[发明专利]用于等离子体浸没注入中控制注入元素分布陡度的方法

说明书

技术领域

 本发明涉及等离子体浸没注入技术领域，尤其涉及一种用于等离子体浸没注入中控制注入元素分布陡度的方法。

背景技术

随着CMOS器件特征尺寸不断缩小，半导体工艺已进入32/22nm技术节点，源漏结深进入10nm以内。为满足超浅结需求，掺杂离子能量进入亚千伏范围。传统的束线离子注入技术已经无法满足32nm以下技术节点中超浅结制作需求。等离子体浸没注入被认为是替代束线离子注入技术制作超浅结的新技术，然而等离子浸没注入在制作超浅结时亦存在挑战，基片中掺杂离子浓度随深度的分布偏离高斯分布，特别是掺杂离子浓度在PN结处的分布不陡峭，从而导致半导体器件的电学特性变坏。这一点在等离子体浸没注入掺杂中尤为严重，因为等离子体浸没注入掺杂技术对注入到硅基片中的离子质量与能量并没有进行选择，故而即便是相同质量的离子因为注入能量的不同、相同能量的离子因为质量不同而停留在硅基片中的不同深度，从而使掺杂离子浓度随深度的分布偏离高斯分布，且掺杂离子浓度在PN结处更为平缓。目前对上述问题还没有较好的解决方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于等离子体浸没注入中控制注入元素分布陡度的方法。

本发明提供了一种用于等离子体浸没注入中控制注入元素分布陡度的方法，通过多能量注入的方式进行离子注入掺杂。

在一个示例中，所述多能量是在一个能量区间的不同能量，所述能量区间存在最低能量与最高能量。

在一个示例中，所述最低能量是实现掺杂元素注入而不沉积在硅基片表面的最小能量，所述最高能量是满足注入结深的最大注入能量。

在一个示例中，所述最低能量是零。

在一个示例中，所述多能量注入的方式为注入能量在位于最低能量与最高能量之间随时间连续变化或者不连续变化。

在一个示例中，注入能量从最低能量随时间变化到最高能量，或者是注入能量从最高能量随时间变化到最低能量。 

在一个示例中，注入能量从最低能量随时间变化到最高能量并从最高能量变化到最低能量，或者是注入能量从最高能量随时间变化到最低能量并从最低能量变化到最高能量。

在一个示例中，注入能量在最低能量与最高能量之间以预设规律随时间连续变化或者不连续变化。

在一个示例中，注入能量在最低能量与最高能量之间以预设规律随时间连续或者不连续的周期变化。

在一个示例中，在进行离子注入掺杂时，多次以多能量注入的方式进行离子注入掺杂。

在一个示例中，注入能量的控制由负直流偏置电压或脉冲直流偏压实现，注入能量与负偏置电压之间具有线性关系。

本发明使得掺杂离子浓度随深度的分布符合高斯分布，且注入元素浓度在PN处分布陡峭。

附图说明

图1为典型的掺杂离子浓度随深度分布曲线示意图；

图2为不同能量掺杂离子浓度随深度的分布曲线示意图；

图3为多能量注入后的掺杂离子浓度随深度分布曲线示意图；

图4-图8为能量或偏置电压随时间变化示意图。

具体实施方式

下面结合附图来对本发明作进一步详细说明。