專利名稱：T型多晶硅柵電極的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件制造中T型多晶硅柵電極的制備方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件的集成度提高，要求器件具備更短的響應(yīng)時間，更大的驅(qū) 動開啟電流，因此，多晶硅柵極的尺寸也必須持續(xù)的縮小。為了減輕日益 縮小的柵極尺寸對于光刻，刻蝕工藝的壓力，刻蝕的程序被進(jìn)一步調(diào)整， 形成T型多晶硅柵電極，通過縮小多晶硅柵電極底部線寬尺寸，實(shí)現(xiàn)減小 實(shí)際的溝道長度，從而滿足器件的需求。另外，半導(dǎo)體器件制備過程中的 柵極刻蝕制備， 一般采用正性光刻膠和柵極掩膜版來實(shí)現(xiàn)。常見的T多晶 硅柵電極的制備工藝流程如圖la至圖lc所示:先在柵氧化層上淀積多晶
硅層(見圖la);后用正性光刻膠和柵極掩膜版進(jìn)行光刻，定義出柵極；
最后采用精確的刻蝕程序刻蝕出T型多晶硅柵電極(見圖lb和圖lc)。
目前，由于刻蝕程式中刻蝕速率和刻蝕后尺寸形貌依賴于光刻柵極尺
寸的形貌(poly gate photo CD profile),所以在實(shí)際的應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)T 型多晶硅柵淀積的實(shí)現(xiàn)需要采用非常復(fù)雜的刻蝕程序，其在刻蝕時需分多 步進(jìn)行，且在刻蝕中需改變刻蝕氣體的量來控制刻蝕速率，存在不利于工 藝的再現(xiàn)和控制的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種T型多晶硅柵電極的制備方法，其能降低T型多晶硅柵電極制備中刻蝕程序的復(fù)雜程度。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的T型多晶硅柵電極的制備方法，包括
以下步驟
(1) 先在硅襯底上的柵氧化層上淀積第一層多晶硅；
(2) 利用負(fù)性光刻膠和柵極掩膜版進(jìn)行對準(zhǔn)光刻；
(3) 利用步驟(2)中的負(fù)性光刻膠圖案為掩膜層，對第一層多晶硅 層進(jìn)行注入摻雜；
(4) 去除負(fù)性光刻膠，接著淀積第二層多晶硅；
(5) 用正性光刻膠和步驟(2)中的柵極掩膜版進(jìn)行對準(zhǔn)光刻，后干
法刻蝕第二層多晶硅和第一層多晶硅，形成T型多晶硅柵電極；
(6) 去除多晶硅柵電極兩邊的柵氧化層。
本發(fā)明的制備方法中，先長一薄層多晶硅，然后利用負(fù)性光刻膠進(jìn)行 第一次光刻，然后進(jìn)行來摻雜，再生長一層多晶硅，第二次光刻后進(jìn)行刻 蝕，利用精確的光刻控制和刻蝕程式中摻雜和未摻雜的多晶硅，在刻蝕中
形貌存在差異的原理，故同時刻蝕后實(shí)現(xiàn)T型多晶柵電極的形貌和尺寸， 底部摻雜的多晶硅也可以減小柵耗盡問題；同時，大為降低刻蝕程式的復(fù)
雜程度并利于工藝的再現(xiàn)和控制。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明
圖la至圖lc為現(xiàn)有的T多晶硅柵極制備流程的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的制備方法的流程圖3a至圖3f為本發(fā)明的制備流程的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的T多晶硅柵電極的制備方法流程圖見圖2，下面結(jié)合圖3a至圖 3f的制備過程中的結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行說明。本發(fā)明的制備方法包括
