JP2000182983A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JP2000182983A
JP2000182983A JP10354945A JP35494598A JP2000182983A JP 2000182983 A JP2000182983 A JP 2000182983A JP 10354945 A JP10354945 A JP 10354945A JP 35494598 A JP35494598 A JP 35494598A JP 2000182983 A JP2000182983 A JP 2000182983A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress dislocation and its propagation by providing a dislocation propagating region contg. O or N at a higher concentration than that in a semiconductor region between a dislocation region existing in the semiconductor region and a p-n junction plane. SOLUTION: A substrate is heat treated to diffuse an impurity introduced in Si layers 411, 412, 413 into the substrate from parts where the Si layers 411, 412, 413 contact the semiconductor substrate 100, thereby forming four diffused layers and activating conductive impurities in gate electrodes 311, 312 and Si layers 411, 412, 413. At this time, the diffusion process is adjusted so that O atoms reach an additional Si layer-substrate Si interface but not reach a p-n junction plane. O atoms are introduced in an interface which may providing nuclei of dislocation, and the dislocation and its propagation are suppressed without influencing on the p-n junction. Instead of O atoms, N atoms may be introduced to obtain the same effect.

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、大規模集積化半導
体装置及びその製造方法に関する。
The present invention relates to a large-scale integrated semiconductor device and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】高速高機能半導体装置の実現のため、こ
れに用いられる個々の半導体素子の微細化、及びその大
規模集積化に対する要求は時を追って増大している。し
かしながら、これらの半導体素子の主要な構成要素であ
るMOSFETの微細化を考えた場合、これには様々な
困難が伴う。
2. Description of the Related Art In order to realize a high-speed and high-performance semiconductor device, demands for miniaturization of individual semiconductor elements used in the semiconductor device and large-scale integration thereof are increasing with time. However, when miniaturization of MOSFET, which is a main component of these semiconductor elements, is considered, this involves various difficulties.

【0003】例えば、微細な半導体素子間を電気的に絶
縁するための素子分離の形成は、素子の高密度集積化の
ために、より短い距離によって達成されなければならな
い。しかしながら、素子分離予定半導体基板表面を熱酸
化して素子分離酸化膜を形成するLOCOS法では、素
子分離酸化膜の周囲が素子領域に張り出す Birds bea
k 現象が起こり、実効的な素子領域を縮小し、微細な素
子間分離が行えないという問題がある。
For example, formation of element isolation for electrically insulating fine semiconductor elements must be achieved by a shorter distance for high-density integration of elements. However, in the LOCOS method in which the surface of a semiconductor substrate to be isolated is thermally oxidized to form an element isolation oxide film, the periphery of the element isolation oxide film extends to the element region.
There is a problem that the k phenomenon occurs, the effective element area is reduced, and fine element isolation cannot be performed.

【0004】このため、素子分離予定領域に、素子分離
に必要とされる深さの溝 Shallowtrench を形成し、し
かる後に、この溝に化学気相成長法 Chemical Vapor
Deposition (CVD) などをもちいてシリコン酸化
膜などの絶縁物質を形成しこの溝を埋め、さらに半導体
基板主平面を平坦化し素子分離を行う技術 Shallow T
rench Isolation(STI) が開発されている。
[0004] For this reason, a groove Shallowtrench having a depth required for element isolation is formed in an element isolation region, and thereafter, a chemical vapor deposition method is formed in the groove.
A technique for forming an insulating material such as a silicon oxide film using Deposition (CVD) or the like, filling the trenches, flattening the main surface of the semiconductor substrate, and isolating elements.
Rench Isolation (STI) has been developed.

【0005】一方、MOSFETのチャネル長(ゲート
電極の長さ)の縮小に伴いしきい値電圧が下降する短チ
ャネル効果が知られている。この短チャネル効果では、
ゲート電極の加工寸法に、しきい値電圧が大きく依存す
るため、加工寸法が小さくなると、わずかな加工ずれで
も、目途の特性の素子を得る事が不可能となる。このた
め特に多数の均一な素子を必要とする半導体回路、例え
ばDynamic Random Access Memory(DRAM)の製造に
は、極めて不都合となる。
On the other hand, there is known a short channel effect in which a threshold voltage decreases as a channel length (length of a gate electrode) of a MOSFET decreases. In this short channel effect,
Since the threshold voltage greatly depends on the processing size of the gate electrode, if the processing size is reduced, it becomes impossible to obtain an element having the intended characteristics even with a slight processing deviation. This is extremely inconvenient particularly in the manufacture of a semiconductor circuit requiring a large number of uniform elements, for example, a dynamic random access memory (DRAM).

【0006】このような短チャネル効果は、MOSFE
Tのソース及びドレイン電極部分での電界の歪みが、チ
ャネル長の縮小に伴い、チャネル部分にまで影響を与え
ることに起因している。この効果を抑制するためには、
チャネル部分の不純物濃度を高くすればよいことが知ら
れているが、チャネル部分の不純物濃度を高くすると基
板とソース、ドレイン電極間の電気容量が増大し素子の
高速動作を阻害する。このような問題を解決するため
に、絶縁膜上に形成された薄いシリコン層に半導体素子
を形成する技術 (Silicon On Insulator, SOI) が
開発されている。
[0006] Such a short channel effect is caused by MOSFE
This is because the distortion of the electric field in the source and drain electrode portions of T affects the channel portion as the channel length is reduced. To suppress this effect,
It is known that the impurity concentration in the channel portion may be increased. However, if the impurity concentration in the channel portion is increased, the electric capacity between the substrate and the source / drain electrodes is increased, and the high-speed operation of the device is hindered. In order to solve such a problem, a technology (Silicon On Insulator, SOI) for forming a semiconductor element on a thin silicon layer formed on an insulating film has been developed.

【0007】また短チャネル効果は、ソース及びドレイ
ンを形成するPn-junction の接合位置を半導体表面に近
づける、(即ちPn-junction を”浅くする”)ことで回
避することも出来る。しかし、単に、Pn- 接合を浅くす
ると、これにより構成されているソース、ドレイン電極
の抵抗が増大し、素子を伝わる信号の高速伝達を阻害す
る。さらに、接合が浅いと、この部分に電気的接触を得
るためのコンタクトを設けた場合、このコンタクトを構
成する金属製物質が下方に拡散し接合を突き抜け、接合
リークを誘起する恐れが出てくる。この様な問題に対処
するため、ソース、ドレイン電極を形成しようとする半
導体基板表面部分に選択的に半導体物質を追加形成し、
この領域の表面をもともとの半導体表面(チャネルの形
成される面)より上方に移動させ、この追加形成された
表面を通じてソース、ドレインのPn-junction を形成す
ることで、接合の位置は本来の半導体表面(チャネルの
形成される面)に対しては浅く、しかし、このように新
たに形成された表面に対しては深く、従って、ソース、
ドレインを形成する電極部分の厚み(拡散層の厚み)は
確保するという手法(Elevated sourcedrain method)
が用いられて来た。
The short channel effect can also be avoided by bringing the junction of Pn-junction forming the source and drain closer to the semiconductor surface (ie, making the Pn-junction "shallow"). However, if the Pn- junction is simply made shallow, the resistance of the source and drain electrodes formed thereby increases, and the high-speed transmission of a signal transmitted through the element is hindered. Further, if the junction is shallow, if a contact for obtaining electrical contact is provided in this portion, the metal material constituting the contact diffuses downward and penetrates the junction, which may cause junction leakage. . In order to deal with such a problem, a semiconductor material is selectively formed on the surface of the semiconductor substrate where the source and drain electrodes are to be formed.
By moving the surface of this region above the original semiconductor surface (the surface on which the channel is formed) and forming a Pn-junction of the source and drain through the additional surface, the position of the junction is determined by the original semiconductor. Shallow to the surface (the surface where the channel is formed), but deep to the newly formed surface, thus the source,
Elevated sourcedrain method to secure the thickness of the electrode part forming the drain (thickness of the diffusion layer)
Has been used.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述した、STIによ
る素子分離及びElevated Source Drain 構造には、以
下の問題がある。先ず、STI構造の素子では、Shallo
w trench の埋め込みにはCVD法などによるシリコン
酸化膜が用いられる。しかしながら、LOCOSで用い
られる熱酸化膜に比べその密度が小さいため、このCV
D絶縁膜はその後の熱工程で体積変化を起こしやすく、
この結果Shallow trench の一部、特に底面角部に大き
な応力が集中する。この底面角部に残留する大きな応力
によって、転位が頻繁に発生し、これがこの近傍に形成
されている、pn接合を横切ると激しい接合リークを起
こすという問題が生じる。pn接合を通じて電流が漏れ
出すと、素子の動作が損なわれたり、DRAMなどの記
憶素子では、書き込まれた情報が失われてしまい、半導
体装置の本来の機能が喪失するという問題がある。
There are the following problems in the above-described element isolation by STI and the elevated source drain structure. First, in the STI structure element, Shallo
A silicon oxide film formed by a CVD method or the like is used for filling the w trench. However, since the density is smaller than the thermal oxide film used in LOCOS, this CV
The D insulating film is liable to change its volume in the subsequent thermal process,
As a result, a large stress is concentrated on a part of the shallow trench, particularly on the corner of the bottom surface. Due to the large stress remaining at the corners of the bottom surface, dislocations are frequently generated, and there is a problem that severe junction leakage occurs when the dislocations cross the pn junction formed in the vicinity thereof. If a current leaks through the pn junction, there is a problem that the operation of the element is impaired, and in a storage element such as a DRAM, written information is lost, and the original function of the semiconductor device is lost.

