[发明专利]半导体器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造方法，尤其涉及适用于包括退火处理步骤的半导体器件的制造技术有效的技术。

背景技术

作为半导体衬底，现在最广泛使用的是Si(硅)。在该Si衬底上例如形成MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field EffectTransistor)等。简而言之，MISFET的制造方法是在Si衬底上形成阱，在该阱上形成栅极绝缘膜，再形成栅极电极，通过离子注入，对栅极电极两侧的阱导入与阱相反导电类型的杂质，形成作为源极和漏极的杂质扩散层。这时，在进行了离子注入后，为了激活注入的杂质，而进行退火处理。

在日本特开平10-261792号公报(专利文献1)中记载有如下技术：从垂直入射向栅极电极一侧倾斜30°而进行离子注入，由此形成与栅极匹配的浅的源极和漏极扩散层，进行950℃、5秒的短时间退火(RTA；Rapid Thermal Annealing)，形成栅极侧壁间隔物后，通过离子注入，形成与栅极侧壁隔离物匹配的深的源极和漏极，再次进行950℃、5秒的短时间退火(RTA)。

在日本特开2000-77541号公报(专利文献2)中记载有如下技术：在离子注入后，在氮气氛中进行1000℃、10秒左右的RTA处理。

在日本特开平10-11674号公报(专利文献3)中记载有如下技术：利用氧化硅膜的膜厚控制受激准分子激光能量的吸收。

在日本特开2001-168341号公报(专利文献4)中记载有如下技术：在SiO_XN_Y膜中，利用O_X和N_Y的比率及其膜厚，控制受激准分子激光能量的吸收。

在日本特开2005-114352号公报(专利文献5)中记载有如下技术：在形成源极和漏极的外延后，在栅极的侧壁上形成侧壁绝缘膜后，进行离子注入，形成源极和漏极，为了激活导入的杂质，进行成为基于自由电子吸收的光吸收的波长范围、即波长3μm以上的长波长激光退火。

而作为Si衬底因物理特性的极限而无法实现的下一代半导体器件用的半导体衬底，SiC(硅碳化物)衬底引人注目。SiC衬底难以用电炉等进行退火，所以取而代之进行基于激光退火的离子注入层(半导体区域)的结晶性恢复和杂质激活的研究。

在日本特开2000-277448(专利文献6)和日本特开2002-289550(参照专利文献7)中记载有如下技术：对进行离子注入后的SiC照射表面元素不蒸发的程度的照射功率密度的KrF和XeCl受激准分子激光。

[专利文献1]日本特开平10-261792号公报

[专利文献2]日本特开2000-77541号公报

[专利文献3]日本特开平10-11674号公报

[专利文献4]日本特开2001-168341号公报

[专利文献5]日本特开2005-114352号公报

[专利文献6]日本特开2000-277448号公报

[专利文献7]日本特开2002-289550号公报

发明内容

为了将LSI(Large Scale Integration)高集成化，要求使MISFET的源极和漏极及其外延薄且电阻低(极浅结)。例如，在栅极长度为65nm以下的晶体管中，要求结深度为20nm左右，电阻值为300～400Ω/sq左右。

当通过例如上述专利文献1、2中记载的灯退火(RTA)进行用于形成源极和漏极的离子注入后的退火处理时，导入的杂质会在退火中扩散。当杂质扩散时，形成的杂质扩散层(半导体区域)的结深度会变深。这不利于半导体器件(半导体集成电路器件)的小型化和高集成化。因此，如果考虑杂质的扩散，则为了使形成的杂质扩散层(源极和漏极及其外延)的结深度变浅，需要使离子注入时的剂量减少，但是这有可能使形成的杂质扩散层的电阻上升，使半导体器件的性能下降。

此外，在使用向Si的吸收差(吸收系数低)的波长的灯加热的情况下，为了使半导体衬底升温到预定的退火温度需要时间，退火时间(灯光照射时间)会变长。

此外，即使是使用向Si的吸收好(吸收系数高)的波长的闪烁灯退火，在灯加热方式的情况下，发出灯光时的灯的起动需要时间，例如与上述专利文献5中记载的那样的激光方式相比，退火时间(灯光照射时间)会变长。