DE4244115C2 - Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung, welche mit einer Fremdatomschicht versehen ist, welche Ladungsträger hat, die durch einen Niedrigtemperaturprozeß gebildet sind, und auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, welche Ladungsträger in einer Fremdatom-Diffusionsschicht in Übereinstimmung mit einem Niedrigtemperaturprozeß bilden kann.

Mit dem Fortschritt der Mikrominiaturisierung und höherer Integration von MOS integrierten Schaltungselementen sind die Gebiete der Leitungsabschnitte zum Verbinden metallischer Drähte mit polykristallinen Siliziumschichten, Gate-Elektroden, Drain-Diffusionsschichten usw. extrem kleiner geworden. Resultierend aus dieser Tendenz gibt es ein ernsthaftes Problem, als daß der Kontaktwiderstand der Verdrahtung mehr und mehr ansteigt.

Der Kontaktwiderstand pro Einheitsfläche ist bestimmt durch die Differenz in der Austrittsarbeit zwischen dem Metall und dem Halbleiter und weiterhin durch die Konzentration der Fremdatomionen, welche in dem Halbleitersubstrat elektrisch aktiviert sind. Um den Kontaktwiderstand zu reduzieren, verkleinert man vorzugsweise die Differenz in den Austrittsarbeiten zwischen dem Metall und dem Halbleiter und vergrößert die Fremdatomionenkonzentration des Halbleiters. Deshalb kennt man bisher, z. B. aus "VLSI Technology", S. M. Sze, McGraw Hill, 1983, 242-253 als Verfahren zum Steigern der Konzentration von Fremdatomionen, welche in dem Halbleiter elektrisch aktiviert sind, das Verfahren des Bildens einer aktivierten Fremdatomschicht durch Tempern eines Halbleitersubstrats bei einer hohen Temperatur, in welches Fremdatomionen implantiert worden sind.

Jedoch ist es bei dem oben erwähnten Verfahren nach dem Stand der Technik des Implantierens von Fremdatomionen in ein Halbleitersubstrat und anschließendes Tempern des Halbleitersubstrats bei einer hohen Temperatur, so daß die Fremdatomionen als Donatoren oder Akzeptoren funktionieren können, unmöglich, die Konzentration der aktivierten Fremdatomionen über die Festkörperlöslichkeitsgrenze, welche an der Tempertemperatur bestimmt ist, anzuheben. Da dementsprechend die Fremdatomionen tiefer und tiefer während der Hochtemperaturbehandlung eindiffundieren, existiert insofern ein Problem, als daß die Fremdatomkonzentration reduziert wird und die Übergangstiefe der diffundierten Schicht tief wird.

Die DE-OS 20 53 785 offenbart ein Bordiffusionsverfahren für Silizium, bei dem ein vorwiegend aus Sauerstoff bestehendes Trägergas mittels einer Borverbindung mit Bor angereichert und über die in einem Reaktionsraum angeordneten sowie auf Diffusionstemperatur gebrachten Festkörper geleitet wird, wobei dem Trägergas ein mit Borsäureester angereichertes inertes Gas zugesetzt wird.

Aus der DE 31 51 437 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen einer vergrabenen Zenerdiode bekannt. Ausgehend von n-leitendem Siliziumsubstrat wird nach dem Fotoprozess zum Herstellen der Siliziumdioxidmaske für die Basis- und Emitterzonendiffusion nach Aufbringen einer Fotolackschicht erneut ein Prozess zum Herstellen eines Fensters vorgenommen, durch das Bor unter Ausbildung eines p-dotierten Bereichs implantiert wird. Nach Einbringen des für die Basisdiffusion erforderlichen Dotierungsmaterials vom p-Leitungstyp wird in einem Hochtemperaturprozess die p-leitende Basiszone und eine p⁺- leitende Zone eindiffudiert, an deren Übergang zur danach eingebrachten n⁺-leitenden Emitterzone der Zenerabbruch stattfindet.

Angesichts dieser Probleme ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung mit einem hohen Aktivierungsgrad der Fremdatomdiffusionsschicht und niedriger Diffusionstiefe der Fremdatomschicht, sowie ein Verfahren zum Herstellen der oben erwähnten Halbleitervorrichtung zu schaffen.

Die obige Aufgabe wird gelöst durch die Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 4.

Bevorzugte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.

Bei der Halbleitervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung werden die Cluster ikosaedrischer Struktur, welche jeweils aus zwölf Boratomen bestehen, in der Fremdatomdiffusionsschicht des Halbleiters gebildet und die gebildeten Cluster schaffen Löcher und dienen somit als Akzeptoren. Die Cluster werden gebildet durch Implantieren von Borionen oder durch Zerlegen einer Verbindung mit Bor.

Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Fremdatomschicht des Lochleitungstyps mit einer hohen Trägerkonzentration durch einen extremen Niedrigtemperaturprozeß zu bilden, was zu vergleichen ist mit dem Verfahren nach dem Stand der Technik, welches jedoch einen relativen Hochtemperaturtemperprozeß erfordert.

Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1A bis 1E Querschnittsansichten zum Zeigen des Herstellungsprozesses der Halbleitervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine graphische Darstellung zum Zeigen eines Profils der Ladungsträgerkonzentration in der Tiefenrichtung in dem Kontaktabschnitt der Halbleitervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit der der Halbleitervorrichtung nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 eine graphische Darstellung zum Zeigen von Profilen der Ladungsträgerkonzentration in der Tiefenrichtung, welche erhalten werden, wenn die Halbleitervorrichtung bei 550°C in einer Stickstoffatmosphäre getempert wird, wobei die Temperzeit ein Parameter ist, im Vergleich mit denen, welche vorher ohne Tempern erhalten wurden;

Fig. 4 eine graphische Darstellung zum Zeigen der Beziehung zwischen der Maximumladungsträgerkonzentration und der Dosis, welche erhalten werden, wenn die Vorrichtungsproben ionenimplantiert werden in verschiedenen Dosen und bei 550°C in einer Stickstoffatmosphäre eine Stunde lang getempert werden, im Vergleich mit denen, die vor dem Tempern erhalten werden;

Fig. 5 eine graphische Darstellung zum Zeigen der Beziehung zwischen dem Schichtwiderstand und der Dosis, wobei die Beschleunigungsenergie für die Ionenimplantation ein Parameter ist;

