一種多晶電阻的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作領(lǐng)域，尤其涉及一種多晶電阻的制作方法，包括：在半導(dǎo)體單晶片上依次生長(zhǎng)氧化層、多晶硅層；對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行離子摻雜并刻蝕所述多晶硅層形成多晶硅電阻條；生長(zhǎng)介質(zhì)層；在所述介質(zhì)層上涂布光刻膠并刻蝕所述介質(zhì)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(guò)所述多晶硅電阻條的接觸孔進(jìn)行離子注入，去除所述光刻膠；生長(zhǎng)金屬層并刻蝕所述金屬層形成引線。本發(fā)明解決多晶電阻制作工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本較高的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
一種多晶電阻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作領(lǐng)域，尤其涉及一種多晶電阻的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Junction Field Effect Transistor，簡(jiǎn)稱 JFET)是一種由概 極電壓控制導(dǎo)通的晶體管，由于器件尺寸小，有助于半導(dǎo)體器件進(jìn)一步朝向高密度、小型化 的方向發(fā)展，常用作運(yùn)算放大器的輸入極，也可用作模擬開(kāi)關(guān)或電流源。目前，標(biāo)準(zhǔn)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(jié)合的JFET被應(yīng)用在極柱體麥克風(fēng) 市場(chǎng)，主要用于改變阻抗，實(shí)現(xiàn)與音頻放大器的連接。
[0003] 多晶電阻是采用相關(guān)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(dǎo)體單晶片11上依次生長(zhǎng)氧化層12、多晶硅層13 ;
[0005] 對(duì)多晶硅層13進(jìn)行離子注入摻雜；
[0006] 用光刻膠14對(duì)多晶硅層13進(jìn)行涂布，利用第一光罩版對(duì)多晶硅層13的光刻膠進(jìn) 行光刻，刻蝕出多晶硅層13的接觸孔15 ;
[0007] 對(duì)多晶硅層13的接觸孔15區(qū)域進(jìn)行離子注入，注入后去除光刻膠14 ;
[0008] 對(duì)多晶硅層13重新涂布光刻膠14,利用第二光罩版對(duì)多晶硅層13進(jìn)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(zhì)層17,該介質(zhì)層17可以為正硅酸四乙脂 (TEOS)，通過(guò)本步驟的介質(zhì)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(guò)熱退火工藝激活步驟S102和S104中注入的離子；
[0011] 在介質(zhì)層上涂布光刻膠14,再次利用第一光罩版，通過(guò)光刻工藝刻蝕介質(zhì)層17， 將步驟S103中的多晶硅層的接觸孔15打開(kāi)；
[0012] 去除光刻膠14,在介質(zhì)層上生長(zhǎng)金屬層18,刻蝕形成引線。
[0013] 至此，完成了多晶電阻結(jié)構(gòu)。其中，光刻蝕是一種圖案轉(zhuǎn)移過(guò)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(zhuǎn)移到光刻膠層，光刻膠層通過(guò)光罩版進(jìn)行曝光 后自身性質(zhì)和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，即由原來(lái)的可溶性物質(zhì)變?yōu)榉强扇苄晕镔|(zhì)，或者相反，再通過(guò) 化學(xué)溶劑把可以溶解的部分去掉，形成與光罩圖案對(duì)應(yīng)的鏤空結(jié)構(gòu)；再把圖案從光刻膠層 轉(zhuǎn)移到晶片上，主要是通過(guò)不同的刻蝕方法把晶片上沒(méi)有被光刻膠保護(hù)的部分的薄膜層去 掉，這樣就完成了光刻蝕?，F(xiàn)有技術(shù)中，需利用光罩版，進(jìn)行了三次光刻刻蝕，針對(duì)多晶電阻 接觸孔區(qū)域的摻雜專門設(shè)置了一次光刻蝕和離子注入的步驟，增加了工藝的復(fù)雜性和生產(chǎn) 的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明為解決多晶電阻制作工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本較高的問(wèn)題，提供一種多晶電阻 的制作方法。
[0015] 本發(fā)明方法包括：
[0016] -種多晶電阻的制作方法，包括：
[0017] 在半導(dǎo)體單晶片上依次生長(zhǎng)氧化層、多晶硅層；
[0018] 對(duì)所述多晶硅層進(jìn)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(zhǎng)介質(zhì)層；
