[發明專利]PMOS源漏區離子注入方法、PMOS的制備方法

有效

• 申請號: 201410215785.4
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN103972108B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 邱裕明
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/265
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

本發明提供了PMOS源漏區離子注入方法，其包括：首先，對半導體襯底中的源漏區進行硼注入；然后，對源漏區進行氟注入。本發明還提供了PMOS器件的制備方法。本發明的PMOS源漏區的離子注入方法和PMOS器件的制備方法，通過用硼注入代替現有的二氟化硼注入，減少了后續氟注入的劑量，從而有效緩解了襯底中的氟析出，減少了對光刻膠的腐蝕，提高了器件的質量。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種PMOS源漏區離子注入方法，以及包括此源漏區離子注入方法進行的PMOS器件的制備方法。

背景技術

在半導體制造的高價工藝中，在進行施主/受主元素注入時，經常使用非施主/受主元素進行共同注入，以達到所需要的輔助效果。

最常見的輔助注入元素有鍺，硅，碳，氟，氮等等。各種元素的作用不一而別，例如鍺和硅主要應用于預非晶化，碳主要應用于抑制擴散，氟主要應用于改善負偏壓溫度不穩定性(NBTI)和抑制短溝道效應(SCE)。

在PMOS的源漏區注入時，經常會使用二氟化硼(BF₂)和氟(F)進行共同注入，因為氟的引入可以控制硼穿透柵氧化層造成缺陷，從而改善負偏壓溫度不穩定性效應。

請參閱附圖圖1和圖2，圖1為二氟化硼注入之前襯底表面缺陷掃描的形貌示意圖，在注入二氟化硼前，對襯底進行表面缺陷掃描，缺陷數量一般在可控范圍內。圖2為經二氟化硼和氟注入之后的襯底表面缺陷掃描的形貌示意圖，在氟注入后，對襯底進行表面缺陷掃描，往往會發現襯底上出現大量缺陷，特別是在光刻膠上有大量缺陷。這種缺陷是由于經兩步離子注入過程，氟析出，并在臨近的光刻膠上冷凝，與光刻膠發生化學反應所產生的局部腐蝕。

具體來說，產生大量氟析出的原因，在于第一步二氟化硼注入和第二步氟注入都貢獻了氟的劑量。氟的總劑量太多，就會超過硅襯底中的固溶度，造成大量的氟以氣體形式逃逸出襯底。逃逸出的氟在臨近的光刻膠上冷凝堆積并與其反應，進而對光刻膠造成腐蝕，請參閱圖3，為氟注入后的光刻膠表面缺陷的掃描電鏡圖，圖中，301表示冷凝缺陷，302表示光刻膠。這種在光刻膠上冷凝堆積產生的腐蝕缺陷，會嚴重影響器件的性能。

發明內容

為了克服以上問題，本發明的目的是在確保不影響負偏壓溫度穩定性的條件下，改進現有的PMOS源漏區的離子注入方法，減少氟注入劑量，緩解氟析出，減少光刻膠的腐蝕缺陷，從而提高PMOS器件質量。

為了實現上述目的，本發明提供了一種PMOS源漏區離子注入方法，其包括：首先，對半導體襯底中的源漏區進行硼注入；然后，對所述源漏區進行氟注入。

優選地，所述硼注入的劑量為1*E15-3*E15。

優選地，所述氟注入的劑量為1*E15-3*E15。

優選地，所述硼注入采用的氣體為B₁₀H₂₂、C₂B₁₀H₁₂的一種或多種。

優選地，所述硼注入時采用的溫度10-20℃，壓強不大于5*E-5托，氣體流量為0.5-1.5sccm。

優選地，所述氟注入采用的氣體為BF₃、GeF₄的一種或多種。

優選地，所述氟注入時采用的溫度10-20℃，壓強不大于5*E-5托，氣體流量為0.5-1.5sccm。

為了實現上述目的，本發明還提供了一種PMOS器件的制備方法，其包括：采用上述任意一項所述的離子注入方法來進行源漏區離子注入。

本發明的PMOS源漏區的離子注入方法，通過用硼注入代替現有的二氟化硼注入，減少了后續氟注入的劑量，從而有效緩解了襯底中的氟析出，減少了對光刻膠的腐蝕，提高了器件的質量。