專利名稱：Pmos源漏區離子注入方法及相應的器件制造方法
技術領域：
本發明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種PMOS源漏區離子注入方法及相應的器件制造方法。
背景技術：
隨著半導體制造技術的飛速發展，為了實現高集成度，半導體器件的尺寸在不斷縮小。在P溝道金屬氧化物半導體(PM0Q器件和互補金屬氧化物半導體(CM0Q器件的制造工藝中，由于器件尺寸的不斷縮小，源漏區結深要求也越來越淺，離子注入的能量要求越來越低，離子注入的劑量越來越高，這使得形成源漏區超淺結的離子注入工藝更加復雜。在深亞微米工藝中，源漏區超淺結的形成通常使用側墻刻蝕殘膜作為注入墊層， 形成源漏區超淺結。但是隨著工藝尺寸的進一步縮小，在65nm及以下工藝中，側墻刻蝕殘膜厚度的不均勻性會導致超淺結深度的不均勻性，所以通常采用單純的硅表面來形成超淺結。PMOS器件和NMOS器件源漏區超淺結的離子注入使用不同的注入雜質，通常情況下，PMOS使用硼，NMOS使用磷和砷。由于硼原子質量很輕，同等能量下在硅襯底中的注入射程更深，所以對于同樣的結深要求，PMOS采用更低的注入能量，或者采用更加復雜的工藝。 因此，如何改進PMOS源漏區超淺結的離子注入工藝，降低工藝難度，是半導體制造工藝中亟待解決的問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種PMOS源漏區離子注入方法及相應的器件制造方法， 以改進PMOS源漏區超淺結的離子注入工藝，降低工藝難度。為解決上述技術問題，本發明提供一種PMOS源漏區離子注入方法，包括下列步驟提供一襯底，所述襯底表面形成有柵極結構，所述柵極結構兩側形成有側墻；在上述結構表面沉積一無定形碳層；以所述側墻為掩蔽，在所述柵極結構兩側進行PMOS源漏區離子注入，使離子穿過所述無定形碳層注入到襯底內。在所述的PMOS源漏區離子注入方法中，所述PMOS源漏區離子注入是輕摻雜源漏區離子注入和/或重摻雜源漏區離子注入。在所述的PMOS源漏區離子注入方法中，所述方法還包括在完成所述PMOS源漏區離子注入之后去除所述無定形碳層的步驟。在所述的PMOS源漏區離子注入方法中，所述PMOS源漏區離子注入的注入離子為硼或氟化硼。相應的，本發明還提供一種PMOS器件制造方法，采用所述的PMOS源漏區離子注入方法。
相應的，本發明還提供一種CMOS器件制造方法，在對PMOS區域進行源漏區離子注入之前，在所述PMOS區域表面覆蓋一層無定形碳層，使離子穿過所述無定形碳層注入到所述PMOS區域的襯底內。在所述的CMOS器件制造方法中，所述方法包括下列步驟提供一襯底，所述襯底表面形成有PMOS柵極結構和NMOS柵極結構，所述PMOS柵極結構和所述NMOS柵極結構兩側分別形成有第一側墻；在上述結構表面沉積一層第一無定形碳層；在NMOS區域覆蓋光刻膠，暴露出PMOS區域；以所述第一側墻為掩蔽，在所述PMOS柵極結構兩側進行P型輕摻雜源漏區離子注入，使離子穿過所述第一無定形碳層注入到襯底內，形成P型輕摻雜源漏注入區；去除所述光刻膠和第一無定形碳層；在所述PMOS區域覆蓋光刻膠，暴露出所述NMOS區域；以所述第一側墻為掩蔽，在所述NMOS柵極結構兩側進行N型輕摻雜源漏區離子注入，形成N型輕摻雜源漏注入區，然后去除光刻膠。