一種多晶電阻的制作方法
【專利摘要】本發明涉及半導體制作領域，尤其涉及一種多晶電阻的制作方法，包括：在半導體單晶片上依次生長氧化層、多晶硅層；對所述多晶硅層進行離子摻雜并刻蝕所述多晶硅層形成多晶硅電阻條；生長介質層；在所述介質層上涂布光刻膠并刻蝕所述介質層形成所述多晶硅電阻條接觸孔，所述多晶硅電阻條的接觸孔底部與所述多晶硅電阻條接觸；通過所述多晶硅電阻條的接觸孔進行離子注入，去除所述光刻膠；生長金屬層并刻蝕所述金屬層形成引線。本發明解決多晶電阻制作工藝復雜、生產成本較高的問題。
【專利說明】
一種多晶電阻的制作方法
技術領域
[0001] 本發明涉及半導體制作領域，尤其涉及一種多晶電阻的制作方法。
【背景技術】
[0002] 結型場效應晶體管（Junction Field Effect Transistor，簡稱 JFET)是一種由概 極電壓控制導通的晶體管，由于器件尺寸小，有助于半導體器件進一步朝向高密度、小型化 的方向發展，常用作運算放大器的輸入極，也可用作模擬開關或電流源。目前，標準JFET工 藝融合了多種不同器件，如將元胞器件和多晶電阻相結合的JFET被應用在極柱體麥克風 市場，主要用于改變阻抗，實現與音頻放大器的連接。
[0003] 多晶電阻是采用相關離子注入摻雜、光刻刻蝕等工藝制成的，制作多晶電阻的方 法具體如下，如圖I (a)~I (η)。
[0004] 在半導體單晶片11上依次生長氧化層12、多晶硅層13 ;
[0005] 對多晶硅層13進行離子注入摻雜；
[0006] 用光刻膠14對多晶硅層13進行涂布，利用第一光罩版對多晶硅層13的光刻膠進 行光刻，刻蝕出多晶硅層13的接觸孔15 ;
[0007] 對多晶硅層13的接觸孔15區域進行離子注入，注入后去除光刻膠14 ;
[0008] 對多晶硅層13重新涂布光刻膠14,利用第二光罩版對多晶硅層13進行光刻，形成 多晶電阻條16,之后去除光刻膠14 ;
[0009] 在多晶電阻條16上淀積一層介質層17,該介質層17可以為正硅酸四乙脂 (TEOS)，通過本步驟的介質層和步驟SlOl中的氧化層12將多晶電阻條16完全包裹；
[0010] 通過熱退火工藝激活步驟S102和S104中注入的離子；
[0011] 在介質層上涂布光刻膠14,再次利用第一光罩版，通過光刻工藝刻蝕介質層17， 將步驟S103中的多晶硅層的接觸孔15打開；
[0012] 去除光刻膠14,在介質層上生長金屬層18,刻蝕形成引線。
[0013] 至此，完成了多晶電阻結構。其中，光刻蝕是一種圖案轉移過程。在晶片上涂布光 刻膠，將光罩版制作成需要的圖案；把圖案轉移到光刻膠層，光刻膠層通過光罩版進行曝光 后自身性質和結構發生變化，即由原來的可溶性物質變為非可溶性物質，或者相反，再通過 化學溶劑把可以溶解的部分去掉，形成與光罩圖案對應的鏤空結構；再把圖案從光刻膠層 轉移到晶片上，主要是通過不同的刻蝕方法把晶片上沒有被光刻膠保護的部分的薄膜層去 掉，這樣就完成了光刻蝕。現有技術中，需利用光罩版，進行了三次光刻刻蝕，針對多晶電阻 接觸孔區域的摻雜專門設置了一次光刻蝕和離子注入的步驟，增加了工藝的復雜性和生產 的成本。
【發明內容】
[0014] 本發明為解決多晶電阻制作工藝復雜、生產成本較高的問題，提供一種多晶電阻 的制作方法。
[0015] 本發明方法包括：
[0016] -種多晶電阻的制作方法，包括：
[0017] 在半導體單晶片上依次生長氧化層、多晶硅層；
[0018] 對所述多晶硅層進行離子摻雜并刻蝕所述多晶硅層形成多晶硅電阻條；
[0019] 生長介質層；
[0020] 在所述介質層上涂布光刻膠并刻蝕所述介質層形成所述多晶硅電阻條接觸孔，所 述多晶硅電阻條的接觸孔底部與所述多晶硅電阻條接觸；
[0021] 通過所述多晶硅電阻條的接觸孔進行離子注入，去除所述光刻膠；
[0022] 生長金屬層并刻蝕所述金屬層形成引線。
[0023] 所述生長介質層，還包括：
[0024] 在所述多晶硅電阻條區域和元胞器件區域同時生長介質層，其中所述多晶電阻條 區域的介質層厚度比元胞器件區域的介質層厚度薄。
[0025] 所述刻蝕所述介質層形成所述多晶硅電阻條接觸孔，還包括：
