KR20130115097A - 데미지-프리 접합 형성을 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
이러한 도핑 방법의 실시예들이 접합 형성을 개선하기 위하여 사용된다. 헬륨 또는 다른 희가스와 같은 주입 종이 작업물 내로 제 1 깊이(204)까지 주입된다. 도펀트가 작업물 상에 증착된다. 어닐링 동안, 도펀트는 제 1 깊이까지 확산한다. 희가스 이온들이 주입 동안 작업물의 적어도 일부를 비정질화한다. 작업물은 평면 또는 비평면일 수 있다. 주입 및 증착이 진공을 중단하지 않고 시스템 내에서 일어난다.
Description
본 발명은 접합 형성에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 증착 전 이온 주입을 사용하는 접합 형성에 관한 것이다.
이온 주입은 작업물(workpiece) 내로 전도성-변경 불순물들을 도입하기 위한 표준 기술이다. 희망된 불순물 재료가 이온 소스에서 이온화되고, 이온들은 미리 규정된 에너지의 이온 빔을 형성하기 위하여 가속되며, 이온 빔은 작업물의 표면으로 보내진다. 빔의 활성 이온들은 작업물의 벌크(bulk) 내로 침투하며, 희망되는 전도성 영역을 형성하기 위하여 작업물 재료의 결정 격자 내에 내장(embed)된다.
실리콘 작업물 내에서, 하나의 실리콘 원자는 일반적으로 작업물에 걸쳐 잘 규칙화된(well-ordered) 격자를 형성하기 위하여 이웃하는 4개의 실리콘 원자들에 정사면체(tetrahedrally) 결합된다. 이는 다이아몬드 큐빅 결정 구조로서 지칭될 수 있다. 이와 대조적으로, 이러한 규칙(order)은 비정질 실리콘에는 존재하지 않는다. 오히려, 비정질 실리콘 내의 실리콘 원자들은 랜덤 네트워크를 형성하며, 실리콘 원자들은 4개의 다른 실리콘 원자들에 정사면체 결합되지 않을 수 있다. 실제, 실리콘 원자들은 불포화 결합(dangling bond)들을 가질 수 있다.
사전-비정질화 주입(pre-amorphizing implant, PAI)와 같은 비정질화 주입들은 작업물의 결정 격자를 비정질화하기 위하여 사용된다. 비정질화 주입 전에, 작업물은 일반적으로 정사면체-결합 결정 구조(tetrahedrally-bonded crystal structure)와 같은 장거리-규칙도(long-range order)를 갖는 결정 격자를 갖는다. 이러한 규칙화된 결정 격자는 주입된 이온들이 결정 격자 또는 실질적으로 결정 격자의 원자들 사이의 채널을 통해 이동할 수 있도록 한다. 작업물을 비정질화함에 의해, 작업물이 장거리 규칙도를 가지지 않기 때문에, 이후의 주입 동안 도펀트들의 채널링이 방지되거나 또는 감소될 수 있다. 따라서, 이온들이 작업물 내로 더 깊이 채널링되지 않을 것이므로, 도펀트 주입 프로파일이 더 얕아질 수 있다.
대단히-활성화된, 데미지-프리를 형성하므로, 반도체 디바이스들이 스케일-다운됨에 따라 가파른 전기적 접합(abrupt electrical junction)이 더 큰 도전이 된다. 이는 특히 초박형 실리콘-온-인슐레이터(extremely thin silicon-on-insulator, ETSOI) 또는 핀펫(FinFet) 디바이스들에 대하여 적용된다. 증착 시스템들 및 확산 퍼니스(diffusion furnace)들이 사용되었으나, 디바이스 내로의 도펀트들의 확산을 정확한 깊이로 제어하는 것이 용이하지 않다. 따라서, 정확한 주입 및, 보다 구체적으로, 개선된 접합 형성을 위한 개선된 방법에 대한 요구가 당업계에 존재한다.
본 발명의 제 1 측면에 따르면, 도핑 방법이 제공된다. 방법은 희가스(noble gas)를 작업물 내로 제 1 깊이까지 주입하는 단계를 포함한다. 도펀트는 작업물의 표면 상에 증착된다. 작업물은 도펀트가 제 1 깊이까지 확산할 수 있도록 어닐링(annealed)된다.
