一种pmos源漏区离子注入方法及pmos器件制造方法
【专利摘要】本发明提供一种PMOS源漏区离子注入方法及PMOS器件制造方法，包括：提供一衬底，所述衬底表面形成有栅极结构，所述栅极结构两侧形成有侧墙；以所述侧墙为掩蔽，在所述栅极结构两侧进行PMOS源漏区离子注入，使离子注入到衬底内；所注入离子包括氟和二氟化硼，所述氟和二氟化硼的注入在-100℃～-50℃的温度环境中进行。氟和二氟化硼注入在-100℃～-50℃的温度环境中进行，-100℃～-50℃的温度环境可抑制氟和二氟化硼注入时硅片的升温效应，因而能降低氟元素逃逸的速度，抑制光刻胶腐蚀现象。
【专利说明】—种PMOS源漏区离子注入方法及PMOS器件制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，尤其是一种PMOS源漏区离子注入方法及PMOS器件制造方法。
【背景技术】
[0002]在半导体制造工艺中，进行施主/受主元素注入时，经常使用非施主/受主元素进行共同注入，以达到所需要的辅助效果。
[0003]最常见的辅助注入元素有锗、硅、碳、氟、氮等等。各种元素的作用不一而别，例如锗和硅主要应用于预非晶化，碳主要应用于抑制扩散，氟主要应用于改善负偏压温度不稳定性(NBTI)和抑制短沟道效应(SCE)。
[0004]在PMOS的源漏区注入时，经常会使用二氟化硼(BF2)和氟(F)进行共同注入，因为氟的引入可以控制硼穿透栅氧化层造成的缺陷，从而改善负偏压温度不稳定性效应。在第一步注入二氟化硼前，对产品进行表面缺陷扫描，缺陷数量一般在可控范围内(如图1所示)。在注入二氟化硼后，对产品进行表面缺陷扫描，在光刻胶上有大量缺陷(如图2所示)。在第二步氟注入后，对产品进行表面缺陷扫描，往往会发现在光刻胶上有气泡(如图3所示)，即出现了光刻胶腐蚀的现象，从而导致所形成的PMOS可靠性降低。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种PMOS源漏区离子注入方法及PMOS器件制造方法，解决光刻胶腐蚀问题。
[0006]为了达到上述目的，本发明提供了一种PMOS源漏区离子注入方法及PMOS器件制造方法，包括:
[0007]提供一衬底，所述衬底表面形成有栅极结构，所述栅极结构两侧形成有侧墙；
[0008]以所述侧墙为掩蔽，在所述栅极结构两侧进行PMOS源漏区离子注入，使离子注入到衬底内；
[0009]所注入离子包括氟和二氟化硼，所述氟和二氟化硼的注入在-100°C?-50°C的环境中进行。
[0010]优选的，在上述的PMOS源漏区离子注入方法中，在进行氟和二氟化硼注入之前将娃片置于_100°C?-50°C的环境中的载体上一段时间。
[0011]优选的，在上述的PMOS源漏区离子注入方法中，在进行氟和二氟化硼注入之前将娃片置于_100°C?-50°C的温度环境中的载体上的时间为40秒?70秒。
[0012]优选的，在上述的PMOS源漏区离子注入方法中，所述PMOS源漏区离子注入是轻掺杂源漏区离子注入和/或重掺杂源漏区离子注入。
[0013]优选的，在上述的PMOS源漏区离子注入方法中，所述轻掺杂源漏区离子注入时离子浓度为113?114个/平方厘米。
[0014]优选的，在上述的PMOS源漏区离子注入方法中，所述重掺杂源漏区离子注入时离子浓度为115?116个/平方厘米。
[0015]相应的，本发明还提供一种PMOS器件制造方法，采用所述的PMOS源漏区离子注入方法。
[0016]优选的，在上述的PMOS器件制造方法中，所述PMOS源漏区离子注入后，还包括热退火处理的步骤。
[0017]优选的，在上述的PMOS器件制造方法中，所述热退火的温度范围为900°C?1100。。。
[0018]优选的，在上述的PMOS器件制造方法中，所述热退火的时间为10秒?60秒。
[0019]发明人研究发现，造成现有技术中出现光刻胶腐蚀的现象在于:二氟化硼注入和氟注入都贡献了氟的剂量，氟的总剂量太多，就会超过在硅衬底中的固溶度。在硅片进行注入时，由于自升温效应的存在，超出固溶度的氟元素会以气体形式逃逸出硅片衬底。逃逸出的氟气在临近的光刻胶上冷凝堆积并与其反应，进而对光刻胶造成腐蚀。被破坏处可能无法阻挡后续的离子注入，从而影响器件的总体性能。
[0020]在本发明中提供的PMOS源漏区离子注入方法及PMOS器件制造方法中，氟和二氟化硼注入在-100°c?-50°c的温度环境中进行，-100°c?-50°c的温度环境可抑制氟和二氟化硼注入时硅片的升温效应，因而能降低氟元素逃逸的速度，抑制光刻胶腐蚀现象，提高PMOS的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为二氟化硼注入前的硅片表面缺陷扫描图；
[0022]图2为二氟化硼注入后的硅片表面缺陷扫描图；
[0023]图3为氟注入后的硅片表面缺陷扫描图；
[0024]图4为本发明实施例的PMOS源漏区离子注入方法的流程图；
[0025]图5?6为本发明实施例的PMOS源漏区离子注入方法的示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合示意图对本发明的【具体实施方式】进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，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例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0027]发明人研究发现，发生大量氟析出的原因，在于二氟化硼注入和氟注入都贡献了氟的剂量，氟的总剂量太多，就会超过在硅衬底中的固溶度。在硅片进行注入时，由于自升温效应的存在，超出固溶度的氟元素会以气体形式逃逸出硅片衬底。逃逸出的氟气在临近的光刻胶上冷凝堆积并与其反应，进而对光刻胶造成腐蚀。被破坏处可能无法阻挡后续的离子注入，从而影响器件的总体性能。
