半导体制造方法以及半导体制造装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及形成将在半导体基板上形成的η型区域或ρ型区域与金属层电连接的金半接触的半导体制造方法以及半导体制造装置。
【背景技术】
[0002]在半导体器件的制造中，确立半导体和金属的欧姆接触(contact，金半接触)是重要的技术。作为向SiC(碳化硅)等半导体基板的金半接触形成法，众所周知如下方法:将金属材料蒸镀在高浓度地掺杂(doping)的杂质区域后，进行被称为PDA (Post-Deposit1nAnneal，淀积后退火)的热处理，形成反应层。另外，在半导体器件的制造工序中，除了形成金半接触以外，还在例如注入了的杂质的活化等各种目的下进行热处理(参照专利文献I)。
[0003]专利文献1:日本特开2011-44688号公报
[0004]以往进行的典型的热处理，是专利文献1等所公开那样的采用加热炉的几分钟左右的加热。另外，通过卤素灯等对半导体基板迅速地加热的几秒钟左右的热处理也被广泛进行。
[0005]但是，根据热处理的种类的不同，当处理时间变长时，有时即使是几秒钟左右，半导体器件的其他的特性也会劣化。例如，在用于向SiC半导体基板的金半接触形成的热处理中，由于加热温度越高，金半接触电阻越低，因此优选。但是，在SiC半导体中，为了改善栅极氧化膜的界面特性进行氢封端处理，当为了形成金半接触在高温下进行几秒钟以上的热处理时，产生取入该界面附近的氢解吸，使界面特性劣化这样的问题。另外，在P型金半接触中作为金属层所采用的铝为低融点金属，本来就在高温下难以进行热处理。
[0006]另外，典型地是在进行了杂质注入后且形成金属层之前，进行用于杂质活化的热处理，但是若将该热处理在高温下进行几秒钟以上，则注入的杂质因向外扩散而消失，在杂质区域的表面附近，还产生杂质浓度变低，难以得到低金半接触电阻这样的问题。
【发明内容】
[0007]本发明鉴于上述课题而完成，其目的在于，提供不会使器件特性劣化而能够得到低的金半接触电阻的半导体制造方法以及半导体制造装置。
[0008]为了解决上述课题，技术方案1的发明，是用于形成半导体基板的金半接触的半导体制造方法，其特征在于，包括:离子注入工序，对半导体基板的一部分区域注入离子，形成杂质区域；金属层形成工序，在所述杂质区域上形成金属层；以及热处理工序，对形成了所述金属层的所述半导体基板以1秒以下的照射时间照射光进行加热，所述热处理工序在包含氢的混合气体(forming gas)中执行。
[0009]另外，技术方案2的发明，在技术方案1的发明有关的半导体制造方法中，其特征在于，在所述热处理工序中被照射光的所述半导体基板的表面的达到温度为1000°c以上。
[0010]另外，技术方案3的发明，在技术方案1的发明有关的半导体制造方法中，其特征在于，在所述热处理工序中，形成金半接触，并且还进行对所述杂质区域所注入的杂质的活化。
[0011]另外，技术方案4的发明，在技术方案3的发明有关的半导体制造方法中，其特征在于，在所述热处理工序，还促进所述杂质区域的再结晶化。
[0012]另外，技术方案5的发明，在技术方案1的发明有关的半导体制造方法中，其特征在于，在所述离子注入工序和所述金属层形成工序之间，还包括:对半导体基板以1秒以下的照射时间照射光，进行对所述杂质区域所注入的杂质的活化的工序。
[0013]另外，技术方案6的发明，在技术方案1的发明有关的半导体制造方法中，其特征在于，在所述热处理工序中，将在光谱分布中波长300nm相对于波长500nm的相对强度为20%以上的光照射到所述半导体基板。
[0014]另外，技术方案7的发明，技术方案1的发明有关的半导体制造方法中，其特征在于，在所述热处理工序之前，还包括在所述金属层上形成光吸收膜的工序。
