JP3209731B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP3209731B2 JP25110099A JP25110099A JP3209731B2 JP 3209731 B2 JP3209731 B2 JP 3209731B2 JP 25110099 A JP25110099 A JP 25110099A JP 25110099 A JP25110099 A JP 25110099A JP 3209731 B2 JP3209731 B2 JP 3209731B2
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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、半導体基板上にお
けるゲート電極の両側にソース又はドレインとなる不純
物層を備えた半導体装置及びその製造方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor device having an impurity layer serving as a source or a drain on both sides of a gate electrode on a semiconductor substrate, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIの高集積化はトランジスタや配線
などの集積回路要素を微細化することによって達成され
てきた。現在、LSIの設計ルールは0.25μmから
0.18μmの領域に至り、ロジックLSIにおいても
1千万個レベルのトランジスタを1チップ内に集積する
ことが可能となっている。LSIの高速化と多機能化を
更に進展させるために、今後、高集積化への要求が一層
強まるものと考えられる。このため、LSIの主要な構
成要素であるMOS型トランジスタをさらに微細化する
必要がある。
2. Description of the Related Art High integration of LSIs has been achieved by miniaturizing integrated circuit elements such as transistors and wirings. At present, the design rule for LSIs has reached the region from 0.25 μm to 0.18 μm, and it is now possible to integrate 10 million levels of transistors on a single chip in a logic LSI. In order to further increase the speed and multi-functionality of LSIs, it is considered that demands for higher integration will be further strengthened in the future. For this reason, it is necessary to further miniaturize the MOS transistor, which is a main component of the LSI.

【0003】MOS型トランジスタの微細化にとって
は、ゲート長の減少に伴ってしきい値電圧が急激に低下
する、いわゆる短チャネル効果の解決が最大の課題とな
っている。この問題の解決には、ソース又はドレインと
なる不純物拡散層の深さを小さくすること(不純物拡散
層の浅接合化)が最も有効である。不純物拡散層の深さ
を小さくするために、注入飛程の小さいインジウム(p
型不純物)又はアンチモン(n型不純物)をドーパント
として採用すると共に、不純物の活性化を短時間の高温
熱処理(RTA:Rapid Thermal Annealing )により行
なうことが検討されている。
For miniaturization of MOS type transistors, the biggest problem is to solve the so-called short channel effect, in which the threshold voltage sharply decreases as the gate length decreases. In order to solve this problem, it is most effective to reduce the depth of the impurity diffusion layer serving as a source or a drain (shallow junction of the impurity diffusion layer). In order to reduce the depth of the impurity diffusion layer, indium (p) having a small implantation range is used.
It has been studied to employ an impurity (type impurity) or antimony (n-type impurity) as a dopant and to activate the impurity by a short-time high-temperature heat treatment (RTA: Rapid Thermal Annealing).

【0004】ところが、不純物拡散層の浅接合化は、不
純物拡散層のシート抵抗を増大させてしまう。不純物拡
散層のシート抵抗の増加は、MOS型トランジスタの寄
生抵抗を増加させるので、MOS型トランジスタの特性
を劣化させる要因となる。
[0004] However, the shallow junction of the impurity diffusion layer increases the sheet resistance of the impurity diffusion layer. An increase in the sheet resistance of the impurity diffusion layer increases the parasitic resistance of the MOS transistor, which causes deterioration of the characteristics of the MOS transistor.

【0005】寄生抵抗の増加という問題を解決するため
に、ソース又はドレインとなる不純物拡散層の上に、抵
抗の小さい、チタンシリサイド若しくはコバルトシリサ
イド等の高融点金属シリサイド層又はタングステン等の
高融点金属膜を形成することが行われている。
In order to solve the problem of increase in parasitic resistance, a refractory metal silicide layer such as titanium silicide or cobalt silicide or a refractory metal such as tungsten is formed on an impurity diffusion layer serving as a source or a drain. Forming a film has been performed.

【0006】しかしながら、不純物拡散層の上に高融点
金属シリサイド層又は高融点金属膜を形成する技術と、
不純物拡散層の浅接合化とを組み合わせると、接合リー
ク電流が増加してしまうという新たな問題が発生する。
However, a technique for forming a refractory metal silicide layer or a refractory metal film on an impurity diffusion layer;
When combined with the shallow junction of the impurity diffusion layer, a new problem occurs in that the junction leakage current increases.

【0007】そこで、この新たな問題を解決するため
に、特開平6−77246号公報において、エレベーテ
ッド ソース・ドレイン構造(Elevated Source-Drain
、いわゆる積み上げ型ソース・ドレイン構造)を有す
るMOS型トランジスタが提案されている。
To solve this new problem, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 6-77246 discloses an elevated source-drain structure.
MOS type transistors having a so-called stacked source / drain structure) have been proposed.

【0008】以下、図13(a)〜(d)を参照しなが
ら、エレベーテッド ソース・ドレイン構造を有するM
OS型トランジスタの製造方法について説明する。
Hereinafter, referring to FIGS. 13 (a) to 13 (d), M having an elevated source / drain structure will be described.
A method for manufacturing an OS transistor will be described.

【0009】まず、図13(a)に示すように、p型シ
リコン基板701上に素子分離領域702及びゲート絶
縁膜703を形成した後、ゲート絶縁膜703の上に、
下層のn型多結晶シリコン層704と上層のシリコン酸
化膜705とからなるゲート電極を形成する。
First, as shown in FIG. 13A, after an element isolation region 702 and a gate insulating film 703 are formed on a p-type silicon substrate 701,
A gate electrode including a lower n-type polycrystalline silicon layer 704 and an upper silicon oxide film 705 is formed.

【0010】次に、図13(b)に示すように、砒素イ
オンをp型シリコン基板701に注入して、ソース又は
ドレインとなる低濃度の不純物拡散層707を形成した
後、ゲート電極の側面にシリコン酸化膜からなるサイド
ウォールスペーサー706を形成する。
Next, as shown in FIG. 13B, arsenic ions are implanted into a p-type silicon substrate 701 to form a low-concentration impurity diffusion layer 707 serving as a source or a drain. Next, a sidewall spacer 706 made of a silicon oxide film is formed.

【0011】次に、図13(c)に示すように、モノシ
ランを熱分解することによって、p型シリコン基板70
1の上におけるゲート電極及びサイドウォールスペーサ
ー706から露出している領域にシリコン単結晶膜を選
択的に成長させた後、該シリコン単結晶膜に砒素イオン
を注入することにより、ソース又はドレインとなる高濃
度の不純物拡散層708を形成する。
Next, as shown in FIG. 13 (c), monosilane is thermally decomposed to form a p-type silicon substrate 70.
After selectively growing a silicon single crystal film in a region exposed from the gate electrode and the sidewall spacers 706 on the semiconductor device 1, arsenic ions are implanted into the silicon single crystal film to become a source or a drain. A high concentration impurity diffusion layer 708 is formed.

【0012】次に、高濃度の不純物拡散層708の上に
チタン膜を堆積した後、熱処理を施すことにより、図1
3(d)に示すように、高濃度の不純物拡散層708の
上にチタンシリサイド層709を形成する。その後、未
反応のチタン膜を硫酸過水等を用いて除去する。
Next, after a titanium film is deposited on the high-concentration impurity diffusion layer 708, a heat treatment is performed to
As shown in FIG. 3D, a titanium silicide layer 709 is formed on the high concentration impurity diffusion layer 708. After that, the unreacted titanium film is removed using a sulfuric acid-hydrogen peroxide mixture or the like.

【0013】前述したMOS型トランジスタの製造方法
によると、ソース又はドレインとなる高濃度の不純物拡
散層がトランジスタのチャネル領域よりも上に形成され
ており、シリコン基板中には低濃度の不純物拡散層のみ
が存在するため、浅い接合が実質的に形成されているこ
とになるので、短チャネル効果に優れたトランジスタ特
性を得ることができる。
According to the above-described method for manufacturing a MOS transistor, a high-concentration impurity diffusion layer serving as a source or a drain is formed above a channel region of a transistor, and a low-concentration impurity diffusion layer is formed in a silicon substrate. Since only a thin film transistor exists, a shallow junction is substantially formed, so that transistor characteristics excellent in a short channel effect can be obtained.

【0014】また、低抵抗のチタンシリサイド層が、シ
リコン基板上に成長した単結晶シリコン膜の上に形成さ
れるため、単結晶シリコン膜の膜厚を大きくすることに
よって、チタンシリサイド層も厚く形成することができ
るので、寄生抵抗を低くすることが可能になる。
Further, since the titanium silicide layer having low resistance is formed on the single crystal silicon film grown on the silicon substrate, the thickness of the titanium silicide layer is increased by increasing the thickness of the single crystal silicon film. Therefore, the parasitic resistance can be reduced.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
MOS型トランジスタの製造方法においては、高濃度の
不純物拡散層となる単結晶シリコン膜を結晶性良く成長
させるために、処理温度を例えば600℃程度に低く設
定しているので、単結晶シリコン膜の成長時間が非常に
長くなる。このため、製造工程のスループットが低減し
て、量産性が低下するという問題が発生する。この問題
は、エピタキシャル成長により単結晶シリコン膜を形成
する際に一般的に起きる。
However, in the above-described method for manufacturing a MOS transistor, the processing temperature is set to, for example, about 600 ° C. in order to grow a single crystal silicon film to be a high concentration impurity diffusion layer with good crystallinity. , The growth time of the single crystal silicon film becomes very long. For this reason, there arises a problem that the throughput of the manufacturing process is reduced and mass productivity is reduced. This problem generally occurs when a single crystal silicon film is formed by epitaxial growth.

【0016】前記に鑑み、本発明は、いわゆる積み上げ
型のソース・ドレイン構造を有するMOS型トランジス
タのスループットを向上させることにより、量産性に優
れた半導体装置及びその製造方法を提供することを目的
とする。
In view of the foregoing, it is an object of the present invention to provide a semiconductor device excellent in mass productivity and a method of manufacturing the same by improving the throughput of a MOS transistor having a so-called stacked source / drain structure. I do.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、半導体基板上におけるゲート電極の両側
に相対的に小さい成長レートで結晶性に優れた単結晶シ
リコン膜を形成した後、該単結晶シリコン膜の上に相対
的に大きい成長レートでシリコンを主成分とする半導体
層を形成し、その後、単結晶シリコン膜と半導体層とか
らなる積層体にソース又はドレインとなる不純物層をそ
の接合面が単結晶シリコン膜中に位置するように形成す
るものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for forming a single crystal silicon film having excellent crystallinity at a relatively small growth rate on both sides of a gate electrode on a semiconductor substrate. Forming a semiconductor layer containing silicon as a main component at a relatively large growth rate on the single crystal silicon film, and then forming an impurity layer serving as a source or a drain in a stacked body including the single crystal silicon film and the semiconductor layer Is formed such that the bonding surface is located in the single crystal silicon film.

【0018】具体的には、本発明に係る半導体装置は、
半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート
電極と、半導体基板上におけるゲート電極の両側に絶縁
膜を介してそれぞれ形成されており、シリコンからなる
下層の第1の半導体層とシリコンを主成分とする上層の
第2の半導体層とからなる一対の積層体と、一対の積層
体における第1の半導体層の上部領域と第2の半導体層
の全領域とに跨って形成されており、ソース又はドレイ
ンとなる不純物層とを備え、第1の半導体層は、結晶性
が相対的に優れている単結晶シリコン膜からなり、第2
の半導体層は、結晶性が相対的に劣る単結晶膜若しくは
多結晶膜、又は非晶質膜からなる。
Specifically, the semiconductor device according to the present invention comprises:
A gate electrode formed on a semiconductor substrate with a gate insulating film interposed therebetween, and a lower first semiconductor layer made of silicon and silicon formed on both sides of the gate electrode on the semiconductor substrate with an insulating film interposed therebetween. A pair of stacked bodies each including an upper second semiconductor layer as a main component, and a pair of stacked bodies formed over an upper region of the first semiconductor layer and an entire region of the second semiconductor layer. , An impurity layer serving as a source or a drain, the first semiconductor layer is made of a single crystal silicon film having relatively excellent crystallinity,
Is formed of a single crystal film or polycrystalline film having relatively poor crystallinity, or an amorphous film.