【0009】次に、Elevated Source Drain 構造の素
子では、エピタキシャル成長技法が用いられるが、この
方法は、選択成長を行う表面状態に非常に敏感である。
例えば、成長直前の基板表面の自然酸化膜や、ゲート電
極加工時に導入されるダメージなどによって、ソース、
ドレイン領域内に結晶構造の乱れた結晶欠陥が残留す
る。このような結晶構造の乱れは、転位発生の核とな
り、発生した転位がソース、ドレインを構成するpn接
合を横切ると激しい接合リークをおこすという問題が生
じる。接合を通じて電流が漏れ出すと、素子の動作が損
なわれたり、DRAMなどの記憶素子では、書き込まれ
た情報が失われてしまい、半導体装置の本来の機能が喪
失する問題がある。
Next, an epitaxial growth technique is used for an element having an elevated source drain structure, but this method is very sensitive to a surface state on which selective growth is performed.
For example, due to the natural oxide film on the substrate surface just before growth or the damage introduced during the processing of the gate electrode, the source,
Crystal defects having a disordered crystal structure remain in the drain region. Such a disorder of the crystal structure becomes a nucleus of the generation of dislocation, and there is a problem that when the generated dislocation crosses a pn junction constituting a source and a drain, severe junction leak occurs. When a current leaks through the junction, the operation of the element is impaired, and in a storage element such as a DRAM, written information is lost, and the original function of the semiconductor device is lost.

【0010】本発明は、上記のような、従来技術の欠点
を除去し、Shallow trench コーナー部や追加形成され
たシリコン層と基板の界面などからの転位発生を抑制
し、半導体装置製造工程の歩留まりを向上させ製造コス
トの削減された半導体装置およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
The present invention eliminates the above-mentioned disadvantages of the prior art, suppresses the occurrence of dislocations from the corners of the shallow trench and the interface between the additionally formed silicon layer and the substrate, and reduces the yield of the semiconductor device manufacturing process. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device in which the manufacturing cost is reduced and a manufacturing method thereof is reduced.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、STIコーナー部や加形成されたシリコ
ン層と基板の界面などの転位の発生しやすい部位近傍の
みに選択的に酸素原子や窒素原子を導入し転位の発生及
びその伝播を抑制する半導体装置及びこの製造方法を提
供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for selectively oxygenating only in the vicinity of a site where dislocation is likely to occur, such as an STI corner or an interface between a formed silicon layer and a substrate. Provided are a semiconductor device which suppresses generation and propagation of dislocations by introducing atoms and nitrogen atoms, and a method for manufacturing the same.

【0012】即ち本発明は、半導体領域と、この半導体
領域中に存在する転位発生領域と、前記半導体領域中に
存在するpn接合面と、前記転位発生領域と前記pn接
合面との間に存在し、前記半導体領域よりも高濃度の酸
素或いは窒素を含有する転位伝播領域とを具備すること
を特徴とする半導体装置を提供する。
That is, the present invention provides a semiconductor region, a dislocation generation region existing in the semiconductor region, a pn junction surface existing in the semiconductor region, and a pn junction surface existing between the dislocation generation region and the pn junction surface. And a semiconductor device including a dislocation propagation region containing oxygen or nitrogen at a higher concentration than the semiconductor region.

【0013】また本発明は、半導体領域と、シャロート
レンチ角部と、前記半導体領域中に存在するpn接合面
と、前記シャロートレンチ角部と前記pn接合面との間
に存在し、前記半導体領域よりも高濃度の酸素或いは窒
素を含有する転位伝播素子領域とを具備することを特徴
とする半導体装置を提供する。
The present invention also provides a semiconductor region, a corner portion of a shallow trench, a pn junction surface existing in the semiconductor region, and a semiconductor region existing between the corner portion of the shallow trench and the pn junction surface. And a dislocation propagation element region containing oxygen or nitrogen at a higher concentration.

【0014】また本発明は、前記シャロートレンチ形成
直後、素子領域のチャネル幅方向と垂直で基板に対して
特定の俯角を持つように、酸素或いは窒素原子の注入を
行うことにより、ソース或いはドレイン領域の前記シャ
ロートレンチ角部のみに選択的に酸素原子或いは窒素原
子を導入することを特徴とする半導体装置の製造方法を
提供する。
Further, according to the present invention, immediately after the formation of the shallow trench, oxygen or nitrogen atoms are implanted so as to have a specific depression angle with respect to the substrate in a direction perpendicular to the channel width direction of the element region. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein oxygen atoms or nitrogen atoms are selectively introduced only into the corners of the shallow trench.

【0015】また本発明は、あらかじめ、ゲート電極を
形成すべき領域に、ゲート絶縁膜となる絶縁性の膜を形
成し、この後に、シリコン層を全面に追加形成し、この
シリコン層の上部に酸素或いは窒素原子を導入し、その
導入深さを、その後の熱工程で、酸素原子が追加シリコ
ン層と基板シリコン界面に達するが、前記pn接合面で
酸素或いは窒素原子の析出が起こらない様に調節するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
Further, according to the present invention, an insulating film serving as a gate insulating film is formed in advance in a region where a gate electrode is to be formed, and thereafter, a silicon layer is additionally formed on the entire surface. Oxygen or nitrogen atoms are introduced, and the depth of the introduction is adjusted so that the oxygen atoms reach the interface between the additional silicon layer and the substrate silicon in the subsequent thermal process, but the deposition of oxygen or nitrogen atoms does not occur on the pn junction surface. There is provided a method of manufacturing a semiconductor device, characterized by adjusting.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明によると、酸素原子或いは窒素原子が転位発生領
域の近くに存在するので、酸素或いは窒素原子は転位核
に積極的に取り込まれ転位核の構造を変化させ転位の移
動を阻害する。よって、STIコーナー部や形成された
シリコン層と基板の界面などの転位の発生しやすい部位
近傍のみに選択的に酸素或いは窒素原子を導入すること
により、発生した転位は長距離を移動することなく発生
した近傍にとどまる。したがって転位が発生してもこれ
がpn接合部分を横切らないので、素子の電気的特性に
影響を及ぼさない。特に、酸素はシリコン中をすばやく
拡散するので、低温の熱工程でも転位の不動化は効果的
に達成される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
According to the present invention, since an oxygen atom or a nitrogen atom is present near the dislocation generation region, the oxygen or nitrogen atom is positively incorporated into the dislocation nucleus and changes the structure of the dislocation nucleus, thereby inhibiting dislocation movement. Therefore, by selectively introducing oxygen or nitrogen atoms only in the vicinity of a site where dislocation is likely to occur, such as an STI corner portion or an interface between the formed silicon layer and the substrate, the generated dislocation does not move over a long distance. Stay close to where it occurred. Therefore, even if dislocations are generated, they do not cross the pn junction, so that the electrical characteristics of the device are not affected. In particular, since oxygen rapidly diffuses in silicon, dislocation immobilization can be effectively achieved even in a low-temperature thermal process.

