專利名稱：半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，例如液晶驅(qū)動集成電路(LDI),尤其 涉及一種制造具有多個柵極的半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
一般來說，圖像傳感器是一種可以將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號的 半導(dǎo)體器件。下文將通過參考附圖來描述一種用來制造半導(dǎo)體器件(例如普 通LDI)的方法。圖la到le是普通半導(dǎo)體器件制造過程的橫截面圖。如圖la所示，以LDI為例，在4吏用光掩才莫55時，在半導(dǎo)體4于 底50上形成用于低壓區(qū)10、中壓區(qū)20和高壓區(qū)30的柵極54。低 壓區(qū)10中的柵極絕緣層52的厚度比中壓區(qū)20中的柵極絕緣層52 要薄，而中壓區(qū)20中的柵極絕緣層52的厚度比高壓區(qū)30中的柵 極絕緣層要薄。如圖lb所示，在每個區(qū)域IO， 20和30中分別形成才冊才及后， 光掩模55被灰化然后剝落(strip),從而將其去除。然后，如圖lc 中所示，形成光掩模56和58以覆蓋低壓區(qū)IO和中壓區(qū)20,而暴 露高壓區(qū)30中的柵極絕緣層52。如圖ld所示，通過使用光掩模 56和58來進4亍反應(yīng)寸生離子個蟲刻(reactive ion etching ), 一尋高壓區(qū)30 中柵極絕緣層的厚度蝕刻成中壓區(qū)20中柵極絕緣層的厚度。然后， 如圖le所示，除去光掩才莫56和58。如圖lc和圖ld所示，通過使用上述半導(dǎo)體器件的制造方法， 在高壓區(qū)30中的柵極54的上方形成所述的光掩模56。這是因為， 在沒有形成光掩模56的情況下，當高壓區(qū)30中的柵極全部暴露之 后，蝕刻高壓區(qū)30中的柵-4及絕纟彖層時，由于柵-4及絕纟彖層^皮蝕刻， 則整個柵極將會被侵蝕。因此，在高壓區(qū)30的柵極上形成光掩模 56。如果形成的光掩模56的寬度主要是用于保護高壓區(qū)30中柵 極，則高壓區(qū)30中柵極周圍的柵極絕緣層就不會被蝕刻。在高壓 區(qū)30中的柵極上方形成的光掩模56的寬度(如100 nm或更大) 要小于處理邊界(process margin)中的4冊極(重疊，CD變化(或 臨界尺寸變化，CD variation ))。在這種情況下，當蝕刻柵極絕緣層 時，高壓區(qū)30中4冊極54的邊緣暴露部分62和64將受到多次侵蝕 (poly attack )。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的 一個目的是提供一種當蝕刻柵極絕緣層時可防止柵 極受到侵蝕的半導(dǎo)體器件的制造方法，同時簡化了具有多個柵極的 半導(dǎo)體器件的制造工藝。為了達到這個目的，根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式提出了一種半
導(dǎo)體器件的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成至少兩個具有 不同厚度的柵極絕緣層；在所述柵極絕緣層的上方沉積柵極材料； 在柵極材料上方形成第一蝕刻掩模；通過用所述的第一蝕刻掩模蝕 刻柵極材料來形成柵電極；以及形成第二蝕刻掩模以暴露最厚的柵 極絕纟彖層、以及在所述最厚4冊極絕緣層上形成的4冊電極和第一蝕刻 掩模，并覆蓋剩余的區(qū)域。
為了達到這個目的，根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式提出了一種 半導(dǎo)體器件的制造方法，包括以下步驟在半導(dǎo)體襯底上形成包括
多個具有不同厚度的部分的柵極絕緣層；在多個具有不同厚度部分 的棚-4及絕纟彖層上方沉積棚-極材料，并在該柵極材料上方形成第 一蝕 刻掩模；通過用第一蝕刻掩模來蝕刻柵極材料，在每個具有不同厚 度的部分上形成柵電極；形成第二蝕刻掩模，使得所述多個部分中 的任一部分以及在所述任一部分上形成的才冊電極和第一蝕刻掩才莫 暴露；以及使用第二蝕刻掩模來蝕刻任一暴露的部分。
在形成柵電極的步驟中，第 一蝕刻掩模保留在用第 一蝕刻掩模 蝕刻棚-才及材料之后形成的柵電極的上方。
在形成第二蝕刻掩模的步驟中，可形成完全覆蓋除該任一部分 之外的其他部分的第二蝕刻掩模圖案。在蝕刻該任一暴露部分的步 驟中，該4壬一暴露部分#:蝕刻成與該多個部分的另 一部分一才羊厚。
