專利名稱：形成淺接合的技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本揭示內(nèi)容大體而言有關(guān)于半導(dǎo)體制造，且更特定而言，有關(guān)于形
成淺接合(shallow junction)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
離子注入(Ion implantat ion)是一種藉由利用受激離子(energized ion)直接轟擊基板而向基板內(nèi)沈積化學(xué)物質(zhì)(chemical species)的制 程。在半導(dǎo)體制造中，離子注入才幾(ion implanter)主要用于摻雜制程 (doping process),摻雜制程改變目標(biāo)材料的傳導(dǎo)類型和水準(zhǔn)。在積體 電路(integrated circuit, IC)基板和其薄膜結(jié)構(gòu)中的精確摻雜分布對 于正常的IC效能常常是至關(guān)重要的。為了達(dá)成所要的摻雜分布，可能 以不同的劑量和在不同的能量注入一種或多種離子物質(zhì)。
圖1描繪了一種傳統(tǒng)的離子注入機(jī)系統(tǒng)100,其中可根據(jù)本揭示內(nèi) 容的 一 實施例來實施低溫離子注入的技術(shù)。如大多數(shù)離子注入機(jī)系統(tǒng)的 典型情況，離子注入機(jī)系統(tǒng)IOO設(shè)于高真空環(huán)境中，離子注入機(jī)系統(tǒng)100 可包括離子源102，其藉由電源101偏壓至一定電位；以及，復(fù)合系列 的束線纟iH牛(complex series of beam—line component), 離子束IO穿 過復(fù)合系列的束線組件。該系列的束線組件可包括(例如)提取電極 (extraction electrode) 104 、90 磁分析儀(90 magnet analyzer) 106 、 第 一減速(Dl)階段(first deceleration (Dl) stage)108、 70 i茲準(zhǔn)直儀(70 magnet col 1 imator) 110以及第二減速 (D2)階段(second deceleration (D2) stage) 112。很像操縱光束的光 學(xué)透鏡系列，束線組件可在使離子束10朝向目標(biāo)晶片轉(zhuǎn)向之前過濾并聚焦離子束IO。在離子注入期間，目標(biāo)晶片通常安裝于壓板114上，壓 板114可藉由有時被"臺板(roplat)"的裝置在一個或多個維度(例如， 平移、旋轉(zhuǎn)和傾斜)移動。
隨著半導(dǎo)體元件的持續(xù)小型化，對超淺接合的需求不斷增加。舉例 而言，已做出巨大的努力來產(chǎn)生更好地活化、更淺且更陡的源極-汲極 延伸接合(source-drain extension junction)來滿足現(xiàn)代互補(bǔ)金屬氧 化物半導(dǎo)體(complementary metal-oxide-semiconductor, CM0S)元件 的需要。
為了在結(jié)晶硅晶片(crystalline silicon wafer)中產(chǎn)生P走的超淺 接合，例如，可能會需要晶片表面的非晶化。 一般而言，相對較厚的非 晶硅(amorphous s i 1 icon)層可能是較佳的，因為薄非晶硅層可允許更 顯著的通道效應(yīng)(channe 1 ing)和因此更深的注入態(tài)4參雜劑原子深度分 布(as-implanted dopant atoms depth di s tr ibut ion)和在超過非晶-結(jié)晶界面的末端(end-of-range， E0R)區(qū)中的更嚴(yán)重的注入后損傷。因 此，更薄的非晶層可能會導(dǎo)致更深的接合深度，陡峭程度更低的摻雜分 布、摻雜劑的不充分活化以及退火后更多的末端缺陷，其皆表示在現(xiàn)代 CMOS元件小型化中的主要障礙，尤其是對于源極-汲極延伸摻雜?？衫?用預(yù)先非晶4t注入(pre—amorphization implant, PAI)制禾呈來達(dá)成石圭晶 片的非晶化。至今，已在PAI制程中使用了硅、鍺或惰性氣體原子離子 以及某些夕卜來分子離子物質(zhì)(exotic molecular ion species)。