【0017】また、本発明によると、酸素原子はpn接
合部分などを避け選択的に導入されるので、酸素原子に
由来した析出物なども接合面には形成されない。このた
め、酸素原子の接合にたいする電気的影響もない。よっ
て、転位の発生しやすい部位が存在しても、高温熱処理
無しに、転移による素子の電気的特性に対する影響を回
避することが可能となり、半導体装置製造工程の歩留ま
りを向上させ製造コストの削減された半導体装置の製造
方法が達成される。
Further, according to the present invention, since oxygen atoms are selectively introduced avoiding the pn junction and the like, precipitates derived from oxygen atoms are not formed on the bonding surface. Therefore, there is no electric influence on the bonding of oxygen atoms. Therefore, even if there is a site where dislocations are likely to occur, it is possible to avoid the influence of the transition on the electrical characteristics of the element without high-temperature heat treatment, thereby improving the yield of the semiconductor device manufacturing process and reducing the manufacturing cost. A method of manufacturing a semiconductor device is achieved.

【0018】次に、本発明によるSOIウエハ上に形成
された、STI分離されたトレンチ型DRAMを高歩留
まりに製造する工程を示す。先ず、図1に示すように、
n型シリコン半導体下部基板1100、このn型シリコ
ン半導体下部基板上に形成されたシリコン酸化膜層11
02、このシリコン酸化膜層1102上に形成された上
部シリコン層1101が形成された基板を用意する。こ
の基板上には、パッドシリコン窒化膜層1103が形成
され、このパッドシリコン窒化膜層1103と上部シリ
コン層1101よりシリコン酸化膜層1102を貫き下
部シリコン基板1100に至るトレンチ1201が形成
されている。
Next, a process of manufacturing a trench type DRAM with STI isolation formed on an SOI wafer according to the present invention at a high yield will be described. First, as shown in FIG.
N-type silicon semiconductor lower substrate 1100, silicon oxide film layer 11 formed on this n-type silicon semiconductor lower substrate
02. A substrate on which the upper silicon layer 1101 formed on the silicon oxide film layer 1102 is prepared. On this substrate, a pad silicon nitride film layer 1103 is formed, and a trench 1201 extending from the pad silicon nitride film layer 1103 and the upper silicon layer 1101 to the lower silicon substrate 1100 through the silicon oxide film layer 1102 is formed.

【0019】このトレンチ1201は、RIE工程によ
り形成され、CVD工程、CMP工程により、n型シリ
コン半導体下部基板1100内壁に形成されたキャパシ
タ絶縁膜1202、トレンチ1201内側を上部シリコ
ン層1101表面まで埋めるノードを構成するn型ポリ
シリコン1203が形成され電荷蓄積用の深いトレン
チ、Deep Trench (DT) が構成されている。
The trench 1201 is formed by an RIE process, and is formed by a CVD process and a CMP process. The capacitor insulating film 1202 formed on the inner wall of the n-type silicon semiconductor lower substrate 1100 and a node filling the inside of the trench 1201 to the surface of the upper silicon layer 1101. Is formed, and a deep trench (DT) for charge storage is formed.

【0020】また、ウエハ製造工程中の熱処理で上部シ
リコン層1101の酸素濃度は1016cm-3程度にまで
落ちている。n型ポリシリコン層1203、,絶縁膜1
202,n型シリコン半導下部基板1100はDRAM
の電荷蓄積用のキャパシタを構成する。
The oxygen concentration of the upper silicon layer 1101 has dropped to about 10 16 cm -3 due to the heat treatment during the wafer manufacturing process. n-type polysilicon layer 1203, insulating film 1
202, the n-type silicon semiconductor lower substrate 1100 is a DRAM
Is formed.

【0021】次に、図2に示すように、STIを達成す
るために、上記半導体主表面にLithography 工程、RI
E工程などの公知の技法のうち効果的な手法をもって、
アクセス用MOSFETを形成すべき素子領域130
1、これを囲むshallow trench,1311,1312を
形成する。
Next, as shown in FIG. 2, in order to achieve STI, a Lithography step and an RI
With an effective method among known techniques such as the E process,
Element region 130 where access MOSFET should be formed
1. Shallow trenches 1311 and 1312 surrounding this are formed.

【0022】次に、図3に示すように、素子領域130
1のチャネル幅方向(紙面垂直方向)と垂直で基板に対
して特定の俯角を持つように調整した酸素原子のイオン
注入を行う。この時アクセス用MOSFETのソース1
302、ドレイン1303領域に同様に酸素原子が注入
されるように、イオン注入はa,b二方向から行うこと
が望ましい。場合によってはドレイン1303領域(ノ
ードポリシリコン1203に接続される側、b方向)に
のみ酸素原子を注入してもよい。このとき酸素原子濃度
はshallow trench 角部1321,1322で、1×1
17cm-3−1×1018cm-3 の範囲に調節されてい
ることが望ましい。一般に、DRAMの各cellのチャネ
ル方向はお互いに平行であるのでこのような斜めイオン
注入で効果的にソース1302、ドレイン1303領域
のshallow trench角部1321,1322のみに酸素
原子を導入することができる。
Next, as shown in FIG.
Ion implantation of oxygen atoms adjusted so as to have a specific depression angle with respect to the substrate in a direction perpendicular to the channel width direction (perpendicular to the paper surface). At this time, the source 1 of the access MOSFET
It is preferable that ion implantation be performed in two directions a and b so that oxygen atoms are similarly implanted into the region 302 and the drain 1303 region. In some cases, oxygen atoms may be implanted only into the drain 1303 region (the side connected to the node polysilicon 1203, direction b). At this time, the oxygen atom concentration was 1 × 1 at the corners 1321 and 1322 of the shallow trench.
It is desirable that the adjustment be made in the range of 0 17 cm −3 −1 × 10 18 cm −3 . Generally, the channel direction of each cell of the DRAM is parallel to each other, and thus such oblique ion implantation can effectively introduce oxygen atoms only into the corner portions 1321 and 1322 of the shallow trenches in the source 1302 and drain 1303 regions. .

【0023】また、素子領域1301の上面はパッドシ
リコン窒化膜層1103で保護されているために、酸素
原子はチャネル領域1304には導入されることはな
い。よって高温の熱処理を避ける事により、酸素原子の
影響がチャネル部分に及ぶことなく、ソース1302、
ドレイン1303領域のshallow trench 角部132
1,1322のみに限定される。このような工程はイオ
ン注入以外、Lithography工程のような新たな工程を何
ら追加することなく実施できる。
Since the upper surface of the element region 1301 is protected by the pad silicon nitride film layer 1103, oxygen atoms are not introduced into the channel region 1304. Therefore, by avoiding high-temperature heat treatment, the source 1302,
Shallow trench corner 132 of drain 1303 region
1,1322 only. Such a process can be performed without adding any new process such as a Lithography process other than ion implantation.

