[发明专利]离子注入方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及半导体制造工艺，尤其是涉及一种离子注入方法。

【背景技术】

离子注入是一种向硅衬底中引入可控制数量的杂质，以改变其电学性能的方法。离子注入机台发射离子束冲击待注入的晶圆使硅片掺杂一定浓度的离子。

在离子注入时，离子束的电流大小维持一定，反复移动晶圆数次使离子束冲击能够覆盖到整个晶圆。

离子注入机台在注入过程中若发生干扰导致离子束的电流发生变化，就会导致该次扫描注入的离子剂量变少。正常情况下，在发生干扰导致离子束的电流发生变化的时刻，应该停止离子注入并且记录注入的位置，然而在一些离子注入机台上却并没有这样的处理。这样一次注入剂量的减少将导致整个注入剂量的减少，当扫描注入的次数很少时，减少的离子剂量占据的比例将会很大。而若增加扫描注入的次数以减少单次扫描故障带来的问题，并且相应减少离子束电流保证注入剂量不变，则通常会导致晶圆的电阻值发生偏移，会导致晶圆电性参数不合规格。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种能够提高晶圆离子注入合格率的离子注入方法。

一种离子注入方法，包括使用离子束冲击晶圆的步骤，所述晶圆由机械运动部件带动被所述离子束反复地全面扫描冲击，所述离子束电流为4～6.5毫安，所述晶圆被反复全面扫描冲击的次数根据所需注入的离子剂量和离子束电流大小确定。

在其中一个实施例中，所述晶圆为多晶硅。

在其中一个实施例中，所述离子束电流还由以下条件确定：离子注入后使多晶硅呈现的电阻值与晶圆在使用6.5毫安的离子束电流进行离子注入后的电阻值之间的误差不超过1％。

在其中一个实施例中，所述晶圆被反复全面扫描冲击的次数为12至20次。

在其中一个实施例中，向离子注入真空室注入气体流量小于1.5标准状态毫升每分，机台吸极电流小于25毫安。

上述离子注入方法中离子束电流范围能够保证晶圆的电阻值在正常值的可接受范围内，提高了晶圆离子注入合格率。

【附图说明】

图1为采用离子束冲击晶圆的示意图。

【具体实施方式】

如图1所示，为采用离子束冲击晶圆的示意图。离子束100冲击晶圆200为晶圆200进行离子注入，同时晶圆200由机械运动部件(图未示)带动在竖直方向来回移动，使晶圆200能够被全面扫描，并且反复多次之后，离子注入的剂量满足使晶圆200的电阻值达到所需的要求。

在与离子束100发射的相对侧，设有离子束电流测量装置300，用于为监控离子束电流提供数据。在晶圆200上下移动的过程中，离子束被遮挡的部分由少变多，继而又变少，如此反复。在离子束电流测量装置300上的反映出来就是检测到的电流会由大变小，继而变大，并且反复周期性地变化。

离子束100的电流要求稳定在一个数值，这样离子注入剂量就可以由扫描的次数决定。而在一些情况，会因为外部干扰出现短时的电流波动，在一次扫描过程中，若出现这样的干扰，则会使离子注入剂量变少，继而影响整个离子注入剂量。

在一实施例的多晶硅晶圆中，将离子束电流设置为6.5毫安，根据离子注入所需的剂量，通过计算或者实验得到来回扫描晶圆的次数为12次，所得掺杂的多晶硅的电阻值约为1150欧姆。

可以理解，在离子束电流减小的情况下，所需来回扫描晶圆的次数会逐渐增多。即在离子注入剂量一定的前提下，离子束电流的大小与扫描次数是反相关的。

进一步地，将离子束电流设置为4毫安，通过计算或者实验来回扫描晶圆的次数为20次，所得掺杂的多晶硅的电阻值约为1160欧姆。

可以看到，上述离子束电流为4～6.5毫安时，所得掺杂的多晶硅的电阻值也相差不大。

根据情况，可以调整离子束电流的大小，使离子注入后使多晶硅呈现的电阻值与晶圆在使用6.5毫安的离子束电流进行离子注入后的电阻值之间的误差不超过1％。

当离子束电流变得越来越小时，所得掺杂的多晶硅的电阻值会有较大的偏移，使得器件的电参数不合格。例如当离子束电流设置为2毫安，扫描次数增至32次以满足离子注入剂量时，所得掺杂的多晶硅的电阻值约为1185欧姆。另一方面，由于扫描次数增多，将延长离子注入工序的时间，影响出货速度，因此不适宜将离子束电流进一步减小。

另外，在传统的离子注入方法中，为了加快出货速度，采用较大的离子束电流和较少的扫描注入次数，当一次干扰出现时，单次减少的剂量对整个剂量的影响就比较大。