JP2000100746A - Forming of diffused layer - Google Patents

Forming of diffused layer

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JP2000100746A JP10264130A JP26413098A JP2000100746A JP 2000100746 A JP2000100746 A JP 2000100746A JP 10264130 A JP10264130 A JP 10264130A JP 26413098 A JP26413098 A JP 26413098A JP 2000100746 A JP2000100746 A JP 2000100746A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a method for forming a source/drain diffused layer which has low resistance. SOLUTION: This method for forming a source/drain diffused layer on a semiconductor substrate includes steps of implanting BF2 ions into the semiconductor substrate to form a diffused layer, subjecting the substrate to a first activating heat treatment at a temperature not higher than 900 deg.C in an atmosphere having low oxygen concentration of 100 ppm or less to diffuse F outward, and subjecting the substrate to a second activating heat treatment at a temperature of 900 deg.C or more in the oxygen-mixed atmosphere to form a B-doped diffused layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、拡散層の形成方法
に関し、更に詳細には、MOSFETのソース/ドレイ
ン領域として最適な、寄生抵抗の低い拡散層を形成する
方法に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method for forming a diffusion layer, and more particularly to a method for forming a diffusion layer having a low parasitic resistance, which is optimal as a source / drain region of a MOSFET.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の微細化、特にMOSFET
の微細化は、トランジスタの集積度の向上、及び動作速
度の向上に寄与してきた。動作速度は、ソース/ドレイ
ン間のキャリア移動時間の大小によって決まるものの、
微細化によるゲート長縮小によっても、動作速度が向上
している。しかし、ゲート長がサブミクロン領域まで縮
小されると、ソースやドレイン領域の寄生抵抗の影響が
無視できなくなり、単なるゲート長の縮小のみでは動作
速度の向上は望めなくなりつつある。従って、このよう
な超微細MOSFETにおいては、ソース/ドレイン領
域の抵抗を低減する技術の開発が重要となっている。
2. Description of the Related Art Miniaturization of semiconductor devices, especially MOSFETs
The miniaturization has contributed to an improvement in the degree of integration of transistors and an increase in operation speed. Although the operating speed is determined by the size of the carrier transfer time between the source and the drain,
The operation speed is also improved by reducing the gate length due to miniaturization. However, when the gate length is reduced to the submicron region, the influence of the parasitic resistance of the source and drain regions cannot be ignored, and improvement in the operation speed cannot be expected only by simply reducing the gate length. Therefore, in such an ultra-fine MOSFET, it is important to develop a technique for reducing the resistance of the source / drain regions.

【0003】ここで、図5を参照して、従来の拡散層の
形成方法を説明する。図5(a)及び(b)は、それぞ
れ、従来の方法に従って拡散層を形成した際の基板の構
成を示す断面図である。図5(a)に示すように、Si
基板102にBF2 イオンを注入して、B・F注入層1
01を形成する。次いで、酸素雰囲気下で1000℃の
活性化熱処理をSi基板102に施して、Fを外方に放
散させ、図5(b)に示すように、B拡散層104をS
i基板102上層に形成する。
Here, a conventional method for forming a diffusion layer will be described with reference to FIG. FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views each showing a configuration of a substrate when a diffusion layer is formed according to a conventional method. As shown in FIG.
BF 2 ions are implanted into the substrate 102 to form a BF implanted layer 1
01 is formed. Next, an activation heat treatment at 1000 ° C. is performed on the Si substrate 102 in an oxygen atmosphere to dissipate F outward, and as shown in FIG.
It is formed on the upper layer of the i-substrate 102.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】PMOSのソース/ド
レイン形成においては、フッ化硼素(BF2 )又は硼素
(B)イオンを注入した後、注入イオンを電気的に活性
化するために、ランプ加熱炉で1000℃程度に基板温
度を加熱して数十秒間の熱処理を施すプロセスが、従
来、広く使用されている。
In the formation of a source / drain of a PMOS, a lamp heating is performed after implanting boron fluoride (BF 2 ) or boron (B) ions to electrically activate the implanted ions. Conventionally, a process of heating a substrate temperature to about 1000 ° C. in a furnace and performing a heat treatment for several tens of seconds has been widely used.