【0024】次に、図4に示すように、CVD法、CM
P法などの公知の技法のうち効果的な手法をもってshal
low trench 1311、1312を例えばシリコン酸化
膜のような絶縁物質1311.1332で埋めその表面
をパッドシリコン窒化膜層1103などを利用して平坦
化し、熱酸化、或いは、CVD法などの公知の技法のう
ち効果的な手法をもってゲート絶縁膜1305、を形成
する。この後、さらにCVD法、RIE法などの公知の
技法のうち効果的な手法をもってゲート電極1306,
さらに、イオン注入、RTA法などの公知の技法のうち
効果的な手法をもってソース電極1307、ドレイン電
極1308を構成する。ドレイン電極とn型ポリシリコ
ン層1203は電気的に接続しており、Buried Strap
構造を達成する。
Next, as shown in FIG.
Shal with an effective method among known techniques such as P method
The low trenches 1311 and 1312 are filled with an insulating material 1311.1332 such as a silicon oxide film, and the surface thereof is flattened using a pad silicon nitride film layer 1103 or the like, and a known technique such as thermal oxidation or a CVD method is used. The gate insulating film 1305 is formed by an effective method. Thereafter, the gate electrode 1306 is formed by an effective method among known techniques such as a CVD method and an RIE method.
Further, the source electrode 1307 and the drain electrode 1308 are formed by an effective method among known techniques such as ion implantation and RTA. The drain electrode and the n-type polysilicon layer 1203 are electrically connected to each other.
Achieve structure.

【0025】これに引き続き、例えば、CVD法によ
り、低誘電率絶縁膜を層間膜として堆積した後、ソース
電極へのコンタクトホールを例えば、RIE技術により
形成し、さらに、Alなどの配線材料物質を推積し、必
要な形状にRIE法などをもちいて配線を形成し、さら
に公知の技術を用いて、配線工程、実装工程などを経
て、STI分離されたトレンチ型SOI−DRAM半導
体装置を完成させる。
Subsequently, after depositing a low dielectric constant insulating film as an interlayer film by, for example, a CVD method, a contact hole to a source electrode is formed by, for example, an RIE technique, and further, a wiring material such as Al is formed. The wiring is formed by using the RIE method or the like in a required shape, and a trench type SOI-DRAM semiconductor device with STI isolation is completed through a wiring process, a mounting process, and the like using a known technique. .

【0026】上記実施例は、SOI基板を例に取って説
明したが、これ以外に、HAI基板、Epi基板に応用
できる事はいうまでもない。酸素原子に変わって、窒素
原子を導入してもよい。また素子分離がLOCOSの場
合にも同様な手法が適応できる。
Although the above embodiment has been described using an SOI substrate as an example, it goes without saying that the present invention can be applied to an HAI substrate and an Epi substrate. A nitrogen atom may be introduced instead of an oxygen atom. A similar technique can be applied to the case where the element isolation is LOCOS.

【0027】次に、本発明のソース、ドレイン電極間に
局所的配線を備えた サリサイドCOMS 型 Elevat
ed source drain MOSFET構造を高歩留まりに製造
する工程を示す。
Next, a salicide COMS type Elevat having a local wiring between the source and drain electrodes of the present invention.
ed source drain This shows a step of manufacturing a MOSFET structure with high yield.

【0028】先ず、図5に示すように、シリコン半導体
基板100、このシリコン半導体基板100中に形成さ
れた、p型不純物を導入された領域(p-well)101、
n型不純物を導入された領域(n-well)102、及びそ
の表面に形成された浅い溝(shallow trench )11
1,112,113とそれを基板表面まで埋める絶縁物
質、例えばシリコン酸化膜1200、及びその表面に形
成されたゲート絶縁膜211,212を有する基板を準
備する。
First, as shown in FIG. 5, a silicon semiconductor substrate 100, a region (p-well) 101 formed in the silicon semiconductor substrate 100 and doped with a p-type impurity,
A region (n-well) 102 into which an n-type impurity is introduced, and a shallow trench 11 formed on the surface thereof
A substrate having an insulating material, such as a silicon oxide film 1200, and a gate insulating film 211, 212 formed on the surface thereof is prepared.

【0029】この素子分離領域を備える半導体基板は、
Lithography 工程、RIE工程、CVD(chemical va
por deposition )方による絶縁膜推積、さらに、CM
P(chemical mechanical polishing )方による平坦
化、イオン注入技術等の、公知の技術の効果的な方法に
より達成できる。また、これらのゲート絶縁膜は、シリ
コン基板100の表面に、50オングストロームの薄い
シリコン窒化膜1201を、熱窒化、あるいは、JVD
(Jet Vapor Deposition)法等の公知の技術の効果的な
方法をもちいて形成後、211,212,111,11
2,113に該当する部分以外を,Lithography 法をも
ちいてマスク材、例えば、100オングストロームの薄
いシリコン酸化膜で覆い、露出部分を例えば、加熱され
たりん酸(H3 PO4 )溶液にさらし、選択的に除去
し、さらにマスク材となる薄い酸化膜をHF溶液にさら
して除去することによって達成できる。この時、ゲート
絶縁膜の端は、ゲート電極とこの後追加形成するべきソ
ース、ドレイン電極との間隙に対応する領域にはいって
いればよい。ゲート電極からはみ出した絶縁膜は、ゲー
ト電極及び、ソース、ドレイン追加電極形成後に容易に
除去できるからである。よって、ゲート絶縁膜をあらか
じめ形成するにあたって必要なリソグラフィ工程のあわ
せ精度は、Source-Drain,Extension部の幅程度となり、
容易に実現できる。シリコン基板100の表面は無欠陥
層(DZ層)を形成するために酸素濃度は極めて小さく
なっている(1016cm-3程度)。
The semiconductor substrate provided with this element isolation region is:
Lithography process, RIE process, CVD (chemical va
Insulation film deposition by por deposition) and CM
It can be achieved by an effective method of a known technique such as flattening by P (chemical mechanical polishing), an ion implantation technique, and the like. Further, these gate insulating films are formed by thermally nitriding or thinning a 50 Å thin silicon nitride film 1201 on the surface of the silicon substrate 100.
After forming using an effective method of a known technique such as a (Jet Vapor Deposition) method, 211, 212, 111, 11
Parts other than the parts corresponding to 2,113 are covered with a mask material, for example, a thin silicon oxide film of 100 Å by using the Lithography method, and the exposed parts are exposed to, for example, a heated phosphoric acid (H 3 PO 4 ) solution. This can be achieved by selectively removing and further removing the thin oxide film serving as a mask material by exposing it to an HF solution. At this time, the end of the gate insulating film only needs to enter a region corresponding to a gap between the gate electrode and a source / drain electrode to be additionally formed thereafter. This is because the insulating film protruding from the gate electrode can be easily removed after the formation of the gate electrode and the additional source and drain electrodes. Therefore, the alignment accuracy of the lithography process necessary for forming the gate insulating film in advance is about the width of the source-drain, extension part,
Can be easily realized. The surface of the silicon substrate 100 has an extremely low oxygen concentration (about 10 16 cm −3 ) in order to form a defect-free layer (DZ layer).

【0030】次に、図6に示すように、基板上に、一面
に形成されたゲート電極構成物質300、及び、このう
ち、n型不純物を導入された領域301、p型不純物を
導入された領域302を形成する。これらのゲート電極
構成物質、300は、シリコン基板100の表面に、基
板上に、例えば、CVD法などの、公知の技術の効果的
な方法をもちいて、例えば、ポリシリコン層300、
を、例えば、2000オングストローム堆積し、この
後、Lithography 法によりマスク材、例えばPhoto-resi
stを形成し、領域301,302に選択的に、それぞれ
n型不純物、p型不純物を選択的にイオン注入すること
で達成できる。イオン注入のエネルギーを調節してほぼ
均一にポリシリコン層に不純物が導入される用にする。
CVD法を用いているため、エピタキシャル成長技法に
求められる選択性が必要なくなる。また、この時ポリシ
リコン層に混入する酸素の量を極小化(1016cm-3
以下)しておく。このため、均一で、等膜厚のシリコン
層を形成することが容易となり、エピタキシャル成長技
法に見られるソース、ドレイン追加形成部の膜厚のばら
つきがなくなる。これにより、ソース、ドレインを形成
するべき不純物を、追加形成されたシリコン表面より導
入し接合を形成する場合に、目途の位置に精度よく接合
を形成できる。
Next, as shown in FIG. 6, a gate electrode constituting material 300 formed on one surface of the substrate, a region 301 into which an n-type impurity is introduced, and a p-type impurity are introduced. A region 302 is formed. These gate electrode constituent materials 300 are formed on the surface of the silicon substrate 100 by, for example, a polysilicon layer 300, using a known method such as a CVD method.
Is deposited, for example, in a thickness of 2,000 angstroms, and thereafter, a mask material, for example, a photo-resi
This can be achieved by forming st and selectively implanting n-type impurities and p-type impurities into the regions 301 and 302, respectively. The energy of the ion implantation is adjusted so that the impurity is substantially uniformly introduced into the polysilicon layer.
Since the CVD method is used, the selectivity required for the epitaxial growth technique is not required. At this time, the amount of oxygen mixed into the polysilicon layer is minimized (10 16 cm −3).
Below). For this reason, it is easy to form a uniform silicon layer having a uniform thickness, and the variation in the thickness of the additional source and drain formation portions observed in the epitaxial growth technique is eliminated. Accordingly, when impurities to form the source and the drain are introduced from the additionally formed silicon surface to form a junction, a junction can be formed accurately at a target position.

