【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片制造技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種離子注入角度的監(jiān)控方法。

背景技術(shù)：

在電子工業(yè)中，離子注入是半導(dǎo)體制造工藝中的一種非常重要的摻雜技術(shù)，也是控制晶體管閾值電壓的一個重要手段。在當(dāng)代半導(dǎo)體芯片，特別是大規(guī)模集成電路芯片的制造工藝中，離子注入技術(shù)可以說是一種必不可少的手段。

在半導(dǎo)體芯片制造過程中，離子注入工藝的關(guān)鍵參數(shù)就是注入劑量、注入能量和注入角度。目前離子注入的監(jiān)控手段，可以對注入劑量和注入能量進行一些監(jiān)控，但是對于離子注入角度，暫時沒有可靠且高效的辦法來進行監(jiān)控。

如果離子注入角度出現(xiàn)偏差，容易造成半導(dǎo)體芯片內(nèi)部電路的漏電流、驅(qū)動電流等出現(xiàn)問題，并且此類問題一般都比較隱蔽，不容易查出根源并解決。

有鑒于此，有必要提供一種離子注入角度的監(jiān)控方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的其中一個目的在于為解決上述問題而提供一種離子注入角度的監(jiān)控方法。

本發(fā)明提供的離子注入角度的監(jiān)控方法，包括：在硅襯底形成氧化層；在所述氧化層表面形成多晶硅層，并對所述多晶硅層進行圖案化處理以形成多個相互間隔的多晶硅區(qū)域；在所述多晶硅層表面形成多個絕緣阻擋塊，所述多個絕緣阻擋塊相互間隔并形成相應(yīng)的開口來將所述多晶硅區(qū)域裸露出來；通過所述開口并采用一定的角度對各個多晶硅區(qū)域進行離子注入處理；對所述多晶硅區(qū)域進行電阻測試，來檢測在所述離子注入過程中的離子注入角度是否出現(xiàn)偏差。

作為在本發(fā)明提供的離子注入角度的監(jiān)控方法的一種改進，在一種優(yōu)選實施例中，所述氧化層為二氧化硅層，其是在800℃～1300℃的生長條件下在所述硅襯底表面生長而成，且所述氧化層的厚度可以為0.1μm～3.00μm。

作為在本發(fā)明提供的離子注入角度的監(jiān)控方法的一種改進，在一種優(yōu)選實施例中，所述多晶硅層是在400℃～1000℃的生長條件下在所述氧化層表面生長而成，且所述多晶硅層的厚度可以為0.01μm～1.00μm。

作為在本發(fā)明提供的離子注入角度的監(jiān)控方法的一種改進，在一種優(yōu)選實施例中，所述多個相互間隔的多晶硅區(qū)域的大小各不相同，且沿預(yù)定方向呈逐漸增大的區(qū)域。

作為在本發(fā)明提供的離子注入角度的監(jiān)控方法的一種改進，在一種優(yōu)選實施例中，所述絕緣層的開口大小與所述多晶硅區(qū)域的大小相對應(yīng)。

作為在本發(fā)明提供的離子注入角度的監(jiān)控方法的一種改進，在一種優(yōu)選實施例中，所述絕緣層的開口大小沿述預(yù)定方向呈逐漸增大的區(qū)域。

作為在本發(fā)明提供的離子注入角度的監(jiān)控方法的一種改進，在一種優(yōu)選實施例中，所述絕緣層的多個相互間隔的絕緣阻擋塊用于在離子注入時在所述多晶硅區(qū)域形成注入盲區(qū)，以使至少部分多晶硅區(qū)域的有效離子注入面積不同。

作為在本發(fā)明提供的離子注入角度的監(jiān)控方法的一種改進，在一種優(yōu)選實施例中，還包括：通過退火處理激活注入到所述多晶硅區(qū)域的離子。

