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1、(10)申请公布号 CN 102842607 A (43)申请公布日 2012.12.26 C N 1 0 2 8 4 2 6 0 7 A *CN102842607A* (21)申请号 201110265403.5 (22)申请日 2011.09.08 201110172061.2 2011.06.23 CN H01L 29/73(2006.01) H01L 29/06(2006.01) H01L 21/331(2006.01) (71)申请人上海华虹NEC电子有限公司 地址 201206 上海市浦东新区浦东川桥路 1188号 (72)发明人郭晓波 孟鸿林 (74)专利代理机构上海浦一知识产权。
2、代理有限 公司 31211 代理人丁纪铁 (54) 发明名称 一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构及其制 作方法 (57) 摘要 本发明公开了一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜 层结构，包括：一硅片，其上方具有集电区和场隔 离区，在集电区和场隔离区上方生长有多晶硅层 和锗硅薄膜层，其中部分锗硅薄膜层生长在多晶 硅层上方，锗硅薄膜层的上方生长有一层无机抗 反射材料层和至少一层硬掩蔽膜层。本发明还公 开了所述锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构的制作 方法。本发明能减少锗硅薄膜层漫反射光线对光 刻胶形貌的影响，提高生产中对关键尺寸的控制 能力，获得更小尺寸的光刻图形。 (66)本国优先权数据 (51)Int.Cl. 。
3、权利要求书2页 说明书3页 附图6页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 3 页 附图 6 页 1/2页 2 1.一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构，其特征是，包括：一硅片，其上方具有集电区 和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长有多晶硅层和锗硅薄膜层，其中部分锗硅薄膜 层生长在多晶硅层上方，锗硅薄膜层的上方生长有一无机抗反射材料层，无机抗反射材料 层上方生长有第二硬掩蔽膜层。 2.如权利要求1所述的硬掩蔽膜层结构，其特征是：所述第二硬掩蔽膜层上方生长第 三硬掩蔽膜层。 3.一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构，其特征是，包括：一硅片，其上方具有集。
4、电区 和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长有多晶硅层和锗硅薄膜层，其中部分锗硅薄膜 生长在多晶硅层上方，锗硅薄膜层的上方生长有第二硬掩蔽膜层，第二硬掩蔽膜层上方生 长有无机抗反射材料层。 4.如权利要求3所述的硬掩蔽膜层结构，其特征是：所述无机抗反射材料层上方生长 有第三硬掩蔽膜层。 5.如权利要求3所述的硬掩蔽膜层结构，其特征是：第二硬掩蔽膜层上方生长有第三 硬掩蔽膜层，第三硬掩蔽膜层上方生长有无机抗反射材料层。 6.如权利要求1至5任意一项所述的硬掩蔽膜层结构，其特征是：所述无机抗反射材 料层在曝光时能反射的光波长为436纳米、365纳米、248纳米或193纳米。 7.如权利要求1至5任。
5、意一项所述的硬掩蔽膜层结构，其特征是：所述无机抗反射材 料层其厚度范围为50埃至10000埃。 8.如权利要求1至5任意一项所述的硬掩蔽膜层结构，其特征是：所述硬掩蔽膜层是 二氧化硅或者氮化硅。 9.一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构的制作方法，其特征是，包括以下步骤： (1)一硅片，其上方具有集电区和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长多晶硅层， 刻蚀去除部分多晶硅层； (2)在集电区和多晶硅层上方生长锗硅薄膜层； (3)在锗硅薄膜层上方生长无机抗反射材料层； (4)在无机抗反射材料层上方生长第二硬掩蔽膜层； (5)进行涂覆光刻胶、曝光、显影； (6)进行无机抗反射材料层、硬掩蔽膜层刻蚀，光刻。
6、胶去除； (5)进行锗硅薄膜层和多晶硅层刻蚀。 10.如权利要求9所述的制作方法，其特征是：在步骤(4)和步骤(5)之间增加步骤， (A)在无机抗反射材料层上方生长第三硬掩蔽膜层。 11.一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构的制作方法，其特征是，包括以下步骤： (1)一硅片，其上方具有集电区和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长多晶硅层， 刻蚀去除部分多晶硅层； (2)在集电区和多晶硅层上方生长锗硅薄膜层； (3)在锗硅薄膜层上方生长第二硬掩蔽膜层； (4)在第二硬掩蔽膜层上方生长无机抗反射材料层； (5)进行涂覆光刻胶、曝光、显影； (6)进行无机抗反射材料层、硬掩蔽膜层刻蚀，光刻胶去除； 权 。