[0015]另外，技术方案8的发明，在技术方案1的发明有关的半导体制造方法中，其特征在于，在所述离子注入工序中，在所述半导体基板的一个面形成η型杂质区域和ρ型杂质区域，在所述金属层形成工序中，在所述η型杂质区域上形成镍层，并且在所述ρ型杂质区域上形成铝层，在所述热处理工序中，通过对所述半导体基板的所述一个面的光照射，同时形成η型金半接触和ρ型金半接触。
[0016]另外，技术方案9的发明，在技术方案1的发明有关的半导体制造方法中，其特征在于，在所述热处理工序中，从闪光灯对所述半导体基板照射闪光。
[0017]另外，技术方案10的发明，在技术方案1至技术方案9中的任意一项的发明有关的半导体制造方法中，其特征在于，所述半导体基板由碳化硅形成。
[0018]另外，技术方案11的发明，是用于形成半导体基板的金半接触的半导体制造装置，其特征在于，包括:腔室，其容纳在被注入了离子的杂质区域上形成有金属层的半导体基板；基座(Susceptor)，其设置在所述腔室内，载置并支撑所述半导体基板；混合气体供给部，其在所述腔室内形成包含氢的混合气体的环境；以及光照射部，对由所述基座支撑的所述半导体基板以1秒以下的照射时间照射光进行加热，所述光照射部在所述混合气体中对所述半导体基板照射光。
[0019]另外，技术方案12的发明，在技术方案11的发明有关的半导体制造装置中，其特征在于，所述光照射部通过光照射使所述半导体基板的表面达到1000°C以上。
[0020]另外，技术方案13的发明，在技术方案11的发明有关的半导体制造装置中，其特征在于，所述光照射部对所述半导体基板照射光，形成金半接触，并且还进行对所述杂质区域所注入的杂质的活化。
[0021]另外，技术方案14的发明，在技术方案13的发明有关的半导体制造装置中，其特征在于，所述光照射部对所述半导体基板照射光，还促进所述杂质区域的再结晶化。
[0022]另外，技术方案15的发明，在技术方案11的发明有关的半导体制造装置中，其特征在于，所述光照射部对被注入了离子后、且形成金属层之前的半导体基板照射光，进行对所述杂质区域所注入的杂质的活化。
[0023]另外，技术方案16的发明，在技术方案11的发明有关的半导体制造装置中，其特征在于，所述光照射部将在光谱分布中波长300nm相对于波长500nm的相对强度为20%以上的光照射到所述半导体基板。
[0024]另外，技术方案17的发明，在技术方案11的发明有关的半导体制造装置中，其特征在于，所述光照射部对在所述金属层上形成了光吸收膜的所述半导体基板照射光。
[0025]另外，技术方案18的发明，在技术方案11的发明有关的半导体制造装置中，其特征在于，在所述半导体基板的一个面形成η型杂质区域和ρ型杂质区域，并且在所述η型杂质区域上以及所述Ρ型杂质区域上分别形成镍层以及铝层，所述光照射部，通过对所述半导体基板的所述一个面的光照射，同时形成η型金半接触和ρ型金半接触。
[0026]另外，技术方案19的发明，在技术方案11的发明有关的半导体制造装置中，其特征在于，所述光照射部包含照射闪光的闪光灯。
[0027]另外，技术方案20的发明，在技术方案11至技术方案19中的任意一项的发明有关的半导体制造装置中，其特征在于，所述半导体基板由碳化硅形成。
[0028]【发明的效果】
[0029]根据技术方案1至技术方案10的发明，由于对在杂质区域上形成了金属层的半导体基板，在包含氢的混合气体中以1秒以下的照射时间照射光进行加热，因此，能够使半导体基板的表面升温，而不会使为了氢封端而取入的氢解吸，并能够得到低的金半接触电阻，而不会使器件特性劣化。
[0030]特别地，根据技术方案6的发明，由于将在光谱分布中波长300nm相对于波长500nm的相对强度为20%以上的光照射到半导体基板，因此，即使是带隙宽的半导体基板也能够吸收照射光。