【0005】デバイスの微細化に伴い、ソース/ドレイ
ン領域の接合を浅く形成する必要があり、このために、
イオン注入では、数keV(キロエレクトロンボルト)も
しくは数百e V(エレクトロンボルト)の低加速注入が
用いられる。BF2 イオン注入は、Bと比較して質量数
が重いので、同一エネルギーを用いた場合、より浅い領
域にBを導入することが可能である。また、BF2 注入
ではB注入の場合のように、イオンが、結晶軸に沿って
結晶中に深く注入されるチャネリングとよばれる現象が
少ないという利点も認められている。
With the miniaturization of devices, it is necessary to form a junction between source / drain regions shallowly.
In ion implantation, low acceleration implantation of several keV (kilo electron volts) or several hundred eV (electron volts) is used. Since the BF 2 ion implantation has a higher mass number than B, it is possible to introduce B into a shallower region when the same energy is used. It is also recognized that BF 2 implantation has an advantage that, unlike B implantation, there is little phenomenon called channeling in which ions are deeply implanted into the crystal along the crystal axis.

【0006】しかし、BF2 イオンを用いた場合、Bと
同時にFも結晶中に導入され、このFの影響で得られる
拡散層抵抗が増大するなどの問題が、指摘されている。
また、注入イオンの活性化熱処理では、酸素添加雰囲気
ではSi結晶表面の酸化にに伴うBの拡散速度の増速、
もしくは、この酸化膜中にBが取り込まれることによる
拡散層抵抗増大などの問題がある。しかし、活性化熱処
理に必要とされる高温で、かつ低酸素濃度雰囲気で熱処
理を行うと、基板表面のエッチングによるパーティクル
発生の問題がある。
However, when BF 2 ions are used, a problem has been pointed out that F is introduced into the crystal simultaneously with B, and the resistance of the diffusion layer obtained by the influence of F increases.
Further, in the activation heat treatment of implanted ions, in an oxygen-added atmosphere, the diffusion rate of B increases due to oxidation of the Si crystal surface,
Alternatively, there is a problem that the resistance of the diffusion layer increases due to the incorporation of B into the oxide film. However, when the heat treatment is performed at a high temperature required for the activation heat treatment and in a low oxygen concentration atmosphere, there is a problem of generation of particles due to etching of the substrate surface.

【0007】本発明では、このフッ素(F)や酸素
(O)の悪影響を解決して、低抵抗のソース/ドレイン
拡散層を形成する方法を提供し、このプロセスを用いて
PMOSFETのデバイス性能を向上させることを目的
としている。
The present invention provides a method of solving the adverse effects of fluorine (F) and oxygen (O) to form a low-resistance source / drain diffusion layer, and using this process to improve the device performance of a PMOSFET. It is intended to improve.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る拡散層の形成方法は、半導体基板にイ
オン注入して拡散層を形成する方法において、拡散層と
同じ導電型の2元素イオンを半導体基板に注入して拡散
層を形成する工程と、低酸素雰囲気下で第1の所定温度
で半導体基板に第1の活性化熱処理を施し、2元素イオ
ンのうちの一方を外方に放散させる工程と、酸素混合雰
囲気下で第1の所定温度より高い第2の所定温度で第2
の活性化熱処理を半導体基板に施す工程とを有すること
を特徴としている。
In order to achieve the above object, a method of forming a diffusion layer according to the present invention is a method of forming a diffusion layer by ion implantation into a semiconductor substrate. Implanting two-element ions into the semiconductor substrate to form a diffusion layer; and subjecting the semiconductor substrate to a first activation heat treatment at a first predetermined temperature in a low-oxygen atmosphere to remove one of the two-element ions. Dissipating in a second direction at a second predetermined temperature higher than the first predetermined temperature in an oxygen mixed atmosphere.
Applying a heat treatment for activation to the semiconductor substrate.