為了進(jìn)一步確保形成淺且隄的接合，通常執(zhí)行低熱預(yù)算退火 (low—thermal—budget anneal)作為車交4圭的注入后制禾呈，其中晶片的溫 度在非常短的時間斜坡上升(ramp up)至較高的水準(zhǔn)(例如，在5秒內(nèi)上 升到IOOO'C)。亦可采用雷射器或閃光燈進(jìn)行注入后退火。然而，只使 用無擴(kuò)散退火(diffusion-less anneal)可能不足以防止所有經(jīng)離子注 入的摻雜劑向晶片內(nèi)更深處擴(kuò)散。 一種被稱作暫態(tài)增強(qiáng)擴(kuò)散(transientenhanced diffusion, TED)的制禾呈可^f吏大量對爭,定^參雜劑(例3口， 棚，石舞) 進(jìn)一步擴(kuò)散至晶片內(nèi)，該制程藉由在摻雜劑注入期間所產(chǎn)生的過量硅間 隙而驅(qū)動?？赡軙簳r地以數(shù)量級增加離子注入摻雜劑的擴(kuò)散系數(shù) (diffusion coef ficient)直至退火消除(anneal out)注入損傷。已發(fā) 現(xiàn)諸如碳(C)和氟(F)的特定物質(zhì)可藉由減J、間隙與摻雜劑原子之間的 相互作用而減輕TED效應(yīng)。 一種現(xiàn)有辦法采用叢集注入制禾呈(cluster implantation process)來將碳置放于硅晶片內(nèi)以便減輕TED效應(yīng)。然 而，此辦法不 <又需要專屬叢集注入設(shè)備(proprietary cluster implantation equipment), 而且還需要夕卜來專屬烴分子(exot ic， proprietary hydrocarbon molecule)作為饋料。另一種辦法使用原子 物質(zhì)作為共同注入材料。
鑒于上文所述，需要提供形成淺接合的技術(shù)，其克服上述不足和缺
占

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明揭示了形成淺接合的技術(shù)。在一個特定示范性實施例中，該 技術(shù)可實現(xiàn)為形成淺接合的方法。此方法可包括生成包括分子離子的離 子束，分子離子基于由下列各物所構(gòu)成的群族中選出的一種或多種物
質(zhì)二鍺烷(Ge2Hj、氮化鍺(Ge3N4)、鍺-氟化合物(GF ,其中n=l、 2或 3)以及其它含鍺化合物。此方法亦可包括使離子束沖擊半導(dǎo)體晶片以在 摻雜劑被離子注入至半導(dǎo)體晶片內(nèi)之前非晶化半導(dǎo)體晶片的至少一部 份。
根據(jù)此特定示范性實施例的其它方面，此方法還可包括以下步驟 在半導(dǎo)體晶片上執(zhí)行第一離子注入以將摻雜劑置入至半導(dǎo)體晶片的非
晶化部份內(nèi)，以及在半導(dǎo)體晶片上執(zhí)行第二離子注入以將一種或多種共
同注入物質(zhì)置放于半導(dǎo)體晶片中，利用分子離子來注入該或該等共同注入物質(zhì)，分子離子基于由下列各物所構(gòu)成的群族中選出的 一種或多種物
質(zhì)CF、 CF2、 Zn"Fy以及CxHyZn，其中Z表示除了碳或氬之外的一種或多 種原子物質(zhì)。
根據(jù)此特定示范性實施例的另外的方面，此方法還可包括以下步 驟在半導(dǎo)體晶片上執(zhí)行第一離子注入以將一種或多種共同注入物質(zhì)置 放于半導(dǎo)體晶片中，利用分子離子注入該或該等共同注入物質(zhì)，分子離 子是基于由下列各物所構(gòu)成的群族中選出的一種或多種物質(zhì)CF、 CF2、 Z丄xFy以及CxHyZn,其中Z表示除了碳或氫之外的一種或多種原子物質(zhì)； 以及，在半導(dǎo)體晶片上執(zhí)行第二離子注入以將摻雜劑置入于半導(dǎo)體晶片 的非晶化部份內(nèi)。
根據(jù)此特定示范性實施例的額外方面，此方法還可包括在半導(dǎo)體晶 片上執(zhí)行離子注入以將摻雜劑置入至半導(dǎo)體晶片的非晶化部份內(nèi)，其 中，至少在離子注入開始時，半導(dǎo)體晶片的溫度實質(zhì)上低于室溫。半導(dǎo) 體晶片的溫度可低于攝氏零度?？稍陔x子注入之前將半導(dǎo)體晶片預(yù)冷至 所要的溫度?；蛘?，在離子注入的至少一部份期間，可將半導(dǎo)體晶片的 溫度維持在所要溫度。
