掺杂方法及LDD掺杂区的形成方法技术

一种掺杂方法，包括：提供半导体衬底；对所述半导体衬底执行离子注入工艺，形成掺杂区；在所述掺杂区表面形成包含点缺陷的膜层；对形成有所述膜层的半导体衬底执行退火工艺。本发明专利技术还提供一种ＬＤＤ掺杂区的形成方法。本发明专利技术形成的掺杂区结深较浅。

Doping method and method for forming LDD doped area

Including a doping method, providing a semiconductor substrate on the semiconductor substrate; performing an ion implantation process, forming a doping region; forming film consists of point defects on the surface of the doped region of the semiconductor substrate; forming film annealing process is performed. The invention also provides a method for forming an LDD doped region. The doped region formed in the invention has a deep junction depth.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种掺杂方法及LDD掺杂区的形成方法。
技术介绍
随着互补金属氧化物半导体晶体管制造技术的不断发展，集成度越来越高，其栅极的线宽也越做越小，栅极下方导电沟道的长度也不断的减小。为避免或抑制导电沟道长度缩短引起源极和漏极之间的漏电流，业界引入轻掺杂漏极(Light Doped Drain, LDD)注入工艺，即在进行源极和漏极的重掺杂之前，先用分子量较大的离子进行浅结注入。在公开号为CN 1983529A的中国专利申请文件中，公开了一种LDD离子注入的方法。在其公开的方法中，将LDD工艺分别为多次进行，并将较高能量的离子注入在栅的氧化硅侧墙形成前进行，而能量较低的离子注入》文在栅的氧化石圭侧墙以后来完成，以此增大LDD结的击穿电压，减小热载流子效应。然而，随着器件的尺寸不断的缩小，需要LDD注入工艺形成的结深也越来越浅，所述的方法已经不能满足器件尺寸减小对LDD工艺结深的要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种掺杂方法及LDD掺杂区的形成方法，以解决现有LDD注入工艺形成的结深4交深的问题。本专利技术提供的一种掺杂方法，包括提供半导体衬底；对所述半导体衬底执行离子注入工艺，形成掺杂区；在所述掺杂区表面形成包含点缺陷的膜层；对形成有所述膜层的半导体衬底^丸行退火工艺。4可选的，形成所述包含点缺陷的膜层的方法如下在所述掺杂区表面形成介质层，在形成所述介质层的过程中，所述介质层与所述摻杂区表面材料作用，从而形成具有点缺陷的膜层。可选的，进一步包括在执行退火工艺之后去除所述的介质层。可选的，所述介质层为氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氮化硅中的一种。可选的，所述介质层为氧化硅，其形成工艺为高温炉管氧化、快速热退火氧化或原位水蒸气产生氧化中的 一种。可选的，所述氧化硅层的厚度小于30A。可选的，在所述掺杂区表面形成包含点缺陷的膜层的方法如下用等离子体轰击所述掺杂区表面。可选的，所述点缺陷包括空位或间隙。可选的，所述退火为高温炉管退火或快速热退火。本专利技术还提供一种LDD掺杂区的形成方法，包括提供具有栅极的半导体衬底；对所述栅极侧壁的半导体衬底执行轻掺杂工艺，形成掺杂区；在所述掺杂区表面形成包含点缺陷的膜层；对所述具有点缺陷的膜层的半导体衬底执行退火工艺；可选的，形成所述包含点缺陷的膜层的方法如下在所述掺杂区表面形成介质层，在形成所述介质层的过程中，所述介质层与所述掺杂区表面材料作用，形成具有点缺陷的膜层。可选的，进一步包括在执行退火工艺之后去除所述的介质层。可选的，所述介质层为氧化硅，其形成工艺为高温炉管氧化、快速热退火氧化或原位水蒸气产生氧化中的 一种。可选的，在所述掺杂区表面形成包含点缺陷的膜层的方法如下用等离子体轰击所述掺杂区表面。可选的，所述点缺陷包括空位或间隙。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点通过在离子注入工艺之后，退火工艺之前，在离子注入形成的掺杂区上形成包含点缺陷的膜层，然后再进行退火工艺；通过退火工艺使掺杂区的杂质离子向所述膜层的点缺陷处扩散，可抑制或减少掺杂区的杂质离子向半导体村底的深处扩散，达到减小形成的掺杂区结深的目的。附图说明图1本专利技术的掺杂方法实施例的流程图2至图5为本专利技术的掺杂方法的实施例各步骤相应的结构的剖面示意图6至图12为本专利技术的LDD掺杂区的形成方法的实施例各步骤相应的结构的剖面示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。随着半导体集成电路制造工艺的不断进步，栅极的线宽越来越小，相应的，其掺杂区的结深也要求越来越浅。本专利技术提供一种掺杂的方法，能够形成结深较浅的掺杂区。图1为本专利技术的掺杂方法实施例的流程图。请参考图1，步骤S100为提供半导体衬底。步骤S110为对所述半导体衬底执行离子注入工艺，形成掺杂区。步骤S120为在所述掺杂区表面形成包含点缺陷的膜层。步骤S130为对形成有所述膜层的半导体衬底执行退火工艺。所述的方法中，在执行完离子注入工艺之后，进行退火之前，在所述掺杂区上形成具有点缺陷的膜层，在执行退火工艺时，由于扩散效应，注入到所述半导体衬底中的杂质离子会向所述膜层的点缺陷处除扩散，从而减轻在退火过程中的瞬态扩散效应引起的杂质离子向半导体衬底中扩散的现象，使得掺杂深度减小，有利于形成结深较浅的掺杂区。下面结合剖面图对所述的掺杂方法进行详细描述。6请参考图2，提供半导体衬底IO，所述半导体衬底100可以是硅、锗、砷化镓或硅锗化合物；该半导体衬底10还可以具有外延层或结缘层上硅结构。请参考图3,对所述半导体衬底IO执行离子注入工艺，在所述半导体衬底10中形成4参杂区16。其中，所述离子注入工艺的能量和剂量以及注入的离子的类型根据将要形成的半导体器件的电性决定。所述离子注入工艺注入的离子可以是砷、磷或其组合，也可以是硼。所述离子注入工艺可以一步完成，也可以分为多步进行。在多步注入时，随着步数的增大，注入的离子的能量可以逐步增大，而注入的剂量可以逐步减小。接着，在所述半导体村底10的掺杂区16表面形成包含点缺陷的膜层。其中所述的点缺陷包括空位或间隙。在其中的一个实施例中，形成所述点缺陷膜层的方法如下在所述掺杂区表面形成介质层，在所述的介质层的形成过程中，介质层材料与所述掺杂区表面的材料相互作用，从而形成具有点缺陷的膜层。图4至图5为形成该实施例的方法各步骤相应的结构的剖面示意图。请参考图4，在所述半导体衬底10的掺杂区16上形成介质层18。其中所述介质层18可以是氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氮化硅中的一种。其形成的方法可以氧化法或化学气相沉积法或原子层沉积法。由于在现有的氧化或化学气相沉积法或原子层沉积法形成介质层18时，所述介质层材料会与所述掺杂区16表面相互作用，从而在所述掺杂区16与所述介质层18交界区域形成具有点缺陷的膜层17。在其中的一个实施例中，所述介质层18为氧化硅，其厚度小于30A，其中所述氧化硅18的形成方法可以是沉积法或氧化法，所述的氧化法包括高温炉管氧化、快速热退火氧化或原位水蒸气氧化。形成所述介质层18和膜层17后，对所述半导体衬底10执行退火工艺，其中，所述的退火工艺可以是高温炉管退火或快速热退火，退火的温度可以为800至1500度。通过所述的退火工艺， 一方面可以激活所述掺杂区16中的杂质离子，使得所述杂质离子再分布；另一方面，可以修复在所述的离子注入工艺中引起的半导体衬底中的离子注入损伤。在所述退火工艺中，掺杂区16中的离子由于扩散效应，会进行再分布，并向所述半导体衬底10的深处扩散，导致形成的掺杂区16的结深较大，不利于形成浅结掺杂区。在本实施例中，由于在执行退火工艺之前，已经在所述掺杂区16上形成了膜层17,且该膜层17中具有点缺陷，在退火工艺中，掺杂区16中的杂质离子也会向所述膜层17中扩散，以填充所述的点缺陷，从而可减少杂质离子向所述半导体衬底10深处扩散，有利于形成浅结掺杂区16。执行完所述的退火工艺之后，去除所述介质层18，所述膜层17成为掺杂区16的一部分，如图5所示。去除所述介质层18的方法可以是湿法刻蚀，根据所述介质层18的材料，选用与半导体衬底IO刻蚀选择比较大的刻蚀溶液，以减小在该湿法刻蚀工艺中对半导体衬底的刻蚀，提高形成的半导体器件的电性。当所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掺杂方法，其特征在于，包括：　提供半导体衬底；　对所述半导体衬底执行离子注入工艺，形成掺杂区；　在所述掺杂区表面形成包含点缺陷的膜层；　对形成有所述膜层的半导体衬底执行退火工艺。