【0031】次に、図7に示すように、この後さらに、
ポリシリコン上層部1000に酸素原子を例えばイオン
注入法をもちいて導入する。或いは、酸素混入量の大き
いポリシリコン層をさらに堆積形成してもよい。酸素原
子の導入深さは、その後熱処理で追加シリコン層−基板
シリコン界面に達するが、酸素原子の析出がp/n 不純物
が基板に形成するpn接合面で起こらないように調節す
る。酸素原子は拡散は、B,Pに比べ速いのでこのよう
に上部のみに酸素を導入することが望ましい。これによ
り、転移の核となりうる界面に酸素原子が導入され、転
移の発生及びその伝播を抑制し、しかも酸素析出などに
よりpn接合に影響を与えることはない。また、このよ
うな工程はイオン注入、或いは、CVD工程以外、Lith
ography工程のような新たな工程を何ら追加することな
く実施できる。
Next, as shown in FIG.
Oxygen atoms are introduced into the polysilicon upper layer 1000 using, for example, an ion implantation method. Alternatively, a polysilicon layer containing a large amount of oxygen may be further deposited and formed. The introduction depth of oxygen atoms reaches the interface between the additional silicon layer and the substrate silicon by heat treatment, but is adjusted so that the deposition of oxygen atoms does not occur at the pn junction surface formed on the substrate. Since oxygen atoms diffuse faster than B and P, it is desirable to introduce oxygen only into the upper portion. As a result, oxygen atoms are introduced into the interface that can serve as a nucleus of the transition, thereby suppressing the occurrence and propagation of the transition, and does not affect the pn junction by oxygen precipitation or the like. In addition, such a process is not limited to ion implantation or a CVD process.
It can be performed without adding a new process such as an ography process.

【0032】次に、図8に示すように、RIE工程を経
て、それぞれ、p-well,101,n-well,102上に形
成されたゲート電極311,312及び、ソース、ドレ
イン領域上に追加形成されたシリコン層411,41
2,413を形成する。ゲート電極311,312及
び、ソース、ドレイン領域上に追加形成されたシリコン
層411,412,413を一度に形成できるため、エ
ピタキシャル成長技法による選択成長のような新たな工
程を経ずに、Elevated Source/Drain 構造が達成でき
る。このため、製造コストを削減できる事に注目すべき
である。また、この時、ゲート絶縁膜の端は、ゲート電
極311,312と追加形成されたシリコン層411,
412,413との間隙511,512,513,51
4に対応する領域に入っていればよい。追加形成された
シリコン層411,412,413は、素子分離領域1
11,112,113、に伸びており、ソース、ドレイ
ン電極と半導体基板の容量を低減している。さらに、追
加形成されたシリコン層412は、p-well,101,n-
well,102領域を連結している。これによって、単な
る、ソース、ドレイン電極の追加形成にとどまらず、局
所的素子間配線工程が、このシリコン層により同時に形
成できる。よって、新たな局所的素子配線工程が必要な
くなり、製造コストを削減できる。
Next, as shown in FIG. 8, after the RIE process, the gate electrodes 311 and 312 formed on the p-well, 101, n-well and 102 are added to the source and drain regions, respectively. Silicon layers 411, 41 formed
2,413 are formed. Since the silicon layers 411, 412, and 413 additionally formed on the gate electrodes 311 and 312 and the source and drain regions can be formed at one time, the Elevated Source / Drain structure can be achieved. Therefore, it should be noted that manufacturing costs can be reduced. At this time, the ends of the gate insulating film are connected to the gate electrodes 311 and 312 and the additionally formed silicon layer 411 and 312, respectively.
Gap 511, 512, 513, 51 with 412, 413
It suffices if it is in the area corresponding to 4. The additionally formed silicon layers 411, 412, and 413 correspond to the element isolation region 1
11, 112 and 113 to reduce the capacity of the source and drain electrodes and the semiconductor substrate. Further, the additionally formed silicon layer 412 has p-well, 101, n-
well and 102 regions are connected. Thus, not only the additional formation of the source and drain electrodes but also a local inter-element wiring step can be simultaneously formed by this silicon layer. Therefore, a new local element wiring step is not required, and the manufacturing cost can be reduced.

【0033】この後、この基板を熱処理して、シリコン
層411,412,413と半導体基板、100とが接
している部分から、シリコン層411,412,413
に導入された不純物を基板に拡散させ、拡散層611,
612,613,614を形成すると同時に、ゲート電
極311,312,シリコン層411,412,413
中の導電性不純物を活性化する。この時、拡散工程を、
酸素原子が追加シリコン層−基板シリコン界面には達す
るが、pn接合面に達しない様に調整する。転移の核と
なりうる界面に酸素原子が導入され、転移の発生及びそ
の伝播を抑制し、しかもpn接合には影響を与えない。
このときの酸素濃度は、追加シリコン層−基板シリコン
界面で、1×1017cm−1×1018cm-3の範囲に入
っていれば好ましい。
Thereafter, the substrate is subjected to a heat treatment, and the silicon layers 411, 412, 413 are removed from the portions where the silicon layers 411, 412, 413 are in contact with the semiconductor substrate 100.
Is diffused into the substrate to form a diffusion layer 611,
Simultaneously with the formation of 612, 613, 614, the gate electrodes 311, 312, silicon layers 411, 412, 413
Activate the conductive impurities therein. At this time, the diffusion process
It is adjusted so that oxygen atoms reach the additional silicon layer-substrate silicon interface, but do not reach the pn junction surface. Oxygen atoms are introduced into the interface that can be the nucleus of the transition, suppressing the occurrence and propagation of the transition, and does not affect the pn junction.
The oxygen concentration at this time is preferably within the range of 1 × 10 17 cm −1 × 10 18 cm −3 at the interface between the additional silicon layer and the silicon substrate.

【0034】次に、図9に示すように、間隙511,5
12,513,514に残存するゲート絶縁膜を例え
ば、加熱されたりん酸(H3 PO4 )溶液により除去
し、さらに、ゲート電極311.312と追加形成され
たシリコン層411,412,413、及び、lithogra
phy 工程により形成したphoto-resistをマスクとして、
間隙511,512,及び513,514にそれぞれ、
n型、p型不純物をイオン注入する。さらに例えば、こ
れに急速昇降御熱処理を施す事で、不純物を活性化し、
Source-Drain Extention 部、711,712,71
3,714を形成する。浅いSource-Drain Extention
部の形成には、イオン注入技術の他、plasmaimmersion
doping, Gas imsersion laser dopong, など、公知
の技術の効果的な方法により達成できることは言うまで
もない。
Next, as shown in FIG.
The gate insulating film remaining on the 12, 513, 514 is removed by, for example, a heated phosphoric acid (H3 PO4) solution, and further, the gate electrodes 311.312 and the silicon layers 411, 412, 413 additionally formed, and lithogra
Using the photo-resist formed by the phy process as a mask,
The gaps 511, 512 and 513, 514 respectively
N-type and p-type impurities are ion-implanted. Further, for example, by performing a rapid rise and fall heat treatment on this, the impurities are activated,
Source-Drain Extension Department, 711, 712, 71
3,714 are formed. Shallow Source-Drain Extension
In addition to ion implantation technology, plasma immersion
Needless to say, it can be achieved by an effective method of a known technique such as doping, Gas imsersion laser dopong, or the like.