[0020] 在所述介質(zhì)層上涂布光刻膠并刻蝕所述介質(zhì)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(guò)所述多晶硅電阻條的接觸孔進(jìn)行離子注入，去除所述光刻膠；
[0022] 生長(zhǎng)金屬層并刻蝕所述金屬層形成引線。
[0023] 所述生長(zhǎng)介質(zhì)層，還包括：
[0024] 在所述多晶硅電阻條區(qū)域和元胞器件區(qū)域同時(shí)生長(zhǎng)介質(zhì)層，其中所述多晶電阻條 區(qū)域的介質(zhì)層厚度比元胞器件區(qū)域的介質(zhì)層厚度薄。
[0025] 所述刻蝕所述介質(zhì)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(duì)所述多晶硅電阻條區(qū)域和所述元胞器件區(qū)域進(jìn)行刻 蝕，被刻蝕的元胞器件區(qū)域中仍保留部分所述介質(zhì)層。
[0027] 通過(guò)所述多晶硅電阻條接觸孔進(jìn)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(qū)域中保留的所述介質(zhì)層，形成 所述元胞器件區(qū)域的接觸孔。
[0029] 所述多晶電阻區(qū)域的介質(zhì)層厚度為_(kāi)〇〇 ± 600Λ。
[0030] 去除所述光刻膠之后，生長(zhǎng)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(shí)間為15~120s。
[0033] 所述注入的離子與所述對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行離子摻雜所使用的離子類型相同。
[0034] 所述介質(zhì)層為正硅酸四乙脂，采用低壓化學(xué)氣相淀積方法形成。
[0035] 本發(fā)明實(shí)施例提供的多晶電阻制作方法，調(diào)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(jìn)行兩次光刻蝕步驟，而現(xiàn)有技術(shù)中為多晶硅電阻條接觸孔區(qū)域 的離子注入專門設(shè)置了一次光刻蝕步驟，共涂布三次光刻膠、進(jìn)行三次光刻蝕。與現(xiàn)有技術(shù) 相比，本發(fā)明實(shí)施例操作簡(jiǎn)單，節(jié)省了光刻膠的使用量，減少了光刻蝕次數(shù)，簡(jiǎn)化了工藝步 驟，節(jié)省了生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0036] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡(jiǎn)要介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其 他的附圖。
[0037] 圖I (a)至I (η)為現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)的多晶電阻制作流程中各階段的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖2為本發(fā)明實(shí)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(fā)明實(shí)施例二公開(kāi)的多晶電阻制作流程中各階段的結(jié)構(gòu)示 意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 為了方便起見(jiàn)，以下說(shuō)明中使用了特定的術(shù)語(yǔ)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(nèi)"和"向外"分別是指朝 著以及遠(yuǎn)離描述的對(duì)象及其指定部分的幾何中心。術(shù)語(yǔ)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(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例提供一種更合理的多晶電阻的制作方法，為了使 本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部份實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0042] 實(shí)施例一
[0043] 如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)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(dǎo)體單晶片上依次生長(zhǎng)氧化層、多晶硅層。
[0045] S202、對(duì)多晶硅層進(jìn)行離子摻雜并刻蝕多晶硅層形成多晶硅電阻條。
[0046] S203、生長(zhǎng)介質(zhì)層。
[0047] S204、在介質(zhì)層上涂布光刻膠并刻蝕介質(zhì)層形成多晶硅電阻條接觸孔。
[0048] S205、通過(guò)多晶硅電阻條的接觸孔進(jìn)行離子注入。
[0049] S206、去除光刻膠，生長(zhǎng)金屬層并刻蝕所述金屬層形成引線。