在另 一特定示范性實施例中，技術(shù)可被實現(xiàn)為形成淺接合的方法。 此方法可包括生成包括分子離子的離子束，分子離子基于由下列各物所 構(gòu)成的群族中選出的一種或多種物質(zhì)ZX,Fy與CxHyZn，其中Z表示除了 碳或氫之外的一種或多種離子物質(zhì)。此方法還可包括使離子束沖擊半導(dǎo) 體晶片以在摻雜劑被離子注入至半導(dǎo)體晶片內(nèi)之前非晶化半導(dǎo)體晶片 的至少一部份。
根據(jù)此特定示范性實施例的其它方面，藉由離子束的沖擊還可使由 碳和氟所構(gòu)成的群族中選出的一種或多種共同注入物質(zhì)置放于半導(dǎo)體 晶片的一或多個預(yù)定部位內(nèi)。
根據(jù)此特定示范性實施例的另外的方面，此方法還可包括在半導(dǎo)體晶片上執(zhí)行低溫離子注入以將摻雜劑置入至半導(dǎo)體晶片的非晶化部份 內(nèi)。
在又一特定示范性實施例中，該技術(shù)可實現(xiàn)為形成淺接合的裝置。
該裝置可包括離子源總成(ion source assembly),其用以生成包括分 子離子的離子束，分子離子基于由下列各物所構(gòu)成的群族中選出的一種 或多種物質(zhì)二鍺烷(Ge2H6)、氮化鍺(Ge3N4)、鍺-氟化合物(GF ,其中 n=l、 2或3)以及其它含鍺化合物。該裝置還可包括一或多個束線組件， 其用以使離子束沖擊半導(dǎo)體晶片以在將摻雜劑離子注入至半導(dǎo)體晶片 內(nèi)之前非晶化半導(dǎo)體晶片的至少一部份。
根據(jù)此特定示范性實施例的其它方面，該裝置還可經(jīng)組合為一種狀 態(tài)以在半導(dǎo)體晶片上執(zhí)行低溫離子注入以將摻雜劑置入至半導(dǎo)體晶片 的非晶化部份內(nèi)。
在再一特定示范性實施例中，技術(shù)可被實現(xiàn)為形成淺接合的裝置。 該裝置可包括離子源總成，其用以生成包括分子離子的離子束，分子離 子基于由下列各物所構(gòu)成的群族中選出的一或多個物質(zhì)Z義Fy與CxHyZn， 其中Z表示除了碳或氫之外的一種或多種離子物質(zhì)。該裝置亦可包括一
或多個束線組件以使離子束沖擊半導(dǎo)體晶片以在將摻雜劑離子注入至 半導(dǎo)體晶片內(nèi)之前非晶化半導(dǎo)體晶片的至少 一 部份。
根據(jù)此特定示范性實施例的其它方面，藉由離子束的沖擊還可使由 碳和氟構(gòu)成的群族中選出的一種或多種共同注入物質(zhì)置放于半導(dǎo)體晶 片中的一或多個預(yù)定部位中。
根據(jù)此特定示范性實施例的另外的方面，該裝置還可經(jīng)組合為一種 狀態(tài)以在半導(dǎo)體晶片上執(zhí)行低溫離子注入來將摻雜劑置入至半導(dǎo)體晶 片的非晶化部份內(nèi)。
在另外的特定示范性實施例中，技術(shù)可被實現(xiàn)為形成淺接合的方 法。此方法可包括生成包括分子離子的離子束，分子離子基于一種或多種含碳或含氟分子，含碳或含氟分子由下個各物所構(gòu)成的群族中選出 CF、 CF2、 Z:xFy以及CxHyZn,其中x、 y和n各為正整數(shù)，且其中Z表示 除了碳、氟或氫之外的一種或多種原子物質(zhì)。此方法還可包括使離子束 沖擊半導(dǎo)體晶片以將由碳和氟所構(gòu)成的群族中選出的 一種或多種共同 注入物質(zhì)置放于半導(dǎo)體晶片中的預(yù)定部位。
根據(jù)此特定示范性實施例的其它方面，此方法還可包括在半導(dǎo)體晶 片上執(zhí)行低溫離子注入以將摻雜劑置入至半導(dǎo)體晶片內(nèi)。
現(xiàn)將參看如附圖所示的本發(fā)明的示范性實施例來更詳細(xì)地描述本 揭示內(nèi)容。雖然在下文中參看示范性實施例來描述本揭示內(nèi)容，但應(yīng)了 解本揭示內(nèi)容并不限于此?？墒褂帽疚牡慕淌緝?nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員將 認(rèn)識到如本文所述的本揭示內(nèi)容的范疇內(nèi)的額外的實施方式、修改和實 施例，以及其它的使用領(lǐng)域，而且關(guān)于此等方面有效地利用本揭示內(nèi)容。


圖l展示了傳統(tǒng)離子注入機(jī)系統(tǒng)。
