减小瞬态增强扩散的离子注入方法

专利名称：减小瞬态增强扩散的离子注入方法
技术领域：
0001本发明涉及减小瞬态增强扩散的离子注入方法。
背景技术：
0002瞬态增强扩散(TED)，特别是在半导体器件的硅(Si)衬底 中的浅掺杂层(诸如硼层)的瞬态增强扩散是众所周知的问题。
0003当浅掺杂层或区域(诸如硼层)通过离子注入形成于半导体 衬底中时，结深度不仅取决于离子注入能量，而且还可能取决于在后 续热处理期间当注入的离子迁移通过晶格时的沟道效应和诸如TED的 现象。已知，可以用预非晶化(pre-咖orphisation)技术，例如利用 诸如硅、锗和氟的非电活性的离子使半导体衬底非晶化，以便消除沟 道效应。然而，预非晶化注入会在衬底中产生与下面的结晶半导体材 料相邻的非结晶表面层，并且在非结晶/结晶(a/c)界面之外产生大 量缺陷。这些晶体缺陷一般称作末端区(E0R)缺陷。已知，这种缺陷 在随后的热退火处理和半导体器件的激活期间会使先前注入的掺杂剂 离子的扩散增强。还已知，在热处理(退火和激活)期间，非结晶层 再结晶，并且E0R缺陷会溶解向结构的表面有效迁移的半导体间隙原 子(interstitial),以致它们出现在表面掺杂层中以提供TED的机制。
0004已知的是，TED提高了掺杂层中的掺杂剂的扩散率，因而增加 了浅掺杂层的深度。为了实现减小半导体器件的尺寸的愿望，已经提 议几种技术以通过减小E0R缺陷来减小TED的效应，从而减小掺杂层 的深度。
0005W0 03/049163描述了通过提供一位于表面注入硼层和非结晶/ 结晶(a/c)界面之外的EOR缺陷之间、富含俘获元素的层来减小或消 除TED。然后，在热处理期间，迁移缺陷基本上被该层终止或俘获，并
且不能向上迁移至表面，以提供硼层中的TED机制。因此，可以在衬 底中形成较浅的结，并可以具有较陡的分布曲线(profile)。
0006虽然上面的PCT公开指出在非晶化注入之前或之后，可以通 过注入来引入俘获元素层(典型地是碳原子)，但在那个申请中详细描 述的实施例用分子束外延(MBE)在硅衬底上生长富含硅的碳层，然 后再覆盖上一层纯硅。该PCT申请还指出重要的是避免碳原子出现 在活性硼结区域，以避免损害结的电特性。
0007本发明提出了一种注入工序，其通过纯注入技术提供了减小 TED的优势。

发明内容
0008根据本发明的第一方面，提供一种离子注入的方法，该方法 包括以下步骤提供半导体衬底，在所述半导体衬底中以第一注入能 量执行预非晶化注入，在所述半导体衬底中以第二注入能量执行缺陷 俘获元素的注入，以及在所述半导体衬底中执行掺杂剂的注入以提供 浅结，其中所述第一注入能量和所述第二注入能量的比率在10-40%的 范围内。
0009根据本发明，向衬底提供第一能量的预非晶化注入(典型地 是锗)，第二能量的缺陷俘获元素(典型地是碳)的注入，以及期望掺 杂剂(典型的是硼)的注入，以提供浅结。显然，预非晶化注入的能 量应当足够大以使非结晶/结晶界面在浅硼层的下面很多。我们已经发 现就最小化TED而言，在后续的注入热处理期间，如果以锗非晶化 注入能量的大约四分之一的能量来注入碳，可以获得最好的结果。然 后，碳密度随深度的峰值在非结晶/结晶(a/c)界面之上。而且，对 碳峰值必要的是比硼层更深。如果非晶化注入以较高的能量进行，形 成较深的a/c界面，则碳注入能量和锗非晶化注入能量的比率可以小 于四分之一。
0010总之，对非晶化注入和俘获元素的注入之间的能量比率加以 选择，以使俘获元素位于浅结和在半导体衬底的非晶半导体材料和结
晶半导体材料之间的界面(即，a/c界面)之间，以俘获迁移到衬底的 表面的间隙原子。对于其它材料，可以导出非晶化注入和俘获元素的 注入之间能量的类似比率。 一种非晶化的替代方案是硅离子的注入。 可作为缺陷俘获元素的其它元素是氮和氟。
