[发明专利]半导体制造工艺流程中掺杂栅极和漏、源极的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种半导体制造工艺流程中掺杂栅极和漏、源极的方法。

背景技术

随着电子设备的广泛应用，半导体的制造工艺得到了飞速的发展，在半导体的制造流程中，涉及掺杂工艺，具体为，通过离子注入的方式对多晶硅进行掺杂，形成栅极，并对位于栅极两侧的衬底进行掺杂，形成漏极和源极。

然而，根据实际需求，通常需要栅极的掺杂浓度大于漏、源极的掺杂浓度，由此，现有技术中实现不同掺杂浓度的掺杂方法包括以下步骤：

步骤一，参见图1，在衬底101上形成栅氧化层102和多晶硅层103，并以离子注入100的方法对多晶硅层103进行掺杂。

步骤二，参见图2，由于多晶硅层103在掺杂的过程中受到注入离子的撞击，导致硅结构的晶格发生损伤，为恢复损伤，离子注入100后进行快速热退火处理，并对多晶硅层103和栅氧化层102利用光刻、蚀刻工艺形成栅极203，利用沉积、蚀刻工艺形成侧壁层204。

步骤三，参见图3，以离子注入300的方法对栅极203和栅极203两侧的衬底101进行掺杂，形成漏极301和源极302。

由此可见，步骤二中的快速热退火处理可使多晶硅层103中多晶硅晶粒的体积增大，从而使多晶硅晶粒之间的缝隙增大，步骤三中注入的离子有可能在掺杂的过程中穿过多晶硅晶粒之间增大的缝隙而进入多晶硅层103正下方的衬底101形成区域303，从而导致漏极301和源极302导通，即隧穿效应。

可见，现有技术的方法虽然能够实现栅极和漏、源极的不同浓度的掺杂，但会产生漏极和源极导通的隧穿效应，从而降低器件质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种半导体制造工艺流程中掺杂栅极和漏、源极的方法，以实现栅极和漏、源极的不同浓度的掺杂，并避免隧穿效应。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种半导体制造工艺流程中掺杂栅极和漏、源极的方法，在衬底上形成栅极后，该方法包括以下步骤：

在栅极表面以及栅极两侧的衬底表面涂覆底部抗反射涂层BARC，衬底表面涂覆的BARC高于栅极表面；

对高于栅极表面的BARC进行蚀刻，使栅极两侧的衬底表面的BARC至栅极表面，并进行第一次离子注入；

清除所述BARC；

再次进行离子注入。

所述注入的离子为N型元素。

所述N型元素为磷或砷。

所述注入的离子为P型元素。

所述P型元素为硼或铟。

当在栅极表面以及栅极两侧的衬底表面涂覆底部抗反射涂层BARC时，所述BARC的上表面与衬底表面的距离的范围为2000埃到5000埃。

所述第一次离子注入的能量范围为1000eV到10000eV；

所述第二次离子注入的能量小于25000eV。

由上述的技术方案可见，本发明首先在栅极两侧的衬底表面涂覆BARC，对涂覆有BARC的衬底进行离子注入，并保证离子能够注入栅极实现掺杂、但无法穿透BARC注入栅极两侧的衬底，然后清洗涂覆的BARC，对清除BARC后的衬底再次进行所述离子的注入，并保证离子能够注入栅极实现掺杂，且能够注入栅极两侧的衬底实现掺杂，以形成漏极和源极。

这样，由于第一次离子注入时，可通过对离子注入的能量等级进行控制，以保证离子能够注入栅极实现掺杂、但无法穿透BARC注入栅极两侧的衬底，因而可避免注入的离子穿越栅氧化层而进入栅极两侧的衬底，而且，在进行第二次离子注入之前不涉及快速热退火处理，能够保证多晶硅晶粒之间紧密连接、不会出现大的缝隙，因而就尽可能避免了第二次注入栅极的离子穿过多晶硅晶粒之间的缝隙而进入衬底，这样就可避免隧穿效应的产生；此外，由于对栅极共进行两次离子注入，仅对漏、源极进行一次离子注入，而掺杂浓度由注入离子的数量决定，因此，可有效地实现栅极和漏、源极的不同浓度的掺杂。

附图说明

图1-图3为现有技术中实现不同掺杂浓度的掺杂方法的示意图；

图8为对涂覆有未经蚀刻的BARC的衬底进行离子注入的示意图；

图4-图7、图9为本发明所提供的半导体制造工艺流程中掺杂栅极和漏、源极的方法的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。