(1) 先在硅襯底上制備一柵氧化層上，后在柵氧化層上淀積第一層多 晶硅，該層多晶硅相對要薄些，約為100 1000um左右(見圖3a)。
(2) 利用負(fù)性光刻膠和柵極掩膜版進(jìn)行對準(zhǔn)光刻，曝出柵極的位置下 的第一層多晶硅(見圖3b);
(3) 利用步驟(2)中的負(fù)性光刻膠圖案為掩膜層，對第一多晶硅層 進(jìn)行注入摻雜(見圖3c)，摻雜劑一般選磷原子，當(dāng)摻雜劑可選在為1015 原子/立方厘米以上，具體應(yīng)用中摻雜劑量可根據(jù)器件的特性和兩層多晶硅 柵極的厚度不同以及所要求刻蝕的T型多晶硅柵電極的形貌進(jìn)行調(diào)節(jié)；
(4) 去除負(fù)性光刻膠，接著淀積第二層多晶硅(見圖3d)，約為1000 5000um;
(5) 用正性光刻膠和步驟(2)中的柵極掩膜版進(jìn)行對準(zhǔn)光刻，后干 法工藝刻蝕第二層多晶硅和第一層多晶硅，因未摻雜的多晶硅第二層多晶 硅和摻雜后的第一層多晶硅在相同的刻蝕條件下，因摻雜后的第一層多晶 硅的刻蝕速率大于未摻雜的第二層多晶硅的刻蝕速率，使刻蝕后的形貌存 在差異，故在同時刻蝕后，最終形成T型的多晶硅柵電極(見圖3e)，這里 采用的干法刻蝕工藝中的刻蝕氣體和刻蝕參數(shù)與通常用來刻蝕多晶硅的相 同；
(6) 去除多晶硅柵電極兩邊的柵氧化層(見圖3f)，可用濕法腐蝕工
藝
權(quán)利要求
1、一種T型多晶硅柵電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)先在硅襯底上的柵氧化層上淀積第一層多晶硅；(2)利用負(fù)性光刻膠和柵極掩膜版進(jìn)行對準(zhǔn)光刻；(3)利用步驟(2)中的負(fù)性光刻膠圖案為掩膜層，對第一層多晶硅層進(jìn)行注入摻雜；(4)去除負(fù)性光刻膠，接著淀積第二層多晶硅；(5)用正性光刻膠和步驟(2)中的柵極掩膜版進(jìn)行對準(zhǔn)光刻，后干法刻蝕第二層多晶硅和第一層多晶硅，形成T型多晶硅柵電極；(6)去除多晶硅柵電極兩邊的柵氧化層。
2、 按照權(quán)利要求l所述的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中第一層多晶硅的厚度為100 1000um，所述步驟(4)中第二層多晶硅的厚 度為1000 5000um。
3、 按照權(quán)利要求l所述的制備方法，其特征在于步驟(3)中第一層多晶硅層的摻雜原子為磷原子。
4、 按照權(quán)利要求l、 2和3任一項權(quán)利要求中所述制備方法，其特征在 于所述步驟(3)中第一層多晶硅層注入摻雜工藝中，摻雜劑大于1015原 子/立方厘米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種T型多晶硅柵電極的制備方法，包括先在硅襯底上的柵氧化層上淀積第一層多晶硅；利用負(fù)性光刻膠和柵極掩膜版進(jìn)行對準(zhǔn)光刻；利用負(fù)性光刻膠圖案為掩膜層，對第一多晶硅層進(jìn)行注入摻雜；去除負(fù)性光刻膠，接著淀積第二層多晶硅；用正性光刻膠和上述柵極掩膜版進(jìn)行對準(zhǔn)光刻，后干法刻蝕第二層多晶硅和第一層多晶硅，形成T型多晶硅柵電極；去除多晶硅柵電極兩邊的柵氧化層。本發(fā)明的制備方法利用未摻雜的多晶硅和摻雜后的多晶硅在刻蝕時形貌存在差異的原理，簡化可T型多晶硅柵電極制備中刻蝕的復(fù)雜程度，有利于工藝的再現(xiàn)和控制，適合于工業(yè)化生產(chǎn)具有T型多晶硅柵電極的半導(dǎo)體器件。
文檔編號H01L21/28GK101431020SQ20071009421
公開日2009年5月13日 申請日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者駿 朱, 陳福成 申請人:上海華虹Nec電子有限公司