一种阱区离子注入方法与流程

本发明涉及半导体器件领域，尤其涉及一种阱区离子注入方法。

背景技术：

1、当代的半导体器件制造工艺需要通过高能离子注入的方式完成阱离子的掺杂。由于阱离子掺杂能量较高，往往需要较厚的光刻胶作为掩蔽层。当高能离子注入到光刻胶边缘时，会从光刻胶侧壁横向散射到器件沟道中，进而导致阱边缘区器件沟道掺杂浓度的提高，最终导致器件阈值电压绝对值的升高及其他电性参数的漂移，并由此诱发了阱邻近效应(全称well proximity effect，简称wpe)。

2、阱邻近效应在0.25μm技术节点时已引起技术人员的关注，随着集成电路根据摩尔定律的发展越做越小，阱邻近效应带来的不良影响将愈加显著，并逐渐不可忽略。

3、因而，如何降低或消除离子注入时诱发的阱邻近效应，成为本领域技术人员亟须解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种阱区离子注入方法，以解决离子注入时会诱发的阱邻近效应的问题。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种阱区离子注入方法，包括：

3、提供一衬底，所述衬底中设置有若干有源区，所述若干有源区之间设有浅沟槽隔离结构；

4、在所述衬底的表面形成衬垫氧化层；

5、在所述衬垫氧化层表面形成阱区图形化的光刻胶层；

6、在所述阱区图形化的光刻胶层上形成侧墙阻挡层；

7、刻蚀所述侧墙阻挡层，在所述阱区图形化的光刻胶层的边缘形成侧墙，所述侧墙的宽度在所述浅沟槽隔离结构的边界/边界以内；

8、以所述阱区图形化的的光刻胶层与所述侧墙为掩膜进行离子注入，以在所述衬底中形成阱区。

9、可选的，所述侧墙阻挡层为sin/sion/sio2之一或者三者中两者的组合材料。

10、可选的，所述侧墙阻挡层为低于200摄氏度化学气相沉积工艺进行制作。

11、可选的，刻蚀所述侧墙阻挡层为各向同性干法等离子刻蚀。

12、可选的，所述光刻胶层厚度为1.4μm～4μm；所述侧墙阻挡层厚度为0.12μm～0.71μm。

13、可选的，所述侧墙侧边与所述衬底表面的夹角为80°～85°。

14、可选的，还包括去除所述阱区离子注入后的所述阱区图形化的光刻胶层。

15、可选的，去除所述阱区图形化的光刻胶层后还包括阱区离子的退火步骤。

16、可选的，在所述衬底的表面形成衬垫氧化层之后，还包括：

17、在所述衬垫氧化层的表面形成底部抗反射层。

18、可选的，所述底部抗反射层的材料为氧化硅或含硅的碳氧化物。

19、与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

20、本发明提供的一种阱区离子的注入方法，通过在阱区图形化的光刻胶层上形成侧墙阻挡层，并刻蚀侧墙阻挡层，以在阱区图形化的光刻胶层的边缘形成侧墙；所述侧墙设置于浅沟槽隔离结构的边界或边界以内，阻挡了离子向阱区边缘的衬底中散射，降低了阱区边缘处衬底掺杂浓度的不均匀性，有效地提高了掺杂的均匀性。

21、进一步地，将侧墙的倾斜角度设置为80°～85°时，使得注入的离子在同方向上发生多次碰撞散射才能顺利进入衬底，降低了入射离子弹出阱区图形化的光刻胶层的侧壁并进入阱区边缘的概率。

22、更进一步地，本发明还在位于衬底表面的衬垫氧化层的表面形成一底部抗反射层，对横向散射离子起到阻挡作用，进一步阻挡了横向散射离子进入边缘衬底中，保证了阱区掺杂的均匀性。

技术特征：

1.一种阱区离子注入方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的阱区离子注入方法，其特征在于，所述侧墙阻挡层为sin/sion/sio2之一或者三者中两者的组合材料。

3.根据权利要求2所述的阱区离子注入方法，其特征在于，所述侧墙阻挡层为低于200摄氏度化学气相沉积工艺进行制作。

4.根据权利要求3所述的阱区离子注入方法，其特征在于，刻蚀所述侧墙阻挡层为各向同性干法等离子刻蚀。

5.根据权利要求3所述的阱区离子注入方法，其特征在于，所述光刻胶层厚度为1.4μm～4μm；所述侧墙阻挡层厚度为0.12μm～0.71μm。

6.根据权利要求1所述的阱区离子注入方法，其特征在于，所述侧墙侧边与所述衬底表面的夹角为80°～85°。

7.根据权利要求1所述的阱区离子注入方法，其特征在于，还包括去除所述阱区离子注入后的所述阱区图形化的光刻胶层。

8.根据权利要求7所述的阱区离子注入的方法，其特征在于，去除所述阱区图形化的光刻胶层后还包括阱区离子的退火步骤。

9.根据权利要求1～8任一所述的阱区离子注入方法，其特征在于，在所述衬底的表面形成衬垫氧化层之后，还包括：

10.根据权利要求9所述的阱区离子注入方法，其特征在于，所述底部抗反射层的材料为氧化硅或含硅的碳氧化物。

技术总结
本发明提供了一种阱区离子注入方法，包括：提供一衬底，衬底中设置有若干有源区，若干有源区之间设有浅沟槽隔离结构；在衬底的表面形成衬垫氧化层；在衬垫氧化层表面形成阱区图形化的光刻胶层；在阱区图形化的光刻胶层上形成侧墙阻挡层；刻蚀侧墙阻挡层，在阱区图形化的光刻胶层的边缘形成侧墙，侧墙的宽度在浅沟槽隔离结构的边界/边界以内；以阱区图形化的的光刻胶层与侧墙为掩膜进行离子注入，以在衬底中形成阱区。本发明提供的技术方案，解决了离子注入时会诱发的阱邻近效应的问题。

技术研发人员：刘欣,苏洋,孙九龙,康小磊
受保护的技术使用者：广州增芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/7/18