专利名称：多晶硅层的蚀刻方法
多晶硅层的蚀刻方法
技术领域：
本发明涉及半导体工业中的蚀刻Etching)工艺，尤其涉及一种多晶硅层的蚀刻 方法。
背景技术：
半导体器件的栅极材料一般选用多晶硅(Poly silicon)。为了获得良好的器件电 性能，对多晶硅栅的形貌有较高的要求。在一些工艺中，比如B⑶(BipolarCMOS DM0S，一种 在同一块芯片上制造Bipolar、CMOS、DMOS器件的工艺)，需要一层多晶硅作为高压MOS的 栅极，另一层多晶硅作为低压MOS的栅极，因此需要淀积多层多晶硅。在制造低压MOS的栅 极时，通常在多晶硅上淀积一层金属硅化物，例如硅化钨(WSI)以获得较低的电阻。然而，在蚀刻第二层或之后层次的多晶硅时，因为硅化钨和多晶硅蚀刻的选择比 较低，会由于各向异性蚀刻，导致硅化钨在前一层次的多晶硅侧壁边缘形成针状残留，如 图7中箭头所指。传统技术解决此问题的办法是将第一层多晶硅侧壁做倾斜，形成梯形 结构。但这样的多晶硅形貌会影响栅极的电特性，还会改变栅极的关键尺寸(Critical Dimension, CD)，增加了工艺的复杂度。
发明内容鉴于此，有必要提供一种解决多晶硅侧壁边缘残留的多晶硅层的蚀刻方法。一种多晶硅层的蚀刻方法，包括蚀刻第一层多晶硅；淀积第一侧墙；蚀刻第一侧 墙；生长栅氧化层；淀积第二层多晶硅；淀积硅化钨层；蚀刻硅化钨层和第二层多晶硅；淀 积第二侧墙；蚀刻第二侧墙。优选的，所述淀积第一侧墙是采用低压化学气相淀积工艺。优选的，所述第一侧墙是上下两层的结构。优选的，所述第一侧墙的下层成分是四乙基氧化硅，上层成分是氮化硅。优选的，所述下层厚度是200 500A,所述上层厚度是1000 1500 L·优选的，所述下层厚度是300 A，所述上层厚度是1175人。优选的，所述第二层多晶硅的厚度是1300 1700人。优选的，所述第二层多晶硅的厚度是1500 A。优选的，所述硅化钨层的厚度是1000 1500 A。优选的，所述硅化钨层的厚度是1280A。上述多晶硅层的蚀刻方法采用单独对第一层多晶硅淀积侧墙的工艺，解决了蚀刻 第二层和之后层次的多晶硅后，在第一层多晶硅侧壁产生残留缺陷的问题，同时很好的保 证了第一层多晶硅的栅极形貌。
图1是多晶硅层的蚀刻方法工艺流程图。
图2 6为采用多晶硅层的蚀刻方法的结构示意图，其中图2为淀积第一侧墙步骤完成后的结构示意图；图3为蚀刻第一侧墙步骤完成后的结构示意图；图4为淀积硅化钨步骤完成后的结构示意图；图5为蚀刻硅化钨和第二层多晶硅步骤完成后的结构示意图；图6为蚀刻第二侧墙步骤完成后的结构示意图。图7为采用传统工艺蚀刻多晶硅在电子显微镜下的照片。图中标号202为第一层多晶硅，204为第二层多晶硅，206为硅化钨，208为第一四 乙基氧化硅层，210为第二氮化硅层。
具体实施方式图1为多晶硅层的蚀刻方法工艺流程图。图2 6为采用多晶硅层的蚀刻方法的 结构示意图。多晶硅层的蚀刻方法包括如下步骤蚀刻第一层多晶硅。用等离子蚀刻或反应离子蚀刻第一层多晶硅。淀积第一侧墙。图2是淀积第一侧墙步骤完成后的示意图。第一侧墙是上下两层 的结构，下层成分是四乙基氧化硅，上层成分是氮化硅。首先淀积第一四乙基氧化硅层208， 厚度为200 500 A,优选为300 A;然后淀积第一氮化硅层210，厚度为1000 1500 A,优 选为1175人。在优选的实施方式中，该步骤的淀积均采用低压化学气相淀积(LPCVD)蚀刻第一侧墙。图3是该步骤完成后的示意图，可以看到第一层多晶硅202的栅 极垂直侧壁已经被第一侧墙保护起来了。生长栅氧化层。用热氧化法生长第二层多晶硅204的氧化层。在优选的实施方式 中，第二层多晶硅204是作为低压MOS的栅极，因此该氧化层是低压栅氧化层。淀积第二层多晶硅。可以采用原子层淀积(ALD)、化学气相淀积(CVD)、物理气相 淀积(PVD)、等离子增强型化学气相淀积(PECVD)等工艺。