一种制作多晶硅侧墙的方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102427031 A (43)申请公布日 2012.04.25 C N 1 0 2 4 2 7 0 3 1 A *CN102427031A* (21)申请号 201110386889.8 (22)申请日 2011.11.29 H01L 21/28(2006.01) (71)申请人上海华力微电子有限公司地址 201210 上海市浦东新区张江高科技园区高斯路568号 (72)发明人景旭斌杨斌郭明升 (74)专利代理机构上海新天专利代理有限公司 31213 代理人王敏杰 (54) 发明名称一种制作多晶硅侧墙的方法 (57) 摘要本发明提供一种制作多晶硅侧墙的方。

2、法，其步骤如下：1）在已有的多晶硅图形上沉积SiO 2 ； 2）沉积氮化硅；3）侧墙干法刻蚀；4）后续正常源漏注入；5）进行自对准金属硅化（salicide）工程；6）剥离氮化硅侧壁；7）后续金属层前绝缘层（PMD）的填充。本发明工艺简单，并在自对准金属硅化（salicide）工程后使用氢氟酸湿法剥离，来提高金属层前绝缘层的填充能力，同时实现了 D型工艺简单和L型工艺高填充能力的优点，成本控制合理，非常实用。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书 1 页说明书 3 页附图 4 页 CN 102427039 A 1/1页。

3、 2 1.一种制作多晶硅侧墙的方法，其特征在于：其具有以下步骤： 1）在已有的多晶硅图形上沉积SiO 2 ； 2）沉积氮化硅； 3）侧墙干法刻蚀； 4）后续正常源漏注入； 5）进行自对准金属硅化（salicide）工程； 6）剥离氮化硅侧壁； 7）后续金属层前绝缘层（PMD）的填充。 2.如权利要求1所述的一种制作多晶硅侧墙的方法，其特征在于：所述步骤（2）中采用等离子体化学气相沉积法（PE CVD）沉积氮化硅。 3.如权利要求1所述的一种制作多晶硅侧墙的方法，其特征在于：所述步骤（2）中所沉积的氮化硅对二氧化硅膜保持高选择比，氮化硅速率：二氧化硅速率 40:1。 4.如权利要求1所述的一。

4、种制作多晶硅侧墙的方法，其特征在于：所述步骤（6）中采用氢氟酸湿法剥离氮化硅侧壁。权利要求书CN 102427031 A CN 102427039 A 1/3页 3 一种制作多晶硅侧墙的方法技术领域 0001 本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别涉及一种制作多晶硅侧墙的方法。背景技术 0002 随着半导体技术的迅猛发展，集成电路器件设计的尺寸也持续的向小型化的方向发展。基于市场竞争和产业需求，不断提高产品的性能/性价比是微电子技术发展的动力。 0003 在现代半导体器件制造工艺中，器件隔离是一项重要的研究课题。浅沟槽隔离技术已经被广泛应用于0.25m以下的集成电路工艺中，。

5、浅沟槽隔离结构相比局部氧化隔离结构，具有占有硅片面积较小的优点，从而提高了器件在单位硅片面积的集成度。 0004 在0.13微米工艺节点前，二氧化硅-氮化硅-二氧化硅组合膜的L型多晶硅侧墙在业界曾经普遍使用，L型最大的优点是可以极大增加多晶硅之间金属层前绝缘层（PMD， pre-metal dielectric）的填充能力。对硅片而言，stress小而且可以通过刻蚀灵活调节侧墙的宽度。但是存在刻蚀工艺复杂，成本高，以及二氧化硅成膜保形性不佳的缺点。 0005 相对而言，D型多晶硅侧墙就只有一种膜，刻蚀简单，保形性好且成本低，但是金属层前绝缘层的填充能力就明显不如L型工艺，而且侧墙厚度依。

6、赖成膜工程来控制。 0006 常规工艺中一般采用低温PE CVD方法淀积正硅酸乙酯TEOS氧化硅作为发射极多晶硅与基极多晶硅侧墙隔离，然而由于正硅酸乙酯TEOS氧化硅的湿法刻蚀速率很快，因此在后续的一些湿法中氧化硅损失严重，为了避免发射极与基极短接，一般采用增加正硅酸乙酯TEOS氧化硅的厚度至几千埃，这样无形中增加了成本，放大了设计规则，而且工艺受湿法药液刻蚀速率影响大，工艺可控性较低。 0007 中国专利CN200610119562涉及制作浅槽隔离结构的工艺方法，其公开了一种制作浅槽隔离结构的工艺方法，包括以下步骤：第一步，硅衬底投入；第二步，初始氧化层；第三步，氮化硅层淀积；。

