[發明專利]避免硅襯底表面損傷的方法

有效

• 申請號: 201310165076.5
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN103258731A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 王愷;陳宏璘;龍吟;倪棋梁
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/3105
• 分類號: H01L21/3105
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術領域

本發明涉及半導體離子注入工藝領域，具體涉及避免硅襯底表面損傷的方法。

背景技術

隨著半導體工藝技術的發展，離子注入的工藝層數占到整個生產過程工藝層數的近一半，成為半導體缺陷的主要來源之一。在現有技術的離子注入工藝中，大顆粒高能量的離子注入對硅表面造成的晶格損傷無法避免，有晶格損傷的硅表面經過后續的高溫和酸槽工藝后會形成不可修復的缺陷，進而造成器件良率較低。現有的辦法是在襯底表面沉積一層犧牲氧化層，以該犧牲氧化層為阻擋層進行離子注入工藝。同時考慮到每一道的離子注入都有一次光刻和去膠的過程，加上注入時對氧化層的損傷，犧牲氧化層的厚度會逐漸變薄，致密度會越來越弱，考慮到離子擴散對溫度的敏感性，不能通過高溫來修復犧牲氧化層。

圖1為現有技術進行大顆粒高能量離子注入工藝時的示意圖，如圖1所示，在進行離子注入工藝時，在襯底上形成一層犧牲氧化層，然后對襯底進行離子注入工藝。同時由于每一道的離子注入都有一次光刻和去膠的過程，加上離子注入時對氧化層的損傷，犧牲氧化層的厚度會逐漸變薄，致密度會越來越弱，考慮到離子擴散對溫度的敏感性，不能通過高溫來修復犧牲氧化層，進而在襯底造成了晶格損傷。

中國專利（申請號：201110051920.2）公開了一種修復離子注入損傷的方法，包括以下步驟：提供一半導體襯底，對所述半導體襯底實施離子注入工藝；在氫氣的氛圍中對所述半導體襯底進行熱處理工藝，以修復離子注入損傷；對所述半導體襯底進行金屬化處理；在所述半導體襯底上方形成金屬連線。所述方法能夠修復離子注入對半導體襯底表面的晶格損傷，從而在后續金屬化處理過程中，有效防止沉積的金屬進入所述半導體襯底內部，從而減小漏電流、避免造成器件穿通的問題。

該發明是在離子注入工藝后對半導體襯底進行熱處理工藝以修復離子注入工藝時對襯底造成的損傷，但是在進行熱處理工藝時，由于離子對溫度比較敏感，在高溫條件下比較活躍，在離子注入工藝進行熱處理時容易產生離子擴散現象，注入的離子可能會擴散至襯底內，進而影響了生產工藝。

發明內容

本發明根據現有技術的不足提供了一種修復晶圓表面損傷的方法，在高能離子注入前，通入含氧的混合氣體以修復犧牲氧化層表面的缺陷，然后進行高能離子注入工藝，由于犧牲氧化層的缺陷已被修復，避免了在進行大顆粒高能量離子注入時對襯底造成的損傷。

本發明采用的技術方案為：

一種避免晶圓表面損傷的方法，應用于一襯底的離子注入工藝中，其中，通入含氧的混合反應氣體以防止在進行離子注入工藝時對所述襯底造成的損傷。

上述的防止晶圓表面損傷的方法，其中，具體包括以下步驟：

步驟S1、提供一半導體襯底，所述襯底形成有柵極結構，所述襯底包括源極區域和漏極區域；

步驟S2、于所述柵極結構的上表面制備一層犧牲氧化層；

步驟S3、進行離子注入及光刻工藝，并去除光刻膠；

步驟S4、通入含氧混合反應氣體以防止所述犧牲氧化層的上表面的損傷；

步驟S5、進行后續的離子注入工藝及高溫和酸槽工藝。

上述的防止晶圓表面損傷的方法，其中，步驟S1半導體襯底為硅襯底。

上述的防止晶圓表面損傷的方法，其中，所述襯底為P型襯底。

上述的防止晶圓表面損傷的方法，其中，步驟所述犧牲氧化層的厚度為80～120A。

上述的避免硅襯底表面損傷的方法，其中，步驟S4中的所述含氧混合反應氣體為O₂和N₂的混合氣體。

上述的避免硅襯底表面損傷的方法，其中，通入所述O2和N2的氣體比例為9：1，流量為8000～9000sccm，反應時間30～60秒，溫度范圍200℃～300℃。

上述的避免硅襯底表面損傷的方法，其中，步驟S4中的所述含氧混合反應氣體為O₂和H₂的混合氣體。

上述的避免硅襯底表面損傷的方法，其中，通入所述O₂和H₂的氣體比例為6：1，流量為1000～3000sccm，反應時間30～60秒，溫度范圍200℃～300℃。

根據權利要求1所述的避免硅襯底表面損傷的方法，其中，所述離子注入工藝為大顆粒高能量離子注入工藝。