Fig. 6 eine graphische Darstellung zum Zeigen eines Bereiches, in dem eine Schicht mit niedrigem Widerstand gebildet werden kann;

Fig. 7 eine graphische Darstellung zum Zeigen von Profilen der Ladungsträgerkonzentration in der Tiefenrichtung, welche erhalten werden mit der Tempertemperatur als Parameter;

Fig. 8 eine graphische Darstellung zum Zeigen des Resultats, welches erhalten wird durch ein Infrarotabsorptionsspektrum- Meßverfahren;

Fig. 9 eine typische Illustration zum Zeigen einer Kristallstruktur, in welcher ein Cluster ikosaedrischer Struktur bestehend aus zwölf Boratomen innerhalb eines Siliziumkristalls vorliegt;

Fig. 10 eine graphische Darstellung zum Zeigen von Profilen von Bor und Ladungsträgerkonzentration in der Tiefenrichtung, welche erhalten werden, wenn Borionen in das Substrat implantiert werden;

Fig. 11 eine graphische Darstellung zum Zeigen der Beziehung zwischen der Schichtladungsträgerkonzentration und der Bordosis;

Fig. 12 eine graphische Darstellung zum Zeigen der Beziehung zwischen der Schichtladungsträgerkonzentration und der Infrarotabsorptionsintensität, welche verursacht wird durch die Gegenwart der Cluster, welche jeweils aus zwölf Borionen bestehen;

Fig. 13 eine graphische Darstellung zum Zeigen von Profilen der Ladungsträgerkonzentration in der Tiefenrichtung, welche erhalten werden, wenn die Vorrichtungsproben getempert werden bei 550°C bis 900°C eine Stunde lang in einer Stickstoffatmosphäre;

Fig. 14 eine graphische Darstellung zum Zeigen der Beziehung zwischen der Schichtladungsträgerkonzentration und der Bordosis in einem polykristallinen Silizium;

Fig. 15A bis 15E Querschnittsansichten zum Zeigen des Prozesses des Herstellens der Halbleitervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, bei Anwendung auf eine polykristalline Siliziumverdrahtung mit niedrigem Widerstand, welche bei einer niedrigen Temperatur gebildet wird;

Fig. 16 eine graphische Darstellung zum Zeigen der Beziehung zwischen der Ladungsträgerkonzentration und der Borkonzentration in einem unter Benutzung eines gemischten Borgases abgeschiedenen Films; und

Fig. 17A bis 17C Querschnittsansichten des Prozesses des Herstellens der Halbleitervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung bei Anwendung auf einen MOS-Transistor der LDD-Struktur.

Die Ausführungsformen der Halbleitervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung werden im folgenden beschrieben.

Fig. 1A bis 1E zeigen exemplarische Schritte der Herstellung eines Halbleitervorrichtungselements in Übereinstimmung mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 1A gezeigt, wird ein Siliziumdioxidfilm 2 mit einer Dicke von 400 nm auf einem einkristallinen Siliziumsubstrat 1 in Übereinstimmung mit einer CVD-(CVD = chemical vapor deposition = chemische Gasphasenabscheidung) Technik abgeschieden. Daraus folgend, wie gezeigt in Fig. 1B, wird ein Kontaktloch 3 von einem 1 µm × 1 µm Quadrat in dem Siliziumdioxidfilm 2 durch einen Strukturierungsprozeß gebildet. Weiterhin werden Borionen B⁺ in das einkristalline Siliziumsubstrat 1 unter Benutzung des Siliziumdioxidfilms 2 als Maske unter den Bedingungen abgeschieden, daß die Beschleunigungsenergie 35 keV und die Dosis 3 × 10¹⁶ cm^-2 ist. Durch diese Ionenimplantation kann eine Fremdatomdiffusionsschicht 4, wie in Fig. 1C gezeigt, am gesamten Ort in dem Halbleitersubstrat 1 gebildet werden. Darauf wird das Halbleitersubstrat bei 550°C eine Stunde lang in einer trockenen Stickstoffatmosphäre mit einem Heizofen getempert. Ein Widerstandsheizofen wird als dieser Heizofen benutzt.

Weiterhin wird die Oberfläche des Halbleitersubstrats 1 geätzt mit einer Tiefe von ungefähr 100 nm unter Benutzung einer Mischlösung von Flußsäure, Essigsäure und Salpetersäure, so daß die Fremdatomdiffusionsschicht 4 ausgehoben wird bis etwa 100 nm von der Oberfläche des Siliziumsubstrats 1, wie in Fig. 1D gezeigt. Darauf wird, wie in Fig. 1E gezeigt, eine leitfähige Schicht 5 aus einem metallischen Film mit einer Dicke von 800 nm auf dem Substrat durch Abscheiden von Aluminium beispielsweise unter Benutzung einer Sputtertechnik abgeschieden. Weiterhin wird eine Elektrode gebildet durch Strukturieren dieser leitfähigen Schicht 5 in Ausrichtung mit dem Kontaktloch 3.

Der gemessene Kontaktwiderstandswert zwischen der Aluminiumelektrode und der Fremdatomdiffusionsschicht, welche in Übereinstimmung mit dem Verfahren der ersten Ausführungsform gebildet wird, ist 8 × 10^-8 Ohm cm².

Um den Reduzierungseffekt des Kontaktwiderstands zu untersuchen, welcher erhalten wird in Übereinstimmung mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu dem, welcher erhalten wird in Übereinstimmung mit dem herkömmlichen Verfahren, werden Borionen in ein Halbleitersubstrat unter derselben Bedingung wie oben implantiert, und das Halbleitersubstrat wird in einer Stickstoffatmosphäre getempert (die Tempertemperatur ist 900°C, die Temperzeit ist 30 Minuten und die Fremdatomdiffusionsschicht 4 wird nicht geätzt). Das Meßresultat des Kontaktwiderstandswert ist 4 × 10^-7 Ohm cm². Das zeigt, daß beim Verfahren nach der vorliegenden Erfindung der Kontaktwiderstandswert merklich reduziert werden kann im Vergleich zu dem, der erhalten wird in Übereinstimmung mit dem herkömmlichen Verfahren.