【0009】本発明方法は、PMOSFETのソーズ/
ドレイン領域として寄生抵抗の低い拡散層を形成する際
に最適な方法であり、半導体基板表面にp型拡散層を形
成する方法であって、拡散層と同じ導電型のイオンとし
てフッ化硼素( BF2)イオンを半導体基板に注入し、9
00℃未満、例えば800℃の第1の所定温度で第1の
活性化熱処理を施し、900℃以上、例えば1000℃
の第2の所定温度で第2の活性化熱処理を施す。また、
不活性ガスを流入させることにより、アニール炉内の酸
素濃度を調整する。例えば、窒素流量と酸素流量との比
を10:1にすることにより、第2の活性化熱処理時の
アニール炉内の酸素濃度が調整されている。低酸素濃度
雰囲気下でFをSi基板表面から外方拡散により取り除
くことにより、後の高温酸素添加雰囲気熱処理での表面
酸化量を低減し、その結果、拡散層抵抗を低減できるも
のである。
[0009] The method of the present invention is based on the source /
This is an optimal method for forming a diffusion layer having a low parasitic resistance as a drain region, and is a method for forming a p-type diffusion layer on the surface of a semiconductor substrate. Boron fluoride (BF) is used as the ion of the same conductivity type as the diffusion layer. 2 ) Implant ions into the semiconductor substrate,
Performing a first activation heat treatment at a first predetermined temperature of less than 00 ° C., for example, 800 ° C., and 900 ° C. or more, for example, 1000 ° C.
A second activation heat treatment is performed at a second predetermined temperature. Also,
The oxygen concentration in the annealing furnace is adjusted by flowing an inert gas. For example, the oxygen concentration in the annealing furnace during the second activation heat treatment is adjusted by setting the ratio of the nitrogen flow rate to the oxygen flow rate to 10: 1. By removing F from the surface of the Si substrate by out-diffusion in a low oxygen concentration atmosphere, the amount of surface oxidation in the subsequent heat treatment in a high-temperature oxygen-added atmosphere can be reduced, and as a result, the resistance of the diffusion layer can be reduced.

【0010】本発明方法は、拡散層の用途に制約無く適
用できるが、好適には、拡散層がMOSFETのソース
/ドレイン領域である。
Although the method of the present invention can be applied without limitation to the use of the diffusion layer, preferably, the diffusion layer is a source / drain region of a MOSFET.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明
する。実施形態例 本実施形態例は、本発明に係る拡散層の形成方法の実施
形態の一例であって、図1(a)〜(b)は、本実施形
態例に従って拡散層を形成した際の基板の構成を示す断
面図である。先ず、図1(a)に示すように、抵抗率1
0Ω・cmのAsドープのN型Si基板102に対して、
フッ化硼素(BF2 )イオンを加速5keV、ドーズ量1
×1014/cm2 の条件で注入してSi基板表面にBイオ
ンとFイオンを導入する。次に、ランプ加熱炉を用い、
加熱炉内に窒素ガスを導入して炉内酸素濃度を100pp
m 以下に制御した後、図(b)に示すように、基板温度
を800℃に加熱して10秒間の熱処理を施して、Si
表面のFを外方拡散させる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Embodiment Example This embodiment is an example of an embodiment of a method for forming a diffusion layer according to the present invention. FIGS. 1A and 1B show a case where a diffusion layer is formed according to the embodiment. It is sectional drawing which shows the structure of a board | substrate. First, as shown in FIG.
For an As-doped N-type Si substrate 102 of 0 Ωcm,
Accelerate boron fluoride (BF 2 ) ion at 5 keV, dose 1
B ions and F ions are introduced into the Si substrate surface by implantation under the condition of × 10 14 / cm 2 . Next, using a lamp heating furnace,
Nitrogen gas is introduced into the heating furnace to reduce the oxygen concentration in the furnace to 100 pp.
After controlling the substrate temperature to 800 ° C. and performing a heat treatment for 10 seconds as shown in FIG.
Outward diffusion of F on the surface.

【0012】その後、窒素ガスに微量の酸素ガスを添加
した雰囲気で基板温度を1000℃まで昇温し、さらに
同一ガス条件で10秒の熱処理を施してBイオンを電気
的に活性化させ、図(c)に示すように、B拡散層を形
成する。
Thereafter, the substrate temperature is raised to 1000 ° C. in an atmosphere in which a trace amount of oxygen gas is added to nitrogen gas, and a heat treatment is further performed for 10 seconds under the same gas condition to electrically activate B ions. As shown in (c), a B diffusion layer is formed.