7、第四步，浅槽光刻；第五步，氮化硅层刻蚀；第六步，浅槽刻蚀；第七步，浅槽侧墙氧化；第八步，浅槽氧化层填充淀积；第九步，化学机械研磨；第十步，氮化硅层和初始氧化层湿法刻蚀，并在第五步和第六步之间依次加入多晶硅层淀积、多晶硅侧墙刻蚀两个步骤。本发明在现有工艺流程的基础上，在浅槽刻蚀步骤前增加了多晶硅淀积和多晶硅侧墙刻蚀两步工艺，利用多晶硅侧墙的方法形成浅槽隔离结构，满足浅槽隔离工艺中浅槽边缘变圆的要求，解决了晶体管栅氧层在浅槽边缘变薄的问题。 0008 中国专利CN201010027340公开了一种改善发射极与基极多晶硅侧墙隔离的方法；包括以下步骤：步骤一、按照双极性晶体管。

8、流程形成发射极图形后，先淀积一层氧化硅介质；步骤二、淀积一层富硅的氧化膜，其折射率大于0.5，并进行氮气退火处理；步骤三、上述复合介质膜淀积完毕后，回刻并去除残余氧化硅，从而形成多晶硅发射极侧墙，该侧墙的目的是起到隔离发射极与基极的作用。本发明所述复合介质膜的阶梯覆盖能力好，湿法刻蚀速率低，能够抵抗整个工艺中的湿法工艺，从而有效的降低发射极与基极多晶硅短接的风险，提高器件性能。 0009 中国专利CN200510029703涉及采用新硬掩模的应变源漏制作方法，采用新硬掩说明书CN 102427031 A CN 102427039 A 2/3页 4 模的应变源漏制作方法，采用硼掺。

9、杂硅玻璃作为新的硬掩模材料，进行多晶硅栅的刻蚀，该硬掩模在源/漏区硅的凹陷刻蚀和硅锗外延生长时能保护多晶硅栅免受刻蚀以及硅锗在多晶硅栅极上外延生长，当采用氢氟酸和硫酸混合物或氢氟酸和乙烯醇混合物进行湿法去除时，这种硬掩模很容易被除去，而且在除去的过程中不会破坏栅极与源/漏间的侧墙间隔层。发明内容 0010 鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种制作多晶硅侧墙的方法，利用一种经过特殊调整的氮化硅膜，使用PE-CVD工艺成长，具有很高的氢氟酸湿法刻蚀速率，且对二氧化硅膜保持高选择比（氮化硅速率：二氧化硅速率40：1）。利用这种氮化硅膜来做D型侧墙，工艺简单，并在自对准金属硅化（sa。

10、licide）工程后使用氢氟酸湿法剥离，来提高金属层前绝缘层的填充能力，非常适于实用。 0011 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。 0012 本发明提供一种制作多晶硅侧墙的方法，其步骤如下： 1）在已有的多晶硅图形上沉积SiO 2 ； 2）沉积氮化硅； 3）侧墙干法刻蚀； 4）后续正常源漏注入； 5）进行自对准金属硅化（salicide）工程； 6）剥离氮化硅侧壁； 7）后续金属层前绝缘层（PMD）的填充。 0013 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现：所述步骤（2）中采用等离子体化学气相沉积法（PE CVD）沉积氮化硅。 0014 所述步骤。

11、（2）中所沉积的氮化硅对二氧化硅膜保持高选择比，氮化硅速率：二氧化硅速率 40:1。 0015 所述步骤（6）中采用氢氟酸湿法剥离氮化硅侧壁。 0016 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明 0017 参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。 0018 图1绘示本发明涉及制作多晶硅侧墙方法的流程图。 0019 图2绘示沉积SiO2和氮化硅膜的示。