본 발명의 제 2 측면에 따르면, 도핑 방법이 제공된다. 방법은 희가스를 작업물의 복수의 비평면(non-planar) 표면들 내로 제 1 깊이까지 주입하는 단계를 포함한다. 도펀트는 복수의 비평면 표면들 상에 증착된다. 작업물은 도펀트가 복수의 비평면 표면들의 제 1 깊이까지 확산할 수 있도록 어닐링된다.
본 발명의 제 3 측면에 따르면, 도핑 방법이 제공된다. 방법은 작업물을 프로세스 챔버 내에 위치시키는 단계를 포함한다. 진공이 프로세스 챔버 내에 형성된다. 희가스 플라즈마가 프로세스 챔버 내에 형성된다. 희가스 이온들이 작업물 내로 제 1 깊이까지 주입된다. 프로세스 챔버는 도펀트 종(dopant species)으로 채워지며, 도펀트 종은 작업물 상에 증착된다. 작업물이 프로세스 챔버로부터 제거되며, 진공이 중단된다. 작업물은 도펀트가 작업물의 제 1 깊이까지 확산할 수 있도록 어닐링된다.
본 발명의 보다 양호한 이해를 위하여, 본 명세서에 참조로서 통합된 첨부된 도면들이 참조된다.
도 1은 플라즈마 도핑 시스템의 블록도;
도 2 내지 5는 작업물 도핑의 제 1 실시예를 예시하는 단면도들;
도 6 내지 9는 작업물 도핑의 제 2 실시예를 예시하는 단면도들; 및
도 10 내지 13은 작업물 도핑의 제 2 실시예를 예시하는 단면도들.
도 1은 플라즈마 도핑 시스템의 블록도;
도 2 내지 5는 작업물 도핑의 제 1 실시예를 예시하는 단면도들;
도 6 내지 9는 작업물 도핑의 제 2 실시예를 예시하는 단면도들; 및
도 10 내지 13은 작업물 도핑의 제 2 실시예를 예시하는 단면도들.
이러한 프로세스의 실시예들이 본 명세서에서 플라즈마 도핑 이온 주입기와 연관되어 설명된다. 그러나, 이러한 실시예들은 반도체 제조와 연관된 다른 시스템들 및 프로세스들, 또는 주입 또는 증착을 사용하는 다른 시스템들과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 대안적인 실시예에있어, 빔라인 이온 주입기가 증착 시스템과 함께 사용된다. 따라서, 본 발명은 이하에서 설명되는 특정 실시예들에 제한되지 않는다.
도 1로 돌아오면, 플라즈마 도핑 시스템(100)은 밀폐된 볼륨(enclosed volume)(103)을 정의하는 프로세스 챔버(102)를 포함한다. 로드 락(107)은 프로세스 챔버(102)에 연결된다. 로드 락(107)은, 작업물(105)이 내부에 있는 경우, 진공으로 펌핑 다운하거나 또는 분위기(atmosphere)를 배출할 수 있다. 프로세스 챔버(102) 또는 작업물(105)은 로드 락(107) 내에 있는 것과 같은 온도 조절 시스템에 의해 냉각되거나 또는 가열될 수 있다. 플래튼(104)은 작업물(105)을 지지하기 위하여 프로세스 챔버(102) 내에 위치될 수 있다. 플래튼(104) 또한 온도 조절 시스템에 의해 냉각되거나 또는 가열될 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에 있어, 플라즈마 도핑 시스템(100)은 이온들의 온(hot) 또는 냉(cold) 주입과 통합될 수 있다. 일 예에 있어, 작업물(105)은, 일 실시예에 있어서의 직경 300mm 실리콘 웨이퍼와 같은, 디스크 형상을 갖는 반도체 웨이퍼일 수 있다. 그러나, 작업물(105)이 실리콘 웨이퍼에 한정되는 것은 아니다. 작업물(105)은 정전기 또는 기계적인 힘에 의해 플래튼(104)의 평평한 표면으로 클램핑될 수 있다. 일 실시예에 있어, 플래튼(104)은 작업물(105)로의 연결을 만들기 위한 전도성 핀들을 포함할 수 있다.