【0013】図2は、図1(c)に示した酸素添加雰囲
気熱処理工程における添加酸素量と得られた表面B拡散
層のシート抵抗との関係を示している。比較として、従
来法の場合についも記載した。従来法では、図1(b)
の低酸素濃度下での低温熱処理を実施していない。図2
より、酸素濃度が増加するに伴うシート抵抗値の増大が
見られるが、発明の方法を用いることにより、従来法と
比較して低い抵抗値が得られることが確認された。ま
た、図1(b)の低酸素濃度下での熱処理温度と最終的
に得られた表面B拡散層の凹凸との関係を図3に示し
た。熱処理温度が900℃を越えると、顕著に表面凹凸
が増大する。
FIG. 2 shows the relationship between the amount of added oxygen and the sheet resistance of the obtained surface B diffusion layer in the oxygen-added atmosphere heat treatment step shown in FIG. 1C. For comparison, the case of the conventional method is also described. In the conventional method, FIG.
No low-temperature heat treatment under low oxygen concentration. FIG.
From the above, it can be seen that the sheet resistance increases with an increase in the oxygen concentration. However, it was confirmed that the use of the method of the present invention enables a lower resistance to be obtained as compared with the conventional method. FIG. 3 shows the relationship between the heat treatment temperature under the low oxygen concentration in FIG. 1B and the concavities and convexities of the finally obtained surface B diffusion layer. If the heat treatment temperature exceeds 900 ° C., the surface irregularities increase significantly.

【0014】これは、低酸素濃度下での高温熱処理で
は、Si表面がエッチングされるためであり、このエッ
チングされたSi粒はデバイスプロセスに悪影響を与え
るパーティクルとなる。従って、フッ化硼素(BF2
を用いたイオン注入法によりSi表面に低抵抗の拡散層
を形成するためには、BF2 イオン注入の後、あらかじ
め900℃以下の温度で、低酸素雰囲気で短時間の熱処
理を施した後、酸素添加雰囲気で1000℃程度の高温
で熱処理を施す本発明のプロセスが優れていることが、
確認される。
This is because the Si surface is etched by a high-temperature heat treatment under a low oxygen concentration, and the etched Si grains become particles that have a bad influence on the device process. Therefore, boron fluoride (BF 2 )
In order to form a low-resistance diffusion layer on the Si surface by ion implantation using BF2, after performing BF 2 ion implantation, a short-time heat treatment in a low-oxygen atmosphere at a temperature of 900 ° C. or less is performed. The fact that the process of the present invention for performing heat treatment at a high temperature of about 1000 ° C. in an oxygen-added atmosphere is excellent
It is confirmed.

【0015】この酸素添加雰囲気での熱処理は、Si基
板表面を僅かに酸化するが、注入Bはこの酸化膜中に取
り込まれる。この酸化膜に取り込まれたBは、電気的に
不活性なため、表面酸化厚が厚くなると、Si結晶中の
電気的に活性なB濃度が減少し、拡散層のシート抵抗が
増大することになる。BF2 注入では、Bと同時にFが
導入される。このFは酸素雰囲気での熱処理時 基板表
面の酸化を増速するため、BF2 注入では、拡散層抵抗
の増大が顕著である。
The heat treatment in the oxygen-added atmosphere slightly oxidizes the surface of the Si substrate, and the implantation B is taken into the oxide film. Since B taken into the oxide film is electrically inactive, when the surface oxide thickness increases, the concentration of electrically active B in the Si crystal decreases, and the sheet resistance of the diffusion layer increases. Become. In BF 2 injection, F is introduced simultaneously with B. Since this F accelerates the oxidation of the substrate surface during the heat treatment in the oxygen atmosphere, the implantation of BF 2 significantly increases the diffusion layer resistance.

