[发明专利]制造半导体元件的方法和离子注入装置

说明书

本发明提供制造半导体元件的方法和离子注入装置，为了通过利用所希望的退火温度进行退火处理而能够将方块电阻降低到要求的水平，将离子注入到半导体基体W中的制造半导体元件的方法包括：第一离子注入工序，将氢离子或者稀有气体离子注入到半导体基体W中；以及第二离子注入工序，将掺杂离子注入到半导体基体W中。

技术领域

本发明涉及通过离子注入制造半导体元件的方法以及用于该方法的离子注入装置。

背景技术

例如，在制造薄膜晶体管(TFT)等半导体元件的情况下，使用专利文献1所示的离子注入装置，向半导体基体注入掺杂离子后，为了实现由于该注入导致的非晶化了的半导体基体的再结晶化和掺杂离子的激活，进行将半导体基体加热到高温(例如600℃以上)的所谓的退火处理。

但是，最近作为支承半导体基体的基板，有时例如使用塑料基板这样的耐热温度低的材料，在使用这样的基板的情况下，提高退火温度是有限度的。

但是如果退火温度低，则会产生不能充分激活掺杂离子，不能使半导体元件的方块电阻降低到要求的水平的问题。

专利文献1：日本专利公开公报特开2005-327713号

发明内容

因此，本发明是用于解决所述的问题而做出的发明，本发明的主要目的在于通过用所希望的退火温度进行退火处理，能够使方块电阻降低到要求的水平

即，本发明提供一种制造半导体元件的方法，其通过将离子注入到半导体基体中来制造半导体元件，所述制造半导体元件的方法包括：第一离子注入工序，将氢离子或者稀有气体离子注入到所述半导体基体中；以及第二离子注入工序，将掺杂离子注入到所述半导体基体中。

按照这样的制造半导体元件的方法，通过在第一离子注入工序中将氢离子或者稀有气体离子注入到半导体基体中，在半导体基体的晶格中形成缺陷，由此能够降低用于使掺杂离子从晶格间隙向晶格位置迁移的激活能。其结果，能够通过所希望的退火温度进行退火处理从而能够充分激活掺杂离子，能够将方块电阻降低到要求的水平。此外，关于具体的实验数据将在后面描述。

作为能够更显著地发挥上述作用效果的实施方式，优选的是，所述制造半导体元件的方法还包括退火处理工序，所述退火处理工序在所希望的退火温度下加热经过了所述第一离子注入工序和所述第二离子注入工序的所述半导体基体，所述退火温度为350℃以下。

如果是这样的退火温度，则作为支承半导体基体的基板材料能够使用耐热性比较低的材料，并且能够得到降低退火温度带来的节能效果。

优选的是，在所述第一离子注入工序之后进行所述第二离子注入工序。

如果是这样的顺序，则能够进一步降低方块电阻。此外，关于具体的实验数据将在后面描述。

但是，如果在第一离子注入工序中将氢离子或者稀有气体离子注入到半导体基体中并在半导体基体的晶格中形成缺陷，则有时在此后的退火处理中不能充分地恢复晶体结构。

在该情况下，如果与能充分恢复晶体结构的情况相比较，则由于制造的半导体元件的结晶性降低，所以载流子的迁移率降低，由此导致方块电阻增大。另外，由于结晶性低，存在产生漏电流的可能性。

因此，在着眼于晶体结构的恢复的情况下，优选的是，所述制造半导体元件的方法还包括高温注入工序，所述高温注入工序在所述第一离子注入工序之后所述退火处理工序之前，在高温下将氢离子或者稀有气体离子或者掺杂离子注入到所述半导体基体中。

按照这样的构成，通过在高温下将氢离子或者稀有气体离子或者掺杂离子注入到半导体基体中，能够实现结晶性的恢复。此外，关于具体的实验数据将在后面描述。

另外，本发明还提供一种离子注入装置，其将离子注入到半导体基体中，将氢离子或者稀有气体离子注入到所述半导体基体中，将掺杂离子注入到所述半导体基体中。