专利名称：制造半导体器件的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造半导体器件的方法，特别是涉及形成多晶硅膜的方法，该方法能够除去自然氧化物膜和沾污物，并且通过注入硅离子和退火形成大的晶粒。
在制造半导体器件过程中，广泛采用多晶硅膜作为导体膜。现在参考
图1A和图1B，表示按照现有技术制造多晶硅膜的方法。
图1A和图1B剖视图表示制造常规多晶硅膜的一种方法。
图1A表示，绝缘膜(3)形成在具有结区(2)的硅衬底(1)上。利用接触孔掩模通过光剂处理，使绝缘膜(3)形成图形，使结区(2)的硅衬底(1)暴露出来，由此，形成接触孔(4)，通常，自然氧化膜(10)生长在露出的硅衬底(1)上。
图1B表示，为了除去自氧化膜(10)，利用BOE(缓冲氧化腐蚀剂)或者HF化学制品进行湿式清洁处理。然后在300℃的淀积管中淀积多晶硅膜(5)，以便和结区(2)接触。但是，由上述工艺形成多晶硅膜(5)的晶粒(A)是0.1-0.5μm的微粒，所以存在减小电子迁移率和电导率的缺点。并且由于残存自然氧化膜(10)增加接触电阻。
本发明的目的是提供一种制造含有多晶硅膜的半导体器件的方法，该方法能够除去自然氧化膜和沾污物，并且通过注入硅离子和进行退火形成大的晶粒。本发明的另一个目的是提供一种方法，在CF4等离子清洁处理后，能除去自然氧化膜和防止再生长自然氧化膜，接着把硅衬底装入要流过惰性气体的非晶硅膜淀积管。
为了达到上述目的，本发明包括下列步骤在含有结区的硅衬底上面形成绝缘膜；把绝缘膜刻成图形，直到露出结区的硅衬底，由此，形成接触孔；接着，进行湿式清洁处理和等离子处理，以便除去露出的硅衬底上面的自然氧化层和沾污物；把硅衬底装入要通惰性气体的非晶硅膜淀积管中；在预定温度形成非晶硅膜；用预定剂量和能量，把硅离子注入到非晶硅膜中；热处理所述的非晶硅膜，以便形成多晶硅膜。
为进一步了解本发明的特征和目的，下面结合附图进行详细的叙述，其中图1A和图1B是半导体器件的剖视图，用于解释按照现有技术形成多晶硅膜的方法；图2A到图2D是半导体器件的剖视图，用于表示按照本发明形成多晶硅膜的方法。
对于上述几张附图，相似参考标号，表示相似的部分。
图2A到图2D是半导体器件的剖视图，用于表示按照本发明形成多晶硅膜的方法。
图2A表示，绝缘膜形成在具有结区(2)的硅衬底(1)上面。利用接触孔掩模通过光刻，把绝缘膜(3)刻成图形，使结区(2)的硅衬底(1)露出来，由此，形成接触孔(4)。通常，自然氧化膜(10)生长在露出的硅衬底(1)上。
图2B表示，利用BOE或HF化学制品进行湿式清洁处理，以便除去自然氧化膜(10)，接着利用CF4气体进行等离子处理，时间为20到40秒。然后，把硅衬底(1)装入非晶硅膜淀积管中，把如氮(N2)气这样的惰性气体输入管中，以便降低氧气的浓度。在等离子处理后，利用在560℃到580℃的SH4气体热分解，通过LPCVD(低压化学汽相淀积)，在所得的结构上淀积1000到3000的非晶硅膜(6)。在上述工艺中进行的CF4等离子处理，不仅除去在湿式清洁处理后残留的自然氧化膜，而且除去象氧(O2)或氢(H2)那样的作为多晶硅膜晶粒生长的核的沾污物。在把硅衬底装入淀积管的过程中，利用氮(N2)气吹洗、可保持管中的氧气浓度很低，以便在装置硅衬底期间，限制自然氧化膜的生长。
图2C表示，用预定能量把大约1015cm-2量级的硅离子注入到非晶硅膜(6)中。
图2D表示，在氮气中以500℃到700℃热处理非晶硅膜(6)，由此，使之变成多晶硅膜(6A)。因此，通过CF4等离子处理，完全除去作为晶粒生长核的沾污物，改善了晶粒(B)的生长。并且，由于把硅离子注入到非晶硅膜引起内能增加，使晶粒(B)变的很大。利用上述方法时，可能使生长的晶粒大于1微米。
如上详细的叙述，按照本发明可以达到下述目的，在淀积非晶硅膜之前通过完全除去自然氧化膜可减少接触电阻，通过硅(离子)注入和再结晶使晶粒尺寸最大，增加了电子迁移率和电导率。