플라즈마 도핑 시스템(100)은 프로세스 챔버(102) 내에서 주입 가스로부터 플라즈마(106)를 발생시키도록 구성된 소스(101)를 더 포함한다. 소스(101)는 RF 소스 또는 당업자들에게 공지된 다른 소스들일 수 있다. 플래튼(104)은 바이어스될 수 있다. 이러한 바이어스는 DC 또는 RF 전력 공급 장치에 의해 제공될 수 있다. 플라즈마 도핑 시스템(100)은 차폐 링(shield ring), 패러데이 센서, 또는 다른 컴포넌트들을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들 에 있어, 플라즈마 도핑 시스템(100)은 클러스터 기구(cluster tool), 또는 단일 플라즈마 도핑 시스템(100) 내의 동작적으로-링크된 프로세스 챔버들(102)의 일부일 수 있다. 따라서, 많은 프로세스 챔버들(102)이 진공상태로 링크될 수 있다. 이러한 실시예들에 있어, 일부 프로세스 챔버들(102)은 주입하는 반면, 다른 프로세스 챔버들은 증착한다.
동작 중, 소스(101)는 프로세스 챔버(102) 내에서 플라즈마(106)를 발생시키도록 구성된다. 일 실시예에 있어, 소스(101)는 발진 자기장(oscillating magnetic field)을 생성하기 위하여 적어도 하나의 RF 안테나에서 RF 전류들을 공진시키는 RF 소스일 수 있다. 발진 자기장은 프로세스 챔버(102) 내에서 RF 전류들을 유도한다. 프로세스 챔버(102) 내의 RF 전류들은 플라즈마(106)를 발생시키기 위하여 주입 가스를 여기하고 이온화한다. 바이어스가 플래튼(104)에 제공되고, 따라서, 바이어스가 펄싱되는 기간 동안 작업물(105)은 플라즈마(106)로부터의 이온들을 작업물(105)을 향해 가속할 것이다. 펄싱된 플래튼 신호의 주파수 및/또는 펄스들의 듀티 사이클이 희망되는 도우즈 레이트(dose rate)를 제공하기 위하여 선택될 수 있다. 펄싱된 플래튼 신호의 진폭은 희망되는 에너지를 제공하기 위하여 선택될 수 있다. 다른 모든 파라미터들이 동일한 경우, 더 큰 에너지는 더 큰 주입 깊이를 초래할 것이다.
전술한 바와 같이, 실리콘은 전형적으로 결정 구조이며, 여기에서 각각의 실리콘 원자는 이웃하는 4개의 실리콘 원자들에 정사면체 결합된다. 이온 주입이 실리콘 내의 비정질 구조를 형성하기 위하여 사용될 수 있다. 일 예에 있어, 부분적으로 또는 전체적으로 비정질화된 결정 구조가 PAI를 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 작업물의 결정구조를 헬륨과 같은 원자들 또는 이온들로 충격함(bombarding)에 의해, 실리콘의 결정 구조가 변경될 수 있다. 비정질 결정 구조는 장거리-규칙도가 없으며, 불포화 결합들을 갖는 일부 원자들을 포함한다. 이러한 결정 격자가 장거리-규칙도를 결여하므로, 결정 격자 내에 채널들이 존재하지 않는다. 따라서, 이온들이 작업물의 결정 격자 사이에서 채널링될 수 없다.
PAI가 채널링 이슈를 제거하지만, 이는 다른 문제들을 야기한다. 이온들, 특히 게르마늄 및 실리콘과 같은 더 무거운 종의 주입은 EOR(end of range)에서 잔류 데미지(residual damage)를 초래한다. EOR은 주입된 이온들이 도달하는 작업물 내의 최저 깊이이다. 이러한 EOR 결함들은 CMOS 트랜지스터에서 결과적으로 누설을 초래한다. 초미세 접합(ultra shallow junction)들은 또한 목표 온도 근처의 밀리초(millisecond, MS) 열적 처리량(thermal budget)들이 가능한 어닐링 기술들을 요구한다. MS 어닐링의 2개의 단점들은 더 무거운 종으로부터의 주입 데미지, 특히 전술된 EOR 결함들을 완전히 제거할 수 없다는 것과, 디바이스 내에서 중첩(overlap) 커패시턴스 이슈들을 초래하는 도펀트의 수평적(lateral) 확산의 결여이다.
