[发明专利]防止硅衬底表面损伤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件加工工艺中防止硅衬底表面损伤的方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，离子注入技术已经成为半导体生产过程中的常用技术，目前，在半导体制造工艺中，离子注入的工艺层数将近占整个生产过程中工艺层数的一半，其也逐渐成为半导体缺陷的主要来源之一。

在现有的技术中，大颗粒、高能量的离子注入对硅表面的晶格损伤无法避免，有晶格损伤的硅表面经过后续的高温和酸槽工艺后会形成不可修复的缺陷。目前，业界普遍采用的是使用牺牲氧化层来保护硅，以防止在离子注入后的硅表面的晶格损伤。但是，在离子注入工艺过程中，每一次的离子注入都有一次光刻和去胶的过程，光刻和去胶的过程会引起牺牲氧化层的厚度变薄，再加上离子注入本身也会使牺牲氧化层的厚度变薄，因此，在反复多次的离子注入过程中，牺牲氧化层的厚度会越来越薄，其致密度也会越来越弱。而对于牺牲氧化层的致密度变弱，就需要对牺牲氧化层进行修复，但是，由于离子注入后，离子扩散对温度较为敏感，故常规的高温修复不能应用于该牺牲氧化层的制备中。

中国专利（公开号：CN102655088A）公开了一种修复离子注入损伤的方法，包括以下步骤：提供一半导体衬底，对所述半导体衬底实施离子注入工艺；在氢气的氛围中对所述半导体衬底进行热处理工艺，以修复离子注入损伤；对所述半导体衬底进行金属化处理；在所述半导体衬底上方形成金属连线。该专利采用热处理来进行离子注入后的损伤修复，很容易造成离子的扩散，从而最终导致制备的半导体器件的性能不能保证。不具有实际应用的意义。

中国专利（CN101383269A）公开了一种监控片的重复利用方法，该方法包括：将经过中束流离子注入的监控片进行快速退火，修复监控片表面因离子注入造成的晶格损伤；将修复后的监控片用于中束流离子注入监控。该专利通过对中束流离子注入后测监控片进行快速退火，修复监控片的晶格损伤，以使得控片符合中束流离子注入监控的要求。该专利所公开的方法为在离子注入造成损伤后的修复措施，并非预防损伤的措施。

可见，对于离子注入工艺中预防硅损伤的牺牲氧化层的致密度的维持并没有一个有效的针对措施。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种防止硅衬底表面损伤的方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：

一种防止硅衬底表面损伤的方法，应用于离子注入工艺中，所述硅衬底的上表面覆盖一具有缺陷的保护层，其中，所述方法包括：

采用修复性溶液对所述保护层进行修复，以去除所述缺陷；

对所述硅衬底继续进行所述离子注入工艺。

所述的防止硅衬底表面损伤的方法，其中，所述缺陷为进行离子注入工艺和/或光刻和/或刻蚀工艺后对所述氧化层所造成的损伤。

所述的防止硅衬底表面损伤的方法，其中，所述保护层为牺牲氧化层。

所述的防止硅衬底表面损伤的方法，其中，所述保护层的材质为SiO₂。

所述的防止硅衬底表面损伤的方法，其中，所述修复性溶液为强氧化性溶液，采用该强氧化性溶液氧化所述保护层以去除所述缺陷。

所述的防止硅衬底表面损伤的方法，其中，所述强氧化性溶液为硫酸溶液。

所述的防止硅衬底表面损伤的方法，其中，所述硫酸溶液的浓度为5%。

所述的防止硅衬底表面损伤的方法，其中，采用所述修复性溶液对所述保护层进行修复后，所述保护层的厚度为

所述的防止硅衬底表面损伤的方法，其中，所述离子注入工艺为大颗粒高能量离子注入工艺。

所述的防止硅衬底表面损伤的方法，其中，所述缺陷为所述保护层的厚度和致密度的减少。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明采用修复性溶液对半导体器件上的保护层进行修复，使得保护层在经过多道的离子注入工艺后，仍然能够保持其应有的致密度和厚度，进而在后续的离子注入工艺中有效保护其下方的硅层，防止离子注入区域的硅层的晶格损伤。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1是本发明方法的步骤示意图；

图2是本实施例中对牺牲氧化层进行修复的结构示意图。

具体实施方式