【0019】本発明の半導体装置によると、ソース又は
ドレインとなる不純物層は、結晶性が相対的に優れてい
る単結晶シリコン膜からなる第1の半導体層と、結晶性
が相対的に劣る単結晶膜若しくは多結晶膜、又は非晶質
膜からなる第2の半導体層との積層体に形成されるた
め、第2の半導体層の成長レートひいては不純物層が形
成される積層体の成長レートを大きくできるので、スル
ープットを向上させることができる。また、ソース又は
ドレインとなる不純物層の接合面が結晶性に優れている
第1の半導体層の内部に位置するので、成長レートを大
きくできるにも拘わらず、接合リーク電流の増加を防止
することができる。
According to the semiconductor device of the present invention, the impurity layer serving as a source or a drain is composed of the first semiconductor layer formed of a single crystal silicon film having relatively excellent crystallinity and the single semiconductor layer formed of single crystal silicon having relatively low crystallinity. Since it is formed in a stacked body with a second semiconductor layer formed of a crystalline film, a polycrystalline film, or an amorphous film, the growth rate of the second semiconductor layer and thus the growth rate of the stacked body in which the impurity layer is formed are reduced. Since the size can be increased, the throughput can be improved. In addition, since the junction surface of the impurity layer serving as a source or a drain is located inside the first semiconductor layer having excellent crystallinity, it is possible to prevent an increase in junction leak current despite the fact that the growth rate can be increased. Can be.

【0020】本発明の半導体装置において、第2の半導
体層はゲルマニウムを含んでいることが好ましい。この
ようにすると、ゲルマニウムの固有の成長レートはシリ
コンの固有の成長レートよりも大きいため、第2の半導
体層の成長レートを確実に大きくすることができる。
In the semiconductor device according to the present invention, the second semiconductor layer preferably contains germanium. With this configuration, the intrinsic growth rate of germanium is higher than the intrinsic growth rate of silicon, so that the growth rate of the second semiconductor layer can be reliably increased.

【0021】本発明の半導体装置において、第1の半導
体層の下部領域は、不純物層と逆の導電型の不純物層か
らなることが好ましい。このようにすると、pn接合が
結晶性に優れた第1の半導体層の内部に形成されるた
め、接合リーク電流の増加を確実に防止することができ
る。
In the semiconductor device of the present invention, it is preferable that the lower region of the first semiconductor layer is formed of an impurity layer having a conductivity type opposite to that of the impurity layer. With this configuration, the pn junction is formed inside the first semiconductor layer having excellent crystallinity, so that an increase in junction leakage current can be reliably prevented.

【0022】本発明の半導体装置において、第1の半導
体層の下部領域は、不純物層と同じ導電型で且つ不純物
層よりも不純物濃度が低い低濃度不純物層からなること
が好ましい。このようにすると、ソース又はドレインと
なる不純物層と低濃度不純物層との接合面が結晶性に優
れた第1の半導体層の内部に位置するため、接合リーク
電流の増加を確実に防止することができる。
In the semiconductor device of the present invention, the lower region of the first semiconductor layer is preferably formed of a low-concentration impurity layer having the same conductivity type as the impurity layer and having a lower impurity concentration than the impurity layer. With this structure, the junction surface between the impurity layer serving as the source or drain and the low-concentration impurity layer is located inside the first semiconductor layer having excellent crystallinity, so that an increase in junction leakage current can be reliably prevented. Can be.

【0023】この場合、半導体基板における第1の半導
体層と接する領域に、不純物層と同じ導電型で且つ不純
物層よりも不純物濃度が低い低濃度不純物層が形成され
ていることが好ましい。このようにすると、ソース又は
ドレインとなる不純物層と半導体基板における逆導電型
の不純物領域との間に低濃度不純物層が介在するので、
寄生容量が低減される。
In this case, it is preferable that a low-concentration impurity layer having the same conductivity type as the impurity layer and a lower impurity concentration than the impurity layer is formed in a region of the semiconductor substrate in contact with the first semiconductor layer. In this case, since the low-concentration impurity layer is interposed between the impurity layer serving as the source or the drain and the impurity region of the opposite conductivity type in the semiconductor substrate,
Parasitic capacitance is reduced.

【0024】本発明の半導体装置において、第1の半導
体層の下部領域におけるゲート電極側の部分と半導体基
板とに跨る領域に、不純物層と同じ導電型で且つ不純物
層よりも不純物濃度が低い低濃度不純物層が形成されて
いることが好ましい。このようにすると、ソース又はド
レインとなる不純物層と半導体基板におけるチャネル領
域との間に低濃度不純物層が介在するので、寄生抵抗を
低減することができる。
In the semiconductor device according to the present invention, a low-impurity region having the same conductivity type as that of the impurity layer and having a lower impurity concentration than the impurity layer is formed in a region below the first semiconductor layer on the side of the gate electrode and the semiconductor substrate. It is preferable that a concentration impurity layer is formed. With this configuration, a low-concentration impurity layer is interposed between the impurity layer serving as a source or a drain and the channel region in the semiconductor substrate, so that parasitic resistance can be reduced.

【0025】本発明に係る半導体装置の製造方法は、半
導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成す
る工程と、半導体基板上におけるゲート電極の両側に絶
縁膜を形成する工程と、半導体基板上における絶縁膜に
対するゲート電極の反対側に、相対的に小さい成長レー
トでエピタキシャル成長させることにより、結晶性が相
対的に優れている単結晶シリコン膜からなる第1の半導
体層を形成する工程と、第1の半導体層の上に、相対的
に大きい成長レートでエピタキシャル成長させることに
より、結晶性が相対的に劣る単結晶膜若しくは多結晶膜
又は非晶質膜からなる第2の半導体層を形成する工程
と、第1の半導体層の上部領域及び第2の半導体層の全
領域に不純物をドープして、ソース又はドレインとなる
不純物層を形成する工程とを備えている。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of forming a gate electrode on a semiconductor substrate via a gate insulating film, forming an insulating film on both sides of the gate electrode on the semiconductor substrate, Forming a first semiconductor layer made of a single crystal silicon film having relatively excellent crystallinity by epitaxially growing at a relatively small growth rate on the opposite side of the gate electrode with respect to the insulating film on the substrate; Forming a second semiconductor layer made of a single crystal film, a polycrystalline film, or an amorphous film having relatively poor crystallinity by epitaxially growing the first semiconductor layer at a relatively high growth rate. And doping the upper region of the first semiconductor layer and the entire region of the second semiconductor layer with an impurity to form an impurity layer serving as a source or a drain. And a degree.

【0026】本発明の半導体装置の製造方法によると、
相対的に小さい成長レートでエピタキシャル成長させる
ことにより結晶性に優れた単結晶シリコン膜からなる第
1の半導体層を形成した後、相対的に大きい成長レート
でエピタキシャル成長させることにより第2の半導体層
を形成して、第1の半導体層と第2の半導体層とからな
る積層体を形成するため、不純物層が形成される積層体
の成長レートが大きくなるので、スループットが向上す
る。また、ソース又はドレインとなる不純物層の接合面
が結晶性に優れている第1の半導体層の内部に位置する
ので、成長レートを大きくできるにも拘わらず、接合リ
ーク電流の増加を防止することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention,
After forming a first semiconductor layer composed of a single crystal silicon film having excellent crystallinity by epitaxial growth at a relatively low growth rate, a second semiconductor layer is formed by epitaxial growth at a relatively high growth rate Then, since a stacked body including the first semiconductor layer and the second semiconductor layer is formed, the growth rate of the stacked body in which the impurity layer is formed is increased, so that the throughput is improved. In addition, since the junction surface of the impurity layer serving as a source or a drain is located inside the first semiconductor layer having excellent crystallinity, it is possible to prevent an increase in junction leak current despite the fact that the growth rate can be increased. Can be.

【0027】本発明の半導体装置の製造方法において、
第2の半導体層を形成する工程において導入する原料ガ
スの流量は、第1の半導体層を形成する工程において導
入する原料ガスの流量よりも多いことが好ましい。この
ようにすると、第2の半導体層を形成するときの成長レ
ートを第1の半導体層を形成するときの成長レートより
も確実に大きくすることができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention,
It is preferable that the flow rate of the source gas introduced in the step of forming the second semiconductor layer be higher than the flow rate of the source gas introduced in the step of forming the first semiconductor layer. This makes it possible to surely increase the growth rate when forming the second semiconductor layer to be higher than the growth rate when forming the first semiconductor layer.

【0028】本発明の半導体装置の製造方法において、
第2の半導体層を形成する工程の処理温度は、第1の半
導体層を形成する工程の処理温度よりも高いことが好ま
しい。このようにすると、第2の半導体層を形成すると
きの成長レートを第1の半導体層を形成するときの成長
レートよりも確実に大きくすることができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention,
The processing temperature in the step of forming the second semiconductor layer is preferably higher than the processing temperature in the step of forming the first semiconductor layer. This makes it possible to surely increase the growth rate when forming the second semiconductor layer to be higher than the growth rate when forming the first semiconductor layer.

【0029】本発明の半導体装置の製造方法において、
第1の半導体層を形成する際に導入する原料ガスはゲル
マニウムを含んでいない一方、第2の半導体層を形成す
る際に導入する原料ガスはゲルマニウムを含んでいるこ
とが好ましい。このようにすると、ゲルマニウムの固有
の成長レートはシリコンの固有の成長レートよりも大き
いため、第2の半導体層の成長レートを第1の半導体層
の成長レートよりも確実に大きくすることができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention,
The source gas introduced when forming the first semiconductor layer preferably does not contain germanium, while the source gas introduced when forming the second semiconductor layer preferably contains germanium. By doing so, the intrinsic growth rate of germanium is higher than the intrinsic growth rate of silicon, so that the growth rate of the second semiconductor layer can be reliably made higher than the growth rate of the first semiconductor layer.

【0030】本発明の半導体装置の製造方法は、不純物
層を形成する工程の後に、絶縁膜を除去することによ
り、ゲート電極と第1の半導体層及び第2の半導体層と
の間に空間部を形成する工程と、空間部から第1の半導
体層及び半導体基板に不純物を注入することにより、第
1の半導体層の下部領域におけるゲート電極側の部分と
半導体基板とに跨る領域に、不純物層と同じ導電型で且
つ不純物層よりも不純物濃度が低い低濃度不純物層を形
成する工程とを備えていることが好ましい。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, after the step of forming the impurity layer, the insulating film is removed to form a space between the gate electrode and the first and second semiconductor layers. And implanting impurities from the space into the first semiconductor layer and the semiconductor substrate to form an impurity layer in a region below the first semiconductor layer on the gate electrode side and in a region straddling the semiconductor substrate. Forming a low-concentration impurity layer having the same conductivity type as that of the impurity layer and having an impurity concentration lower than that of the impurity layer.

【0031】このように、ゲート電極と第1の半導体層
及び第2の半導体層との間に形成される空間部から第1
の半導体層及び半導体基板に不純物を注入すると、第1
の半導体層の下部領域におけるゲート電極側の部分と半
導体基板とに跨る領域に低濃度不純物層を確実に形成す
ることができる。
As described above, the space formed between the gate electrode, the first semiconductor layer, and the second semiconductor layer is removed from the first semiconductor layer.
When impurities are implanted into the semiconductor layer and the semiconductor substrate, the first
A low-concentration impurity layer can be reliably formed in a region straddling the portion on the gate electrode side in the lower region of the semiconductor layer and the semiconductor substrate.

【0032】本発明の半導体装置の製造方法において、
絶縁膜は、不純物層と同じ導電型の不純物を含んでお
り、第1の半導体層を形成する工程の後に、絶縁膜に含
まれる不純物を、第1の半導体層及び半導体基板に拡散
させることにより、第1の半導体層の下部領域における
ゲート電極側の部分と半導体基板とに跨る領域に、不純
物層と同じ導電型で且つ不純物層よりも不純物濃度が低
い低濃度不純物層を形成する工程を備えていることが好
ましい。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention,
The insulating film contains impurities of the same conductivity type as the impurity layer. After the step of forming the first semiconductor layer, the impurities contained in the insulating film are diffused into the first semiconductor layer and the semiconductor substrate. Forming a low-concentration impurity layer of the same conductivity type as the impurity layer and having a lower impurity concentration than the impurity layer in a region straddling the gate electrode side portion and the semiconductor substrate in the lower region of the first semiconductor layer. Is preferred.

