专利名称：一种pip多晶硅刻蚀工艺方法
技术领域：
本发明属于半导体集成电路制造工艺，具体涉及一种PIP多晶硅刻蚀工艺方法。
背景技术：
B⑶(Bipolar CMOS DM0S，简称B⑶，B⑶工艺能够在同一芯片上制作双极管Bipolar，互补金属氧化物半导体CMOS和扩散金属氧化物半导体DMOS器件)工艺制作中，需要通过干法刻蚀工艺得到侧墙，传统的工艺流程如下:1)在硅基底I上生长栅氧2，在栅氧2上沉积一层多晶娃，多晶娃光刻和刻蚀，形成多晶娃栅极4(多晶娃栅极4作为PIP多晶硅的底部多晶硅)；在全硅片上沉积一层侧墙氧化膜3 (侧墙氧化膜3作为PIP多晶硅的中间绝缘层)，然后再沉积一层多晶娃作为PIP多晶娃的顶部多晶娃6, PIP多晶娃光刻，PIP多晶硅的顶部多晶硅6刻蚀，并去除光刻胶，如图1所示；2)刻蚀侧墙氧化膜3 (即PIP多晶硅的中间绝缘层)，并且形成栅极氧化膜侧墙9，如图2所示。由于在现有工艺基础上位于多晶硅-绝缘层-多晶硅(PIP)结构最顶部的多晶硅(poly)在中间绝缘层刻蚀的时候缺乏有效保护，并且PIP本身打开面积非常大，在中间绝缘层的刻蚀中对多晶硅的选择比并不高的情况下使得在侧墙刻蚀时PIP顶部多晶硅损失较大，甚至可以达到25%的损失量。这个损失会导致电阻值增大，并且因为刻蚀晶片面内的均匀性的影响，晶片面内PIP损失的不一致会导致器件性能在晶片面内分布不稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种PIP多晶硅刻蚀工艺方法，来改善PIP多晶硅在侧墙刻蚀时候的损失，从而达到稳定晶片面内PIP多晶硅的阻值。为解决上述技术问题，本发明提供一种PIP多晶硅刻蚀工艺方法，包括如下步骤:I)在硅基底上生长栅氧，在栅氧上沉积一层多晶硅，多晶硅光刻和刻蚀，形成多晶硅栅极作为PIP多晶硅的底部多晶硅；在全硅片上沉积一层侧墙氧化膜作为PIP多晶硅的中间绝缘层，然后再沉积一层多晶硅作为PIP多晶硅的顶部多晶硅，在PIP多晶硅的顶部多晶硅上沉积保护膜，然后进行PIP多晶硅光刻，保护膜和PIP多晶硅的顶部多晶硅刻蚀，光刻胶去除；2)氧化膜侧墙刻蚀和侧墙形成。在步骤I)中，所述保护膜为氮化膜或氮氧化膜。在步骤I)中，所述保护膜的厚度为侧墙氧化膜厚度的5% 100%。在步骤I)中，所述保护膜和PIP多晶硅的顶部多晶硅刻蚀在多晶硅刻蚀机台一体完成。在步骤2)中，所述氧化膜侧墙刻蚀的时候，侧墙氧化膜对保护膜的刻蚀选择比要大于4。在步骤2)中，所述氧化膜侧墙刻蚀采用C5F8和O2气体；C5F8气体的流量为5SCCm lOOsccm, O2气体的流量为5 lOOsccm。或者，
在步骤2)中，所述氧化膜侧墙刻蚀采用C4F6和O2气体；C4F6气体的流量为5SCCm lOOsccm, O2气体的流量为5 lOOsccm。和现有技术相比，本发明具有以下有益效果:本发明在现有的PIP多晶硅结构的顶部淀积一层具有一定厚度的保护膜，然后通过调整侧墙刻蚀条件对侧墙和PIP保护膜不同的刻蚀速率，在刻蚀侧墙时对保护膜进行具有一定选择比的刻蚀，进而使得在损失很小厚度保护膜的基础上对PIP多晶硅结构中的顶部的多晶硅进行完整的保护，从而达到稳定晶片面内PIP多晶硅的阻值。
图1是传统工艺中侧墙刻蚀前的PIP结构剖面图；图2是传统工艺中侧墙刻蚀后的PIP结构剖面图；图3是本发明中侧墙刻蚀前的PIP结构剖面图；图4是本发明中侧墙刻蚀后的PIP结构剖面图；图中附图标记说明如下:I为硅基底，2为栅氧，3是侧墙氧化膜(刻蚀前)，4是多晶硅栅极，5是场氧，6是PIP多晶硅的顶部多晶硅，8是保护膜，9是氧化膜侧墙(刻蚀后)。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。如图3和图4所示，本发明一种PIP多晶硅刻蚀工艺方法，具体包括如下步骤:I)如图3所示，在硅基底I上生长栅氧2，在栅氧2上沉积一层多晶硅，多晶硅光刻和刻蚀，形成多晶硅栅极4 (多晶硅栅极4作为PIP多晶硅的底部多晶硅)；在全硅片上沉积一层侧墙氧化膜3 (侧墙氧化膜3作为PIP多晶硅的中间绝缘层)，然后再沉积一层多晶硅作为PIP多晶硅的顶部多晶硅6，在PIP多晶硅的顶部多晶硅6上进行保护膜8沉积，然后进行PIP多晶硅光刻，保护膜8和PIP多晶硅的顶部多晶硅6刻蚀(保护膜8和PIP多晶硅的顶部多晶硅6刻蚀在多晶硅刻蚀机台一体完成)，并去除光刻胶；其中，沉积的保护膜8为氮化膜或氮氧化膜；保护膜8的厚度为侧墙氧化膜3厚度(即PIP多晶硅的中间绝缘层厚度)的5% 100% ；2)如图4所示，刻蚀侧墙氧化膜3，形成氧化膜侧墙9。