本发明专利技术公开了一种用于等离子体浸没注入中控制注入元素分布陡度的方法，属于半导体制备技术领域。所述方法通过多能量注入的方式进行离子注入掺杂，所述多能量是在一个能量区间的不同能量，该能量区间存在最低能量与最高能量，所述最低能量是实现掺杂元素注入而不沉积在硅基片表面的最小能量，所述最高能量是满足注入结深的最大注入能量。本发明专利技术使得掺杂离子浓度随深度的分布符合高斯分布，且注入元素浓度在PN处分布陡峭。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及等离子体浸没注入
，尤其涉及一种。
技术介绍
随着CMOS器件特征尺寸不断缩小，半导体工艺已进入32/22nm技术节点，源漏结深进入IOnm以内。为满足超浅结需求，掺杂离子能量进入亚千伏范围。传统的束线离子注入技术已经无法满足32nm以下技术节点中超浅结制作需求。等离子体浸没注入被认为是替代束线离子注入技术制作超浅结的新技术，然而等离子浸没注入在制作超浅结时亦存在挑战，基片中掺杂离子浓度随深度的分布偏离高斯分布，特别是掺杂离子浓度在PN结处的分布不陡峭，从而导致半导体器件的电学特性变坏。这一点在等离子体浸没注入掺杂中尤为严重，因为等离子体浸没注入掺杂技术对注入到硅基片中的离子质量与能量并没有进行选择，故而即便是相同质量的离子因为注入能量的不同、相同能量的离子因为质量不同而停留在硅基片中的不同深度，从而使掺杂离子浓度随深度的分布偏离高斯分布，且掺杂离子浓度在PN结处更为平缓。目前对上述问题还没有较好的解决方法。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种。本专利技术提供了一种，通过多能量注入的方式进行离子注入掺杂。在一个示例中，所述多能量是在一个能量区间的不同能量，所述能量区间存在最低能量与最高能量。在一个示例中，所述最低能量是实现掺杂元素注入而不沉积在硅基片表面的最小能量，所述最高能量是满足注入结深的最大注入能量。在一个示例中,所述最低能量是零。在一个示例中，所述多能量注入的方式为注入能量在位于最低能量与最高能量之间随时间连续变化或者不连续变化。在一个示例中，注入能量从最低能量随时间变化到最高能量，或者是注入能量从最高能量随时间变化到最低能量。在一个示例中，注入能量从最低能量随时间变化到最高能量并从最高能量变化到最低能量，或者是注入能量从最高能量随时间变化到最低能量并从最低能量变化到最高能量。在一个示例中，注入能量在最低能量与最高能量之间以预设规律随时间连续变化或者不连续变化。在一个示例中，注入能量在最低能量与最高能量之间以预设规律随时间连续或者不连续的周期变化。在一个示例中，在进行离子注入掺杂时，多次以多能量注入的方式进行离子注入掺杂。在一个示例中，注入能量的控制由负直流偏置电压或脉冲直流偏压实现，注入能量与负偏置电压之间具有线性关系。本专利技术使得掺杂离子浓度随深度的分布符合高斯分布，且注入元素浓度在PN处分布陡峭。附图说明图1为典型的掺杂离子浓度随深度分布曲线示意 图2为不同能量掺杂离子浓度随深度的分布曲线示意 图3为多能量注入后的掺杂离子浓度随深度分布曲线示意 图4-图8为能量或偏置电压随时间变化示意图。具体实施例方式下面结合附图来对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术实施例提供了一种等离子体浸没注入中控制注入离子浓度分布陡度的方法，实现注入元素浓度在PN处分布陡峭，其包含多能量注入的一种掺杂离子注入方法。多能量是指在一个能量区间的不同能量，该能量区间存在一个最低能量与最高能量，最低能量是指实现掺杂元素注入而不沉积在硅基片表面的最小能量，最低能量可以是零。最高能量是指能够满足注入结深的最大注入能量，也可以是注入系统所能达到的最高能量。多能量注入是指注入能量在位于最低能量与最高能量之间是随时间变化的，例如注入能量从最低能量变化到最高能量，注入能量从最高能量变化到最低能量。注入能量可在最低能量与最高能量之间以某种规律在随时间变化，例如注入能量从最低能量变化到最高能量再变化到最低能量，或者注入能量从最高能量变化到最低能量再变化到最高能量。注入能量可以在最低能量与最高能量之间以某种规律在随时间周期性变化变化。注入离子能量随时间可以不连续变化，且每一个能量点的注入时间可以相同或者不同，相邻能量点的间隔时间相等或者不等。