헬륨 주입은 이온들의 채널링을 방지할 뿐만 아니라 MS 어닐링을 가능하게 할 수 있다. 헬륨 주입은, 이온들의 채널링을 방지되도록 하기 위하여, 작업물을 부분적으로 또는 전체적으로 비정질화할 수 있다. 이에 더하여, 헬륨 주입은 어닐링 후의 잔류 데미지가 없거나 또는 낮은 결과를 가져올 수 있다. 헬륨 PAI는 또한 고상 에피텍시(solid phase epitaxy, SPE) 어닐링 또는 MS 어닐링으로 완전히 수선(repair)할 것이다. 또한, 잔류 데미지가 없기 때문에, 헬륨 PAI는 게르마늄 PAI 와 달리 차후의 누설을 초래하지 않을 것이다.
추가적으로, 헬륨 주입 후 어닐링 프로세스 동안, 붕소, 비소, 인, 또는 다른 것들과 같은 일부 주입된 도펀트 이온들이 헬륨 주입에 의해 생성된 원래의 비정질-결정 인터페이스로 수송될 것이다. 테스트들은 이러한 주입된 이온들이 원래의 비정질-결정 인터페이스를 지나서 확산하지 않고, 오히려 이러한 인터페이스에서 멈추었다는 것을 보여주었다. 이러한 수송 현상(transport phenomenon)은 헬륨이 접합 깊이(Xj) 및/또는 수평적 확산(Yj)을 조정(tailor)할 수 있도록 한다. 따라서, 헬륨 PAI는 수평적 확산과 관련된 이슈들을 극복함으로써 MS 어닐링을 가능하게 한다. 헬륨이 본 명세서에 특별히 언급되었으나, 희가스와 같은 다른 종이 동일한 효과를 가질 수 있다.
도 2 내지 5는 작업물 도핑의 제 1 실시예를 예시하는 단면도들이다. 도 2에서, 작업물(105)은 표면 상에 산화 피막(oxide coating)(200)을 갖는다. 아르곤 또는 다른 희가스와 같은 스퍼터링 종(sputtering species)(201)이 작업물(105)로부터 산화 층(200)을 제거하기 위하여 사용된다. 물론, 산화 층(200)은 또한 주입 전에 제거되지 않을 수도 있으며, 또는 존재하지 않을 수도 있다. 대안적인 실시예에 있어, 플라즈마 에칭 또는 습식 스트립(wet strip) 단계가 산화 층(200)을 제거하기 위하여 사용된다.
도 3에 있어, PAI는 주입 종(202)을 사용하여 수행된다. 주입 종(202)은 헬륨, 다른 희가스, 또는 당업자들에게 공지된 다른 PAI 종일 수 있다. 주입 종(202)이 제 1 깊이(204)(도 3에서 점선으로 표시된)까지 작업물(105) 내로 주입된다. 이는 제 1 깊이(204)와 작업물(105)의 표면 사이에 비정질화 영역(203)을 형성한다. 특정 일 예에 있어, PAI의 도우즈 또는 에너지는 PAI가 작업물(105)을 완전히 비정질화하지 않도록 구성된다. 오히려, PAI는 작업물(105)을 단지 부분적으로 비정질화한다. 부분적인 비정질화는 결정 구조 내의 비정질화의 포켓(pocket)들을 초래할 수 있다. 따라서, 영역이 비정질화되지만, 이웃하는 영역은 여전히 결정질로 남아 있을 수 있으며, 작업물(105)의 결정 격자 내의 모든 결합들이 깨지지는 않을 수 있다.
도 4에서 도펀트(205)가 작업물(105) 상에 증착된다. 이러한 도펀트는, 예를 들어, 붕소, 인, 비소, 게르마늄, 탄소, 또는 당업계에서 공지된 다른 도펀트들을 포함하는 원자 또는 분자 종일 수 있다. 도 5에서, 작업물(105)이 어닐링되며, 도펀트(205)가 제 1 깊이(204)까지 확산한다. 이는 비정질화 영역(203)과 같은 동일한 영역 내에서 도핑된 영역(206)(도 5에서 음영으로 표시된)을 형성한다. 특정 일 실시예에 있어, MS 어닐링이 수행된다.
PAI는 도펀트(205)의 확산을 제어하기 위하여 사용된다. 도펀트(205)는 단지 제 1 깊이(204)에서 비정질-결정으로 확산할 것이다. PAI를 위한 헬륨 또는 다른 희가스의 사용은 주입 데미지를 감소시키고 MS 어닐링의 사용을 가능하게 한다. 헬륨 또는 다른 희가스는 또한 활성화를 개선하고, 어닐링 동안 Xj 및 Yj의 제어를 가능하게 한다.