【0016】本実施形態例では、あらかじめ、低酸素濃
度雰囲気下でFをSi基板表面から外方拡散により取り
除くことにより、後の高温酸素添加雰囲気熱処理での表
面酸化量を低減し、その結果、拡散層抵抗を低減できる
ものである。
In this embodiment, the amount of surface oxidation in the subsequent high-temperature oxygen-added atmosphere heat treatment is reduced by removing F from the Si substrate surface by out-diffusion in advance in a low oxygen concentration atmosphere. The resistance of the diffusion layer can be reduced.

【0017】実施形態例2 本実施形態例は、本発明に係る拡散層の形成方法をMO
SFETのソース/ドレイン領域の形成に実施形態の一
例であって、図4(a)及び(b)は、本実施形態例に
従ってソース/ドレイン領域を形成した際の基板の構成
を示す断面図である。公知の方法に従って、抵抗率10
Ωcm 、面方位(100)のP型Si基板201に、図
4(a)に示すように、素子分離領域202、Nウェル
領域を形成後、ゲート絶縁膜203及びゲート電極20
4を形成する。次いで、例えばエネルギー5keV 、ドー
ズ量2×1014/cm2の条件でBF2イオンを注入した
後、ランプ加熱炉を用いて、まず、窒素を10slm の流
量で供給して炉内酸素濃度が100ppm 以下に低下する
のを確認した後、基板温度を800℃に加熱して、10
秒間の熱処理を施す。
Embodiment 2 In this embodiment, a method for forming a diffusion layer according to the present invention
FIG. 4A and FIG. 4B are cross-sectional views showing the configuration of a substrate when a source / drain region is formed according to the embodiment of the present invention. is there. According to a known method, the resistivity 10
As shown in FIG. 4A, an element isolation region 202 and an N-well region are formed on a P-type Si substrate 201 having a Ωcm plane orientation (100), and then a gate insulating film 203 and a gate electrode 20 are formed.
4 is formed. Then, after implanting BF 2 ions under the conditions of, for example, an energy of 5 keV and a dose of 2 × 10 14 / cm 2 , first, using a lamp heating furnace, nitrogen is supplied at a flow rate of 10 slm so that the oxygen concentration in the furnace is 100 ppm. After confirming that the substrate temperature has dropped to below, the substrate temperature was increased to 800 ° C.
A heat treatment is applied for a second.

【0018】続けて、炉内に窒素10lm、酸素1slm を
供給するのと同時に、基板温度を1000℃まで昇温し
て10秒間の熱処理を施し、図4(b)に示すように、
ソース/ドレイン(S/D)となるBドープトP型拡散
層205を形成する。以下、公知の方法に従って、MO
SFETを形成する。従来方法、即ち、図1(b)の低
酸素濃度、低温熱処理を行なわない方法で形成したMO
SFETでは、S/D領域に導入したP型イオンが後工
程の熱処理時に酸化膜中に取り込まれるため、S/D部
のシート抵抗が増大する。一方、本実施形態例の場合、
後熱処理での酸化が抑制され、シート抵抗が増大せず、
S/D領域の抵抗増大が、従来技術と比較して低減され
る。
Subsequently, at the same time as supplying 10 lm of nitrogen and 1 slm of oxygen into the furnace, the substrate temperature was raised to 1000 ° C. and a heat treatment was performed for 10 seconds, and as shown in FIG.
A B-doped P-type diffusion layer 205 serving as a source / drain (S / D) is formed. Hereinafter, according to a known method, MO
Form an SFET. The MO formed by the conventional method, that is, the method of not performing the low-oxygen-concentration, low-temperature heat treatment shown in FIG.
In the SFET, the P-type ions introduced into the S / D region are taken into the oxide film during a heat treatment in a later step, so that the sheet resistance of the S / D portion increases. On the other hand, in the case of this embodiment,
Oxidation in post heat treatment is suppressed, sheet resistance does not increase,
The increase in resistance in the S / D region is reduced as compared with the prior art.

