CN101834132A - 防止浅注入离子扩散的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的防止浅注入离子扩散的方法在注入杂质离子、去除衬基表面光阻挡层之后，退火处理之前，在低于80℃的条件下，在所述衬基的表面生长一盖层。本发明的防止浅注入离子扩散的方法能有效阻止浅注入离子在高温环境下向外扩散，保障半导体器件电学性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造工艺，尤其涉及一种防止浅注入离子扩散的方法。
背景技术
掺杂是把杂质引入半导体材料的晶体结构中，以改变半导体材料电学性能(如电阻率)的一种方法。
半导体制造工艺中，金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET源区/漏区的制作过程实质上是对半导体材料进行掺杂形成PN结的过程，以下简单介绍n型MOSFET管源区/漏区制作流程：
如图1A所示，在衬基11的表面上已制作形成栅极12，在所述栅极12的两侧形成侧墙13；
如图1B所示，通过光刻、刻蚀在所述衬基11表面定义要进行离子注入的区域，即在所述衬基11不期望掺杂的区域，所述衬基11的表面上形成一光阻挡层14，而在所述衬基11期望掺杂的区域，所述衬基11的表面裸露在外；
如图1C所示，在离子注入机内，n型杂质离子以垂直于所述衬基11表面的方向射向所述衬基11，在所述衬基11不期望掺杂的区域，由于所述光阻挡层14的阻碍作用，所述n型杂质离子不能穿过所述衬基11的表面进入所述衬基11内，在所述衬基11期望掺杂的区域，所述n型杂质离子穿过所述衬基11的表面进入所述衬基11内，在所述衬基11表面下方、所述栅极12两侧分别形成源区15和漏区16；
在离子注入过程中，所述衬基11的晶格会受到损伤，另外，被注入离子基本不占据所述衬基11的晶格点，而是停留在晶格间隙位置，因此，结束离子注入后，先去除所述衬基11表面上的光阻挡层14，再进行退火处理，借助退火处理修复所述衬基11的晶格缺陷，并使杂质离子移动到所述衬基11的晶格点，将所述杂质离子激活。
退火处理在高温条件下进行，如，修复晶格缺陷大约需要500℃，激活杂质离子大约需要950℃，在高温环境下，位于所述源区15和漏区16的杂质离子很容易向外扩散，如图1D所示(图1D中的箭头表示杂质离子的扩散方向)，这样会导致沟道长度减小、结深增大，影响半导体器件的集成度和性能。随着半导体器件集成度不断提高，离子注入区结深越来越浅，沟道长度越来越小，控制注入离子向外扩散非常重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止浅注入离子扩散的方法，能有效阻止浅注入离子在高温环境下向外扩散，保障半导体器件电学性能。
为了达到上述的目的，本发明提供一种防止浅注入离子扩散的方法，其特征在于，在注入杂质离子、去除衬基表面光阻挡层之后，退火处理之前，在低于80℃的条件下，在所述衬基的表面生长一盖层。
上述防止浅注入离子扩散的方法，其中，所述盖层的厚度小于注入杂质离子的深度。
上述防止浅注入离子扩散的方法，其中，所述盖层为氧化物层。
上述防止浅注入离子扩散的方法，其中，生长所述盖层是在刻蚀机的反应腔内完成的。
上述防止浅注入离子扩散的方法，其中，在刻蚀机的反应腔内，以40～60sccm的流速通入氧气，所述氧气与所述衬基的表面发生反应，在所述衬基的表面生成一氧化物层。
上述防止浅注入离子扩散的方法，其中，所述刻蚀机的源功率为500～700W、偏压为150～250V、气压为30～50mt。
本发明防止浅注入离子扩散的方法在退火处理前，在低温条件下，在衬基的表面生长一盖层，该盖层在退火处理过程中能有效阻止浅注入离子向外扩散，保障结电阻符合生产要求，保障半导体器件的电学性能。
附图说明
本发明的防止浅注入离子扩散的方法由以下的实施例及附图给出。
图1A～图1D是现有技术中制作n型MOSFET管源区/漏区的流程图。
图2A～图2C是本发明防止浅注入离子扩散的方法的流程图。
具体实施方式
以下将结合图2A～图2C对本发明的防止浅注入离子扩散的方法作进一步的详细描述。
本发明防止浅注入离子扩散的方法在注入杂质离子、去除衬基表面光阻挡层之后，退火处理之前，在低于80℃的条件下，在所述衬基的表面生长一盖层(cap layer)。
仍以n型MOSFET管源区/漏区制作为例，详细说明本发明防止浅注入离子扩散的方法：
采用离子注入方法，在衬基21表面下方、栅极22两侧分别形成源区25和漏区26，如图2A所示，所述栅极22的两侧形成有侧墙23，在不期望掺杂的区域，所述衬基21的表面上淀积有光阻挡层24；
所述衬基21的材料例如可以是硅，所述光阻挡层24可以是光刻胶、氧化物或者氮化物；
接着去除所述衬基21表面上的光阻挡层24，如图2B所示；
在刻蚀机的反应腔内，在温度低于80℃的条件下，以40～60sccm的流速通入氧气O2，所述氧气O2与所述衬基21表面的材料(硅)发生反应，在所述衬基21的表面生成氧化物(SiO2)层25，如图2C所示；
此时，刻蚀机的反应腔内气压控制在30～50mt，刻蚀机的源功率(sourcepower)为500～700W，刻蚀机的偏压(bias voltage)为150～250V；
由于是在低温条件下(小于80℃)生长盖层(本实施例中该盖层为氧化物层25)，在生长盖层的过程中注入离子得不到向外扩散的能量，因此，在生长盖层的过程中注入离子不会向外扩散；
所述氧化物层25的厚度小于注入离子的深度(即结的深度)，该氧化物层25的厚度约是结的深度的20％～30％；
在所述衬基21的表面生长出一层氧化物后进行退火处理；
在退火处理过程中，所述衬基21表面的氧化层能有效阻止注入离子向外扩散。
本发明防止浅注入离子扩散的方法在退火处理前，在低温条件下，在衬基的表面生长一盖层，该盖层在退火处理过程中能有效阻止注入离子向外扩散，保障结电阻符合生产要求，保障半导体器件的电学性能。
本发明防止浅注入离子扩散的方法适用于浅结制作工艺。
Claims (6)
1.一种防止浅注入离子扩散的方法，其特征在于，在注入杂质离子、去除衬基表面光阻挡层之后，退火处理之前，在低于80℃的条件下，在所述衬基的表面生长一盖层。
2.如权利要求1所述的防止浅注入离子扩散的方法，其特征在于，所述盖层的厚度小于注入杂质离子的深度。
3.如权利要求1所述的防止浅注入离子扩散的方法，其特征在于，所述盖层为氧化物层。
4.如权利要求3所述的防止浅注入离子扩散的方法，其特征在于，生长所述盖层是在刻蚀机的反应腔内完成的。
5.如权利要求4所述的防止浅注入离子扩散的方法，其特征在于，在刻蚀机的反应腔内，以40～60sccm的流速通入氧气，所述氧气与所述衬基的表面发生反应，在所述衬基的表面生成一氧化物层。
6.如权利要求5所述的防止浅注入离子扩散的方法，其特征在于，所述刻蚀机的源功率为500～700W、偏压为150～250V、气压为30～50mt。
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