[0026] 采用各向同性刻蝕工藝刻對所述多晶硅電阻條區域和所述元胞器件區域進行刻 蝕，被刻蝕的元胞器件區域中仍保留部分所述介質層。
[0027] 通過所述多晶硅電阻條接觸孔進行離子注入之后，去除所述光刻膠之前，還包 括：
[0028] 采用各向異性干法刻蝕工藝刻蝕掉所述元胞器件區域中保留的所述介質層，形成 所述元胞器件區域的接觸孔。
[0029] 所述多晶電阻區域的介質層厚度為_〇〇 ± 600Λ。
[0030] 去除所述光刻膠之后，生長金屬層并刻蝕所述金屬層形成引線之前，還包括：
[0031] 采用快速熱退火工藝激活摻雜和注入的離子。
[0032] 所述快速熱退火工藝，溫度為800~1050°C，時間為15~120s。
[0033] 所述注入的離子與所述對所述多晶硅層進行離子摻雜所使用的離子類型相同。
[0034] 所述介質層為正硅酸四乙脂，采用低壓化學氣相淀積方法形成。
[0035] 本發明實施例提供的多晶電阻制作方法，調整了多晶電阻條和接觸孔的形成順 序，只需涂布兩次光刻膠、進行兩次光刻蝕步驟，而現有技術中為多晶硅電阻條接觸孔區域 的離子注入專門設置了一次光刻蝕步驟，共涂布三次光刻膠、進行三次光刻蝕。與現有技術 相比，本發明實施例操作簡單，節省了光刻膠的使用量，減少了光刻蝕次數，簡化了工藝步 驟，節省了生產成本。
【附圖說明】
[0036] 為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本 領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其 他的附圖。
[0037] 圖I (a)至I (η)為現有技術中公開的多晶電阻制作流程中各階段的結構示意圖；
[0038] 圖2為本發明實施例一中多晶電阻的制作方法流程示意圖；
[0039] 圖3(a)至圖3(m)為本發明實施例二公開的多晶電阻制作流程中各階段的結構示 意圖。
【具體實施方式】
[0040] 為了方便起見，以下說明中使用了特定的術語體系，并且這并不是限制性的。措詞 "左"、"右"、"上"和"下"表示在參照的附圖中的方向。措詞"向內"和"向外"分別是指朝 著以及遠離描述的對象及其指定部分的幾何中心。術語包括以上具體提及的措詞、其衍生 物以及類似引入的措詞。
[0041] 相較于現有技術，本發明實施例提供一種更合理的多晶電阻的制作方法，為了使 本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述， 顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部份實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的 實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都 屬于本發明保護的范圍。
[0042] 實施例一
[0043] 如圖2所示，為本發明實施例一提供的一種多晶電阻的制作方法的流程圖，方法 包括：
[0044] S201、在半導體單晶片上依次生長氧化層、多晶硅層。
[0045] S202、對多晶硅層進行離子摻雜并刻蝕多晶硅層形成多晶硅電阻條。
[0046] S203、生長介質層。
[0047] S204、在介質層上涂布光刻膠并刻蝕介質層形成多晶硅電阻條接觸孔。
[0048] S205、通過多晶硅電阻條的接觸孔進行離子注入。
[0049] S206、去除光刻膠，生長金屬層并刻蝕所述金屬層形成引線。
[0050] 本發明實施例一提供的多晶電阻制作方法，調整了多晶電阻條和接觸孔的形成順 序，只需涂布兩次光刻膠、進行兩次光刻蝕步驟，與現有技術相比，操作簡單，節省了光刻膠 的使用量，減少了光刻蝕次數，簡化了工藝步驟，節省了生產成本。
[0051] 較佳地，步驟S202對多晶硅層注入摻雜的離子，在多晶硅層上涂布光刻膠，并利 用光罩版對多晶硅層進行光刻蝕，形成多晶電阻條，后去除光刻膠。
[0052] 較佳地，步驟S203中，在多晶硅電阻條區域和元胞器件區域同時生長介質層，其 中多晶電阻條區域的介質層厚度比元胞器件區域的介質層厚度薄。這樣，兩處同時刻蝕時， 多晶硅電阻條區域的介質層刻完了，元胞器件區域的介質層仍有一部分保留。