【0033】このように、絶縁膜に含まれる不純物を第
1の半導体層及び半導体基板に拡散させると、第1の半
導体層の下部領域におけるゲート電極側の部分と半導体
基板とに跨る領域に低濃度不純物層を確実に形成するこ
とができる。
As described above, when the impurity contained in the insulating film is diffused into the first semiconductor layer and the semiconductor substrate, a low level is formed in a portion of the lower region of the first semiconductor layer on the side of the gate electrode and a region straddling the semiconductor substrate. The concentration impurity layer can be reliably formed.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、本発明
の第1の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法に
ついて、図1(a)〜(c)及び図2(a)〜(c)を
参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A semiconductor device according to a first embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same will be described with reference to FIGS. 1 (a) to 1 (c) and 2 (a) to 2 (a) to 2 (a). This will be described with reference to FIG.

【0035】まず、図1(a)に示すように、p型シリ
コン基板101上に、LOCOS又はトレンチからなる
素子分離領域102を形成した後、3〜8nmの厚さを
持つゲート絶縁膜103を形成する。次に、周知の方法
により、ゲート絶縁膜103の上に、100〜300n
mの厚さを持つ下層のn型多結晶シリコン膜104及び
50〜200nmの厚さを持つ上層のシリコン酸化膜1
05からなるゲート電極を形成する。該ゲート電極のゲ
ート長は例えば0.1〜0.2μmであり、ゲート幅は
例えば1〜10μmである。尚、上層のシリコン酸化膜
105に代えて、シリコン窒化膜を形成してもよい。
First, as shown in FIG. 1A, an element isolation region 102 composed of a LOCOS or a trench is formed on a p-type silicon substrate 101, and then a gate insulating film 103 having a thickness of 3 to 8 nm is formed. Form. Next, 100 to 300 n is formed on the gate insulating film 103 by a known method.
a lower n-type polycrystalline silicon film 104 having a thickness of m and an upper silicon oxide film 1 having a thickness of 50 to 200 nm
Then, a gate electrode made of a material 05 is formed. The gate length of the gate electrode is, for example, 0.1 to 0.2 μm, and the gate width is, for example, 1 to 10 μm. Note that a silicon nitride film may be formed instead of the upper silicon oxide film 105.

【0036】次に、p型シリコン基板101の上に例え
ば30〜100nmの厚さを持つシリコン窒化膜を全面
的に堆積した後、該シリコン窒化膜に対して異方性ドラ
イエッチングを行なうことにより、図1(b)に示すよ
うに、ゲート電極の側面にシリコン窒化膜からなるサイ
ドウォールスペーサー106を形成する。尚、サイドウ
ォールスペーサー106はシリコン酸化膜により形成し
てもよい。
Next, after a silicon nitride film having a thickness of, for example, 30 to 100 nm is entirely deposited on the p-type silicon substrate 101, the silicon nitride film is subjected to anisotropic dry etching. As shown in FIG. 1B, a sidewall spacer 106 made of a silicon nitride film is formed on the side surface of the gate electrode. Note that the sidewall spacer 106 may be formed of a silicon oxide film.

【0037】次に、3sccmの流量のジシランガス、
0.01sccmの流量のジボランガス及び0.02s
ccmの流量の塩素ガスを導入すると共に、630℃の
処理温度でエピタキシャル成長させることにより、図1
(c)に示すように、p型シリコン基板101の上にお
けるゲート電極及びサイドウォールスペーサー106か
ら露出している領域に、50nm程度の厚さを持ち結晶
性に優れたp型の第1の単結晶シリコン膜107を形成
する。この場合、塩素ガスは、シリコン酸化膜又はシリ
コン窒化膜上に成長してしまう非晶質のシリコン酸化膜
を除去するための導入される。
Next, disilane gas at a flow rate of 3 sccm,
Diborane gas at a flow rate of 0.01 sccm and 0.02 s
By introducing a chlorine gas at a flow rate of ccm and performing epitaxial growth at a processing temperature of 630 ° C., FIG.
As shown in (c), a p-type first unit having a thickness of about 50 nm and excellent in crystallinity is formed in a region exposed from the gate electrode and the sidewall spacer 106 on the p-type silicon substrate 101. A crystalline silicon film 107 is formed. In this case, the chlorine gas is introduced to remove an amorphous silicon oxide film that grows on the silicon oxide film or the silicon nitride film.

【0038】第1の単結晶シリコン膜107を成長させ
る工程では、成長レートは約10nm/分と小さい。し
かしながら、成長レートが小さいので、第1の単結晶シ
リコン膜107は結晶性に優れており、その結晶構造は
ほぼ無欠陥である。
In the step of growing the first single crystal silicon film 107, the growth rate is as low as about 10 nm / min. However, since the growth rate is low, the first single crystal silicon film 107 has excellent crystallinity, and its crystal structure is almost defect-free.

【0039】尚、第1の単結晶シリコン膜107を成膜
する工程においては、ジシランガスに代えてシランガス
等の他のシリコン化合物ガスを用いてもよく、ジボラン
ガスに代えてボランガス等の他のホウ素化合物ガスを用
いてもよく、塩素ガスに代えて他の塩素化合物ガスを用
いてもよい。
In the step of forming the first single crystal silicon film 107, another silicon compound gas such as silane gas may be used instead of disilane gas, and another boron compound gas such as borane gas may be used instead of diborane gas. A gas may be used, and another chlorine compound gas may be used instead of the chlorine gas.

【0040】次に、10sccmの流量のジシランガス
及び0.04sccmの流量の塩素ガスを導入すると共
に、630℃の処理温度でエピタキシャル成長させるこ
とにより、図2(a)に示すように、第1の単結晶シリ
コン膜107の上に、100nm程度の厚さを持つノン
ドープ型の第2の単結晶シリコン膜108を形成する。
この場合、塩素ガスは、シリコン酸化膜又はシリコン窒
化膜上に成長してしまう非晶質のシリコン酸化膜を除去
するための導入される。
Next, a disilane gas at a flow rate of 10 sccm and a chlorine gas at a flow rate of 0.04 sccm are introduced, and epitaxial growth is performed at a processing temperature of 630 ° C., thereby forming the first unit as shown in FIG. On the crystalline silicon film 107, a non-doped second single-crystal silicon film 108 having a thickness of about 100 nm is formed.
In this case, the chlorine gas is introduced to remove an amorphous silicon oxide film that grows on the silicon oxide film or the silicon nitride film.

【0041】第2の単結晶シリコン膜108を成長させ
る工程では、第1の単結晶シリコン膜107の成長工程
に比べて導入する原料ガスの量が多いため、成長レート
は約20nm/分と大きい。しかしながら、成長レート
が大きいので、第2の単結晶シリコン膜108は第1の
単結晶シリコン膜107に比べて結晶性に劣り、その結
晶構造には欠陥が存在する。
In the step of growing the second single-crystal silicon film 108, the amount of source gas introduced is larger than in the step of growing the first single-crystal silicon film 107, so that the growth rate is as large as about 20 nm / min. . However, since the growth rate is high, the second single crystal silicon film 108 is inferior in crystallinity to the first single crystal silicon film 107, and has a defect in its crystal structure.

【0042】尚、第2の単結晶シリコン膜108を成膜
する工程においては、ジシランガスに代えてシランガス
等の他のシリコン化合物ガスを用いてもよく、塩素ガス
に代えて他の塩素化合物ガスを用いてもよい。
In the step of forming the second single crystal silicon film 108, another silicon compound gas such as silane gas may be used instead of disilane gas, and another chlorine compound gas may be used instead of chlorine gas. May be used.

【0043】また、第2の単結晶シリコン膜108に代
えて、多結晶シリコン膜又は非晶質シリコン膜等のよう
に、第1の単結晶シリコン膜107に比べて、結晶性は
劣るが成長レートの大きい膜を形成してもよい。
Further, instead of the second single-crystal silicon film 108, the crystallinity is lower than that of the first single-crystal silicon film 107, such as a polycrystalline silicon film or an amorphous silicon film. A film with a high rate may be formed.

【0044】次に、第1の単結晶シリコン膜107及び
第2の単結晶シリコン膜108に、ドーズ量2×1015
cm-2の砒素イオンを40keVのエネルギーで注入し
た後、例えば950℃の熱処理を30秒間程度行なうこ
とにより、図2(b)に示すように、第2の単結晶シリ
コン膜108の全部及び第1の単結晶シリコン膜107
の上部に跨る領域(点々で示す領域)に、ソース又はド
レインとなるn型の不純物拡散層109を形成する。こ
の場合、p型の第1の単結晶シリコン膜107の上部の
領域は、n型の不純物イオンが注入されることにより、
n型領域に変化するので、第1の単結晶シリコン膜10
7の内部にpn接合が形成される。
Next, a dose of 2 × 10 15 is applied to the first single crystal silicon film 107 and the second single crystal silicon film 108.
After arsenic ions of cm −2 are implanted at an energy of 40 keV, a heat treatment at, for example, 950 ° C. is performed for about 30 seconds, so that as shown in FIG. 1 single-crystal silicon film 107
An n-type impurity diffusion layer 109 serving as a source or a drain is formed in a region (region indicated by dots) straddling the upper part of the semiconductor device. In this case, the region above the p-type first single-crystal silicon film 107 is implanted with n-type impurity ions,
Since it changes to an n-type region, the first single crystal silicon film 10
7, a pn junction is formed.

【0045】尚、n型の不純物拡散層109を形成する
ための不純物イオンとしては、砒素イオンに代えて、燐
等の他のn型不純物イオンを用いてもよい。
Incidentally, as the impurity ions for forming the n-type impurity diffusion layer 109, other n-type impurity ions such as phosphorus may be used instead of arsenic ions.

【0046】次に、p型シリコン基板101の上に50
nm程度の厚さを持つチタン膜を全面的に堆積した後、
650℃の熱処理を60秒間程度行なうことにより、図
2(c)に示すように、第2の単結晶シリコン膜108
の上部にチタンシリサイド層110を形成する。その
後、未反応のチタン膜を硫酸過水等を用いて除去した
後、900℃の熱処理を10秒間程度行なって、チタン
シリサイド層110を低抵抗化する。
Next, 50 p-type silicon substrate 101 is
After depositing a titanium film with a thickness of about nm on the entire surface,
By performing the heat treatment at 650 ° C. for about 60 seconds, the second single crystal silicon film 108 is formed as shown in FIG.
A titanium silicide layer 110 is formed on the upper surface. After that, the unreacted titanium film is removed by using sulfuric acid-hydrogen peroxide or the like, and then a heat treatment at 900 ° C. is performed for about 10 seconds to lower the resistance of the titanium silicide layer 110.

【0047】次に、p型シリコン基板101の上に層間
絶縁膜111を堆積した後、該層間絶縁膜111にソー
ス電極又はドレイン電極となる金属電極112を形成す
ると、第1の実施形態に係る半導体装置が得られる。
Next, after depositing an interlayer insulating film 111 on the p-type silicon substrate 101, a metal electrode 112 serving as a source electrode or a drain electrode is formed on the interlayer insulating film 111 according to the first embodiment. A semiconductor device is obtained.

【0048】第1の実施形態によると、第2の単結晶シ
リコン膜108の成長工程は、第1の単結晶シリコン膜
107の成長工程に比べて導入する原料ガスの量が多い
ため、成長レートが大きいので、第1の単結晶シリコン
膜107と第2の単結晶シリコン膜108との積層体の
成長レートは、従来の方法つまり結晶性に優れた単結晶
シリコン膜のみを形成する方法に比べて大きくなる。具
体的には、第1の単結晶シリコン膜107及び第2の単
結晶シリコン膜108の成長時間はそれぞれ5分程度で
あり、合計の成長時間は約10分であるから、従来の方
法における約15分の成長時間に対して2/3程度に短
縮できる。
According to the first embodiment, the growth rate of the second single-crystal silicon film 108 is larger than that of the first single-crystal silicon film 107 because the amount of the source gas introduced is larger than that of the first single-crystal silicon film 107. Therefore, the growth rate of the stacked body of the first single crystal silicon film 107 and the second single crystal silicon film 108 is higher than that of the conventional method, that is, the method of forming only a single crystal silicon film having excellent crystallinity. It becomes bigger. Specifically, the growth time of each of the first single-crystal silicon film 107 and the second single-crystal silicon film 108 is about 5 minutes, and the total growth time is about 10 minutes. It can be reduced to about 2/3 of the growth time of 15 minutes.

