[发明专利]通过植入N－及P－型簇离子及负离子制造CMOS器件的方法

说明书

相关申请案交叉参照

本申请案主张优先于并主张美国临时专利申请案第60/392,271号及第 60/391,847号的权利，该两个临时专利申请案均于2002年6月26日提出申请。 本专利申请案亦主张优先于共同拥有且同在申请中的美国专利申请案第 10/244,617号(2002年9月16日提出申请)及美国专利申请案第10/251,491 号(2002年9月20日提出申请)。

发明背景

技术领域

本发明涉及一种离子植入系统及一种半导体制造方法，其用于植入由N-型 掺杂剂簇离子的簇构成的离子束以及带负电荷的簇离子束。

背景技术

半导体器件的制造会部分地涉及到在半导体衬底中引入杂质以形成掺杂区 域。所选杂质元素应与半导体材料适当结合形成电载流子并改变半导体材料的 导电率。其中，电载流子既可为电子(由N-型掺杂剂产生)亦可为空穴(由P- 型掺杂剂产生)。所引入掺杂剂杂质的浓度会决定由此得到的区域的导电性。为 形成晶体管结构、绝缘结构及其他此等电子结构(其统统用作半导体器件)，必 须形成许多此等N-型及P-型杂质区域。

用于将掺杂剂引入半导体衬底中的传统方法是通过离子植入。在离子植入 中，是将一含有所需元素的进料引入一离子源中并引入能量将该进料离子化， 从而形成含有掺杂剂元素(例如元素⁷⁵As，¹¹B，¹¹⁵In，³¹P，或¹²¹Sb)的离子。然 后，提供一加速电池来提取并使通常带正电荷的离子加速，从而形成离子束。 然后，如所属技术领域中所习知，使用质量分析来选取欲植入的物质，并将离 子束射向一半导体衬底。加速的电场会使离子具有动能，从而使离子能够渗透 入目标中。离子的能量及质量决定了其渗透入目标中的深度，其中离子的能量 愈大及/或质量愈小，其速度即会愈高，因而渗透入目标中愈深。离子植入系统 构造用于精心地控制植入工艺中的关键变量，例如离子束能量、离子束质量、 离子束电流(每单位时间中的电荷)、及在目标处的离子剂量(渗透入目标中每 单位面积的总离子数)。此外，为保持半导体器件的成品率，还必须控制离子束 角散度(离子撞击衬底的角度的变化)及离子束空间均匀性及范围。