【0019】このため、本実施形態例で形成したMOS
FETのデバイス特性が改善される。例えば、オン電流
について50%の改善が確認された。また、ゲート電極
への不純物(B)ドーピングをS/Dの形成と同時に施
す場合、後熱処理時にBと同時にゲート電極中に導入さ
れたFがゲート絶縁膜に取り込まれ、このFによってゲ
ート電極中のBがゲート絶縁膜を通り抜けてチャネル領
域に達し、MOSFETの閾値電圧を変動させる問題が
指摘されている。本実施形態例の方法を用いれば、Fを
外方拡散させることが可能であるので、従来プロセスの
Bのゲート抜け問題も解決できる効果も認められた。
For this reason, the MOS formed in this embodiment is
The device characteristics of the FET are improved. For example, a 50% improvement in on-current was confirmed. When the impurity (B) is doped into the gate electrode at the same time as the S / D is formed, F introduced into the gate electrode at the same time as B during the post-heat treatment is taken into the gate insulating film. B has been pointed out as a problem that it passes through the gate insulating film to reach the channel region and fluctuates the threshold voltage of the MOSFET. By using the method of the present embodiment, F can be diffused outward, so that the effect of solving the problem of the gate dropout of B in the conventional process was also recognized.

【0020】本実施形態例に示すように、フッ化硼素
(BF2 )イオンを注入後、低酸素雰囲気で900℃未
満の基板温度で第1の熱処理を施した後、酸素混合雰囲
気で900℃以上の基板温度で第2の熱処理を施すこと
により、P 型拡散層の抵抗を低減できる。この効果が
得られる理由は、上述のように、第1の熱処理時に基板
表面のF濃度が外方拡散によって低下するためである。
Fは、第2の熱処理時に、Si基板表面の酸化を増速さ
せる働きがある。表面の酸化が進むと、注入で導入され
たBが、酸化膜中に取り込まれて電気的に不活性化さ
れ、拡散層抵抗を増大させる。
As shown in this embodiment, after boron fluoride (BF 2 ) ions are implanted, a first heat treatment is performed at a substrate temperature of less than 900 ° C. in a low oxygen atmosphere, and then 900 ° C. in an oxygen mixed atmosphere. By performing the second heat treatment at the above substrate temperature, the resistance of the P type diffusion layer can be reduced. This effect is obtained because, as described above, the F concentration on the substrate surface decreases during the first heat treatment due to outward diffusion.
F has the function of accelerating the oxidation of the surface of the Si substrate during the second heat treatment. As the oxidation of the surface proceeds, B introduced by implantation is taken into the oxide film and is electrically inactivated, thereby increasing the resistance of the diffusion layer.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明によれば、第1の活性化熱処理に
よって表面のF量を低減させることによって、熱処理時
の表面酸化を抑制し、活性B濃度を増大させることで拡
散層抵抗を低くすることができる。また、ゲート絶縁膜
中のF濃度低減により、熱処理中にBがゲート絶縁膜を
通り抜ける現象についても抑制効果があり、MOSFE
Tの閾値電圧変動を押さえる効果も認められた。
According to the present invention, the amount of F on the surface is reduced by the first activation heat treatment, thereby suppressing surface oxidation during the heat treatment and increasing the concentration of active B to lower the resistance of the diffusion layer. can do. Further, by reducing the F concentration in the gate insulating film, there is an effect of suppressing the phenomenon that B passes through the gate insulating film during the heat treatment.
The effect of suppressing the threshold voltage fluctuation of T was also recognized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1(a)〜(c)は、それぞれ、実施形態例
1に従って拡散層を形成した際の基板の構成を示す断面
図である。
FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views each showing a configuration of a substrate when a diffusion layer is formed according to a first embodiment.

【図2】加熱炉内の酸素濃度(%)と拡散層のシート抵
抗(Ω・cm)との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between an oxygen concentration (%) in a heating furnace and a sheet resistance (Ω · cm) of a diffusion layer.

【図3】熱処理温度(℃)と表面ラフネス(nm)との
関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a heat treatment temperature (° C.) and a surface roughness (nm).

【図4】図4(a)及び(b)は、それぞれ、実施形態
例2に従ってソース/ドレイン領域を形成した際の基板
の構成を示す断面図である。
FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views each showing a configuration of a substrate when a source / drain region is formed according to a second embodiment.

