[发明专利]形成半导体器件结的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年10月26日提交的韩国专利申请10-2007-0108164的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，更具体地涉及形成可防止结电阻增加的半导体结的方法。

背景技术

半导体器件包括多个晶体管。晶体管通过金属线电连接。每个晶体管通常包括栅电极和两个源极/漏极结。

结可以通过实施离子注入工艺形成。根据待形成的晶体管的类型，可以使用不同类型的杂质实施离子注入工艺。结的特性可以根据离子注入工艺的条件而改变。尤其是，在实施离子注入工艺之后，将注入的杂质活化。通常使用热处理工艺实施活化工艺。

随着半导体器件集成水平持续提高，结的深度需要变浅。该种类的结被称作超浅结。超浅结通过使用极低能量形成。如果如上所述施加极低能量，杂质通常存在于半导体衬底的表面附近。在进行杂质活化工艺之后，形成金属沉积前介电层(pre-metal dielectric layer)以覆盖栅极和结二者。在金属沉积前介电层形成之后，后续的热处理工艺实施数次。在此，在半导体衬底的表面附近形成的杂质可以扩散进入金属沉积前介电层，然后从结中排出(即移除)。如上所述，如果将杂质从结排出，结的方块电阻可增加。

发明内容

本发明涉及一种防止在热处理工艺期间结内的杂质排出的方法。通过实施离子注入工艺注入杂质之后，使用第一热处理工艺和第二热处理工艺实施活化过程，其中第一热处理工艺在N₂环境(加热)和NH₃环境(冷却)中实施，第二热处理工艺在N₂环境(加热和冷却)中实施。

根据本发明的一个方面的形成半导体器件结的方法，提供其中形成有包括结的晶体管的半导体衬底。实施用于在包括结的半导体衬底上形成钝化层的第一热处理工艺。在此，钝化层用于防止结内的杂质排出。在包括钝化层的半导体衬底上形成金属沉积前介电层。

根据本发明的另一个方面的形成半导体器件结的方法，提供其中形成有包括结的晶体管的半导体衬底。实施用于在包括结的半导体衬底上形成包括氮化硅的钝化层的第一热处理工艺。在包括钝化层的半导体衬底上形成金属沉积前介电层。

根据本发明的又一个方面的形成半导体器件结的方法，提供其中形成有包括结的晶体管的半导体衬底。实施用于在结上形成钝化层的第一热处理工艺。实施用于改善结的电特性的第二热处理工艺。在包括钝化层的半导体衬底上形成金属沉积前介电层。

第一热处理工艺可以使用快速热处理(RTP)来实施。RTP可包括依次地实施逐步升温工艺(step-up process)和冷却工艺。

逐步升温工艺可包括以50～150摄氏度/秒的步幅来提高腔室内部温度同时对腔室供给N₂气体。

逐步升温工艺可包括提高腔室内部温度最高至200～500摄氏度同时对腔室供给N₂气体。在此，可以以1～40slpm的流量供给N₂气体。

冷却工艺可包括以20～100摄氏度/秒冷却腔室内部温度同时对腔室供给NH₃气体。在此，可以1～10slpm的流量供给NH₃气体。

钝化层由包括Si-N的层形成。第二热处理工艺可使用尖峰(spike)RTP来实施。

尖峰RTP可包括以150～250摄氏度的步幅提高腔室内部温度，最高至1000～1100摄氏度，同时以1～40slpm的流量对腔室供给N₂气体。

尖峰RTP可包括在N₂环境中冷却腔室内部温度。第二热处理工艺可使用RTP实施。

RTP包括依次地实施逐步升温工艺和冷却工艺。逐步升温工艺可包括在腔室内部形成N₂环境和以50～80摄氏度/秒的步幅提高腔室内部温度。

逐步升温工艺可包括在N₂气体环境中提高腔室内部温度最高至750～850摄氏度。在此，可以以1～40slpm的流量供给N₂气体。冷却工艺可通过在腔室内部形成NH₃环境来实施。