圖2展示了說明根據(jù)本揭示內(nèi)容的 一 實施例形成淺接合的示范性方 法的流程圖。
圖3展示了根據(jù)本揭示內(nèi)容的 一 實施例形成淺接合的另 一示范性方 法的流程圖。
圖4展示了根據(jù)本揭示內(nèi)容的一實施例在硅晶片經(jīng)歷示范性處理步 驟時硅晶片的一部份。
具體實施例方式
本揭示內(nèi)容的實施例可通過一種或多種輔助離子注入制程來減少 離子注入摻雜劑的不當(dāng)遷移。在摻雜劑注入之前，可利用自一種或多種 含鍺分子所生成的分子離子束來在目標(biāo)晶片上執(zhí)行預(yù)先非晶化離子注 入(pre—amorphization implantation, PAI)。 除了捧雜劑注入之夕卜,含碳分子離子或含氟分子離子可經(jīng)共同注入以將碳或氟物質(zhì)置放到目
標(biāo)晶片的所要部份內(nèi)以減輕TED效應(yīng)。在某些實施例中，若采用適當(dāng)分 子離子物質(zhì)，PAI和共同注入步驟可合并為一個步驟。
本文所揭示的技術(shù)并不限于束線離子注入機(jī)，而是可適用于其它類 型的離子注入機(jī)，諸如彼等用于電漿摻雜(plasma doping, PLAD)或電 ^J菱^L離子注入(plasma immersion ion implantation, PIII)的離子 注入機(jī)。
參看圖2，其展示了說明根據(jù)本揭示內(nèi)容的一實施例形成淺接合的 示范性方法的流程圖。
在步驟202，可生成基于二鍺烷(digermane， Ge2H6)、氮化鍺 (germanium nitride, Ge3N4)或其它類似的含鍺和/或含珪化合物的分子 離子。此等分子離子的生成可發(fā)生于間熱式陰極(indirectly-heated cathode, IHC)離子源或另 一種離子源中。然后可提取分子離子以形成 分子離子束。Ge2H6和/或Ge3N4較佳地優(yōu)于常用的氟化鍺(GeF,),因為后 者傾向于造成離子源維護(hù)問題或縮短離子源壽命。
在步驟204，利用分子離子束在目標(biāo)晶片(例如，結(jié)晶硅晶片)上執(zhí) 行預(yù)先非晶化注入(PAI)，分子離子束包含鍺或含硅物質(zhì)?？煽刂品肿?離子束的能量和劑量以便非晶化目標(biāo)晶片的一部份。非晶化部份可自目 標(biāo)晶片的表面延伸至預(yù)定深度。PAI步驟打破了目標(biāo)晶片的非晶化部份 中的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，藉以減輕離子注入摻雜劑的通道效應(yīng)。亦可使用PAI步 驟來控制目標(biāo)晶片中的損傷分布，而損傷分布可能會影響注入后擴(kuò)散、 摻雜劑活化和成品元件效能的其它方面，諸如漏電流(leakage current)。利用分子離子束的PAI可能優(yōu)于利用原子離子束的PAI，此 歸因于更高的生產(chǎn)率(由于更高的有效束電流(effective beam current) 或更少的處理步驟的結(jié)果)、更快的損傷累積以及其它處理優(yōu)勢。
在步驟206,可執(zhí)行離子注入以將摻雜劑物質(zhì)置入至目標(biāo)晶片內(nèi)。摻雜劑注入可涉及一種或多種摻雜劑物質(zhì)和不同配方(recipe)(即，能 量、劑量、角度)。摻雜劑通常被注入至目標(biāo)晶片的非晶化部份內(nèi)。
視情況，在步驟210，可冷卻或預(yù)冷目標(biāo)晶片以適應(yīng)摻雜劑的低溫 注入。舉例而言，可實施溫度管理系統(tǒng)(temperature management system) 以在摻雜劑注入期間保持目標(biāo)晶片實質(zhì)上低于室溫。選擇性地或此外， 可在摻雜劑注入開始之前將目標(biāo)晶片和/或其壓板預(yù)冷至較低溫度。
在步驟208，可共同注入含碳分子或含氟分子以將碳或氟("共同注 入物質(zhì)")置放于目標(biāo)晶片內(nèi)。較佳地，此等共同注入物質(zhì)位于末端區(qū) 域附近以形成E0R損傷與摻雜劑原子之間的障壁。因此經(jīng)共同注入的共 同注入物質(zhì)可幫助防止TED效應(yīng)向目標(biāo)晶片內(nèi)更深處驅(qū)動摻雜劑。
