[發明專利]用于等離子體浸沒注入中控制注入元素分布陡度的方法

在審

• 申請號: 201110412556.8
• 申請日: 2011-12-12
• 公開（公告）號: CN103165372A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 汪明剛;李超波;夏洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01J37/317
• 分類號: H01J37/317
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術領域

?本發明涉及等離子體浸沒注入技術領域，尤其涉及一種用于等離子體浸沒注入中控制注入元素分布陡度的方法。

背景技術

隨著CMOS器件特征尺寸不斷縮小，半導體工藝已進入32/22nm技術節點，源漏結深進入10nm以內。為滿足超淺結需求，摻雜離子能量進入亞千伏范圍。傳統的束線離子注入技術已經無法滿足32nm以下技術節點中超淺結制作需求。等離子體浸沒注入被認為是替代束線離子注入技術制作超淺結的新技術，然而等離子浸沒注入在制作超淺結時亦存在挑戰，基片中摻雜離子濃度隨深度的分布偏離高斯分布，特別是摻雜離子濃度在PN結處的分布不陡峭，從而導致半導體器件的電學特性變壞。這一點在等離子體浸沒注入摻雜中尤為嚴重，因為等離子體浸沒注入摻雜技術對注入到硅基片中的離子質量與能量并沒有進行選擇，故而即便是相同質量的離子因為注入能量的不同、相同能量的離子因為質量不同而停留在硅基片中的不同深度，從而使摻雜離子濃度隨深度的分布偏離高斯分布，且摻雜離子濃度在PN結處更為平緩。目前對上述問題還沒有較好的解決方法。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種用于等離子體浸沒注入中控制注入元素分布陡度的方法。

本發明提供了一種用于等離子體浸沒注入中控制注入元素分布陡度的方法，通過多能量注入的方式進行離子注入摻雜。

在一個示例中，所述多能量是在一個能量區間的不同能量，所述能量區間存在最低能量與最高能量。

在一個示例中，所述最低能量是實現摻雜元素注入而不沉積在硅基片表面的最小能量，所述最高能量是滿足注入結深的最大注入能量。

在一個示例中，所述最低能量是零。

在一個示例中，所述多能量注入的方式為注入能量在位于最低能量與最高能量之間隨時間連續變化或者不連續變化。

在一個示例中，注入能量從最低能量隨時間變化到最高能量，或者是注入能量從最高能量隨時間變化到最低能量。?

在一個示例中，注入能量從最低能量隨時間變化到最高能量并從最高能量變化到最低能量，或者是注入能量從最高能量隨時間變化到最低能量并從最低能量變化到最高能量。

在一個示例中，注入能量在最低能量與最高能量之間以預設規律隨時間連續變化或者不連續變化。

在一個示例中，注入能量在最低能量與最高能量之間以預設規律隨時間連續或者不連續的周期變化。

在一個示例中，在進行離子注入摻雜時，多次以多能量注入的方式進行離子注入摻雜。

在一個示例中，注入能量的控制由負直流偏置電壓或脈沖直流偏壓實現，注入能量與負偏置電壓之間具有線性關系。

本發明使得摻雜離子濃度隨深度的分布符合高斯分布，且注入元素濃度在PN處分布陡峭。

附圖說明

圖1為典型的摻雜離子濃度隨深度分布曲線示意圖；

圖2為不同能量摻雜離子濃度隨深度的分布曲線示意圖；

圖3為多能量注入后的摻雜離子濃度隨深度分布曲線示意圖；

圖4-圖8為能量或偏置電壓隨時間變化示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖來對本發明作進一步詳細說明。