CN102403314B - 双极cmos工艺中的有源区边墙及制造方法 - Google Patents

双极cmos工艺中的有源区边墙及制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双极CMOS工艺中的有源区边墙，有源区边墙形成于有源区的表面和周围各侧面上并实现对有源区的包覆，有源区边墙的材料为抗反射材料，有源区边墙的厚度满足在后续工艺中对有源区周侧的沟槽内进行离子注入时能够阻挡离子注入到有源区中。本发明还公开了一种双极CMOS工艺中的有源区边墙的制造方法。本发明有源区边墙能够减少光反射率，能获得较好的和可控的光刻胶形貌，能提高对光刻胶关键尺寸的控制能力，有利于获得更小尺寸的光刻图形。

Description

双极CMOS工艺中的有源区边墙及制造方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种双极CMOS工艺中的有源区边墙；本发明还涉及双极CMOS工艺中的有源区边墙的制造方法。
背景技术
在一些双极CMOS(Bi-CMOS)工艺中，有时需要在有源区引入边墙(Spacer)工艺来作为埋层注入是时的阻挡物。如图1所示，为现有有源区边墙结构示意图。在硅衬底1上形成有有源区2以及场氧区的沟槽，在所述有源区2的表面和周围各侧面上形成有现有有源区边墙3，现有有源区边墙3实现对所述有源区的包覆，现有有源区边墙3的材料为二氧化硅，现有有源区边墙3作为后续的对场氧区的沟槽内进行离子注入如埋层注入5的阻挡层，现有有源区边墙3的厚度满足在后续埋层注入5中能够阻挡离子注入到所述有源区中。
如图2所示，是现有有源区边墙的光反射对光刻胶形貌影响的示意图。由于现有有源区边墙3的材料为二氧化硅，且由于二氧化硅具有较高的反射率，在后续的光刻曝光过程中，现有有源区边墙3会将曝光光源8反射到旁边本来不曝光的光刻胶4上，使不应曝光的光刻胶4曝光，最后得到较差的或不可控的光刻胶4形貌，影响对光刻胶关键尺寸的控制能力，不利于光刻图形的小型化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种双极CMOS工艺中的有源区边墙，能改善光刻胶形貌、提高对光刻胶关键尺寸的控制能力、并有利于获得更小尺寸的光刻图形。为此，本发明还要提供一种双极CMOS工艺中的有源区边墙的制造方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种双极CMOS工艺中的有源区边墙，所述有源区边墙形成于有源区的表面和周围各侧面上并实现对所述有源区的包覆，所述有源区边墙的材料为抗反射材料，所述有源区边墙的厚度满足在后续工艺中对所述有源区周侧的沟槽内进行离子注入时能够阻挡离子注入到所述有源区中。
所述抗反射材料为能够降低光刻曝光时波长为436nm(G-line)、365nm(I-line)、248nm(KrF)、和193nm(ArF)的光源的光反射率的材料。所述抗反射材料的类型包括有机抗反射材料(BARC)、无机抗反射材料(DARC)、或有机抗反射材料和无机抗反射材料的组合。所述抗反射材料的类型要满足和后续的光刻胶相匹配以及满足能够作为后续工艺中对所述有源区周侧的沟槽内进行离子注入时的阻挡物的要求。其中，所述光刻胶为正性光刻胶、或负性光刻胶。
为解决上述技术问题，本发明提供的双极CMOS工艺中的有源区边墙的制造方法包括如下步骤：
步骤一、在硅衬底上进行场氧区的沟槽刻蚀形成有源区；
步骤二、在所述硅衬底上进行抗反射材料生长；所述抗反射材料的厚度根据后续形成的有源区边墙的厚度和宽度进行选择。所述抗反射材料为能够降低光刻曝光时波长为436nm、365nm、248nm、和193nm的光源的光反射率的材料。所述抗反射材料的厚度为500埃～10000埃。
步骤三、使用各向异性的干法刻蚀方法回刻所述抗反射材料形成所述有源区边墙；所述有源区边墙的厚度满足在后续工艺中对所述有源区周侧的沟槽内进行离子注入时能够阻挡离子注入到所述有源区中。
更进一步的改进是，所述抗反射材料为有机抗反射材料，步骤二中采用旋涂、烘烤的工艺在所述硅衬底上形成所述有机抗反射材料。
更进一步的改进是，所述抗反射材料为无机抗反射材料，步骤二中采用淀积的工艺在所述硅衬底上形成所述无机抗反射材料。
本发明有源区边墙能够减少光反射率，从而能获得较好的和可控的光刻胶形貌，能提高对光刻胶关键尺寸的控制能力，最后有利于获得更小尺寸的光刻图形。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是现有有源区边墙结构示意图；
图2是现有有源区边墙的光反射对光刻胶形貌影响的示意图；
图3-图4是本发明实施例制造方法中有源区边墙的结构示意图；
图5是本发明实施例有源区边墙的光反射对光刻胶形貌影响的示意图。
具体实施方式
如图3至图4所示，为本发明实施例制造方法中有源区边墙的结构示意图；图4为制造完成后形成的本发明实施例有源区边墙的结构示意图。
