[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法及半導(dǎo)體處理設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810509730.2
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN110534516A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉鐵
• 申請（專利權(quán)）人: 長鑫存儲技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L27/108
• 分類號: H01L27/108;H01L29/06;H01L21/265
• 代理公司: 31219 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 佟婷婷<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入

1.一種基于低溫離子注入的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)提供一待處理結(jié)構(gòu)，并于所述待處理結(jié)構(gòu)中定義一離子注入層區(qū)，且所述離子注入層區(qū)具有一離子注入面；

2)對所述待處理結(jié)構(gòu)進(jìn)行降溫處理，并自所述離子注入面對所述離子注入層區(qū)進(jìn)行離子注入，在進(jìn)行所述離子注入的過程中，所述離子注入層區(qū)轉(zhuǎn)換成基于自退火效應(yīng)主導(dǎo)形成的恢復(fù)損傷結(jié)晶層區(qū)和基于注入離子破壞主導(dǎo)形成的晶格破壞非晶層區(qū)，其中，所述降溫處理持續(xù)在所述離子注入過程中使得所述待處理結(jié)構(gòu)在攝氏0度以下，以減緩所述離子注入過程中所述離子注入層區(qū)內(nèi)部的所述自退火效應(yīng)，以減小所述恢復(fù)損傷結(jié)晶層區(qū)的生成厚度；以及

3)對步驟2)得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火處理，以使得所述晶格破壞非晶層區(qū)轉(zhuǎn)換成重結(jié)晶層區(qū)，并且所述恢復(fù)損傷結(jié)晶層區(qū)轉(zhuǎn)換成結(jié)晶缺陷層區(qū)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫離子注入的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述恢復(fù)損傷結(jié)晶層區(qū)位于所述晶格破壞非晶層區(qū)和所述待處理結(jié)構(gòu)的結(jié)晶層區(qū)之間，其中，步驟2)中，進(jìn)行所述降溫處理的溫度介于-100℃～-50℃之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于低溫離子注入的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述恢復(fù)損傷結(jié)晶層區(qū)的厚度占所述離子注入層區(qū)的厚度的比例介于1/5～1/2之間；所述恢復(fù)損傷結(jié)晶層區(qū)的厚度小于15nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫離子注入的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟2)中，通過降溫裝置對所述待處理結(jié)構(gòu)進(jìn)行所述降溫處理，其中，所述降溫裝置與承載臺相連接，所述待處理結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述承載臺上，且所述待處理結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離所述離子注入面的一側(cè)與所述承載臺相接觸，所述降溫裝置通過所述承載臺降溫以實(shí)現(xiàn)對所述待處理結(jié)構(gòu)進(jìn)行所述降溫處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于低溫離子注入的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟2)還包括：對所述待處理結(jié)構(gòu)進(jìn)行降溫處理的過程中，通過溫控裝置對所述降溫處理過程中的溫度進(jìn)行控制，其中，所述溫控裝置設(shè)置于所述承載臺上，且所述溫控裝置通過監(jiān)測所述承載臺的溫度以監(jiān)測所述待處理結(jié)構(gòu)在進(jìn)行所述離子注入過程中的溫度，并基于所述溫控裝置的監(jiān)測結(jié)果對所述降溫裝置進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)對所述降溫處理過程的溫度進(jìn)行控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于低溫離子注入的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，基于所述溫控裝置的監(jiān)測結(jié)果通過對所述降溫裝置中冷卻劑的溫度進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)對所述降溫裝置進(jìn)行控制。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫離子注入的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述結(jié)晶缺陷層區(qū)的厚度小于15nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于低溫離子注入的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述結(jié)晶缺陷層區(qū)的厚度占所述離子注入層區(qū)的厚度的比例介于1/5～1/2之間。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫離子注入的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述結(jié)晶缺陷層區(qū)包括若干個經(jīng)所述退火處理形成的結(jié)晶塊，且各所述結(jié)晶塊的大小及取向中的至少一者不同，其中，所述結(jié)晶塊內(nèi)部的結(jié)晶狀態(tài)與所述重結(jié)晶層區(qū)內(nèi)部的結(jié)晶狀態(tài)概呈相同。

10.根據(jù)權(quán)利要求1～9中任意一項所述的基于低溫離子注入的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟2)中，進(jìn)行所述離子注入的注入離子的分子量大于40，進(jìn)行所述離子注入的注入劑量大于1E15/平方厘米。