[發(fā)明專利]防止淺注入離子擴(kuò)散的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010172705.3
• 申請(qǐng)日: 2010-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN101834132A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊昌輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/316
• 分類號(hào): H01L21/316
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，尤其涉及一種防止淺注入離子擴(kuò)散的方法。

背景技術(shù)

摻雜是把雜質(zhì)引入半導(dǎo)體材料的晶體結(jié)構(gòu)中，以改變半導(dǎo)體材料電學(xué)性能(如電阻率)的一種方法。

半導(dǎo)體制造工藝中，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET源區(qū)/漏區(qū)的制作過程實(shí)質(zhì)上是對(duì)半導(dǎo)體材料進(jìn)行摻雜形成PN結(jié)的過程，以下簡(jiǎn)單介紹n型MOSFET管源區(qū)/漏區(qū)制作流程：

如圖1A所示，在襯基11的表面上已制作形成柵極12，在所述柵極12的兩側(cè)形成側(cè)墻13；

如圖1B所示，通過光刻、刻蝕在所述襯基11表面定義要進(jìn)行離子注入的區(qū)域，即在所述襯基11不期望摻雜的區(qū)域，所述襯基11的表面上形成一光阻擋層14，而在所述襯基11期望摻雜的區(qū)域，所述襯基11的表面裸露在外；

如圖1C所示，在離子注入機(jī)內(nèi)，n型雜質(zhì)離子以垂直于所述襯基11表面的方向射向所述襯基11，在所述襯基11不期望摻雜的區(qū)域，由于所述光阻擋層14的阻礙作用，所述n型雜質(zhì)離子不能穿過所述襯基11的表面進(jìn)入所述襯基11內(nèi)，在所述襯基11期望摻雜的區(qū)域，所述n型雜質(zhì)離子穿過所述襯基11的表面進(jìn)入所述襯基11內(nèi)，在所述襯基11表面下方、所述柵極12兩側(cè)分別形成源區(qū)15和漏區(qū)16；

在離子注入過程中，所述襯基11的晶格會(huì)受到損傷，另外，被注入離子基本不占據(jù)所述襯基11的晶格點(diǎn)，而是停留在晶格間隙位置，因此，結(jié)束離子注入后，先去除所述襯基11表面上的光阻擋層14，再進(jìn)行退火處理，借助退火處理修復(fù)所述襯基11的晶格缺陷，并使雜質(zhì)離子移動(dòng)到所述襯基11的晶格點(diǎn)，將所述雜質(zhì)離子激活。

退火處理在高溫條件下進(jìn)行，如，修復(fù)晶格缺陷大約需要500℃，激活雜質(zhì)離子大約需要950℃，在高溫環(huán)境下，位于所述源區(qū)15和漏區(qū)16的雜質(zhì)離子很容易向外擴(kuò)散，如圖1D所示(圖1D中的箭頭表示雜質(zhì)離子的擴(kuò)散方向)，這樣會(huì)導(dǎo)致溝道長(zhǎng)度減小、結(jié)深增大，影響半導(dǎo)體器件的集成度和性能。隨著半導(dǎo)體器件集成度不斷提高，離子注入?yún)^(qū)結(jié)深越來越淺，溝道長(zhǎng)度越來越小，控制注入離子向外擴(kuò)散非常重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種防止淺注入離子擴(kuò)散的方法，能有效阻止淺注入離子在高溫環(huán)境下向外擴(kuò)散，保障半導(dǎo)體器件電學(xué)性能。

為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供一種防止淺注入離子擴(kuò)散的方法，其特征在于，在注入雜質(zhì)離子、去除襯基表面光阻擋層之后，退火處理之前，在低于80℃的條件下，在所述襯基的表面生長(zhǎng)一蓋層。

上述防止淺注入離子擴(kuò)散的方法，其中，所述蓋層的厚度小于注入雜質(zhì)離子的深度。

上述防止淺注入離子擴(kuò)散的方法，其中，所述蓋層為氧化物層。

上述防止淺注入離子擴(kuò)散的方法，其中，生長(zhǎng)所述蓋層是在刻蝕機(jī)的反應(yīng)腔內(nèi)完成的。

上述防止淺注入離子擴(kuò)散的方法，其中，在刻蝕機(jī)的反應(yīng)腔內(nèi)，以40～60sccm的流速通入氧氣，所述氧氣與所述襯基的表面發(fā)生反應(yīng)，在所述襯基的表面生成一氧化物層。

上述防止淺注入離子擴(kuò)散的方法，其中，所述刻蝕機(jī)的源功率為500～700W、偏壓為150～250V、氣壓為30～50mt。

本發(fā)明防止淺注入離子擴(kuò)散的方法在退火處理前，在低溫條件下，在襯基的表面生長(zhǎng)一蓋層，該蓋層在退火處理過程中能有效阻止淺注入離子向外擴(kuò)散，保障結(jié)電阻符合生產(chǎn)要求，保障半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

附圖說明

本發(fā)明的防止淺注入離子擴(kuò)散的方法由以下的實(shí)施例及附圖給出。

圖1A～圖1D是現(xiàn)有技術(shù)中制作n型MOSFET管源區(qū)/漏區(qū)的流程圖。

圖2A～圖2C是本發(fā)明防止淺注入離子擴(kuò)散的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合圖2A～圖2C對(duì)本發(fā)明的防止淺注入離子擴(kuò)散的方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本發(fā)明防止淺注入離子擴(kuò)散的方法在注入雜質(zhì)離子、去除襯基表面光阻擋層之后，退火處理之前，在低于80℃的條件下，在所述襯基的表面生長(zhǎng)一蓋層(cap?layer)。

仍以n型MOSFET管源區(qū)/漏區(qū)制作為例，詳細(xì)說明本發(fā)明防止淺注入離子擴(kuò)散的方法：

采用離子注入方法，在襯基21表面下方、柵極22兩側(cè)分別形成源區(qū)25和漏區(qū)26，如圖2A所示，所述柵極22的兩側(cè)形成有側(cè)墻23，在不期望摻雜的區(qū)域，所述襯基21的表面上淀積有光阻擋層24；

所述襯基21的材料例如可以是硅，所述光阻擋層24可以是光刻膠、氧化物或者氮化物；

接著去除所述襯基21表面上的光阻擋層24，如圖2B所示；