[发明专利]离子植入方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制程，更具体地说，涉及半导体制程中的离子注入。

背景技术

在制作半导体器件的过程中，通常是通过离子注入的方式来实现各种器件结构。由于器件的形状、位置、尺寸都不相同，因此所注入的离子的能量也不同。在目前的工艺流程中，通常是按照能量由高到低的顺序来进行离子的注入，即从位置最深、最底层的器件开始进行制作。比如，制造如下的几个部件：阱区(Well)、通道区(Channel)和阈值电压控制区(VT)，在现有的工艺流程中，是首先注入具有最高能量的阱区(Well)，之后，是具有中等能量的通道区(Channel)，最后才是具有最低能量的阈值电压控制区(VT)。当然，在进行离子注入之前，会先沉积一光阻层(PR)来防止离子被注入到不正确的区域中。

根据该种过程，实际上会产生下述的不利影响：

1)容易产生遂穿效应。当高能离子注入到硅基材中时，如果没有非结晶层的阻挡，很容易产生遂穿效应。虽然在离子注入的过程中会在硅基材的表面产生一些非结晶层，但是由于首先注入的是高能离子，其产生非结晶层的能力较弱，而自身的能量较高，因此还是容易产生遂穿效应。

2)存在比较严重的离子污染情况。离子注入的区域通过光刻层来控制，但是光阻层在进行离子注入的过程中会产生变化，并且，光阻层变化的程度与注入离子的能量成正比。如果首先注入的是高能离子，那么光阻层的变化将十分显著，之后，光阻层可能会失效，不再具有阻挡功能，使得后续注入的离子会被注入到不希望的区域，造成离子污染的情况产生。

发明内容

本发明针对上述的问题调整了离子注入的顺序，按照能量由低到高的顺序进行离子的注入。

根据本发明，提供一种离子注入方法，根据注入离子能量的高低，按照由低到高的顺序进行注入。

根据一实施例，该方法包括下述的步骤：首先对阈值电压控制区进行离子注入；再对通道区域进行离子注入；最后对阱区进行离子注入。其中，注入的离子的能量为：注入阈值电压控制区的离子＜注入通道区域的离子＜注入阱区的离子。

以浅沟道隔离结构STI为参考，则注入阈值电压控制区的离子深度小于浅沟道隔离结构STI的深度；注入通道区域的离子深度等于浅沟道隔离结构STI的深度；注入阱区的离子深度包围浅沟道隔离结构STI。

对阈值电压控制区进行离子注入时，在硅表面形成非结晶层。

该方法还在进行离子注入之前沉积一光阻层，该光阻层的厚度和形状根据注入到阈值电压控制区、通道区域以及阱区的离子的能量而确定。

为了消除高能离子对之前注入结构的破坏，对通道区域进行离子注入的能量和浓度根据已注入的阈值电压控制区的深度和形状确定；以及对阱区进行离子注入的能量和浓度根据已注入的阈值电压控制区、和通道区域的深度和形状确定。

本发明调整离子注入的顺序，将具有较低能量的离子首先注入，使得高能离子注入带来的不利影响降低，提高器件的质量。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中，

图1示出了根据本发明的一实施例的离子注入方法的流程图；

图2示出了以浅沟道隔离结构STI为参考的离子注入区域。

具体实施方式

基于如下的考虑，本发明发现调整离子注入的顺序能有效地克服现有技术中的缺陷：

1)较低能量的离子容易在硅基材的表面产生非结晶层，非结晶层能有效地减小离子发生遂穿效应的可能性。首先注入低能量的离子，更加有利于非结晶层的形成，这样，之后进行高能离子的注入时，该非结晶层就能够起到防止遂穿效应的作用。

2)较低能量的离子对光阻层的影响也比较小，不容易使得光阻层失效，从而减小离子污染的可能性。

于是，本发明提出一种离子注入方法，根据注入离子能量的高低，按照由低到高的顺序进行注入。

图1示出了根据本发明的一离子注入方法的具体应用的一实施例，该方法100包括：

102.首先对阈值电压控制区(VT)进行离子注入；

104.再对通道区域(Channel)进行离子注入；

106.最后对阱区(Well)进行离子注入。

上述注入到各区域得离子的能量关系为：

注入阈值电压控制区的离子＜注入通道区域的离子＜注入阱区的离子。