一種半導體器件中飽和電流性能的控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體器件制造領域，尤其涉及一種半導體器件中飽和電流性能的控制方法。
【背景技術】
[0002]離子注入是一種離子摻雜工藝，通過該工藝可以將高能量離子摻雜至襯底中以獲取理想的摻雜濃度和結(jié)深。
[0003]由于離子注入工藝是一種不均衡的工藝制程，注入的元素不受擴散系數(shù)、溶解度和相位平衡約束條件影響，當襯底材料變?yōu)槠胶鉅顟B(tài)后，注入元素在一種規(guī)定的分布中擴散。離子注入的過程中，會在襯底表面逐漸形成并積累正電荷，這會阻斷后續(xù)離子繼續(xù)注入到襯底中，如果不將這些正電荷進行去除，會導致飽和電流的表現(xiàn)異常。正電荷可通過電子來進行中和，因此，為了能夠?qū)㈦x子注入過程中產(chǎn)生的正電荷進行去除，通常在離子注入的過程中，在襯底表面通入固定流量的電子流，從而中和掉襯底表面的正電荷。
[0004]但是，由于離子的差異性，正電荷具有不同的電勢，采用一個固定的電子流極易導致中和不充分，最終可能引起注入的離子量不足，并導致器件性能漂移。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種半導體器件中飽和電流性能的控制方法。
[0006]本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案為:
[0007]—種半導體器件中飽和電流性能的控制方法，其中，所述方法包括:
[0008]步驟S1、在一半導體襯底的離子注入工藝的過程中，采用預設的初始流量的電子流作用于所述半導體襯底，以中和該半導體襯底的表面上的正電荷；
[0009]步驟S2、獲取該半導體襯底上的正電荷的中和情況，并根據(jù)該中和情況，對該半導體襯底的離子注入工藝進行調(diào)整，以使該半導體襯底中的離子注入效果滿足需求。
[0010]所述的方法，其中，步驟S2中還包括:
[0011]步驟S21、獲取該半導體襯底上的正電荷的中和情況；
[0012]步驟S22、若所述中和情況反映出中和充分，則該半導體襯底中的離子注入效果滿足需求;
[0013]若所述中和情況反映出中和不充分，則對該半導體襯底進行額外的離子注入工藝，以使該半導體襯底中的離子注入效果滿足需求；
[0014]步驟S23、根據(jù)所述中和情況，對所述電子流的初始流量進行修正，以用于后續(xù)其他半導體襯底的離子注入工藝中。
[0015]所述的方法，其中，所述電子流均由低速電子構成。
[0016]所述的方法，其中，所述低速電子為通過惰性氣體產(chǎn)生的二次電子。
[0017]所述的方法，其中，所述惰性氣體為氙氣。
[0018]所述的方法，其中，所述低速電子通過一淹沒式等離子體槍發(fā)射，以形成所述電子流。
[0019]所述的方法，其中，步驟S3中，通過一實時監(jiān)控器獲取所述半導體襯底上的正電荷的中和情況。
[0020]所述的方法，其中，所述方法還包括:
[0021]步驟S3、對所述半導體襯底進行可接受性測試。
[0022]上述技術方案具有如下優(yōu)點或有益效果:
[0023]本發(fā)明通過離子注入工藝中關于襯底表面正電荷中和情況的實時反饋結(jié)果，實時更改當前的電子流的流量，從而減少了發(fā)生正電荷中和不充分的情況的可能性。
【附圖說明】
[0024]參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構成對本發(fā)明范圍的限制。
[0025]圖1?2是本發(fā)明方法步驟流程示意圖。
【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明提供了一種半導體器件中飽和電流性能的控制方法，應用于半導體襯底的離子注入工藝中，主要通過對離子注入過程中的襯底表面的正電荷的中和情況進行實時監(jiān)控，并根據(jù)反饋的結(jié)果，實時增加工藝過程中電子流的流量，從而使得離子注入過程中，在襯底表面形成的正電荷能夠被充分地中和。
[0027]本發(fā)明方法一般包括以下步驟:
[0028]步驟S1、在對一半導體襯底的離子注入工藝的過程中，采用預設的初始流量的電子流作用于所述半導體襯底，以中和該半導體襯底的表面上的正電荷；
[0029]步驟S2、獲取該半導體襯底上的正電荷的中和情況，并根據(jù)該中和情況，對該半導體襯底的離子注入工藝進行調(diào)整，以使該半導體襯底中的離子注入效果滿足需求；同時根據(jù)該中和情況，對所述電子流的初始流量進行修正，以用于后續(xù)半導體襯底的離子注入工藝中。
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明方法進行詳細說明。
[0031]當一半導體襯底進行離子注入工藝時，首先，如圖1所示，進行步驟S1:在一半導體襯底的離子注入工藝的過程中，采用預設的初始流量的電子流作用于所述半導體襯底，以中和該半導體襯底的表面上的正電荷。其中，該初始流量可根據(jù)歷史經(jīng)驗進行設定，并形成一符合該初始流量的電子流。上述的該初始流量一般設定于集成在離子注入機臺上的二次電子生成器中，然后二次電子生成器會根據(jù)該初始流量的要求對相關的配置進行調(diào)整，如調(diào)整弧形電源的電壓和燈絲電源的電壓等，并通過調(diào)整惰性氣體的相關參數(shù)，最終獲得二次電子，該二次電子在某個特定的電場的作用下形成符合要求的電子流。上述的惰性氣體可以是氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氡氣中的任意一種或多種的組合，在本實施例中采用氣氣。
