專利名稱：：制作器件的方法以及采用該方法形成的已加工材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種制作結(jié)的方法以及采用所述方法形成的已加工材料，具體來講，涉及一種制作用于在半導(dǎo)體襯底上形成電子器件的結(jié)的方法，以及一種制作用于在襯底上形成電子器件的結(jié)的方法，用于形成液晶屏，在所述襯底的絕緣襯底表面上形成半導(dǎo)體薄膜。
背景技術(shù)：
：例如，在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成器件區(qū)域的過程中，用到了大量的pn結(jié)。通過絕緣膜在襯底表面上形成的具有硅薄膜的SOI(絕緣體上硅)已經(jīng)在諸如DRAM的幾種半導(dǎo)體器件中得到了廣泛應(yīng)用。此外，通過在半導(dǎo)體薄膜中集成包含薄膜晶體管(TFT)的液晶驅(qū)動電路，嘗試液晶的微型化和高速化，使得在襯底表面上形成半導(dǎo)體薄膜的玻璃襯底引起了廣泛注意。如上所述，在形成各種半導(dǎo)體器件的過程中，采用pn結(jié)。傳統(tǒng)上，為了形成這些pn結(jié)，采用了一種方法，在這種方法中，在通過離子注入在n型Si襯底中引入諸如硼的p型雜質(zhì)之后，通過卣素?zé)魧ζ溥M(jìn)行電激活。例如，除了離子注入外，作為一種引入p型雜質(zhì)硼的方法，等離子體摻雜預(yù)計(jì)將成為能夠以非常低的能量有效引入粒子的下一代方法。作為一種用于對硼離子等注入離子進(jìn)行電子激活的方法，采用除了已經(jīng)得到了研究和發(fā)展的囟素?zé)艄庹罩獾碾W光燈光照、全固體激光器光照或準(zhǔn)分子激光器光照。所有的氙閃光燈光照、固體激光器光照和準(zhǔn)分子激光器光照的強(qiáng)度峰值所在的波長均比鹵素?zé)艄庹盏膹?qiáng)度峰值所在的波長短。例如，常規(guī)的鹵素?zé)艄庹赵?000-1100nm處具有強(qiáng)度峰值，而氙燈光照則在400-500nm的波長處具有強(qiáng)度峰值，準(zhǔn)分子激光器光照則在400或更低的波長處具有強(qiáng)度峰值。由于它們的峰值位于較短波長處，所以能夠在硅(Si)中得到有效的吸收(參考非專利文獻(xiàn)1和2)。這樣，通過在襯底表面的較淺部分吸收光能，能夠形成淺激活層。此外，已經(jīng)提出了一種采用晶體硅和非晶硅之間的光吸收系數(shù)差形成淺激活層的方法。具體來講，在375nm或更長的波長范圍內(nèi)，非晶硅所具有的光吸收效率高于硅晶體。因此，在用光照射之前首先在Si襯底表面上形成非晶層，之后，利用光使非晶層吸收更多的能量，由此形成淺激活層。通過諸如鍺的離子注入形成非晶層(參見非專利參考文獻(xiàn)1、2、3、4和5)。通過這些研究，結(jié)果表明采用375nm(包含)到800nm(包含)的較短波長光能夠使村底有效吸收光能，由此形成淺結(jié)(參見非專利參考文獻(xiàn)l和2)。在這些報(bào)導(dǎo)當(dāng)中，在引入雜質(zhì)之前，預(yù)先將襯底表面轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)，之后引入雜質(zhì)。在這種情況下，為了引入雜質(zhì)，采用BF^或B+離子注入，為了完成事先的非晶變化，采用鍺或硅的離子注入。也就是說，必須進(jìn)行兩次離子注入。這導(dǎo)致了工藝的復(fù)雜化。此外，為了制作戌結(jié)，就BF"或B+而言，必須將加速電壓降至幾百伏，以降^f氐射束電流值。這導(dǎo)致了低產(chǎn)量的問題。此外，由于存在很多兩次離子注入條件的組合，所以經(jīng)常分別對硼的引入和電子激活方法進(jìn)行研究和開發(fā)，在這種情況下，仍然不了解適于施加電磁波的波長的襯底表面的狀態(tài)。非專利參考文獻(xiàn)1:Ext.Abstr.ofIWJT,pp23-26，Tokyo,2002。非專利參考文獻(xiàn)2:SymposiumonVLSITechnologyDigestofTechnicalPapers,pp53-54,Kyoto,2003。非專利參考文獻(xiàn)3:Ext.Abstr.ofIWJT，pp31-34,Tokyo,2002。非專利參考文獻(xiàn)4:Ext.Abstr.ofIWJT,pp27-28,Tokyo,2002。非專利參考文獻(xiàn)5:2000InternationalConferenceonIonImplantationTechnologyProceedings,2000,pp.175-177。