含碳或含氟共同注入物質(zhì)可包括(但不限于)CF、 CF2、 ZAFy以及 CxHyZn,其中x、 y和n各為正整數(shù)。其中，Z可表示單個原子或一組原 子(諸如，N、 Si、 NH,)。 CxHyZn的實例可包括C9H14Si和C7H17N。選擇Z是 因為其對于整個離子注入制程具有益或因為其對于該制程并沒有作用。 若Z對該制程造成任何損害，但若該損害可藉由其它優(yōu)勢彌補(bǔ)，則仍可 選擇Z。選擇特定Z元素/組合物的一個標(biāo)準(zhǔn)在于改良離子束生成，諸如 允許在標(biāo)準(zhǔn)離子源中操作而不是需要專門的源極。
藉由與摻雜劑物質(zhì)分開注入，可優(yōu)化共同注入物質(zhì)的分布。舉例而 言，碳硼烷(carborane， C2B1QH12)注入(利用500 eV的硼等效能量(boron equivalent energy))具有非常類似于硼分布的注入態(tài)碳分布 (as-implanted carbon profile)。若執(zhí)行更高能量(例如，6 keV)的第 二碳注入以將石灰置放于硼摻雜劑與自PAI步驟的E0R損傷之間，則可達(dá) 成退火后硼分布的進(jìn)一步減少。
根據(jù)其它實施例，可有利地選擇包含共同注入物質(zhì)與所要摻雜劑物
質(zhì)的饋料分子。舉例而言，在饋料Zn"Fy或"HyZn中，若Z原子或原子組
經(jīng)選擇包含諸如硼(B)的摻雜劑原子，則共同注入步驟亦將使摻雜劑原子同時注入，藉此可能減少摻雜劑注入步驟。
還應(yīng)注意的是，步驟206并不是必須在步驟208之前。共同注入步 驟(步驟208)可與摻雜劑注入步驟(步驟206)同時發(fā)生或在摻雜劑注入 步驟(步驟206)之前發(fā)生，或根本就不發(fā)生。
在步驟212中，可執(zhí)行目標(biāo)晶片的注入后處理。注入后處理通常涉 及快速熱退火(rapid thermal a謹(jǐn)al)或脈沖雷射退火(pulsed laser anneal)。注入后退火可修復(fù)由PAI步驟所造成的晶體損傷且同時活化 離子注入摻雜劑。
圖3展示了根據(jù)本揭示內(nèi)容的 一實施例形成淺接合的另 一示范性方 法的流程圖。
在步驟302，可生成基于ZnCxFy、 CAZn或其它類似分子(其中x、 y 和n各為正整數(shù))的分子離子。饋料Z厶Fy或CxHyZn可經(jīng)選擇具有足夠的 分子量且包含碳或氟物質(zhì)中的至少 一者。此等分子離子的生成可較佳地 發(fā)生于現(xiàn)有離子源中，諸如IHC離子源，但亦可使用其它類型的離子源。 CxHyZn的 一個實例為碳硼烷(CA。Hu)。然后可提取分子離子以形成分子離 子束。
在步驟304,可利用分子離子束在目標(biāo)晶片(例如，結(jié)晶硅晶片)上 執(zhí)行預(yù)先非晶化注入(P AI)?？煽刂品肿与x子束的能量和劑量使得目標(biāo) 晶片的一部分被非晶化。此外，分子離子束可同時使碳或氟物質(zhì)("共 同注入物質(zhì)")置放于目標(biāo)晶片中以便減輕TED效應(yīng)。即，可將PAI步 驟和共同注入步驟有效地組合為一個步驟(步驟304)。或者，可利用分 子離子束的不同劑量、能量和/或角度以兩個或兩個以上的步驟執(zhí)行PAI 制程，以便可達(dá)成所要的共同注入物質(zhì)分布。
在步驟306，可執(zhí)行離子注入以將摻雜劑物質(zhì)置入至目標(biāo)晶片內(nèi)。 摻雜劑注入可涉及一種或多種摻雜劑物質(zhì)和不同的配方(即，能量、劑 量、角度)。摻雜劑通常被注入于目標(biāo)晶片的非晶化部份內(nèi)。視情況，在步驟308,可冷卻或預(yù)冷目標(biāo)晶片以適應(yīng)摻雜劑的低溫注入。
最后，在步驟310,可執(zhí)行目標(biāo)晶片的注入后處理以修復(fù)晶格損傷 并活化摻雜劑。
