半導(dǎo)體制造方法以及半導(dǎo)體制造裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及形成將在半導(dǎo)體基板上形成的η型區(qū)域或ρ型區(qū)域與金屬層電連接的金半接觸的半導(dǎo)體制造方法以及半導(dǎo)體制造裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體器件的制造中，確立半導(dǎo)體和金屬的歐姆接觸(contact，金半接觸)是重要的技術(shù)。作為向SiC(碳化硅)等半導(dǎo)體基板的金半接觸形成法，眾所周知如下方法:將金屬材料蒸鍍在高濃度地?fù)诫s(doping)的雜質(zhì)區(qū)域后，進(jìn)行被稱為PDA (Post-Deposit1nAnneal，淀積后退火)的熱處理，形成反應(yīng)層。另外，在半導(dǎo)體器件的制造工序中，除了形成金半接觸以外，還在例如注入了的雜質(zhì)的活化等各種目的下進(jìn)行熱處理(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-44688號公報
[0004]以往進(jìn)行的典型的熱處理，是專利文獻(xiàn)1等所公開那樣的采用加熱爐的幾分鐘左右的加熱。另外，通過鹵素?zé)舻葘Π雽?dǎo)體基板迅速地加熱的幾秒鐘左右的熱處理也被廣泛進(jìn)行。
[0005]但是，根據(jù)熱處理的種類的不同，當(dāng)處理時間變長時，有時即使是幾秒鐘左右，半導(dǎo)體器件的其他的特性也會劣化。例如，在用于向SiC半導(dǎo)體基板的金半接觸形成的熱處理中，由于加熱溫度越高，金半接觸電阻越低，因此優(yōu)選。但是，在SiC半導(dǎo)體中，為了改善柵極氧化膜的界面特性進(jìn)行氫封端處理，當(dāng)為了形成金半接觸在高溫下進(jìn)行幾秒鐘以上的熱處理時，產(chǎn)生取入該界面附近的氫解吸，使界面特性劣化這樣的問題。另外，在P型金半接觸中作為金屬層所采用的鋁為低融點金屬，本來就在高溫下難以進(jìn)行熱處理。
[0006]另外，典型地是在進(jìn)行了雜質(zhì)注入后且形成金屬層之前，進(jìn)行用于雜質(zhì)活化的熱處理，但是若將該熱處理在高溫下進(jìn)行幾秒鐘以上，則注入的雜質(zhì)因向外擴(kuò)散而消失，在雜質(zhì)區(qū)域的表面附近，還產(chǎn)生雜質(zhì)濃度變低，難以得到低金半接觸電阻這樣的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明鑒于上述課題而完成，其目的在于，提供不會使器件特性劣化而能夠得到低的金半接觸電阻的半導(dǎo)體制造方法以及半導(dǎo)體制造裝置。
[0008]為了解決上述課題，技術(shù)方案1的發(fā)明，是用于形成半導(dǎo)體基板的金半接觸的半導(dǎo)體制造方法，其特征在于，包括:離子注入工序，對半導(dǎo)體基板的一部分區(qū)域注入離子，形成雜質(zhì)區(qū)域；金屬層形成工序，在所述雜質(zhì)區(qū)域上形成金屬層；以及熱處理工序，對形成了所述金屬層的所述半導(dǎo)體基板以1秒以下的照射時間照射光進(jìn)行加熱，所述熱處理工序在包含氫的混合氣體(forming gas)中執(zhí)行。
[0009]另外，技術(shù)方案2的發(fā)明，在技術(shù)方案1的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造方法中，其特征在于，在所述熱處理工序中被照射光的所述半導(dǎo)體基板的表面的達(dá)到溫度為1000°c以上。
[0010]另外，技術(shù)方案3的發(fā)明，在技術(shù)方案1的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造方法中，其特征在于，在所述熱處理工序中，形成金半接觸，并且還進(jìn)行對所述雜質(zhì)區(qū)域所注入的雜質(zhì)的活化。
[0011]另外，技術(shù)方案4的發(fā)明，在技術(shù)方案3的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造方法中，其特征在于，在所述熱處理工序，還促進(jìn)所述雜質(zhì)區(qū)域的再結(jié)晶化。
[0012]另外，技術(shù)方案5的發(fā)明，在技術(shù)方案1的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造方法中，其特征在于，在所述離子注入工序和所述金屬層形成工序之間，還包括:對半導(dǎo)體基板以1秒以下的照射時間照射光，進(jìn)行對所述雜質(zhì)區(qū)域所注入的雜質(zhì)的活化的工序。
[0013]另外，技術(shù)方案6的發(fā)明，在技術(shù)方案1的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造方法中，其特征在于，在所述熱處理工序中，將在光譜分布中波長300nm相對于波長500nm的相對強度為20%以上的光照射到所述半導(dǎo)體基板。
[0014]另外，技術(shù)方案7的發(fā)明，技術(shù)方案1的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造方法中，其特征在于，在所述熱處理工序之前，還包括在所述金屬層上形成光吸收膜的工序。