【0035】次に、図10に示すように、CVD法によ
り、例えばシリコン酸化膜を2000A推積し、しかる
後に、CMP法により、平坦化を施して間隙511,5
12,513,514を低誘電率絶縁膜811,81
2,813,814で充填する。この時、ゲート電極3
11,312及び、追加形成されたシリコン層411,
412,413の電極の高さは一様である。よって、表
面の平坦化が非常に容易になる。引き続きこの平坦化さ
れた表面に、シリコンと選択的に反応する金属、例えば
Coを全面にスパッタ法により堆積された後、これに熱
処理、例えば窒素雰囲気中、500℃の急速熱処理(R
TA)、を施すことにより、シリコンとの接触面、即
ち、ゲート電極311,312及び、追加形成されたシ
リコン層411,412,413上でシリサイド化を選
択的に進行させ、未反応の金属をHNO3 などの溶液で
処理し除去することにより、シリサイド層901,90
2,903,904,905,をゲート、ソース、ドレ
イン上に自己整合的に形成する。このようにして、サリ
サイド構造を実現出来る。
Next, as shown in FIG. 10, for example, a silicon oxide film is deposited at 2000 A by the CVD method, and thereafter, the gaps 511 and 5 are flattened by the CMP method.
12, 513, 514 are formed of low dielectric constant insulating films 811, 81.
2,813,814. At this time, the gate electrode 3
11, 312 and the additionally formed silicon layer 411,
The heights of the electrodes 412 and 413 are uniform. Therefore, it is very easy to flatten the surface. Subsequently, a metal selectively reacting with silicon, for example, Co, is deposited on the entire surface of the flattened surface by a sputtering method, and then subjected to a heat treatment, for example, a rapid heat treatment (R) at 500 ° C. in a nitrogen atmosphere.
TA), the silicidation is selectively advanced on the contact surface with silicon, that is, on the gate electrodes 311 and 312 and the additionally formed silicon layers 411, 412 and 413, and unreacted metal is removed. By treating and removing with a solution such as HNO3, silicide layers 901, 90
2, 903, 904, 905 are formed on the gate, source and drain in a self-aligned manner. Thus, a salicide structure can be realized.

【0036】追加形成されたソース、ドレイン電極上を
シリサイド化されているので、金属原子がソース、ドレ
イン中を拡散し、接合部分に到達しにくい。このため、
接合のリークが防止できる。また、追加形成されたシリ
コン層412及び、シリサイド層903は局所的素子間
配線形成している。
Since the additionally formed source and drain electrodes are silicided, metal atoms diffuse in the source and drain and hardly reach the junction. For this reason,
Junction leakage can be prevented. In addition, the additionally formed silicon layer 412 and silicide layer 903 form local inter-element wiring.

【0037】次に、CVD法などにより、低誘電率絶縁
膜を層間膜として堆積した後、ソース、ドレイン電極へ
のコンタクトホールを例えば、RIE技術により形成
し、さらに、Alなどの配線材料物質を堆積、加工し、
さらに公知の技術を用いて、配線工程、実装工程などを
経て、STI分離され、局所的配線を備えた、サリサイ
ドCMOS型 Elevated source drain MOSFET構造を完
成させる。
Next, after depositing a low dielectric constant insulating film as an interlayer film by a CVD method or the like, contact holes to the source and drain electrodes are formed by, for example, RIE technology, and a wiring material such as Al is formed. Deposited, processed,
Further, using a known technique, a salicide CMOS type elevated source drain MOSFET structure having STI isolation and local wiring is completed through a wiring step, a mounting step, and the like.

【0038】以上酸素原子の導入を例として用いたが、
同様の効果は窒素原子に於いても同様に得られる。また
素子分離がLOCOSの場合にも同様な手法が適用でき
る。この時の窒素濃度は1×1015cm-3−1×1016
cm-3の範囲に入っていれば好ましい。
Although the introduction of an oxygen atom has been used as an example,
Similar effects can be obtained with nitrogen atoms as well. A similar method can be applied to the case where the element isolation is LOCOS. The nitrogen concentration at this time is 1 × 10 15 cm −3 −1 × 10 16
It is preferable to be within the range of cm -3 .

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、半導体素子構造中の転
移の発生しやすい部位が存在しても、この部分とpn接
合面との間にあって、しかもこの間を遮断する高濃度酸
素領域或いは窒素領域を形成することにより、転移の発
生伝播を抑制し、転移がpn接合を横切る事を阻止す
る。この時の酸素濃度、窒素濃度は、それぞれ1×10
17cm-3−1×1018cm-3及び1×1015cm-3−1
×1016cm-3の範囲に入っていれば好ましい。これに
より、半導体装置製造工程の歩留まりを向上させ製造コ
ストの削減された半導体装置の製造方法が達成される。
According to the present invention, even if there is a site where a transition is likely to occur in the semiconductor device structure, a high-concentration oxygen region or nitrogen which is located between this portion and the pn junction surface and shuts off this region. By forming the region, the generation and propagation of dislocations are suppressed, and the dislocations are prevented from crossing the pn junction. The oxygen concentration and the nitrogen concentration at this time were 1 × 10
17 cm -3 -1 × 10 18 cm -3 and 1 × 10 15 cm -3 -1
It is preferable that the thickness be in the range of × 10 16 cm -3 . Thus, a method of manufacturing a semiconductor device in which the yield of the semiconductor device manufacturing process is improved and the manufacturing cost is reduced is achieved.

【0040】特に、shallow trench 角部に選択的に酸
素原子或いは窒素原子を導入することにより、この部分
に応力が残留しても、酸素或いは窒素原子が転移核に積
極的に取り込まれ転移核の構造を変化させ転移の移動を
阻害する。よって発生した転移は長距離を移動すること
なく発生した近傍にとどまる。転移が発生してもこれが
pn接合部分を横切らないので電気的特性に影響を及ぼ
さない。
In particular, by selectively introducing oxygen atoms or nitrogen atoms into the corners of the shallow trench, even if stress remains in this portion, oxygen or nitrogen atoms are positively incorporated into the transition nuclei, and It alters the structure and inhibits migration. Therefore, the generated transition stays in the vicinity where it occurred without moving over a long distance. Even if the transition occurs, it does not cross the pn junction, so that it does not affect the electrical characteristics.

【0041】また、酸素或いは窒素原子はpn接合部分
などを避け選択的に導入されるので、酸素原子に由来し
た析出物なども接合面には形成されない。このため、酸
素或いは窒素原子の接合にたいする電気的影響もない。
Since oxygen or nitrogen atoms are selectively introduced avoiding the pn junction and the like, precipitates derived from oxygen atoms are not formed on the bonding surface. Therefore, there is no electric influence on the bonding of oxygen or nitrogen atoms.

【0042】さらに、shallow trench 形成直後、素子
領域のチャネル幅方向と垂直で基板に対して特定の俯角
を持つように調整した酸素或いは窒素原子のイオン注入
により酸素或いは窒素原子の注入を行う事により、効果
的にソース、ドレイン領域のshallow trench 角部のみ
に酸素原子を導入することができる。また、素子領域の
上面はパッド層で保護されているために、酸素或いは窒
素原子はチャネル領域には導入されることはない。よっ
てイオン注入以外、Lithography 工程のような新たな工
程を何ら追加することなく実施できる。
Immediately after the formation of the shallow trench, oxygen or nitrogen atoms are implanted by ion implantation of oxygen or nitrogen atoms adjusted to have a specific depression angle with respect to the substrate in a direction perpendicular to the channel width direction of the element region. Thus, oxygen atoms can be effectively introduced only into the corners of the shallow trench in the source and drain regions. Further, since the upper surface of the element region is protected by the pad layer, oxygen or nitrogen atoms are not introduced into the channel region. Therefore, it can be performed without adding any new process such as a Lithography process other than ion implantation.