[0032]由于在離子注入的過程中，離子在注入到半導體襯底中后，會在半導體襯底的表面形成正電荷，并會逐漸積累在半導體襯底的表面，如果積累到一定的程度后，會抑制后續(xù)的離子繼續(xù)注入到襯底中，從而造成離子注入工藝的失敗。所以，需要進行步驟SI。優(yōu)選的，該電子流通過一淹沒式等離子體槍(Plasma Flood Gun)進行發(fā)射,從而對該半導體襯底的表面上的正電荷進行初步的中和，以去部分去除該半導體襯底上的正電荷。需要指出的是，由于在離子注入的過程中，正電荷的數(shù)量會逐漸的累加，因此，采用該符合初始流量的電子流并不能完全中和掉半導體襯底上的所有正電荷。所以需要對半導體襯底表面的正電荷的中和情況進行監(jiān)控，以便及時地發(fā)現(xiàn)半導體襯底表面所剩余的正電荷的量。
[0033]因此,進行步驟23:接著采用一實時監(jiān)控器(real-time monitor)來獲取半導體襯底上的正電荷的中和情況；然后，根據(jù)上述獲取的半導體襯底上的正電荷的中和情況，對該半導體襯底的離子注入工藝進行調(diào)整，從而使得該半導體襯底中的離子注入效果滿足工藝需求。
[0034]具體的，所述步驟23中進一步包括步驟S21和步驟S22。如圖2所示，首先，進行步驟S21:獲取到該半導體襯底上的正電荷的中和情況。然后，進行步驟S22:若該中和情況反映出中和充分，則該半導體襯底中的離子注入效果滿足工藝需求；相反地，若該中和情況反映出中和不充分，則對該半導體襯底進行額外的離子注入工藝(extra implantat1ncycles)，從而使半導體襯底中的離子注入效果滿足工藝需求。其中，該額外的離子注入補償中的離子注入量，可根據(jù)先前通過實時監(jiān)控獲得的中和情況來進行確定。再進行步驟S23:根據(jù)上述的中和情況，對先前設置的電子流的初始流量進行修正，以用作對下一半導體襯底進行離子注入工藝中的電子流的初始流量。其中，通過與該電子流的修正流量相符的電子流應用于下一半導體襯底的離子注入工藝中，很大程度上改善了離子注入工藝中的襯底表面的正電荷的數(shù)量，使得離子注入的量更為精確，從而保證了離子注入工藝的可靠性。
[0035]然后，重復上述步驟，直至對每一個半導體襯底都進行完離子注入工藝。
[0036]當所有的半導體襯底都完成了離子注入工藝后，還可進行步驟S3:對半導體襯底進行可接受性測試，并獲得該測試的反饋結(jié)果，以進一步判斷通過離子注入工藝制備的晶圓襯底是否滿足工藝需求。在本實施例中，該可接受性測試為M2-WAT/WAT測試。
[0037]綜上所述，通過上述的方法，對離子注入工藝進行實時監(jiān)控，對當前晶圓襯底實時進行額外的離子注入補償，并調(diào)整后續(xù)離子注入工藝中的電子流的流量，大大提高了離子注入工藝的準確性，從而提升了器件飽和電流表現(xiàn)的穩(wěn)定性，同時也減少了離子注入量不足而導致的最終WAT測試結(jié)果異常所引起的返工概率。
[0038]對于本領域的技術人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權利要求書應看作是涵蓋本發(fā)明的真實意圖和范圍的全部變化和修正。在權利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價的范圍與內(nèi)容，都應認為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種半導體器件中飽和電流性能的控制方法，其特征在于，所述方法包括: 步驟S1、在一半導體襯底的離子注入工藝的過程中，采用預設的初始流量的電子流作用于所述半導體襯底，以中和該半導體襯底的表面上的正電荷； 步驟S2、獲取該半導體襯底上的正電荷的中和情況，并根據(jù)該中和情況，對該半導體襯底的離子注入工藝進行調(diào)整，以使該半導體襯底中的離子注入效果滿足需求。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中還包括: 步驟S21、獲取該半導體襯底上的正電荷的中和情況； 步驟S22、若所述中和情況反映出中和充分，則該半導體襯底中的離子注入效果滿足需求； 若所述中和情況反映出中和不充分，則對該半導體襯底進行額外的離子注入工藝，以使該半導體襯底中的離子注入效果滿足需求； 步驟S23、根據(jù)所述中和情況，對所述電子流的初始流量進行修正，以用于后續(xù)其他半導體襯底的離子注入工藝中。3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述電子流均由低速電子構成。4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述低速電子為通過惰性氣體產(chǎn)生的二次電子。5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述惰性氣體為氙氣。6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述低速電子通過一淹沒式等離子體槍發(fā)射，以形成所述電子流。7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，通過一實時監(jiān)控器獲取所述半導體襯底上的正電荷的中和情況。8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 步驟S3、對所述半導體襯底進行可接受性測試。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種半導體器件中飽和電流性能的控制方法，該方法通過在離子注入工藝中獲取半導體襯底上的正電荷的中和情況，以對當前進行工藝的半導體襯底進行適當?shù)墓に囌{(diào)整，同時對先前設定的電子流的初始值進行修改，并將修改后的電子流的初始值用作對下一半導體襯底進行離子注入工藝時的初始值，從而提高了離子注入工藝的精確性，大大改善了半導體器件的飽和電流表現(xiàn)的穩(wěn)定性。
【IPC分類】H01L21/265
【公開號】CN105575780
【申請?zhí)枴緾N201410546364
【發(fā)明人】張京晶
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年10月15日