圖4展示了在硅晶片402經(jīng)歷根據(jù)本揭示內(nèi)容的一實施例的示范性 處理步驟時硅晶片402的一部份。圖4中的(a)展示了在進(jìn)行任何離子 注入之前的硅晶格402，其中硅晶格可能是完整的。硅晶片402藉由圖 案化光阻層401遮蔽以屏蔽無需摻雜的區(qū)域。圖4中的(b)展示了在預(yù) 先非晶化注入(PAI)之后的硅晶片402,(例如)藉由包含硅、鍺或如上文 所述的其它分子化合物的分子離子束進(jìn)行預(yù)先非晶化注入(PAI)。由于 PAI步驟的結(jié)果，硅晶片402的一部份可能已變得非晶化，產(chǎn)生非晶硅 區(qū)域404。圖4中的(c)展示了在硅晶片402進(jìn)一步經(jīng)歷摻雜劑注入步驟 和碳共同注入步驟之后的硅晶片402。如圖所示，摻雜劑注入步驟已將 摻雜劑406置入至非晶硅區(qū)域404內(nèi)，摻雜劑注入步驟可基于原子離子 束或分子離子束。此外，基于上述的含碳共同注入物質(zhì)的碳共同注入步 驟已將貪碳物質(zhì)408置放于靠近非晶硅區(qū)域404與下面的硅晶片402的 結(jié)晶硅區(qū)域之間的邊界處。圖4中的(d)展示了在硅晶片402經(jīng)受注入 后無擴(kuò)散退火步驟之后的硅晶片402。無擴(kuò)散退火步驟將非晶硅區(qū)域404 恢復(fù)到結(jié)晶態(tài)。摻雜劑406可變得活化并擴(kuò)散。共同注入碳物質(zhì)408可 幫助限制摻雜劑406在淺表面區(qū)域(404)。
根據(jù)本揭示內(nèi)容的實施例，如上文所述，許多烴物質(zhì)(CJm，其中n 和m為正整凄史)可適用于PAI或共同注入制程(或PAI加上共同注入的組 合制程)。至今，自電子沖擊型離子源(electron-impact type ion source) 所產(chǎn)生的某些外來專屬烴分子已被用作低能量碳注入的饋料。然而，更 佳地，可在標(biāo)準(zhǔn)離子源(諸如IHC型、Bernas型、或Freeman型離子源) 中生成所要的烴分子離子(CnHm)?；蛘呖墒褂蒙漕l(radio frequency, RF)或微波動力離子源(microwave powered ion source)來生成所要的烴分子離子。
如本文所描述的形成淺接合的技術(shù)可有利地與低溫離子注入技術(shù)
組合。舉例而言，可預(yù)冷或持續(xù)地冷卻目標(biāo)晶片使得在PAI、共同注入 以及摻雜劑注入步驟中的任何步驟期間其溫度實質(zhì)上保持低于室溫。
本揭示內(nèi)容并不限于本文所描述的具體實施例的范疇。實際上，通 過前文的描述與附圖，除了本文所描述的彼等內(nèi)容之外的本揭示內(nèi)容的 各種實施例和修改對于一般本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見。因此，此等其 它實施例和修改預(yù)期屬于本揭示內(nèi)容的范疇內(nèi)。另外，雖然出于特定目 的，在特定環(huán)境中特定實施例的情形下描述了本揭示內(nèi)容，但本領(lǐng)域一 般技術(shù)人員將認(rèn)識到，其并不用于限制本揭示內(nèi)容為該等實施例并且可 出于多種目的在多種環(huán)境下有益地實施本揭示內(nèi)容。因此，應(yīng)考慮到如 本文所描述的本揭示內(nèi)容的全部范疇與精神來理解本文所陳述的申請 專利范圍。
權(quán)利要求
1、一種形成淺接合的方法，包括生成包括分子離子的離子束，所述分子離子基于由二鍺烷、氮化鍺、GFn以及其它含鍺化合物所構(gòu)成群族中選出的一種或多種物質(zhì)，其中n＝1、2或3；以及使所述離子束沖擊半導(dǎo)體晶片。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成淺接合的方法，其中所述離子束的 沖擊在摻雜劑被離子注入至所述半導(dǎo)體晶片內(nèi)之前非晶化所述半導(dǎo)體 晶片的至少一部份。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成淺接合的方法，還包括 在所述半導(dǎo)體晶片上執(zhí)行第一離子注入，以將摻雜劑置入至所述半導(dǎo)體晶片內(nèi)；以及在所述半導(dǎo)體晶片上執(zhí)行第二離子注入，以將一或多個共同注入物 質(zhì)置放于所述半導(dǎo)體晶片中，利用所述分子離子來注入所述一或多個共 同注入物質(zhì)，所述分子離子基于由CF、 CF2、 Z。CxFy以及CxHyZ。