[0053] 較佳地，步驟204對多晶硅電阻條區域和元胞器件區域進行刻蝕，通過光刻介質 層，在介質層上刻蝕出接觸孔。由于多晶電阻條區域的介質層厚度比元胞器件區域的介質 層厚度薄，因此兩處同時刻蝕，多晶硅電阻條區域的介質層先刻完。將多晶硅電阻條區域的 介質層刻穿，使接觸孔底部與所述多晶硅電阻條接觸，元胞器件區域的接觸孔中仍保留部 分介質層，即元胞器件仍被介質層保護，使得元胞器件不受之后離子注入的影響。
[0054] 進行離子注入時，多晶硅電阻條區域的其它部位被光刻膠保護，元胞器件區域被 介質層保護，只會對多晶硅電阻條的接觸孔區域進行摻雜，而其它區域不受影響。
[0055] 進一步地，在步驟S205之后、步驟S206之前還包括：采用各向異性干法刻蝕工藝 刻蝕掉元胞器件區域中保留的介質層，形成元胞器件區域的接觸孔。各向異性干法刻蝕的 選擇性比較高，一般達到10:1以上，因此這里在刻通元胞器件區域的接觸孔時，不會對多 晶電阻條產生較大損失。
[0056] 進一步地，在步驟S206之后還包括：采用快速熱退火工藝激活摻雜和注入的離 子。采用快速熱退火工藝，在激活摻雜離子的同時由于時間短又不至于使離子產生交大的 熱擴散。
[0057] 本發明調整了多晶電阻條和接觸孔的形成順序，只需涂布兩次光刻膠、進行兩次 光刻蝕步驟，在多晶硅電阻條區域和元胞器件區域同時生長介質層，其中多晶硅電阻條區 域的介質層厚度比元胞器件區域的介質層厚度薄，這樣在多晶硅電阻條的介質層上開孔 時，元胞器件區域的介質層由于比較厚，其接觸孔未被完全刻通，即元胞器件的接觸孔底部 還保留有氧化層，因此可以保護元胞器件，使其不受后續離子注入的影響，其它區域都被光 刻膠覆蓋，也不會被離子注入。現有技術中為多晶硅電阻條接觸孔區域的離子注入專門設 置了一次光刻蝕步驟，共涂布三次光刻膠、進行三次光刻蝕。與現有技術相比，本發明實施 例操作簡單，減少了光刻蝕次數，簡化了工藝步驟，節省了生產成本。
[0058] 實施例二
[0059] 下面以P型半導體為例，詳細描述本發明的技術方案。如這里所用的，對導電類型 的引用限于所描述的實施例。然而，本領域技術人員知道，P型導電類型能夠與N型導電類 型調換，并且器件仍然是功能正確的。如圖3(a)~3 (m)所示，為本發明實施例二公開的多 晶電阻制作流程中各階段的結構示意圖。
[0060] 如圖3 (a)，P型半導體單晶片31作為襯底。
[0061] 具體采用正面拋光的單晶片，厚度為675±15μπι，電阻率為5~10Ω ?cm，晶向為 (100)〇
[0062] 如圖3(b)，在單晶片31的上面生長氧化層32。
[0063] 其中，氧化層32是通過爐管熱工藝形成的氧化物，起到隔離單晶片31與多晶硅層 33的作用。
[0064] 如圖3(c)，在氧化層的上面生長多晶硅層33,并進行P型注入摻雜。
[0065] 其中，生長的多晶硅層厚度為3850 ± 300/\,采用原位摻雜，注入源為硼（B)。
[0066] 如圖3(d)~圖3(g)，光刻蝕多晶娃層33形成多晶娃電阻條36。
[0067] 具體地，采用干法刻蝕，選擇性比較高。在多晶硅層33上涂布光刻膠34,使用第二 光罩版，對多晶娃層33光刻蝕形成多晶電阻條36后，去除光刻膠34。
[0068] 如圖3(h)，生長介質層37。
[0069] 具體地，在氧化層32和多晶電阻條36之上生長一層正硅酸四乙脂（TEOS)，作為介 質層37,使得氧化層32和介質層37 -起將多晶電阻條36包裹在里面。介質層37采用低 壓化學氣相淀積方法生成，厚度為6000 ±
[0070] 如圖3⑴~圖3 (j)，在介質層37上涂布光刻膠34并刻蝕介質層形成多晶硅電阻 條接觸孔35。
[0071] 具體地，利用第一光罩版，采用各向同性刻蝕工藝刻蝕介質層37,形成多晶硅電阻 條接觸孔35。其中，多晶硅電阻條36區域的接觸孔35底部與多晶硅電阻條36接觸，方便 之后向多晶硅電阻條36進行離子摻雜。
[0072] 如圖3(k)，通過多晶硅電阻條36的接觸孔35進行離子注入。