發(fā)明內(nèi)容在制作結(jié)的方法當(dāng)中，在諸如Si襯底的固體襯底中引入雜質(zhì)之后，通過施加電磁波對所述雜質(zhì)進(jìn)行電激活，就雜質(zhì)引入而言，采用BF"或B+的離子注入，就之前的非晶變化而言，采用鍺或硅的離子注入。在這種情況下，必須執(zhí)行兩次離子注入。這導(dǎo)致了工藝復(fù)雜的問題。此外，為了制作淺結(jié)，就BF"或B+的離子注入而言，必須將加速電壓降至幾百伏，以降低射束電流(beamcurrent)值。這導(dǎo)致了低產(chǎn)量的問題。此外，由于存在4艮多兩次離子注入條件的組合，以及其他原因，因此仍然不知道適于所要施加的電磁波的波長的半導(dǎo)體表面狀態(tài)。仍然未確定適于所要施加的電磁波的襯底表面的形成方法。在這種情況下，需要一種形成與所要施加的電磁波波長相適應(yīng)的襯底表面狀態(tài)的方法，所述方法與常規(guī)離子注入方法相比工藝簡單、產(chǎn)量高。本發(fā)明是針對上述情況得到的。本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種制作結(jié)的方法，所述方法能夠通過簡單的工藝制作具有高精確度和高產(chǎn)量的淺結(jié)。為了取得上述目標(biāo)，在根據(jù)本發(fā)明的方法當(dāng)中，形成適于所要施加的光(電磁波)波長的襯底表面狀態(tài)，之后施加光照(電磁波)對雜質(zhì)進(jìn)行電激活。在變化的等離子體摻雜條件下在Si襯底中引入硼而創(chuàng)建樣本并采用偏振光橢圓率測量儀對每一樣本的光學(xué)屬性進(jìn)行評估，通過對樣本創(chuàng)建的重復(fù)試驗(yàn)，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，可以利用等離子體條件的改變調(diào)整摻雜層的光吸收系數(shù)、反射率、光吸收系數(shù)和厚度。此外，發(fā)明人還從理論上發(fā)現(xiàn)，可以將等離子體條件和所施加的對硼進(jìn)行電激活的光進(jìn)行適當(dāng)組合，使得所述樣本有效吸收光，從而以高速率電激活雜質(zhì)，有選擇地激勵含有硼的層，以優(yōu)選激活位于層內(nèi)的硼，防止雜質(zhì)在Si襯底的較深位置擴(kuò)散。本發(fā)明是在注意了這一點(diǎn)的情況下完成的。本發(fā)明提供了一種制作結(jié)的方法，其中，在固體Si襯底中引入了雜質(zhì)之后，施加電磁波激活雜質(zhì)，其特征在于在施加電磁波之前施加He等離子體。這是因?yàn)?，對?75nm到800nm的光而言，通過施加He等離子體極大提高了Si襯底表面的光吸收系數(shù)?？梢圆捎肁r等離子體替代He等離子體。另外，采用He或Ar稀釋含有用作雜質(zhì)的元素的等離子體也可以提供相同的效果。也就是說，所述制作結(jié)的方法包括的步驟有在半導(dǎo)體襯底的表面上形成薄膜，所述薄膜含有能夠在半導(dǎo)體襯底內(nèi)部被電激活的元素；以及在所述半導(dǎo)體上施加在大于375nm(包含)的波長處具有強(qiáng)度峰值的光，從而對所述薄膜進(jìn)行有選擇地激勵，由此對所述薄膜內(nèi)部的元素進(jìn)行電激活?，F(xiàn)在，假設(shè)所述的"光，，是指廣義的光，其包括電磁波在內(nèi)。不希望用于選擇性激勵的能量具有類似于激光的窄帶，希望其是不具有方向性的光。這是因?yàn)閷τ趯挿秶ㄩL而言，可以有效地利用薄膜的高光吸收系數(shù)。相反，類似于激光的窄帶能量利用薄膜對特定波長的吸收。此外，由于激光的有限輸出，只能將其施加到小面積內(nèi)。因此，在希望將能量施加到較大區(qū)域，例如lcmxlcm或更大，內(nèi)來處理產(chǎn)品的情況下，采用掃描方法。這要求解決生產(chǎn)量有限的制造缺點(diǎn)。另一方面，就卣素?zé)艋螂瘹鉄舳?，其能夠?qū)⒕哂袑挷ㄩL范圍的光施加到大區(qū)域內(nèi)，因此不會引起上述問題，因此是合乎需要的。順便提及，通常通過對半導(dǎo)體襯底進(jìn)行等離子體摻雜實(shí)現(xiàn)改造，由此形成含有能夠被電激活的元素的薄膜。此外，其形成是通過對半導(dǎo)體襯底進(jìn)行摻雜而實(shí)現(xiàn)的改造，以及摻雜能夠在半導(dǎo)體襯底內(nèi)被激活的元素實(shí)現(xiàn)的。此外，還可以通過在半導(dǎo)體襯底表面上淀積形成。例如，可以在施加等離子體使半導(dǎo)體襯底的表面具有非晶態(tài)之后形成含有能夠在半導(dǎo)體襯底內(nèi)部被電激活的元素的薄膜。另外，可以在半導(dǎo)體襯底內(nèi)引入能夠被激活的元素之后通過施加等離子體使半導(dǎo)體村底表面具有非晶態(tài)，由此形成含有能夠在半導(dǎo)體襯底內(nèi)部被電激活的元素的薄膜。在制作結(jié)的方法當(dāng)中，光施加步驟優(yōu)選滿足與薄膜的光吸收系數(shù)相關(guān)的至少一個條件，假設(shè)波長為X(nm)，吸收為A%，波長范圍為375nm(包括)到500nm,A>7E32r12316;波長范圍為500nm(包括)到600nm,A〉2E19人-7"8;波長范圍為600nm(包括)到700nm,A>4E14r55849;波長范圍為700nm(包括)到800nm，A〉2E12r47773。