[發明專利]利用重鹵化物的離子植入

無效

• 申請號: 200980128331.0
• 申請日: 2009-07-22
• 公開（公告）號: CN102099899A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 盧多維克·葛特;喬治·D·帕帕守爾艾迪斯;愛德溫·A·阿雷瓦洛
• 申請（專利權）人: 瓦里安半導體設備公司
• 主分類號: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術領域

本發明涉及一種半導體技術，尤其涉及一種利用重鹵化物的離子植入。

背景技術

離子植入技術已于半導體工業與其他工業中使用了數十年之久，用以改變基底材料的組成。特別是，束線與集束離子植入系統已廣泛地使用于現今的半導體工業中。束線與集束離子植入系統以電場加速離子且接著根據適當的質荷比選定離子。接著將所選定的離子植入基底，以使基底摻雜有適當的摻質材料。這些系統具有優越的制程控制、優越的連續一致性以及在先進半導體基底的全表面上提供具有高度均一性的摻雜。

近來，等離子體摻雜已被用來對基底進行摻雜。等離子體摻雜有時被稱為等離子體輔助摻雜(PLAD)或等離子體浸沒離子植入(PIII)。已將等離子體摻雜系統發展成符合先進電子元件或光學元件的摻雜需求。等離子體摻雜系統基本上不同于常規的束線與集束離子植入系統。等離子體摻雜系統使基底浸沒在包含摻質離子的等離子體中，且接著以一系列的負電壓脈沖來偏置基底。基底上的負偏壓會將電子驅離基底的表面，以產生正離子的鞘層。等離子體鞘內的電場會將離子加速至基底，從而將離子植入基底的表面。

附圖說明

參考隨附圖式與后文描述將更了解本揭示案的各方面。在這些圖式中，相同或相似組件是以相同參考標號標示。不重復這些相似組件的詳細敘述。這些圖式未照原尺度繪示。本領域技術人員將認識到后文將描述的這些圖式僅用于說明目的。這些圖式并非用以限制本教示的范疇。

圖1A說明以相當于4.5keV的離子植入能量將硼離子植入多晶硅后，對其進行退火之前與之后的硼與氟的二次離子質譜儀(SIMS)分析圖譜。

圖1B說明使硼離子以20keV的離子植入能量植入多晶硅后，對其進行退火之前與之后的硼與氟的二次離子質譜儀分析圖譜。

圖2為可用作等離子體摻雜半導體的碘化物與溴化物氣體的特性的表。

圖3為摻質-鹵素鍵與摻質-氫鍵的鍵能的表。

圖4為激化離子對硅的投影范圍的表，其中離子是由三碘化硼的P型摻質氣體給料所產生。

圖5為根據本發明的等離子體摻雜系統，其可執行等離子體摻雜。

圖6表示等離子體摻質輪廓，其中使用0.5KeV的離子植入能量來激化BI₃摻質氣體給料以對硅基底進行植入，且硼濃度與硅基底的深度之間具有函數關系。

具體實施方式

在說明書中，參照“一實施例”表示與此實施例所相關的特定特征、結構或特色包含在本發明的至少一實施例中。而說明書中多次出現的語句“在一實施例中”并非皆指同一個實施例。

應了解的是，在能夠執行本發明的前提下，本發明的方法中的各個步驟可以任何次序及/或同時進行。再者，應了解的是，在能夠執行本發明的前提下，本發明的設備與方法可以包括數個或所有所述實施例。

將參照例示實施例與其附圖進一步詳述本教示。然而僅是結合各種實施例與實例來敘述本教示，而未將本教示限定于這些實施例。相反地，本教示涵蓋各種變化、修飾以及相同置換，且上述皆為本領域技術人員所能理解。本領域技術人員將能輕易理解其他執行方法、修飾、實施例以及可運用的其他領域，而這些都涵蓋在此處所敘述的本揭示案的范圍中。舉例來說，即使本發明的一些實施例是以結合等離子體摻雜來敘述，但本領域技術人員將了解本發明的方法可以用于各種離子植入，諸如一般的束線離子植入。

現今的立體元件結構的發展著重于增加超大型集成電路的可使用表面，以使元件的規模延伸至小于65nm的尺寸。舉例來說，用于DRAM中的立體溝渠電容器與使用直立通道晶體管的多種元件(諸如鰭式晶體管(FinFETs)(包括雙或三柵極)以及凹槽通道陣列晶體管(recessed?channel?array?transistors(RCAT))都根據先進系統而發展。許多這些立體元件都需要對基底的離子植入輪廓進行相當準確地控制。此外，許多其他形式的現有電子元件與光學元件以及納米技術微結構也需要對基底的離子植入摻質輪廓的深度進行相當準確地控制。

等離子體摻雜特別被應用于需要相當準確控制的離子植入摻質輪廓深度。在等離子體摻雜中，萃取等離子體中的離子化物種且藉由施加負電壓脈沖將其植入基底。基底的摻質輪廓控制與每一種離子物種的相對含量以及進入基底表面之間的特定離子能量分布相關。等離子體摻雜離子植入輪廓基本上是許多單一離子植入輪廓的結合，其中每一單一離子輪廓具有特定的離子能量分布。所結合的離子植入輪廓反應出每一單一離子輪廓在進入基底表面前的離子相對量。