具體地，可形成在該多個部分中的第一部分中具有第一厚度， 在該多個部分中的第二部分中具有厚于上述的第一厚度的第二厚 度，并且在該多個部分中的第三部分中具有厚于該第二厚度的第三 厚度的柵極絕緣層。例如，第一厚度可以是20到30A，第二厚度 可以是120到140A,以及第三厚度則可以是750到850A。并且，可形成使得第三部分、在第三部分上形成的柵電極以及 第一蝕刻掩模暴露，并覆蓋第一部分和第二部分、在第一部分和第 二部分上形成的柵電極以及第 一掩模的第二蝕刻掩模。
并且，在蝕刻任一暴露部分的步驟中，可將第三部分蝕刻成具 有與第二部分相同的厚度，或具有與第一部分相同的厚度。


圖la至圖le是用于形成普通半導(dǎo)體器件的制造工藝的橫截面圖。
圖2a至圖2f是#4居本發(fā)明的一種實施方式的半導(dǎo)體器件制造 工藝的橫截面圖。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的一種半導(dǎo)體器件 的視圖。
圖4是示出了在形成如圖2d所示的第二蝕刻掩模后，殘余的 第一蝕刻掩模的形狀的視圖。
具體實施例方式
下文將參照附圖來描述本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造方法的實施 方式。為了理解本發(fā)明，盡管描述了 一種具有三(柵極)結(jié)構(gòu)(triple structure)的半導(dǎo)體器件的制造方法，但本發(fā)明并不限于此，并可 將其應(yīng)用于具有雙柵極結(jié)構(gòu)或四柵極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件制造方法。
圖2a至圖2f是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的用于形成半導(dǎo)體 器件制造工藝的橫截面圖。如圖2a中所示，在半導(dǎo)體襯底100上形成至少兩個具有不同 的厚度4冊才及絕緣層110、 112和114。低壓區(qū)70中的沖冊極絕緣層110 的厚度要薄于中壓區(qū)80中的柵極絕緣層112，并且中壓區(qū)80中的 斥冊才及絕血彖層112要薄于高壓區(qū)90中的4冊極絕緣層114。例如，柵極 絕緣層110的厚度可以是20到30 A,柵極絕緣層112的厚度可以 是120到140 A，以及柵極絕緣層114的厚度可以是750到850 A。
如圖2a所示，用于在半導(dǎo)體襯底100上形成具有不同厚度的 才冊才及絕》彖層110、 112和114的各種方法是7>知的，因此本文省去對 其的描述。
然后，如圖2b所示，在4冊才及材料上方形成第一蝕刻掩才莫130， 132和134 乂人而在區(qū)域70, 80和卯中形成斥冊才及。在4吏用光刻月交后， 可通過曝光現(xiàn)象和顯影現(xiàn)象來形成第一蝕刻掩才莫130、 132和134。
然后，如圖2c所示，4吏用第一蝕刻掩才莫130、 132和134對區(qū) j或70、 80和90的每一個中的棚-才及材4牛120進4亍各向異性蝕刻(凹 々蟲)，乂人而形成4冊電才及140、 142和144。
然后，如圖2d所示，形成第二蝕刻掩才莫150以暴露最厚的棚-才及絕^彖層114、在該柵4及絕纟彖層114上形成的4冊電才及144和第一蝕 刻掩才莫134,并覆蓋剩余的區(qū)域IIO、 112、 130、 132、 140和142。
換句話說，形成第二蝕刻掩模150以使高壓區(qū)卯暴露，而覆蓋低 壓區(qū)70和中壓區(qū)80。最后，將用于第二柵極掩才莫150的光刻膠施 加到半導(dǎo)體襯底100上，并使所施加的光刻膠曝光并顯影，從而可 以形成第二蝕刻掩才莫150。
如圖2e所示，用第二蝕刻掩模150將最厚的柵極絕緣層114 的厚度蝕刻成相鄰的柵極絕緣層112的厚度。這時，高壓區(qū)90中 的柵才及絕緣層114的厚度更大于(even larger )中壓區(qū)80中的柵-極絕緣層112，所以應(yīng)將柵極絕緣層114的厚度蝕刻成柵極絕緣層112 的厚度。
然而，通常地，盡管中壓區(qū)80中的柵極絕緣層112的厚度稍 大于低壓區(qū)110中的棚-極絕緣層110,但不進行將4冊極絕緣層112 的厚度蝕刻成柵極絕緣層110的厚度的過程。然而，當柵極絕緣層 112的厚度更大于柵極絕緣層110時，則依照圖2d和2e所示的過 程將柵極絕緣層112的厚度蝕刻成柵極絕緣層110的厚度。
如圖2f所示，然后，除去第一和第二蝕刻掩才莫130、 132、 134 和150。當?shù)谝缓偷诙g刻掩才莫130、 132、 134和150 ^皮除去后， 由于可能存在第一和第二蝕刻掩才莫130、 132、 134和150的殘余物， 可進4于清洗處理。