Weiterhin ist in dem Fall, in dem die Oberfläche des Halbleitersubstrats nicht geätzt wird mit der Mischlösung nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, der Kontaktwiderstand 1 × 10^-7 cm². Das zeigt, daß obwohl der Kontaktwiderstandswert höher ist als in dem Fall, wo das Ätzen bewirkt wird, der Kontaktwiderstandswert reduziert werden kann auf 1/4 im Vergleich zu dem Fall des Verfahrens nach dem Stand der Technik. Weiterhin kann grob derselbe Kontaktwiderstandswert wie oben beschrieben werden erhalten werden bezüglich der Kontaktlöcher verschiedener Größen.

Weiterhin ist bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, wenn das Kontaktloch gebildet wird durch Ausheben der Oberfläche der Fremdatomdiffusionsschicht 4 durch Ätzen der Oberfläche des Halbleitersubstrats unter Benutzung einer Mischlösung ohne irgendein Tempern nach der Borionenimplantation, der Kontaktwiderstandswert 8 × 10^-8 Ohm cm². Das zeigt, daß der Kontaktwiderstandswert ebenfalls merklich reduziert werden kann in dem oben erwähnten Fall.

Danach wird die Ladungsträgerkonzentration an dem Kontaktabschnitt, welcher gebildet ist in Übereinstimmung mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung, das heißt, das Profil der Konzentration der aktivierten Fremdatome in der Tiefenrichtung untersucht durch Messen der Lochkonzentration. Fig. 2 zeigt das geprüfte Profil davon, welches zeigt, daß eine Ladungsträgerkonzentration so hoch wie 6 × 10²⁰ cm^-3 erhalten werden kann nahe der Oberfläche des Kontaktlochs unter der Bedingung der vorliegenden Erfindung. Demgegenüber ist beim Verfahren nach dem Stand der Technik, wobei das Substrat bei 900°C 30 Minuten lang in einer Stickstoffgasatmosphäre getempert wird, die Ladungsträgerkonzentration in dem Kontaktabschnitt so niedrig wie etwa 1 × 10²⁰ cm^-3.

Um zusätzlich die Beziehung zwischen dem Tempern nach der Ionenimplantation und dem Ätzen detailliert zu untersuchen, wird das Ladungsträgerprofil untersucht für die Proben, bei denen die Ionen unter denselben Bedingungen implantiert werden wie im Fall des Verfahrens der vorliegenden Erfindung (i. e. Borionen werden implantiert in das einkristalline Siliziumsubstrat unter den Bedingungen, daß die Beschleunigungsenergie 35 keV und die Dosis 3 × 10¹⁶ cm^-2 ist) und danach wird das Tempern bewirkt bei 550°C in einer Stickstoffatmosphäre in verschiedener Dauer im Vergleich mit dem Fall, in dem kein Tempern bewirkt wird. Die Untersuchungsresultate sind in Fig. 3 gezeigt.

Fig. 3 zeigt, daß es möglich ist, eine Ladungsträgerkonzentration so hoch wie etwa 6 × 10²⁰ cm^-3 an der Tiefenposition von etwa 0,1 bis 0,15 µm unabhängig von der Gegenwart oder Abwesenheit des Temperns und Zeitdauer des Temperns zu halten. Weiterhin zeigt diese Darstellung, daß, falls kein Tempern durchgeführt wird, die Ladungsträgerkonzentration so niedrig wie 1 × 10¹⁹ cm^-3 an der Oberfläche ist. Wenn jedoch Tempern eine Stunde lang ausgeführt wird, kann die Ladungsträgerkonzentration auf einen Wert von etwa 2 × 10²⁰ cm^-3 angehoben werden.

Deshalb ist es möglich, den Kontaktwiderstandswert von weniger als 1 × 10^-7 Ohm cm² zu realisieren, welcher erforderlich sein kann dafür, daß die zukünftigen Halbleitervorrichtungen hinreichend mikrominiaturisiert werden können, durch Bestimmen der Ladungsträgerkonzentration zu mehr als 2 × 10²⁰ cm^-3 an der Oberfläche der Fremdatomdiffusionsschicht, welche erhalten wird, bevor das Kontaktloch gebildet wird, unabhängig von der Gegenwart oder Abwesenheit des Ätzprozesses.

Weiterhin zeigt Fig. 4 die Beziehung zwischen der Maximumladungsträgerkonzentration und der Dosis, welche erhalten wird aus den Meßresultaten der Ladungsträgerkonzentrationsprofile. Diese Ladungsträgerkonzentrationsprofile werden erhalten unter Benutzung der Proben, welche gebildet werden durch Implantieren von Borionen in ein einkristallines Siliziumsubstrat bei 35 keV mit verschiedenen Dosen und getempert werden bei 550°C eine Stunde lang in einer Stickstoffatmosphäre, im Vergleich mit den Proben, welche ohne Tempern gebildet werden.

Die Darstellung zeigt, daß es möglich ist, einen Bereich zu erhalten, in dem die Ladungsträgerkonzentration so hoch wie 2 × 10²⁰ cm^-3 oder mehr ist, wobei ein Übergangsbereich zwischen einem Bereich niedriger Ladungsträgerkonzentration und dem Bereich hoher Ladungsträgerkonzentration vorliegt, unabhängig vom Tempern bei 550°C eine Stunde lang in der Stickstoffatmosphäre, solange die Dosis 1,5 × 10¹⁶ cm^-2 oder mehr ist. Weiterhin zeigt die Darstellung, daß die Maximumladungsträgerkonzentration von 4 × 10²⁰ cm^-3 leicht realisiert werden kann.

Weiterhin wird verstanden, daß die Spitzenborkonzentration, welche erhalten wird, wenn Bor ionenimplantiert wird, mit einer Beschleunigungsenergie von 35 keV und mit einer Dosis von 1,5 × 10¹⁶ cm^-2, 1,5 × 10²¹ cm^-3 ist, und eine weitere Spitzenborkonzentration von mehr als 1,5 × 10²¹ cm^-3 notwendig ist, unabhängig von der Beschleunigungsenergie, um die Maximumladungsträgerkonzentration von mehr als 2 × 10²⁰ cm^-3 zu erhalten. In diesem Fall zeigt sich, daß 60% oder mehr der Borionen beinhaltet sind in Clustern, welche aus zwölf Boratomen bestehen.