【0043】あらかじめ、ゲート電極を形成すべき領域
に、ゲート絶縁膜となる絶縁性の膜を形成しておき、し
かる後に、シリコン層を全面に追加形成し、このシリコ
ン層の上部に酸素或いは窒素原子を導入し、その導入深
さを、その後の熱工程で、追加シリコン層−基板シリコ
ン界面に達するが、酸素原子或いは窒素原子の析出がp/
n 不純物が基板に形成するpn接合面で起こらない様に
調節する。
An insulating film serving as a gate insulating film is previously formed in a region where a gate electrode is to be formed, and thereafter, a silicon layer is additionally formed on the entire surface, and oxygen or nitrogen is formed on the silicon layer. The atoms are introduced and the depth of the introduction is reached in the subsequent thermal process to the additional silicon layer-substrate silicon interface, but the deposition of oxygen atoms or nitrogen atoms is p /
Adjust so that n impurities do not occur on the pn junction surface formed on the substrate.

【0044】これにより、転移の核となりうる界面に酸
素或いは窒素原子が導入され、転移の発生及びその伝播
を抑制し、しかもpn接合には影響を与えない。よって
半導体装置製造工程の歩留まりを向上させ製造コストが
削減する。
As a result, oxygen or nitrogen atoms are introduced into the interface which can be the nucleus of the transition, thereby suppressing the occurrence and propagation of the transition, and without affecting the pn junction. Therefore, the yield of the semiconductor device manufacturing process is improved, and the manufacturing cost is reduced.

【0045】このような工程はイオン注入、或いは、C
VD工程以外、Lithography 工程のような新たな工程を
何ら追加することなく実施できる。加えて、RIE(Re
active Ion Etching)により、ゲート電極及び、ソー
ス、ドレイン領域上に追加形成すべきシリコン層を一度
に形成できるため、エピタキシャル成長技法による選択
成長のような新たな工程を経ずに、Elevated Source/Dr
ain 構造が達成できる。このため、製造コストを削減で
きる。
Such a step is performed by ion implantation or C
Other than the VD process, the process can be performed without adding any new processes such as a Lithography process. In addition, RIE (Re
active ion etching), a silicon layer to be additionally formed on the gate electrode and the source and drain regions can be formed at a time, so that the Elevated Source / Dr does not go through a new process such as selective growth by an epitaxial growth technique.
Ain structure can be achieved. Therefore, manufacturing costs can be reduced.

【0046】また、本発明によれば、均一で、等膜厚の
シリコン層を形成することが容易となり、エピタキシャ
ル成長技法に見られるソース、ドレイン追加形成部の膜
厚のばらつきがなくなる。これにより、ソース、ドレイ
ンを形成するべき不純物を、追加形成されたシリコン表
面より導入し接合を形成する場合に、目途の位置に精度
よく接合を形成できる。
Further, according to the present invention, it is easy to form a uniform silicon layer having a uniform thickness, and the variation in the film thickness of the additional source and drain formation portions observed in the epitaxial growth technique is eliminated. Accordingly, when impurities to form the source and the drain are introduced from the additionally formed silicon surface to form a junction, a junction can be formed accurately at a target position.

【0047】追加形成されたソース、ドレイン電極は素
子分離絶縁膜上に任意に設置できる。このため、半導体
基板上の可形成されたソース、ドレイン電極は最小限の
面積にとどめ、大部分を素子分離絶縁幕上に乗り上げさ
せる事により、ソース、ドレイン電極と半導体基板の容
量を低減することが可能になる。このため、素子の高速
動作が可能となる。この追加形成するシリコン層は、一
つの素子に必ずしも対応している必要はなく、複数の素
子のソース、ドレイン領域を連結するものであってもよ
い。これによって、単なる、ソース、ドレイン電極の追
加形成にとどまらず、局所的素子間配線が、このシリコ
ン層により同時に形成できる。よって、新たな局所的素
子間配線工程が必要なくなり、製造コストを削減でき
る。
The additionally formed source and drain electrodes can be arbitrarily placed on the element isolation insulating film. Therefore, the capacity of the source / drain electrodes and the semiconductor substrate is reduced by minimizing the area of the source / drain electrodes that can be formed on the semiconductor substrate and mounting most of them on the element isolation insulating screen. Becomes possible. Therefore, high-speed operation of the element is possible. The additional silicon layer does not necessarily have to correspond to one element, and may connect source and drain regions of a plurality of elements. As a result, not only the additional formation of the source and drain electrodes but also the local inter-element wiring can be simultaneously formed by this silicon layer. Therefore, a new local inter-element wiring step is not required, and the manufacturing cost can be reduced.

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

【図1】 SOIウエハ上に形成された、STI分離さ
れたトレンチ型DRAMを高歩留まりに製造する工程の
断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a process for manufacturing a trench DRAM with STI isolation formed on an SOI wafer at a high yield.

【図2】 SOIウエハ上に形成された、STI分離さ
れたトレンチ型DRAMを高歩留まりに製造する工程の
断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a step of manufacturing a trench DRAM with STI isolation formed on an SOI wafer at a high yield.

【図3】 SOIウエハ上に形成された、STI分離さ
れたトレンチ型DRAMを高歩留まりに製造する工程の
断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a step of manufacturing a trench DRAM with STI isolation formed on an SOI wafer at a high yield.

【図4】 SOIウエハ上に形成された、STI分離さ
れたトレンチ型DRAMを高歩留まりに製造する工程の
断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing a trench DRAM with STI isolation formed on an SOI wafer at a high yield.

【図5】 ソース、ドレイン電極間に局所的配線を備え
たサリサイドCMOS型Elevated source drain MOS
FET構造を高歩留まりに製造する工程の断面図。
FIG. 5 is a salicide CMOS type elevated source drain MOS having local wiring between source and drain electrodes.
Sectional drawing of the process of manufacturing a FET structure with high yield.

【図6】 ソース、ドレイン電極間に局所的配線を備え
たサリサイドCMOS型Elevated source drain MOS
FET構造を高歩留まりに製造する工程の断面図。
FIG. 6 shows a salicide CMOS type elevated source drain MOS having local wiring between source and drain electrodes.
Sectional drawing of the process of manufacturing a FET structure with high yield.

【図7】 ソース、ドレイン電極間に局所的配線を備え
たサリサイドCMOS型Elevated source drain MOS
FET構造を高歩留まりに製造する工程の断面図。
FIG. 7 is a salicide CMOS type elevated source drain MOS having local wiring between source and drain electrodes.
Sectional drawing of the process of manufacturing a FET structure with high yield.

【図8】 ソース、ドレイン電極間に局所的配線を備え
たサリサイドCMOS型Elevated source drain MOS
FET構造を高歩留まりに製造する工程の断面図。
FIG. 8 shows a salicide CMOS type elevated source drain MOS having local wiring between source and drain electrodes.
Sectional drawing of the process of manufacturing a FET structure with high yield.

【図9】 ソース、ドレイン電極間に局所的配線を備え
たサリサイドCMOS型Elevated source drain MOS
FET構造を高歩留まりに製造する工程の断面図。
FIG. 9 shows a salicide CMOS type elevated source drain MOS having local wiring between source and drain electrodes.
Sectional drawing of the process of manufacturing a FET structure with high yield.

