[发明专利]抬高源漏结构CMOS和Bipolar器件的集成方法有效

专利信息
申请号: 201110402826.7 申请日: 2011-12-07
公开(公告)号: CN103151292A 公开(公告)日: 2013-06-12
发明(设计)人: 刘鹏 申请(专利权)人: 上海华虹NEC电子有限公司
主分类号: H01L21/70 分类号: H01L21/70;H01L21/336;H01L21/28;H01L21/265
代理公司: 上海浦一知识产权代理有限公司 31211 代理人: 王函
地址: 201206 上*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 抬高 结构 cmos bipolar 器件 集成 方法
【权利要求书】:

1.一种抬高源漏结构CMOS和Bipolar器件的集成方法,其特征在于,这种方法包含以下步骤:

步骤1,采用传统工艺形成具有浅沟槽隔离结构的栅极图形,然后形成栅极侧墙,栅极侧墙刻蚀造成部分硅基板损失;

步骤2,在源漏区选择性外延生长多晶硅,形成抬高源漏区;

步骤3,依次沉积介质膜及第一层多晶硅膜;

步骤4,回刻第一层多晶硅膜,刻蚀停止在介质膜上,形成第一多晶硅膜侧墙;

步骤5,去除部分介质膜,保留第一多晶硅侧墙下方的介质膜;

步骤6,沉积第二层多晶硅膜,与第一多晶硅侧墙连接,和步骤2形成的抬高源漏区在浅沟槽隔离区和有源区交界处连接,在抬高源漏区正上方和第二层多晶硅膜侧壁下方由介质膜隔离;

步骤7,使用光刻刻蚀工艺形成源漏扩展区域和局部连线图形,刻蚀停止在浅沟槽隔离区上面;

步骤8,涂布填充材料,使栅极图形上方的填充材料厚度较薄,栅极图形旁边的填充材料厚度较厚;

步骤9,回刻填充材料和第一多晶硅侧墙和第二多晶硅侧墙,填充材料较薄的区域全部打开,填充材料较厚的区域部分保留,刻蚀多晶硅侧墙停止在介质膜上;

步骤10,去除填充材料和介质膜,进行源漏注入,并使用高温扩散工艺,使杂质扩散到硅基板中,形成浅的源漏结;

步骤11,采用传统的金属硅化物形成工艺和接触孔工艺形成最终器件结构。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤11完成后,所述最终器件结构的抬高源漏区部分扩展到浅沟槽隔离区的,扩展距离大于0.1微米,所述抬高源漏区域和源漏扩展区域的材料为多晶硅,抬高源漏区多晶硅的厚度为1000埃,抬高源漏扩展区多晶硅的厚度为1000埃。

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤1中,所述栅极侧墙刻蚀使用各向异性干法刻蚀工艺完成,刻蚀后造成20-100埃的硅基板损失。

4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤2中,所述选择性外延生长多晶硅的厚度在500-1000埃。

5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤3中,所述介质膜是氧化膜,或者氮化膜,或者是氧化膜和氮化膜组合的复合膜,该介质膜的厚度在200-800埃;所述第一层多晶硅膜的厚度在500-1500埃;所述介质膜和Bipolar基区开口介质膜是同一层膜,所述第一层多晶硅膜和基区开口多晶硅膜是同一层膜。

6.如权利要求1或5所述的方法,其特征在于,在步骤3中,第一层多晶硅膜采用如下步骤形成:首先,在介质膜上沉积一层500埃的多晶硅;然后使用光刻和刻蚀工艺定义Bipolar三极管基区开口图形,使用外延工艺,在基区区域生长SiGe单晶或者硅单晶,在非基区区域生长SiGe多晶或者硅多晶,这层SiGe多晶或者硅多晶和前面500埃的多晶硅共同组成CMOS区域的第一层多晶硅膜。

7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤4中,所述回刻第一层多晶硅膜工艺和Bipolar基区刻蚀可以是同一步刻蚀工艺,该步骤具体为:使用光刻工艺,Bipolar区域定义基区图形,在CMOS区域全部打开,使用各向异性干法刻蚀回刻第一层多晶硅膜,回刻形成的多晶硅侧墙高度在300-1000埃。

8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤5中,所述介质膜去除使用湿法刻蚀工艺,或者干法刻蚀工艺,或者干法刻蚀和湿法刻蚀工艺的组合。

9.如权利要求1或8所述的方法,其特征在于,在步骤5中,所述去除部分介质膜,利用第一多晶硅侧墙的自对准特性,把CMOS区域的介质膜去掉,保留第一多晶硅侧墙下方的介质膜,这层介质膜在后续步骤中作为多晶硅回刻的刻蚀阻挡层。

10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤6中,所述第二层多晶硅膜和Bipolar区发射极多晶硅是同一层膜,所述第二层多晶硅膜的厚度为1000-2000埃,在第二层多晶硅膜沉积以后,第二层多晶硅膜覆盖整个CMOS区域。

11.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤7中,所述源漏扩展区域、局部连线图形和Bipolar区域发射极图形在同一步完成。

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