Um weiterhin die Beziehung zwischen der Beschleunigungsenergie zum Implantieren von Ionen und dem Schichtwiderstand zu untersuchen, werden die Schichtwiderstandswerte gemessen unmittelbar nach der Ionenimplantation bezüglich verschiedener Beschleunigungsenergien von 35, 20 und 60 keV. Fig. 5 zeigt die Beziehung, wobei der Schichtwiderstandswert als die Ordinate und die Bordosis als die Abszisse aufgetragen ist. Diese Darstellung zeigt, daß, um den Schichtwiderstand grob zu 5 × 10² Ohm/, wie erhalten bei der Beschleunigungsenergie von 35 keV und einer Dosis von 1,5 × 10¹⁶ cm^-2, zu erhalten, die Dosis von 1,3 × 10¹⁶ cm^-2 nötig ist bei der Beschleunigungsenergie 20 keV und die Dosis von 1,8 × 10¹⁶ cm^-2 notwendig ist bei der Beschleunigungsenergie von 60 keV. Wenn die Borbeschleunigungsenergie anwächst, wird die Tiefenverteilung der implantierten Borionen erhöht.

Weiterhin zeigt Fig. 6 die Beziehung zwischen der Dosis, die erforderlich ist, um die Schicht mit dem niedrigen Widerstand zu erzeugen, und der Beschleunigungsenergie. Diese Darstellung zeigt, daß die Dosis, die erforderlich ist, um die Schicht mit dem niedrigen Widerstand zu erhalten, ansteigt mit ansteigender Beschleunigungsenergie, woraus resultierend die Gestalt der Schicht mit dem niedrigen Widerstand nicht nur von der Dosis aller implantierter Borionen abhängt, sondern auch von der Konzentration der existierenden Boratome. Die Beschleunigungsenergie ist insbesondere nicht beschränkt, jedoch ist es möglich, 5 bis 100 keV nunmehr in der Praxis anzuwenden.

Weiterhin zeigt Fig. 7 die Ladungsträgerprofile der Fremdatomdiffusionsschicht 4 in der Tiefenrichtung, welche erhalten werden, wenn Borionen in einkristalline Siliziumsubstrate bei einer Beschleunigungsenergie von 35 keV und einer Dosis von 3 × 10¹⁶ cm^-2 implantiert werden und weiterhin die Substrate getempert werden eine Stunde lang bei verschiedenen Temperaturen. Die Darstellung zeigt, daß die Ladungsträgerkonzentration in der Tiefe von etwa 0,1 bis 0,15 µm von der Oberfläche der Fremdatomdiffusionsschicht 4 aus abnimmt mit ansteigender Tempertemperatur.

Wie in den Fig. 3 bis 7 gezeigt, wird die Maximumladungsträgerkonzentration erhalten, wenn das Substrat bei 600°C oder weniger getempert wird oder wenn kein Tempern durchgeführt wird. Deshalb kann die höhere Ladungsträgerkonzentration in der Oberfläche des Halbleitersubstrats realisiert werden durch Ätzen der Substratoberfläche um etwa 100 nm nach dem Tempern unter den oben erwähnten Bedingungen. Daraus resultierend kann bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eine Schicht 4 mit hoher Ladungsträgerkonzentration in dem Kontaktabschnitt wie gezeigt in Fig. 1 gebildet werden, und der Kontaktwiderstandswert kann auf 8 × 10^-8 Ohm cm² reduziert werden.

Weiterhin existiert sogar bei einer Tempertemperatur von 700°C, da die Tiefe der Diffusionsschicht nicht erhöht wird und zusätzlich die Maximumladungsträgerkonzentration 2 × 10²⁰ cm^-3 oder mehr ist, kein spezielles Problem, wenn der Kontaktwiderstand reduziert wird. Wenn andererseits, wie gezeigt in Fig. 7, die Tempertemperatur 700°C oder mehr ist, nimmt die Ladungsträgerkonzentration ab, da die Boratome interdiffundiert und weiter deaktiviert werden. Doch ist der Ladungsträgerkonzentrationswert, der bei 700°C erhalten wird, überlegen im Vergleich zum Ladungsträgerkonzentrationswert nach dem Stand der Technik, der erhalten wird durch Tempern der Ionenimplantationsschicht mit niedriger Dosis (e. g. 1 × 10¹⁶ cm^-2 oder weniger) bei 700°C.

Wenn weiterhin die Siliziumionen implantiert werden, wird die Oberfläche davon in einen amorphen Zustand versetzt und weiterhin die Borionen implantiert werden, was verschieden ist von dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung, werden weder die hohe Ladungsträgeraktivierung sofort nach der Ionenimplantation noch das bemerkenswerte elektrische Verhalten mit der Dosis von 1 × 10¹⁶ cm^-2 als Grenze beobachtet. Das zeigt, daß die Ionenimplantation unter der Kristallbedingung (einkristallin oder polykristallin) unverzichtbar ist, um die Schicht mit der hohen Ladungsträgerkonzentration bei einer niedrigen Temperatur zu erhalten.

Hierin wird der Grund, warum solch ein bemerkenswerter Effekt, daß die flache Diffusionsschicht der hohen Ladungsträgerkonzentration gebildet werden kann, wenn die Tempertemperatur niedriger als 700°C ist (vorzugsweise niedriger als 600°C) wie oben beschrieben, weiter untersucht.

Zunächst wird, um den Status des Bors zu untersuchen, die Beschleunigungs energie bei 35 keV fixiert, und Borionen werden implantiert in ein einkristallines Siliziumsubstrat in Dosen von 3 × 10¹⁸ cm^-2, 5 × 10¹⁶ cm^-2 und 1 × 10¹⁷ cm^-2. Das Infrarotabsorptionsspektrum wurde gemessen für die jeweiligen Proben.

Fig. 8 zeigt die Meßresultate. In der Zeichnung sind die drei charakteristischen Kurven für den Absorptionsgrad für die jeweiligen Dosen dargestellt und konzentriert nahe den Wellenzahlen von 900 cm^-1 und 740 cm^-1. Diese Darstellung zeigt, daß die Absorptionsgrade bei den speziellen Wellenzahlen von (nahe 680, 800 und 930 cm^-1) ansteigen mit ansteigender Bordosis. Die Absorptionsgrade bei den Wellenzahlen entsprechen den Clustern ikosaedrischer Struktur, wobei jedes aus zwölf Boratomen besteht. Das heißt, ein Teil der implantierten Borionen stellt eine ikosaedrische Struktur bestehend aus zwölf Borionen dar.