12、意图。 0020 图3绘示侧墙干法刻蚀的示意图。 0021 图4绘示进行自对准金属硅化（salicide）工程的示意图。 0022 图5绘示氢氟酸剥离氮化硅侧壁的示意图。 0023 图6绘示后续金属层前绝缘层（PMD）填充的示意图。说明书CN 102427031 A CN 102427039 A 3/3页 5 0024 附图标记中1为硅基板，2为硅栅，3为二氧化硅，4为氮化硅，5为氮化硅侧墙，6为金属硅化物。具体实施方式 0025 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种制作多晶硅侧墙的方法，详细说明如下。 00。

13、26 本发明的不同实施例将详述如下，以实施本发明的不同的技术特征，可理解的是，以下所述的特定实施例的单元和配置用以简化本发明，其仅为范例而不限制本发明的范围。 0027 首先在已有的多晶硅图形上沉积SiO 2 和氮化硅，其中氮化硅膜使用PE-CVD工艺成长，具有很高的氢氟酸湿法刻蚀速率，且对二氧化硅膜保持高选择比（氮化硅速率：二氧化硅速率40：1）。利用这种氮化硅膜来做D型侧墙，工艺简单，图2绘示沉积SiO2和氮化硅膜的示意图。然后使用侧墙干法刻蚀，图3绘示侧墙干法刻蚀的示意图。接着后续正常源漏注入直至自对准金属硅化（salicide）工程，图4绘示进行自对准金属硅化（salici。

14、de）工程的示意图。使用氢氟酸剥离氮化硅侧壁，图5绘示氢氟酸剥离氮化硅侧壁的示意图。最后进行后续金属层前绝缘层（PMD）的填充，图6绘示后续金属层前绝缘层（PMD）填充的示意图。 0028 本发明利用一种经过特殊调整的氮化硅膜，使用PE-CVD工艺成长，具有很高的氢氟酸湿法刻蚀速率，且对二氧化硅膜保持高选择比（氮化硅速率：二氧化硅速率40：1）。利用这种氮化硅膜来做D型侧墙，工艺简单，并在自对准金属硅化（salicide）工程后使用氢氟酸湿法剥离，来提高金属层前绝缘层的填充能力。本发明同时实现了D型工艺简单和L 型工艺高填充能力的优点，成本控制合理。 0029 通过说明和附图，给出。

15、了具体实施方式的特定结构的典型实施例。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。说明书CN 102427031 A CN 102427039 A 1/4页 6 图1 说明书附图CN 102427031 A CN 102427039 A 2/4页 7 图2 图3 说明书附图CN 102427031 A CN 102427039 A 3/4页 8 图4 图5 说明书附图CN 102427031 A CN 102427039 A 4/4页 9 图6 说明书附图CN 102427031 A 。

摘要
申请专利号：	CN201110386889.8	申请日：	2011.11.29
公开号：	CN102427031A	公开日：	2012.04.25
当前法律状态：	实审	有效性：	审中
法律详情：	发明专利申请公开后的驳回IPC(主分类):H01L21/28申请公开日:20120425\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):H01L 21/28申请日:20111129\|\|\|公开
IPC分类号：	H01L21/28	主分类号：	H01L21/28
申请人：	上海华力微电子有限公司
发明人：	景旭斌; 杨斌; 郭明升
地址：	201210 上海市浦东新区张江高科技园区高斯路568号
优先权：
专利代理机构：	上海新天专利代理有限公司 31213	代理人：	王敏杰
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内容摘要

本发明提供一种制作多晶硅侧墙的方法，其步骤如下：1）在已有的多晶硅图形上沉积SiO2；2）沉积氮化硅；3）侧墙干法刻蚀；4）后续正常源漏注入；5）进行自对准金属硅化（salicide）工程；6）剥离氮化硅侧壁；7）后续金属层前绝缘层（PMD）的填充。本发明工艺简单，并在自对准金属硅化（salicide）工程后使用氢氟酸湿法剥离，来提高金属层前绝缘层的填充能力，同时实现了D型工艺简单和L型工艺高填充能力的优点，成本控制合理，非常实用。

权利要求书

1：一种制作多晶硅侧墙的方法，其特征在于：其具有以下步骤： 1）在已有的多晶硅图形上沉积 SiO2 ； 2）沉积氮化硅； 3）侧墙干法刻蚀； 4）后续正常源漏注入； 5）进行自对准金属硅化（salicide）工程； 6）剥离氮化硅侧壁； 7）后续金属层前绝缘层（PMD）的填充。2：如权利要求 1 所述的一种制作多晶硅侧墙的方法，其特征在于：所述步骤（2）中采用等离子体化学气相沉积法（PE CVD）沉积氮化硅。3：如权利要求 1 所述的一种制作多晶硅侧墙的方法，其特征在于：所述步骤（2）中所沉积的氮化硅对二氧化硅膜保持高选择比，氮化硅速率：二氧化硅速率 > 40:1。4：如权利要求 1 所述的一种制作多晶硅侧墙的方法，其特征在于：所述步骤（6）中采用氢氟酸湿法剥离氮化硅侧壁。