[0050] 本發(fā)明實(shí)施例一提供的多晶電阻制作方法，調(diào)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(jìn)行兩次光刻蝕步驟，與現(xiàn)有技術(shù)相比，操作簡(jiǎn)單，節(jié)省了光刻膠 的使用量，減少了光刻蝕次數(shù)，簡(jiǎn)化了工藝步驟，節(jié)省了生產(chǎn)成本。
[0051] 較佳地，步驟S202對(duì)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(duì)多晶硅層進(jìn)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(qū)域和元胞器件區(qū)域同時(shí)生長(zhǎng)介質(zhì)層，其 中多晶電阻條區(qū)域的介質(zhì)層厚度比元胞器件區(qū)域的介質(zhì)層厚度薄。這樣，兩處同時(shí)刻蝕時(shí)， 多晶硅電阻條區(qū)域的介質(zhì)層刻完了，元胞器件區(qū)域的介質(zhì)層仍有一部分保留。
[0053] 較佳地，步驟204對(duì)多晶硅電阻條區(qū)域和元胞器件區(qū)域進(jìn)行刻蝕，通過(guò)光刻介質(zhì) 層，在介質(zhì)層上刻蝕出接觸孔。由于多晶電阻條區(qū)域的介質(zhì)層厚度比元胞器件區(qū)域的介質(zhì) 層厚度薄，因此兩處同時(shí)刻蝕，多晶硅電阻條區(qū)域的介質(zhì)層先刻完。將多晶硅電阻條區(qū)域的 介質(zhì)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(qū)域的接觸孔中仍保留部 分介質(zhì)層，即元胞器件仍被介質(zhì)層保護(hù)，使得元胞器件不受之后離子注入的影響。
[0054] 進(jìn)行離子注入時(shí)，多晶硅電阻條區(qū)域的其它部位被光刻膠保護(hù)，元胞器件區(qū)域被 介質(zhì)層保護(hù)，只會(huì)對(duì)多晶硅電阻條的接觸孔區(qū)域進(jìn)行摻雜，而其它區(qū)域不受影響。
[0055] 進(jìn)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(qū)域中保留的介質(zhì)層，形成元胞器件區(qū)域的接觸孔。各向異性干法刻蝕的 選擇性比較高，一般達(dá)到10:1以上，因此這里在刻通元胞器件區(qū)域的接觸孔時(shí)，不會(huì)對(duì)多 晶電阻條產(chǎn)生較大損失。
[0056] 進(jìn)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(shí)由于時(shí)間短又不至于使離子產(chǎn)生交大的 熱擴(kuò)散。
[0057] 本發(fā)明調(diào)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(jìn)行兩次 光刻蝕步驟，在多晶硅電阻條區(qū)域和元胞器件區(qū)域同時(shí)生長(zhǎng)介質(zhì)層，其中多晶硅電阻條區(qū) 域的介質(zhì)層厚度比元胞器件區(qū)域的介質(zhì)層厚度薄，這樣在多晶硅電阻條的介質(zhì)層上開(kāi)孔 時(shí)，元胞器件區(qū)域的介質(zhì)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(hù)元胞器件，使其不受后續(xù)離子注入的影響，其它區(qū)域都被光 刻膠覆蓋，也不會(huì)被離子注入?，F(xiàn)有技術(shù)中為多晶硅電阻條接觸孔區(qū)域的離子注入專門設(shè) 置了一次光刻蝕步驟，共涂布三次光刻膠、進(jìn)行三次光刻蝕。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施 例操作簡(jiǎn)單，減少了光刻蝕次數(shù)，簡(jiǎn)化了工藝步驟，節(jié)省了生產(chǎn)成本。
[0058] 實(shí)施例二
[0059] 下面以P型半導(dǎo)體為例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。如這里所用的，對(duì)導(dǎo)電類型 的引用限于所描述的實(shí)施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，P型導(dǎo)電類型能夠與N型導(dǎo)電類 型調(diào)換，并且器件仍然是功能正確的。如圖3(a)~3 (m)所示，為本發(fā)明實(shí)施例二公開(kāi)的多 晶電阻制作流程中各階段的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0060] 如圖3 (a)，P型半導(dǎo)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?yàn)?(100)〇
[0062] 如圖3(b)，在單晶片31的上面生長(zhǎng)氧化層32。
[0063] 其中，氧化層32是通過(guò)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(zhǎng)多晶硅層33,并進(jìn)行P型注入摻雜。
[0065] 其中，生長(zhǎng)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(duì)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(zhǎng)介質(zhì)層37。
