[发明专利]一种离子注入的方法及设备

说明书

本发明属于半导体器件技术领域，具体公开了一种离子注入的方法及设备。上述方法可以包括：产生满足注入能量的粒子束，粒子束包含目标离子和杂质粒子；对粒子束施加第一偏转磁场，使粒子束发生偏转，对偏转后的粒子束施加第二偏转磁场，使粒子束发生二次偏转，以使目标离子和杂质粒子分离；以及将分离出的目标离子注入至半导体晶圆。本发明的有益效果包括：能够进一步提高注入半导体器件的离子的纯度，以避免能量污染，从而提高半导体器件的产品质量。

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，具体公开了一种离子注入的方法，以及一种离子注入的设备。

背景技术

随着超大规模集成电路技术的迅速发展，半导体器件的尺寸在不断缩小。在这种小型化半导体器件的制造工艺中，需要进行多道次离子注入制程，具体包括超浅结注入、口袋结构(pocket structure)注入、Halo结构注入、沟道注入、高精度的侧壁注入和像素区域(pixel region)等对离子注入，以作为改变晶圆(wafer)电性的关键步骤。为了进一步保证半导体器件(semiconductor device)的可靠性，向器件中注入离子的化学纯度要求越来越高。

如图1所示，在现有的离子注入机台注入离子的过程中，通过使粒子束(Ion beam)通过能量筛选装置(Angular Energy Filter，AEF)时发生一定角度的偏转，能够在一定程度上过滤掉线束(beam line)中的部分杂质粒子。

例如，在现有的SEN注入机台中，可以在SHX-Ⅲ/S高电流离子注入机(简称为HCS)进行离子注入前，增加一次AEF，使beam line在AEF作用下偏转20°；在MC3-Ⅱ/GP中电流离子注入机(简称为MCS)进行离子注入前，增加一次AEF，使beam line在AEF作用下偏转15°。

如图1所示，虽然此种方法能够过滤掉部分杂质离子，但仍然有部分杂质离子无法被过滤出来，与目标离子一起注入到晶圆中。因此，这种现有的离子注入方法仍然会造成一定的能量污染，无法满足注入离子纯度越来越高的要求，从而影响半导体器件的产品质量。

综上所述，本领域亟需一种能够进一步提高注入半导体器件的离子纯度的技术，从而提高半导体器件的产品质量。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

为了进一步提高注入半导体器件的离子的纯度，以避免能量污染，从而提高半导体器件的产品质量，本发明提供了一种离子注入的方法，以及一种离子注入的设备。

本发明提供的上述离子注入的方法可以包括步骤：

产生满足注入能量的粒子束，上述粒子束包含目标离子和杂质粒子；

对上述粒子束施加第一偏转磁场，使上述粒子束发生偏转，对偏转后的粒子束施加第二偏转磁场，使上述粒子束发生二次偏转，以使上述目标离子和上述杂质粒子分离；以及

将分离出的上述目标离子注入至半导体晶圆。

优选地，在本发明提供的上述离子注入的方法中，上述第一偏转磁场可以使上述目标离子偏转第一角度，上述第二偏转磁场可以使上述目标离子偏转第二角度，上述第一角度可以不同于上述第二角度。

优选地，在本发明提供的上述离子注入的方法中，上述第二角度还可以大于上述第一角度，以在二次偏转中强化上述目标离子和上述杂质粒子的分离。

优选地，在本发明提供的上述离子注入的方法中，上述第一偏转磁场可以使上述目标离子向第一方向偏转上述第一角度，上述第二偏转磁场还可以使上述目标离子向不同于上述第一方向的第二方向偏转上述第二角度。