[0015]另外，技術(shù)方案8的發(fā)明，在技術(shù)方案1的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造方法中，其特征在于，在所述離子注入工序中，在所述半導(dǎo)體基板的一個面形成η型雜質(zhì)區(qū)域和ρ型雜質(zhì)區(qū)域，在所述金屬層形成工序中，在所述η型雜質(zhì)區(qū)域上形成鎳層，并且在所述ρ型雜質(zhì)區(qū)域上形成鋁層，在所述熱處理工序中，通過對所述半導(dǎo)體基板的所述一個面的光照射，同時形成η型金半接觸和ρ型金半接觸。
[0016]另外，技術(shù)方案9的發(fā)明，在技術(shù)方案1的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造方法中，其特征在于，在所述熱處理工序中，從閃光燈對所述半導(dǎo)體基板照射閃光。
[0017]另外，技術(shù)方案10的發(fā)明，在技術(shù)方案1至技術(shù)方案9中的任意一項的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造方法中，其特征在于，所述半導(dǎo)體基板由碳化硅形成。
[0018]另外，技術(shù)方案11的發(fā)明，是用于形成半導(dǎo)體基板的金半接觸的半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于，包括:腔室，其容納在被注入了離子的雜質(zhì)區(qū)域上形成有金屬層的半導(dǎo)體基板；基座(Susceptor)，其設(shè)置在所述腔室內(nèi)，載置并支撐所述半導(dǎo)體基板；混合氣體供給部，其在所述腔室內(nèi)形成包含氫的混合氣體的環(huán)境；以及光照射部，對由所述基座支撐的所述半導(dǎo)體基板以1秒以下的照射時間照射光進(jìn)行加熱，所述光照射部在所述混合氣體中對所述半導(dǎo)體基板照射光。
[0019]另外，技術(shù)方案12的發(fā)明，在技術(shù)方案11的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造裝置中，其特征在于，所述光照射部通過光照射使所述半導(dǎo)體基板的表面達(dá)到1000°C以上。
[0020]另外，技術(shù)方案13的發(fā)明，在技術(shù)方案11的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造裝置中，其特征在于，所述光照射部對所述半導(dǎo)體基板照射光，形成金半接觸，并且還進(jìn)行對所述雜質(zhì)區(qū)域所注入的雜質(zhì)的活化。
[0021]另外，技術(shù)方案14的發(fā)明，在技術(shù)方案13的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造裝置中，其特征在于，所述光照射部對所述半導(dǎo)體基板照射光，還促進(jìn)所述雜質(zhì)區(qū)域的再結(jié)晶化。
[0022]另外，技術(shù)方案15的發(fā)明，在技術(shù)方案11的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造裝置中，其特征在于，所述光照射部對被注入了離子后、且形成金屬層之前的半導(dǎo)體基板照射光，進(jìn)行對所述雜質(zhì)區(qū)域所注入的雜質(zhì)的活化。
[0023]另外，技術(shù)方案16的發(fā)明，在技術(shù)方案11的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造裝置中，其特征在于，所述光照射部將在光譜分布中波長300nm相對于波長500nm的相對強度為20%以上的光照射到所述半導(dǎo)體基板。
[0024]另外，技術(shù)方案17的發(fā)明，在技術(shù)方案11的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造裝置中，其特征在于，所述光照射部對在所述金屬層上形成了光吸收膜的所述半導(dǎo)體基板照射光。
[0025]另外，技術(shù)方案18的發(fā)明，在技術(shù)方案11的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造裝置中，其特征在于，在所述半導(dǎo)體基板的一個面形成η型雜質(zhì)區(qū)域和ρ型雜質(zhì)區(qū)域，并且在所述η型雜質(zhì)區(qū)域上以及所述Ρ型雜質(zhì)區(qū)域上分別形成鎳層以及鋁層，所述光照射部，通過對所述半導(dǎo)體基板的所述一個面的光照射，同時形成η型金半接觸和ρ型金半接觸。
[0026]另外，技術(shù)方案19的發(fā)明，在技術(shù)方案11的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造裝置中，其特征在于，所述光照射部包含照射閃光的閃光燈。
[0027]另外，技術(shù)方案20的發(fā)明，在技術(shù)方案11至技術(shù)方案19中的任意一項的發(fā)明有關(guān)的半導(dǎo)體制造裝置中，其特征在于，所述半導(dǎo)體基板由碳化硅形成。