7、利 要 求 书CN 102842607 A 2/2页 3 (5)进行锗硅薄膜层和多晶硅层刻蚀。 12.如权利要求11所述的制作方法，其特征是：在步骤(4)和步骤(5)之间增加步骤， (B)在无机抗反射材料层上方生长第三硬掩蔽膜层。 13.如权利要求11所述的制作方法，其特征是：在步骤(3)和步骤(4)之间增加步骤， (C)在第二层硬掩蔽膜层上方进行第三掩蔽膜层生长，实施步骤(4)时，在第三硬掩蔽膜层 上方生长无机抗反射材料层。 14.如权利要求9至13任意一项所述的制作方法，其特征是：刻蚀采用干法刻蚀或湿 法刻蚀。 权 利 要 求 书CN 102842607 A 1/3页 4 一种锗硅三极管基。
8、区硬掩蔽膜层结构及其制作方法 技术领域 0001 本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜 层结构。本发明还涉及一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构的制作方法。 背景技术 0002 如图1所示，在半导体Bi-polar(双极)或Bi-CMOS(双极CMOS)工艺中，为了提 高器件的频率和速度特性，会引入锗硅(SiGe，即在硅中掺锗)工艺来制造三极管的基区 (Base)。由于锗硅薄膜层中应变能的存在，使得外延生长的锗硅薄膜层表面变得非常粗糙， 而锗硅薄膜层的这种粗糙表面造成的光的漫反射会严重影响后续的光刻工艺，使光刻胶的 形貌变差，使基区多晶(Base poly)的尺寸。
9、变得难以控制不利于关键尺寸的小型化。 发明内容 0003 本发明要解决的技术问题是提供一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构，减少锗硅 薄膜层漫反射光线对光刻胶形貌的影响，提高生产中对关键尺寸的控制能力，获得更小尺 寸的光刻图形。为此，本发明还提供一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构的制作方法。 0004 为解决上述技术问题，本发明的锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构，包括： 0005 一硅片，其上方具有集电区和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长有多晶硅 层和锗硅薄膜层，其中部分锗硅薄膜层生长在多晶硅层上方，锗硅薄膜层的上方生长有一 无机抗反射材料层，所述无机抗反射材料层上方生长有第二硬掩蔽膜层，所述无机抗。
10、反射 材料层作为硬掩蔽膜层使用。 0006 所述第二硬掩蔽膜层上方生长有第三硬掩蔽膜层。 0007 一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构，包括： 0008 一硅片，其上方具有集电区和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长有多晶硅 层和锗硅薄膜层，其中部分锗硅薄膜层生长在多晶硅层上方，锗硅薄膜层的上方生长有第 二硬掩蔽膜层，第二硬掩蔽膜层上方生长有一无机抗反射材料层，所述无机抗反射材料层 作为硬掩蔽膜层使用。 0009 所述无机抗反射材料层上方生长有第三硬掩蔽膜层。 0010 所述第二硬掩蔽膜层上方生长有第三硬掩蔽膜层，第三硬掩蔽膜层上方生长有无 机抗反射材料层。 0011 所述无机抗反射材料层在曝光。
11、时能反射的光波长为436纳米、365纳米、248纳米 或193纳米。 0012 所述无机抗反射材料层其厚度范围为50埃至10000埃。 0013 所述硬掩蔽膜层是二氧化硅或者氮化硅。 0014 一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构的制作方法，包括以下步骤： 0015 (1)一硅片，其上方具有集电区和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长多晶硅 层，刻蚀去除部分多晶硅层； 说 明 书CN 102842607 A 2/3页 5 0016 (2)在集电区和多晶硅层上方生长锗硅薄膜层； 0017 (3)在锗硅薄膜层上方生长无机抗反射材料层； 0018 (4)在无机抗反射材料层上方生长第二硬掩蔽膜层； 001。
12、9 (5)进行涂覆光刻胶、曝光、显影； 0020 (6)进行无机抗反射材料层、硬掩蔽膜层刻蚀、光刻胶去除； 0021 (7)进行锗硅薄膜层和多晶硅层刻蚀； 0022 进一步改进所述方法，在步骤(4)和步骤(5)之间增加步骤，(A)在第二硬掩蔽膜 层上方生长第三硬掩蔽膜层。 0023 一种锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构的制作方法，包括以下步骤： 0024 (1)一硅片，其上方具有集电区和场隔离区，在集电区和场隔离区上方生长多晶硅 层，刻蚀去除部分多晶硅层； 0025 (2)在集电区和多晶硅层上方生长锗硅薄膜层； 0026 (3)在锗硅薄膜层上方生长第二硬掩蔽膜层； 0027 (4)在第二硬掩蔽膜层。