【図10】 ソース、ドレイン電極間に局所的配線を備
えたサリサイドCMOS型Elevated source drain MO
SFET構造を高歩留まりに製造する工程の断面図。
FIG. 10 shows a salicide CMOS type elevated source drain MO having local wiring between source and drain electrodes.
Sectional drawing of the process of manufacturing an SFET structure with a high yield.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 半導体基板 101 p-well領域 102 n-well領域 111、112、113 shallow trench isolation 200 素子分離絶縁酸化膜 201、211、212 ゲート絶縁窒化膜 300 ポリシリコン 301 n型ポリシリコン領域 302 p型ポリシリコン領域 311 n型ポリシリコンゲート電極 312 p型ポリシリコンゲート電極 411、412、413、 ポリシリコン追加形成ソー
スドレイン電極 511、512、513、514 ゲート電極、追加形
成ソースドレイン電極間に形成された間隔 611、612、613、614 ソース、ドレイン拡
散層 711、712、713、714 拡張ソース、ドレイ
ン領域 811、812、813、814 層間絶縁膜 901、902、903、904、905 シリサイド
領域 1000 高濃度酸素含有領域 1100 SOIウエハn型シリコン下部半導体基板 1101 SOIウエハ上部シリコン層 1102 SOIウエハ絶縁シリコン酸化膜層 1103 パッドシリコン窒化膜 1201 DRAM電荷蓄積用Deep Trench 1202 ノード絶縁膜 1203 ノードn型ポリシリコン電極 1301 アクセストランジスタ用素子領域 1302 アクセストランジスタ用ソース領域 1303 アクセストランジスタ用ドレイン領域 1304 アクセストランジスタ用チャネル領域 1305 アクセストランジスタ用ゲート絶縁膜 1306 アクセストランジスタ用ゲート電極 1307 アクセストランジスタ用ソース電極 1308 アクセストランジスタ用ドレイン電極 1311、1312 素子分離用shallow trench 1321 酸素原子が導入されるソース領域shallow t
rench 角部 1322 酸素原子が導入されるドレイン領域shallow
trench 角部 1331、1332 CVDシリコン酸化膜
Reference Signs List 100 semiconductor substrate 101 p-well region 102 n-well region 111, 112, 113 shallow trench isolation 200 element isolation insulating oxide film 201, 211, 212 gate insulating nitride film 300 polysilicon 301 n-type polysilicon region 302 p-type polysilicon Region 311 n-type polysilicon gate electrode 312 p-type polysilicon gate electrode 411, 412, 413, polysilicon additional source / drain electrode 511, 512, 513, 514 Interval formed between gate electrode, additional source / drain electrode 611 , 612, 613, 614 Source / drain diffusion layers 711, 712, 713, 714 Extended source / drain regions 811, 812, 813, 814 Interlayer insulating films 901, 902, 903, 904, 905 Silicide region 1000 High concentration oxygen Existence area 1100 SOI wafer n-type silicon lower semiconductor substrate 1101 SOI wafer upper silicon layer 1102 SOI wafer insulating silicon oxide film layer 1103 pad silicon nitride film 1201 DRAM charge storage Deep Trench 1202 node insulating film 1203 node n-type polysilicon electrode 1301 access Element region for transistor 1302 Source region for access transistor 1303 Drain region for access transistor 1304 Channel region for access transistor 1305 Gate insulating film for access transistor 1306 Gate electrode for access transistor 1307 Source electrode for access transistor 1308 Drain electrode for access transistor 1311, 1312 Element isolation shallow trench 1321 Source region s into which oxygen atoms are introduced hallow t
Rench corner 1322 Shallow drain region into which oxygen atoms are introduced
trench corners 1331, 1332 CVD silicon oxide film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/78 H01L 27/10 625A 21/336 671C 29/786 29/78 301R 301S 301Y 621 Fターム(参考) 5F032 AA35 CA03 CA17 CA20 DA60 5F040 DB03 DC01 EA08 EC01 EC07 EC13 EH02 EK01 EK05 EM10 FC11 FC15 FC19 5F048 AA04 AA07 AA09 AC03 BA01 BC01 BC05 BE03 BF04 BF05 BF06 BF07 BF15 BF16 BG01 BG14 DA04 5F083 AD02 AD17 AD19 GA03 GA06 GA09 GA27 GA30 HA02 HA07 HA10 JA02 JA32 NA01 NA02 PR12 PR21 PR34 PR37 PR40 5F110 AA06 AA16 BB04 BB06 DD05 GG02 GG39 HJ02 NN62 NN65 NN72 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/78 H01L 27/10 625A 21/336 671C 29/786 29/78 301R 301S 301Y 621 F Term (Reference) 5F032 AA35 CA03 CA17 CA20 DA60 5F040 DB03 DC01 EA08 EC01 EC07 EC13 EH02 EK01 EK05 EM10 FC11 FC15 FC19 5F048 AA04 AA07 AA09 AC03 BA01 BC01 BC05 BE03 BF04 BF05 BF06 BF07 BF15 BF16 AD03 GA03 AD03 GA03 AD04 HA10 JA02 JA32 NA01 NA02 PR12 PR21 PR34 PR37 PR40 5F110 AA06 AA16 BB04 BB06 DD05 GG02 GG39 HJ02 NN62 NN65 NN72

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体領域と、 この半導体領域中に存在する転位発生領域と、 前記半導体領域中に存在するpn接合面と、 前記転位発生領域と前記pn接合面との間に存在し、前
記半導体領域よりも高濃度の酸素或いは窒素を含有する
転位伝播阻止領域とを具備することを特徴とする半導体
装置。
A semiconductor region; a dislocation generation region existing in the semiconductor region; a pn junction surface existing in the semiconductor region; and a dislocation generation region between the dislocation generation region and the pn junction surface; A semiconductor device comprising: a dislocation propagation blocking region containing oxygen or nitrogen at a higher concentration than a semiconductor region.
【請求項2】半導体領域と、 シャロートレンチ角部と、 前記半導体領域中に存在するpn接合面と、 前記シャロートレンチ角部と前記pn接合面との間に存
在し、前記半導体領域よりも高濃度の酸素或いは窒素を
含有する転位伝播阻止領域とを具備することを特徴とす
る半導体装置。
2. A semiconductor region, a corner of a shallow trench, a pn junction surface existing in the semiconductor region, and a region between the corner of the shallow trench and the pn junction surface which is higher than the semiconductor region. A dislocation propagation blocking region containing oxygen or nitrogen at a concentration.
【請求項3】請求項2記載の半導体装置を製造する方法
において、前記シャロートレンチ形成直後、素子領域の
チャネル幅方向と垂直で基板に対して特定の俯角を持つ
ように、酸素或いは窒素原子の注入を行うことにより、
ソース或いはドレイン領域の前記シャロートレンチ角部
のみに選択的に酸素原子或いは窒素原子を導入すること
を特徴とする半導体装置の製造方法
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the oxygen or nitrogen atoms are formed immediately after the formation of the shallow trench so as to have a specific depression angle with respect to the substrate in a direction perpendicular to the channel width direction of the element region. By performing the injection,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein oxygen atoms or nitrogen atoms are selectively introduced only into corners of the shallow trench in a source or drain region.
【請求項4】請求項2記載の半導体装置を製造する方法
において、あらかじめ、ゲート電極を形成すべき領域
に、ゲート絶縁膜となる絶縁性の膜を形成し、この後
に、シリコン層を全面に追加形成し、このシリコン層の
上部に酸素或いは窒素原子を導入し、その導入深さを、
その後の熱工程で、酸素原子が追加シリコン層と基板シ
リコン界面に達するが、前記pn接合面で酸素或いは窒
素原子の析出が起こらない様に調節することを特徴とす
る半導体装置の製造方法
4. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein an insulating film serving as a gate insulating film is formed in advance in a region where a gate electrode is to be formed, and thereafter, a silicon layer is formed on the entire surface. Additional formation, oxygen or nitrogen atoms are introduced into the upper part of this silicon layer, and the introduction depth is
A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that oxygen atoms reach the interface between the additional silicon layer and the substrate silicon in a subsequent heating step, but oxygen or nitrogen atoms are not deposited on the pn junction surface.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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