【技术特征摘要】
1、一种掺杂方法，其特征在于，包括提供半导体衬底；对所述半导体衬底执行离子注入工艺，形成掺杂区；在所述掺杂区表面形成包含点缺陷的膜层；对形成有所述膜层的半导体衬底执行退火工艺。2、 如权利要求1所述的掺杂方法，其特征在于，形成所述包含点缺陷的膜层的方法如下在所述掺杂区表面形成介质层，在形成所述介质层的过程中，所述介质层与所述掺杂区表面材料作用，从而形成具有点缺陷的膜层。3、 如权利要求2所述的掺杂方法，其特征在于，进一步包括在执行退火工艺之后去除所述的介质层。4、 如权利要求2或3所述的摻杂方法，其特征在于所述介质层为氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氮化硅中的一种。5、 如权利要求2或3所述的掺杂方法，其特征在于所述介质层为氧化硅，其形成工艺为高温炉管氧化、快速热退火氧化或原位水蒸气产生氧化中的一种。6、 如权利要求5所述的掺杂方法，其特征在于所述氧化硅层的厚度小于30A。7、 如权利要求1所述的掺杂方法，其特征在于，在所述掺杂区表面形成包含点缺陷的膜层的方法如下用等离子体轰击所述掺杂区表面。8、 如权利要求l或2或3或6或7所述的掺杂方法，其特征在于所述点缺陷包括空位或间隙。9、 如权利要求l或2或3或...

【专利技术属性】
技术研发人员：林仰魁，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]