[0028]本发明提供一种PMOS源漏区离子注入方法及PMOS器件制造方法，其中，所述PMOS源漏区离子注入方法包括:
[0029]提供一衬底，所述衬底表面形成有栅极结构，所述栅极结构两侧形成有侧墙；
[0030]以所述侧墙为掩蔽，在所述栅极结构两侧进行PMOS源漏区离子注入，使离子注入到衬底内；
[0031]所注入离子包括氟和二氟化硼，所述氟和二氟化硼的注入在-100°C?-50°C的温度环境中进行。
[0032]所述PMOS源漏区离子注入是轻掺杂源漏区离子注入或重掺杂源漏区离子注入。所述轻掺杂源漏区离子注入时离子浓度为113?114个/平方厘米，所述重掺杂源漏区离子注入时离子浓度为115?116个/平方厘米。
[0033]图4为本发明实施例的PMOS源漏区离子注入方法的流程图。图5?6为本发明实施例的PMOS源漏区离子注入方法的示意图。如图4所示，本发明提供的PMOS源漏区离子注入方法包括以下步骤:
[0034]步骤S11，如图5所示，提供一衬底101，所述衬底表面形成有栅极结构11，所述栅极结构两侧形成有侧墙102。所述衬底101主要采用硅，所述侧墙102可采用二氧化硅。
[0035]步骤S12，如图6所示，以所述侧墙102为掩蔽，在_100°C?_50°C的温度环境中，在所述栅极结构11两侧进行PMOS源漏区离子注入，使离子注入到衬底101内，形成PMOS源漏注入区104。所述PMOS源漏区离子注入的注入离子包括氟、二氟化硼，所述氟和二氟化硼的注入在温度环境中进行。
[0036]进行二氟化硼(BF2)和氟(F)注入，是因为氟的引入可以控制硼穿透栅氧化层造成的缺陷，从而改善负偏压温度不稳定性效应。
[0037]在-100°C?_50°C温度环境中，先将硅片置于-100°C?_50°C的温度环境的载体上60秒左右，所述温度环境为-100°C?_50°C，待硅片充分冷却后再进行注入，由于温度环境抑制了注入时硅片的升温现象，从而可以降低氟元素逃逸的速度，抑制光刻胶腐蚀现象。
[0038]PMOS器件由本发明实施例的PMOS源漏区离子注入方法形成。在所述PMOS源漏区离子注入后，还包括热退火处理的步骤。
[0039]所述快速热退火的工艺为:在氮气或者氩气等惰性气体环境中，退火温度为900°C?1100°C，退火时间为10秒?60秒。通过快速热退火，在激活杂质和消除离子注入产生缺陷的同时，可以利用瞬态增强扩散效应(TED)和自身热扩散，使结变更为缓变，能达到降低漏端沟道表面电场、抑制热载流子注入(HCI)效应的目的。当然，在其他实施例中，也可以采用其他的退火方式，应能达到类似的效果。
[0040]综上，在本发明实施例提供的PMOS源漏区离子注入方法及PMOS器件制造方法中，氟和二氟化硼注入在-100°C?-50°c的温度环境中进行，-100°c?-50°c的温度环境可抑制氟和二氟化硼注入时硅片的升温效应，因而能降低氟元素逃逸的速度，抑制光刻胶腐蚀现象。
[0041]上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属【技术领域】的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种PMOS源漏区离子注入方法，其特征在于，包括: 提供一衬底，所述衬底表面形成有栅极结构，所述栅极结构两侧形成有侧墙； 以所述侧墙为掩蔽，在所述栅极结构两侧进行PMOS源漏区离子注入，使离子注入到衬底内； 所注入离子包括氟和二氟化硼，所述氟和二氟化硼的注入在-100°C?_50°C的温度环境中进行。
2.如权利要求1所述的PMOS源漏区离子注入方法，其特征在于，在进行氟和二氟化硼注入之前将娃片置于-100°c?-50°C的温度环境中的载体上一段时间。
3.如权利要求2所述的PMOS源漏区离子注入方法，其特征在于，在进行氟和二氟化硼注入之前将娃片置于_100°C?-50°C的温度环境中的载体上的时间为40秒?70秒。
4.如权利要求1所述的PMOS源漏区离子注入方法，其特征在于，所述PMOS源漏区离子注入是轻掺杂源漏区离子注入或重掺杂源漏区离子注入。
5.如权利要求4所述的PMOS源漏区离子注入方法，其特征在于，所述轻掺杂源漏区离子注入时离子浓度为113?114个/平方厘米。
6.如权利要求4所述的PMOS源漏区离子注入方法，其特征在于，所述重掺杂源漏区离子注入时离子浓度为115?116个/平方厘米。
7.一种PMOS器件制造方法，其特征在于，采用如权利要求1?4中任一项所述的PMOS源漏区离子注入方法。
8.如权利要求7所述的PMOS器件制造方法，其特征在于，所述PMOS源漏区离子注入后，还包括热退火处理的步骤。
9.如权利要求8所述的PMOS器件制造方法，其特征在于，所述热退火的温度范围为900。。?1100。。。
10.如权利要求8所述的PMOS器件制造方法，其特征在于，所述热退火的时间为10秒?60秒。
【文档编号】H01L21/266GK104241106SQ201410443793
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】邱裕明, 肖天金, 余德钦 申请人:上海华力微电子有限公司