[发明专利]一种多晶硅预掺杂方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺技术领域，特别是涉及一种多晶硅预掺杂的方法。 

背景技术

在半导体器件微型化、高密度化、高速化、高可靠性化、系统集成化等需求的推动下，半导体器件的最小特征尺寸已经从最初的1毫米发展到目前的90纳米或65纳米，并且在未来还将进入45纳米及其以下结点的时代。这样，如果不改变半导体器件的组成成分和结构，仅单纯的按比例缩小会因半导体器件漏电过大而变得不可行，所以半导体器件在按比例缩小的同时会改变一些构件的成分或结构来减小漏电且提高电性能。比如，当半导体器件的最小特征尺寸进入65纳米的结点时，在进行金属氧化物半导体(MOS)管栅极的制作步骤时，为提高MOS管的器件性能，会在沉积多晶硅或非晶硅薄膜后，通过离子注入工艺对该薄膜进行预掺杂(pre-doping)，之后再刻蚀形成MOS管的栅极。 

实际应用中，为了使NMOS或PMOS等器件的性能更好，需要较高的掺杂剂量，即需要向多晶硅薄膜中掺入较多的磷或硼等各种离子。 

为了准确地向需要注入离子的区域注入离子，通常还需要利用光刻胶(PR，Photo Resist)在多晶硅薄膜上进行图像定义，即：先在多晶硅薄膜上覆盖一层光刻胶，再进行曝光、显影等一系列光刻工艺过程，将事先设计的掩膜板上的图形转移到光刻胶上。然后，就可以直接在覆盖有光刻胶的多晶硅薄膜上注入离子，再利用干法(Asher)和湿法(Wet)除去光刻胶。 

图1a～图1e显示了多晶硅薄膜预掺杂工艺各步骤中的截面图，其大致过程包括：步骤1：先在多晶硅薄膜101上覆盖一层光刻胶102(图1a)。步骤2：利用光刻技术将图形转移到光刻胶102上(图1b)。步骤3：离子注入(图1c)；步骤4：利用干法和湿法去除光刻胶(图1d)。此步骤中，由于注入离子会与光刻胶发生聚合反应，光阻表面会灰化形成一层硬壳(crust)，特别是在高能量高剂量的离子注入条件下导致很难彻底去除光刻胶，通常会留下大量的光刻胶残留物(PR residue)103和微小颗粒(tiny particle)104这类的缺陷(defect)，还可能对多晶硅薄膜表面造成损伤。可见，现有多晶硅薄膜预掺杂工艺中，还没有一种既可以有效去除光刻胶残留物等缺陷，又可以保护多晶硅薄膜不受损伤的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多晶硅预掺杂方法，既可以有效去除光刻胶残留物等缺陷，又可以保护多晶硅薄膜不受损伤。 

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为： 

一种多晶硅预掺杂方法，该方法包括以下步骤： 

在多晶硅薄膜上沉积一层隔离层，所述隔离层易于从多晶硅薄膜上剥离； 

在隔离层上覆盖一层光刻胶，并将图形转移到光刻胶上； 

在进行离子注入后利用干法和湿法去除光刻胶； 

最后利用湿法去除隔离层。 

上述方案中，所述在多晶硅薄膜上沉积一层隔离层的方法为：在温度不超过事先沉积多晶硅薄膜时的温度的条件下，利用化学气相CVD方法在多晶硅薄膜上沉积一层隔离层。 

上述方案中，所述隔离层为硅氧化合物。 

上述方案中，所述硅氧化合物为二氧化硅。 

上述方案中，所述二氧化硅是将正硅酸乙脂TEOS作为来源来沉积的二氧化硅。 

上述方案中，所述利用湿法去除隔离层的方法为：利用氢氟酸去除二氧化硅。 

上述方案中，所述隔离层为氮氧化硅或掺碳的氮化硅。 

上述方案中，所述利用湿法去除隔离层的方法为：利用磷酸去除氮氧化硅或掺碳的氮化硅。 

综上所述，本发明提供一种多晶硅预掺杂方法，可以在多晶硅薄膜上先沉积一层隔离层，并在实现离子注入后去除隔离层，所述隔离层容易被剥离。这样，由于多晶硅薄膜不直接与光刻胶等物质接触，且隔离层容易被剥离，所以，在完成掺杂之后既可以彻底去除光刻胶残留物、微小颗粒等缺陷，又可以同时保护多晶硅薄膜不受损伤。 

附图说明

图1a～图1d是现有技术中多晶硅薄膜预掺杂工艺各步骤实施后的截面图。 

图2是本发明实现多晶硅预掺杂方法的流程图。 

图3是本发明实施例中实现多晶硅预掺杂方法的流程图。 

图4a～图4f是本发明实施例中多晶硅薄膜预掺杂工艺各步骤实施后的截面图。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。