【0049】第2の単結晶シリコン膜108は成長レー
トが大きいため結晶性に劣るが、第2の単結晶シリコン
膜108の上部はチタンシリサイド層110に変化する
と共に、第2の単結晶シリコン膜108の下部は不純物
拡散層109の内部領域に位置するので、接合リーク等
には影響が及ばない。
Although the second single-crystal silicon film 108 has a high growth rate and is inferior in crystallinity, the upper part of the second single-crystal silicon film 108 is changed to a titanium silicide layer 110 and the second single-crystal silicon film 108 is formed. Since the lower part of 108 is located in the internal region of the impurity diffusion layer 109, it does not affect the junction leak and the like.

【0050】また、pn接合は結晶性に優れた第1の単
結晶シリコン膜107の内部に形成されるので、接合リ
ーク電流の増加は生じない。
Since the pn junction is formed inside the first single-crystal silicon film 107 having excellent crystallinity, the junction leakage current does not increase.

【0051】(第2の実施形態)以下、本発明の第2の
実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について、
図3(a)〜(c)及び図4(a)〜(c)を参照しな
がら説明する。
(Second Embodiment) Hereinafter, a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to a second embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (c) and FIGS. 4 (a) to 4 (c).

【0052】まず、図3(a)に示すように、p型シリ
コン基板201上に、LOCOS又はトレンチからなる
素子分離領域202を形成した後、3〜8nmの厚さを
持つゲート絶縁膜203を形成する。次に、周知の方法
により、ゲート絶縁膜203の上に、100〜300n
mの厚さを持つ下層のn型多結晶シリコン膜204及び
50〜200nmの厚さを持つ上層のシリコン酸化膜2
05からなるゲート電極を形成する。該ゲート電極のゲ
ート長は例えば0.1〜0.2μmであり、ゲート幅は
例えば1〜10μmである。尚、上層のシリコン酸化膜
205に代えて、シリコン窒化膜を形成してもよい。
First, as shown in FIG. 3A, an element isolation region 202 composed of a LOCOS or a trench is formed on a p-type silicon substrate 201, and then a gate insulating film 203 having a thickness of 3 to 8 nm is formed. Form. Next, 100 to 300 n is formed on the gate insulating film 203 by a known method.
an n-type polycrystalline silicon film 204 having a thickness of m and an upper silicon oxide film 2 having a thickness of 50 to 200 nm
Then, a gate electrode made of a material 05 is formed. The gate length of the gate electrode is, for example, 0.1 to 0.2 μm, and the gate width is, for example, 1 to 10 μm. Note that a silicon nitride film may be formed instead of the upper silicon oxide film 205.

【0053】次に、p型シリコン基板201の上に例え
ば30〜100nmの厚さを持つシリコン窒化膜を全面
的に堆積した後、該シリコン窒化膜に対して異方性ドラ
イエッチングを行なうことにより、図3(b)に示すよ
うに、ゲート電極の側面にシリコン窒化膜からなるサイ
ドウォールスペーサー206を形成する。尚、サイドウ
ォールスペーサー206はシリコン酸化膜により形成し
てもよい。
Next, after a silicon nitride film having a thickness of, for example, 30 to 100 nm is entirely deposited on the p-type silicon substrate 201, the silicon nitride film is subjected to anisotropic dry etching. As shown in FIG. 3B, a sidewall spacer 206 made of a silicon nitride film is formed on the side surface of the gate electrode. Note that the sidewall spacer 206 may be formed of a silicon oxide film.

【0054】次に、3sccmの流量のジシランガス、
0.01sccmの流量のジボランガス及び0.02s
ccmの流量の塩素ガスを導入すると共に、630℃の
処理温度でエピタキシャル成長させることにより、図3
(c)に示すように、p型シリコン基板201における
ゲート電極及びサイドウォールスペーサー206から露
出している領域に、50nm程度の厚さを持ち結晶性に
優れたp型の第1の単結晶シリコン膜207を形成す
る。この場合、塩素ガスは、シリコン酸化膜又はシリコ
ン窒化膜上に成長してしまう非晶質のシリコン酸化膜を
除去するための導入される。
Next, disilane gas at a flow rate of 3 sccm,
Diborane gas at a flow rate of 0.01 sccm and 0.02 s
By introducing chlorine gas at a flow rate of ccm and epitaxially growing at a processing temperature of 630 ° C., FIG.
As shown in (c), a p-type first single-crystal silicon having a thickness of about 50 nm and excellent in crystallinity is formed in a region of the p-type silicon substrate 201 exposed from the gate electrode and the sidewall spacer 206. A film 207 is formed. In this case, the chlorine gas is introduced to remove an amorphous silicon oxide film that grows on the silicon oxide film or the silicon nitride film.

【0055】第1の単結晶シリコン膜207を成長する
工程では、成長レートは約10nm/分と小さい。しか
しながら、成長レートが小さいので、第1の単結晶シリ
コン膜207は結晶性に優れており、その結晶構造はほ
ぼ無欠陥である。
In the step of growing the first single crystal silicon film 207, the growth rate is as small as about 10 nm / min. However, since the growth rate is low, the first single crystal silicon film 207 has excellent crystallinity, and its crystal structure is almost defect-free.

【0056】尚、第1の単結晶シリコン膜207を成長
する工程においては、ジシランガスに代えてシランガス
等の他のシリコン化合物ガスを用いてもよく、ジボラン
ガスに代えてボランガス等の他のホウ素化合物ガスを用
いてもよく、塩素ガスに代えて他の塩素化合物ガスを用
いてもよい。
In the step of growing the first single crystal silicon film 207, another silicon compound gas such as silane gas may be used instead of disilane gas, and another boron compound gas such as borane gas may be used instead of diborane gas. May be used, and another chlorine compound gas may be used instead of the chlorine gas.

【0057】次に、3sccmの流量のジシランガス及
び0.04sccmの流量の塩素ガスを導入すると共
に、700℃の処理温度でエピタキシャル成長させるこ
とにより、図4(a)に示すように、第1の単結晶シリ
コン膜207の上に、100nm程度の厚さを持つノン
ドープ型の第2の単結晶シリコン膜208を形成する。
この場合、塩素ガスは、シリコン酸化膜又はシリコン窒
化膜上に成長してしまう非晶質のシリコン酸化膜を除去
するための導入される。
Next, a disilane gas at a flow rate of 3 sccm and a chlorine gas at a flow rate of 0.04 sccm are introduced, and epitaxial growth is performed at a processing temperature of 700 ° C., thereby forming the first unit as shown in FIG. On the crystalline silicon film 207, a non-doped second single-crystal silicon film 208 having a thickness of about 100 nm is formed.
In this case, the chlorine gas is introduced to remove an amorphous silicon oxide film that grows on the silicon oxide film or the silicon nitride film.

【0058】第2の単結晶シリコン膜208を成長する
工程では、第1の単結晶シリコン膜207の成長工程に
比べて処理温度が高いので、成長レートは約40nm/
分と大きい。しかしながら、成長レートが大きいので、
第2の単結晶シリコン膜208は第1の単結晶シリコン
膜207に比べて結晶性に劣り、その結晶構造には欠陥
が存在する。
In the step of growing the second single-crystal silicon film 208, the processing temperature is higher than in the step of growing the first single-crystal silicon film 207, so that the growth rate is about 40 nm /
Minutes and big. However, because of the high growth rate,
The second single-crystal silicon film 208 has lower crystallinity than the first single-crystal silicon film 207, and has a defect in its crystal structure.

【0059】尚、第2の単結晶シリコン膜208を成長
する工程においては、ジシランガスに代えてシランガス
等の他のシリコン化合物ガスを用いてもよく、塩素ガス
に代えて他の塩素化合物ガスを用いてもよい。
In the step of growing the second single crystal silicon film 208, another silicon compound gas such as silane gas may be used instead of disilane gas, and another chlorine compound gas may be used instead of chlorine gas. You may.

【0060】また、第2の単結晶シリコン膜208に代
えて、多結晶シリコン膜又は非晶質シリコン膜等のよう
に、第1の単結晶シリコン膜207に比べて、結晶性は
劣るが成長レートの大きい膜を形成してもよい。
Further, instead of the second single-crystal silicon film 208, the crystal growth is inferior to that of the first single-crystal silicon film 207, such as a polycrystalline silicon film or an amorphous silicon film. A film with a high rate may be formed.

【0061】次に、第1の単結晶シリコン膜207及び
第2の単結晶シリコン膜208に、ドーズ量2×1015
cm-2の砒素イオンを40keVのエネルギーで注入し
た後、例えば950℃の熱処理を30秒間程度行なうこ
とにより、図4(b)に示すように、第2の単結晶シリ
コン膜208の全部及び第1の単結晶シリコン膜207
の上部に跨る領域(点々で示す領域)に、ソース又はド
レインとなるn型の不純物拡散層209を形成する。こ
の場合、p型の第1の単結晶シリコン膜207の上部の
領域は、n型の不純物イオンが注入されることにより、
n型領域に変化するので、第1の単結晶シリコン膜20
7の内部にpn接合が形成される。
Next, a dose of 2 × 10 15 is applied to the first single-crystal silicon film 207 and the second single-crystal silicon film 208.
After arsenic ions of cm −2 are implanted at an energy of 40 keV, a heat treatment at, for example, 950 ° C. is performed for about 30 seconds, so that as shown in FIG. 1 single crystal silicon film 207
An n-type impurity diffusion layer 209 serving as a source or a drain is formed in a region (region indicated by dots) straddling the upper part of FIG. In this case, the region above the p-type first single-crystal silicon film 207 is implanted with n-type impurity ions,
Since it changes to an n-type region, the first single crystal silicon film 20
7, a pn junction is formed.

【0062】尚、n型の不純物拡散層209を形成する
ための不純物イオンとしては、砒素イオンに代えて、燐
等の他のn型不純物イオンを用いてもよい。
Incidentally, as the impurity ions for forming the n-type impurity diffusion layer 209, other n-type impurity ions such as phosphorus may be used instead of arsenic ions.

【0063】次に、p型シリコン基板201の上に50
nm程度の厚さを持つチタン膜を全面的に堆積した後、
650℃の熱処理を60秒間程度行なうことにより、図
4(c)に示すように、第2の単結晶シリコン膜208
の上部にチタンシリサイド層210を形成する。次に、
未反応のチタン膜を硫酸過水等を用いて除去した後、9
00℃の熱処理を10秒間程度行なって、チタンシリサ
イド層210を低抵抗化する。
Next, 50 p-type silicon substrates 201
After depositing a titanium film with a thickness of about nm on the entire surface,
By performing the heat treatment at 650 ° C. for about 60 seconds, the second single-crystal silicon film 208 is formed as shown in FIG.
The titanium silicide layer 210 is formed on the upper part. next,
After removing the unreacted titanium film using sulfuric acid and hydrogen peroxide, 9
A heat treatment at 00 ° C. is performed for about 10 seconds to lower the resistance of the titanium silicide layer 210.

【0064】次に、p型シリコン基板201の上に層間
絶縁膜211を堆積した後、該層間絶縁膜211にソー
ス電極又はドレイン電極となる金属電極212を形成す
ると、第2の実施形態に係る半導体装置が得られる。
Next, after depositing an interlayer insulating film 211 on the p-type silicon substrate 201, a metal electrode 212 serving as a source electrode or a drain electrode is formed on the interlayer insulating film 211 according to the second embodiment. A semiconductor device is obtained.

【0065】第2の実施形態によると、第2の単結晶シ
リコン膜208の成長工程は、第1の単結晶シリコン膜
207の成長工程に比べて処理温度が高いため、成長レ
ートが大きくなるので、第1の単結晶シリコン膜207
と第2の単結晶シリコン膜208との積層体の成長レー
トは従来の方法つまり結晶性に優れた単結晶シリコン膜
のみを形成する方法に比べて大きくなる。具体的には、
第1の単結晶シリコン膜207の成長時間は5分程度で
あり、第2の単結晶シリコン膜208の成長時間は2.
5分程度であり、合計の成長時間は約7.5分であるか
ら、従来の方法における約15分の成長時間に対して1
/2程度に短縮できる。
According to the second embodiment, the growth temperature of the growth process of the second single crystal silicon film 208 is higher than that of the growth process of the first single crystal silicon film 207, so that the growth rate is increased. , First single crystal silicon film 207
The growth rate of the stacked body of the second single crystal silicon film 208 and the second single crystal silicon film 208 is higher than that of the conventional method, that is, the method of forming only a single crystal silicon film having excellent crystallinity. In particular,
The growth time of the first single crystal silicon film 207 is about 5 minutes, and the growth time of the second single crystal silicon film 208 is 2.
Since it is about 5 minutes and the total growth time is about 7.5 minutes, the growth time is about 1 minute compared to the growth time of about 15 minutes in the conventional method.
/ 2.