在所述的CMOS器件制造方法中，所述方法還包括下列步驟去除所述第一側墻，在所述PMOS柵極結構和所述NMOS柵極結構兩側分別形成第二側墻；在上述結構表面沉積一層第二無定形碳層；在NMOS區域覆蓋光刻膠，暴露出PMOS區域；以所述第二側墻為掩蔽，在所述PMOS柵極結構兩側進行P型重摻雜源漏區離子注入，使離子穿過所述第二無定形碳層注入到襯底內，形成P型重摻雜源漏注入區；去除所述光刻膠和第二無定形碳層；在所述PMOS區域覆蓋光刻膠，暴露出所述NMOS區域；以所述第二側墻為掩蔽，在所述NMOS柵極結構兩側進行N型重摻雜源漏區離子注入，形成N型重摻雜源漏注入區，然后去除光刻膠。 在所述的CMOS器件制造方法中，所述P型輕摻雜源漏區離子注入的注入離子為硼或氟化硼。在所述的CMOS器件制造方法中，所述P型重摻雜源漏區離子注入的注入離子為硼或氟化硼。本發明的方法在PMOS器件輕摻雜或重摻雜源漏區離子注入之前，增加無定形碳層作為注入墊層，可以在基本不改變注入雜質分布的情況下，降低注入雜質在硅襯底中的射程，從而可以得到比常規方法更淺的超淺結，或者是在保持超淺結結深不變的情況下，增大注入的能量，從而在一定程度上緩解工藝對于大劑量、低能量離子注入的需求，降低PMOS 源漏區離子注入的工藝難度。此外，無定形碳層可以在去除光刻膠的步驟中將其一并清除干凈，因此無需增加額外的工藝步驟，不會增加工藝難度，并且由于無定形碳層具有易于完全去除的特點，不會在硅襯底表面留有殘留，因而不會導致襯底表面出現硅凹陷的問題。
圖1為本發明第一實施例的PMOS源漏區離子注入方法的流程圖。圖2A 2C為本發明第一實施例的PMOS源漏區離子注入方法的示意圖。圖3A 3L為本發明第二實施例的形成CMOS器件的方法示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。本發明的核心思想在于，提供一種PMOS源漏區離子注入方法及相應的器件制造方法，利用無定形碳層可以完全去除掉并不會造成硅凹陷的特性，使用無定形碳層作為 PMOS源漏區離子注入的墊層，可以在基本不改變注入雜質分布的情況下，降低注入雜質在硅襯底中的射程，從而可以得到比常規方法更淺的超淺結；或者是在保持超淺結結深不變的情況下，增大注入的能量，從而在一定程度上緩解工藝對于大劑量、低能量離子注入的需求，降低PMOS源漏區離子注入的工藝難度。圖1為本發明第一實施例的PMOS源漏區離子注入方法的流程圖。圖2A 2C為本發明第一實施例的PMOS源漏區離子注入方法的示意圖。如圖1所示，本發明提供的PMOS 源漏區離子注入方法包括以下步驟 步驟Sl 1，如圖2A所示，提供一襯底101，所述襯底表面形成有柵極結構11，所述柵極結構兩側形成有側墻102。步驟S12，如圖2B所示，在上述結構表面沉積一無定形碳層103。將所述無定形碳層103作為PMOS源漏區離子注入的墊層。步驟S13，如圖2C所示，以所述側墻102為掩蔽，在所述柵極結構11兩側進行PMOS 源漏區離子注入，使離子穿過所述無定形碳層103注入到襯底101內，形成PMOS源漏注入區104。所述PMOS源漏區離子注入是輕摻雜源漏區離子注入和/或重摻雜源漏區離子注入。所述PMOS源漏區離子注入的注入離子為硼或氟化硼。步驟S14，去除所述無定形碳層103。由于所述無定形碳層103具有易于完全去除的特點，不會在所述硅襯底101表面留有殘留，因而不會導致襯底101表面出現硅凹陷的問題。在一些實施例中，采用本發明第一實施例的PMOS源漏區離子注入方法形成PMOS 器件。在本發明第二實施例中，提供一種CMOS器件制造方法，在對PMOS區域進行源漏區離子注入之前，在所述PMOS區域表面覆蓋一層無定形碳層，使離子穿過所述無定形碳層注入到所述PMOS區域的襯底內。圖3A 3L為本發明第二實施例的形成CMOS器件的方法示意圖。