为了获得较好的电学性能，可以 掺杂至少一种金属杂质(例如钛、钽、钨等)。在优选的实施方式中，采用低压化学气相淀 积。第二层多晶硅204的厚度为1300 1700A,优选为1500 A淀积硅化钨。在第二层多晶硅204上淀积一层硅化钨206，厚度为1000 1500人, 优选为1280 A。淀积该厚度的硅化钨能够将栅极互连电阻降低到一个合适的范围。图4为 淀积硅化钨步骤完成后的结构示意图。蚀刻硅化钨和第二层多晶硅。该步骤是在同一工艺条件下，采用干法蚀刻一步完 成的。图5为蚀刻硅化钨和第二层多晶硅步骤完成后的结构示意图淀积第二侧墙。首先淀积第二四乙基氧化硅层212，厚度为200 500人，优选为 300 然后淀积第二氮化硅层214，厚度为1000 1500 A，优选为1175 A。在优选的实施 方式中，该步骤的淀积均采用低压化学气相淀积。蚀刻第二侧墙。图6为蚀刻第二侧墙步骤完成后的结构示意图。上述多晶硅层的蚀刻方法不仅适用于双层多晶硅的结构，也适用于两层以上的多 层多晶硅结构。在对第二层以后的多晶硅进行蚀刻时，只需要按传统工艺进行即可。上述多晶硅层的蚀刻方法采用单独对第一层多晶硅淀积侧墙的工艺，解决了蚀刻
4第二层和之后层次的多晶硅后，在第一层多晶硅侧壁产生残留缺陷的问题，同时很好的保 证了第一层多晶硅的栅极形貌。 以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能 因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范 围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种多晶硅层的蚀刻方法，包括 蚀刻第一层多晶硅；淀积第一侧墙； 蚀刻第一侧墙； 生长栅氧化层； 淀积第二层多晶硅； 淀积硅化钨层；蚀刻硅化钨层和第二层多晶硅； 淀积第二侧墙； 蚀刻第二侧墙。
2.根据权利要求1所述的多晶硅层的蚀刻方法，其特征在于所述淀积第一侧墙采用 低压化学气相淀积工艺。
3.根据权利要求1所述的多晶硅层的蚀刻方法，其特征在于所述第一侧墙是上下两层的结构。
4.根据权利要求3所述的多晶硅层的蚀刻方法，其特征在于所述第一侧墙的下层成 分是四乙基氧化硅，上层成分是氮化硅。
5.根据权利要求4所述的多晶硅层的蚀刻方法，其特征在于所述下层厚度是 200-500 A,所述上层厚度是1000~1500 L·
6.根据权利要求5所述的多晶硅层的蚀刻方法，其特征在于所述下层厚度是300A, 所述上层厚度是1175人。
7.根据权利要求1所述的多晶硅层的蚀刻方法，其特征在于所述第二层多晶硅的厚 度是1300 1700 A。
8.根据权利要求7所述的多晶硅层的蚀刻方法，其特征在于所述第二层多晶硅的厚 度是1500 A。
9.根据权利要求1所述的多晶硅层的蚀刻方法，其特征在于所述硅化钨层的厚度是 1000 1500A。
10.根据权利要求9所述的多晶硅层的蚀刻方法，其特征在于所述硅化钨层的厚度是1280A。
全文摘要
本发明涉及一种多晶硅层的蚀刻方法，包括蚀刻第一层多晶硅；淀积第一侧墙；蚀刻第一侧墙；生长低压栅氧化层；淀积第二层多晶硅；淀积硅化钨层；蚀刻硅化钨层和第二层多晶硅；淀积第二侧墙；蚀刻第二侧墙。本发明采用单独对第一层多晶硅淀积侧墙的工艺，解决了蚀刻第二层和之后层次的多晶硅后，在第一层多晶硅侧壁产生残留缺陷的问题，同时很好的保证了第一层多晶硅的栅极形貌。
文档编号H01L21/28GK102087963SQ20091018861
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者林奕琼, 桂林春, 赵志勇 申请人:无锡华润上华半导体有限公司, 无锡华润上华科技有限公司