【図5】図5(a)及び(b)は、それぞれ、従来の方
法に従って拡散層を形成した際の基板の構成を示す断面
図である。
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views each showing a configuration of a substrate when a diffusion layer is formed according to a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 B・F拡散層 102 Si基板 103 低F濃度B層 104 B拡散層 201 p型Si基板 202 素子分離領域 203 ゲート絶縁膜 204 ゲート電極 205 Bドープトp型拡散層 Reference Signs List 101 BF diffusion layer 102 Si substrate 103 Low F concentration B layer 104 B diffusion layer 201 p-type Si substrate 202 element isolation region 203 gate insulating film 204 gate electrode 205 B-doped p-type diffusion layer

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板にイオン注入して拡散層を形
成する方法において、 拡散層と同じ導電型の2元素イオンを半導体基板に注入
して拡散層を形成する工程と、 低酸素雰囲気下で第1の所定温度で半導体基板に第1の
活性化熱処理を施し、2元素イオンのうちの一方を外方
に放散させる工程と、 酸素混合雰囲気下で第1の所定温度より高い第2の所定
温度で第2の活性化熱処理を半導体基板に施す工程とを
有することを特徴とする拡散層形成方法。
1. A method for forming a diffusion layer by implanting ions into a semiconductor substrate, comprising the steps of: implanting two element ions of the same conductivity type as the diffusion layer into the semiconductor substrate to form the diffusion layer; Subjecting the semiconductor substrate to a first activation heat treatment at a first predetermined temperature to dissipate one of the two element ions outward; and a second predetermined temperature higher than the first predetermined temperature in an oxygen-mixed atmosphere. Subjecting the semiconductor substrate to a second activation heat treatment at a temperature.
【請求項2】 半導体基板表面にp型拡散層を形成する
方法であって、 拡散層と同じ導電型のイオンとしてフッ化硼素( BF2)
イオンを半導体基板に注入し、900℃未満の第1の所
定温度で第1の活性化熱処理を施し、900℃以上の第
2の所定温度で第2の活性化熱処理を施すことを特徴と
する請求項1に記載の拡散層の形成方法。
2. A method of forming a p-type diffusion layer on a surface of a semiconductor substrate, wherein boron fluoride (BF 2 ) is used as ions of the same conductivity type as the diffusion layer.
Ions are implanted into the semiconductor substrate, a first activation heat treatment is performed at a first predetermined temperature lower than 900 ° C., and a second activation heat treatment is performed at a second predetermined temperature equal to or higher than 900 ° C. A method for forming a diffusion layer according to claim 1.
【請求項3】 第1の活性化熱処理時のアニール炉内の
酸素濃度が100ppm 以下であることを特徴とする請求
項1又は2に記載の拡散層の形成方法。
3. The method according to claim 1, wherein the oxygen concentration in the annealing furnace during the first activation heat treatment is 100 ppm or less.
【請求項4】 第2の活性化熱処理時のアニール炉内の
酸素濃度が100ppm 以上であることを特徴とする請求
項1から3のうちのいずれか1項に記載の拡散層の形成
方法。
4. The method according to claim 1, wherein the oxygen concentration in the annealing furnace during the second activation heat treatment is 100 ppm or more.
【請求項5】 不活性ガスを流入させることにより、ア
ニール炉内の酸素濃度を調整することを特徴とする請求
項1から4のうちのいずれか1項に記載の拡散層の形成
方法。
5. The method for forming a diffusion layer according to claim 1, wherein the oxygen concentration in the annealing furnace is adjusted by flowing an inert gas.
【請求項6】 窒素流量と酸素流量との比を10:1に
することにより、第2の活性化熱処理時のアニール炉内
の酸素濃度を調整することを特徴とする請求項5に記載
の拡散層の形成方法。
6. The oxygen concentration in the annealing furnace at the time of the second activation heat treatment by adjusting the ratio of the nitrogen flow rate to the oxygen flow rate to 10: 1. A method for forming a diffusion layer.
【請求項7】 拡散層がMOSFETのソース/ドレイ
ン領域であることを特徴とする請求項1から6のうちの
いずれか1項に記載の拡散層の形成方法。
7. The method for forming a diffusion layer according to claim 1, wherein the diffusion layer is a source / drain region of a MOSFET.
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