阱區(qū)制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種阱區(qū)制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]M0S 管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管)按其摻雜類型可以分為NM0S管和PM0S管，其標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1左側(cè)為PM0S區(qū)域，右側(cè)為NM0S區(qū)域。在芯片的制造過程中，需要先后經(jīng)過P阱(P-well)和N阱(Niell)的注入步驟，如圖2a?2b所示。N阱和P阱的注入范圍會在淺溝槽STI底部交匯，如圖2a中的a區(qū)域。但是交匯區(qū)不允許過多交疊，防止源漏極向襯底漏電。如圖2b所示，由于阱區(qū)交疊，使得NW的實(shí)際寬度a小于理想的寬度b，不利于實(shí)現(xiàn)阱區(qū)的隔離效果。傳統(tǒng)的制備過程中，在阱區(qū)PW注入過程中由于注入深度較深，需要厚度較厚的光阻層(30000埃左右)以對注入離子進(jìn)行阻擋。如此厚的光阻層在重力作用下其側(cè)壁會有一定的傾斜度如圖2a所示，斜面下方區(qū)域也會有離子注入，使得阱區(qū)NW的實(shí)際區(qū)域變小，隔離能力下降，易引起源漏極和襯底之間的漏電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要針對上述問題，提供一種隔離能力強(qiáng)的阱區(qū)制備方法。
[0004]一種阱區(qū)制備方法，用于制備具有第一摻雜類型阱區(qū)，包括步驟:提供襯底；在所述襯底表面形成具有第一厚度且邊緣垂直于所述襯底表面的第一光阻層，所述第一光阻層完全覆蓋所述襯底上需要制備第一摻雜類型阱區(qū)的區(qū)域；注入第二摻雜類型離子，在所述襯底上未被所述第一光阻層覆蓋區(qū)域形成第二摻雜類型阱區(qū)，在所述襯底上被所述第一光阻層覆蓋區(qū)域形成第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)；去除第一光阻層，形成第二光阻層，所述第二光阻層完全覆蓋所述第二摻雜類型阱區(qū)；在所述第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)注入第一摻雜類型離子以中和第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)中的第二摻雜類型離子；在經(jīng)過中和后的第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)注入第一摻雜類型離子，形成第一摻雜類型阱區(qū)。
[0005]在其中一個實(shí)施例中，所述在所述第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)注入第一摻雜類型離子以中和第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)中的第二摻雜類型離子的步驟中，注入的第一摻雜類型離子的能量為 100 ?200Kev，注入劑量為 0.5 X 1013 ?2 X 1013 cm 2。
[0006]在其中一個實(shí)施例中，所述在經(jīng)過中和后的第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)注入第一摻雜類型離子，形成第一摻雜類型阱區(qū)的步驟中，注入的第一摻雜類型離子的能量大于400Kev。
[0007]在其中一個實(shí)施例中，所述第一厚度為10000?20000埃。
[0008]在其中一個實(shí)施例中，所述第一厚度為15000埃。
[0009]在其中一個實(shí)施例中，所述第一摻雜類型為N型，所述第二摻雜類型為P型。
[0010]在其中一個實(shí)施例中，所述第一摻雜類型為P型，所述第二摻雜類型為N型。
[0011]上述阱區(qū)制備方法，通過形成具有第一厚度且邊緣垂直于襯底的第一光阻層來制備第二摻雜類型阱區(qū)以及第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)，并通過分兩次進(jìn)行第一摻雜類型離子的注入，以便在對第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)中的第二摻雜類型離子進(jìn)行中和后再進(jìn)行第一摻雜類型阱區(qū)的形成。形成的第二摻雜類型阱區(qū)和第一摻雜類型阱區(qū)的區(qū)域范圍可以得到嚴(yán)格控制，不會出現(xiàn)第二摻雜類型阱區(qū)注入范圍過大以及第一摻雜類型阱區(qū)區(qū)域過小的問題，且不存在第二摻雜類型阱區(qū)與第一摻雜類型阱區(qū)交匯區(qū)域，可以有效控制第一摻雜類型阱區(qū)的電阻大小，增加了第一摻雜類型阱區(qū)的隔離能力，使得阱區(qū)的隔離能力強(qiáng)。同時能夠提高第二摻雜類型阱區(qū)包裹源漏極的能力，避免源漏極和襯底之間的漏電。
【附圖說明】
[0012]圖1為M0S管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2a為傳統(tǒng)的P阱注入過程的示意圖；
