一種用於等離子體浸沒注入中劑量檢測方法

2023-11-08 02:18:07

專利名稱：一種用於等離子體浸沒注入中劑量檢測方法
技術領域：
本發明涉及半導體製造技術領域，特別涉及一種用於等離子體浸沒注入中劑量檢測方法。
背景技術：
半導體工藝中，主流雜質摻雜技術為束線離子注入技術(1n Implantation, II),它是由離子源產生等離子體，通過質譜分析提取所需的離子組分，再對離子加速到一定能量並注入到半導體基片中(如矽片)。該方法需要複雜的質譜分析和掃描裝置，注入效率低，結構複雜，成本極高。隨著集成電路特徵尺寸的進一步縮小，離子注入能量需要進一步降低到一千電子伏特以下(亞KeV)，然而離子束能量降低後會出現束流分散、均勻性變差、效率進一步降低等一系列負面效應。因而近年提出了一種新型的等離子體浸沒注入技術(PlasmaImmersion 1n Implantation, PHI)來避免以上問題。等離子體浸沒注入中通過作為半導體基片基座的偏壓電極引入負偏壓，並向注入系統工作腔室內通入所需工藝氣體，向系統施加功率源產生等離子體。等離子體與腔室壁包括偏壓電極接觸處會形成一個等離子體鞘層，該鞘層由帶正電離子構成，呈電正性，形成由等離子指向腔室壁或者是偏壓電極的電場。當等離子體中的正離子由等離子體穿過該鞘層到達腔室壁或偏壓電極時，會被等離子體鞘層電壓加速。等離子體浸沒注入方法中，利用該等離子體鞘層，由偏壓電極引入相對於等離子體中心的負偏壓，該偏壓最終全部降落到等離子體鞘層上，通過調整偏壓電極引入的負偏壓的大小便可以控制注入到偏壓電極上半導體基片中的正離子能量，進而控制注入到半導體基片深度。PIII中用於劑量檢測的方法主要有偏壓電流法與法拉弟杯檢測方法。偏壓電流法通過測量流過基片的電流 測量注入離子劑量。當等離子體注入時，流過基片電流I = Ii0n+Ie+Ise+Idis+Isi (I)其中Iim為注入離子電流，為等離子體中電子流向基片的電流，Ise為基片表面發射二次電子形成的電流，Idis為位移電流，Isi為基片發射二次離子形成的電流。若注入基片的離子劑量的面密度
權利要求
1.一種用於等離子體浸沒注入中劑量檢測方法，其特徵在於，包括: 步驟1，確定注入的離子種類、每種離子所帶單位電荷數、每種離子佔總離子數的比例以及所有注入離子的總電流密度； 步驟2，通過積分運算獲得離子的注入劑量。
2.如權利要求1所述的檢測方法，其特徵在於，步驟2中，按照下述公式計算時間段T內第i種離子注入劑量:
3.如權利要求1所述的檢測方法，其特徵在於，步驟2中，按照下述公式計算時間段T內k種離子注入劑量:
4.如權利要求1所述的檢測方法，其特徵在於，步驟2中，按照下述公式計算時間段T內總離子注入劑量:
5.如權利要求1所述的檢測方法，其特徵在於，步驟2中，按照下述公式計算時間段T內元素M注入劑量:
6.一種用於等離子體浸沒注入中劑量檢測方法，其特徵在於，包括: 步驟10，確定注入離子的種類、每種離子所帶單位電荷數、每種離子數佔總離子數的比例隨時間變化的函數以及所有注入離子的總電流密度隨時間變化的函數； 步驟20，通過積分運算獲得離子的注入劑量隨時間變化關係。
7.如權利要求6所述的檢測方法，其特徵在於，步驟20中，按照下述公式獲得第i種離子注入劑量隨時間變化關係:
8.如權利要求6所述的檢測方法，其特徵在於，步驟20中，按照下述公式獲得k種離子注入劑量隨時間的變化關係:
9.如權利要求6所述的檢測方法，其特徵在於，步驟20中，按照下述公式獲得總離子注入劑量隨時間的變化關係:
10.如權利要求6所述的檢測方法，其特徵在於，步驟20中，按照下述公式獲得元素M注入劑量隨時間的變化關係:
全文摘要
本發明公開了一種用於等離子體浸沒注入中劑量檢測方法，屬於半導體製造技術領域。所述方法包括確定注入的離子種類、每種離子所帶單位電荷數、每種離子佔總離子數的比例以及所有注入離子的總電流密度；通過積分運算獲得離子的注入劑量。本發明能夠獲得某一種離子的注入劑量，幾種注入離子的注入劑量，所有離子注入劑量以及某一種元素的注入原子劑量；還能夠獲得某一種離子的注入劑量隨注入時間的變化，幾種注入離子的注入劑量隨時間的變化，所有離子注入劑量隨時間的變化以及某一種元素的注入原子劑量隨時間的變化。
文檔編號H01J37/244GK103165378SQ201110412670
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月12日 優先權日2011年12月12日
發明者李超波, 汪明剛, 屈芙蓉, 夏洋 申請人:中國科學院微電子研究所