Fig. 9 zeigt ein typisches Beispiel eines Clusters einer ikosaedrischen Struktur bestehend aus zwölf Boratomen, welch ein Siliziumatome implantiert wurden, wobei fünf Siliziumatome von dem Kristallgitter des einkristallinen Siliziums mit einem regulären Tetraäder entfernt sind, und ein Cluster mit ikosaedrischer Struktur ersetzt ist für die entfernten Siliziumatome. In diesem Fall ist die Differenz in der Größe zwischen den fünf Siliziumatomen und dem Borcluster ikosaedrischer Struktur weniger als 10%. Der Cluster ikosaedrischer Struktur bestehend aus zwölf Boratomen hat zwölf ungepaarte Elektronen; andererseits hat das einkristalline Siliziumgitter, von dem fünf Atome entfernt sind, zwölf ungepaarte Elektronen, so daß es möglich ist, ein Ersetzen zu realisieren, ohne eine ungepaarte Bindung zu schaffen.

Bei der oben erwähnten Absorptionsspektrummessung wird, wenn Borionen in das Siliziumsubstrat implantiert werden, das Substrat mit Wasser gekühlt, um die Substrattemperatur zwischen Raumtemperatur und 80°C zu halten. Weiterhin wird, um den Einfluß der Substrattemperatur zu prüfen, das Substrat durch flüssigen Stickstoff vor der Borionenimplantation gekühlt. Daraus resultierend werden die Infrarotabsorptionseigenschaften, welche die Gegenwart von Clustern bestehend aus Boratomen anzeigen, nicht gefunden. Das mag daran liegen, daß, wenn das Substrat gekühlt wird, die Schicht, in welche die Ionen implantiert werden, in einen amorphen Zustand gebracht wird.

Fig. 10 zeigt die Bor- und Ladungsträgerkonzentration in der Tiefenrichtung von der Oberfläche des Halbleitersubstrats aus. Die Substratproben werden erhalten durch Implantieren von Borionen bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und 80°C. Weiterhin wurden diese Halbleitersubstratproben nicht getempert.

Fig. 11 zeigt eine charakteristische Kurve, die die Beziehung zwischen den Ladungsträgerkonzentrationen und den Dosen darstellt. In der Zeichnung werden die Ladungsträgerkonzentrationen gemessen für verschiedene Proben und verschiedene Dosen. Fig. 11 zeigt, daß es möglich ist, lochleitende Halbleitersubstrate hoher Ladungsträgerkonzentrationen zu erhalten, falls die Bordosis 1 × 10¹⁶ cm^-2 oder mehr ist und weiterhin die Ladungsträgerkonzentration grob ein Sechstel (1/6) der Bordosis ist.

Weiterhin werden basierend auf der in Fig. 8 gezeigten Spektralcharakteristik die Absorptionsintensität aufgrund der Gegenwart der Cluster ikosaedrischer Struktur, wobei jedes aus zwölf Boratomen besteht, geprüft in Beziehung zur Schichtladungsträgerkonzentration. Fig. 12 zeigt, daß die Intensität der Infrarotabsorption grob proportional zur Schichtladungsträgerkonzentration ist. Das ist so, weil die Cluster, die jeweils aus zwölf Boratomen bestehen, als Akzeptoren dienen.

Die oben erwähnten Resultate können vernünftig erklärt werden unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Cluster aus den zwölf Boratomen als Doppelakzeptoren funktionieren. In diesem Zusammenhang offenbart D. W. Bullet, daß der Cluster ikosaedrischer Struktur bestehend aus zwölf Boratomen ein Doppelion ist, nämlich in AIP Conf. Proc., 170, S. 21-28 (1991), "Der elektronische Ursprung von Unordnung in Bor und borreichen Boriden". Diese Literaturstelle unterstützt, daß die Cluster ikosaedrischer Struktur jeweils aus zwölf Boratomen in der oben erwähnten Fremdatomschicht erzeugt werden können und weiterhin die Cluster als Doppelakzeptoren funktionieren.

Um weiterhin die Beziehung zwischen den oben erwähnten Clustern und dem Tempern zu studieren, werden die Proben hergestellt durch Implantieren von Borionen in die Substrate bei 35 keV und bei einer Dosis von 1 × 10¹⁷ cm^-2. Einige Proben werden nicht getempert, und einige Proben werden getempert in trockener Stichstoffatmosphäre bei 550°C, 700°C und 900°C. Die Ladungsträgerkonzentration in der Tiefenrichtung werden gemessen für diese Proben, wobei die Tempertemperatur ein Parameter ist.

Fig. 13 zeigt die charakteristischen Kurven für die Ladungsträgerkonzentration, welche so erhalten werden. Aus Fig. 13 ist ersichtlich, daß die Ladungsträgerkonzentration abnimmt mit ansteigender Tempertemperatur. Das kann erklärt werden unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Cluster jeweils bestehend aus zwölf Borionen nicht als Doppelakzeptoren funktionieren. Das ist so, weil, wenn die Cluster ikosaedrischer Struktur jeweils bestehend aus zwölf Boratomen mit Silizium kombiniert werden, zwei Boratome unter den zwölf Boratomen durch Siliziumatome ersetzt werden, so daß eine chemische Verbindung mit einer Struktur B₁₀Si₂ erhalten werden kann. Diese Verbindung ist elektrisch neutral und wird nicht als Akzeptor funktionieren. Deshalb ist es wichtig, um die Cluster ikosaedrischer Struktur jeweils bestehend aus zwölf Boratomen vor dem Abnehmen zu bewahren, nicht die Tempertemperatur nach dem Dotieren aus 700°C oder höher zu setzen, bei der die strukturelle Transformation fortschreitet. In diesem Fall sind, da eine Struktur B₁₁Si, in der Borion der zwölf Borionen ersetzt wird durch ein Siliziumatom als ein einzelner Akzeptor funktioniert, Temperbedingungen für die übrige B₁₁Si-Struktur effektiv, um die Ladungsträgerkonzentration zu erhöhen.

Hier wird die Beziehung zwischen dem polykristallinen Siliziumfilm und dem Cluster ikosaedrischer Struktur jeweils bestehend aus zwölf Boratomen studiert werden. Ein polykristalliner Siliziumfilm mit einer Dicke von 400 nm wird gebildet auf einem thermisch oxidierten Film mit einer Dicke von 300 nm gebildet auf einem einkristallinem Siliziumsubstrat unter Benutzung von LP (LP = low pressure = Niedrigdruck) CVD (CVD = chemical vapor deposition = chemische Gasphasenabscheidung) Technik. Borionen werden implantiert in diesem Siliziumfilm mit einer Beschleunigungsenergie von 35 keV und mit einer Dosis von 1 × 10¹⁷ cm^-2. In diesem Zustand wird bestätigt, daß der Status der Boratome Cluster ikosaedrischer Struktur jeweils bestehend aus zwölf Boratomen beinhaltet. Fig. 14 zeigt die Beziehung zwischen der Schichtladungsträgerkonzentration und der Bordosis.