도 6 내지 9는 작업물 도핑의 제 2 실시예를 예시하는 단면도들이다. 도 2의 작업물(105)이 평면인 반면, 도 6의 작업물(105)은 비평면이다. 작업물(105)은, 예를 들어, 핀펫(FinFet), 일련의 트랜치(trenche)들, 또는 일부 3차원 디바이스일 수 있다. 도 6 내지 9에 예시된 것과 다른 3차원 또는 비평면 구조들이 가능하다.
도 6의 작업물(105)은 표면 상의 산화 피막(200)을 가질 수 있다. 아르곤 또는 다른 희가스와 같은, 스퍼터링 종(201)이 작업물(105)로부터 산화 층(200)을 제거하기 위하여 사용된다. 물론, 산화 층(200)은 또한 주입 전에 제거되지 않을 수도 있고, 존재하지 않을 수도 있다. 대안적인 실시예에 있어, 플라즈마 에칭 또는 습식 스트립(wet strip) 단계가 산화 층(200)을 제거하기 위하여 사용된다.
도 7에 있어, PAI는 주입 종(202)을 사용하여 수행된다. 주입 종(202)은 헬륨, 다른 희가스, 또는 당업계에서 공지된 다른 PAI 종일 수 있다. 주입 종(202)은 작업물(105) 내로 제 1 깊이(204)(도 7에서 점선으로 표시된)까지 주입된다. 이는 제 1 깊이(204)와 작업물(105)의 표면 사이에 비정질화 영역(203)을 형성한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 깊이(204)는 작업물(105)의 프로파일을 따른다. 제 1 깊이(204)는 이러한 작업물(105) 프로파일과 무관하게 균일한 깊이가 될 수 있다. 균일한 깊이를 만들기 위하여, 주입 종(202)의 각분포(angular distribution)가 제어될 수 있다. 둘째, 비정질화 영역(203)은 임의의 고르지 못한(uneven) 영역이 고르게 되거나 또는 균일하게 될 수 있도록, 시간에 걸쳐 포화(saturate)될 수 있다. 셋째, 비정질화 영역(203)을 형성하는 주입이 균일한 깊이가 달성될 때까지 계속될 수 있다. 일단 작업물(105)의 결정 구조의 섹션이 비정질화되면, 비정질화를 계속하는 것은 그 이후의 결과에 영향을 주지 못할 수 있다. 특정 일 예에 있어, PAI의 도우즈 또는 에너지는 PAI가 작업물(105)을 완전히 비정질화하지 않도록 구성된다. 오히려, PAI는 작업물(105)을 단지 부분적으로 비정질화한다.
도 8에서 도펀트(205)가 작업물(105) 상에 증착된다. 이러한 도펀트는, 예를 들어, 붕소, 인, 비소, 게르마늄, 탄소, 또는 당업계에서 공지된 다른 도펀트들을 포함하는 원자 또는 분자 종일 수 있다. 도펀트(205)는 작업물(105) 프로파일과 무관하게 균일하게 증착된다. 낮은 밀도 플라즈마 또는 플라즈마 쉬스(sheath) 기술이 작업물(105)의 상이한 표면들 상에 고르게 증착하기 위하여 사용될 수 있다. 플라즈마 쉬스 기술은 이온들, 원자들, 또는 분자들을 보내거나(direct) 또는 집중시키기 위한 개구들을 갖는 절연(insulating) 또는 바이어스된 플레이트(plate)를 사용한다. 이러한 플레이트는 플라즈마와 플라즈마 쉬스 사이의 경계의 형태를 제어하기 위하여 플라즈마 쉬스 내의 전기장을 수정한다.
도 9에서, 작업물(105)이 어닐링되며, 도펀트(205)가 제 1 깊이(204)까지 확산한다. 이는 비정질화 영역(203)과 같은 동일한 영역 내에서 도핑된 영역(206)(도 9에서 음영으로 표시된)을 형성한다. 특정 일 실시예에 있어, MS 어닐링이 수행된다.
도 6~9의 실시예들은 비평면 표면 상의 균일한 도핑을 가능하게 한다. 주입 종(202)을 사용하는 PAI는 접합 깊이를 정의하기 위하여 사용될 수 있다. 후속되는 어닐링이 도펀트(205)를 활성화하고 주입시킬 것이다.