0011根据本发明的第二方面，提供一种离子注入方法，其包括以 下步骤提供半导体衬底；在所述半导体衬底中以一注入方向执行预 非晶化注入，该注入方向与所述半导体衬底的表面法线之间的角度在 20-60°的范围内；以及，在所述半导体衬底中执行掺杂剂的注入以提 供浅结。
0012根据第二方面的方法可以进一步包括在半导体衬底中执行缺 陷俘获元素的注入的步骤。
0013本发明第二方面的一个特征是此角度在35-40。的范围内。
0014在半导体衬底中以提供浅结的掺杂剂注入，可以包括执行注 入，以使注入的方向与所述半导体衬底的表面法线之间的角度在 20-60°的范围内。
0015要意识到，上述的第二方面可以单独使用或者结合上述的第 一方面使用。
0016根据本发明的第三方面，提供一种离子注入方法，其包括以 下步骤提供硅衬底；在半导体衬底中以第一注入能量执行第一预非 晶化注入；在半导体衬底中以第二注入能量执行第二预非晶化注入； 以及，在半导体衬底中执行掺杂剂的注入以提供浅结，其中第一注入 能量大于第二注入能量。
0017替代地，根据第三方面的方法包括以下步骤提供硅衬底； 在半导体衬底中以第一注入剂量执行第一预非晶化注入；在半导体衬 底中以第二注入剂量执行第二预非晶化注入；以及，在半导体衬底中 执行掺杂剂的注入以提供浅结，其中第一注入剂量大于第二注入剂量。
0018而且，要意识到，第一预非晶化注入步骤的注入能量和注入 剂量都可以大于第二预非晶化注入步骤的注入能量和注入剂量。
0019要意识到，上述的第三方面可以单独使用或者结合上述的第 一方面和/或上述的第二方面或它们的组合。


0020现在将仅通过示例，参考附图，对本发明的离子注入方法进 行描述，其中
0021图l是示意的横截面图，其显示了部分半导体衬底的不同层， 以及在热处理前不同注入能量的碳俘获元素的位置；
0022图2显示了不同碳俘获元素能量的硼层SIMS (次级离子质谱) 分布曲线；
0023图3显示了与不同的锗预非晶化能量对应的不同a/c界面的 硼层SIMS分布曲线；
0024图4显示了不同碳俘获元素能量的硼层SIMS分布曲线；
0025图5是示意的横截面图，其显示了在热处理前、在与半导体 衬底的表面法线成(T度的预非晶化注入之后，部分半导体衬底的的不 同层；
0026图6是示意的横截面图，其显示了在热处理前、在与半导体 衬底的表面法线成30。度的预非晶化注入之后，部分半导体衬底的的不 同层；
0027图7是示意的横截面图，其显示了在热处理前、在与半导体 衬底的表面法线成40°度的预非晶化注入之后，部分半导体衬底的不同 层；
0028图8是透射电子显微镜(TEM)图，其显示了在与半导体衬底 的表面法线成0°度的预非晶化注入以及接着进行退火工艺之后半导体 衬底的横截面；
0029图9是TEM图，其显示了在与半导体衬底的表面法线成30° 度的预非晶化注入以及接着进行退火工艺之后半导体衬底的横截面；0030图10是TEM图，其显示了在与半导体衬底的表面法线成40° 度的预非晶化注入以及接着进行退火工艺之后半导体衬底的横截面； 和
0031图11显示了对于不同倾斜角度、不同退火温度的薄膜电阻图。
具体实施例方式
0032现在将参考附图，对表明本发明优势的实验进行描述。
0033如解释的，本发明的第一方面是关于俘获元素(碳)和非晶 化(锗)注入能量之间的比率，以通过共同注入例如锗(Ge)、碳(C) 及硼(B)和使用尖峰(spike)退火来形成最浅、最突变结。上述PCT 申请的作者描述了碳在非晶化深度内的位置，而没有讨论硼的瞬时增 强扩散(TED)减少与该碳层在非晶层内的位置的相关性。
0034我们建议，注入碳并优化碳的位置，从而形成最浅、最突变 结，并且有效地减少硼的TED。