[0031]特别地，根据技术方案7的发明，由于在热处理工序之前在金属层上形成光吸收膜，因此能够提高照射光的吸收率。
[0032]根据技术方案11至技术方案20的发明，由于对在杂质区域上形成了金属层的半导体基板，在包含氢的混合气体中，以1秒以下的照射时间照射光进行加热，因此，能够使半导体基板的表面升温，而不会使为了氢封端而取入的氢解吸，并能够得到低的金半接触电阻，而不会使器件特性劣化。
[0033]特别地，根据技术方案16的发明，由于将在光谱分布中波长300nm相对于波长500nm的相对强度为20%以上的光照射到半导体基板，即使带隙宽的半导体基板，也能够吸收照射光。
[0034]特别地，根据技术方案17的发明，由于对在金属层上形成了光吸收膜的半导体基板照射光，因此能够提高照射光的吸收率。
【附图说明】
[0035]图1是表示本发明的半导体制造装置的结构的纵剖视图。
[0036]图2是表示保持部的整体外观的立体图。
[0037]图3是从上面观察保持部的俯视图。
[0038]图4是从侧方观察保持部的侧视图。
[0039]图5是移载机构的俯视图。
[0040]图6是移载机构的侧视图。
[0041]图7是表示多个卤素灯的配置的俯视图。
[0042]图8是表示闪光灯的驱动电路的图。
[0043]图9是表示形成半导体基板的金半接触的处理顺序的流程图。
[0044]图10是表示形成了金属层的半导体基板的表面构造的图。
[0045]图11是表示离子注入后的杂质区域中的杂质浓度的图。
[0046]图12是表示第2实施方式的形成金半接触的处理顺序的流程图。
[0047]图13是表示第3实施方式的形成金半接触的处理顺序的流程图。
[0048]图14是表示在金属层上形成了光吸收膜的半导体基板的表面构造的图。
[0049]其中，附图标记说明如下:
[0050]1半导体制造装置
[0051]2快门机构
[0052]3控制部
[0053]4卤素加热部
[0054]5闪光加热部
[0055]6 腔室
[0056]7保持部
[0057]10移载机构
[0058]61腔室侧部
[0059]62 凹部
[0060]63上侧腔室窗
[0061]64下侧腔室窗
[0062]65热处理空间
[0063]74 基座
[0064]91触发电极
[0065]92玻璃管
[0066]93电容器
[0067]94 线圈
[0068]96 IGBT
[0069]97触发电路
[0070]111 基体
[0071]112杂质区域
[0072]113层间绝缘膜
[0073]114金属层
[0074]115光吸收膜
[0075]180混合气体供给机构
[0076]FL闪光灯
[0077]HL卤素灯
[0078]W半导体基板
【具体实施方式】
[0079]以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。
[0080]<第1实施方式>
[0081]图1是表示本发明的半导体制造装置1的结构的纵剖视图。本实施方式的半导体制造装置1，是通过对SiC(碳化硅)的半导体基板W照射闪光，进行用于金半接触形成的PDA (Post-Deposit1n Anneal，淀积后退火)的闪光灯退火装置。细节后面叙述，在搬入到半导体制造装置1之前的半导体基板W中，在杂质区域上形成了金属层，通过半导体制造装置1的加热处理，形成金属层和杂质区域的金半接触。
[0082]半导体制造装置1具备:容纳半导体基板W的腔室6、内置多个闪光灯FL的闪光加热部5、内置多个卤素灯HL的卤素加热部4、以及快门机构2。在腔室6的上侧设置闪光加热部5，并且在下侧设置卤素加热部4。半导体制造装置1在腔室6的内部具备:将半导体基板W保持为水平