在根據(jù)本發(fā)明的制作結(jié)的方法當(dāng)中，光施加步驟優(yōu)選滿足與薄膜的光吸收系數(shù)相關(guān)的至少一個條件，假設(shè)波長為人(nm),吸收系數(shù)為a(cm")，在375nm(包括)到500nm的波長范圍內(nèi)，a〉lE38r謂;在500nm(包括)到600nm的波長范圍內(nèi)，a>lE24r72684;在600nm(包括)到700nm的波長范圍內(nèi)，a>2E19V55873;在700nm(包括)到800nm的波長范圍內(nèi)，a〉lEm-濯。在這些方法中，由于能夠在幾種試-驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上#^居所施加的波長計(jì)算吸收，因此能夠?qū)λ霰∧みM(jìn)行有效退火。此外，在#4居本發(fā)明的制作結(jié)的方法當(dāng)中，所述半導(dǎo)體襯底優(yōu)選為n型硅(Si)襯底，并將硼雜質(zhì)提供至Si襯底的表面。此外，在根據(jù)本發(fā)明的制作結(jié)的方法中，所包含的步驟有通過等離子體摻雜在n-Si(100)襯底和平面傾斜幾度的n-Si(100)襯底中引入硼作為雜質(zhì)；向引入了硼的n-Si(100)襯底施加從375nm(包括)到800nm(包括)的激光，從而對硼進(jìn)行電激活，優(yōu)選地，引入硼的n-Si(100)襯底對375nm(包括)到800nm(包括)的光具有A>1E19^6833的光吸收。在根據(jù)本發(fā)明的制作結(jié)的方法中包括的步驟有通過等離子體摻雜在n-Si(100)襯底和平面傾斜幾度的n-Si(100)襯底中引入硼作為雜質(zhì)；向引入了硼的n-Si(100)襯底施加從375nm(包括)到800nm(包括)的激光，從而對硼進(jìn)行電激活，優(yōu)選地，引入硼的n-Si(100)襯底對375nm(包括)到800nm(包括)的光具有A〉1E19^,的光吸收。此外，在根據(jù)本發(fā)明制作結(jié)的方法中，雜質(zhì)引入步驟是向n-Si(100)襯底和平面具有幾度傾斜的n-Si(100)襯底施加以He稀釋的含有硼的等離子體，從而實(shí)現(xiàn)其等離子體摻雜。此外，在根據(jù)本發(fā)明的制作結(jié)的方法中，優(yōu)選采用偏振光橢圓率測量儀測量光吸收系數(shù)，就空氣、薄膜(硼引入層)和半導(dǎo)體襯底構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)而言，入射角為70度。此外，在根據(jù)本發(fā)明的制作結(jié)的方法中，優(yōu)選在采用偏振光橢圓率測量儀測量了硼引入層的光吸收系數(shù)和厚度之后，以A=100x(l-exp(-aD))計(jì)算光吸收，假設(shè)硼引入層的厚度為D(cm)，在測量過程中，相對于空氣、薄膜和半導(dǎo)體襯底構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)的入射角為70度。此外，在根據(jù)本發(fā)明的制作結(jié)的方法中，在施加電磁波之前，執(zhí)行下述步驟的組合向半導(dǎo)體襯底施加He等離子體、Ar等離子體、含有He的等離子體或含有Ar的等離子體；以及向固體襯底施加含有起著雜質(zhì)作用的顆粒的等離子體，從而實(shí)現(xiàn)其等離子體摻雜。例如，優(yōu)選在采用He等離子體對Si襯底進(jìn)行了輻射之后，采用含有硼的等離子體進(jìn)行等離子體摻雜?；蛘?，在釆用含有硼的等離子體進(jìn)行等離子體摻雜之后，可以采用He等離子體輻射Si襯底。根據(jù)本發(fā)明，可以通過采用偏振光橢圓率測量儀的測量測試光吸收系數(shù)，在測試過程中，相對于由空氣、硼引入層和半導(dǎo)體襯底構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)的入射角為70度。此外，在釆用偏振光橢圓率測量儀測量了硼引入層的光吸收系數(shù)和厚度之后，以A=100x(l-eXp(-cc■D))計(jì)算光吸收，假設(shè)硼引入層的厚度為D(cm)，在測量過程中，相對于空氣、硼引入層和半導(dǎo)體襯底構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)的入射角為70度。本發(fā)明滿足光吸收系數(shù)的條件，從而對硼進(jìn)行了有效激活，由此實(shí)現(xiàn)淺結(jié)的有效形成。通過在SOI襯底、變形(distorted)Si村底或玻璃村底上形成的半導(dǎo)體薄膜替代n-Si(100)襯底也是有效的。晶基板的電子元件也是有效的。