0035我们发现，碳能量应该在锗能量的10-40%范围内，并且优选 为25%，否则硼的减少不处于最优值。我们用两种不同的非晶层(300A 和1100A)对此进行了实验验证。
0036图1显示了在退火前的部分半导体衬底45 (在实验中使用硅 衬底)，该部分衬底具有进行注入所通过的表面15，在硅衬底45中由 预非晶化工艺形成的非晶硅区或层25，以及硅衬底45中的晶体硅区 35。为了获得1100A深的非晶层，我们用80keV (千电子伏)以1E15 剂量注入锗。我们用lkev、 10kev、 37kev和60kev，以2E14、 1E15、 3E15、 4E15y离子/平方厘米的剂量注入碳。碳俘获元素在硅衬底中的 结果位置示于图l:位置10对应于剂量为2E14离子/平方厘米、lkev 的碳注入能量，位置20对应于剂量为1E15离子/平方厘米、10 kev 的碳注入能量，位置30对应于剂量为犯15离子/平方厘米、37 kev 的碳注入能量，位置40对应于剂量为4E15离子/平方厘米、60 kev 的碳注入能量。
0037通过增加剂量和提高碳能量，我们维持一个恒定峰值的碳原
子浓度0.5at% (原子百分数)。
00381 kev, 10 kev， 37 kev和60 kev的碳能量将碳分别定位在 0.5 keV的硼参考点(Rp),在硼和a/c界面之间，在a/c界面的右边 (超出该区域将产生EOR缺陷)，和远离a/c界面的晶体硅中。
0039所有样品以0.5 keV、 1E15离子/平方厘米注入硼，并以1050 度尖峰退火。
0040用四种不同碳能量所获得的硼SIMS分布曲线示于图2。显然 的是
1- 最优碳能量需要是10 kev以有效地减少硼TED。
2- 碳需要被定位在非晶层之内，而不在a/c界面或其以外的地方。
3- 碳不应当与硼重叠。
0041需要回答的问题是如果10kev的C是将碳定位在非晶层内 的最优碳能量，贝IJ1100A是非晶层的最小深度吗？或者是否存在最小 深度阈值？超过该阈值，10 kev的碳能量将不足以减少硼TED。
0042为了回答这个问题，我们分别保持硼和碳能量不变至0. 5 keV 和10 kev，我们通过以5 keV， 10 kev和40 keV和80 keV注入锗来 改变非晶化深度。
0043相应结的硼SIMS分布曲线示于图3，图中还显示了注入10 kev 碳的位置以及对应于不同Ge能量的不同a/c界面。
0044显然，利用5和10 kev的锗，最大的碳浓度(如注入峰值) 将位于400A，这会超出由分别对应于100和180A的两个锗能量所生成 的a/c界面。
0045利用40 keV，或80 keV的锗能量，获得基本相同的结，因此 最小的锗能量为40 keV，其对应于大约580A的非晶化深度。
0046该40 keV的最小锗能量是碳能量的四倍。
0047为了验证最小锗能量和碳能量之间的能量比为4，我们将锗以
20keV、 1E15的剂量注入一组晶片中，并以0.5keV、 1E15离子/平方 厘米注入硼。碳以不同的能量2 keV, 5 keV, 6 keV, 7 keV， 8 keV 和10 kev进行注入。
0048从示于图4的硼SIMS分布曲线中，显然的是
1- 碳共同注入工艺对碳能量非常敏感，即通过将碳能量仅增加1 kev， 该结就发生变化。
2- 当使用10kev的碳时，最大的碳浓度(如注入峰值)位于大约400A, 这使其位于由20 keV Ge (300A的非晶化深度)所产生的a/c界面之 外。这解释了在8 keV和10 kev的碳之间出现的相反行为。
3- 最优的碳能量为5 keV,这验证了在用80 keV Ge预非晶化的先前实 验中所见的碳和锗之间一比四的能量比率。