當上述通過本發(fā)明形成的半導(dǎo)體器件是LDI時，在具有LDI 的特性晶片內(nèi)可形成三種三柵極結(jié)構(gòu)。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的半導(dǎo)體器件的視圖。
才艮據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，在半導(dǎo)體^N"底IOO上可形成器 件隔離層160。例如，在4十底100上形成了一條溝道后，可在該溝 道內(nèi)形成所述的器件隔離層160。低壓區(qū)、中壓區(qū)和高壓區(qū)中的柵-才及絕皇彖層110、 112和114可通過該器件隔離層160被;波此隔離開。 除了將每個柵極絕緣層彼此隔離開的器件隔離層160的形成之外， 圖2a至圖2f所示的制造方法可應(yīng)用于制造圖3所示的半導(dǎo)體器件。
圖4是示出了形成如圖2d所示的第二蝕刻掩沖莫150后，經(jīng)過 隨后的過程留下的殘余的第一蝕刻掩模的形狀的視圖，其中GC、 PR表示第一蝕刻掩模，而多晶硅表示柵極材料。通常，盡管在圖la所示的每個區(qū)域lO、 20和30中棚-極形成 后，除去用于形成該棚4及的光掩才莫55, ^旦在本發(fā)明所述的情況下， 在形成上述4冊才及之后不除去第一蝕刻掩才莫134，這將在蝕刻4冊才及絕 *彖層114時起到保護柵極144的作用。因此，可以防止高壓區(qū)90 內(nèi)的柵極144被侵蝕。同樣，為了起到屏障的作用，該第一蝕刻掩 模134應(yīng)具有可保持的厚度，而不會在隨后的處理中被除去。
在本文中，當形成第二蝕刻掩才莫150時，后續(xù)處理可以是涉及 顯影的處理。同樣，該后續(xù)處理可以是在形成該第二蝕刻掩模之后 重做(rework)的過程。如圖2d所示，所述的重做過程意指當用形 成的第二蝕刻掩模150僅使高壓區(qū)90暴露不能滿足暴露要求時， 利用稀釋劑(或薄化劑，thinner)使高壓區(qū)90暴露以滿足要求的過 程。
如圖4所示，通過將形成柵極GC之后殘留的第一蝕刻掩模的 形狀180和通過隨后的重做之后殘留的第 一蝕刻掩模GC PR的形狀 182,與通過隨后的重做之后殘留的第 一蝕刻掩模GC PR的形狀184 進行比較，可以明了將保留第一蝕刻掩模GC PR而不通過后續(xù)處理 將其除去。
在不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對本發(fā)明進行各 種修改和變形對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，本 發(fā)明意在涵蓋在所附權(quán)利要求及其等同替換的范圍內(nèi)的對本發(fā)明 的^務(wù)改和變形。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法，將保留用于 形成柵極的第一蝕刻掩模，即使在柵極形成之后也不將其去除，從 而在蝕刻柵極絕緣層時起到屏障作用，在柵極絕緣膜上進行反應(yīng)性 離子蝕刻時，使在其上方形成的柵極免受多次侵蝕成為可能，并且 省去圖lb中示出的除去光刻膠56的過程以使增加產(chǎn)量成為可能。主要元件符號i兌明 50、 100:襯底
60、 110、 112、 114、 116:柵極絕緣層
54、 140、 142、 144:柵極
55、 56、 58:光掩模 120:柵極材料
130、 132、 134:第一々蟲刻掩才莫 150:第二蝕刻掩模 160:器件隔離層。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成至少兩個具有不同厚度的柵極絕緣層；在所述柵極絕緣層的上方沉積柵極材料；在所述柵極材料上方形成第一蝕刻掩模；利用所述第一蝕刻掩模對所述柵極材料進行蝕刻，形成柵電極；形成第二蝕刻掩模，以暴露最厚的柵極絕緣層以及在最厚的柵極絕緣層上形成的柵電極和第一蝕刻掩模，并覆蓋剩余的區(qū)域；用所述第二蝕刻掩模來蝕刻所述最厚的柵極絕緣層；除去所述第一和第二蝕刻掩模。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述柵極絕緣層分別具有 20至'J 30 A、 120》J 130 A和750 5'J 840 A的厚度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括在所述襯底上形成器 件隔離層，所述器件隔離層將所述柵極絕緣層彼此隔離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括清洗除去所述第一和 第二蝕刻掩模之后殘留的所述第 一和第二蝕刻掩模的殘留物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一掩模在隨后的處 理中具有可保持的厚度。