所構(gòu)成的 群族中選出的一種或多種物質(zhì)，其中Z表示除了碳或氫之外的一或多個 原子物質(zhì)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成淺接合的方法，還包括 在所述半導(dǎo)體晶片上執(zhí)行第 一 離子注入，以將一或多個共同注入物質(zhì)置放于所述半導(dǎo)體晶片中，利用所述分子離子來注入所述一或多個共同注入物質(zhì)，所述分子離子基于由CF、CF2、Zn"Fy以及CJyZn所構(gòu)成群族中選出的一種或多種物質(zhì)，其中Z表示除了碳或氫之外的一或多個原 子物質(zhì)；以及在所述半導(dǎo)體晶片上執(zhí)行第二離子注入，以將摻雜劑置入至所述半 導(dǎo)體晶片內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成淺接合的方法，還包括在所述半導(dǎo)體晶片上執(zhí)行離子注入，以將摻雜劑置入至所述半導(dǎo)體晶片內(nèi)，其中至 少在所述離子注入開始時，所述半導(dǎo)體晶片的溫度實質(zhì)上低于室溫。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的形成淺接合的方法，其中所述半導(dǎo)體晶 片的所述溫度低于攝氏零度。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的形成淺接合的方法，其中在進(jìn)行所述離 子注入之前，預(yù)冷所述半導(dǎo)體晶片的所述溫度至所要溫度。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的形成淺接合的方法，其中在所述離子注 入的至少 一部份期間將所述半導(dǎo)體晶片維持在所要溫度范圍。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成淺接合的方法，其中在所述離子束 的沖擊期間，所述半導(dǎo)體晶片在實質(zhì)上低于室溫的溫度范圍。
10、 一種形成淺接合的方法，包括生成包括分子離子的離子束，所述分子離子基于由CF、 CF2、 ZnCxFy 以及CJyZn所構(gòu)成群族中選出的一種或多種物質(zhì)，其中Z表示除了碳或 氫之外的一或多個原子物質(zhì)；以及使所述離子束沖擊半導(dǎo)體晶片。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的形成淺接合的方法，其中所述離子束 的沖擊在摻雜劑被離子注入至所述半導(dǎo)體晶片內(nèi)之前非晶化所述半導(dǎo) 體晶片的至少一部份。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的形成淺接合的方法，其中所述離子束 的沖擊還使由碳和氟所構(gòu)成的群族中選出的一或多個共同注入物質(zhì)置 放于所述半導(dǎo)體晶片中的一或多個預(yù)定部位中。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的形成淺接合的方法，還包括在所述半 導(dǎo)體晶片上執(zhí)行低溫離子注入，以將所述摻雜劑置入至所述半導(dǎo)體晶片 的非晶化部份內(nèi)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的形成淺接合的方法，其中所述離子束 的沖擊使一或多個共同注入物質(zhì)置放于所述半導(dǎo)體晶片內(nèi)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的形成淺接合的方法，其中所述一或多 個共同注入物質(zhì)是由碳和氟所構(gòu)成的群族中選出的。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的形成淺接合的方法，其中所述一或多 個共同注入物質(zhì)被置放于所述半導(dǎo)體晶片內(nèi)的末端區(qū)域中。
17、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的形成淺接合的方法，在所述離子束的 沖擊期間，所述半導(dǎo)體晶片在實質(zhì)上低于室溫的溫度范圍。