도 10 내지 13은 작업물 도핑의 제 2 실시예를 예시하는 단면도들이다. 도 10~13의 실시예들에 있어, 평면 또는 비평면일 수 있는 작업물(105)은 진공을 중단(breaking vacuum)하지 않고 프로세싱될 수 있다. 일 예에 있어, 작업물(105)은 프로세스 챔버(102) 또는 로드 락(107) 내에 진공을 중단하지 않고 남아 있을 수 있다. 특정 일 실시예에 있어, 작업물(105)은 프로세스 챔버(102) 내의 종이 변경되는 경우 로드 락(107)으로 이동될 수 있다.
도 10에서, 작업물(105)이 프로세스 챔버(102) 내에 배치된다. 작업물(105)은 로봇 핸들링 시스템을 사용하여 플래튼(104) 상에 로딩(load)될 수 있다. 작업물(105)이 프로세스 챔버(102)에 배치되기 전에 또는 후에 진공이 형성될 수 있다.
도 11에서, 헬륨 또는 다른 희가스와 같은 주입 종(202)의 플라즈마가 형성된다. 일 예에 있어, 작업물(105) 및 플래튼(104)이 바이어스되며, 주입 종(202)이 특정 깊이까지 작업물(105) 내로 주입된다. 도 12에서 도펀트(205)와 같은 도펀트 종이 프로세스 챔버(102)를 채운다. 도펀트(205)는, 예를 들어, 인, 비소, 게르마늄, 탄소, 또는 붕소일 수 있다. 작업물(105)은 주입 종(202)이 도펀트(205)로 스위칭되는 경우 프로세스 챔버(102)로부터 로드 락(107)으로 제거될 수 있다. 도펀트(205)가 작업물(105) 상에 증착된다. 작업물(105) 또는 플래튼(104)은 이러한 증착 동안 바이어스되지 않을 수 있다.
도 13에서, 도펀트(205)가 제거된다. 작업물(105)은 프로세스 챔버(102)로부터 로드 락(107)으로 제거된다. 그 후 진공이 중단되고, 작업물(105)이 플라즈마 도핑 시스템(100) 밖으로 제거될 수 있다. 다른 예에 있어, 작업물(105)은 도펀트(205)가 존재하는 동안 진공하에서 로드 락(107)으로 제거될 수 있다. 그 뒤에, 작업물(105)은, 증착되는 도펀트(205)가 작업물(105) 내의 특정 깊이까지 확산할 수 있도록, 어닐링될 수 있다. 예를 들어, MS 어닐링이 사용될 수 있다. 대안적인 실시예에 있어, 복수의 프로세스 챔버들(102)이 도 10~13에 예시된 단계들을 위하여 진공을 중단하지 않고 사용될 수 있다.
대안적인 실시예에 있어, 플라즈마 도핑 시스템(100)이 작업물(105)로부터 산화 피막을 제거하기 위하여 사용될 수 있다. 플라즈마 도핑 시스템(100)은 작업물(105)의 스퍼터링에 사용되는, 예를 들어, 아르곤의 플라즈마를 형성할 수 있다. 이 또한 작업물(105) 근처에서 진공을 중단하지 않고 발생할 수 있다. 일 예에 있어, 작업물(105)이 스퍼터링 후에 그렇지만 주입 종(202)이 프로세스 챔버(102)를 채우기 전에 로드 락(107)으로 제거될 수 있다. 다른 예에 있어, 작업물(105)은 스퍼터링 후 주입 종(202)이 프로세스 챔버를 채우는 동안 플래튼(104) 상에 남아 있는다.
프로세싱 동안 진공을 중단하지 않음에 의해, 작업물(105) 상의 산화 층 성장이 방지되거나 또는 감소된다. 작업물(105)이 진공 환경에 있는 경우 산화 성장이 최소화되기 때문에, 작업물(105)의 표면 상의 산화 층을 제거하기 위한 스퍼터링 단계가 방지될 수 있다. 다른 예에 있어, 초기 산화 층이 작업물(105)로부터 스퍼터링되며, 플라즈마 도핑 시스템(100) 내의 진공은 이후의 산화 성장을 방지한다. 따라서, 복수의 스퍼터링 단계들의 사용이 회피될 수 있다.