[0014]圖2b為傳統(tǒng)的N阱注入過程的示意圖；
[0015]圖3為一實(shí)施例中的阱區(qū)制備方法的流程圖；
[0016]圖4為圖3所示實(shí)施例中的阱區(qū)制備方法中完成步驟S130后器件的剖視圖；
[0017]圖5為圖3所示實(shí)施例中的阱區(qū)制備方法中完成步驟S160后器件的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。在本說明書和附圖中，分配給層或區(qū)域的參考標(biāo)記η和p表示這些層或區(qū)域分別包括大量電子或空穴。進(jìn)一步地，分配給η或ρ的參考標(biāo)記+和一表示摻雜劑的濃度高于或低于沒有這樣分配到標(biāo)記的層中的濃度。在下文的優(yōu)選實(shí)施例的描述和附圖中，類似的組件分配有類似的參考標(biāo)記且該處省略其冗余說明。
[0019]如圖3所示為一實(shí)施例中的阱區(qū)制備方法，包括以下步驟。
[0020]步驟S110，提供襯底。
[0021]步驟S120,在襯底表面形成第一光阻層。
[0022]在襯底表面形成具有第一厚度且邊緣垂直于襯底表面的第一光阻層，第一光阻層完全覆蓋襯底上需要制備第一摻雜類型阱區(qū)的區(qū)域，且僅覆蓋需要制備第一摻雜類型阱區(qū)的區(qū)域。第一光阻層的厚度為10000?20000埃。在本實(shí)施例中，第一光阻層的厚度為15000埃。通過降低第一光阻層的厚度(相對于傳統(tǒng)的光阻層的厚度)，第一光阻層的邊緣垂直于襯底，在進(jìn)行摻雜離子注入時可以使得注入?yún)^(qū)域和濃度得到很好的控制。本領(lǐng)域人員應(yīng)當(dāng)理解，本說明書和權(quán)利要求書中的邊緣垂直并不是指嚴(yán)格意義上的完全垂直，而是指光阻層不會因?yàn)樘穸谥亓ο聦?dǎo)致邊緣塌陷，該塌陷會使得光阻層邊緣的形貌呈一斜面，而該斜面會由于厚度問題導(dǎo)致無法完全阻擋注入離子，造成襯底被注入離子的區(qū)域與期望的不同。而邊緣垂直于襯底的光阻層能夠使得襯底被注入離子的區(qū)域與期望的相同。
[0023]步驟S130，注入第二摻雜類型離子，形成第二摻雜類型阱區(qū)和第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)。
[0024]在形成有第一光阻層的結(jié)構(gòu)表面注入第二摻雜類型離子，形成如圖4所示的器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。具體地，在第一光阻層120未覆蓋區(qū)域形成第二摻雜類型阱區(qū)130，在第一光阻層120覆蓋區(qū)域則由于第一光阻層120的阻擋作用形成第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)140。
[0025]步驟S140，去除第一光阻層，形成第二光阻層。
[0026]將第一光阻層去除，并在第二摻雜類型阱區(qū)的表面形成第二光阻層以覆蓋第二摻雜類型阱區(qū)。第二光阻層的厚度可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定。
[0027]步驟S150，在第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)注入第一摻雜類型離子以中和第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)中的第二摻雜類型離子。
[0028]在第二光阻層的保護(hù)下注入第一摻雜類型離子。在本實(shí)施例中，注入的第一摻雜類型離子的能量為100?200Kev，注入劑量為0.5X1013?2X1013cm 2。通過注入第一摻雜類型離子，可以對已經(jīng)形成的第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)的第二摻雜類型離子進(jìn)行中和，便于S160中形成第一摻雜類型阱區(qū)，保證第一摻雜類型阱區(qū)的摻雜情況維持不變。
[0029]步驟S160，形成第一摻雜類型阱區(qū)。
[0030]圖5為完成步驟S160后器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。在第二光阻層的保護(hù)下向經(jīng)過中和后的第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)注入第一摻雜類型離子，形成第一摻雜類型阱區(qū)160。由于第二光阻層150的保護(hù)作用，第一摻雜類型離子不會注入到第二摻雜類型阱區(qū)130中去，可以很好的避免出現(xiàn)第一摻雜類型阱區(qū)160和第二摻雜類型阱區(qū)130在STI底部交匯的現(xiàn)象。在本步驟中，注入的第一摻雜類型離子的能量應(yīng)大于400Kev。
[0031]在本實(shí)施例中，第一摻雜類型為N型，第二摻雜類型為P型。在其他的實(shí)施例中，第一摻雜類型也可以為P型，第二摻雜類型為N型。