氧化膜侧墙9刻蚀的时候，侧墙氧化膜3对保护膜8的刻蚀选择比要大于4。刻蚀侧墙氧化膜的时候使用C5F8和O2混合气体；或者刻蚀侧墙氧化膜的时候使用C4F6和O2混合气体；C5F8和C4F6气体的流量为5sccm lOOsccm, O2 气体流量为 5 lOOsccm。本发明在现有的PIP多晶硅结构的顶部淀积一层具有一定厚度的保护膜，然后通过调整侧墙刻蚀条件对侧墙和PIP保护膜不同的刻蚀速率，在刻蚀侧墙时对保护膜进行具有一定选择比的刻蚀，进而使得在损失很小厚度保护膜的基础上对PIP多晶硅结构中的顶部的多晶硅进行完整的保护，从而达到稳定晶片面内PIP多晶硅的阻值。
权利要求
1.一种PIP多晶硅刻蚀工艺方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)在硅基底上生长栅氧，在栅氧上沉积一层多晶硅，多晶硅光刻和刻蚀，形成多晶硅栅极作为PIP多晶硅的底部多晶硅；在全硅片上沉积一层侧墙氧化膜作为PIP多晶硅的中间绝缘层，然后再沉积一层多晶硅作为PIP多晶硅的顶部多晶硅，在PIP多晶硅的顶部多晶硅上沉积保护膜，然后进行PIP多晶硅光刻，保护膜和PIP多晶硅的顶部多晶硅刻蚀，光刻胶去除； 2)氧化膜侧墙刻蚀和侧墙形成。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤I)中，所述保护膜为氮化膜或氮氧化膜。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤I)中，所述保护膜的厚度为侧墙氧化膜厚度的5% 100%。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤I)中，所述保护膜和PIP多晶硅的顶部多晶硅刻蚀在多晶硅刻蚀机台一体完成。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，所述氧化膜侧墙刻蚀的时候，侧墙氧化膜对保护膜的刻蚀选择比要大于4。
6.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，所述氧化膜侧墙刻蚀采用C5F8和O2气体。
7.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，所述氧化膜侧墙刻蚀采用C4F6和O2气体。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，C5F8气体的流量为5SCCm IOOsccm, O2气体的流量为5 lOOsccm。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，C4F6气体的流量为5SCCm lOOsccm, O2气体的流量为5 lOOsccm。
全文摘要
本发明公开了一种PIP多晶硅刻蚀工艺方法，包括如下步骤1)在硅基底上生长栅氧，在栅氧上沉积一层多晶硅，多晶硅光刻和刻蚀，形成多晶硅栅极作为PIP多晶硅的底部多晶硅；在全硅片上沉积一层侧墙氧化膜作为PIP多晶硅的中间绝缘层，然后再沉积一层多晶硅作为PIP多晶硅的顶部多晶硅，在PIP多晶硅的顶部多晶硅上沉积保护膜，然后进行PIP多晶硅光刻，保护膜和PIP多晶硅的顶部多晶硅刻蚀，光刻胶去除；2)氧化膜侧墙刻蚀和侧墙形成。本发明在现有的PIP多晶硅结构的顶部淀积一层保护膜，来改善PIP多晶硅在侧墙刻蚀时候的损失，从而达到稳定晶片面内PIP多晶硅的阻值。
文档编号H01L21/28GK103107084SQ201110360070
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者黄志刚 申请人:上海华虹Nec电子有限公司