[发明专利]防止浅注入离子扩散的方法

说明书

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；