[0032]上述阱區(qū)制備方法，通過形成具有第一厚度且邊緣垂直于襯底的第一光阻層來制備第二摻雜類型阱區(qū)以及第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)，并通過分兩次進(jìn)行第一摻雜類型離子注入，以便在對第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)中的第二摻雜類型離子進(jìn)行中和后再進(jìn)行第一摻雜類型阱區(qū)的形成。形成的第二摻雜類型阱區(qū)和第一摻雜類型阱區(qū)的區(qū)域范圍可以得到嚴(yán)格控制，不會出現(xiàn)第二摻雜類型阱區(qū)注入范圍過大以及第一摻雜類型阱區(qū)區(qū)域過小的問題，且不存在第二摻雜類型阱區(qū)與第一摻雜類型阱區(qū)交匯區(qū)域，可以有效控制第一摻雜類型阱區(qū)的電阻大小，增加了第一摻雜類型阱區(qū)的隔離能力，使得阱區(qū)的隔離能力強(qiáng)。同時能夠提高第二摻雜類型阱區(qū)包裹源漏極的能力，避免源漏極和襯底之間的漏電。
[0033]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種阱區(qū)制備方法，用于制備具有第一摻雜類型阱區(qū)，包括步驟: 提供襯底； 在所述襯底表面形成具有第一厚度且邊緣垂直于所述襯底表面的第一光阻層，所述第一光阻層完全覆蓋所述襯底上需要制備第一摻雜類型阱區(qū)的區(qū)域； 注入第二摻雜類型離子，在所述襯底上未被所述第一光阻層覆蓋區(qū)域形成第二摻雜類型阱區(qū)，在所述襯底上被所述第一光阻層覆蓋區(qū)域形成第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)； 去除第一光阻層，形成第二光阻層，所述第二光阻層完全覆蓋所述第二摻雜類型阱區(qū)； 在所述第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)注入第一摻雜類型離子以中和第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)中的第二摻雜類型離子； 在經(jīng)過中和后的第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)注入第一摻雜類型離子，形成第一摻雜類型阱區(qū)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阱區(qū)制備方法，其特征在于，所述在所述第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)注入第一摻雜類型離子以中和第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)中的第二摻雜類型離子的步驟中，注入的第一摻雜類型離子的能量為100?200Kev，注入劑量為0.5X1013?2X 1013 cm 2。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阱區(qū)制備方法，其特征在于，所述在經(jīng)過中和后的第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)注入第一摻雜類型離子，形成第一摻雜類型阱區(qū)的步驟中，注入的第一摻雜類型離子的能量大于400Kev。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阱區(qū)制備方法，其特征在于，所述第一厚度為10000?20000埃。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阱區(qū)制備方法，其特征在于，所述第一厚度為15000埃。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阱區(qū)制備方法，其特征在于，所述第一摻雜類型為N型，所述第二摻雜類型為P型。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阱區(qū)制備方法，其特征在于，所述第一摻雜類型為P型，所述第二摻雜類型為N型。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種阱區(qū)制備方法，包括步驟：提供襯底；在所述襯底表面形成具有第一厚度且邊緣垂直于所述襯底表面的第一光阻層；注入第二摻雜類型離子，形成第二摻雜類型阱區(qū)以及第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)；去除第一光阻層，形成第二光阻層，所述第二光阻層完全覆蓋所述第二摻雜類型阱區(qū)；在所述第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)注入第一摻雜類型離子以中和第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)中的第二摻雜類型離子；在經(jīng)過中和后的第二摻雜類型擴(kuò)散區(qū)注入第一摻雜類型離子，形成第一摻雜類型阱區(qū)。上述阱區(qū)制備方法，不會出現(xiàn)第二摻雜類型阱區(qū)注入范圍過大以及第一摻雜類型阱區(qū)區(qū)域過小的問題，使得阱區(qū)的隔離能力強(qiáng)。
【IPC分類】H01L21/8238
【公開號】CN105336691
【申請?zhí)枴緾N201410375562
【發(fā)明人】李健, 許宗能
【申請人】無錫華潤上華科技有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2014年7月31日