6. 才艮據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述隨后的處理是用于形 成所述第二蝕刻掩^f莫的顯影過程。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述隨后的處理是在形成 所述第二蝕刻掩模之后，更多地暴露所述最厚的柵極絕緣層的 重做過程。
8. —種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括以下步-驟在半導(dǎo)體村底上形成包括具有不同的厚度的多個部分的柵極絕緣層；在包括具有不同的厚度的所述多個部分的所述4冊才及絕錄_ 層上;兄積棚4及才才津牛，并在所述4冊才及才才并+上方形成第 一蝕刻掩 模；利用所述第 一蝕刻掩模對所述柵極材料進行蝕刻以在每 一個具有不同厚度的部分上形成沖冊電極；形成第二蝕刻掩模以暴露所述多個部分中的任一部分、 以及在所述^f壬一部分上形成的所述4冊電才及和所述第 一蝕刻掩 模；以及利用所述第二蝕刻掩才莫對任一暴露部分進行蝕刻。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，形成所述柵電極的步驟使 得第一蝕刻掩模保留在利用所述第一蝕刻掩模蝕刻所述柵極 材料之后形成的所述柵電極的上方。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，形成所述第二蝕刻掩模的 步驟形成完全覆蓋除所述任一部分之外的其他部分的第二蝕 刻掩模圖案。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，蝕刻所述任一暴露部分的 步驟將所述任一暴露部分蝕刻成與所述多個部分中的另 一部 分相同的厚度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，形成所述柵極絕緣層的步 驟使得所述柵極絕緣層在所述多個部分的第一部分中具有第 一厚度、在所述多個部分的第二部分中具有厚于第一厚度的第 二厚度，以及在所述多個部分的第三部分中具有厚于第二厚度 的第三厚度。
13. 才艮據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述第一厚度為20到30 A,所述第二厚度為120到140 A,以及所述第三厚度為750 到850 A。
14. 才艮據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述形成第二蝕刻掩模 的步驟/使得所述第三部分、在所述第三部分上形成的所述4冊電 極以及所述第 一 蝕刻掩模暴露。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，形成所述第二蝕刻掩模 的步驟完全覆蓋所述第一和第二部分、在所述第一和第二部分 上形成的所述柵電極，以及所述第一蝕刻掩模。
16. 才艮據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，蝕刻所述任一暴露部分 的步驟將所述第三部分蝕刻成與所述第二部分具有相同的厚 度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，蝕刻所述任一暴露部分 的步驟將所述第三部分蝕刻成與所述第 一部分具有相同的厚度。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種制造半導(dǎo)體器件的方法。該制造半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟在襯底上形成至少兩個具有不同厚度的柵極絕緣層；在該柵極絕緣層上方沉積柵極材料；在柵極材料上方形成第一蝕刻掩模；通過利用第一蝕刻掩模蝕刻柵極材料來形成柵電極；以及形成第二蝕刻掩模，以使最厚的柵極絕緣層以及在最厚柵極絕緣層上形成的柵電極和第一蝕刻掩模暴露，并覆蓋剩余區(qū)域，由此保留用于形成柵極的第一蝕刻掩模，即使在柵極形成之后也不將其去除，所述柵極用來在蝕刻柵極絕緣層時起屏障作用，并且在柵極絕緣膜上進行反應(yīng)性離子蝕刻時，防止在其上方形成的柵極受到多次侵蝕，并且省去圖1b中示出的除去光刻膠56的過程以使增加產(chǎn)量成為可能。
文檔編號H01L21/8234GK101320712SQ20081011106
公開日2008年12月10日 申請日期2008年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者金周賢 申請人:東部高科股份有限公司