[發明專利]具有覆蓋層的經離子注入的襯底及方法

無效

• 申請號: 200980156483.1
• 申請日: 2009-12-29
• 公開（公告）號: CN102308371A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: J·I·戴爾阿瓜博尼奇爾;T·普恩;R·斯查特爾卡普;M·孚德
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸勍;邢德杰

【技術領域】

本發明各實施例涉及在襯底中注入離子以形成離子注入區。

【背景技術】

離子注入區形成在襯底上以改變襯底區域材料的能帶間隙級。例如，將硼離子、磷離子、砷離子和其他材料注入硅或復合半導體材料中以形成半導體區域。在另一實例，離子被注入到包含石英、III族或V族化合物(例如：砷化鎵)的襯底中，以形成太陽能電池板的光伏電池(photovoltaic?cell)。又一實例中，離子被注入到包含氮化鎵的襯底，以形成顯示面板的發光二極體(LED)。

然而，在某些離子注入制程中，很大比例的注入離子在離子注入制程期間或后續的制程中蒸發或揮發。舉例言之，注入離子的擴散與揮發可在離子注入制程完成后執行的退火制程發生。又一實例中，包含硅片的襯底的離子注入區經退火以便更均勻分布注入區中的離子、電活化注入物、并移除晶格缺陷。這種退火制程可藉由加熱襯底至溫度至少約950℃來執行。然而，在退火制程期間施加的熱量可能造成所注入的離子從襯底揮發，特別是針對淺結中的高離子濃度。

基于上述原因和其他缺點以及盡管各種離子注入方法與結構的發展，仍亟待尋求更進一步改良離子注入技術。

【發明內容】

在一離子注入方法中，襯底放置于制程區，且離子注入襯底的區域中以形成離子注入區。多孔覆蓋層沉積在離子注入區上方。在退火制程期間，將襯底退火以揮發至少百分之八十覆于離子注入區的多孔覆蓋層。中間產物包括襯底、襯底上的多個離子注入區、以及覆蓋離子注入區的多孔覆蓋層。

【附圖說明】

參考以下描述、所附權利要求以及示出本發明各實例的附圖，本發明的這些特征、方面及優點將更淺顯易懂。然而，須了解的是，每一特征大體上均可適用于本發明，不僅限于特定圖示內容，且本發明包含這些特征的任意結合。

圖1A及圖1B是在襯底上執行離子注入制程以在襯底中形成多個離子注入區的橫截面側圖；

圖1C是圖1B中襯底的橫截面側圖，顯示多孔覆蓋層沉積在離子注入區上方以形成中間產物；

圖1D是圖1C中襯底的橫截面側圖，顯示離子注入區的退火處理，以及覆蓋層在退火制程中蒸發；

圖1E是圖1D中的襯底在覆蓋層已從離子注入區蒸發后的橫截面側圖；

圖2是離子注入、覆蓋及蒸發制程的流程圖；

圖3是包含PMOS與NMOS電晶體的積體電路橫截面側圖；以及

圖4是適合實行離子注入及覆蓋制程的設備的橫截面側圖。

【具體實施方式】

如圖1A、圖1B所示，在用于半導體、太陽能電池板、LED及其它應用的襯底40的制造過程中，多個離子注入區44a，b在襯底上形成。襯底40可以是諸如下述任意一種或多種的材料：氧化硅、碳化硅、晶體硅、應變硅、硅鍺、摻雜或非摻雜多晶硅、摻雜或非摻雜硅片、摻雜硅、鍺、砷化鎵、氮化鎵、玻璃、藍寶石(sapphire)和石英的。襯底40可具有不同尺寸，例如：襯底40可以是直徑為200或300毫米的圓形晶片，或矩形或方形面板。

注入到離子注入區44a，b中的離子45取決于襯底40的應用。舉例而言，通過注入n型與p型摻雜劑至包含硅片的襯底40，離子注入區44a，b可用以形成積體電路晶片的電晶體的柵極和/或源極漏極結構。在注入到硅中時形成n型摻雜劑的合適離子45包含例如至少以下至少一種：磷、砷、銻及上述的組合。適合形成p型摻雜劑的離子45包含例如以下至少一種：硼、鋁、鎵、鉈、銦、硅及上述的組合。因此，當P型導電摻雜劑(如：硼)注入到在相鄰于先前已摻雜n型摻雜劑(如：砷或磷)的另一離子注入區(圖未顯示)的離子注入區44a，b的硅中時，沿著這兩個區域的介面形成一p-n結。離子可注入到選定的劑量水平，例如：從1×10¹⁴atoms/cm³到1×10¹⁷atoms/cm³的劑量。