专利名称：一种形成浅结的方法
技术领域：
本发明属于集成电路制造工艺技术领域，具体涉及一种形成漏源浅结的方法。
目前主流的工艺都是在定义了晶体管源/漏结后，也就是完成了结的高剂量注入及退火后再生长硅化物。由于硅化物本身的生长会消耗一部分硅，所以如果硅化物工艺不好，硅化物和硅的界面不平整，或者结深控制不好(过浅)，在源漏极加电压时，在界面突起的部位很容易造成漏电的产生，导致器件的失效。如
图1所示。此外在硅化物形成过程中，还有杂质再分布的问题，需要考虑到硅化物工艺对最终杂质分布，也就是晶体管性能的影响。
也有方法是在硅化物形成后，通过离子注入将杂质(例如As(砷)、B(硼))注入到硅化物中，再通过加热，让杂质从硅化物中扩散出来，形成源漏浅结。这样有助于解决因硅化物工艺不好造成界面不平整的问题。但是这里将硅化物本身作为一个扩散源来使用，在对杂质分布的控制和工艺重复性上都存在一定的问题，而扩散工艺本身已经在先进的制造工艺中被淘汰。
本发明提出的形成浅结的方法，是在硅衬底上形成硅化物层后，通过离子注入将杂质注入到硅化物下面，让杂质分布的峰值深度正好位于硅化物的下面3-10nm处，见图2；然后通过高温快速热退火激活杂质并进行一定的扩散，完成浅结的形成。这样在加热激活中可以很大程度上忽略硅化物自身的影响。此外由于注入已经有了一定的深度，在随后的热处理中，对于杂质向下的扩散就不必考虑太多，重点是杂质的激活，这样既可以提高掺杂的浓度，又可以保证结的深度。相比较而言在目前主流的工艺中，在注入之后退火，则要兼顾浓度和深度的要求。这是因为在本发明中杂质已经注入到一定的深度，不象传统的工艺中杂质虽然已经激活分布了，但是在形成硅化物过程中，一是再度受热杂质会再扩散，二是杂质在硅化物中的分布跟在硅中的分布是不同的，因而还要考虑从硅化物中排出来的杂质再分布的问题。简而言之，本方法就是在形成硅化物后再形成浅结。本方法的另一个优点是省去了氧化物作为注入掩膜这道工序，直接用硅化物做掩膜。
本发明的具体操作步骤如下1、在硅衬底上先形成低电阻的硅化物，具体可采用如下方法(1)用稀释的氢氟酸清洁硅片表面；(2)通过PVD方法在硅片表面整片淀积形成硅化物所需的金属，如Co(钴)/Ti(钛)；(3)采用快速热退火方法，在较低温度如500-600℃下形成高电阻硅化物，如CoSi、等；(4)将不需要的和未反应的金属，如Co、Ti等，给腐蚀掉；(5)通过更高温度的快速热退火，如800-900℃，形成低电阻的硅化物，如CoSi2。
2、以低电阻硅化物如CoSi2为注入掩膜，完成源/漏结和栅极所需剂量的注入，使杂质浓度分布的峰值正好在硅化物下面3-10nm；3、采用高温快速热退火(RTP)方式，形成浅结。
在注入后的退火温度应在900℃以上，一般为900-1000℃。可以使用目前最新的快速热退火(RTP)方式，如SPIKE退火和IMPULSE退火，这些退火方式都能保证杂质的电学激活和分布深度。同时由于退火的时间非常短，不会破坏硅化物的质量。P型注入可以使用B(硼)或者BF2(二氟化硼)，剂量在1015/cm2-5×1015/cm，能量在30-50keV；N型注入则要使用As(砷)或者P(磷)，剂量在1015/cm2-5×1015/cm，能量在50-100keV。
本发明由于在硅化物形成之后再注入退火，保证了浅结的可靠性，并且具有结深易控制，结掺杂浓度高，杂质浓度的分布比较稳定等特点。本方法由于是注入后快速热退火，相对于从硅化物中扩散杂质的方式还具有重复性好的特点。此外相对主流工艺而言，还减少了一步氧化物做注入掩膜的工序。
图2是本方法中离子注入后，杂质浓度的峰值处于硅化物以下的图示。
图中标号1为硅衬底，2为硅化物，3为浅结，4为杂质原子。
3.采用快速热退火的方法，在较低温度，如550度，形成高电阻的硅化物，如CoSi4.将不需要的以及未反应的金属，如Co或者Ti金属，给腐蚀掉。
5.通过更高温度的快速热退火，如850度，形成低电阻的硅化物，如CoSi26.以硅化物为注入掩膜，如CoSi2，完成源/漏结和栅极剂量的注入，杂质浓度的峰值正好在硅化物下面，如5nm左右7.使用SPIKE退火或者IMPULSE退火等方式退火，形成浅结。
由上述方法制得浅结的可靠性好，结掺杂浓度高，杂质浓度分布比较稳定。
权利要求
1.一种集成电路制造工艺中形成浅结的方法，其特征在于，在硅衬底表面形成硅化物以后，通过离子注入的方法将杂质注入到硅化物下面，使杂质浓度分布峰值位于硅化物下3-10nm处，然后通过高温快速热退火，热激活形成浅结。
2.根据权利要求1所述的形成浅结的方法，其特征在于注入的杂质可用As或P，剂量为1015/cm2-5×1015/cm，能量在50-100keV。
3.根据权利要求1所述的形成浅结的方法，其特征在于注入的杂质可用B或BF2，剂量为1015/cm2-5×1015/cm，能量在30-50keV。
4.根据权利要求1所述的形成浅结的方法，其特征在于注入后的快速热退火可采用SPIKE退火或IMPULSE退火，退火温度为900-1000℃。
全文摘要
本发明是在集成电路制造工艺中一种形成浅结的方法。目前,都是在源漏注入后,退火激活成结了,才开始硅化物制备的工艺。使用这种方法,会引起可靠性的问题,主要是漏电。同时硅化物工艺对晶体管最终的性能也会有一定的影响。本发明是先形成硅化物再注入杂质、退火成结。在这里注入杂质的分布峰值处于硅化物以下,这样就避免了硅化物作为扩散源所带来的一些问题。通过注入将杂质注入到硅化物以下,具有结深容易控制、杂质浓度高、重复性好的特点,而且还减少了氧化物作为注入掩膜的工序,简化了工艺。
文档编号H01L21/324GK1385880SQ02112148
公开日2002年12月18日 申请日期2002年6月20日 优先权日2002年6月20日
发明者胡恒升 申请人:上海华虹(集团)有限公司