0049要明白，尽管本发明的第一方面已经在上文关于碳俘获元素， 预非晶化锗注入，硅衬底和硼浅结进行了描述，但这只是便于解释， 并不旨在进行限制。基于这里给出的说明书，本领域的技术人员会理 解可以使用各种材料。例如，预非晶化注入工艺可以包括向半导体衬 底注入以下半导体材料中的任何一种锗，硅，锑，氟或类似物质。 缺陷俘获元素可以是以下材料中的任何一种碳，氮和氟或类似物质。
掺杂剂可以是以下材料中的任何一种硼，砷和磷或类似物质。半导体衬底可以是硅衬底，砷化镓衬底或类似衬底。
0050还要明白，注入步骤可以以任何特定顺序进行。
0051我们还设计了一种用倾斜来预非晶化例如锗，氙，氩，锑， 铟，锶，砷(As或As2)注入的方法。使用倾斜注入的优势是EOR缺 陷被消除或至少基本减少。这意味着该倾斜注入方法可以结合例如激 光退火的非平衡退火工艺进行使用。
0052下文将对倾斜方法进行描述，它可以与上文描述的方法结合 使用或单独使用。
0053根据本发明的离子注入的倾斜方法包括以下步骤提供半导
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体衬底；在半导体衬底中以一注入方向执行预非晶化注入，该注入方 向与所述半导体衬底的表面法线之间的角度在20-60°的范围内；以及， 在半导体衬底中执行掺杂剂的注入以提供浅结。
0054也可以使用在半导体衬底中执行缺陷俘获元素的注入的步骤。
0055根据本发明第二方面的倾斜方法的特征可以包括执行预非晶 化注入的步骤，其进一步包括以与注入角度有关的能量注入预非晶化 材料。
0056现在参考图5-7，它们显示了退火前的半导体衬底100的一部 分(在实验中使用硅衬底)，其具有进行注入所经过的表面102，在硅 衬底100中由预非晶化工艺形成的非晶硅区或层104，以及硅衬底100 中的晶体硅区106。非晶硅区104和晶体硅区106之间的a/c界面是由 参考数字110表示的。EOR缺陷108在注入期间产生并聚集在a/c界面 110下面的晶体硅区106。
0057图5显示了当以衬底100的表面法线方向即倾斜角0-O'进行 预非晶化注入时，a/c界面110和E0R缺陷108的位置。
0058图6显示了当以与衬底100的表面法线成30°的注入方向即倾 斜角P-30。进行预非晶化注入时，a/c界面110和EOR缺陷108的位置。
0059图7显示了当以与衬底100的表面法线成40°的注入方向即倾 斜角6i-40'进行预非晶化注入时，a/c界面110和EOR缺陷108的位置。
0060从图5-7中可以看出，增加倾斜角的效果是减少了衬底的表 面102和a/c界面110之间的距离。这归因于简单的三角学。注入离 子在注入方向上穿透一距离。当注入的方向与硅衬底的表面法线有一 角度时(此角度=倾斜角)，穿透的深度相比没有倾斜时减小了c。W， 这里6是倾斜角。
0061此外，减少了 EOR缺陷108和a/c界面110之间的距离。对 同样的非晶化注入能量在无倾斜下注入时，a/c界面深度减小了，但 EOR的a/c界面之下的深度也减小了。因为EOR缺陷更接近a/c界面， 所以从统计学上讲，他们在随后诸如退火工艺的热处理期间更易于被
再结晶到衬底的非晶层的再结晶体上。因此，当E0R缺陷外延地由于 热处理再次生长时，它将溶解或被吸收到非晶层，得到质量良好的晶 体材料，而EOR缺陷已被消除或至少基本上减少。例如，20keV 1E15 锗预非晶化注入产生离衬底表面30nm深度的a/c界面，并且EOR缺陷 的位置会在离衬底的表面大约50-55nm处。
0062倾斜角可以在20-60。的范围内，并仍能提供上述优势。然而， 倾斜角优选为35-40°。
0063注意，注入能量可以随着倾斜角U)的增大而提高(例如， 增大cos"，以使非晶硅区106的整体厚度与倾斜角e-0。时一样(即， a/c界面IIO位置是相同的)。然而，在此情况下，EOR缺陷会接近a/c 界面110 (与没有倾斜注入时EOR缺陷的位置相比)的现象仍会发生， 以致EOR缺陷接近a/c界面110，因此从统计学上更可能被a/c界面吸 收。结果是EOR缺陷被消除或至少基本上减少。