对前述发明，虽然用具有某种特殊性的优选实施例进行了叙述，但它仅仅说明本发明的原理。应当了解，本发明不受此处公开和说明的优选实施例的限制。在不脱离本发明的范围和精神实质的情况下，可以作各种变化，但这些变化都是属于本发明的其它实施例。
权利要求
1.一种制造半导体器件的方法，包括下列步骤在有结区的硅衬底上面形成绝缘膜；把所说的绝缘膜形成图形，直到露出所说的结区的所说的硅衬底，因此，形成接触孔；接着，进行湿式清洁处理和等离子处理，除去所说的露出硅衬底上的自然氧化层和沾污物；把所说的硅衬底装入要输入惰性气体的非晶硅膜淀积管中；形成非晶硅膜；把硅离子注入所说的非晶硅膜中；及热处理所述的非晶硅膜，形成多晶硅膜。
2.按照权利要求1的方法，其特征是利用BOE和HF化学制品的任一种进行湿式清洁处理。
3.按照权利要求1的方法，其特征是利用CF4气体进行等离子处理，时间为20到40秒。
4.按照权利要求1的方法，其特征是把所说的硅衬底装入所说的非晶硅膜淀积管中，把惰性气体输入管中，因此，限制氧气浓度。
5.按照权利要求1的方法，其特征是，由LPCVD工艺，利用在560到580℃的SH4气体热分解，淀积所说的非晶硅膜。
6.按照权利要求1的方法，其特征是，淀积所说的非晶硅膜，厚度为1000到3000。
7.按照权利要求1的方法，其特征是，以大约1015cm-2量级的剂量注入所说的硅离子。
8.按照权利要求1的方法，其特征是，在氮气中以500到700℃热处理所说的非晶硅膜，由此使之转变为多晶硅。
9.一种制造半导体器件的方法，包括下列步骤在具有结区的硅衬底上，形成绝缘膜；使所说的绝缘膜形成图形，直到露出所说结区的所说硅衬底，由此，形成接触孔；接着，进行湿式清洁处理和等离子处理，除去所说露出的硅衬底上面的自然氧化层和沾污物；形成非晶硅膜；热处理所说非晶硅膜，形成多晶硅膜。
10.按照权利要求9的方法，其特征是，利用BOE和HF化学制品的任一种进行湿式处理。
11.按照权利要求9的方法，其特征是，利用CF4气体进行等离子处理，时间为20到40秒。
12.按照权利要求9的方法，其特征是，由LPCVD工艺，通过在560℃到580℃分解SH4气体淀积所说的非晶硅膜。
13.按照权利要求9的方法，其特征是，淀积所说的非晶硅膜，厚度为1000到3000。
14.按照权利要求9的方法，其特征是，在氮气中以500℃到700℃热处理所说的非晶硅膜，由此，使之转变成多晶硅膜。
15.一种制造半导体器件的方法，包括下列步骤在具有结区的硅衬底上，形成绝缘膜；使所说的绝缘膜形成图形，直到露出所说结区的所说硅衬底，由此，形成接触孔；接着，进行湿式清洁处理和等离子处理，除去所说露出的硅衬底上面的自然氧化层和沾污物；把所说的硅衬底装入要通惰性气体的非晶硅膜淀积管中；形成非晶硅膜；热处理所说非晶硅膜，以形成多晶硅膜。
16.按照权利要求15的方法，其特征是，利用BOE和HF的化学制品的任一种进行湿式清洁处理。
17.按照权利要求15的方法，其特征是，利用CF4气体进行等离子处理，时间为20到40秒。
18.按照权利要求15的方法，其特征是，把所说的硅衬底装入通入惰性气体的所说的非晶硅膜淀积管中，因此，限制氧气浓度。
19.按照权利要求15的方法，其特征是，由LPCVD工艺，通过温度为560℃到580℃下热分解的SiH4气体，淀积所说的非晶硅膜。
20.按照权利要求15的方法，其特征是，淀积所说的非晶硅膜，厚度为1000到3000。
21.按照权利要求15的方法，其特征是，在氮气中以500℃到700℃热处理所说的非晶硅膜，由此，使之转变为多晶硅。
22.一种制造半导体器件的方法，包括下列步骤在具有结区的硅衬底上形成绝缘膜；使所说的绝缘膜形成图形，直到露出所说结区的所说硅衬底，由此，形成接触孔；接着，进行湿式清洁处理和等离子处理，以便除去所说露出的硅衬底上的自然氧化层和沾污物；形成非晶硅膜；把硅离子注入到所说的非晶硅膜；热处理所说非晶硅膜，以便形成多晶硅膜。
23.按照权利要求22的方法，其特征是，利用BOE和HF任一种进行湿式清洁处理。
24.按照权利要求22的方法，其特征是，利用CF4气体进行等离子处理，时间为20到40秒。
