[发明专利]末端射程损伤的检测以及修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种末端射程损伤的检测以及修复方法。

背景技术

在40～65nm的COMS的器件设计中，NMOS的源区和漏区通常会注入高剂量的磷离子或砷离子以提供载流子，降低源漏区的电阻率。器件制造的后续会通过退火过程来激活注入杂质，并修复离子注入带来的晶格损伤。

离子注入时，由于后期入射离子的能量逐渐减弱，硅原子容易被撞离晶格位置而形成缺陷，此种缺陷聚集在一起形成的损伤称为末端射程损伤(EOR Defect)，此种损伤通常可通过退火来修复。然而，在器件的制造过程中，如果离子注入和退火条件的设置不合理，会造成退火后器件中的末端射程损伤不能完全修复，一般称之为二次缺陷(Secondary Defect)。二次缺陷的存在会影响器件中载流子的迁移率，造成CMOS器件的饱和电流下降等不良反应。因此，在一次退火过程进行完成之后，通常要检测在此种注入条件和退火条件下，离子注入所形成末端射程损伤的修复情况。若修复情况不理想，则需要改善离子注入和退火条件。

然而，在现有的制程中，通常要等到CMOS全部制作完成后，在对其进行电学性能测试才能看出末端射程损伤的修复情况是否存在异常，中间的等待时间通常为一个月左右，等待时间过长对生产不利。而且当通过电学性能测试发现末端射程损伤未完全修复时，CMOS器件的制造已基本完成。在此种情况下，无法在前期制造过程中及时改善离子注入和退火的条件，避免更大的损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种方法，能够在离子注入和退后之后，及时检测出未能修复的末端射程损伤，并改善退火的条件，修复末端射程损伤。

为此，本发明提供了一种末端射程损伤的检测方法，包括如下步骤：提供基底；对所述基底注入离子并退火；对所述基底注入气态元素；通过分析所述气态元素在所述基底内的分布情况，检测在所述基底中是否存在末端射程损伤。

可选的，分析所述气态元素在所述基底内的分布情况的方式是二次离子质谱分析。

可选的，所述二次离子质谱分析的方法是：得出所述气态元素在所述基底上各深度的分布图，当所述分布图上存在所述气态元素的峰值时，判断在所述基底中存在末端射程损伤。

可选的，在所述基底上具有源区和漏区，所述气态元素注入至所述源区和所述漏区内。

可选的，所述气态元素为氟。

可选的，所述气态元素注入的能量为10Kev-30Kev。

可选的，所述气态元素注入的剂量为1E15-5E15。

本发明还提供一种末端射程损伤的修复方法，包括：提供基底；以一初始条件对所述基底注入离子并退火；对所述基底注入气态元素；通过分析所述气态元素在所述基底内的分布情况，检测在所述基底中是否存在末端射程损伤；当所述基底中存在末端射程损伤时，在所述初始条件的基础上改善所述离子注入和退火的条件。

可选的，对所述基底注入的离子包含掺杂离子和非掺杂离子，改善所述离子注入和退火条件的方法是增加所述非掺杂离子的注入。

可选的，改善所述离子注入和退火的条件的方法是增加退火时间。

本发明的末端射程损伤的检测方法在对基底进行离子注入和退火之后，对所述基底进行气态元素的注入，然后分析所述气态元素在所述基底内的分布情况，以检测在所述基底中是否存在未修复的末端射程损伤。所述末端射程损伤的修复方法即在检测出未修复的末端射程损伤以后，对之前的离子注入和退火条件加以改善，以找出适合特定工艺的离子注入和退火条件。本发明通过在退火之后加入一个气态元素注入和分析的步骤，能够方便快捷地检测出基底中未修复的末端射程损伤。

附图说明

图1为本发明一实施例所述末端射程损伤的检测方法的流程图

图2为本发明一实施例所述末端射程损伤的检测方法中二次离子质谱分析得出的气态元素在所述基底上各深度的分布图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图1所示，本发明的末端射程损伤的检测方法包括以下步骤：

S1：提供基底；

在上述步骤中，所述基底为半导体衬底，可以是单晶硅、多晶硅或非晶硅，也可以是硅、锗、硅锗化合物或砷化镓等材料形成的衬底，所述基底可以具有外延层或绝缘层上硅结构，还可以是其他半导体材料，这里不一一列举。