【0066】第2の単結晶シリコン膜208は成長レー
トが大きいため結晶性に劣るが、第2の単結晶シリコン
膜208の上部はチタンシリサイド層210に変化する
と共に、第2の単結晶シリコン膜208の下部は不純物
拡散層209の内部領域に位置するので、接合リーク等
には影響が及ばない。
Although the second single-crystal silicon film 208 has a high growth rate and is inferior in crystallinity, the upper part of the second single-crystal silicon film 208 is changed to a titanium silicide layer 210 and the second single-crystal silicon film 208 is formed. Since the lower part of 208 is located in the internal region of the impurity diffusion layer 209, it does not affect the junction leak and the like.

【0067】また、pn接合は結晶性に優れた第1の単
結晶シリコン膜207の内部に形成されるので、接合リ
ーク電流の増加は生じない。
Since the pn junction is formed inside the first single-crystal silicon film 207 having excellent crystallinity, an increase in junction leakage current does not occur.

【0068】(第3の実施形態)以下、本発明の第3の
実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について、
図5(a)〜(c)及び図6(a)〜(c)を参照しな
がら説明する。
(Third Embodiment) Hereinafter, a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to a third embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to FIGS. 5 (a) to 5 (c) and FIGS. 6 (a) to 6 (c).

【0069】まず、図5(a)に示すように、n型シリ
コン基板301上に、LOCOS又はトレンチからなる
素子分離領域302を形成した後、3〜8nmの厚さを
持つゲート絶縁膜303を形成する。次に、周知の方法
により、ゲート絶縁膜303の上に、100〜300n
mの厚さを持つ下層のp型多結晶シリコン膜304及び
50〜200nmの厚さを持つ上層のシリコン酸化膜3
05からなるゲート電極を形成する。該ゲート電極のゲ
ート長は例えば0.1〜0.2μmであり、ゲート幅は
例えば1〜10μmである。尚、上層のシリコン酸化膜
305に代えて、シリコン窒化膜を形成してもよい。
First, as shown in FIG. 5A, an element isolation region 302 composed of a LOCOS or a trench is formed on an n-type silicon substrate 301, and then a gate insulating film 303 having a thickness of 3 to 8 nm is formed. Form. Next, 100 to 300 n is formed on the gate insulating film 303 by a known method.
m-thick lower p-type polycrystalline silicon film 304 and an upper silicon oxide film 3 having a thickness of 50 to 200 nm
Then, a gate electrode made of a material 05 is formed. The gate length of the gate electrode is, for example, 0.1 to 0.2 μm, and the gate width is, for example, 1 to 10 μm. Note that a silicon nitride film may be formed instead of the upper silicon oxide film 305.

【0070】次に、n型シリコン基板301の上に例え
ば30〜100nmの厚さを持つシリコン窒化膜を全面
的に堆積した後、該シリコン窒化膜に対して異方性ドラ
イエッチングを行なうことにより、図5(b)に示すよ
うに、ゲート電極の側面にシリコン窒化膜からなるサイ
ドウォールスペーサー306を形成する。尚、サイドウ
ォールスペーサー306はシリコン酸化膜により形成し
てもよい。
Next, after a silicon nitride film having a thickness of, for example, 30 to 100 nm is entirely deposited on the n-type silicon substrate 301, the silicon nitride film is subjected to anisotropic dry etching. Then, as shown in FIG. 5B, a sidewall spacer 306 made of a silicon nitride film is formed on the side surface of the gate electrode. Note that the sidewall spacer 306 may be formed of a silicon oxide film.

【0071】次に、3sccmの流量のジシランガス、
0.001sccmの流量のホスフィン及び0.02s
ccmの流量の塩素ガスを導入すると共に、630℃の
処理温度でエピタキシャル成長させることにより、図5
(c)に示すように、n型シリコン基板301における
ゲート電極及びサイドウォールスペーサー306から露
出している領域に、50nm程度の厚さを持ち結晶性に
優れたn型の単結晶シリコン膜307を形成する。この
場合、塩素ガスは、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜
上に成長してしまう非晶質のシリコン酸化膜を除去する
ための導入される。
Next, disilane gas at a flow rate of 3 sccm,
Phosphine at a flow rate of 0.001 sccm and 0.02 s
By introducing a chlorine gas at a flow rate of ccm and performing epitaxial growth at a processing temperature of 630 ° C., FIG.
As shown in (c), an n-type single-crystal silicon film 307 having a thickness of about 50 nm and having excellent crystallinity is formed in a region of the n-type silicon substrate 301 exposed from the gate electrode and the sidewall spacer 306. Form. In this case, the chlorine gas is introduced to remove an amorphous silicon oxide film that grows on the silicon oxide film or the silicon nitride film.

【0072】単結晶シリコン膜307を成長する工程で
は、成長レートは約10nm/分と小さい。しかしなが
ら、成長レートが小さいので、単結晶シリコン膜307
は結晶性に優れており、その結晶構造はほぼ無欠陥であ
る。
In the step of growing single crystal silicon film 307, the growth rate is as small as about 10 nm / min. However, since the growth rate is low, the single crystal silicon film 307
Has excellent crystallinity, and its crystal structure is almost defect-free.

【0073】尚、単結晶シリコン膜307を成長する工
程においては、ジシランガスに代えてシランガス等の他
のシリコン化合物ガスを用いてもよく、ホスフィンに代
えてアルシン等の他のn型不純物化合物ガスを用いても
よく、塩素ガスに代えて他の塩素化合物ガスを用いても
よい。
In the step of growing the single crystal silicon film 307, another silicon compound gas such as silane gas may be used instead of disilane gas, and another n-type impurity compound gas such as arsine may be used instead of phosphine. Alternatively, another chlorine compound gas may be used instead of the chlorine gas.

【0074】次に、2.5sccmの流量のジシランガ
ス、0.5sccmの流量のモノゲルマンガス及び0.
02sccmの流量の塩素ガスを導入すると共に、63
0℃の処理温度でエピタキシャル成長させることによ
り、図6(a)に示すように、単結晶シリコン膜307
の上に、100nm程度の厚さを持つノンドープ型の単
結晶シリコンゲルマニウム膜308を形成する。この場
合、塩素ガスは、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜上
に成長してしまう非晶質のシリコン酸化膜を除去するた
めの導入される。
Next, disilane gas at a flow rate of 2.5 sccm, monogermane gas at a flow rate of 0.5 sccm,
While introducing chlorine gas at a flow rate of 02 sccm,
By performing epitaxial growth at a processing temperature of 0 ° C., a single crystal silicon film 307 is formed as shown in FIG.
A non-doped single crystal silicon germanium film 308 having a thickness of about 100 nm is formed thereon. In this case, the chlorine gas is introduced to remove an amorphous silicon oxide film that grows on the silicon oxide film or the silicon nitride film.

【0075】ゲルマニウム固有の成長温度がシリコン固
有の成長温度よりも低いと共に、単結晶シリコン膜30
7を成長させるときの処理温度と単結晶シリコンゲルマ
ニウム膜308を成長させるときの処理温度とが同程度
であるから、単結晶シリコンゲルマニウム膜308の成
長レートは、単結晶シリコン膜307の成長レートより
も大きく、約50nm/分程度である。しかしながら、
成長レートが大きいので、単結晶シリコンゲルマニウム
膜308は単結晶シリコン膜307に比べて結晶性に劣
り、その結晶構造には欠陥が存在する。
The growth temperature specific to germanium is lower than the growth temperature specific to silicon, and the single crystal silicon film 30
7 is about the same as the processing temperature when growing the single crystal silicon germanium film 308, the growth rate of the single crystal silicon germanium film 308 is higher than the growth rate of the single crystal silicon germanium film 307. Is about 50 nm / min. However,
Since the growth rate is high, the single crystal silicon germanium film 308 is inferior in crystallinity to the single crystal silicon film 307, and has a defect in the crystal structure.

【0076】尚、単結晶シリコンゲルマニウム膜308
を成長する工程においては、ジシランガスに代えてシラ
ンガス等の他のシリコン化合物ガスを用いてもよく、モ
ノゲルマンガスに代えて他のゲルマニウム化合物ガスを
用いてもよく、塩素ガスに代えて他の塩素化合物ガスを
用いてもよい。
The single crystal silicon germanium film 308
In the step of growing, another silicon compound gas such as silane gas may be used instead of disilane gas, another germanium compound gas may be used instead of monogermane gas, and another chlorine compound gas may be used instead of chlorine gas. Compound gas may be used.

【0077】また、単結晶シリコンゲルマニウム膜30
8に代えて、多結晶シリコン膜又は非晶質シリコン膜等
のように、単結晶シリコン膜307に比べて、結晶性は
劣るが成長レートの大きい膜を形成してもよい。
The single-crystal silicon germanium film 30
Instead of 8, a film having a lower crystallinity but a higher growth rate than the single crystal silicon film 307, such as a polycrystalline silicon film or an amorphous silicon film, may be formed.

【0078】次に、単結晶シリコン膜307及び単結晶
シリコンゲルマニウム膜308に、ドーズ量2×1015
cm-2のホウ素イオンを10keVのエネルギーで注入
した後、例えば950℃の熱処理を30秒間程度行なう
ことにより、図6(b)に示すように、単結晶シリコン
ゲルマニウム膜308の全部及び単結晶シリコン膜30
7の上部に跨る領域(点々で示す領域)に、ソース又は
ドレインとなるp型の不純物拡散層309を形成する。
この場合、n型の単結晶シリコン膜307の上部の領域
は、p型の不純物イオンが注入されることにより、p型
領域に変化するので、単結晶シリコン膜307の内部に
pn接合が形成される。
Next, a dose of 2 × 10 15 is applied to the single crystal silicon film 307 and the single crystal silicon germanium film 308.
After boron ions of cm −2 are implanted at an energy of 10 keV, a heat treatment at, for example, 950 ° C. is performed for about 30 seconds, so that the entire single crystal silicon germanium film 308 and the single crystal silicon film 308 are formed as shown in FIG. Membrane 30
A p-type impurity diffusion layer 309 serving as a source or a drain is formed in a region (region indicated by a dotted line) extending over the upper part of.
In this case, the region above the n-type single-crystal silicon film 307 is changed to a p-type region by implanting p-type impurity ions, so that a pn junction is formed inside the single-crystal silicon film 307. You.

【0079】尚、p型の不純物拡散層309を形成する
ための不純物イオンとしては、ホウ素イオンに代えて、
二弗化ホウ素等の他のp型不純物イオンを用いてもよ
い。
Incidentally, as the impurity ions for forming the p-type impurity diffusion layer 309, instead of boron ions,
Other p-type impurity ions such as boron difluoride may be used.

【0080】次に、n型シリコン基板301の上に50
nm程度の厚さを持つチタン膜を全面的に堆積した後、
650℃の熱処理を60秒間程度行なうことにより、図
6(c)に示すように、単結晶シリコンゲルマニウム膜
308の上部にチタンシリサイド層310を形成する。
次に、未反応のチタン膜を硫酸過水等を用いて除去した
後、900℃の熱処理を10秒間程度行なって、チタン
シリサイド層310を低抵抗化する。
Next, 50 n-type silicon substrate 301
After depositing a titanium film with a thickness of about nm on the entire surface,
By performing a heat treatment at 650 ° C. for about 60 seconds, a titanium silicide layer 310 is formed on the single crystal silicon germanium film 308 as shown in FIG.
Next, after removing the unreacted titanium film using sulfuric acid-hydrogen peroxide or the like, heat treatment at 900 ° C. is performed for about 10 seconds to lower the resistance of the titanium silicide layer 310.

