[發(fā)明專利]一種適用于臺(tái)階結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)摻雜工藝

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610011658.8
• 申請(qǐng)日: 2006-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN101055334A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫飛;余金中;陳少武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號(hào): G02B6/13
• 分類號(hào): G02B6/13;G02B6/136;G03F7/20
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 段成云

1.一種適用于臺(tái)階結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)摻雜工藝，其特征在于，包含以下步驟：

(1)生成第一掩模層；

(2)光刻定義臺(tái)階圖形，刻蝕第一掩模層；

(3)刻蝕形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)；

(4)去除第一次光刻的殘余光刻膠，保留剩余第一掩模層；

(5)生成第二掩模層；

(6)光刻定義摻雜區(qū)，用光刻膠作掩模各向異性刻蝕第二掩模層，形成摻雜區(qū)窗口；

(7)利用(6)中所定義的窗口進(jìn)行選擇性摻雜形成摻雜區(qū)；

在該自對(duì)準(zhǔn)摻雜工藝中，所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的邊緣與所述摻雜區(qū)的邊緣的間距取決于所述第二掩模層的厚度，而不再由光刻套刻精度決定。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于臺(tái)階結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)摻雜工藝，其特征在于，所述的臺(tái)階結(jié)構(gòu)由與半導(dǎo)體工藝相兼容的硅材料、鍺硅合金材料或III-V族化合物半導(dǎo)體材料來實(shí)現(xiàn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于臺(tái)階結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)摻雜工藝，其特征在于，所述的摻雜區(qū)位于所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的下方，靠近所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的邊緣處。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于臺(tái)階結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)摻雜工藝，其特征在于，所述的第一掩模層不僅能夠充當(dāng)刻蝕所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)時(shí)的掩模，還能夠充當(dāng)所述步驟(7)中摻雜工藝的掩模，該第一掩模層為能夠進(jìn)行干法刻蝕的二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于臺(tái)階結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)摻雜工藝，其特征在于，所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)由干法刻蝕用RIE或ICP等離子刻蝕來實(shí)現(xiàn)，刻蝕時(shí)由所述的第一掩模層充當(dāng)刻蝕掩模，或由光刻膠充當(dāng)掩模。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于臺(tái)階結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)摻雜工藝，其特征在于，當(dāng)完全由所述的第一掩模層來充當(dāng)干法刻蝕所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的掩模時(shí)，所述第一掩模層的厚度不僅大于干法刻蝕所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)時(shí)兩種材料的刻蝕選擇比與所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的刻蝕深度的乘積，而且在干法刻蝕所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)之后，所述第一掩模層的剩余厚度仍然足夠充當(dāng)所述步驟(7)中摻雜工藝的掩模，即所述第一掩模層的厚度足以充當(dāng)兩次掩模；當(dāng)由光刻膠充當(dāng)干法刻蝕所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的掩模時(shí)，所述第一掩模層的厚度大于所述步驟(7)中摻雜工藝的最小掩模厚度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于臺(tái)階結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)摻雜工藝，其特征在于，所述第二掩模層為能進(jìn)行各向異性干法刻蝕并能充當(dāng)所述步驟(7)中摻雜工藝的掩模的材料，該材料為二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，所述第二掩模層與所述第一掩模層為同一種材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于臺(tái)階結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)摻雜工藝，其特征在于，所述第二掩模層由沉積、外延或高溫合成方式生成，但材料的生長(zhǎng)為各向同性，即所述的臺(tái)階結(jié)構(gòu)的側(cè)壁及平面區(qū)域的層厚一致。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于臺(tái)階結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)摻雜工藝，其特征在于，所述步驟(6)中第二掩模層的刻蝕為各向異性，即刻蝕時(shí)的方向性較好，橫向鉆蝕較小。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于臺(tái)階結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)摻雜工藝，其特征在于，所述步驟(7)中的摻雜區(qū)在形成時(shí)，所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的上部由所述第一掩模層充當(dāng)掩模，所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的側(cè)壁由所述第二掩模層充當(dāng)掩模，而所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的下部，由所述第二掩模層或光刻膠充當(dāng)掩模。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于臺(tái)階結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)摻雜工藝，其特征在于，所述步驟(7)中的摻雜工藝為各向同性，水平方向與垂直方向的雜質(zhì)濃度分布基本一致；或者為各向異性，濃度分布在垂直方向上占優(yōu)。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于臺(tái)階結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)摻雜工藝，其特征在于，所述步驟(7)中的摻雜區(qū)在形成時(shí)，當(dāng)在所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)下部由所述第二掩模層充當(dāng)掩模時(shí)，所述第二掩模層的厚度大于所述步驟(7)中摻雜工藝在水平方向和垂直方向上所需的最小掩模厚度；當(dāng)在所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)下部由光刻膠充當(dāng)掩模時(shí)，所述第二掩模層的厚度僅需大于所述步驟(7)中摻雜工藝在水平方向上所需的最小掩模厚度即可。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于臺(tái)階結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)摻雜工藝，其特征在于，由于所述第一掩模層的引入以及刻蝕所述第二掩模層時(shí)的各向異性，所述的第二掩模層的厚度決定了所述摻雜區(qū)的邊緣與所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的邊緣的間距。