此外，在本發(fā)明中，在上述制作結(jié)的方法中，可以采用偏振光橢圓率測量儀或XPS檢測襯底的光學(xué)特性。此外，在本發(fā)明中，在上述制作結(jié)的方法當(dāng)中，等離子體摻雜步驟包括控制下述條件中的至少一個施加到等離子體上的電源電壓，等離子體組分，或者含有摻雜材料的等離子體的施加時間和不含有摻雜材料的等離子體的施加時間之間的比例。通過這一方法，可以有效進(jìn)行控制。在這種情況下，通過調(diào)整起著摻雜劑作用的雜質(zhì)物質(zhì)和其他物質(zhì)之間的混合比、真空度、其他物質(zhì)之間的混合比等控制等離子體組分。此外，在本發(fā)明當(dāng)中，在制作村底的方法中，等離子體摻雜步驟包括通過改變雜質(zhì)物質(zhì)和作為所述雜質(zhì)物質(zhì)的混合物質(zhì)的惰性物質(zhì)或活性物質(zhì)之間的混合比改變雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域的光學(xué)性質(zhì)的步驟。在這種情況下，通過改變諸如砷、磷、硼、鋁、銻、銦的雜質(zhì)物質(zhì)和作為所述雜質(zhì)物質(zhì)的混合物質(zhì)的諸如氦、氬、氙或氮的惰性物質(zhì)或諸如氧、硅烷或乙硅烷的活性物質(zhì)之間的比率控制所述光學(xué)性質(zhì)。此外，在根據(jù)本發(fā)明的制作結(jié)的方法中，等離子體摻雜步驟優(yōu)選設(shè)置雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域的光學(xué)常數(shù)，從而在退火步驟中，促進(jìn)包含在雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域內(nèi)的雜質(zhì)的電激活，并抑制襯底內(nèi)的能量吸收。通過這一方法，可以在不提高襯底溫度的情況下有選擇地、有效地實(shí)現(xiàn)退火。在這種情況下，所施加的退火能量不僅可以是光能也可以是廣義的電磁波。光源不僅可以是諸如氙閃光燈的卣素?zé)艄?，還可以是白光、全固體激光器光或準(zhǔn)分子激光器光。所有的氙閃光燈光、固體激光器光和準(zhǔn)分子激光器光的強(qiáng)度峰值所在的波長均比卣素?zé)艄獾膹?qiáng)度峰值所在的波長短。例如，常規(guī)卣鎢燈光在1000到1100nm處具有強(qiáng)度峰值，而氙閃光燈光和準(zhǔn)分子激光器光則分別在400到500nm和400nm或更低具有強(qiáng)度峰值。這些類型的光在較短波長處具有強(qiáng)度峰值，因此能夠在Si中得到有效吸收(參見非專利文獻(xiàn)1和2)。這樣，可以在襯底表面的較淺部分吸收光能，因此可以形成淺激活層。應(yīng)當(dāng)注意正如在下述實(shí)施例中具體描述的，雜質(zhì)引入步驟不僅引入雜質(zhì)，而是隨后執(zhí)行的主要為光施加的退火步驟中，同時或順序施加組合的雜質(zhì)物質(zhì)、諸如惰性氣體或氮?dú)獾亩栊晕镔|(zhì)或諸如氧、硅烷或乙硅烷的活性物質(zhì)，從而使能量得到有效吸收，由此針對退火步驟設(shè)置最佳的光學(xué)特性。本發(fā)明中的雜質(zhì)引入步驟是指上文所述的一些列步驟。此外，在本發(fā)明中，可以通過施加電磁波的步驟替代光施加步驟。電磁分量的添加允許在薄膜內(nèi)部有選擇地并且更為有效地實(shí)施退火。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，以波長為基礎(chǔ)根據(jù)理論值從厚度、雜質(zhì)濃度等角度調(diào)整了襯底表面的狀態(tài)，從而促進(jìn)了諸如硼的雜質(zhì)的活化，從而有效地進(jìn)行退火。也就是說，由于在雜質(zhì)存在的區(qū)域有效地激活了雜質(zhì)，因此存在于半導(dǎo)體薄膜內(nèi)部或與之接近的雜質(zhì)元素在半導(dǎo)體薄膜內(nèi)部有效擴(kuò)散，并且還能夠得到有效激活，由此在較淺位置有效地制作了結(jié)。這樣，有可能提供一種工藝簡單、生產(chǎn)量高的結(jié)制作方法，并在準(zhǔn)備好適于所施加的電磁波波長的村底表面狀態(tài)之后施加電》茲波對雜質(zhì)進(jìn)行電激活。圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的襯底的圖示。圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例制作結(jié)的摻雜設(shè)備的圖示。圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例的摻雜層的光學(xué)特性和光強(qiáng)分布的示范性組合的圖示。圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例和對比實(shí)例的每一摻雜層的圖示。順便提及，附圖標(biāo)記IOO表示半導(dǎo)體村底；IIO表示雜質(zhì)薄膜；200表示真空室；210表示真空泵；230表示真空計(jì)；240表示等離子源；250表示電源；260表示村底支座；270表示電源；280表示提供摻雜物質(zhì)的管線；290表示提供另一物質(zhì)1的管線；300表示提供另一物質(zhì)2的管線；310表示等離子體；410表示光度計(jì)。具體實(shí)施例方式下面，將對對本發(fā)明的各種實(shí)施例予以說明?，F(xiàn)在，通過光學(xué)測量檢測帶有引入了雜質(zhì)的薄膜的襯底的狀態(tài)，可以使其處于適于激活的最佳狀態(tài)。這是指不僅雜質(zhì)自身得到了光學(xué)測量，襯底狀態(tài)也得到了光學(xué)測量，例如包括薄膜自身的晶態(tài)在內(nèi)的復(fù)合層狀態(tài)，薄膜晶態(tài)發(fā)生的諸如引入過程中的能量導(dǎo)致的石皮損的物理變化，薄膜中發(fā)生的諸如形成氧化層或氮化層的化學(xué)變化。(實(shí)施例1)在第一實(shí)施例中，將對襯底的基本構(gòu)造予以說明。如圖1所示，在n-Si(100)襯底100上形成雜質(zhì)薄膜110,其包含的作為主要成分的雜質(zhì)能夠在于襯底中^L電激活時成為載流子。也就是說，雜質(zhì)薄膜110由含有大量晶格缺陷的非晶薄膜構(gòu)成。例如，可以利用能量比晶格的結(jié)合能足夠高(幾十電子伏特或更高)的粒子在半導(dǎo)體襯底中引入雜質(zhì)以獲得這種狀態(tài)。其中，采用能量比晶格的結(jié)合能足夠高(幾十電子伏特或更高)的粒子的目的在于在半導(dǎo)體薄膜中引入雜質(zhì)，對于構(gòu)成半導(dǎo)體襯底的晶體襯底或非晶襯底或者形成于其上的半導(dǎo)體薄膜的晶格而言，由于晶格缺陷的產(chǎn)生，以及由于雜質(zhì)自身的原因使得半導(dǎo)體薄膜的物理性質(zhì)發(fā)生了改變。這樣，將形成物理性質(zhì)不同于基本半導(dǎo)體襯底或半導(dǎo)體薄膜的雜質(zhì)薄膜110。此外，在這一情況下，將晶格缺陷引入到半導(dǎo)體襯底100自身當(dāng)中，使得半導(dǎo)體襯底所處的狀態(tài)從其固有的物理性質(zhì)發(fā)生了變化。首先，將對本實(shí)施例中所采用的作為等離子體摻雜設(shè)備的等離子體CVD設(shè)備予以說明。如圖2所示，釆用這一實(shí)施例中所采用的摻雜設(shè)備向半導(dǎo)體襯底100中引入雜質(zhì)，從而形成雜質(zhì)薄膜IIO?，F(xiàn)在，這一設(shè)備包括光源400和光度計(jì)410，其起著測量半導(dǎo)體襯底100的光學(xué)性質(zhì)的測量工具的作用，在半導(dǎo)體襯底100的表面上形成引入了雜質(zhì)的雜質(zhì)薄膜110，在下文中將對其予以說明，并且還起著在測量工具獲得的光學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上控制摻雜條件的控制裝置的作用，由此對摻雜條件進(jìn)行反饋-控制，從而提供最佳表面狀態(tài)。具體來講，所述等離子體摻雜設(shè)備包括真空室200和用于采用真空室200生成等離子體的等離子源240，由此對布置在襯底支座260上，作為待處理的襯底的半導(dǎo)體襯底的表面進(jìn)行等離子體摻雜。真空室200連接至真空泵210和用于真空測量的真空計(jì)230。等離子源240連4^至電源240。襯底支座260連4妾至與上述電源分開的電源270,用于施力口《蟲立電勢。真空室200配有用于引入這些氣體的氣體引入機(jī)構(gòu)。這一氣體引入機(jī)構(gòu)包括用于提供作為摻雜物質(zhì)的第一物質(zhì)的第一管線280，用于提供作為另一種物質(zhì)的第二物質(zhì)(本實(shí)施例中為He)的第二管線290,以及用于提供作為又一種物質(zhì)的第三物質(zhì)(本實(shí)施例中為Ar)的第三管線300。此外，根據(jù)需要，所述等離子體摻雜設(shè)備可以包括控制設(shè)備，其包括用于計(jì)算光度計(jì)410測得的光學(xué)性質(zhì)的計(jì)算機(jī)320;控制電路340,其用于在計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上確定控制條件；以及用于在控制電路340的輸出的基礎(chǔ)上對等離子摻雜設(shè)備的摻雜條件進(jìn)行反饋控制的控制器350。首先，利用調(diào)整到預(yù)定壓力的真空室，采用普通方式提供氣體，以生成等離子體并進(jìn)行摻雜?，F(xiàn)在，將對采用所述氣體作為摻雜源的情況予以說明。