專利名稱：一種pip多晶硅刻蝕工藝方法
技術領域：
本發明屬于半導體集成電路制造工藝，具體涉及一種PIP多晶硅刻蝕工藝方法。
背景技術：
B⑶(Bipolar CMOS DM0S，簡稱B⑶，B⑶工藝能夠在同一芯片上制作雙極管Bipolar，互補金屬氧化物半導體CMOS和擴散金屬氧化物半導體DMOS器件)工藝制作中，需要通過干法刻蝕工藝得到側墻，傳統的工藝流程如下:1)在硅基底I上生長柵氧2，在柵氧2上沉積一層多晶娃，多晶娃光刻和刻蝕，形成多晶娃柵極4(多晶娃柵極4作為PIP多晶硅的底部多晶硅)；在全硅片上沉積一層側墻氧化膜3 (側墻氧化膜3作為PIP多晶硅的中間絕緣層)，然后再沉積一層多晶娃作為PIP多晶娃的頂部多晶娃6, PIP多晶娃光刻，PIP多晶硅的頂部多晶硅6刻蝕，并去除光刻膠，如圖1所示；2)刻蝕側墻氧化膜3 (即PIP多晶硅的中間絕緣層)，并且形成柵極氧化膜側墻9，如圖2所示。由于在現有工藝基礎上位于多晶硅-絕緣層-多晶硅(PIP)結構最頂部的多晶硅(poly)在中間絕緣層刻蝕的時候缺乏有效保護，并且PIP本身打開面積非常大，在中間絕緣層的刻蝕中對多晶硅的選擇比并不高的情況下使得在側墻刻蝕時PIP頂部多晶硅損失較大，甚至可以達到25%的損失量。這個損失會導致電阻值增大，并且因為刻蝕晶片面內的均勻性的影響，晶片面內PIP損失的不一致會導致器件性能在晶片面內分布不穩定。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種PIP多晶硅刻蝕工藝方法，來改善PIP多晶硅在側墻刻蝕時候的損失，從而達到穩定晶片面內PIP多晶硅的阻值。為解決上述技術問題，本發明提供一種PIP多晶硅刻蝕工藝方法，包括如下步驟:I)在硅基底上生長柵氧，在柵氧上沉積一層多晶硅，多晶硅光刻和刻蝕，形成多晶硅柵極作為PIP多晶硅的底部多晶硅；在全硅片上沉積一層側墻氧化膜作為PIP多晶硅的中間絕緣層，然后再沉積一層多晶硅作為PIP多晶硅的頂部多晶硅，在PIP多晶硅的頂部多晶硅上沉積保護膜，然后進行PIP多晶硅光刻，保護膜和PIP多晶硅的頂部多晶硅刻蝕，光刻膠去除；2)氧化膜側墻刻蝕和側墻形成。在步驟I)中，所述保護膜為氮化膜或氮氧化膜。在步驟I)中，所述保護膜的厚度為側墻氧化膜厚度的5% 100%。在步驟I)中，所述保護膜和PIP多晶硅的頂部多晶硅刻蝕在多晶硅刻蝕機臺一體完成。在步驟2)中，所述氧化膜側墻刻蝕的時候，側墻氧化膜對保護膜的刻蝕選擇比要大于4。在步驟2)中，所述氧化膜側墻刻蝕采用C5F8和O2氣體；C5F8氣體的流量為5SCCm lOOsccm, O2氣體的流量為5 lOOsccm。或者，
在步驟2)中，所述氧化膜側墻刻蝕采用C4F6和O2氣體；C4F6氣體的流量為5SCCm lOOsccm, O2氣體的流量為5 lOOsccm。和現有技術相比，本發明具有以下有益效果:本發明在現有的PIP多晶硅結構的頂部淀積一層具有一定厚度的保護膜，然后通過調整側墻刻蝕條件對側墻和PIP保護膜不同的刻蝕速率，在刻蝕側墻時對保護膜進行具有一定選擇比的刻蝕，進而使得在損失很小厚度保護膜的基礎上對PIP多晶硅結構中的頂部的多晶硅進行完整的保護，從而達到穩定晶片面內PIP多晶硅的阻值。
圖1是傳統工藝中側墻刻蝕前的PIP結構剖面圖；圖2是傳統工藝中側墻刻蝕后的PIP結構剖面圖；圖3是本發明中側墻刻蝕前的PIP結構剖面圖；圖4是本發明中側墻刻蝕后的PIP結構剖面圖；圖中附圖標記說明如下:I為硅基底，2為柵氧，3是側墻氧化膜(刻蝕前)，4是多晶硅柵極，5是場氧，6是PIP多晶硅的頂部多晶硅，8是保護膜，9是氧化膜側墻(刻蝕后)。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。