如圖3A 3F所示，本發明提供的CMOS器件制造方法首先包括下列步驟步驟S21，如圖3A所示，提供一襯底201，所述襯底201表面形成有PMOS柵極結構 21和NMOS柵極結構22，所述PMOS柵極結構21和所述NMOS柵極結構22兩側分別形成有第一側墻202。步驟S22，如圖;3B所示，在上述結構表面沉積一層第一無定形碳層203。步驟S23，如圖3C所示，在上述結構表面覆蓋一層光刻膠204，并去除PMOS區域的光刻膠204，形成PMOS離子注入窗口。步驟S24，如圖3C所示，以所述第一側墻202為掩蔽，在所述PMOS柵極結構21兩側進行P型輕摻雜源漏區離子注入，使離子穿過所述第一無定形碳層203注入到襯底201 內，形成P型輕摻雜源漏注入區205。所述P型輕摻雜源漏區離子注入的注入離子為硼或氟化硼。步驟S25，如圖3D所示，采用灰化(Ashing)工藝去除所述光刻膠204和第一無定形碳層203。所述第一無定形碳層203可以在去除光刻膠204的步驟中將其一并清除干凈， 因此無需增加額外的工藝步驟，不會增加工藝難度，步驟S26，如圖3E所示，在上述結構表面覆蓋一層光刻膠206，并去除NMOS區域的光刻膠206，形成NMOS離子注入窗口。步驟S27，如圖3E所示，以所述第一側墻202為掩蔽，在所述NMOS柵極結構22兩側進行N型輕摻雜源漏區離子注入，形成N型輕摻雜源漏注入區207。步驟S28，如圖3F所示，去除光刻膠206。如圖3G 3L所示，本發明提供的CMOS器件制造方法還包括下列步驟步驟S31，如圖3G所示，去除所述第一側墻202，在所述PMOS柵極結構21和所述 NMOS柵極結構22兩側分別形成第二側墻208。步驟S32，如圖3H所示，在上述結構表面沉積一層第二無定形碳層209。步驟S33，如圖31所示，在上述結構表面覆蓋一層光刻膠210 ；并去除PMOS區域的光刻膠210，形成PMOS離子注入窗口。步驟S34，如圖31所示，以所述第二側墻208為掩蔽，在所述PMOS柵極結構21兩側進行P型重摻雜源漏區離子注入，使離子穿過所述第二無定形碳層209注入到襯底201 內，形成P型重摻雜源漏注入區211。所述P型重摻雜源漏區離子注入的注入離子為硼或氟化硼。步驟S35，如圖3J所示，采用灰化(Ashing)工藝去除所述光刻膠210和第二無定形碳層209。步驟S36，如圖I所示，在上述結構表面覆蓋一層光刻膠212，并去除NMOS區域的光刻膠212，形成NMOS離子注入窗口。步驟S37，如圖I所示，以所述第二側墻208為掩蔽，在所述NMOS柵極結構22兩側進行N型重摻雜源漏區離子注入，形成N型重摻雜源漏注入區213。步驟S38，如圖3L所示，去除光刻膠212。綜上所述，本發明提供了一種PMOS源漏區離子注入方法及相應的器件制造方法， 利用無定形碳層可以完全去除掉并不會造成硅凹陷的特性，使用無定形碳層作為PMOS源漏區離子注入的墊層，可以在基本不改變注入雜質分布的情況下，降低注入雜質在硅襯底中的射程，從而可以得到比常規方法更淺的超淺結；或者是在保持超淺結結深不變的情況下，增大注入的能量，從而在一定程度上緩解工藝對于大劑量、低能量離子注入的需求，降低PMOS源漏區離子注入的工藝難度。因此，本發明提供的PMOS源漏區離子注入方法及相應的器件制造方法，可以改進PMOS源漏區超淺結的離子注入工藝，降低工藝難度。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種PMOS源漏區離子注入方法，其特征在于，包括提供一襯底，所述襯底表面形成有柵極結構，所述柵極結構兩側形成有側墻； 在上述結構表面沉積一無定形碳層；以所述側墻為掩蔽，在所述柵極結構兩側進行PMOS源漏區離子注入，使離子穿過所述無定形碳層注入到襯底內。