【0081】次に、n型シリコン基板301の上に層間
絶縁膜311を堆積した後、該層間絶縁膜311にソー
ス電極又はドレイン電極となる金属電極312を形成す
ると、第3の実施形態に係る半導体装置が得られる。
Next, after depositing an interlayer insulating film 311 on the n-type silicon substrate 301, a metal electrode 312 serving as a source electrode or a drain electrode is formed on the interlayer insulating film 311 according to the third embodiment. A semiconductor device is obtained.

【0082】第3の実施形態によると、ゲルマニウム固
有の成長温度がシリコン固有の成長温度よりも低いた
め、単結晶シリコンゲルマニウム膜308の成長レート
が大きくなるので、単結晶シリコン膜307と単結晶シ
リコンゲルマニウム膜308との積層体の成長レート
は、従来の方法つまり単結晶シリコン膜のみを形成する
方法に比べて大きくなる。具体的には、単結晶シリコン
膜307の成長時間は5分程度であり、単結晶シリコン
ゲルマニウム膜308の成長時間は2分程度であり、合
計の成長時間は約7分であるから、従来の方法における
約15分の成長時間に対して1/2以下に短縮できる。
According to the third embodiment, since the growth temperature specific to germanium is lower than the growth temperature specific to silicon, the growth rate of the single crystal silicon germanium film 308 is increased, so that the single crystal silicon film 307 and the single crystal silicon The growth rate of the stacked body with the germanium film 308 is higher than that of the conventional method, that is, the method of forming only a single crystal silicon film. Specifically, the growth time of the single crystal silicon film 307 is about 5 minutes, the growth time of the single crystal silicon germanium film 308 is about 2 minutes, and the total growth time is about 7 minutes. It can be reduced to less than 1/2 for a growth time of about 15 minutes in the method.

【0083】単結晶シリコンゲルマニウム膜308は成
長レートが大きいため結晶性に劣るが、該単結晶シリコ
ンゲルマニウム膜308の上部はチタンシリサイド層3
10に変化すると共に、単結晶シリコンゲルマニウム膜
308の下部は不純物拡散層309の内部領域に位置す
るので、接合リーク等には影響が及ばない。
Although the single crystal silicon germanium film 308 has a high growth rate and thus is inferior in crystallinity, the upper portion of the single crystal silicon germanium film 308 has a titanium silicide layer 3
In addition to the change to 10, the lower portion of the single-crystal silicon germanium film 308 is located in the internal region of the impurity diffusion layer 309, so that the junction leak and the like are not affected.

【0084】また、pn接合は結晶性に優れた単結晶シ
リコン膜307の内部に形成されるので、接合リーク電
流の増加は生じない。
Since the pn junction is formed inside the single crystal silicon film 307 having excellent crystallinity, the junction leakage current does not increase.

【0085】単結晶シリコンゲルマニウム膜308は、
単結晶シリコン膜に比べてバンドギャップが小さいた
め、チタンシリサイド層310との接触抵抗を小さくす
ることができる。
The single crystal silicon germanium film 308 is
Since the band gap is smaller than that of the single crystal silicon film, the contact resistance with the titanium silicide layer 310 can be reduced.

【0086】(第4の実施形態)以下、本発明の第4の
実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について、
図7(a)〜(c)及び図8(a)〜(c)を参照しな
がら説明する。
(Fourth Embodiment) Hereinafter, a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to FIGS. 7A to 7C and FIGS. 8A to 8C.

【0087】まず、図7(a)に示すように、p型シリ
コン基板401上に、LOCOS又はトレンチからなる
素子分離領域402を形成した後、3〜8nmの厚さを
持つゲート絶縁膜403を形成する。次に、周知の方法
により、ゲート絶縁膜403の上に、100〜300n
mの厚さを持つ下層のn型多結晶シリコン膜404及び
50〜200nmの厚さを持つ上層のシリコン酸化膜4
05からなるゲート電極を形成する。該ゲート電極のゲ
ート長は例えば0.1〜0.2μmであり、ゲート幅は
例えば1〜10μmである。尚、上層のシリコン酸化膜
405に代えて、シリコン窒化膜を形成してもよい。
First, as shown in FIG. 7A, an element isolation region 402 composed of a LOCOS or a trench is formed on a p-type silicon substrate 401, and then a gate insulating film 403 having a thickness of 3 to 8 nm is formed. Form. Next, 100 to 300 n is formed on the gate insulating film 403 by a known method.
a lower n-type polycrystalline silicon film 404 having a thickness of m and an upper silicon oxide film 4 having a thickness of 50 to 200 nm
Then, a gate electrode made of a material 05 is formed. The gate length of the gate electrode is, for example, 0.1 to 0.2 μm, and the gate width is, for example, 1 to 10 μm. Note that a silicon nitride film may be formed instead of the upper silicon oxide film 405.

【0088】次に、p型シリコン基板401の上に全面
的に例えば30〜100nmの厚さを持つシリコン窒化
膜を堆積した後、該シリコン窒化膜に対して異方性ドラ
イエッチングを行なうことにより、図7(b)に示すよ
うに、ゲート電極の側面にシリコン窒化膜からなるサイ
ドウォールスペーサー406を形成する。尚、サイドウ
ォールスペーサー406はシリコン酸化膜により形成し
てもよい。
Next, after a silicon nitride film having a thickness of, for example, 30 to 100 nm is deposited on the entire surface of the p-type silicon substrate 401, the silicon nitride film is subjected to anisotropic dry etching. As shown in FIG. 7B, a sidewall spacer 406 made of a silicon nitride film is formed on the side surface of the gate electrode. Note that the sidewall spacer 406 may be formed of a silicon oxide film.

【0089】次に、3sccmの流量のジシランガス、
0.005sccmの流量のホスフィン及び0.02s
ccmの流量の塩素ガスを導入すると共に、630℃の
処理温度でエピタキシャル成長させることにより、図7
(c)に示すように、p型シリコン基板401における
ゲート電極及びサイドウォールスペーサー406から露
出している領域に、50nm程度の厚さを持ち結晶性に
優れたn型の第1の単結晶シリコン膜407を形成する
と共に、p型シリコン基板401にn型の低濃度不純物
層408を形成する。この場合、塩素ガスは、シリコン
酸化膜又はシリコン窒化膜上に成長してしまう非晶質の
シリコン酸化膜を除去するための導入される。
Next, a disilane gas having a flow rate of 3 sccm,
Phosphine at a flow rate of 0.005 sccm and 0.02 s
By introducing chlorine gas at a flow rate of ccm and performing epitaxial growth at a processing temperature of 630 ° C., FIG.
As shown in (c), an n-type first single-crystal silicon having a thickness of about 50 nm and excellent in crystallinity is formed in a region of the p-type silicon substrate 401 exposed from the gate electrode and the sidewall spacer 406. A film 407 is formed, and an n-type low concentration impurity layer 408 is formed on the p-type silicon substrate 401. In this case, the chlorine gas is introduced to remove an amorphous silicon oxide film that grows on the silicon oxide film or the silicon nitride film.

【0090】第1の単結晶シリコン膜407を成長する
工程では、成長レートは約10nm/分と小さい。しか
しながら、成長レートが小さいので、第1の単結晶シリ
コン膜407は結晶性に優れており、その結晶構造はほ
ぼ無欠陥である。
In the step of growing the first single crystal silicon film 407, the growth rate is as low as about 10 nm / min. However, since the growth rate is low, the first single crystal silicon film 407 has excellent crystallinity, and its crystal structure is almost defect-free.

【0091】尚、第1の単結晶シリコン膜407を成長
する工程においては、ジシランガスに代えてシランガス
等の他のシリコン化合物ガスを用いてもよく、ホスフィ
ンガスに代えてアルシンガス等の他のn型不純物化合物
ガスを用いてもよく、塩素ガスに代えて他の塩素化合物
ガスを用いてもよい。
In the step of growing the first single crystal silicon film 407, another silicon compound gas such as silane gas may be used instead of disilane gas, and another n-type gas such as arsine gas may be used instead of phosphine gas. An impurity compound gas may be used, and another chlorine compound gas may be used instead of the chlorine gas.

【0092】次に、3sccmの流量のジシランガス及
び0.04sccmの流量の塩素ガスを導入すると共
に、700℃の処理温度でエピタキシャル成長させるこ
とにより、図8(a)に示すように、第1の単結晶シリ
コン膜407の上に、100nm程度の厚さを持つノン
ドープ型の第2の単結晶シリコン膜409を形成する。
この場合、塩素ガスは、シリコン酸化膜又はシリコン窒
化膜上に成長してしまう非晶質のシリコン酸化膜を除去
するための導入される。
Next, a disilane gas at a flow rate of 3 sccm and a chlorine gas at a flow rate of 0.04 sccm are introduced, and epitaxial growth is performed at a processing temperature of 700 ° C., thereby forming the first unit as shown in FIG. A non-doped second single-crystal silicon film 409 having a thickness of about 100 nm is formed over the crystalline silicon film 407.
In this case, the chlorine gas is introduced to remove an amorphous silicon oxide film that grows on the silicon oxide film or the silicon nitride film.

【0093】第2の単結晶シリコン膜409を成長する
工程では、第1の単結晶シリコン膜407の成長工程に
比べて処理温度が高いので、成長レートは約40nm/
分と大きい。しかしながら、成長レートが大きいので、
第2の単結晶シリコン膜409は第1の単結晶シリコン
膜407に比べて結晶性に劣り、その結晶構造には欠陥
が存在する。
In the step of growing the second single-crystal silicon film 409, the processing temperature is higher than in the step of growing the first single-crystal silicon film 407, so that the growth rate is about 40 nm /
Minutes and big. However, because of the high growth rate,
The second single-crystal silicon film 409 is inferior in crystallinity to the first single-crystal silicon film 407, and has a defect in its crystal structure.

【0094】尚、第2の単結晶シリコン膜409を成長
する工程においては、ジシランガスに代えてシランガス
等の他のシリコン化合物ガスを用いてもよく、塩素ガス
に代えて他の塩素化合物ガスを用いてもよい。
In the step of growing the second single crystal silicon film 409, another silicon compound gas such as silane gas may be used instead of disilane gas, or another chlorine compound gas may be used instead of chlorine gas. You may.

【0095】また、第2の単結晶シリコン膜409に代
えて、多結晶シリコン膜又は非晶質シリコン膜等のよう
に、第1の単結晶シリコン膜407に比べて、結晶性は
劣るが成長レートの大きい膜を形成してもよい。
Further, instead of the second single-crystal silicon film 409, the crystal growth is inferior to the first single-crystal silicon film 407, such as a polycrystalline silicon film or an amorphous silicon film, although the crystallinity is lower. A film with a high rate may be formed.

【0096】次に、第1の単結晶シリコン膜407及び
第2の単結晶シリコン膜409に、ドーズ量2×1015
cm-2の砒素イオンを40keVのエネルギーで注入し
た後、例えば950℃の熱処理を30秒間程度行なうこ
とにより、第2の単結晶シリコン膜409の全部及び第
1の単結晶シリコン膜407の上部に跨る領域(点々で
示す領域)に、ソース又はドレインとなるn型の高濃度
不純物層410を形成する。この場合、n型の第1の単
結晶シリコン膜407の上部の領域は、n型の不純物イ
オンが注入されることにより、n型の高濃度不純物領域
に変化するので、第1の単結晶シリコン膜407の内部
に、高濃度不純物層410と低濃度不純物層(第1の単
結晶シリコン膜407における下部の領域)との接合面
が形成される。
Next, a dose of 2 × 10 15 is added to the first single-crystal silicon film 407 and the second single-crystal silicon film 409.
After arsenic ions of cm −2 are implanted at an energy of 40 keV, a heat treatment at, for example, 950 ° C. is performed for about 30 seconds, so that the entire second single crystal silicon film 409 and the top of the first single crystal silicon film 407 are formed. An n-type high-concentration impurity layer 410 serving as a source or a drain is formed in a straddling region (a region indicated by dots). In this case, the region above the n-type first single-crystal silicon film 407 is changed to an n-type high-concentration impurity region by implantation of n-type impurity ions. A junction surface between the high-concentration impurity layer 410 and the low-concentration impurity layer (the lower region in the first single-crystal silicon film 407) is formed inside the film 407.

【0097】尚、n型の高濃度不純物層410を形成す
るための不純物イオンとしては、砒素イオンに代えて、
燐等の他のn型不純物イオンを用いてもよい。
Incidentally, as the impurity ions for forming the n-type high concentration impurity layer 410, arsenic ions are used instead of arsenic ions.
Other n-type impurity ions such as phosphorus may be used.