Bei einem Vergleichen der Charakteristik des polykristallinen Siliziumfilms, der in Fig. 14 gezeigt ist, mit der des einkristallinen Siliziumfilms, der in Fig. 11 gezeigt ist, wird verstanden, daß die Ladungsträgerkonzentration des polykristallinen Siliziumfilms niedriger als die des einkristallinen Siliziumfilms bei der gleichen Dosis ist. Das mag daran liegen, daß obwohl die Cluster ikosaedrischer Struktur bestehend aus zwölf Boratomen als Akzeptor funktionieren, die erzeugten Ladungsträger elektrisch deaktiviert werden durch die Gegenwart der kristallinen Korngrenzen in dem polykristallinen Silizium.

Jedoch ist es möglich, eine Verdrahtung mit polykristallinem Silizium niedrigen Widerstands bei niedrigen Temperaturen zu bilden unter Benutzung der Tatsache, daß es möglich ist, Cluster ikosaedrischer Struktur jeweils bestehend aus zwölf Boratomen zu bilden.

Zum Beispiel wird im Fall einer zweiten Ausführungsform, wie gezeigt in den Fig. 15A bis 15E ein Siliziumdioxidfilm 22 und eine Diffusionsschicht 23 gebildet auf der Oberfläche von einkristallinem Silizium 21, wie gezeigt in Fig. 15A. Weiterhin wird ein nichtdotierter (hoher Widerstand) polykristalliner Siliziumfilm 24 mit einer Dicke von 200 nm, in dem keine Fremdatome enthalten sind, abgeschieden auf der Oberfläche der oben erwähnten Halbleitervorrichtung, wie in Fig. 15B gezeigt. Weiterhin wird ein Photolack 25 darauf angewendet und der angewendete Photolack wird so strukturiert, daß nur die Fläche, an dem der Widerstand zu erniedrigen ist, ausgesetzt ist, wie in Fig. 15C gezeigt. Borionen werden implantiert in das Substrat, welches so erhalten wurde, mit einer Beschleunigungsenergie von 35 keV und einer Dosis von 1 × 10¹⁷ cm^-2. Daraus resultierend wird nur die Fläche 26, in die Borionen implantiert werden, ein polykristalliner Siliziumfilm mit einem niedrigen Widerstand einschließlich Borionen mit hoher Konzentration. Weiterhin ist es möglich, eine Verdrahtung mit polykristallinem Silizium zu bilden durch einen Niedrigtemperaturprozeß, bei dem die maximale Prozeßtemperatur nicht die Temperatur zum Abscheiden polykristallinen Siliziums überschreitet. Weiterhin ist der Widerstand (spezifischer Widerstand) des polykristallinen Siliziums 10^-1 Ohm cm in dem Bereich, wo die Borionen implantiert werden und 10⁵ Ohm cm in dem Bereich, wo keine Borionen implantiert werden. Deshalb unterscheidet sich der Widerstand beträchtlich zwischen diesen beiden. Nachdem weiterhin die Borionen implantiert worden sind, kann die Fläche, wo Ionen nicht implantiert wurden, entfernt werden oder nicht entfernt werden gemäß der Struktur der Vorrichtungselemente. Weiterhin zeigt Fig. 15E ein Beispiel, in dem die Vorrichtung so strukturiert wird, daß nur der polykristalline Siliziumfilm 26 mit dem niedrigen Widerstand zurückbleibt.

Hier wird im folgenden der Fall erklärt werden, in dem die Cluster ikosaedrischer Struktur jeweils bestehend aus zwölf Boratomen gebildet werden können unter Benutzung eines Mischgases. Ein dünner Siliziumfilm einschließlich Bor wird abgeschieden auf einem Siliziumsubstrat von der Oberfläche, von der ein natürlicher Oxidfilm hinreichend entfernt wird, in Übereinstimmung mit einer LPCVD-Technik mit einem Mischgas von Disilan und Diboran als Quellenmaterialien. Die Abscheidebedingungen sind: die Flußmenge des Disilans ist 100 SCCM, die Flußmenge des Diborans ist 20 SCCM, der Druck ist 13,3 Pa und die Temperatur ist 570°C.

Fig. 16 zeigt die Beziehung zwischen der Ladungsträgerkonzentration und der Borkonzentration in dem Abscheidungsfilm. Fig. 16 zeigt, daß wenn die Borkonzentration niedrig ist, die Ladungsträgerkonzentration mit der Borkonzentration übereinstimmt, wie gezeigt durch eine durchgezogene Linie; wenn jedoch die Borkonzentration hoch ist, ist die Ladungsträgerkonzentration niedriger als die Borkonzentration bis hinab zu einem Sechstel der Borkonzentration. Diese Resultate können gut erklärt werden unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Cluster bestehend jeweils aus zwölf Boratomen gebildet werden und die gebildeten Cluster als Doppelakzeptoren funktionieren, wie im Fall des vorher erwähnten Beispiels. In diesem Fall kann die Gegenwart der Cluster bestehend aus zwölf Boratomen jeweils bestätigt werden durch Infrarotabsorptionsmessungen.

Wenn weiterhin die Abscheidungstemperatur 540°C ist, wird die Beziehung zwischen der Borkonzentration und der Ladungsträgerkonzentration, wie gezeigt durch eine gestrichelte Linie in Fig. 16. Im Vergleich mit dem Fall, in dem die Abscheidungstemperatur 570°C ist, zeigt diese gestrichelte Linie an, daß die Ladungsträgerkonzentration extrem reduziert ist in dem Bereich, in dem die Borkonzentration hoch ist. Das mag daran liegen, daß wenn die Abscheidungstemperatur hoch ist, das Diboran leicht aufgelöst wird, so daß die Cluster jeweils bestehend aus zwölf Boratomen gebildet werden können. Wenn andererseits die Abscheidungstemperatur niedrig ist, wird das Diboran nicht aufgelöst in der Gasphase und zusätzlich werden die Atome auf der Substratoberfläche nicht leicht bewegt, so daß die Borcluster nicht leicht gebildet werden.