본 발명은 본 명세서에서 설명된 특정 실시예들에 의해 그 범위가 제한되지 않는다. 오히려, 본 명세서에서 설명된 실시예들에 더하여, 본 발명에 대한 다른 다양한 실시예들 및 변형예들이 이상의 설명 및 첨부된 도면들로부터 당업자에게 명백하게 될 것이다. 따라서, 이러한 다른 실시예들 및 변형예들은 본 발명의 범위 내에 속하도록 의도된다. 또한, 본 발명이 본 명세서 내에서 특정 목적을 위한 특정 환경에서의 특정 구현의 맥락으로 설명되었으나, 당업자라면 본 발명의 유용성이 이에 한정되지 않으며, 본 발명이 임의의 목적들을 위한 임의의 환경들에서 유용하게 구현될 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 이하에서 기술되는 청구항들은 본 명세서에서 설명된 바와 같은 본 발명의 사상 및 완전한 폭의 관점에서 해석되어야 할 것이다.
Claims (20)
- 희가스(noble gas)를 작업물(workpiece) 내로 제 1 깊이까지 주입하는 단계;
상기 작업물의 표면 상에 도펀트를 증착하는 단계; 및
상기 작업물을 어닐링(annealing)하는 단계를 포함하되,
상기 도펀트는 상기 제 1 깊이까지 확산하는, 도핑 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 주입하는 단계는 상기 작업물의 결정 격자를 비정질화(amorphize)하는, 도핑 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 작업물은 상기 표면 상에 산화 피막(oxide coating)을 가지며,
상기 주입하는 단계 전에 상기 표면으로부터 상기 산화 피막을 제거하는 단계를 더 포함하는, 도핑 방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 제거하는 단계는 아르곤으로 스퍼터링(sputtering)하는 단계를 포함하는, 도핑 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 도펀트는, 붕소, 인, 비소, 게르마늄, 및 탄소로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 도핑 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 어닐링하는 단계는 밀리초(millisecond) 어닐링을 포함하는, 도핑 방법. - 희가스를 작업물의 복수의 비-평면(non-planar) 표면들 내로 제 1 깊이까지 주입하는 단계;
상기 복수의 비-평면 표면들 상에 도펀트를 증착하는 단계; 및
상기 작업물을 어닐링하는 단계를 포함하되,
상기 도펀트는 상기 복수의 비-평면 표면들의 상기 제 1 깊이까지 확산하는, 도핑 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 주입하는 단계는 상기 작업물의 결정 격자를 비정질화하는, 도핑 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 작업물은 상기 복수의 비-평면 표면들 상에 산화 피막을 가지며,
상기 주입하는 단계 전에 복수의 비-평면 표면들로부터 상기 산화 피막을 제거하는 단계를 더 포함하는, 도핑 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 제거하는 단계는 아르곤으로 스퍼터링하는 단계를 포함하는, 도핑 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 도펀트는, 붕소, 인, 비소, 게르마늄, 및 탄소로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 도핑 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 어닐링하는 단계는 밀리초(millisecond) 어닐링을 포함하는, 도핑 방법. - 작업물을 프로세스 챔버 내에 위치시키는 단계;
상기 프로세스 챔버 내에 진공(vaccum)을 형성하는 단계;
상기 프로세스 챔버 내에 희가스의 플라즈마를 형성하는 단계;
희가스 이온들을 상기 작업물 내로 제 1 깊이까지 주입하는 단계;
상기 프로세스 챔버를 도펀트 종(dopant species)으로 채우는 단계;
상기 도펀트 종을 상기 작업물 상에 증착하는 단계;
상기 작업물을 상기 프로세스 챔버로부터 제거하고, 상기 진공을 중단하는 단계; 및
상기 작업물을 어닐링하는 단계를 포함하되,
상기 도펀트 종은 상기 작업물의 상기 제 1 깊이까지 확산하는, 도핑 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 채우는 단계 이전에 상기 진공하에서 상기 작업물을 로드 락(load lock)으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 도핑 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 주입하는 단계는 상기 작업물의 결정 격자를 비정질화하는, 도핑 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 작업물은 산화 피막을 가지며,
상기 주입하는 단계 전에 상기 작업물로부터 상기 산화 피막을 제거하는 단계를 더 포함하는, 도핑 방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 제거하는 단계는 아르곤으로 스퍼터링하는 단계를 포함하는, 도핑 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 도펀트 종은, 붕소, 인, 비소, 게르마늄, 및 탄소로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 도핑 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 어닐링하는 단계는 밀리초 어닐링을 포함하는, 도핑 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 진공을 형성하는 단계는 상기 작업물을 위치시키는 단계 이전에 일어나는, 도핑 방법.
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