[0073] 具體地，對多晶硅電阻條36進行離子注入，其注入源為同步驟S303中的注入源同 類型的硼離子。由于多晶電阻的其它區域上有光刻膠34,元胞器件區域仍被介質層覆蓋，該 注入只對多晶硅電阻條36的接觸孔35下方的區域進行離子摻雜，起到調節電阻的作用，可 以降低多晶硅電阻條36的接觸電阻。
[0074] 如圖3(1)，去除光刻膠34后，采用快速熱退火工藝激活摻雜和注入的離子。
[0075] 其中，快速熱退火工藝條件為800~1050°C、時間為15~120s。
[0076] 如圖3 (m)，在介質層37的上面鍍金屬層38,光刻蝕金屬層38形成接觸孔處的引 線。
[0077] 盡管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造 性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優 選實施例以及落入本發明范圍的所有變更和修改。
[0078] 顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精 神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍 之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1. 一種多晶電阻的制作方法，其特征在于，所述方法包括： 在半導體單晶片上依次生長氧化層、多晶娃層； 對所述多晶娃層進行離子滲雜并刻蝕所述多晶娃層形成多晶娃電阻條； 生長介質層； 在所述介質層上涂布光刻膠并刻蝕所述介質層形成所述多晶娃電阻條接觸孔，所述多 晶娃電阻條的接觸孔底部與所述多晶娃電阻條接觸； 通過所述多晶娃電阻條的接觸孔進行離子注入，去除所述光刻膠； 生長金屬層并刻蝕所述金屬層形成引線。2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述生長介質層，還包括： 在所述多晶娃電阻條區域和元胞器件區域同時生長介質層，其中所述多晶電阻條區域 的介質層厚度比元胞器件區域的介質層厚度薄。3. 如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述刻蝕所述介質層形成所述多晶娃電阻 條接觸孔，還包括： 采用各向同性刻蝕工藝刻對所述多晶娃電阻條區域和所述元胞器件區域進行刻蝕，被 刻蝕的元胞器件區域中仍保留部分所述介質層。4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述通過所述多晶娃電阻條接觸孔進行離 子注入之后，去除所述光刻膠之前，還包括： 采用各向異性干法刻蝕工藝刻蝕掉所述元胞器件區域中保留的所述介質層，形成所述 元胞器件區域的接觸孔。5. 如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述多晶電阻區域的介質層厚度為 6000 ± 600A。6. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除所述光刻膠之后，生長金屬層并刻 蝕所述金屬層形成引線之前，還包括： 采用快速熱退火工藝激活滲雜和注入的離子。7. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述快速熱退火工藝，溫度為800~ 1050°C，時間為 15 ~120s。8. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述注入的離子與所述對所述多晶娃層進 行離子滲雜所使用的離子類型相同。9. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述介質層為正娃酸四乙脂，采用低壓化學 氣相淀積方法形成。
【文檔編號】H01L21/027GK106033710SQ201510112523
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月13日
【發明人】潘光燃, 文燕, 高振杰, 王焜, 馬萬里, 石金成
【申請人】北大方正集團有限公司, 深圳方正微電子有限公司