首先，將作為第一氣體的摻雜物質(zhì)提供到真空室200當(dāng)中。在這種情況下，除了摻雜物質(zhì)之外，還引入另一種與之不同的，作為載氣或具有特殊功能的物質(zhì)。在這一實(shí)施例中，所述氣體的性質(zhì)不同于摻雜物質(zhì)，例如選擇惰性氣體(質(zhì)量方面不同)或在Si內(nèi)不被電激活的物質(zhì)。此類氣體的例子可以是He和Ar。在這一實(shí)施例中，選擇He作為第二物質(zhì)，選擇Ar作為第三物質(zhì)。>(人包含上述第一至第三管線280、290和300的氣體引入管線中，引入氣體，從而在真空室200內(nèi)，在固體襯底100的表面上生成等離子體310。由于等離子體310和半導(dǎo)體襯底IOO之間的電勢差，吸引等離子體中的帶電顆粒，從而進(jìn)行雜質(zhì)摻雜。同時，將等離子體內(nèi)的電中性物質(zhì)吸附(applied)或吸留(occluded)到固體襯底IOO的表面附近。在這種情況下，所述表面狀態(tài)取決于作為下層材料的半導(dǎo)體襯底IOO的狀態(tài)，以及處于吸附或吸留狀態(tài)的等離子體的能量。現(xiàn)在，上述電中性物質(zhì)被吸留在半導(dǎo)體襯底100中，或被吸附到所述半導(dǎo)體襯底IOO的表面上，以形成雜質(zhì)薄膜。通過這一雜質(zhì)摻雜步驟，在半導(dǎo)體襯底IOO的表面上形成了上文中所述的雜質(zhì)引入層110。理想情況下，為了測量所述雜質(zhì)引入層的物理性質(zhì)，真空室200引入光源400和光度計(jì)410。通過計(jì)算機(jī)計(jì)算由光度計(jì)410測得的光學(xué)性質(zhì)，計(jì)算結(jié)果被發(fā)傳送至控制電路340,所述數(shù)據(jù)作為反饋信息被傳送至控制器350。因此，等離子體摻雜設(shè)備調(diào)整等離子體條件，以控制雜質(zhì)引入層的物理性質(zhì)。有待調(diào)整的等離子體條件包括施加到等離子體上的電源電壓或電壓施加時間和時才幾，纟參雜物質(zhì)和其他物質(zhì)之間的混合比，真空度，其他物質(zhì)之間的混合比，含有所述等離子體的等離子體施加時間和不含有所述等離子體的等離子體施加時間之間的比值等。通過改變這些參數(shù)控制所述雜質(zhì)引入層的物理性質(zhì)。通過采用足夠低的電位差，例如20eV，對半導(dǎo)體襯底IOO進(jìn)行摻雜，在半導(dǎo)體襯底100上形成了雜質(zhì)薄膜層。另一方面，通過以足夠高的電勢差，例如200eV，對半導(dǎo)體襯底100進(jìn)行摻雜，如果含有大量雜質(zhì)的等離子體以足夠高的能量侵入半導(dǎo)體薄膜表面，從而與半導(dǎo)體薄膜直接接觸，則能夠由此在半導(dǎo)體襯底100的表面上形成作為雜質(zhì)引入層的雜質(zhì)薄膜110。在采用載氣的情況下，載氣等離子體中的離子還侵入半導(dǎo)體薄膜表面，并在破壞晶體的同時與所述雜質(zhì)混合，由此形成由非晶半導(dǎo)體層和硼層構(gòu)成的混合層。因此，如果雜質(zhì)，例如混合層上的硼的濃度超過了混合層表面所能夠容納的飽和量，將形成非晶硼薄膜(雜質(zhì)薄膜)。圖3示出了根據(jù)本實(shí)施例的實(shí)例所施加的光的光強(qiáng)分布，以及襯底的光吸收系數(shù)的分布。所施加的光為氛閃光燈光。氮閃光燈光在470nm附近的波長處具有強(qiáng)度峰值，以曲線^表示?，F(xiàn)在，在圖中以在375nm到800nm的波長范圍內(nèi)具有強(qiáng)度峰值的光表示所述光。在圖3中，由PD-1表示的曲線示出了在用硼對n-Si(100)襯底進(jìn)行了等離子體摻雜之后的光吸收系數(shù)。通過等離子體摻雜引入PD-1所示的硼，從而以含有經(jīng)He稀釋的硼的等離子體輻射n-Si(100)襯底。所述摻雜時間為60秒。通過7秒或30秒的摻雜得到了相同的結(jié)果。就PD-1中的硼引入層的光吸收系數(shù)而言，假設(shè)在375nm(包括)到500nm的波長范圍內(nèi)波長為X(nm)，吸收系數(shù)為a(cm")，a>lE38^125Q5;在500nm(包括)到600nm的波長范圍內(nèi),a〉lE24人-，;在600nm(包括)到700nm的波長范圍內(nèi)，a>2E19r55873;在700nm(包括)到800nm的波長范圍內(nèi)，a>lE17^47782。從圖3可以理解，在進(jìn)行了等離子體摻雜之后，PD-1顯示出了比n-Si(100)村底更高的氙閃光燈光的吸收系數(shù)。在圖3中由PD-2表示的曲線示出了在不同于PD-1的條件下執(zhí)行等離子體摻雜時的光吸收系數(shù)。摻雜時間為30秒。PD-2示出了比n-Si(100)襯底和PD-1更高的光吸收系數(shù)。圖4示出了在所施加的光為激光時根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的實(shí)例的襯底的光吸收系數(shù)分布。