18、 一種形成淺接合的裝置，包括離子源總成，用以生成包括分子離子的離子束，所述分子離子基于 由二鍺烷、氮化鍺、GFn以及其它含鍺化合物所構(gòu)成群族中選出的一種或 多種物質(zhì)，其中n=l、 2或3;以及一或多個組件，用以使所述離子束沖擊半導(dǎo)體晶片。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的形成淺接合的裝置，其中所述離子束 的沖擊在摻雜劑被離子注入至所述半導(dǎo)體晶片內(nèi)之前非晶化所述半導(dǎo) 體晶片的至少一部份。
20、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的形成淺接合的裝置，還經(jīng)組合為一種 狀態(tài)以在所述離子束的沖擊期間維持所述半導(dǎo)體晶片在實質(zhì)上低于室 溫的溫度范圍。
21、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的形成淺接合的裝置，還經(jīng)組合為一種 狀態(tài)以在所述半導(dǎo)體晶片上執(zhí)行低溫離子注入，以將摻雜劑置入于所述 半導(dǎo)體晶片的非晶化部份內(nèi)。
22、 一種形成淺接合的裝置，包括離子源總成，用以生成包括分子離子的離子束，所述分子離子基于 由CF、 CF2、 ZnC,Fy以及CxHyZn所構(gòu)成的群族中選出的一種或多種物質(zhì)， 其中Z表示除了碳或氬之外的一或多個原子物質(zhì)；以及一或多個組件，用以使所述離子束沖擊半導(dǎo)體晶片。
23、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的形成淺接合的裝置，其中所述離子束的沖擊還使由碳和氟所構(gòu)成群族中選出的一或多個共同注入物質(zhì)置放于所述半導(dǎo)體晶片中的一或多個預(yù)定部位中。
24、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的形成淺接合的裝置，其中所述離子束的沖擊還使一或多個共同注入物質(zhì)置放于所述半導(dǎo)體晶片內(nèi)。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24所述的形成淺接合的裝置，其中所述一或多個共同注入物質(zhì)是由碳和氟所構(gòu)成的群族中選出的。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的形成淺接合的裝置，其中所述一或多個共同注入物質(zhì)被置放于所述半導(dǎo)體晶片內(nèi)的末端區(qū)域中。
27、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的形成淺接合的裝置，其中所述離子束的沖擊在摻雜劑被離子注入至所述半導(dǎo)體晶片內(nèi)之前非晶化所述半導(dǎo)體晶片的至少一部份。
28、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的形成淺接合的裝置，還經(jīng)組合為一種狀態(tài)以在所述離子束的沖擊期間將所述半導(dǎo)體晶片維持在實質(zhì)上低于室溫的溫度范圍。
29、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的形成淺接合的裝置，還經(jīng)組合為一種狀態(tài)以在所述半導(dǎo)體晶片上執(zhí)行低溫離子注入，以將摻雜劑置入至所述半導(dǎo)體晶片的非晶化部份內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明揭示形成淺接合的技術(shù)。在一個特定示范性實施例中，技術(shù)可被實現(xiàn)為形成淺接合的方法。此方法可包括生成包括分子離子的離子束，分子離子基于由下列各物所構(gòu)成的群族中選出的一種或多種物質(zhì)二鍺烷(Ge₂H₆)、氮化鍺(Ge₃N₄)、鍺-氟化合物(GF_n，其中n＝1、2或3)，以及其它含鍺化合物。此方法亦可包括使離子束沖擊半導(dǎo)體晶片。
文檔編號H01J37/317GK101681820SQ200880015242
公開日2010年3月24日 申請日期2008年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月10日
發(fā)明者喬納森·吉羅德·英格蘭, 克里斯多夫·R·漢特曼, 安東尼·雷諾, 愛德溫·A·阿雷瓦洛 申請人:瓦里安半導(dǎo)體設(shè)備公司