13、上方生长无机抗反射材料层； 0028 (5)进行涂覆光刻胶、曝光、显影； 0029 (6)进行无机抗反射材料层、硬掩蔽膜层刻蚀，光刻胶去除； 0030 (5)进行锗硅薄膜层和多晶硅层刻蚀。 0031 进一步改进所述方法，在步骤(4)和步骤(5)之间增加步骤，(B)在无机抗反射材 料层上方生长第三硬掩蔽膜层。 0032 进一步改进所述方法，在步骤(3)和步骤(4)之间增加步骤，(C)在第二硬掩蔽膜 层上方生长第三掩蔽膜层； 0033 实施步骤(4)时，在第三硬掩蔽膜层上方生长无机抗反射材料层。 0034 所述刻蚀采用干法刻蚀或湿法刻蚀。 0035 本发明的锗硅三极管的基区硬掩蔽膜层结构及其制作方。
14、法，通过无机抗反射材料 层吸收粗糙锗硅薄膜层漫反射出来的光线，能减少薄膜层漫反射对光刻胶形貌的影响，提 高生产中对关键尺寸的控制能力，获得更小尺寸的光刻图形。 附图说明 0036 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明： 0037 图1是锗硅薄膜层表面粗糙对光漫反射的示意图。 0038 图2是本发明的第一实施例的示意图。 0039 图3是本发明的第二实施例的示意图。 0040 图4A至图4G是本发明所述制作方法的一实施例示意图。 0041 图中标记说明 0042 1是硅片 2是集电区 0043 3是场隔离区 4是多晶硅层 0044 5是锗硅薄膜层 6是第一硬掩蔽膜层 0045 7。
15、是第二硬掩蔽膜层 8是第三硬掩蔽膜层 0046 9是光刻胶 10是光漫反射示意线 说 明 书CN 102842607 A 3/3页 6 0047 11是无机抗反射材料层。 具体实施方式 0048 如图2所示，在第一实施例中所述锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构，包含： 0049 一硅片1，其上方具有集电区2和场隔离区3，在集电区2和场隔离区3上方生长 有多晶硅层4和锗硅薄膜层5，其中部分锗硅薄膜层5生长在多晶硅层4上方，锗硅薄膜层 5上方生长有无机抗反射材料层11，无机抗反射材料层11上方生长有第二硬掩蔽膜层7，所 述无机抗反射材料层11作为硬掩蔽膜层使用。 0050 如图3所示，在第二实施例中所述。
16、锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构，包含： 0051 一硅片1，其上方具有具有集电区2和场隔离区3，在集电区2和场隔离区3上方 生长有多晶硅层4和锗硅薄膜层5，其中部分锗硅薄膜层5生长在多晶硅层4上方，锗硅薄 膜层5上方生长有第二硬掩蔽膜层7，第二硬掩蔽膜层7上方生长有无机抗反射材料层11， 无机抗反射材料层11上方生长第三硬掩蔽膜层8，所述无机抗反射材料层11作为硬掩蔽膜 层使用。 0052 如图4A至图4G所示，本发明所述锗硅三极管基区硬掩蔽膜层结构的制作方法的 一实施例，包括以下步骤： 0053 (1)如图4A所示，一硅片，其上方具有集电区2和场隔离区3，在集电区2和场隔 离区3上方生长多晶硅。
17、层4，刻蚀去除部分多晶硅层4； 0054 在集电区2和多晶硅层3上方生长锗硅薄膜层5； 0055 (2)如图4B所示，锗硅薄膜层5上方生长第二硬掩蔽膜层7； 0056 (3)如图4C所示，第二硬掩蔽膜层7上方生长无机抗反射材料层11； 0057 (4)如图4D所示，无机抗反射材料层11上方生长第三硬掩蔽膜层8； 0058 (5)如图4E所示，进行涂覆光刻胶9、曝光、显影； 0059 (6)如图4F所示，进行第二硬掩蔽膜层7、第三硬掩蔽膜层8和无机抗反射材料层 11的刻蚀，光刻胶9去除； 0060 (7)如图4G所示，进行锗硅薄膜层5和多晶硅层4刻蚀。 0061 以上通过具体实施方式和实施例对本。
18、发明进行了详细的说明，但这些并非构成对 本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改 进，这些也应视为本发明的保护范围。 说 明 书CN 102842607 A 1/6页 7 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102842607 A 2/6页 8 图3 图4A 说 明 书 附 图CN 102842607 A 3/6页 9 图4B 图4C 说 明 书 附 图CN 102842607 A 4/6页 10 图4D 说 明 书 附 图CN 102842607 A 10 5/6页 11 图4E 说 明 书 附 图CN 102842607 A 11 6/6页 12 图4F 图4G 说 明 书 附 图CN 102842607 A 12 。