2.如權利要求1所述的PMOS源漏區離子注入方法，其特征在于，所述PMOS源漏區離子注入是輕摻雜源漏區離子注入和/或重摻雜源漏區離子注入。
3.如權利要求1所述的PMOS源漏區離子注入方法，其特征在于，還包括在完成所述 PMOS源漏區離子注入之后去除所述無定形碳層的步驟。
4.如權利要求1所述的PMOS源漏區離子注入方法，其特征在于，所述PMOS源漏區離子注入的注入離子為硼或氟化硼。
5.一種PMOS器件制造方法，其特征在于，采用如權利要求1至4中任一項所述的PMOS 源漏區離子注入方法。
6.一種CMOS器件制造方法，其特征在于，在對PMOS區域進行源漏區離子注入之前，在所述PMOS區域表面覆蓋一層無定形碳層，使離子穿過所述無定形碳層注入到所述PMOS區域的襯底內。
7.如權利要求6所述的CMOS器件制造方法，其特征在于，包括步驟提供一襯底，所述襯底表面形成有PMOS柵極結構和NMOS柵極結構，所述PMOS柵極結構和所述NMOS柵極結構兩側分別形成有第一側墻； 在上述結構表面沉積一層第一無定形碳層； 在NMOS區域覆蓋光刻膠，暴露出PMOS區域；以所述第一側墻為掩蔽，在所述PMOS柵極結構兩側進行P型輕摻雜源漏區離子注入， 使離子穿過所述第一無定形碳層注入到襯底內，形成P型輕摻雜源漏注入區； 去除所述光刻膠和第一無定形碳層； 在所述PMOS區域覆蓋光刻膠，暴露出所述NMOS區域；以所述第一側墻為掩蔽，在所述NMOS柵極結構兩側進行N型輕摻雜源漏區離子注入， 形成N型輕摻雜源漏注入區，然后去除光刻膠。
8.如權利要求7所述的CMOS器件制造方法，其特征在于，還包括步驟去除所述第一側墻，在所述PMOS柵極結構和所述NMOS柵極結構兩側分別形成第二側掉工回；在上述結構表面沉積一層第二無定形碳層； 在NMOS區域覆蓋光刻膠，暴露出PMOS區域；以所述第二側墻為掩蔽，在所述PMOS柵極結構兩側進行P型重摻雜源漏區離子注入， 使離子穿過所述第二無定形碳層注入到襯底內，形成P型重摻雜源漏注入區； 去除所述光刻膠和第二無定形碳層； 在所述PMOS區域覆蓋光刻膠，暴露出所述NMOS區域；以所述第二側墻為掩蔽，在所述NMOS柵極結構兩側進行N型重摻雜源漏區離子注入， 形成N型重摻雜源漏注入區，然后去除光刻膠。
9.如權利要求7所述的CMOS器件制造方法，其特征在于，所述P型輕摻雜源漏區離子注入的注入離子為硼或氟化硼。
10.如權利要求8所述的CMOS器件制造方法，其特征在于，所述P型重摻雜源漏區離子注入的注入離子為硼或氟化硼。
全文摘要
本發明公開了一種PMOS源漏區離子注入方法及相應的器件制造方法。利用無定形碳層可以完全去除掉并不會造成硅凹陷的特性，使用無定形碳層作為PMOS源漏區離子注入的墊層，可以在基本不改變注入雜質分布的情況下，降低注入雜質在硅襯底中的射程，從而可以得到比常規方法更淺的超淺結；或者是在保持超淺結結深不變的情況下，增大注入的能量，從而在一定程度上緩解工藝對于大劑量、低能量離子注入的需求，降低PMOS源漏區離子注入的工藝難度。本發明提供的PMOS源漏區離子注入方法及相應的器件制造方法，可以改進PMOS源漏區超淺結的離子注入工藝，降低工藝難度。
文檔編號H01L21/265GK102437028SQ20111038878
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月30日 優先權日2011年11月30日
發明者曹永峰 申請人:上海華力微電子有限公司