在所施加的光具有類似激光的單波長時，與對于該波長而言具有強(qiáng)度分布的光相比，要求在摻雜層和n-Si(100)之間設(shè)定更大的光吸收系數(shù)差。PD-3示出了摻雜層的光吸收系數(shù)曲線，所形成的摻雜層適于通過調(diào)整摻雜條件得到的波長為500到550nm的激光。當(dāng)吸收系數(shù)小于這一曲線時，硼在激光退火之后深入擴(kuò)散。也就是說，只有對波長范圍為375nm(包括)到800nm(包括)的光硼引入層的光吸收系數(shù)為a〉lE24r謂,才可以在不改變硼的深度分布的情況下對硼進(jìn)行電激活。這可能歸因于，在吸收系數(shù)小于圖3中由PD-3表示的曲線時，表面摻雜層不能充分吸收激光能量，因此位于所述摻雜層之下的硅襯底具有高能量吸收比率?，F(xiàn)在將參照表1對實(shí)例中的硼的擴(kuò)散深度予以說明。假設(shè)由提供了1E18cm-3的硼濃度的深度代表所述擴(kuò)散深度，所述擴(kuò)散深度由Xj表示。以△Xj表示摻雜之后的Xj和光照之后的Xj之間的差值。實(shí)例A提供了下述步驟的組合PD-1的等離子體摻雜，以及在375nm(包括)到800nm(包括)的波長范圍內(nèi)具有峰值強(qiáng)度并且針對所述波長具有強(qiáng)度分布的光照。在這種情況下，AXj處于幾nm到4nm(包括)的范圍內(nèi)。假設(shè)這時AXj的平均值為1，從而對其他實(shí)例中的AXj進(jìn)行歸一化。實(shí)例B表示下述步驟的組合PD-3的等離子體摻雜，以及波長范圍從375nm(包括)到800nm(包括)的激光的光照。在這種情況下，AXj與實(shí)例A類似，AXj比率為0.9。(表l)<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>△Xj比率1.00.910如上所述，通過執(zhí)行等離子體摻雜，可以通過單個步驟容易地形成光吸收系數(shù)高于n-Si(100)的摻雜層。此外，通過適當(dāng)選擇摻雜層的光學(xué)性質(zhì)和所施加的光，可以在通常不改變Xj的情況下對硼進(jìn)行電激活，由此形成具有高性能的淺結(jié)。在這種情況下，可以通過等離子體摻雜的條件容易地調(diào)整摻雜層的光學(xué)性質(zhì)。接下來將對對比實(shí)例予以說明。參照表1，將對根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例和對比實(shí)例之間的擴(kuò)散深度差予以說明。采用在375nm(包括)到800nm(包括)的波長范圍內(nèi)具有強(qiáng)度峰值的激光照射樣本，其中在通過等離子體摻雜引入了硼之后摻雜層的光吸收系數(shù)為PD-1。也就是說，對比實(shí)例是PD-1中的等離子體摻雜與在375nm(包括)到800nm(包括)的波長范圍內(nèi)具有強(qiáng)度峰值的激光的組合。在經(jīng)過了PD-1的等離子體摻雜的樣本中，PD(等離子體摻雜)層所吸收的光能比PD-2得到的樣本所吸收的光能小大約一個數(shù)量級。這樣，比PD層深的襯底，現(xiàn)在例如為n-Si(lOO),吸收了更高比率的光。由于n-Si(100)的光吸收系數(shù)小，所以光能到達(dá)了較深的范圍。即，硼深度擴(kuò)散。就AXj的比較而言，實(shí)例A為1，而比較實(shí)例則為IO左右。也就是說，在比較實(shí)例中硼的擴(kuò)散深度比所述實(shí)例中深大約一個數(shù)量級，顯然不能形成作為靶材的淺結(jié)。此外，在上述實(shí)施例中，對在n-Si(100)村底中通過形成硼擴(kuò)散層制作淺結(jié)的方法進(jìn)行了說明。但是，不應(yīng)將所述襯底局限于n-Si(100)襯底，其可以是具有幾度傾斜的村底。此外，當(dāng)然也可以改變雜質(zhì)的導(dǎo)電類型。此外，通過抑制溫度升高，還可以在化合物半導(dǎo)體襯底中形成所述結(jié)。因此，可以形成結(jié)水平高度(level)變化減少，可靠性高的pn結(jié)。已經(jīng)參照具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明。但是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，顯然可以實(shí)現(xiàn)各種變化和修改。本申請基于2003年10月9日提交的日本專利申請No.2003-350368，在此將其全文引入以供參考。工業(yè)適用性從到目前為止的說明可以理解，根據(jù)本發(fā)明，在形成適于所施加的電不茲波的波長的適當(dāng)?shù)囊r底表面狀態(tài)之后，施加電磁波，從而對雜質(zhì)進(jìn)行電激活。