说明书

一种制作多晶硅侧墙的方法
    【技术领域】
     本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别涉及一种制作多晶硅侧墙的方法。背景技术随着半导体技术的迅猛发展，集成电路器件设计的尺寸也持续的向小型化的方向发展。基于市场竞争和产业需求，不断提高产品的性能 / 性价比是微电子技术发展的动力。
     在现代半导体器件制造工艺中，器件隔离是一项重要的研究课题。浅沟槽隔离技术已经被广泛应用于 0.25µm 以下的集成电路工艺中，浅沟槽隔离结构相比局部氧化隔离结构，具有占有硅片面积较小的优点，从而提高了器件在单位硅片面积的集成度。
     在 0.13 微米工艺节点前，二氧化硅 - 氮化硅 - 二氧化硅组合膜的 L 型多晶硅侧墙在业界曾经普遍使用， L 型最大的优点是可以极大增加多晶硅之间金属层前绝缘层（PMD， pre-metal dielectric）的填充能力。对硅片而言， stress 小而且可以通过刻蚀灵活调节侧墙的宽度。但是存在刻蚀工艺复杂，成本高，以及二氧化硅成膜保形性不佳的缺点。
     相对而言， D 型多晶硅侧墙就只有一种膜，刻蚀简单，保形性好且成本低，但是金属层前绝缘层的填充能力就明显不如 L 型工艺，而且侧墙厚度依赖成膜工程来控制。
     常规工艺中一般采用低温 PE CVD 方法淀积正硅酸乙酯 TEOS 氧化硅作为发射极多晶硅与基极多晶硅侧墙隔离，然而由于正硅酸乙酯 TEOS 氧化硅的湿法刻蚀速率很快，因此在后续的一些湿法中氧化硅损失严重，为了避免发射极与基极短接，一般采用增加正硅酸乙酯 TEOS 氧化硅的厚度至几千埃，这样无形中增加了成本，放大了设计规则，而且工艺受湿法药液刻蚀速率影响大，工艺可控性较低。
     中国专利 CN200610119562 涉及制作浅槽隔离结构的工艺方法，其公开了一种制作浅槽隔离结构的工艺方法，包括以下步骤：第一步，硅衬底投入；第二步，初始氧化层；第三步，氮化硅层淀积；第四步，浅槽光刻；第五步，氮化硅层刻蚀；第六步，浅槽刻蚀；第七步，浅槽侧墙氧化；第八步，浅槽氧化层填充淀积；第九步，化学机械研磨；第十步，氮化硅层和初始氧化层湿法刻蚀，并在第五步和第六步之间依次加入多晶硅层淀积、多晶硅侧墙刻蚀两个步骤。本发明在现有工艺流程的基础上，在浅槽刻蚀步骤前增加了多晶硅淀积和多晶硅侧墙刻蚀两步工艺，利用多晶硅侧墙的方法形成浅槽隔离结构，满足浅槽隔离工艺中浅槽边缘变圆的要求，解决了晶体管栅氧层在浅槽边缘变薄的问题。
     中国专利 CN201010027340 公开了一种改善发射极与基极多晶硅侧墙隔离的方法；包括以下步骤：步骤一、按照双极性晶体管流程形成发射极图形后，先淀积一层氧化硅介质；步骤二、淀积一层富硅的氧化膜，其折射率大于 0.5，并进行氮气退火处理；步骤三、从而形成多晶硅发射极侧墙，该侧墙上述复合介质膜淀积完毕后，回刻并去除残余氧化硅，的目的是起到隔离发射极与基极的作用。本发明所述复合介质膜的阶梯覆盖能力好，湿法刻蚀速率低，能够抵抗整个工艺中的湿法工艺，从而有效的降低发射极与基极多晶硅短接的风险，提高器件性能。
     中国专利 CN200510029703 涉及采用新硬掩模的应变源漏制作方法，采用新硬掩
     模的应变源漏制作方法，采用硼掺杂硅玻璃作为新的硬掩模材料，进行多晶硅栅的刻蚀，该硬掩模在源 / 漏区硅的凹陷刻蚀和硅锗外延生长时能保护多晶硅栅免受刻蚀以及硅锗在多晶硅栅极上外延生长，当采用氢氟酸和硫酸混合物或氢氟酸和乙烯醇混合物进行湿法去除时，这种硬掩模很容易被除去，而且在除去的过程中不会破坏栅极与源 / 漏间的侧墙间隔层。发明内容鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种制作多晶硅侧墙的方法，利用一种经过特殊调整的氮化硅膜，使用 PE-CVD 工艺成长，具有很高的氢氟酸湿法刻蚀速率，且对二氧化硅膜保持高选择比（氮化硅速率：二氧化硅速率 >40 ： 1）。利用这种氮化硅膜来做 D 型侧墙，工艺简单，并在自对准金属硅化（salicide）工程后使用氢氟酸湿法剥离，来提高金属层前绝缘层的填充能力，非常适于实用。