Obwohl weiterhin in der oben erwähnten ersten und zweiten Ausführungsform das Bor als die Fremdatomsubstanz zum Ionenimplantieren verwendet wird, kann derselbe Effekt natürlich auch erhalten werden, wenn andere Ionen, wie zum Beispiel BF⁺, BF₂ ⁺ usw., welche Boratome beinhalten, benutzt werden.

Nachdem bei der ersten Ausführungsform der Siliziumdioxidfilm abgeschieden ist, werden die Ionenimplantation und das Tempern bewirkt. Jedoch ist es möglich, die Ionenimplantation und das Tempern zu bewirken, bevor der Siliziumdioxodfilm abgeschieden wird. Weiterhin können verschiedene Meßtechniken wie zum Beispiel Trockenätzen angewendet werden, um die Siliziumoberfläche zu ätzen. Weiterhin kann der Siliziumdioxidfilm ersetzt werden durch einen anderen Film, wie zum Beispiel einem Siliziumnitridfilm.

Als für die Elektrode benutztes Metall können nicht nur verschiedene Metalle, wie zum Beispiel Kupfer, Wolfram Titan usw. benutzt werden, sondern ebenfalls beliebige leitfähige Verbindungen, ohne auf Aluminium beschränkt zu sein. Wenn insbesondere eine Verbindung einschließlich Silizium, wie zum Beispiel ein Silizid als Elektrode oder als Basismaterial für die Elektrode benutzt wird, ist es möglich, da die Grenzfläche zwischen der Verbindung und dem Silizium angesiedelt werden kann in dem Bereich, in dem Fremdatome aktiviert werden durch die Reaktion zwischen den zweien, wenn die Verbindung erzeugt wird, den Ätzprozeß für die Substratoberfläche zu eliminieren. In diesem Fall wird beispielsweise, nachdem Borionen in ein Substrat implantiert worden sind, Nickel darauf gesputtert; das Substrat wird bei 550°C getempert, um eine Legierung zwischen dem gesputterten Nickel und dem Siliziumsubstrat zu erzeugen, so daß eine Nickelsilizidschicht gebildet werden kann. Weiterhin kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung ebenfalls angewendet werden auf Kontakte zwischen zwei Halbleitern.

Weiterhin kann das Verfahren des Bildens der aktivierten Fremdatomschicht, welche niedrig in der Diffusionstiefe und hoch in der Konzentration ist, wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform beschrieben, natürlich angewendet werden auf das Verfahren zum Bilden einer Diffusionsschicht der Halbleitervorrichtung.

Fig. 17A bis 17C zeigen den Prozeß einer dritten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, wobei das Verfahren angewandt auf eine Herstellung eines MOS-Transistors, durch eine LAD (LAD = lightly doped drain = leichtdotierte Drain) Struktur. In Fig. 17A bis 17C sind die gleichen Referenzzeichen beibehalten für die ähnlichen Elemente oder Abschnitte, welche die gleichen Funktionen wie die der ersten Ausführungsform, wie gezeigt in Fig. 1, haben.

Wie gezeigt in Fig. 17A wird ein n-Typ Siliziumsubstrat 1 mit (100) Orientierung und einem Widerstand von 4 bis 6 Ohm cm benutzt und weiterhin ein elementisolierender und trennender Film 2a von etwa 0,6 µm, darauf gebildet in Übereinstimmung mit dem gewöhnlichen selektiven Oxidationsverfahren. Darauffolgend wird ein Gate-Oxidfilm mit einer Dicke von 10 nm darauf gebildet in Übereinstimmung mit dem thermischen Oxidationsverfahren. Weiterhin wird ein Fremdatom dotierter polykristalliner Siliziumfilm 12 mit einer Dicke von 100 nm als Gate gebildet und zusätzlich wird ein Wolframsilizidfilm 13 mit einer Dicke von 300 nm als Verdrahtungsschicht darauffolgend gebildet. Weiterhin wird ein Siliziumdioxidfilm 14 mit einer Dicke von 150 nm gebildet auf der Oberfläche davon in Übereinstimmung mit der LPCVD-Technik. Darauf werden diese Filme geätzt durch ein reaktives Ätzverfahren, um die Gate-Elektrode zu strukturieren.

Weiterhin werden die Borionen implantiert unter Benutzung der gebildeten Gate-Elektrode als Maske, um eine p-Typ Fremdatomschicht 15 niedriger Konzentration in einem Sourcebereich und einem Drainbereich zu bilden. In diesem Fall sind die Ionenimplantationsbedingungen die folgenden: die Beschleunigungsenergie ist 10 keV und die Dosis ist 5 × 10¹³ cm^-2 als Beispiel. Die Temperbedingungen nach der Ionenimplantation sind 700°C dreißig Minuten lang.

Danach wird, wie gezeigt in Fig. 17B, ein Siliziumoxidfilm 16 mit einer Dicke von 100 nm als Gate-Elektrodenseitenwand gebildet. Dieser Seitenwandoxidfilm 16 kann erhalten werden durch Abscheiden eines Siliziumdioxidfilms mit einer Dicke von etwa 150 nm auf der gesamten Oberfläche davon durch die CVD-Technik und darauffolgendes Ätzen der gesamten Oberfläche davon mittels der anisotropen Trockenätztechnik.

Weiterhin werden, wie gezeigt in Fig. 17C, Borionen implantiert in die p-Typ Fremdatomschicht 15 in dem Source- und Drainbereich, um eine Diffusionsschicht 4 mit hoher Konzentration zu bilden. Die Ionenimplantationsbedingungen sind wie folgt: Die Beschleunigungsenergie ist 35 keV und die Dosis ist 2 × 10¹⁶ cm^-2 als Beispiel. Nach der Ionenimplantation wird das Substrat nicht getempert.

Darauf wird ein Siliziumoxidfilm 17 auf der gesamten Oberfläche durch die CVD-Technik gebildet. Weiterhin werden, wie in Fig. 17C gezeigt, Kontaktlöcher 3 in dem Siliziumoxidfilm 17 durch anisotropes Trockenätzen geöffnet. Nachdem die Siliziumoberfläche der geöffneten und freigelegten Kontaktlöcher abgeätzt ist um 100 nm durch das Trockenätzen, wird ein 800 nm dicker Aluminiumfilm 5 einschließlich 0,5 Gew.-% Silizium und Kupfer jeweils abgeschieden. Nach Strukturierung mit diesem Aluminiumfilm als Elektrode wird die Vorrichtung getempert bei 450°C fünfzehn Minuten lang in einer Stickstoffatmosphäre einschließlich 10% Wasserstoff.