注入离子能量随时间变化可以连续的。多能量注入可以是多次注入实现，其中每次注入为单一能量注入或者是上述方案中所述的多能量注入或者是二者的组合。注入离子能量的控制室通过控制注入系统中的负偏置电压来实现的，负偏置电压可以为负直流偏压，也可以是负脉冲直流偏压。最低能量对应与负偏置电压的第一电压值，第一偏置电压大于或等于零值。最高能量对应与负偏置电压的第二电压值，第二电压值为大于零的值。注入能量随时间的变化通过连接到硅基片的负偏置电压在第一电压值与第二电压值之间对应的变化实现。图1为典型的注入离子浓度随深度的分布曲线图。单一能量注入时，掺杂离子浓度分布在注入结深1001处平缓。为使注入离子浓度分布在注入结深处陡峭，本专利技术公开了一种多能量注入方法。如图2所示，不同注入离子的能量，掺杂离子浓度峰值以及注入结深位置不同，当采用多能量注入方法后，各个能量对应的掺杂离子浓度分布将进行叠加，叠加后的掺杂离子浓度分布如图3所示。多能量注入后掺杂离子浓度随深度分布其峰值附近更加平坦，而注入结深处离子浓度分布更加陡峭。对于等离子体浸没注入而言，注入离子的能量由连接到基片的负偏置电压值决定，二者之间存在近似线性关系。实施例一 本实施例具有上述的多能量注入的好处，其工艺方法亦如上所述，其注入能量或注入负偏置电压随时间连续变化如图4至图7所示。注入离子能量或负偏置电压单调地从最低能量或偏置电压随时间变化到最高能量或偏置电压，或者从最高能量或偏置电压随时间变化到最低能量或偏置电压。注入离子能量或负偏置电压还可以先单调地从最低能量或偏置电压随时间变化到最高能量或偏置电压再单调地随时间变化到最低能量或偏置电压，如图6所示；或者是从最高能量或偏置电压随时间变化到最低能量或偏置电压再单调地随时间变化到最高能量或偏置电压。注入离子能量或负偏置电压还可以是以某种规律随时间变化的模式，如图7所示。实施例二 本实施例具有上述的多能量注入的好处，其工艺方法亦如上所述，其注入能量或注入负偏置电压随时间不连续变化如图8。注入离子能量或负偏置电压单调不连续地从最低能量或偏置电压随时间变化到最高能量或偏置电压，每一能量或偏置电压持续的时间tl可以相等或者不等，相邻两能量或偏置电压的间隔时间t2相等或者不等。类似于实施例一，各个注入离子能量或负偏置电压还可以单调不连续地从最低能量或偏置电压随时间变化到最高能量或偏置电压再变化到最低能量或偏置电压；或者从最高能量或偏置电压随时间变化到最低能量或偏置电压再变化到最高能量或偏置电压；或者以某种规律随时间变化。上述各种能量或者偏置电压值变化关系中，各个能量或偏置电压值点得持续注入时间可以相等或不等，相邻能量或者偏执电压值点之间的间隔时间相等或者不等。以上所述仅为本专利技术的优选实施方式，但本专利技术保护范围并不局限于此。任何本领域的技术人员在本专利技术公开的技术范围内，均可对其进行适当的改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于等离子体浸没注入中控制注入元素分布陡度的方法，其特征在于，通过多能量注入的方式进行离子注入掺杂。
【技术特征摘要】
1.一种用于等离子体浸没注入中控制注入元素分布陡度的方法，其特征在于，通过多能量注入的方式进行离子注入掺杂。2.如权利要求1所述的控制注入元素分布陡度的方法，其特征在于，所述多能量是在一个能量区间的不同能量，所述能量区间存在最低能量与最高能量。3.如权利要求2所述的控制注入元素分布陡度的方法，其特征在于，所述最低能量是实现掺杂元素注入而不沉积在硅基片表面的最小能量，所述最高能量是注入结深的最大注入能量。4.如权利要求3所述的控制注入元素分布陡度的方法，其特征在于，所述最低能量是零。5.如权利要求2所述的控制注入元素分布陡度的方法，其特征在于，所述多能量注入的方式为注入能量在位于最低能量与最高能量之间随时间连续变化或者不连续变化。6.如权利要求5所述的控制注入元素分布陡度的方法，其特征在于，注入能量从最低能量随时间变化到最高能量，或者是注入能量从最高能量随时...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪明刚，李超波，夏洋，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：
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