CN104377131B - 一种高压器件的低压区的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高压器件的低压区的制备方法。该制备方法包括以下步骤：提供基底，该基底包括高压区和低压区，高压区和低压区的表面均覆盖有厚栅氧层；在基底上涂覆第一光刻胶进行曝光显影，第一光刻胶的厚度小于6000埃；采用湿法腐蚀去除低压区表面覆盖的厚栅氧层；去除第一光刻胶；涂覆第二光刻胶进行曝光显影，第二光刻胶的厚度大于36000埃；对低压区的需要进行深井注入的区域进行深井注入；去除第二光刻胶。根据本发明的高压器件的低压区的制备方法，可以使光阻的曝光显影过程充分完成，不出现有机残留物，从而避免了厚栅氧湿法腐蚀后的氧化硅残留问题，并且还可以充分阻挡高能离子注入产品的非注入区域。

Description

一种高压器件的低压区的制备方法
技术领域
本发明涉及半导体元件加工技术领域，尤其涉及一种高压器件的低压区的制备方法。
背景技术
对于线宽在0.18μm以下的高压器件产品，其芯片的制造过程中包含低压器件区域的制备，现有的低压器件区域的制备方法包括：厚光刻胶的涂胶/曝光/显影、低压区的深井注入、低压区的厚栅氧湿法腐蚀以及光刻胶的去除。其中，低压器件区域的深井注入和厚栅氧湿法腐蚀是两个重要的环节。目前这两个步骤共用同一道光刻步骤。由于深井注入的能量非常高，为了阻挡注入离子进入非注入区域，目前的做法是在光刻过程中采用大厚度的光刻胶（厚度>36000埃）。
但是，由于光刻胶的厚度过大，容易导致曝光不充分或者去胶不充分，从而在氧化硅表面残留光刻胶或者光刻副产物。这种残留物为有机物，虽然很薄，不会影响深井注入，但是对厚栅氧湿法腐蚀步骤有很大的影响。厚栅氧湿法腐蚀采用的液体氢氟酸为无机溶液，无法溶解氧化硅表面的有机残留物，由于残留物的遮挡，氢氟酸无法去除底部的氧化硅，造成氧化硅残留，该缺陷会影响产品的良率和可靠性。
因此，需要一种高压器件的低压区的制备方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高压器件的低压区的制备方法，包括以下步骤：提供基底，所述基底包括高压区和低压区，所述高压区和所述低压区的表面均覆盖有厚栅氧层；在所述基底上涂覆第一光刻胶进行曝光显影，以露出所述低压区及所述低压区表面覆盖的所述厚栅氧层，所述第一光刻胶的厚度小于6000埃；采用湿法腐蚀去除所述低压区表面覆盖的所述厚栅氧层；去除所述第一光刻胶；涂覆第二光刻胶进行曝光显影，以露出所述低压区的需要进行深井注入的区域，所述第二光刻胶的厚度大于36000埃；对所述低压区的需要进行深井注入的区域进行深井注入；去除所述第二光刻胶。
优选地，所述厚栅氧层的厚度为400埃至500埃。
优选地，所述第一光刻胶的厚度大于3000埃。
优选地，所述第二光刻胶的厚度小于45000埃。
优选地，所述第一光刻胶和所述第二光刻胶为正性光刻胶。
优选地，在所述进行厚栅氧湿法腐蚀的步骤中使用的腐蚀试剂为氢氟酸。
优选地，使用离子注入机进行所述深井注入的步骤。
优选地，所述制备方法用于线宽为90纳米至250纳米的高压元器件。
根据本发明的高压器件的低压区的制备方法，在厚栅氧湿法腐蚀前涂覆厚度小于6000埃的第一光刻胶，可以使光阻的曝光显影过程充分完成，不出现有机残留物，从而避免了厚栅氧湿法腐蚀后的氧化硅残留问题。而在深井注入前则涂覆厚度大于36000埃的第二光刻胶，可以充分阻挡高能离子注入产品的非注入区域。
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图1为根据本发明一种实施方式的高压器件的低压区的制备方法的流程图；
图2为实施本发明的高压器件的低压区的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明公开了一种高压器件的低压区的制备方法，图1示出了该制备方法的流程图。如图1所示，首先，提供基底，该基底具有高压区和低压区，并且在高压区和低压区的表面均覆盖有厚栅氧层。优选地，该厚栅氧层的厚度可以在400埃至500埃的范围内选择，例如440埃。随后，可以在基底上涂覆第一光刻胶进行曝光显影，以使低压区和低压区表面覆盖的厚栅氧层露出。之后便采用湿法腐蚀去除低压区表面覆盖的厚栅氧层。由于在去除低压区表面覆盖的厚栅氧层的步骤之前没有进行深井注入，所以第一光刻胶的厚度可以选择为6000埃以下，从而可以节省材料。当然，本领域技术人员能够在6000埃以下的厚度范围内合理地选择第一光刻胶的厚度。在去除低压区表面覆盖的厚栅氧层的步骤后，将会去除第一光刻胶。随后，涂覆第二光刻胶进行曝光显影，使低压区的需要进行深井注入的区域露出。在曝光显影后要进行的便是深井注入，以向低压区的需要进行深井注入的区域内注入离子。为了在深井注入的过程中防止离子被注入产品的非注入区域，所以第二光刻胶选择使用厚度大于36000埃的光刻胶。同样，本领域技术人员也能够在36000埃以上的厚度范围内合理地选择第二光刻胶的厚度。最后，再将第二光刻胶去除即可。
下面结合图2所示的工艺流程图对本发明的高压器件的低压区的制备方法的实施过程进行说明。
在基底10上涂覆厚度小于6000埃的第一光刻胶20进行曝光显影，从图2中可以看出，在基底10的低压区的表面覆盖有厚栅氧层20。曝光显影后，低压区和低压区表面覆盖的厚栅氧层30将会露出。然后采用湿法腐蚀去除低压区表面覆盖的厚栅氧层30，之后即可将第一光刻胶20去除。随后，在基底10上涂覆厚度大于36000埃的第二光刻胶40进行曝光显影，使低压区的需要进行深井注入的区域露出。随即进行的是深井注入，使基底10的低压区的内部具有能量粒子50；最后再将第二光刻胶40去除，便完成了本发明的高压器件的低压区的制备方法的过程。
根据本发明的高压器件的低压区的制备方法，在厚栅氧湿法腐蚀前涂覆厚度小于6000埃的第一光刻胶，可以使光阻的曝光、显影过程充分完成，不出现有机残留物，从而避免了厚栅氧湿法腐蚀后的氧化硅残留问题。而在深井注入前则涂覆厚度大于36000埃的第二光刻胶，可以充分阻挡高能离子注入产品的非注入区域。
在本发明一种优选的实施方式中，第一光刻胶的厚度选择为大于3000埃，即第一光刻胶的厚度选择范围为3000埃至6000埃。前面提到，本领域技术人员能够在6000埃以下的范围内合理地选择第一光刻胶的厚度，而将第一光刻胶的厚度限定在3000埃至6000埃的范围，是综合考虑了曝光显影的效果以及材料的成本，以使第一光刻胶既能够满足曝光显影的要求，同时还可以有效地控制第一光刻胶的成本。
在本发明另一种优选的实施方式中，第二光刻胶的厚度选择为小于45000埃，即第二光刻胶的厚度选择范围为36000埃至45000埃。前面也曾提到，本领域技术人员能够在36000埃以上的范围内合理地选择第二光刻胶的厚度，而将第二光刻胶的厚度限定在36000埃至45000埃的范围，除了考虑了曝光效应的效果以及材料的成本，还进一步考虑了在深井注入步骤中对离子的阻挡效果，以使第二光刻胶的选择在满足曝光显影的要求、成本控制以及阻挡离子这三方面达到合理的平衡。
优选地，第一光刻胶和第二光刻胶选用正性光刻胶。正性光刻胶对某些溶剂是不可溶的，然而经过光照后会变为可溶物质。正性光刻胶具有良好的对比度，使用正性光刻胶进行曝光显影后生成的图形能够具有良好的分辨率。
优选地，在厚栅氧湿法腐蚀的步骤中，采用氢氟酸作为腐蚀剂对产品表面的氧化硅进行腐蚀。这是由于氢氟酸具有强腐蚀性，有助于彻底地将产品表面的氧化硅腐蚀掉。
同样优选地，可以使用离子注入机进行深井注入。与常规热掺杂工艺相比，离子注入机可对注入剂量、注入角度、注入深度、横向扩散等方面进行精确的控制，克服了常规工艺的限制，提高了电路的集成度、开启速度、成品率和寿命，降低了成本和功耗。
在本发明又一种优选的实施方式中，将本发明的高压器件的低压区的制备方法用于线宽为90纳米至250纳米的高压元器件。高压元器件通常具有高压区和低压区，考虑到高压区需要的能量较高，所以在进行深井注入时向高压区和低压区注入的离子具有很高的能量。于是，本发明的高压器件的低压区的制备方法就可以用于高压元器件的低压区。即在低压区施加厚度小于6000埃的第一光刻胶进行曝光显影，随后进行厚栅氧湿法腐蚀，在将表面的氧化硅腐蚀后去除第一光刻胶。然后在低压区施加厚度大于36000埃的第二光刻胶进行曝光显影，随后进行深井注入，最后去除第二光刻胶。这样，就可以保证高压元器件的低压区的曝光显影过程充分完成，不出现有机残留物，从而避免了厚栅氧湿法腐蚀后的氧化硅残留问题，同时还可以充分阻挡高能离子注入低压区的非注入区域。
至于将本发明的制备方法用于线宽为90纳米至250纳米的高压元器件，是由于线宽为90纳米至250纳米的高压元器件在曝光显影后更易于产生光刻残留物。而采用了本发明的高压器件的低压区的制备方法后，在曝光显影步骤中施加厚度小于6000埃的第一光刻胶，可以保证曝光显影过程充分完成，从而可以有效地消除线宽为90纳米至250纳米的高压元器件的光刻残留物。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (8)