【0098】次に、p型シリコン基板401の上に50
nm程度の厚さを持つチタン膜を全面的に堆積した後、
650℃の熱処理を60秒間程度行なうことにより、図
8(b)に示すように、第2の単結晶シリコン膜409
の上部にチタンシリサイド層411を形成する。次に、
未反応のチタン膜を硫酸過水等を用いて除去した後、9
00℃の熱処理を10秒間程度行なって、チタンシリサ
イド層411を低抵抗化する。
Next, 50 p-type silicon substrates 401
After depositing a titanium film with a thickness of about nm on the entire surface,
By performing the heat treatment at 650 ° C. for about 60 seconds, the second single crystal silicon film 409 is formed as shown in FIG.
A titanium silicide layer 411 is formed on the upper surface. next,
After removing the unreacted titanium film using sulfuric acid and hydrogen peroxide, 9
A heat treatment at 00 ° C. is performed for about 10 seconds to lower the resistance of the titanium silicide layer 411.

【0099】次に、図8(c)に示すように、p型シリ
コン基板401の上に層間絶縁膜412を堆積した後、
該層間絶縁膜412にソース電極又はドレイン電極とな
る金属電極413を形成すると、第4の実施形態に係る
半導体装置が得られる。
Next, as shown in FIG. 8C, after an interlayer insulating film 412 is deposited on the p-type silicon substrate 401,
When a metal electrode 413 serving as a source electrode or a drain electrode is formed on the interlayer insulating film 412, a semiconductor device according to the fourth embodiment is obtained.

【0100】第4の実施形態によると、第2の単結晶シ
リコン膜409の成長工程は、第1の単結晶シリコン膜
407の成長工程に比べて処理温度が高いため、成長レ
ートが大きいので、第1の単結晶シリコン膜407と第
2の単結晶シリコン膜409との積層体の成長レートは
従来の方法つまり結晶性に優れた単結晶シリコン膜のみ
を形成する方法に比べて大きくなる。具体的には、第1
の単結晶シリコン膜407の成長時間は5分程度であ
り、第2の単結晶シリコン膜409の成長時間は2.5
分程度であり、合計の成長時間は約7.5分であるか
ら、従来の方法における約15分の成長時間に対して1
/2程度に短縮できる。
According to the fourth embodiment, the growth rate of the second single-crystal silicon film 409 is higher than that of the first single-crystal silicon film 407 because the processing temperature is higher than that of the first single-crystal silicon film 407. The growth rate of the stacked body of the first single-crystal silicon film 407 and the second single-crystal silicon film 409 is higher than the conventional method, that is, the method of forming only a single-crystal silicon film having excellent crystallinity. Specifically, the first
The growth time of the single-crystal silicon film 407 is about 5 minutes, and the growth time of the second single-crystal silicon film 409 is 2.5 minutes.
Min, and the total growth time is about 7.5 minutes, which is 1 to the growth time of about 15 minutes in the conventional method.
/ 2.

【0101】第2の単結晶シリコン膜409は成長レー
トが大きいため結晶性に劣るが、第2の単結晶シリコン
膜409の上部はチタンシリサイド層411に変化する
と共に、第2の単結晶シリコン膜409の下部は高濃度
不純物層410の内部領域に位置するので、接合リーク
等には影響が及ばない。
Although the second single-crystal silicon film 409 is inferior in crystallinity due to a high growth rate, the upper portion of the second single-crystal silicon film 409 is changed to a titanium silicide layer 411 and the second single-crystal silicon film 409 is formed. Since the lower portion of 409 is located in the internal region of the high-concentration impurity layer 410, it does not affect the junction leak and the like.

【0102】また、高濃度不純物層410と低濃度不純
物層との接合面は結晶性に優れた第1の単結晶シリコン
膜407の内部に形成されるので、接合リーク電流の増
加は生じない。
Further, the junction surface between the high-concentration impurity layer 410 and the low-concentration impurity layer is formed inside the first single-crystal silicon film 407 having excellent crystallinity, so that the junction leakage current does not increase.

【0103】さらに、ソース又はドレインとなるn型の
高濃度不純物層410とp型シリコン基板401のp型
領域との間に低濃度不純物層408が介在しているの
で、寄生容量が低減する。
Further, since the low-concentration impurity layer 408 is interposed between the n-type high-concentration impurity layer 410 serving as a source or a drain and the p-type region of the p-type silicon substrate 401, the parasitic capacitance is reduced.

【0104】(第5の実施形態)以下、本発明の第5の
実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について、
図9(a)〜(c)及び図10(a)〜(c)を参照し
ながら説明する。
(Fifth Embodiment) Hereinafter, a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to a fifth embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to FIGS. 9 (a) to 9 (c) and FIGS. 10 (a) to 10 (c).

【0105】まず、図9(a)に示すように、p型シリ
コン基板501上に、LOCOS又はトレンチからなる
素子分離領域502を形成した後、3〜8nmの厚さを
持つゲート絶縁膜503を形成する。次に、周知の方法
により、ゲート絶縁膜503の上に、100〜300n
mの厚さを持つ下層のn型多結晶シリコン膜504及び
50〜200nmの厚さを持つ上層のシリコン酸化膜5
05からなるゲート電極を形成する。該ゲート電極のゲ
ート長は例えば0.1〜0.2μmであり、ゲート幅は
例えば1〜10μmである。尚、上層のシリコン酸化膜
505に代えて、シリコン窒化膜を形成してもよい。
First, as shown in FIG. 9A, an element isolation region 502 composed of a LOCOS or a trench is formed on a p-type silicon substrate 501, and then a gate insulating film 503 having a thickness of 3 to 8 nm is formed. Form. Next, 100 to 300 n is formed on the gate insulating film 503 by a known method.
a lower n-type polycrystalline silicon film 504 having a thickness of m and an upper silicon oxide film 5 having a thickness of 50 to 200 nm
Then, a gate electrode made of a material 05 is formed. The gate length of the gate electrode is, for example, 0.1 to 0.2 μm, and the gate width is, for example, 1 to 10 μm. Note that a silicon nitride film may be formed instead of the upper silicon oxide film 505.

【0106】次に、p型シリコン基板501の上に全面
的に例えば30〜100nmの厚さを持つシリコン窒化
膜を堆積した後、該シリコン窒化膜に対して異方性ドラ
イエッチングを行なうことにより、図9(b)に示すよ
うに、ゲート電極の側面にシリコン窒化膜からなるサイ
ドウォールスペーサー506を形成する。尚、サイドウ
ォールスペーサー506はシリコン酸化膜により形成し
てもよい。
Next, after a silicon nitride film having a thickness of, for example, 30 to 100 nm is deposited on the entire surface of the p-type silicon substrate 501, the silicon nitride film is subjected to anisotropic dry etching. As shown in FIG. 9B, a sidewall spacer 506 made of a silicon nitride film is formed on the side surface of the gate electrode. Note that the sidewall spacer 506 may be formed of a silicon oxide film.

【0107】次に、3sccmの流量のジシランガス及
び0.02sccmの流量の塩素ガスを導入すると共
に、630℃の処理温度でエピタキシャル成長させるこ
とにより、図9(c)に示すように、p型シリコン基板
501におけるゲート電極及びサイドウォールスペーサ
ー506から露出している領域に、50nm程度の厚さ
を持ち結晶性に優れたノンドープ型の第1の単結晶シリ
コン膜507を形成する。この場合、塩素ガスは、シリ
コン酸化膜又はシリコン窒化膜上に成長してしまう非晶
質のシリコン酸化膜を除去するための導入される。第1
の単結晶シリコン膜507を成長する工程では、成長レ
ートは約10nm/分と小さい。しかしながら、成長レ
ートが小さいので、第1の単結晶シリコン膜507は結
晶性に優れており、その結晶構造はほぼ無欠陥である。
Next, a disilane gas at a flow rate of 3 sccm and a chlorine gas at a flow rate of 0.02 sccm are introduced, and epitaxial growth is performed at a processing temperature of 630 ° C., thereby forming a p-type silicon substrate as shown in FIG. A non-doped first single-crystal silicon film 507 having a thickness of about 50 nm and excellent in crystallinity is formed in a region 501 exposed from the gate electrode and the sidewall spacer 506. In this case, the chlorine gas is introduced to remove an amorphous silicon oxide film that grows on the silicon oxide film or the silicon nitride film. First
In the step of growing the single crystal silicon film 507, the growth rate is as low as about 10 nm / min. However, since the growth rate is low, the first single crystal silicon film 507 has excellent crystallinity, and its crystal structure is almost defect-free.

【0108】尚、第1の単結晶シリコン膜507を成長
する工程においては、ジシランガスに代えてシランガス
等の他のシリコン化合物ガスを用いてもよく、塩素ガス
に代えて他の塩素化合物ガスを用いてもよい。
In the step of growing the first single crystal silicon film 507, another silicon compound gas such as silane gas may be used instead of disilane gas, or another chlorine compound gas may be used instead of chlorine gas. You may.

【0109】次に、3sccmの流量のジシランガス及
び0.04sccmの流量の塩素ガスを導入すると共
に、700℃の処理温度でエピタキシャル成長させるこ
とにより、図10(a)に示すように、第1の単結晶シ
リコン膜507の上に、100nm程度の厚さを持つノ
ンドープ型の第2の単結晶シリコン膜508を形成す
る。この場合、塩素ガスは、シリコン酸化膜又はシリコ
ン窒化膜上に成長してしまう非晶質のシリコン酸化膜を
除去するための導入される。第2の単結晶シリコン膜5
08を成長する工程では、第1の単結晶シリコン膜50
7の成長工程に比べて処理温度が高いので、成長レート
は約40nm/分と大きい。しかしながら、成長レート
が大きいので、第2の単結晶シリコン膜508は第1の
単結晶シリコン膜507に比べて結晶性に劣り、その結
晶構造には欠陥が存在する。
Next, a disilane gas at a flow rate of 3 sccm and a chlorine gas at a flow rate of 0.04 sccm are introduced, and epitaxial growth is performed at a processing temperature of 700 ° C., thereby forming the first unit as shown in FIG. A non-doped second single-crystal silicon film 508 having a thickness of about 100 nm is formed over the crystalline silicon film 507. In this case, the chlorine gas is introduced to remove an amorphous silicon oxide film that grows on the silicon oxide film or the silicon nitride film. Second single crystal silicon film 5
08 is grown in the first single-crystal silicon film 50.
Since the processing temperature is higher than that of the growth step of No. 7, the growth rate is as large as about 40 nm / min. However, since the growth rate is high, the second single crystal silicon film 508 is inferior in crystallinity to the first single crystal silicon film 507, and has a defect in the crystal structure.

【0110】尚、第2の単結晶シリコン膜508を成長
する工程においては、ジシランガスに代えてシランガス
等の他のシリコン化合物ガスを用いてもよく、塩素ガス
に代えて他の塩素化合物ガスを用いてもよい。
In the step of growing the second single crystal silicon film 508, another silicon compound gas such as silane gas may be used instead of disilane gas, and another chlorine compound gas may be used instead of chlorine gas. You may.

【0111】また、第2の単結晶シリコン膜508に代
えて、多結晶シリコン膜又は非晶質シリコン膜等のよう
に、第1の単結晶シリコン膜507に比べて、結晶性は
劣るが成長レートの大きい膜を形成してもよい。
Further, instead of the second single-crystal silicon film 508, the crystallinity is lower than that of the first single-crystal silicon film 507, such as a polycrystalline silicon film or an amorphous silicon film. A film with a high rate may be formed.

【0112】次に、第1の単結晶シリコン膜507及び
第2の単結晶シリコン膜508に、ドーズ量2×1015
cm-2の砒素イオンを50keVのエネルギーで注入し
た後、例えば950℃の熱処理を30秒間程度行なうこ
とにより、第2の単結晶シリコン膜508の全部及び第
1の単結晶シリコン膜507の上部に跨る領域(密な点
々で示す領域)に、ソース又はドレインとなるn型の高
濃度不純物層509を形成する。尚、n型の高濃度不純
物層509を形成するための不純物イオンとしては、砒
素イオンに代えて、燐等の他のn型不純物イオンを用い
てもよい。
Next, a dose of 2 × 10 15 is added to the first single-crystal silicon film 507 and the second single-crystal silicon film 508.
After arsenic ions of cm −2 are implanted at an energy of 50 keV, for example, a heat treatment at 950 ° C. is performed for about 30 seconds, so that the entire second single crystal silicon film 508 and the upper part of the first single crystal silicon film 507 are formed. An n-type high-concentration impurity layer 509 serving as a source or a drain is formed in a straddling region (a region indicated by dense dots). Note that as the impurity ions for forming the n-type high-concentration impurity layer 509, other n-type impurity ions such as phosphorus may be used instead of arsenic ions.

