(A)在无机抗反射材料层上方生长第三硬掩蔽膜层。
11.一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构的制作方法，其特征是，包括以下步骤 (1)一硅片，其上方具有集电区和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长多晶硅层，刻蚀去除部分多晶硅层； (2)在集电区和多晶硅层上方生长锗硅薄膜层； (3)在锗硅薄膜层上方生长第二硬掩蔽膜层； (4)在第二硬掩蔽膜层上方生长无机抗反射材料层； (5)进行涂覆光刻胶、曝光、显影； (6)进行无机抗反射材料层、硬掩蔽膜层刻蚀，光刻胶去除；(5)进行锗硅薄膜层和多晶硅层刻蚀。
12.如权利要求11所述的制作方法，其特征是在步骤(4)和步骤(5)之间增加步骤，(B)在无机抗反射材料层上方生长第三硬掩蔽膜层。
13.如权利要求11所述的制作方法，其特征是在步骤(3)和步骤(4)之间增加步骤，(C)在第二层硬掩蔽膜层上方进行第三掩蔽膜层生长，实施步骤(4)时，在第三硬掩蔽膜层上方生长无机抗反射材料层。
14.如权利要求9至13任意一项所述的制作方法，其特征是刻蚀采用干法刻蚀或湿法刻蚀。
全文摘要
本发明公开了一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构，包括一硅片，其上方具有集电区和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长有多晶硅层和锗硅薄膜层，其中部分锗硅薄膜层生长在多晶硅层上方，锗硅薄膜层的上方生长有一层无机抗反射材料层和至少一层硬掩蔽膜层。本发明还公开了所述锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构的制作方法。本发明能减少锗硅薄膜层漫反射光线对光刻胶形貌的影响，提高生产中对关键尺寸的控制能力，获得更小尺寸的光刻图形。
文档编号H01L21/331GK102842607SQ20111026540
公开日2012年12月26日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年6月23日
发明者郭晓波, 孟鸿林 申请人:上海华虹Nec电子有限公司