1.一种高压器件的低压区的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供基底，所述基底包括高压区和低压区，所述高压区和所述低压区的表面均覆盖有厚栅氧层；
在所述基底上涂覆第一光刻胶进行曝光显影，以露出所述低压区及所述低压区表面覆盖的所述厚栅氧层，所述第一光刻胶的厚度小于6000埃，所述曝光显影完成之后不出现有机残留物，以避免后续湿法腐蚀所述厚栅氧层后出现氧化硅残留；
采用湿法腐蚀去除所述低压区表面覆盖的所述厚栅氧层；
去除所述第一光刻胶；
涂覆第二光刻胶进行曝光显影，以露出所述低压区的需要进行深井注入的区域，所述第二光刻胶的厚度大于36000埃；
对所述低压区的需要进行深井注入的区域进行深井注入；
去除所述第二光刻胶。
2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述厚栅氧层的厚度为400埃至500埃。
3.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一光刻胶的厚度大于3000埃。
4.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二光刻胶的厚度小于45000埃。
5.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一光刻胶和所述第二光刻胶为正性光刻胶。
6.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述进行厚栅氧湿法腐蚀的步骤中使用的腐蚀试剂为氢氟酸。
7.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，使用离子注入机进行所述深井注入的步骤。
8.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于线宽为90纳米至250纳米的高压器件。
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