发明名称 在退火过程中,使用控制之低位准氧气环境以形成半导体晶圆之浅接合的方法
摘要 提供一种用以在半导体晶圆中制造浅接合方法,该半导体晶圆已植入有掺杂材料。在选定的温度及时间下,在热处理室中对半导体晶圆施以热处理,以活化掺杂的材料。且在活化掺杂材料的过程中,控制热处理室中的氧气浓度。氧气浓度控制于或接近于一选定的位准,该选定的位准小于当热处理室中充满处理气体时的典型背景位准。热处理室中的氧气浓度控制于或接近于一小于1000 ppm的位准,且较佳的系控制于或接近于一30至300ppm的位准。本方法特别适用于BF2离子的植入,但亦可用于其他气体。
申请公布号 TW399269 申请公布日期 2000.07.21
申请号 TW088100619 申请日期 1999.01.15
申请人 斐芮恩联合公司 发明人 丹尼尔.道尼
分类号 H01L21/324 主分类号 H01L21/324
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种用以在半导体中形成浅接合的方法,此方法包步骤:将掺杂材料植入半导体晶圆;在选定的温度及时间下,在热处理室中对半导体晶圆施以热处理,以活化掺杂的材料;在活化掺杂材料的步骤中,控制热处理室中的氧气浓度,使氧气浓度控制于或接近于一选定的位准,该选定的化准小于当热处理室中充满处理气体时的典型背景位准。2.如申请专利范围第1项之形成浅接合的方法,其中控制氧气浓度的步骤包括将氧气浓度控制于或接近于一小于1000ppm的选定位准。3.如申请专利范围第2项之形成浅接合的方法,其中控制氧气浓度的步骤包括将氧气浓度控制于或接近于一大于1ppm的选定位准。4.如申请专利范围第1项之形成浅接合的方法,其中控制氧气浓度的步骤包括将氧气浓度控制于或接近于一30至300ppm的选定位准。5.如申请专利范围第4项之形成浅接合的方法,其中植入掺杂材料的步骤包括植入B+或BF2+离子。6.如申请专利范围第1项之形成浅接合的方法,其中植入槮杂材料的步骤包括植入B+离子,且其中控制氧气浓度的步骤包括将氧气浓度控制于或接近于一30至40 ppm的选定位准。7.如申请专利范围第1项之形成浅接合的方法,其中控制氧气浓度的步骤包括将热处理室内的氧气浓度降至于或接近于0的浓度位准,接着以选定的浓度位准充入氧气。8.如申请专利范围第7项之形成浅接合的方法,其中减少氧气浓度的步骤包括以该处理器体清除热处理室,且充入氧气的步骤包括调整耦合于氧气源及热处理室间的直流控制器。9.如申请专利范围第7项之形成浅接合的方法,其中减少氧气浓度的步骤包括将热处理室内抽成真空。10.如申请专利范围第7项之形成浅接合的方法,其中充入氧气的步骤包括回充包含有氧气的处理气体至热处理室,其中该氧气具有选定的浓度位准。11.如申请专利范围第1项之形成浅接合的方法,其中该处理器体包括氮气。12.以申请专利范围第1项之形成浅接合的方法,其中活化该掺杂材料的选定温度系约950℃至1050℃,且其中活化该掺杂材料的选定时闲系约30秒或更少。13.如申请专利范围第1项之形成浅接合的方法,其中植入掺杂材料的步骤包括在约小于等于2keV的能量位准下植入B+离子,且其中控制氧气的步骤包括将氧气浓度控制于或接近于一30至300ppm的选定位准。14.如申请专利范围第1项之形成浅接合的方法,其中该浅接合形成小于1000埃之浅接合深度。15.一种用以在半导体中形成浅接合的方法,此方法包括步骤:将掺杂材料植入半导体晶圆;在选定的温度及时间下,在热处理室中对半导体晶圆施以热处理,以活化掺杂的材料;在活化掺杂材料的步骤中,控制热处理室中的氧气浓度,使氧气浓度控制于或接近于一小于1000ppm的选定位准。16.如申请专利范围第15项之形成浅接合的方法,其中控制氧气浓度的步骤包括将氧气浓度控制于或接近于一大于1ppm的选定位准。17.如申请专利范围第15项之形成浅接合的方法,其中控制氧气浓度的步骤包括将氧气浓度控制于或接近于一30至300ppm的选定位准。18.如申请专利范围第15项之形成浅接合的方法,其中植入掺杂材料的步骤包括植入B+或BF2+离子。19.