[0069] 具體地，在氧化層32和多晶電阻條36之上生長(zhǎng)一層正硅酸四乙脂（TEOS)，作為介 質(zhì)層37,使得氧化層32和介質(zhì)層37 -起將多晶電阻條36包裹在里面。介質(zhì)層37采用低 壓化學(xué)氣相淀積方法生成，厚度為6000 ±
[0070] 如圖3⑴~圖3 (j)，在介質(zhì)層37上涂布光刻膠34并刻蝕介質(zhì)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(zhì)層37,形成多晶硅電阻 條接觸孔35。其中，多晶硅電阻條36區(qū)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(jìn)行離子摻雜。
[0072] 如圖3(k)，通過(guò)多晶硅電阻條36的接觸孔35進(jìn)行離子注入。
[0073] 具體地，對(duì)多晶硅電阻條36進(jìn)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(qū)域上有光刻膠34,元胞器件區(qū)域仍被介質(zhì)層覆蓋，該 注入只對(duì)多晶硅電阻條36的接觸孔35下方的區(qū)域進(jìn)行離子摻雜，起到調(diào)節(jié)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(shí)間為15~120s。
[0076] 如圖3 (m)，在介質(zhì)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(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造 性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu) 選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0078] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(dǎo)體單晶片上依次生長(zhǎng)氧化層、多晶娃層； 對(duì)所述多晶娃層進(jìn)行離子滲雜并刻蝕所述多晶娃層形成多晶娃電阻條； 生長(zhǎng)介質(zhì)層； 在所述介質(zhì)層上涂布光刻膠并刻蝕所述介質(zhì)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(guò)所述多晶娃電阻條的接觸孔進(jìn)行離子注入，去除所述光刻膠； 生長(zhǎng)金屬層并刻蝕所述金屬層形成引線。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述生長(zhǎng)介質(zhì)層，還包括： 在所述多晶娃電阻條區(qū)域和元胞器件區(qū)域同時(shí)生長(zhǎng)介質(zhì)層，其中所述多晶電阻條區(qū)域 的介質(zhì)層厚度比元胞器件區(qū)域的介質(zhì)層厚度薄。3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述刻蝕所述介質(zhì)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(duì)所述多晶娃電阻條區(qū)域和所述元胞器件區(qū)域進(jìn)行刻蝕，被 刻蝕的元胞器件區(qū)域中仍保留部分所述介質(zhì)層。4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述通過(guò)所述多晶娃電阻條接觸孔進(jìn)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(qū)域中保留的所述介質(zhì)層，形成所述 元胞器件區(qū)域的接觸孔。5. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述多晶電阻區(qū)域的介質(zhì)層厚度為 6000 ± 600A。6. 如權(quán)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(zhǎng)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(quán)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(shí)間為 15 ~120s。8. 如權(quán)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(duì)所述多晶娃層進(jìn) 行離子滲雜所使用的離子類型相同。9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述介質(zhì)層為正娃酸四乙脂，采用低壓化學(xué) 氣相淀積方法形成。
【文檔編號(hào)】H01L21/027GK106033710SQ201510112523
【公開(kāi)日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月13日
【發(fā)明人】潘光燃, 文燕, 高振杰, 王焜, 馬萬(wàn)里, 石金成
【申請(qǐng)人】北大方正集團(tuán)有限公司, 深圳方正微電子有限公司