0064图8-10显示了在分别以20， 23， 26 keV和1E15的剂量将锗 注入到硅衬底，接着以1325T分别为(T角注入倾斜、3(T角注入倾斜和 40。角注入倾斜进行激光退火之后，半导体衬底的横截面的TEM图。硅 衬底的表面是由参考数字102表示的。EOR缺陷是由参考数字108表示 的。在图10中可以看出，在倾斜角越大的情况下，EOR缺陷已基本消 失。
0065倾斜注入，其中注入的方向与衬底的表面成一角度的，例如 锗/氙预非晶化注入(PAI)使EOR缺陷接近严重破坏的或非结晶/结晶
(a/c)界面的边缘。该EOR缺陷将被耦合到非晶层。通过消除或基本 减少EOR缺陷，这可以减小与EOR缺陷的存在有关的结漏电，从而提 高了器件性能。
0066将倾斜方法用于预非晶化注入的另一个优势是，当EOR缺陷 的数目随着倾斜角度增大而减小时，减少了掺杂区的TED。这致使掺杂 区的更佳激活，减少薄膜电阻(Rs)，其使得器件性能更好。这可以从 图11中看出，图11显示了不同倾斜角和不同激光退火工艺温度下的 不同薄膜电阻(Rs)。
0067以一倾斜角限定注入还可以导致减少离子的横向离散(基于 三角学)，这减小了注入分布曲线的"宽度"并增加了分布曲线后缘的 陡度。当使用倾斜角来注入结区时，这两种效果都有助于改善所成形 的结。
0068退火工艺，诸如传统的快速热退火或者例如激光或闪退火 (flash annealing)或其它方式的非平衡/无扩散退火，在短时间内 使用髙温，因此一般提供掺杂区域的不良激活，原因是没有足够的时 间使EOR缺陷被吸收在再结晶体上。由于以一角度进行预非晶化注入 的方法减少了 EOR缺陷，所以此方法可以与传统的快速热退火或者诸 如激光或闪退火或其它方式的非平衡/无扩散退火结合使用。这些退火 工艺的优势是改善了器件激活，从而提高器件性能。
0069该方法还可以用作多于两种注入物(例如，预非晶化倾斜注 入和掺杂区域倾斜注入和/或俘获元素倾斜注入)的共同注入方案的一 部分，其中一个或多个注入可以以一倾斜角度进行。
0070文献中的报告指出，碳通过吸收间隙原子有助于消除EOR缺 陷。通过优化预非晶化注入以及碳与硼的剂量和能量，调节硼在硅中 的固溶度是可能的。通过结合最佳PAI/C/B注入和激光退火，在无显 著扩散下获得很高的激活水平是可能的。
0071根据本发明第三方面的方法包括以下步骤 提供硅衬底；
在半导体衬底中以第一注入能量执行第一预非晶化注入； 在半导体衬底中以第二注入能量执行第二预非晶化注入；和 在半导体衬底中执行掺杂剂的注入以提供浅结，其中第一注 入能量大于第二注入能量。
0072要意识到，可能存在多于两个的预非晶化注入步骤，并且第 一和第二预非晶化步骤可以以任意次序进行。
0073通过改变不同预非晶化步骤的注入能量，不同步骤的EOR缺 陷位于晶体硅区中的不同位置。较低的能量注入步骤产生的EOR缺陷
比较髙能量的注入步骤(或几个步骤)更接近a/c界面。较低能量的 EOR缺陷将较高能量的EOR缺陷连接到a/c界面。结果是，在最远的 EOR缺陷(即，离a/c界面最远的那些EOR缺陷)和a/c界面之间提供 EOR缺陷路径，这易于在诸如退火的热处理时由a/c界面吸收EOR缺陷。 如上述讨论，这致使消除或基本减少EOR缺陷。消除或减少EOR缺陷 的优势在上文已进行了描述。