如申请专利范围第15项之形成浅接合的方法,其中植入掺杂材料的步骤包括植入B+离子,且其中控制氧气浓度的步骤包括将氧气浓度控制于或接近于一30至40ppm的选定位准。20.如申请专利范围第15项之形成浅接合的方法,其中控制氧气浓度的步骤包括将热处理室内的氧气浓度降至于或接近于0的浓度位准,接着以选定的浓度位准充入氧气。21.一种在半导体中活化植入之掺杂材料的方法,此方法包括步骤:在选定的温度及时间下,在热处理室中对半导体晶圆施以热处理,以活化掺杂的材料;及在热处理的步骤中,控制热处理室中的氧气浓度,使氧气浓度控制于或接近于一选定的位准,该选定的位准小于当热处理室中充满处理气体时的典型背景位准。22.如申请专利范围第21项的方法,其中控制氧气浓度的步骤包括将氧气浓度控制于或接近于小于一1000ppm的选定位准。23.如申请专利范围第21项的方法,其中控制氧气浓度的步骤包括将氧气浓度控制于或接近于大于一1ppm的选定位准。24.如申请专利范围第21项的方法,其中控制氧气浓度的步骤包括将氧气浓度控制于或接近于一30至300ppm的选定位准。25.如申请专利范围第21项的方法,其中控制氧气浓度的步骤包括将热处理室内的氧气浓度降至于或接近于0的浓度位准,接着以选定的浓度位准充入氧气。26.一种半导体的热处理方法,此方法包括步骤:将半导体晶圆置入热处理室内,该半导体晶圆具有植入的掺杂材料;将热处理室内的氧气浓度降低至或近于0的位准;以一选定或近于一选定的浓度位准,将氧气充入热处理室,该选定的位准小于当热处理室中充满处理气体时的典型背景位准;及在选定的温度及时间下,控制热处理室内的氧气至或近于一选定的位准,藉此在热处理室中对半导体晶圆施以热处理,以活化掺杂的材料。27.如申请专利范围第26项之热处理方法,其中控制氧气浓度的步骤包括将氧气浓度控制于或接近于小于一1000ppm的选定位准。28.如申请专利范围第27项之热处理方法,其中控制氧气浓度的步骤包括将氧气浓度控制于或接近于大于一1ppm的选定位准。29.如申请专利范围第26项之热处理方法,其中减少氧气浓度的步骤包括将热处理室抽成真空。30.如申请专利范围第26项之热处理方法,其中充入氧气的步骤包括回充包含有氧气的处理气体至热处理室,其中该氧气具有选定的浓度位准。31.如申请专利范围第26项之热处理方法,其中充入氧气的步骤包括调整耦合于氧气源及热处理室间的直流控制器,以在热处理室中提供选定的氧气浓度。32.如申请专利范围第26项之热处理方法,其中充入氧气的步骤包括将氧气浓度控制于或接近于30至300ppm的选定位准。33.如申请专利范围第26项之热处理方法,其中活化该掺杂材料的选定温度系约950℃至1050℃,且其中活化该掺杂材料的选定时间系约30秒或更少。图示简单说明:第一图是半导体晶圆的简单部分剖面图;第二图是依据本发明,热处理系统之一例的方块图;第三图的流程图显示依据本发明形成浅接合之方法的一例;第四图显示热处理程序中,在不同氧气浓度位准下,硼浓度为半导体晶圆深度的函数;第五图显示以上KeV硼及5KeV BF2植入晶圆,并以1050℃退火10分钟,浅接合深度及薄电阻値与氧气浓度的关系。第六图显示热处理程序中,在不同氧气浓度位准下,硼浓度为半导体晶圆深度的函数;第七图显示以1 KeV硼及5KeV BF2植入晶圆,并以1100℃退火10分钟,浅接合深度及薄电阻値与氧气浓度的关系。第八图显示以1KeV硼及5KeV BF2植入晶圆,并以1000℃退火10分钟,浅接合深度及薄电阻値与氧气浓度的关系。第九图显示以1KeV硼及5KeV BF2植入晶圆,并以950℃退火10分钟,浅接合深度及薄电阻値与氧气浓度的关系。第十图显示以2KeV砷植入晶圆,并以1050℃退火10分钟,浅接合深度及薄电阻値与氧气浓度的关系。第十一图显示以2KeV砷植入晶圆,并以1000℃退火10分钟,浅接合深度及薄电阻値与氧气浓度的关系。第十二图显示以2KeV砷植入晶圆,并以1100℃退火10分钟,浅接合深度及薄电阻値与氧气浓度的关系。第十三图显示以2KeV砷植入晶圆,并以950℃退火10分钟,浅接合深度及薄电阻値与氧气浓度的关系。
地址 美国