[发明专利]等离子体沉浸离子注入工艺

说明书

技术领域

本发明的实施例大体涉及半导体制造工艺及组件领域，尤其涉及通过等离子体沉浸离子注入工艺(plasma immersion ion implantation process)而将离子注入至基板中的方法。

背景技术

集成电路可包含百万个以上形成在基板上且彼此于电路内协同执行各种功能的微型电子场效晶体管(例如，互补式金属氧化物半导体(CMOS)场效晶体管)。一CMOS晶体管包括位于源极及漏极区域之间的栅极结构，该源极及漏极区域形成在基板中。该栅极结构一般包括一栅极电极及一栅极电介质层。该栅极电极位于该栅极电介质层上方，以控制栅极电介质层下方信道区域内电荷载子的流动，信道区域形成在源极及漏极区域之间。

一离子注入工艺典型地用来将离子注入且掺杂至基板内，从而在基板上形成具有欲求(desired)的轮廓与浓度的栅极与源漏极结构。在离子注入工艺期间，不同的工艺气体或气体混合物可用以提供离子源物种。当工艺气体被供应至离子注入处理腔室内时，可以生成RF功率以产生等离子体，而促使工艺气体中离子解离以及将经解离的离子朝向且进入基板表面加速。在等离子体解离期间会形成杂质(例如经解离的离子物种结合的副产物)，并且杂质会随着欲求的离子被驱入和/或注入基板内，因而污染基板中的结构。这些非欲求(undesired)的离子物种也会改变基板上所形成结构的浓度、轮廓、尺寸与离子分布，因而不利地影响了整体电子组件性能。

所以，亟需提供一种改良的离子注入工艺。

发明内容

本发明提供一种对基板进行共形掺杂的方法，所述基板具有沟道，所述沟道具有侧壁和底部部分，所述方法包括：将基板放置在等离子体腔室内；向所述腔室提供掺杂剂源和蚀刻剂；在所述腔室中形成电感耦合等离子体；给所述基板施加偏压；以及在将掺杂剂注入所述侧壁和所述底部部分时，通过调整掺杂剂源和蚀刻剂进入所述腔室的流速的比率，来对掺杂剂注入所述侧壁和所述底部进行控制。

还提供一种将掺杂剂注入基板的方法，所述基板具有沟道，所述沟道具有侧壁和底部部分，所述方法包括：将基板放置在等离子体沉浸离子注入腔室中；向所述腔室提供掺杂剂源；由所述掺杂剂源形成等离子体；将掺杂剂注入所述侧壁和底部部分；向所述腔室提供蚀刻剂；以及在将掺杂剂注入所述底部部分和所述侧壁时，使蚀刻剂与沉积在所述底部部分上的掺杂剂的反应保持平衡。

附图说明

上面概述的本发明的前述特征可以通过参照实施例而加以详细地了解，其中一些实施例被绘示在附图中。然而，应当注意的是，附图仅绘示出本发明的典型实施例且因此不被视为会限制本发明范围，本发包含其它等效实施例。

图1A-1B绘示适于实施本发明的等离子体沉浸离子注入工具的一实施例。

图2绘示根据本发明一实施例用于等离子体沉浸离子注入工艺的方法的流程图。

为了有助于了解，尽可能在附图中使用相同的组件符号。一实施例的构件与特征可以有益地被并入其它实施例中而无须赘述。

然而，应当注意的是，附图仅绘示出本发明的示范性实施例且因此不被视为会限制本发明范围，本发包含其它等效实施例。

主要组件符号说明

100  等离子体反应器    102   腔室本体

104  工艺区域          106   基板

122  侧壁              124   底部

126  顶部              128   基板支撑组件

130  气体散布板        132   抽吸口

134  真空泵            136   节流阀

140  导管              140’ 导管

140a 第一端            140a’第一端

140b 第二端          140b’第二端

142  芯              142’ 芯

144  线圈            144’ 线圈

146  功率产生器      146’ 功率产生器

148  匹配电路        148’ 匹配电路

150  环              150’ 环

152  气体源          154   偏功率产生器

156  匹配电路        190   等离子体源