0074对第一和第二注入的能量值进行设置，以致它们的结合大致 等于一个典型的预非晶化注入步骤的能量。换言之，典型的预非晶化 注入步骤根据第三方面被一分为二成第一和第二注入步骤。例如，对 于一个具有能量El和剂量D的典型预非晶化步骤，第一预非晶化注入 步骤是第一能量为El，剂量在0. 5D-1D的范围内，第二注入步骤是第 二能量为E2，其中E2在0. 7E1-0. 95E1的范围内，并且剂量在0. 3D-0. 5D 的范围内。因此，第一和第二剂量的总和可能是D的100-150%。
0075作为一个实例，第一预非晶化注入步骤包括以18 keV 7E14 的剂量注入锗，而第二预非晶化注入步骤包括以16 keV 5E14的剂量 注入锗。
0076本发明的第三方面可以单独使用，或与根据上述第一方面的 方法一起使用和/或与根据上述第二方面的方法一起使用或者它们任 意结合使用。
0077要意识到，代替具有不同注入能量的不同预非晶化注入步骤， 本发明的第三方面可以具有不同注入剂量的不同预非晶化注入步骤。 对EOR缺陷位置的影响与不同注入能量的影响相同EOR缺陷路径形成 于最远的EOR缺陷和a/c界面之间。
0078对第一和第二注入剂量值进行设置，以使其结合基本等于一 个典型的预非晶化注入步骤的剂量。换言之，根据第三方面，典型的 预非晶化注入步骤被一分为二成第一和第二注入步骤。例如，对于一 个具有剂量D的典型预非晶化步骤，第一注入剂量是在D的50-100% 范围内，第二注入步骤是D的30-50%。因此，第一和第二剂量的总和 会是D的100-150%。
权利要求
1.一种离子注入方法，包括以下步骤a)提供半导体衬底；b)在所述半导体衬底中以第一注入能量执行预非晶化注入；c)在所述半导体衬底中以第二注入能量执行缺陷俘获元素的注入；和d)在所述半导体衬底中执行掺杂剂的注入以提供浅结，其中所述第一注入能量和所述第二注入能量的比率在10-40％的范围内。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述比率大致为25%。
3. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中执行预非晶化 注入步骤包括将以下半导体材料中的任何一种注入到所述半导体衬 底锗，硅，氟，锑。
4. 根据前面任何一项权利要求所述的方法，其中所述缺陷俘获元 素是以下材料中的任何一种碳，氮和氟。
5. 根据前面任何一项权利要求所述的方法，其中执行预非晶化注入步骤包括将锗注入到所述半导体衬底，其中所述缺陷俘获元素是碳，且其中所述第一注入能量和所述第二注入能量的比率大致为25%。
6. 根据前面任何一项权利要求所述的方法，其中步骤b)， c)和 d)是以任意顺序执行的。
7. 根据前面任何一项权利要求所述的方法，其中所述掺杂剂是以 下材料中的任何一种硼，砷和磷。
8. 根据前面任何一项权利要求所述的方法，其中执行预非晶化注入步骤包括执行注入，以致注入方向与所述半导体衬底的表面法线之间的角度在20-60°范围内。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中步骤d)包括执行注入，以 致注入方向与所述半导体衬底的表面的法线之间的角度在20-60°范围 内。
10. —种离子注入方法，包括以下步骤a) 提供硅衬底；b) 在所述硅衬底中以第一注入能量执行锗的预非晶化注入；c) 在所述硅衬底中以第二注入能量执行包含碳的缺陷俘获元素的 注入；和d) 在所述硅衬底中执行硼掺杂剂的注入以提供浅结，其中所述第 一注入能量和所述第二注入能量的比率大致为25%。
11. 一种离子注入方法，包括以下步骤a) 提供半导体衬底；b) 在所述半导体衬底中以一注入方向执行预非晶化注入，该注入 方向与所述半导体衬底的表面法线之间的角度在20-60°范围内；和c) 在所述半导体衬底中执行掺杂剂的注入以提供浅结。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中所述角度在35-40°范围内。