     本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
     本发明提供一种制作多晶硅侧墙的方法，其步骤如下： 1）在已有的多晶硅图形上沉积 SiO2 ； 2）沉积氮化硅； 3）侧墙干法刻蚀； 4）后续正常源漏注入； 5）进行自对准金属硅化（salicide）工程； 6）剥离氮化硅侧壁； 7）后续金属层前绝缘层（PMD）的填充。
     本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现：所述步骤（2）中采用等离子体化学气相沉积法（PE CVD）沉积氮化硅。
     所述步骤（2）中所沉积的氮化硅对二氧化硅膜保持高选择比，氮化硅速率：二氧化硅速率 > 40:1。
     所述步骤（6）中采用氢氟酸湿法剥离氮化硅侧壁。
     上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
     附图说明参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
     图 1 绘示本发明涉及制作多晶硅侧墙方法的流程图。
     图 2 绘示沉积 SiO2 和氮化硅膜的示意图。
     图 3 绘示侧墙干法刻蚀的示意图。
     图 4 绘示进行自对准金属硅化（salicide）工程的示意图。
     图 5 绘示氢氟酸剥离氮化硅侧壁的示意图。
     图 6 绘示后续金属层前绝缘层（PMD）填充的示意图。
     附图标记中 1 为硅基板， 2 为硅栅， 3 为二氧化硅， 4 为氮化硅， 5 为氮化硅侧墙， 6为金属硅化物。具体实施方式
     为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种制作多晶硅侧墙的方法，详细说明如下。
     本发明的不同实施例将详述如下，以实施本发明的不同的技术特征，可理解的是，以下所述的特定实施例的单元和配置用以简化本发明，其仅为范例而不限制本发明的范围。
     首先在已有的多晶硅图形上沉积 SiO2 和氮化硅，其中氮化硅膜使用 PE-CVD 工艺成长，具有很高的氢氟酸湿法刻蚀速率，且对二氧化硅膜保持高选择比（氮化硅速率：二氧化硅速率 >40 ： 1）。利用这种氮化硅膜来做 D 型侧墙，工艺简单，图 2 绘示沉积 SiO2 和氮化硅膜的示意图。然后使用侧墙干法刻蚀，图 3 绘示侧墙干法刻蚀的示意图。接着后续正常源漏注入直至自对准金属硅化（salicide）工程，图 4 绘示进行自对准金属硅化（salicide）工程的示意图。使用氢氟酸剥离氮化硅侧壁，图 5 绘示氢氟酸剥离氮化硅侧壁的示意图。最后进行后续金属层前绝缘层（PMD）的填充，图 6 绘示后续金属层前绝缘层（PMD）填充的示意图。
     本发明利用一种经过特殊调整的氮化硅膜，使用 PE-CVD 工艺成长，具有很高的氢氟酸湿法刻蚀速率，且对二氧化硅膜保持高选择比（氮化硅速率：二氧化硅速率 >40 ： 1）。利用这种氮化硅膜来做 D 型侧墙，工艺简单，并在自对准金属硅化（salicide）工程后使用氢氟酸湿法剥离，来提高金属层前绝缘层的填充能力。本发明同时实现了 D 型工艺简单和 L 型工艺高填充能力的优点，成本控制合理。
     通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。