此掺杂方法的实施例可用以改进结形成。将例如氦或另一惰性气体等植入物质植入到工件中到达第一深度(204)。在所述工件的表面上沉积掺杂剂。在退火期间，掺杂剂扩散到所述第一深度。所述惰性气体离子可在所述植入期间使所述工件至少部分非晶化。所述工件可为平面的或非平面的。所述植入和沉积可在不破坏真空的情况下在系统中发生。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及结形成,且更明确地说,涉及在沉积之前使用离子植入的结形成。
技术介绍
离子植入(ion implantation)是用于将导电性更改杂质(conductivity-altering impurity)引入工件(workpiece)中的标准技术。将所要的杂质材料在离子源中离子化，对离子进行加速以形成具有规定能量的离子束，且引导所述离子束到工件表面处。离子束中的高能离子穿透到工件材料块中，且嵌入到工件材料的晶格(crystalline lattice)中以形成具有所要导电性的区。在硅工件中，一个硅原子通常以四面体形式结合到四个相邻硅原子以在整个工件中形成次序井然的晶格。这可称为金刚石立方晶体结构(diamondcubic crystalstructure)。相反,这种次序在非晶硅中并不存在。而是,非晶硅中的硅原子形成随机网 络，硅原子可能不以四面体形式结合到四个其它硅原子。实际上，一些硅原子可具有悬挂键(dangling bond)。使用非晶化植入(amorphizing implant)(例如非晶化前植入(pre-amorphizingimplant, PAI))来对工件的晶格进行非晶化。在非晶化植入之前,工件通常具有具长程次序(long-range order)的晶格,例如以四面体形式结合的晶体结构。这种有序晶格可允许所植入的离子移动穿过晶格或实质上位于晶格的原子之间的沟道。因为工件将缺乏长程次序，通过对工件进行非晶化，可防止或减少掺杂剂在稍后植入期间发生穿沟。因此，因为离子将不会更深地穿沟到工件中，掺杂剂植入轮廓(dopant implant profile)可变得较浅。随着半导体装置尺寸减小，形成无损的、高活性的突变电学结(abruptelectrical junction)变得更具挑战性。对于极薄绝缘体上石圭(extremelythinsilicon-on-insulator,ETSOI)或鳍式场效应晶体管装置(FinFet)来说尤其是这样。尽管已使用了沉积系统和扩散炉,但难以控制掺杂剂扩散到装置中到达精确深度。因此，此项技术中需要一种进行精确植入的改进型方法，且更明确地说,改进型结形成。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种掺杂方法。所述方法包含将惰性气体植入到工件中到达第一深度。在所述工件的表面上沉积掺杂剂。对所述工件进行退火,使得所述掺杂剂扩散到所述第一深度。根据本专利技术的第二方面，提供一种掺杂方法。所述方法包含将惰性气体植入到工件的多个非平面表面中到达第一深度。在所述多个非平面表面上沉积掺杂剂。对所述工件进行退火,使得所述掺杂剂扩散到所述多个非平面表面的所述第一深度。根据本专利技术的第三方面,提供^-种掺杂方法。所述方法包含将工件放置到处理腔室中。在所述处理腔室中形成真空。在所述处理腔室中形成惰性气体等离子体。将惰性气体离子植入到所述工件中到达第一深度。用掺杂剂物质填充所述处理腔室,且在所述工件上沉积所述掺杂剂物质。从所述处理腔室移除所述工件且破坏所述真空。对所述工件进行退火，使得所述掺杂剂扩散到所述工件的所述第一深度。附图说明为了更好理解本专利技术，参看附图，所述附图以引用的方式并入本文中且在附图中图I为等离子体掺杂系统的框图；图2到图5为说明对工件进行掺杂的第一实施例的横截面侧视图；图6到图9为说明对工件进行掺杂的第二实施例的横截面侧视图；以及 图10到图13为说明对工件进行掺杂的第三实施例的框图。具体实施例方式本文中结合等离子体掺杂离子植入器(plasma doping ion implanter)来描述此工艺的实施例。然而，这些实施例可与半导体制造中所涉及的其它系统和工艺或使用植入或沉积的其它系统一起使用。举例来说，在替代实施例中，束线离子植入器(beamline ionimplanter)与沉积系统(deposition system) 一起使用。因此,本专利技术不限于下文所描述的具体实施例。转向图1，等离子体掺杂系统(plasma doping system) 100包括处理腔室(processchamber) 102,其界定封闭容积(enclosed volume) 103。加载锁(Ioadlock) 107连接到处理腔室102。当工件1.05在内部时,加载锁107可抽空到真空或向大气排气。处理腔室102或工件105可通过例如在加载锁107内的温度调节系统(temperature regulation system)来冷却或加热。台板(platen) 104可放置在处理腔室102中以支撑工件105。台板104也可通过温度调节系统来冷却或加热。因此，等离子体掺杂系统100可在一些实施例中并入热或冷离子植入。在一个例子中，工件105可为具有圆盘形状的半导体晶片，例如在一个实施例中，工件105可为具有300mm直径的硅晶片。然而,工件105不限于硅晶片。工件105可通过静电力或机械力箝位到台板104的平坦表面。在一个实施例中，台板104可包括导电引脚以用于形成到工件105的连接。等离子体掺杂系统100进一步包括源101,其经配置以从处理腔室102内的植入气体(implant gas)产生等离子体106。源101可为RF源或所属领域的技术人员已知的其它源。台板104可被加偏压。此偏压可由DC或RF电源提供。等离子体掺杂系统100可进一步包括屏蔽环(shield ring)、法拉第传感器(Faraday sensor)或其它组件。在一些实施例中，等离子体掺杂系统100为群集工具(duster tool)的一部分,或在单个等离子体掺杂系统100内为以操作方式链接的处理腔室102。因此,许多处理腔室102可在真空中链接。在这些实施例中，一些处理腔室102可进行植入，而其它处理腔室进行沉积。在操作期间,源101经配置以在处理腔室102内产生等离子体106。在一个实施例中，源101为RF源,其使至少一个RF天线中的RF电流谐振以产生振荡磁场(oscillatingmagnetic field)。所述振荡磁场在处理腔室102中诱发RF电流。处理腔室102中的RF电流激发植入气体并对其进行离子化以产生等离子体106。提供到台板104且因此提供到工件105的偏压将在偏压脉冲接通周期期间将来自等离子体106的离子朝向工件105加速。脉冲台板信号(pulsed platen signal)的频率和/或脉冲的工作循环可经选择以提供所要剂量率(dose rate)。脉冲台板信号的振幅可经选择以提供所要能量。在所有其它参数相等的情况下，较大能量将导致较大植入深度。如上所述,硅通常是晶体结构，其中每一硅原子以四面体形式结合到四个相邻硅原子。可使用离子植入来在硅中形成非晶结构。在一个例子中，部分或完全非晶化的晶体结构可使用PAI来形成。通过用原子或离子(例如氦)来轰击工件的此晶体结构，可更改硅的晶体结构。非晶结构缺乏长程次序，且包括一些具有悬挂键的原子。由于此晶格缺乏长程次序，所以晶格内不存在沟道。因此,离子不能够在工件的晶格之间穿沟。尽管PAI消除了穿沟问题,但其会导致其它问题。植入离子(尤其是例如锗和硅等较重物质)在射程末端(end of range, E0R)处导致残余损害。射程末端是工件本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多夫·R·汉特曼，卢多维克·葛特，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：
国别省市：
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