25.按照权利要求22的方法，其特征是，通过在560℃到580℃热分解SiH4的LPCVD工艺，淀积所说的非晶硅膜。
26.按照权利要求22的方法，其特征是，淀积所说的非晶硅膜，厚度为1000到3000。
27.按照权利要求22的方法，其特征是，用大约1015cm-2数量级的剂量注入所说的硅离子。
28.按照权利要求22的方法，其特征是，在氮气中以500到700℃热处理所说的非晶硅膜，由此，使之转变为多晶硅膜。
29.一种制造半导体器件的方法，包括下列步骤在具有结区的硅衬底上形成绝缘膜；使所说的绝缘膜形成图形，直到露出所说结区的所说硅衬底，由此，形成接触孔；接着，进行湿式清洁处理，以便除去所说露出的硅衬底上面的自然氧化层和沾污物；把所说的硅衬底装入要通惰性气体的非晶硅膜淀积管中；形成非晶硅膜；把硅离子注入到所说的非晶硅膜中；热处理所说的非晶硅膜，以便形成多晶硅膜。
30.按照权利要求29的方法，其特征是，利用BOE和HF化学制品的任一种，进行湿式清洁处理。
31.按照权利要求29的方法，其特征是，把所说的硅衬底装入通惰性气体的所说的非晶硅膜淀积管中，由此，限制氧气浓度。
32.按照权利要求29的方法，其特征是，由LPCVD工艺，利用在560℃到580℃下热分解SiH4淀积所说的非晶硅膜。
33.按照权利要求29的方法，其特征是，淀积所说的非晶硅膜，厚度为1000到3000。
34.按照权利要求29的方法，其特征是，用1015cm-2数量级的剂量注入所说的硅离子。
35.按照权利要求29的方法，其特征是，在氮气中，以500到700℃热处理所说的非晶硅膜，由此，使之转变为多晶硅膜。
36.一种制造半导体器件的方法，包括下列步骤在具有结区的硅衬底上形成绝缘膜；使所说的绝缘膜形成图形，直到露出所说结区的所说硅衬底，由此，形成接触孔；进行湿式清洁处理，以便除去所说露出的硅衬底上面的自然氧化层和沾污物；把所说的硅衬底装入要通惰性气体的非晶硅膜淀积管中；形成非晶硅膜；热处理所说非晶硅膜，以便形成多晶硅膜。
37.按照权利要求36的方法，其特征是，利用BOE和HF化学制品的任一种，进行湿式清洁处理。
38.按照权利要求36的方法，其特征是，把所说的硅衬底装入通惰性气体的所说的非晶硅膜淀积管中，因此限制氧气的浓度。
39.按照权利要求36的方法，其特征是，由LPCVD工艺在560℃到580℃热分解SiH4，淀积所说的非晶硅膜。
40.按照权利要求36的方法，其特征是，淀积所说的非晶硅膜，厚度为1000到3000。
41.按照权利要求36的方法，在氮气中以500到700℃热处理所说的非晶硅膜，使之转变为多晶硅膜。
42.一种制造半导体器件的方法包括下列步骤在具有结区的硅衬底上形成绝缘膜；使所说的绝缘膜形成图形，直到所说的结区的所说硅衬底被露出，由此，形成接触孔；进行湿式清洁处理，除去所说露出的硅衬底上的自然氧化膜和沾污物；形成非晶硅膜；把硅离子注入到非晶硅膜中；热处理所说非晶硅膜，以便形成多晶硅膜。
43.按照权利要求42的方法，利用BOE和HF化学制品的任一种，进行湿式清洁处理。
44.按照权利要求42的方法，其特征是，由LPCVD工艺，利用在560℃到580℃热分解SiH4气体，淀积所说的非晶硅膜。
45.按照权利要求42的方法，其特征是，淀积所说的非晶硅膜，厚度为1000到3000。
46.按照权利要求42的方法，其特征是，用大约1015cm-2数量级的剂量，注入所说的硅离子。
47.按照权利要求42的方法，其特征是，在氮气中在500℃到700℃热处理所说的非晶硅膜，由此，使之转变为多晶硅。
全文摘要
本发明公开了一种含有多晶硅膜的半导体器件的制造方法，该方法能够除去自然氧化膜和沾污物，并且，利用硅离子注入和退火形成大的晶粒。本发明还公开了一种方法，其中在CF
文档编号H01L21/02GK1144397SQ9610749
公开日1997年3月5日 申请日期1996年5月4日 优先权日1995年5月4日
发明者权五成, 金辰泰 申请人:现代电子产业株式会社