如图4所示，本发明实施例双极CMOS工艺中的有源区边墙6形成于有源区2的表面和周围各侧面上并实现对所述有源区2的包覆，其中有源区2是通过在所述硅衬底1上进行场氧区沟槽刻蚀后形成的。所述有源区边墙6的材料为抗反射材料，所述有源区边墙6的厚度满足在后续工艺中对所述有源区2周侧的沟槽即所述场氧区沟槽内进行离子注入如埋层注入时能够阻挡离子注入到所述有源区2中。
其中，所述抗反射材料为能够降低光刻曝光时波长为436nm、365nm、248nm、和193nm的光源的光反射率的材料。所述抗反射材料的类型包括有机抗反射材料(BARC)、无机抗反射材料(DARC)、或有机抗反射材料和无机抗反射材料的组合。所述抗反射材料的类型要满足和后续的光刻胶相匹配以及满足能够作为后续工艺中对所述有源区2周侧的沟槽内进行离子注入时的阻挡物的要求。其中，所述光刻胶为正性光刻胶、或负性光刻胶。
如图5所示，本发明实施例有源区边墙的光反射对光刻胶形貌影响的示意图。由于所述有源区边墙6的抗反射材料能降低曝光光源8的光反射率，这样就消除了曝光光源8反射到不应曝光的光刻胶4上，从而形成了较好并且可控的光刻胶4形貌。
本发明实施例双极CMOS工艺中的有源区边墙的制造方法包括如下步骤：
步骤一、如图3所示，在硅衬底1上进行场氧区的沟槽刻蚀形成有源区2。
步骤二、如图3所示，在所述硅衬底1上进行抗反射材料生长；所述抗反射材料的厚度根据后续形成的有源区边墙的厚度和宽度进行选择。所述抗反射材料为能够降低光刻曝光时波长为436nm、365nm、248nm、和193nm的光源的光反射率的材料。所述抗反射材料的厚度为500埃～10000埃。
步骤三、如图4所示，使用各向异性的干法刻蚀方法回刻所述抗反射材料形成所述有源区边墙6；所述有源区边墙6的厚度满足在后续工艺中对所述有源区2周侧的沟槽即所述场氧区的沟槽内进行离子注入如埋层注入时能够阻挡离子注入到所述有源区2中。
步骤二中所述抗反射材料能为有机抗反射材料，采用旋涂、烘烤的工艺在所述硅衬底1上形成所述有机抗反射材料。
步骤二中所述抗反射材料也能为无机抗反射材料，采用淀积的工艺在所述硅衬底1上形成所述无机抗反射材料。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双极CMOS工艺中的有源区边墙，其特征在于：有源区边墙形成于有源区的表面和周围各侧面上并实现对所述有源区的包覆，所述有源区边墙的材料为抗反射材料，所述有源区边墙的厚度满足在后续工艺中对所述有源区周侧的沟槽内进行离子注入时能够阻挡离子注入到所述有源区中。
2.如权利要求1所述的双极CMOS工艺中的有源区边墙，其特征在于：所述抗反射材料为能够降低光刻曝光时波长为436nm、365nm、248nm、和193nm的光源的光反射率的材料。
3.如权利要求2所述的双极CMOS工艺中的有源区边墙，其特征在于：所述抗反射材料的类型包括有机抗反射材料、无机抗反射材料、或有机抗反射材料和无机抗反射材料的组合。
4.如权利要求3所述的双极CMOS工艺中的有源区边墙，其特征在于：所述抗反射材料的类型要满足和后续的光刻胶相匹配以及满足能够作为后续工艺中对所述有源区周侧的沟槽内进行离子注入时的阻挡物的要求。
5.如权利要求4所述的双极CMOS工艺中的有源区边墙，其特征在于：所述光刻胶为正性光刻胶、或负性光刻胶。
6.一种双极CMOS工艺中的有源区边墙的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在硅衬底上进行场氧区的沟槽刻蚀形成有源区；
步骤二、在所述硅衬底上进行抗反射材料生长；所述抗反射材料的厚度根据后续形成的有源区边墙的厚度和宽度进行选择；
步骤三、使用各向异性的干法刻蚀方法回刻所述抗反射材料形成所述有源区边墙；所述有源区边墙的厚度满足在后续工艺中对所述有源区周侧的沟槽内进行离子注入时能够阻挡离子注入到所述有源区中。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于:所述抗反射材料为有机抗反射材料，步骤二中采用旋涂、烘烤的工艺在所述硅衬底上形成所述有机抗反射材料。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于:所述抗反射材料为无机抗反射材料，步骤二中采用淀积的工艺在所述硅衬底上形成所述无机抗反射材料。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于:步骤二中所述抗反射材料的厚度为500埃～10000埃。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤二中所述抗反射材料为能够降低光刻曝光时波长为436nm、365nm、248nm、和193nm的光源的光反射率的材料。
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