如圖3和圖4所示，本發明一種PIP多晶硅刻蝕工藝方法，具體包括如下步驟:I)如圖3所示，在硅基底I上生長柵氧2，在柵氧2上沉積一層多晶硅，多晶硅光刻和刻蝕，形成多晶硅柵極4 (多晶硅柵極4作為PIP多晶硅的底部多晶硅)；在全硅片上沉積一層側墻氧化膜3 (側墻氧化膜3作為PIP多晶硅的中間絕緣層)，然后再沉積一層多晶硅作為PIP多晶硅的頂部多晶硅6，在PIP多晶硅的頂部多晶硅6上進行保護膜8沉積，然后進行PIP多晶硅光刻，保護膜8和PIP多晶硅的頂部多晶硅6刻蝕(保護膜8和PIP多晶硅的頂部多晶硅6刻蝕在多晶硅刻蝕機臺一體完成)，并去除光刻膠；其中，沉積的保護膜8為氮化膜或氮氧化膜；保護膜8的厚度為側墻氧化膜3厚度(即PIP多晶硅的中間絕緣層厚度)的5% 100% ；2)如圖4所示，刻蝕側墻氧化膜3，形成氧化膜側墻9。氧化膜側墻9刻蝕的時候，側墻氧化膜3對保護膜8的刻蝕選擇比要大于4。刻蝕側墻氧化膜的時候使用C5F8和O2混合氣體；或者刻蝕側墻氧化膜的時候使用C4F6和O2混合氣體；C5F8和C4F6氣體的流量為5sccm lOOsccm, O2 氣體流量為 5 lOOsccm。本發明在現有的PIP多晶硅結構的頂部淀積一層具有一定厚度的保護膜，然后通過調整側墻刻蝕條件對側墻和PIP保護膜不同的刻蝕速率，在刻蝕側墻時對保護膜進行具有一定選擇比的刻蝕，進而使得在損失很小厚度保護膜的基礎上對PIP多晶硅結構中的頂部的多晶硅進行完整的保護，從而達到穩定晶片面內PIP多晶硅的阻值。
權利要求
1.一種PIP多晶硅刻蝕工藝方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)在硅基底上生長柵氧，在柵氧上沉積一層多晶硅，多晶硅光刻和刻蝕，形成多晶硅柵極作為PIP多晶硅的底部多晶硅；在全硅片上沉積一層側墻氧化膜作為PIP多晶硅的中間絕緣層，然后再沉積一層多晶硅作為PIP多晶硅的頂部多晶硅，在PIP多晶硅的頂部多晶硅上沉積保護膜，然后進行PIP多晶硅光刻，保護膜和PIP多晶硅的頂部多晶硅刻蝕，光刻膠去除； 2)氧化膜側墻刻蝕和側墻形成。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟I)中，所述保護膜為氮化膜或氮氧化膜。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟I)中，所述保護膜的厚度為側墻氧化膜厚度的5% 100%。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟I)中，所述保護膜和PIP多晶硅的頂部多晶硅刻蝕在多晶硅刻蝕機臺一體完成。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟2)中，所述氧化膜側墻刻蝕的時候，側墻氧化膜對保護膜的刻蝕選擇比要大于4。
6.如權利要求1或5所述的方法，其特征在于，在步驟2)中，所述氧化膜側墻刻蝕采用C5F8和O2氣體。
7.如權利要求1或5所述的方法，其特征在于，在步驟2)中，所述氧化膜側墻刻蝕采用C4F6和O2氣體。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，在步驟2)中，C5F8氣體的流量為5SCCm IOOsccm, O2氣體的流量為5 lOOsccm。
9.如權利要求7所述的方法，其特征在于，在步驟2)中，C4F6氣體的流量為5SCCm lOOsccm, O2氣體的流量為5 lOOsccm。
全文摘要
本發明公開了一種PIP多晶硅刻蝕工藝方法，包括如下步驟1)在硅基底上生長柵氧，在柵氧上沉積一層多晶硅，多晶硅光刻和刻蝕，形成多晶硅柵極作為PIP多晶硅的底部多晶硅；在全硅片上沉積一層側墻氧化膜作為PIP多晶硅的中間絕緣層，然后再沉積一層多晶硅作為PIP多晶硅的頂部多晶硅，在PIP多晶硅的頂部多晶硅上沉積保護膜，然后進行PIP多晶硅光刻，保護膜和PIP多晶硅的頂部多晶硅刻蝕，光刻膠去除；2)氧化膜側墻刻蝕和側墻形成。本發明在現有的PIP多晶硅結構的頂部淀積一層保護膜，來改善PIP多晶硅在側墻刻蝕時候的損失，從而達到穩定晶片面內PIP多晶硅的阻值。
文檔編號H01L21/28GK103107084SQ201110360070
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者黃志剛 申請人:上海華虹Nec電子有限公司