[发明专利]半导体元器件的离子注入方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体元器件的制造技术，尤其是指一种半导体元器件的离 子注入方法。

背景技术

在半导体元器件的制造技术中，由于纯净状态下的硅的导电性能很差，因 此只有在硅中加入少量的杂质，使得硅的结构和电导率发生改变时，硅才能成 为一种有用的半导体，上述在硅中加入少量杂质的过程称为掺杂。硅掺杂技术 是制备半导体元器件的基础，而离子注入(Ion Implant)技术则是最重要的掺 杂方法之一。由于离子注入技术能够重复控制所掺杂的杂质的浓度和深度，因 而已经成为满足亚0.25微米特征尺寸和大直径硅片制作要求的标准工艺。随着 半导体技术的快速发展，半导体元器件的特征尺寸不断地减小和集成度的不断 提高，现有的半导体元器件制造技术中几乎所有的掺杂工艺都是用离子注入技 术实现的。

离子注入技术是一种向硅衬底中引入可控制数量的杂质，从而改变其电学 性能的方法。图1为现有技术中离子注入方法的示意图。如图1所示，在进行 离子注入时，需要掺杂的杂质离子束流在电场中被加速后，以较高的速度轰击 硅片，杂质离子通过与硅片发生原子级的高能碰撞，从而注入到硅片的晶格结 构中，形成掺杂区。在上述的离子注入过程中，被注入的离子在硅片中穿行的 距离被称为离子射程。由于入射角度、位置以及硅原子的晶格排列等原因，被 注入的离子的离子射程是不同的。有些注入离子由于未与硅原子发生碰撞，而 是在硅原子的晶格间隙中穿过，从而导致一些离子进入到离硅片表面较深的位 置，这一现象称为沟道效应(Channal Effect)。

随着技术的发展，半导体元器件的特征尺寸越来越小，使得元器件上的栅 极(Gate)的长度也变短，为了保持合适的纵横比，栅电极(Gate Electrode) 之上的多晶硅层也变得越来越薄。当进行离子注入时，注入的离子由于上述沟 道效应而进入到上述多晶硅层中很深的位置，甚至穿透多晶硅层之下的栅极， 发生穿通(Punch Through)现象，使得源极(Source)和漏极(Drain)之间的 通道(Channal)产生短路，从而使得栅极无法对源、漏极之间的通道的导通进 行有效地控制，导致半导体元器件失效。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种半导体元器件的离子注入方法， 从而使得所注入的离子在多晶硅层中的分布比较均匀，避免穿通现象。

为达到上述目的，本发明中的技术方案是这样实现的：

一种半导体元器件的离子注入方法，该方法包括：

在需要进行离子注入的多晶硅层表面形成一层保护层；

对具有保护层的多晶硅层进行离子注入；

在完成离子注入后，去除上述保护层；

其中，所述的保护层为氧化层或氮氧化合物层；

所述氧化层包括：通过化学气相沉积形成的四乙基原硅酸盐TEOS层或氧 化层；或通过低压化学气相沉积形成的TEOS层或氧化层。

所述保护层的厚度为20～80埃。

所述保护层的厚度为50埃。

综上可知，本发明中提供了一种半导体元器件的离子注入方法。在所述半 导体元器件的离子注入方法中，由于在需要进行离子注入的多晶硅层表面形成 一层保护层，从而使得所注入的离子在多晶硅层中的分布比较均匀，避免穿通 现象。

附图说明

图1为现有技术中离子注入方法的示意图。

图2为本发明中半导体元器件的离子注入方法的流程示意图。

图3为本发明中半导体元器件的离子注入方法的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附 图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图2为本发明中半导体元器件的离子注入方法的流程示意图。如图2所 示，本发明中所提供的半导体元器件的离子注入方法包括如下所述的步骤：

步骤201，在需要进行离子注入的多晶硅层表面形成一层保护层 (Prevent Layer)。