[发明专利]离子注入的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种离子注入的方法。

背景技术

离子注入（implantation）是半导体进行掺杂形成器件掺杂区域的重要方法，如形成场效应器件中的阱区、沟道区、源漏区等等。离子注入是将待掺杂原子（分子）电离，加速到一定能量后注入到晶片特定区域中，再经退火激活达到掺杂目的。在离子注入前，一般需要淀积光阻（Photo Resist），并光刻形成图形，利用光阻对离子注入的屏蔽达到选择性注入。

通过离子注入形成器件掺杂区域的典型理想化工艺流程结构如图1a至图1c所示，首先在晶片1上淀积光阻2，然后光刻形成图形化光阻2’以暴露定义的离子注入区域3，接下来执行离子注入，全部离子注入步骤完成后将图案化的光阻2’灰化（Asher)去除。

随着特征尺寸的减小，器件复杂程度越来越高，完成一个器件掺杂区域所需的离子注入步骤也越来越多，甚至一个器件区域需要连续几个离子注入步骤完成。例如，轻掺杂漏区（LDD）一般需要连续2，3步离子注入步骤。在实际的离子注入过程也并非理想化，如图2所示，虚线C所示的为理想条件下图案化光阻的轮廓，实际图案化光阻2’会因在先的离子注入步骤而受损、变形，使得后续离子注入步骤的区域和剂量发生变化，造成器件失效。在离子注入的影响下光阻可能产生如下变形并使得离子注入区域发生变化：

1、光阻变薄：在离子注入的物理轰击作用下厚度减小，屏蔽作用弱化，甚至于屏蔽失效。

2、光阻收缩：光阻分子与注入粒子碰撞获得能量，光阻温度上升。注入结束后，光阻冷却收缩，后续离子注入步骤的区域增大，如图2中区域A。

3、光阻倾斜：与光阻收缩同理，光阻冷却后侧面倾斜，后续离子注入步骤可能穿透由于倾斜变薄的光阻，造成注入区域增大如图2中区域B。

基于光阻在实际应用中的形变，需要合理分配离子注入步骤的顺序以降低光阻注入损伤。为了解决实际离子注入工艺中光阻产生变形的问题，CN200710047121公开了一种离子注入的方法，其根据离子注入时注入能量调节离子注入顺序，优先执行注入能量低的离子注入步骤，以减小离子注入对光阻产生的变形影响。但是，上述专利仅考虑了离子注入工艺中的注入能量，未考虑其它工艺条件，因此不能全面反映离子注入工艺对光阻的影响，难以合理安排注入顺序。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种离子注入的方法，以优化离子注入步骤顺序，将离子注入对光阻的影响降低到减小，提高器件可靠性。

本发明采用的技术手段如下：一种离子注入的方法，根据光阻在离子注入各步骤中获得能量的高低，按照由低到高的顺序执行离子注入各步骤。

进一步，在进行离子注入之前，还包括提供半导体基底，所述半导体基底上预定义有待掺杂的注入区域的步骤；以及，

在所述半导体基底上形成图案化光刻胶，所述图案化光刻胶暴露所述待掺杂的注入区域的步骤；

优选的，根据依次计算离子注入各步骤中光阻获得能量，其中，E为光阻获得能量，E₀为注入能量，D₀表示注入剂量，M_I为注入粒子的原子或分子量，M_R为光阻的分子量，θ为注入方向与半导体基底法线的夹角。

采用本发明的离子注入方法，综合考虑了影响光阻的离子注入各参数，依据光阻获得能量的高低，由低到高的执行离子注入各步骤，合理的安排注入顺序，以降低离子注入对光阻的影响，进而使获得的掺杂区域更精确，提高了器件性能的可靠性。

附图说明

图1a~图1c为现有技术中离子注入工艺的示意图；

图2为实际应用中光阻发生形变的示意图；

图3为本发明一种离子注入方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明是基于以下原理实现的，现有技术中光阻受离子注入的作用出现光阻变薄、光阻收缩以及光阻倾斜的现象均是由于光阻在离子注入中受到离子能量所导致的，并且光阻受到的能量越大，其形变也越严重。

因此，本发明提出了一种离子注入的方法，如图3所示，包括在进行离子注入之前，提供半导体基底，所述半导体基底上预定义有待掺杂的注入区域；在所述半导体基底上形成图案化光刻胶，所述图案化光刻胶暴露所述待掺杂的注入区域的步骤；以及，根据光阻在离子注入各步骤中获得能量的高低，按照由低到高的顺序执行离子注入各步骤。