Weiterhin kann die Siliziumoberfläche geätzt werden durch ein Naßätzen wie im Fall der ersten Ausführungsform.

Bezüglich des MOS-Transistorelements mit einer Kanallänge von 0,8 µm, einer Kanalbreite von 1,1 µm und einem Kontaktdurchmesser von 0,8 µm (eine Seite), welche wie oben beschrieben hergestellt wird, werden der Kanalwiderstand und der Kontaktwiderstand gemessen. Die Meßresultate sind jeweils 2000 Ohm und 2 Ohm.

Demgegenüber sind in dem Fall, in dem Borionen implantiert werden in die freigelegte Oberfläche des Substrats im Source- und Drainbereich 15 jeweils mit gewöhnlicher Beschleunigungsenergie 35 keV und gewöhnlicher Dosis 5 × 10¹⁵ cm^-2 und weiterhin die Vorrichtung getempert wird nach der Ionenimplantation bei 850°C dreißig Minuten lang, der Kanalwiderstand und der Kontaktwiderstand des Elements von der gleichen Größe jeweils 2000 und 30 Ohm.

Wie oben beschrieben, ist es nach dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung möglich, den Kontaktwiderstand der Halbleiterelemente beträchtlich zu reduzieren. Die Differenz zwischen dem Kanalwiderstand und dem Kontaktwiderstand sinkt mit abnehmender Elementgröße. Wenn die Elementgröße auf 1/k reduziert wird, steigt der Kontaktwiderstand etwa um das k²-fache, trotz der Tatsache, daß der Kanalwiderstand sich nicht ändert.

Dementsprechend wird im Fall kleinerer Elemente als den in der obigen Ausführungsform gezeigten das Verfahren des Reduzierens des Kontaktwiderstandswert in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung effektiver. Da weiterhin die Prozeßtemperatur niedrig ist, kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung vorzugsweise angewandt auf sogenannte Vielschichtverbindungssubstrate.

Weiterhin ist es, obwohl bei den oben erwähnten Ausführungsformen die Fremdatomschicht mit hoher Konzentration direkt gebildet wird auf der Oberfläche des einkristallinen Siliziumsubstrats möglich, die vorliegende Erfindung auf den Fall anzuwenden, in dem eine einkristalline Siliziumschicht weiter gebildet wird auf einem einkristallinem Siliziumsubstrat in Übereinstimmung mit der CVD-Technik, um ein neues Substrat zu erhalten. Weiterhin kann das Verfahren der Erfindung angewendet werden auf verschiedene Abschnitte, bei denen ein Übergang, der flach in der Diffusion und hoch in der Aktivität ist, erforderlich ist, ohne nur auf Kontaktabschnitte begrenzt zu sein.

Wie oben beschrieben, ist es bei der Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung, da die Halbleitervorrichtung die Fremdatomschicht mit Boratomen in Form von Clustern ikosaedrischer Struktur jeweils bestehend aus zwölf Boratomen enthält, möglich, die Diffusionsschicht niedrig in der Tiefe und hoch in der Aktivität zu bilden. Zusätzlich kann beim Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung, da das Verfahren die Schritte des Dotierens von Boratomen in die Fremdatomschicht des Halbleitersubstrats bei hoher Konzentration, so daß die Cluster ikosaedrischer Struktur jeweils bestehend aus zwölf Boratomen, in der Fremdatomschicht gebildet werden können, um nach dem folgenden Prozeß zu bleiben, die Diffusionsschicht niedrig in der Tiefe und hoch in der Aktivität gestaltet werden, was die Funktionstüchtigkeit der nächsten Generation von LSIs in bemerkenswerter Weise verbessern kann.

Claims (11)

1. Halbleitervorrichtung mit:

• - einer ersten Siliziumschicht (1); und
• - einer in der Siliziumschicht (1) gebildeten mit Borionen dotierten zweiten Siliziumschicht (4), wobei zumindest ein Teil der Borionen in Form von Clustern ikosaedrischer Struktur, jeweils bestehend aus zwölf Boratomen, vorliegt.

2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumschicht (1) durch ein Siliziumsubstrat gebildet ist.

3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumschicht ein polykristalliner Siliziumfilm (26), gebildet auf einem Siliziumsubstrat (21), ist.

4. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den Schritten:

• - Bilden einer mit Borionen dotierten Schicht (4) in einer Siliziumschicht (1) in einer Konzentration, so daß zumindest ein Teil der Borionen in Form von Clustern ikosaedrischer Struktur, jeweils bestehend aus zwölf Borionen, beinhaltet ist; und
• - Bilden eines Funktionsabschnittes unter Benutzung der gebildeten Halbleiterschicht (4).

5. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumschicht durch ein Siliziumsubstrat (21) und der Funktionsabschnitt durch eine Diffusionsschicht auf einer Oberfläche des Siliziumsubstrats (21) gebildet wird.

6. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumschicht durch eine polykristalline Siliziumschicht (26) gebildet wird und der Funktionsabschnitt als Kontaktierungsschicht ausgebildet wird.

7. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierung der Schicht (4) mit Borionen durch Ionenimplantation durchgeführt wird.

8. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenimplantation ausgeführt wird innerhalb eines Hochdosisbereichs oberhalb einer linearen charakteristischen Kurve, erhalten durch Verbinden einer ersten Dosis 1,3 × 10¹⁶ cm^-2 bei einer Beschleunigungsenergie von 20 keV, einer zweiten Dosis von 1,5 × 10¹⁶ cm^-2 bei einer Beschleunigungsenergie von 35 keV und einer dritten Dosis 1,8 × 10¹⁶ cm^-2 bei einer Beschleunigungsenergie von 60 keV.

9. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Temperschritt zum Aufheizen der dotierten Schicht (4), so daß der Teil der gebildeten Cluster mit ikosaedrischer Struktur zurückbleibt.

10. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperschritt in einem Ofen bei 700°C oder weniger ausgeführt wird.

11. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Schritt des Ätzens einer Oberfläche der Schicht (4) bis zu einer Tiefe, wo ein Spitzenwert der Borkonzentration existiert, nach der Ionenimplantation.