离子注入方法技术

本发明专利技术提供一种离子注入方法，用于向半导体衬底注入掺杂离子，该方法为在向所述半导体衬底注入掺杂离子时，控制离子束入射方向在一定角度范围内变化。本发明专利技术提出的离子注入方法，通过控制离子注入方向在一定角度范围内变化，使得离子从不同角度注入到半导体衬底中，从而克服由于阴影效应导致无法形成均匀的离子注入/共形掺杂的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种离子注入方法。
技术介绍
离子注入技术是半导体工艺中常用的掺杂方法，并且随着器件尺寸的不断缩小，离子注入成为集成电路制造中主要的掺杂技术，其通过将离子注入且掺杂至半导体衬底内，从而在半导体衬底上形成具有期望的轮廓与浓度的掺杂区。目前离子注入技术通常使用的射束扫描式离子注入设备，其本质是用高能定向离子束将需要掺杂的杂质离子射入晶圆内部，因为采用射束型设计，因此掺杂的定向性强(各向异性)。在平面型晶体管中，定向性强的特性并不会带来问题，但是当器件采用三维鳍式场效应晶体管设计时，比如在垂直型的三栅设计中，由于3D结构会遇到离子注入阴影效应(shadoweffect)的问题，比如调整金属功函数的离子注入、改善负偏压不稳定(NBTI)的F离子注入、硅化物形成之前降低肖特基势垒的离子注入以及鳍片掺杂的离子注入中，都存在由于阴影效应导致无法形成均匀的离子注入/共形掺杂(conformaldoping)的问题。因此，有必要提出一种新的离子注入方法，以解决上述问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了克服目前存在的问题，本专利技术一方面提供一种离子注入方法，用于向半导体衬底注入掺杂离子，该方法为在向所述半导体衬底注入掺杂离子时，控制离子束入射方向在一定角度范围内变化。进一步地，所述离子束入射方向在一定角度范围内振动。进一步地，所述离子束入射方向的振动频率为100MHZ～200MHZ。进一步地，所述离子束入射方向的振动角度为0～5度。进一步地，所述离子束入射方向沿平行于所述半导体衬底表面的方向振动。进一步地，所述离子束入射方向沿与所述半导体衬底表面呈一定角度的方向振动。本专利技术提出的离子注入方法，通过控制控制离子注入方向在一定角度范围内变化，使得离子从不同角度注入到半导体衬底中，从而克服由于阴影效应导致无法形成均匀的离子注入/共形掺杂的问题。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1A示出了根据本专利技术一实施方式的离子注入方法的示意图；图1B示出了根据本专利技术一实施方式的离子注入方法的离子束入射方向变化示意图；图2示出了在金属栅极制作中采用根据本专利技术的离子注入方法进行离子注入的示意图；图3示出了在硅化物制作中采用根据本专利技术的离子注入方法进行离子注入的示意图；图4示出了在鳍片掺杂中采用根据本专利技术的离子注入方法进行离子注入的示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。针对现有技术中由于3D结构会遇到离子注入阴影效应(shadoweffect)的问题，比如调整金属功函数的离子注入、改善负偏压不稳定(NBTI)的F离子注入、硅化物形成之前降低肖特基势垒的离子注入以及鳍片掺杂的离子注入中，都存在由于阴影效应导致无法形成均匀的离子注入/共形掺杂(conformaldoping)，本专利技术提出一种离子注入方法，用于向半导体衬底注入掺杂离子可克服这种技术问题，该方法的思路为在向所述半导体衬底注入掺杂离子时，控制离子束入射方向在一定角度范围内变化，如图1A和图1B所示，其中，带箭头的线条表示离子注入方向，虚线A表示离子束振动方向，在向晶圆100注入掺杂离子时，通过控制离子注入方向，使其在一定角度范围内变化，比如在0～10度范围内变换，即如图1B所示，图中注入方向1和注入方向3的夹角为10度，离子注入方向在这一角度范围内不断变化，通过控制控制离子注入方向在一定角度范围内变化，使得离子从不同角度注入到半导体衬底中，从而克服由于阴影效应导致无法形成均匀的离子注入/共形掺杂的问题。作为一种优选实施方式，可以控制所述离子束入射方向在一定角度范围内振动，如图1A和图1B所示，控制离子束入射方向在图示角度范围内振动，即以一定频率，所述离子束入射方向从最左侧的入射方向(图1B中方向1)逐步变化到最右侧的入射方向(图1B中方向3)，再从最右侧的入射方向(图1B中方向3)逐步变化到最左侧的入射方向(图1B中方向1)，如此往复振动。其中，振动频率和角度可根据需要调整或设计，比如在一实施方式中，所述离子束入射方向的振动频率为100MHZ～200MHZ，所述离子束入射方向的振动角度为0～5度。在此，所谓离子束入射方向的振动角度为所述离子束入射方向的左右振动的最大幅度，即，图1B中夹角B的大小。进一步地，离子束入射方向的振动方向基于离子注入方向而确定。比如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子注入方法，用于向半导体衬底注入掺杂离子，其特征在于，在向所述半导体衬底注入掺杂离子时，控制离子束入射方向在一定角度范围内变化。

【技术特征摘要】
1.一种离子注入方法，用于向半导体衬底注入掺杂离子，其特征在于，在向所述半导体衬底注入掺杂离子时，控制离子束入射方向在一定角度范围内变化。2.根据权利要求1所述的离子注入方法，其特征在于，所述离子束入射方向在一定角度范围内振动。3.根据权利要求2所述的离子注入方法，其特征在于，所述离子束入射方向的振动频率为100MHZ～200M...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢欣云，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31