13. 根据权利要求11或权利要求12所述的方法，其中执行预非 晶化注入的步骤进一步包括以一注入能量注入预非晶材料，该注入能 量取决于注入角度。
14. 根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其中步骤c)包括 执行注入，以致注入方向与所述半导体衬底的表面法线之间的角度在 20-60°范围内。
15. 根据权利要求11-14中任一项所述的方法，进一步包括 d)在所述半导体衬底中执行缺陷俘获元素的注入。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中步骤b)包括在所述半导 体衬底中以第一注入能量执行预非晶化注入，其中步骤d)包括在所述 半导体衬底中以第二注入能量执行缺陷俘获元素的注入，且其中所述 第一注入能量和所述第二注入能量的比率在10-4096的范围内。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述比率大致为25%。
18. 根据权利要求11-17中的任一项所述的方法，其中执行预非 晶化注入步骤包括将以下半导体材料中的任何一种注入到所述半导体 衬底锗，硅，氟。
19. 根据权利要求15-17中的任何一项所述的方法，其中所述缺 陷俘获元素是以下材料中的任何一种碳，氮和氟。
20. 根据权利要求16或权利要求17所述的方法，其中执行非晶 化注入步骤包括将锗注入到所述半导体衬底，其中所述缺陷俘获元素 是碳，且其中所述第一注入能量和所述第二注入能量的比率大致为 25%。
21. 根据权利要求15-17中的任何一项所述的方法，其中步骤b)， c)和d)是以任意顺序执行的。
22. 根据权利要求11-21中的任一项所述的方法，其中所述掺杂 剂是以下所述材料中的任何一种硼，砷和磷。
23. 根据权利要求11-22中的任一项所述的方法，进一步包括执 行退火工艺的步骤。
24. 根据权利要求23所述的方法，其中所述退火工艺包括快速热 退火和非平衡退火中的一种。
25. —种离子注入方法，包括以下步骤a) 提供硅衬底；b) 在所述硅衬底中以一注入方向执行锗的预非晶化注入，该注入 方向与所述硅衬底的表面法线之间的角度在20-60°的范围内；和d)在所述硅衬底中执行硼掺杂剂的注入以提供浅结。
26. —种离子注入方法，包括以下步骤 提供硅衬底；在所述半导体衬底中以第一注入能量执行第一预非晶化注入； 在所述半导体衬底中以第二注入能量执行第二预非晶化注入；和 在所述半导体衬底中执行掺杂剂的注入以提供浅结，其中所述第 一注入能量大于所述第二注入能量。
27. —种离子注入方法，包括以下步骤 提供硅衬底；在所述半导体衬底中以第一注入剂量执行第一预非晶化注入； 在所述半导体衬底中以第二注入剂量执行第二预非晶化注入；和 在所述半导体衬底中执行掺杂剂的注入以提供浅结，其中所述第 一注入剂量大于所述第二注入剂量。
全文摘要
一种离子注入方法，包括以下步骤提供半导体衬底；在所述半导体衬底中以一注入方向执行预非晶化注入，该注入方向与所述半导体衬底的表面法线之间的角度在20-60°范围内；以及，在所述半导体衬底中执行掺杂剂的注入以提供浅结。在本发明的一个特征中，所述方法进一步包括在半导体衬底中执行缺陷俘获元素的注入，并且所述预非晶化注入步骤是以第一注入能量执行的，而缺陷俘获元素的注入是以第二注入能量执行的，所述第一注入能量和所述第二注入能量的比率在10-40％的范围内。
文档编号H01L21/324GK101103443SQ200580043582
公开日2008年1月9日 申请日期2005年12月17日 优先权日2004年12月17日
发明者A·阿勒巴亚提, H·格拉欧里, M·A·福德 申请人:应用材料有限公司