[发明专利]半导体器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有MOS晶体管的半导体器件的制造方法，而且涉及一种用于活化包含在MOS晶体管的袋状(pocket)杂质区域和源极及漏极区域一部分的杂质的半导体器件的制造方法。

背景技术

通过缩短位于栅电极正下方的沟道宽度，实现了MOS晶体管的性能的增强。但是，需保持通过缩短沟道宽度而得到的MOS晶体管的性能的增强，同时需抑制因尺寸缩小而显现的所谓短沟道效应。在此，所谓短沟道效应是指，在MOS晶体管处于断开状态时产生且在夹着沟道区域配置的源极及漏极区域之间的漏电流的增加等。

因此，为了抑制短沟道效应，也需要缩小MOS晶体管在衬底深度方向上的尺寸。而且，需改变MOS晶体管的源极及漏极区域附近的结构。

具体而言，各源极及漏极区域具有杂质扩散深的区域以及与沟道区域相邻且杂质扩散浅的区域(下面，称作“源极扩张区域”或者“漏极扩张区域”)。而且，在杂质扩散浅的区域的正下方，扩散着与形成源极区域或漏极区域的杂质的导电类型相反的杂质(下面，将扩散着相反导电类型的杂质的区域称作“袋状杂质区域”)。

而且，若推进源极及漏极扩张区域的浅接合，则能够期待抑制短沟道效应(reverse short channel effect)。这是因为，抑制了来自源极及漏极扩张区域的耗尽层向MOS晶体管的沟道区域延伸，由栅电极产生的电场几乎控制沟道区域。其结果，能够减小当MOS晶体管处于断开状态时产生的源极区域及漏极区域之间的漏电流。

因此，通过用于对源极及漏极用杂质进行活化处理的热处理，而防止杂质扩散，所以提出了杂质活化法(例如，专利文献1)，该杂质活化法组合了对源极及漏极区域的非晶态处理和LSA(laser Spike Anneal：激光尖峰式退火)或者FLA(flash lamp anneal)等短时间热处理。此外，通过离子注入用于源极及漏极区域用的杂质以及离子注入锗(Ge)等对于硅衬底来说成为中性的原子等，从而使上述源极及漏极区域处于非晶态。

而且，也提出了如下的活化杂质的方法，即，将均匀地对源极及漏极区域进行非晶态处理的方法与上述的杂质活化法组合的方法(例如，专利文献2)。

专利文献1：JP特表2001-509316号

专利文献2：JP特表2005-510871号

发明内容

(发明所要解决的问题)

一方面，袋状杂质区域对抑制短沟道效应起到重要的作用。从而，希望源极及漏极扩张区域的浅接合，并且不仅限于此，还希望防止包含在袋状杂质区域的杂质的再扩散以及杂质活化的提高。

其原因是，MOS晶体管的袋状杂质区域抑制耗尽层从源极及漏极区域的杂质扩散深的区域向沟道区域延伸。而且，袋状杂质区域抑制在源极区域、栅电极的正下方的衬底区域以及漏极区域所引起的寄生双极的动作。

但是，针对上述袋状杂质区域，若采用上述非晶态的方法，则非晶态层蔓延至MOS晶体管的沟道部。这是因为袋状杂质区域具有向上述沟道区域蔓延的部分的缘故。从而，在杂质被活化之后，沟道区域的晶格也残留紊乱，MOS晶体管的载流子的迁移率下降等，因此成为MOS晶体管的特性下降的原因。

本发明的目的在于，提供一种具有如下特征的半导体器件的制造方法，即，实现防止MOS晶体管的袋状杂质区域内所包含的杂质的再扩散以及杂质活化的提高，同时抑制MOS晶体管的特性降低。

(用于解决问题的方法)

本发明的半导体器件的制造方法是具有MOS晶体管的制造方法具，其具有下述特征，从而能够解决上述问题，该半导体器件其特征在于，包括：第一杂质导入工序，向MOS晶体管的源极及漏极区域导入杂质，其中，所述MOS晶体管的源极及漏极区域具有与MOS晶体管的沟道区域相邻的源极及漏极扩张区域；第二杂质导入工序，向袋状杂质区域导入杂质，所述袋状杂质区域在晶体半导体衬底内从源极及漏极扩张区域的底部向深度方向形成；表面层形成工序，以与源极及漏极扩张区域和袋状杂质区域重叠的方式，在半导体衬底的表面形成非晶态表面层；再结晶工序，其利用固相外延法对非晶态表面层进行再结晶处理。

(发明的效果)