[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置的制造技术，特别是涉及有效地适于制造具有硅化镍层的半导体元件的技术。

背景技术

随着半导体装置不断高集成化，场效应晶体管(Metal Insulator Semiconductor FieldEffect Transistor)应标度律而微细化，但存在如下问题，即，栅极或源极、漏极的电阻增大，即使使场效应晶体管微细化也无法获得高速动作。因此，针对例如具有0.2μm以下的栅极长度的场效应晶体管，熟悉本领域的技术人员正在研究自对准硅化物技术，此自对准硅化物技术是利用自行对准，在构成栅极的导电膜和构成源极、漏极的半导体区域的表面上形成低电阻的硅化物层，例如形成硅化镍层或硅化钴层等，由此减小栅极或源极、漏极的电阻。

然而，如果在形成硅化物层的底层(例如构成栅极的导电膜和构成源极、漏极的半导体区域)的表面上存在自然氧化膜，则硅化物层的电阻变得不均匀。因此，在形成硅化物层时，事先对底层的表面进行清洗，以去除自然氧化膜或杂质。

日本专利特开2002-93739号公报(参照专利文献1)揭示了包含如下步骤的技术，所述步骤是指例如在实施自对准硅化物工序之前，为了使所述基板上发生还原反应，在基板上实施的事先清洗工序中，实施使用了反应等离子的反应等离子处理工序。

[专利文献1]

日本专利特开2002-93739号公报(段落[0008]、段落[0009]、图1)

发明内容

硅化镍(NiSi)层具有14至20μΩ·cm的低电阻，可以利用自对准硅化物技术以例如400至600℃的较低温度来形成硅化镍层。因此，因为电阻低且可以形成较浅的接合，所以近年来，对要求微细化的场效应晶体管的源极、漏极采用硅化镍层。

然而，对于利用自对准硅化物技术所形成的硅化镍层而言，存在以下所说明的各种技术性问题。

在半导体基板的表面上堆积镍膜之前，例如使用HF气体与NH₃气体或NF₃气体与NH₃气体等还原气体来进行干洗处理，或者使用Ar气体的反应等离子来进行干洗处理，由此去除半导体基板的表面的自然氧化膜或杂质，上述Ar气体包含NF₃气体与NH₃气体或NF₃气体与H₂气体等还原气体。因此，在经过了干洗处理的半导体基板的表面生成硅氟酸铵((NH₄)₂SiF₆)。如果此生成物残留在半导体基板的表面上，则在利用自对准硅化物技术形成的硅化镍层中产生电阻的不均。

因此，熟悉本领域的技术人员研究了如下内容，即，利用相当于所述生成物的升华温度的100℃左右的温度，对经过了干洗处理的半导体基板的表面进行加热，由此去除生成物。然而，即使以100℃左右的温度来对半导体基板进行加热，也无法使生成物完全升华，因此明显无法避免硅化镍层的电阻的不均。本发明人认为上述问题的原因在于，在半导体基板的表面上生成的生成物的组成并非完全是(NH₄)₂SiF₆，也包含稍不同于(NH₄)₂SiF₆的组成(非化学计量的组成的化合物，对于这些非化学计量的组成的化合物而言，在不会引起混淆时，简便起见，由硅氟酸铵或((NH₄)₂SiF₆)表示)，所述组成稍不相同的生成物在100℃左右的温度下不会升华，所以残留在半导体基板的表面上。

本申请案的一个发明目的在于提供如下技术，此技术可以通过减小硅化镍层的电气特性的不均来提高半导体元件的可靠性和制造良品率。

本申请案的所述一个发明的所述目的及其他目的、以及其他发明的目的及新颖特征，可以根据本说明书的记述和附图而变得明确。

如果对本申请案所揭示的发明中的代表性内容的概要加以简单说明，则如下所述。