[发明专利]避免硅衬底表面损伤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体离子注入工艺领域，具体涉及避免硅衬底表面损伤的方法。

背景技术

随着半导体工艺技术的发展，离子注入的工艺层数占到整个生产过程工艺层数的近一半，成为半导体缺陷的主要来源之一。在现有技术的离子注入工艺中，大颗粒高能量的离子注入对硅表面造成的晶格损伤无法避免，有晶格损伤的硅表面经过后续的高温和酸槽工艺后会形成不可修复的缺陷，进而造成器件良率较低。现有的办法是在衬底表面沉积一层牺牲氧化层，以该牺牲氧化层为阻挡层进行离子注入工艺。同时考虑到每一道的离子注入都有一次光刻和去胶的过程，加上注入时对氧化层的损伤，牺牲氧化层的厚度会逐渐变薄，致密度会越来越弱，考虑到离子扩散对温度的敏感性，不能通过高温来修复牺牲氧化层。

图1为现有技术进行大颗粒高能量离子注入工艺时的示意图，如图1所示，在进行离子注入工艺时，在衬底上形成一层牺牲氧化层，然后对衬底进行离子注入工艺。同时由于每一道的离子注入都有一次光刻和去胶的过程，加上离子注入时对氧化层的损伤，牺牲氧化层的厚度会逐渐变薄，致密度会越来越弱，考虑到离子扩散对温度的敏感性，不能通过高温来修复牺牲氧化层，进而在衬底造成了晶格损伤。

中国专利（申请号：201110051920.2）公开了一种修复离子注入损伤的方法，包括以下步骤：提供一半导体衬底，对所述半导体衬底实施离子注入工艺；在氢气的氛围中对所述半导体衬底进行热处理工艺，以修复离子注入损伤；对所述半导体衬底进行金属化处理；在所述半导体衬底上方形成金属连线。所述方法能够修复离子注入对半导体衬底表面的晶格损伤，从而在后续金属化处理过程中，有效防止沉积的金属进入所述半导体衬底内部，从而减小漏电流、避免造成器件穿通的问题。

该发明是在离子注入工艺后对半导体衬底进行热处理工艺以修复离子注入工艺时对衬底造成的损伤，但是在进行热处理工艺时，由于离子对温度比较敏感，在高温条件下比较活跃，在离子注入工艺进行热处理时容易产生离子扩散现象，注入的离子可能会扩散至衬底内，进而影响了生产工艺。

发明内容

本发明根据现有技术的不足提供了一种修复晶圆表面损伤的方法，在高能离子注入前，通入含氧的混合气体以修复牺牲氧化层表面的缺陷，然后进行高能离子注入工艺，由于牺牲氧化层的缺陷已被修复，避免了在进行大颗粒高能量离子注入时对衬底造成的损伤。

本发明采用的技术方案为：

一种避免晶圆表面损伤的方法，应用于一衬底的离子注入工艺中，其中，通入含氧的混合反应气体以防止在进行离子注入工艺时对所述衬底造成的损伤。

上述的防止晶圆表面损伤的方法，其中，具体包括以下步骤：

步骤S1、提供一半导体衬底，所述衬底形成有栅极结构，所述衬底包括源极区域和漏极区域；

步骤S2、于所述栅极结构的上表面制备一层牺牲氧化层；

步骤S3、进行离子注入及光刻工艺，并去除光刻胶；

步骤S4、通入含氧混合反应气体以防止所述牺牲氧化层的上表面的损伤；

步骤S5、进行后续的离子注入工艺及高温和酸槽工艺。

上述的防止晶圆表面损伤的方法，其中，步骤S1半导体衬底为硅衬底。

上述的防止晶圆表面损伤的方法，其中，所述衬底为P型衬底。

上述的防止晶圆表面损伤的方法，其中，步骤所述牺牲氧化层的厚度为80～120A。

上述的避免硅衬底表面损伤的方法，其中，步骤S4中的所述含氧混合反应气体为O₂和N₂的混合气体。

上述的避免硅衬底表面损伤的方法，其中，通入所述O2和N2的气体比例为9：1，流量为8000～9000sccm，反应时间30～60秒，温度范围200℃～300℃。

上述的避免硅衬底表面损伤的方法，其中，步骤S4中的所述含氧混合反应气体为O₂和H₂的混合气体。

上述的避免硅衬底表面损伤的方法，其中，通入所述O₂和H₂的气体比例为6：1，流量为1000～3000sccm，反应时间30～60秒，温度范围200℃～300℃。

根据权利要求1所述的避免硅衬底表面损伤的方法，其中，所述离子注入工艺为大颗粒高能量离子注入工艺。