[0028]【發(fā)明的效果】
[0029]根據(jù)技術(shù)方案1至技術(shù)方案10的發(fā)明，由于對在雜質(zhì)區(qū)域上形成了金屬層的半導(dǎo)體基板，在包含氫的混合氣體中以1秒以下的照射時間照射光進(jìn)行加熱，因此，能夠使半導(dǎo)體基板的表面升溫，而不會使為了氫封端而取入的氫解吸，并能夠得到低的金半接觸電阻，而不會使器件特性劣化。
[0030]特別地，根據(jù)技術(shù)方案6的發(fā)明，由于將在光譜分布中波長300nm相對于波長500nm的相對強度為20%以上的光照射到半導(dǎo)體基板，因此，即使是帶隙寬的半導(dǎo)體基板也能夠吸收照射光。
[0031]特別地，根據(jù)技術(shù)方案7的發(fā)明，由于在熱處理工序之前在金屬層上形成光吸收膜，因此能夠提高照射光的吸收率。
[0032]根據(jù)技術(shù)方案11至技術(shù)方案20的發(fā)明，由于對在雜質(zhì)區(qū)域上形成了金屬層的半導(dǎo)體基板，在包含氫的混合氣體中，以1秒以下的照射時間照射光進(jìn)行加熱，因此，能夠使半導(dǎo)體基板的表面升溫，而不會使為了氫封端而取入的氫解吸，并能夠得到低的金半接觸電阻，而不會使器件特性劣化。
[0033]特別地，根據(jù)技術(shù)方案16的發(fā)明，由于將在光譜分布中波長300nm相對于波長500nm的相對強度為20%以上的光照射到半導(dǎo)體基板，即使帶隙寬的半導(dǎo)體基板，也能夠吸收照射光。
[0034]特別地，根據(jù)技術(shù)方案17的發(fā)明，由于對在金屬層上形成了光吸收膜的半導(dǎo)體基板照射光，因此能夠提高照射光的吸收率。
【附圖說明】
[0035]圖1是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。
[0036]圖2是表示保持部的整體外觀的立體圖。
[0037]圖3是從上面觀察保持部的俯視圖。
[0038]圖4是從側(cè)方觀察保持部的側(cè)視圖。
[0039]圖5是移載機構(gòu)的俯視圖。
[0040]圖6是移載機構(gòu)的側(cè)視圖。
[0041]圖7是表示多個鹵素?zé)舻呐渲玫母┮晥D。
[0042]圖8是表示閃光燈的驅(qū)動電路的圖。
[0043]圖9是表示形成半導(dǎo)體基板的金半接觸的處理順序的流程圖。
[0044]圖10是表示形成了金屬層的半導(dǎo)體基板的表面構(gòu)造的圖。
[0045]圖11是表示離子注入后的雜質(zhì)區(qū)域中的雜質(zhì)濃度的圖。
[0046]圖12是表示第2實施方式的形成金半接觸的處理順序的流程圖。
[0047]圖13是表示第3實施方式的形成金半接觸的處理順序的流程圖。
[0048]圖14是表示在金屬層上形成了光吸收膜的半導(dǎo)體基板的表面構(gòu)造的圖。
[0049]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0050]1半導(dǎo)體制造裝置
[0051]2快門機構(gòu)
[0052]3控制部
[0053]4鹵素加熱部
[0054]5閃光加熱部
[0055]6 腔室
[0056]7保持部
[0057]10移載機構(gòu)
[0058]61腔室側(cè)部
[0059]62 凹部
[0060]63上側(cè)腔室窗
[0061]64下側(cè)腔室窗
[0062]65熱處理空間
[0063]74 基座
[0064]91觸發(fā)電極
[0065]92玻璃管
[0066]93電容器
[0067]94 線圈
[0068]96 IGBT
[0069]97觸發(fā)電路
[0070]111 基體
[0071]112雜質(zhì)區(qū)域
[0072]113層間絕緣膜
[0073]114金屬層
[0074]115光吸收膜
[0075]180混合氣體供給機構(gòu)
[0076]FL閃光燈
[0077]HL鹵素?zé)?br>[0078]W半導(dǎo)體基板
【具體實施方式】
[0079]以下，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實施方式。
[0080]<第1實施方式>
[0081]圖1是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置1的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。本實施方式的半導(dǎo)體制造裝置1，是通過對SiC(碳化硅)的半導(dǎo)體基板W照射閃光，進(jìn)行用于金半接觸形成的PDA (Post-Deposit1n Anneal，淀積后退火)的閃光燈退火裝置。細(xì)節(jié)后面敘述，在搬入到半導(dǎo)體制造裝置1之前的半導(dǎo)體基板W中，在雜質(zhì)區(qū)域上形成了金屬層，通過半導(dǎo)體制造裝置1的加熱處理，形成金屬層和雜質(zhì)區(qū)域的金半接觸。
[0082]半導(dǎo)體制造裝置1具備:容納半導(dǎo)體基板W的腔室6、內(nèi)置多個閃光燈FL的閃光加熱部5、內(nèi)置多個鹵素?zé)鬑L的鹵素加熱部4、以及快門機構(gòu)2。在腔室6的上側(cè)設(shè)置閃光加熱部5，并且在下側(cè)設(shè)置鹵素加熱部4。半導(dǎo)體制造裝置1在腔室6的內(nèi)部具備:將半導(dǎo)體基板W保持為水平