本發(fā)明提供的離子注入角度的監(jiān)控方法，通過在多晶硅層表面形成多個相互間隔的絕緣阻擋塊來使得在存在一定離子注入角度時會出現(xiàn)一定的陰影效應(yīng)，由此導(dǎo)致所述多晶硅層形成大小不同的摻雜區(qū)域，因此離子注入角度變化引起多晶硅層的電阻大小發(fā)生變化，從而通過檢測多晶硅層的電阻來監(jiān)控離子注入角度是否出現(xiàn)偏差。

【附圖說明】

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1為本發(fā)明提供的離子注入角度的監(jiān)控方法一種實施例的流程示意圖；

圖2為圖1所示的方法中在硅襯底形成氧化層的剖面示意圖；

圖3為在圖2所示的氧化層表面形成多晶硅層的剖面示意圖；

圖4為在圖3所示的多晶硅層表面形成絕緣層的剖面示意圖；

圖5為在圖4所示的絕緣層形成之后進行離子注入的示意圖；

圖6為離子注入角度的臨界條件的示意圖；

圖7為離子注入角度變小的示意圖；

圖8為離子注入角度變大的示意圖。

【具體實施方式】

下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

為解決現(xiàn)有技術(shù)的在半導(dǎo)體芯片制造過程中離子注入角度難以監(jiān)控的問題，本發(fā)明提供一種離子注入角度的監(jiān)控方法，其主要利用注入角度造成的陰影效應(yīng)，在多晶硅層形成大小不同的摻雜區(qū)域，使得離子注入角度變化引起多晶硅層的電阻大小發(fā)生變化，并通過檢測多晶硅層的電阻來監(jiān)控離子注入角度是否出現(xiàn)偏差。

請參閱圖1，其為本發(fā)明提供的離子注入角度的監(jiān)控方法一種實施例的流程示意圖。所述離子注入角度的監(jiān)控方法包括以下步驟：

步驟s1，在硅襯底形成氧化層；

請參閱圖2，在步驟s1中，首先提供一個硅襯底，并通過氧化層生長工藝在所述硅襯底的表面生長出氧化層，所述氧化層可以具體為二氧化硅層，其可以是800℃～1300℃的生長條件下在所述硅襯底表面生長而成，且作為一種優(yōu)選的實施例，所述氧化層的厚度可以為0.1μm～3.00μm。

步驟s2，在所述氧化層表面形成多晶硅層，并對所述多晶硅層進行圖案化處理以形成多個相互間隔的多晶硅區(qū)域；

具體地，請參閱圖3，在步驟s2中，所述多晶硅層可以直接制作在所述氧化層的表面，所述多晶硅層是非摻雜的多晶硅層，其可以是400℃～1000℃的生長條件下在所述氧化層表面生長而成，且作為一種優(yōu)選的實施例，所述多晶硅層的厚度可以為0.01μm～1.00μm。

在所述多晶硅層生長出來之后，可以進一步在所述多晶硅層通過光刻工藝對所述多晶硅層進行圖案化處理，從而將所述多晶硅層刻蝕成多個相互間隔的多晶硅區(qū)域。在本實施例中，所述多個相互間隔的多晶硅區(qū)域的大小各不相同，優(yōu)選地，所述多個相互間隔的多晶硅區(qū)域的大小可以沿預(yù)定方向呈逐漸增大的區(qū)域。

步驟s3，在所述多晶硅層表面形成多個絕緣阻擋塊，所述多個絕緣阻擋塊相互間隔并形成相應(yīng)的開口來將所述多晶硅區(qū)域裸露出來；

請參閱圖4，在步驟s3中，首先，在所述多晶硅層表面形成具有預(yù)設(shè)厚度的絕緣層，所述絕緣層可以為氧化層(比如二氧化硅層)或者其他絕緣材質(zhì)的膜層，比如，可以采用化學(xué)氣相淀積的方式在所述多晶硅層表面生長出二氧化層硅。其中，所述絕緣層的厚度根據(jù)實際需要而定，具體地，所述絕緣層的厚度可以跟所監(jiān)控的離子注入角度有關(guān)。