正是出于這一原因，工藝簡單、生產(chǎn)量高，并且能夠容易地制作淺結(jié)。可以將根據(jù)本發(fā)明的方法有效地應(yīng)用到微型化半導(dǎo)體集成電路的制造當(dāng)中。權(quán)利要求1.一種制作器件的方法，其包括如下步驟將含有He的等離子體照射到襯底；將雜質(zhì)引入到所述襯底內(nèi)；以及照射電磁波從而電激活所述雜質(zhì)，其中在照射等離子體的步驟中，非晶層通過He等離子體形成。2.—種制作器件的方法，包括如下步驟將含有He的等離子體和含有作為雜質(zhì)的顆粒的等離子體照射到襯底，從而將所述雜質(zhì)引入到所述襯底內(nèi)；以及照射電磁波從而電激活所述雜質(zhì)，其中在照射等離子體的步驟中，非晶層通過He等離子體形成。3.如權(quán)利要求1或2所述的制作器件的方法，其中所述等離子體主要由He組成。4.如權(quán)利要求1或2所述的制作器件的方法，其中所述等離子體僅由He組成。5.如權(quán)利要求1或2所述的制作器件的方法，其中，假設(shè)波長為單位是nm的X,光吸收率為單位是％的A，則通過將雜質(zhì)引入到村底內(nèi)而形成的層的光吸收比滿足至少一個下述條件在375nm^i<500nm的波長范圍內(nèi)，A>7E32r12'316;在500nm^<600nm的波長范圍內(nèi)，A>2E19r7278;在600nm^i<700nm的波長范圍內(nèi)，A>4E14t55849;以及在700nm^i<800nm的波長范圍內(nèi)，A>2E12r47773。6.如權(quán)利要求1或2所述的制作器件的方法，其中，〗叚設(shè)波長為單位是nm的X，吸收系數(shù)為單位是cm"的a，則通過將雜質(zhì)引入到襯底內(nèi)而形成的層的光吸收系數(shù)滿足至少一個下述條件在375nm^<500nm的波長范圍內(nèi)，a>lE38r12505;在500nm^i<600nm的波長范圍內(nèi)，a>lE24^72684;在600nm^X<700nm的波長范圍內(nèi)，a>2E19^55873;以及在700nm^i<800nm的波長范圍內(nèi)，a>lE17X-47782。7.如權(quán)利要求1或2所述的制作器件的方法，其中所述襯底為硅襯底；并且所述雜質(zhì)為將纟皮供給到所述硅襯底的表面的硼。8.如權(quán)利要求1或2所述的制作器件的方法，其中照射電磁波的步驟為照射光的步驟，所述光在大于等于375nm的波長具有強(qiáng)度峰值。9.如權(quán)利要求8所述的制作器件的方法，其中照射電^茲波的步驟為照射光的步驟，所述光在大于等于375nm且小于等于800nm的波長具有強(qiáng)度峰值。10.如權(quán)利要求9所述的制作器件的方法，其中在大于等于375nm且小于等于800nm的波長具有強(qiáng)度峰值的所述光為氙閃光燈光。11.如權(quán)利要求7所述的制作器件的方法，其中所述硅襯底是具有(100)晶面的襯底，或者所述硅襯底包括自(100)晶面傾斜幾度的晶面。12.如權(quán)利要求7所述的制作器件的方法，其中，假設(shè)波長為單位是nm的X，吸收率為單位是。/。的A，則引入了硼的層對波長大于等于375nm且小于等于800nm的光的光吸收率滿足A>lE19r6833。13.如權(quán)利要求7所述的制作器件的方法，其中假設(shè)波長為單位是nm的入，吸收系數(shù)為單位是cm"的a，則引入了硼的層對波長大于等于375nm且小于等于800nm的光的光吸收系數(shù)滿足a>lE19r71693。14.如權(quán)利要求1或2所述的制作器件的方法，其中引入雜質(zhì)的步驟為通過等離子體摻雜來引入雜質(zhì)的步驟。15.如權(quán)利要求1或2所述的制作器件的方法，其中所述襯底為表面上形成了硅薄膜的SOI襯底。16.如權(quán)利要求1或2所述的制作器件的方法，其中所述襯底為表面上形成了硅膜的應(yīng)變硅襯底。17.如權(quán)利要求1或2所述的制作器件的方法，其中所述襯底為表面上形成了多晶硅薄膜的玻璃村底。18.—種通過如權(quán)利要求1或2所述的制作結(jié)的方法形成的己加工材料。全文摘要本發(fā)明公開了一種制作器件的方法以及采用該方法形成的已加工材料。一種形成淺結(jié)的方法，其步驟簡單，并且具有高精確度和高生產(chǎn)量。建立適于所要施加的電磁波的波長的襯底表面狀態(tài)。之后，施加電磁波對雜質(zhì)進(jìn)行電激活，從而使激勵能量在雜質(zhì)薄膜中得到有效吸收。因此，有效形成了淺結(jié)。文檔編號H01L21/02GK101436534SQ200810182659公開日2009年5月20日申請日期2004年10月8日優(yōu)先權(quán)日2003年10月9日發(fā)明者佐佐木雄一朗,水野文二,金成國申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社