[發明專利]對襯底與半導體裝置摻雜的方法及對襯底摻雜的系統

有效

• 申請號: 201680074876.8
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN108431925B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 克里斯多夫·R·漢特曼;克里斯多福·A·羅蘭德
• 申請（專利權）人: 瓦里安半導體設備公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/3215;H01L21/324
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊貝貝;臧建明

1.一種對襯底進行摻雜的方法，其特征在于，包括：

在300℃或高于300℃的植入溫度下經由所述襯底的表面將一定劑量的氦物質植入至所述襯底中；

在所述襯底的所述表面上沉積含有摻雜劑的摻雜層；以及

在退火溫度下對所述襯底進行退火，所述退火溫度高于所述植入溫度。

2.根據權利要求1所述的對襯底進行摻雜的方法，其特征在于，所述植入溫度介于300℃與600℃之間。

3.根據權利要求1所述的對襯底進行摻雜的方法，其特征在于，所述氦物質包含200eV至5000eV的能量。

4.根據權利要求1所述的對襯底進行摻雜的方法，其特征在于，所述一定劑量的氦物質包括5E15/cm²至1E17/cm²He的劑量。

5.根據權利要求1所述的對襯底進行摻雜的方法，其特征在于，所述摻雜層包括介于0.1nm與3nm之間的厚度。

6.根據權利要求1所述的對襯底進行摻雜的方法，其特征在于，所述摻雜劑包括含有砷、硼、磷或硅的膜。

7.根據權利要求1所述的對襯底進行摻雜的方法，其特征在于，所述襯底包含硅、鍺、碳化硅、硅:鍺合金、III-V化合物半導體或II-VI化合物半導體中的一者。

8.根據權利要求1所述的對襯底進行摻雜的方法，其特征在于，沉積所述摻雜層是在將所述一定劑量的氦物質植入至所述襯底之前進行。

9.根據權利要求1所述的對襯底進行摻雜的方法，其特征在于，對所述襯底進行退火包括執行快速熱退火，其中溫度升高的速率大于50℃/s，其中退火溫度大于900℃，且其中退火時間少于10秒。

10.根據權利要求1所述的對襯底進行摻雜的方法，其特征在于，包括在所述襯底的所述表面上沉積含有所述摻雜劑的所述摻雜層、將所述一定劑量的氦物質植入至所述襯底及對所述襯底進行退火的各操作是在各操作之間不打破真空的情況下在群集工具中進行，所述對襯底進行摻雜的方法進一步包括：

在將所述一定劑量的氦物質植入至所述襯底之前且在于所述襯底的所述表面上沉積含有所述摻雜劑的所述摻雜層之前移除氧化物層；以及

在將所述一定劑量的氦物質植入至所述襯底之后及在于所述襯底的所述表面上沉積含有所述摻雜劑的所述摻雜層之后且在對所述襯底進行退火之前，在所述襯底上沉積頂覆層，其中移除所述氧化物層及在所述襯底上沉積所述頂覆層是在各操作之間不打破真空的情況下在所述群集工具中進一步執行。

11.一種對半導體裝置進行摻雜的方法，其特征在于，包括：

在高于300℃的植入溫度下經由襯底的表面將一定劑量的氦植入至所述襯底中，所述一定劑量的氦包括5E15/cm²或高于5E15/cm²的劑量；在所述襯底的所述表面上沉積含有摻雜劑的摻雜層，所述摻雜層具有小于1nm的厚度；以及

在高于600℃的退火溫度下對所述襯底進行退火。

12.根據權利要求11所述的對半導體裝置進行摻雜的方法，其特征在于，所述襯底中的所述摻雜劑的第一活化水平比當所述植入溫度是室溫時所述襯底中的所述摻雜劑的第二活化水平高至少五倍。

13.根據權利要求11所述的對半導體裝置進行摻雜的方法，其特征在于，進一步包括：

在將所述一定劑量的氦植入至所述襯底之前且在于所述襯底的所述表面上沉積含有所述摻雜劑的所述摻雜層之前移除氧化物層；以及

在對所述襯底進行退火之前在所述摻雜層上沉積頂覆層。