接著，在所述絕緣層形成之后，通過光刻處理在所述絕緣層蝕刻出多個相互間隔的絕緣阻擋塊，所述多個相互間隔的絕緣阻擋塊可以間隔地設(shè)置在所述多晶硅區(qū)域之間，并且相鄰兩個絕緣阻擋塊位于其中一個多晶硅區(qū)域的兩側(cè)，以形成相應(yīng)的開口來將所述多晶硅區(qū)域裸露出來。其中，所述絕緣層的開口大小與所述多晶硅區(qū)域的大小相對應(yīng)，作為一種優(yōu)選的實施例，所述絕緣層的開口大小也可以是沿上述預(yù)定方向呈逐漸增大的區(qū)域。所述開口用于進行離子注入，因此在具體實施例中，所述開口的大小也所監(jiān)控的離子注入角度有關(guān)。

步驟s4，通過所述開口并采用一定的角度對各個多晶硅區(qū)域進行離子注入處理；

請參閱圖5，本步驟s4中，可以通過所述多個相互間隔的絕緣阻擋塊之間的開口分別對其對應(yīng)的多晶硅區(qū)域進行離子注入處理，其中離子可以根據(jù)實際需要采用一定的離子注入角度進行注入。由于所述離子注入角度以及所述絕緣阻擋塊的存在，因此某些多晶硅區(qū)域會存在一定的注入盲區(qū)，所述離子無法成功地注入到所述注入盲區(qū)，因此在所述多晶硅區(qū)域只有部分面積有離子注入；甚至，在某些開口比較小的區(qū)域，所述注入盲區(qū)可以會覆蓋整個多晶硅區(qū)域，因此在這些多晶硅區(qū)域是沒有離子注入的。因此，在經(jīng)過步驟s4的離子注入處理之后，各個多晶硅區(qū)域中存在離子注入的有效離子注入面積是不同的。請參閱圖6，在步驟s4中，能夠注入到所述多晶硅區(qū)域和不能注入到所述多晶硅區(qū)域的離子注入角度a的臨界條件具體為：

tga＝m/h

其中，a表示所述離子注入角度，m表示所述多晶硅區(qū)域所對應(yīng)的開口的大小，h表示所述絕緣阻擋塊的高度。

在所述離子注入角度改變時，所述多晶硅層的各個多晶硅區(qū)域的離子注入情況會發(fā)生相應(yīng)的改變，從而使得注入到整個多晶硅層的有效離子注入面積會出現(xiàn)相應(yīng)的改變。

請參閱圖7和圖8，如果所述離子注入角度變小時，則會有更多的多晶硅區(qū)域會被注入進去離子，因此所述多晶硅層的有效離子注入面積會增大；如果所述離子注入角度變大時，所述多晶硅層被注入離子的區(qū)域會變小，即所述有效離子注入面積會變小。

步驟s5，通過退火處理激活注入到所述多晶硅區(qū)域的離子；

在具體實現(xiàn)上，通過上述離子注入工藝注入到所述多晶硅區(qū)域的離子可以通過熱退火或者激光退火等方式進行激活，然本發(fā)明實施例并不對具體退火激活方式進行限制。

步驟s6，對所述多晶硅區(qū)域進行電阻測試，來檢測在所述離子注入過程中的離子注入角度是否出現(xiàn)偏差。

由于所述多晶硅層的各個多晶硅區(qū)域的有效離子注入面積的變化會引起所述多晶硅區(qū)域的離子注入量的變化，而所述離子注入量會直接影響到所述多晶硅區(qū)域的電阻，因此在所述離子注入角度與所述監(jiān)控的離子注入角度出現(xiàn)偏差時，所述多晶硅區(qū)域的電阻也會偏離正常的參考電阻值。具體地，對于沒有離子注入的多晶硅區(qū)域，其電阻極大，接近于斷路。而對于有離子注入的多晶硅區(qū)域，所述多晶硅區(qū)域的電阻會急劇下降。其中，離子注入有效面積越大，則所述多晶硅區(qū)域的電阻會越小。因此，通過檢測所述多晶硅層的電阻便可以監(jiān)控到所述離子注入角度是否會出現(xiàn)偏差。

以上所述的僅是本發(fā)明的實施方式，在此應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出改進，但這些均屬于本發(fā)明的保護范圍。