【0113】次に、p型シリコン基板501の上に50
nm程度の厚さを持つチタン膜を全面的に堆積した後、
650℃の熱処理を60秒間程度行なうことにより、図
10(b)に示すように、第2の単結晶シリコン膜50
9の上部にチタンシリサイド層510を形成する。次
に、未反応のチタン膜を硫酸過水等を用いて除去した
後、900℃の熱処理を10秒間程度行なって、チタン
シリサイド層510を低抵抗化した後、ドライエッチン
グによりサイドウォールスペーサー506を選択的に除
去する。
Next, 50 p-type silicon substrates 501
After depositing a titanium film with a thickness of about nm on the entire surface,
By performing the heat treatment at 650 ° C. for about 60 seconds, the second single-crystal silicon film 50 is formed as shown in FIG.
9, a titanium silicide layer 510 is formed. Next, after removing the unreacted titanium film using sulfuric acid-hydrogen peroxide or the like, a heat treatment at 900 ° C. is performed for about 10 seconds to reduce the resistance of the titanium silicide layer 510, and then the sidewall spacer 506 is formed by dry etching. Selectively remove.

【0114】次に、p型シリコン基板501及び第1の
単結晶シリコン膜507に、ドーズ量1×1014cm-2
の砒素イオンを10keVのエネルギーで注入した後、
例えば950℃の熱処理を30秒間程度行なうことによ
り、第1の単結晶シリコン膜507におけるゲート電極
側の領域とp型シリコン基板501とに跨る領域(疎な
点々で示す領域)にL字状の低濃度不純物層511を形
成する。
Next, a dose of 1 × 10 14 cm −2 is applied to the p-type silicon substrate 501 and the first single crystal silicon film 507.
After implanting arsenic ions at an energy of 10 keV,
For example, by performing a heat treatment at 950 ° C. for about 30 seconds, an L-shaped region (region indicated by sparse points) in the first single crystal silicon film 507 over the region on the gate electrode side and the p-type silicon substrate 501 is formed. The low concentration impurity layer 511 is formed.

【0115】次に、図10(c)に示すように、p型シ
リコン基板501の上に層間絶縁膜512を堆積した
後、該層間絶縁膜512にソース電極又はドレイン電極
となる金属電極513を形成すると、第5の実施形態に
係る半導体装置が得られる。
Next, as shown in FIG. 10C, after an interlayer insulating film 512 is deposited on a p-type silicon substrate 501, a metal electrode 513 serving as a source electrode or a drain electrode is formed on the interlayer insulating film 512. When formed, the semiconductor device according to the fifth embodiment is obtained.

【0116】第5の実施形態によると、第2の単結晶シ
リコン膜508の成長工程は、第1の単結晶シリコン膜
507の成長工程に比べて処理温度が高いため、成長レ
ートが大きいので、第1の単結晶シリコン膜507と第
2の単結晶シリコン膜508との積層体の成長レートは
従来の方法つまり結晶性に優れた単結晶シリコン膜のみ
を形成する方法に比べて大きくなる。具体的には、第1
の単結晶シリコン膜507の成長時間は5分程度であ
り、第2の単結晶シリコン膜508の成長時間は2.5
分程度であり、合計の成長時間は約7.5分であるか
ら、従来の方法における約15分の成長時間に対して1
/2程度に短縮できる。
According to the fifth embodiment, the growth rate of the second single-crystal silicon film 508 is higher than that of the first single-crystal silicon film 507 because the processing temperature is higher than that of the first single-crystal silicon film 507. The growth rate of the stacked body of the first single-crystal silicon film 507 and the second single-crystal silicon film 508 is higher than the conventional method, that is, the method of forming only a single-crystal silicon film having excellent crystallinity. Specifically, the first
The growth time of the single-crystal silicon film 507 is about 5 minutes, and the growth time of the second single-crystal silicon film 508 is 2.5 minutes.
Min, and the total growth time is about 7.5 minutes, which is 1 to the growth time of about 15 minutes in the conventional method.
/ 2.

【0117】第2の単結晶シリコン膜508は成長レー
トが大きいため結晶性に劣るが、第2の単結晶シリコン
膜508の上部はチタンシリサイド層510に変化する
と共に、第2の単結晶シリコン膜508の下部は高濃度
不純物層509の内部領域に位置するので、接合リーク
等には影響が及ばない。
Although the second single-crystal silicon film 508 is inferior in crystallinity due to a high growth rate, the upper part of the second single-crystal silicon film 508 is changed to a titanium silicide layer 510 and the second single-crystal silicon film 508 is formed. Since the lower part of 508 is located in the internal region of the high-concentration impurity layer 509, it does not affect the junction leak and the like.

【0118】高濃度不純物層509と低濃度不純物層5
11との接合面は結晶性に優れた第1の単結晶シリコン
膜507の内部に形成されるので、接合リーク電流の増
加は生じない。
High concentration impurity layer 509 and low concentration impurity layer 5
Since the junction surface with No. 11 is formed inside the first single-crystal silicon film 507 having excellent crystallinity, the junction leakage current does not increase.

【0119】ソース又はドレインとなるn型の高濃度不
純物層509とp型シリコン基板501のチャネル領域
との間に低濃度不純物層511が介在しているので、寄
生抵抗を低減することができる。
Since the low-concentration impurity layer 511 is interposed between the n-type high-concentration impurity layer 509 serving as a source or a drain and the channel region of the p-type silicon substrate 501, the parasitic resistance can be reduced.

【0120】(第6の実施形態)以下、本発明の第6の
実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について、
図11(a)〜(c)及び図12(a)〜(c)を参照
しながら説明する。
(Sixth Embodiment) Hereinafter, a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to a sixth embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to FIGS. 11 (a) to 11 (c) and FIGS. 12 (a) to 12 (c).

【0121】まず、図11(a)に示すように、p型シ
リコン基板601上に、LOCOS又はトレンチからな
る素子分離領域602を形成した後、3〜8nmの厚さ
を持つゲート絶縁膜603を形成する。次に、周知の方
法により、ゲート絶縁膜603の上に、100〜300
nmの厚さを持つ下層のn型多結晶シリコン膜604及
び50〜200nmの厚さを持つ上層のシリコン酸化膜
605からなるゲート電極を形成する。該ゲート電極の
ゲート長は例えば0.1〜0.2μmであり、ゲート幅
は例えば1〜10μmである。尚、上層のシリコン酸化
膜605に代えて、シリコン窒化膜を形成してもよい。
First, as shown in FIG. 11A, an element isolation region 602 composed of a LOCOS or a trench is formed on a p-type silicon substrate 601, and then a gate insulating film 603 having a thickness of 3 to 8 nm is formed. Form. Next, 100 to 300 is formed on the gate insulating film 603 by a known method.
A gate electrode including a lower n-type polycrystalline silicon film 604 having a thickness of nm and an upper silicon oxide film 605 having a thickness of 50 to 200 nm is formed. The gate length of the gate electrode is, for example, 0.1 to 0.2 μm, and the gate width is, for example, 1 to 10 μm. Note that a silicon nitride film may be formed instead of the upper silicon oxide film 605.

【0122】次に、p型シリコン基板601の上に全面
的に、例えば30〜100nmの厚さを持ち且つ燐濃度
が1×1021/cm-2であるPSG膜を堆積した後、該
PSGに対して異方性ドライエッチングを行なうことに
より、図11(b)に示すように、ゲート電極の側面に
PSG膜からなるサイドウォールスペーサー606を形
成する。
Next, a PSG film having a thickness of, for example, 30 to 100 nm and a phosphorus concentration of 1 × 10 21 / cm −2 is deposited on the entire surface of the p-type silicon substrate 601. By performing anisotropic dry etching, a sidewall spacer 606 made of a PSG film is formed on the side surface of the gate electrode as shown in FIG.

【0123】次に、3sccmの流量のジシランガス及
び0.02sccmの流量の塩素ガスを導入すると共
に、630℃の処理温度でエピタキシャル成長させるこ
とにより、図11(c)に示すように、p型シリコン基
板601におけるゲート電極及びサイドウォールスペー
サー606から露出している領域に、50nm程度の厚
さを持ち結晶性に優れたノンドープ型の第1の単結晶シ
リコン膜607を形成する。この場合、塩素ガスは、シ
リコン酸化膜又はシリコン窒化膜上に成長してしまう非
晶質のシリコン酸化膜を除去するための導入される。第
1の単結晶シリコン膜607を成長する工程では、成長
レートは約10nm/分と小さい。しかしながら、成長
レートが小さいので、第1の単結晶シリコン膜607は
結晶性に優れており、その結晶構造はほぼ無欠陥であ
る。
Next, a disilane gas at a flow rate of 3 sccm and a chlorine gas at a flow rate of 0.02 sccm are introduced, and epitaxial growth is performed at a processing temperature of 630 ° C., thereby forming a p-type silicon substrate as shown in FIG. A non-doped first single-crystal silicon film 607 having a thickness of about 50 nm and excellent in crystallinity is formed in a region 601 exposed from the gate electrode and the sidewall spacer 606. In this case, the chlorine gas is introduced to remove an amorphous silicon oxide film that grows on the silicon oxide film or the silicon nitride film. In the step of growing the first single crystal silicon film 607, the growth rate is as low as about 10 nm / min. However, since the growth rate is low, the first single crystal silicon film 607 has excellent crystallinity, and its crystal structure is almost defect-free.

【0124】尚、第1の単結晶シリコン膜607を成長
する工程においては、ジシランガスに代えてシランガス
等の他のシリコン化合物ガスを用いてもよく、塩素ガス
に代えて他の塩素化合物ガスを用いてもよい。
In the step of growing the first single crystal silicon film 607, another silicon compound gas such as silane gas may be used instead of disilane gas, and another chlorine compound gas may be used instead of chlorine gas. You may.

【0125】次に、3sccmの流量のジシランガス及
び0.04sccmの流量の塩素ガスを導入すると共
に、700℃の処理温度でエピタキシャル成長させるこ
とにより、図12(a)に示すように、第1の単結晶シ
リコン膜607の上に、100nm程度の厚さを持つ結
晶性に劣るノンドープ型の第2の単結晶シリコン膜60
8を形成する。この場合、塩素ガスは、シリコン酸化膜
又はシリコン窒化膜上に成長してしまう非晶質のシリコ
ン酸化膜を除去するための導入される。第2の単結晶シ
リコン膜608を成長する工程では、第1の単結晶シリ
コン膜607の成長工程に比べて処理温度が高いので、
成長レートは約40nm/分と大きい。しかしながら、
成長レートが大きいので、第2の単結晶シリコン膜60
8は第1の単結晶シリコン膜607に比べて結晶性に劣
り、その結晶構造には欠陥が存在する。
Next, a disilane gas at a flow rate of 3 sccm and a chlorine gas at a flow rate of 0.04 sccm are introduced, and epitaxial growth is performed at a processing temperature of 700 ° C., thereby forming the first unit as shown in FIG. On the crystalline silicon film 607, a non-doped second single-crystal silicon film 60 having a thickness of about 100 nm and inferior in crystallinity is formed.
8 is formed. In this case, the chlorine gas is introduced to remove an amorphous silicon oxide film that grows on the silicon oxide film or the silicon nitride film. In the step of growing the second single-crystal silicon film 608, the processing temperature is higher than in the step of growing the first single-crystal silicon film 607.
The growth rate is as large as about 40 nm / min. However,
Since the growth rate is high, the second single crystal silicon film 60
8 is inferior in crystallinity to the first single-crystal silicon film 607, and has a defect in its crystal structure.

【0126】尚、第2の単結晶シリコン膜608を成長
する工程においては、ジシランガスに代えてシランガス
等の他のシリコン化合物ガスを用いてもよく、塩素ガス
に代えて他の塩素化合物ガスを用いてもよい。
In the step of growing the second single crystal silicon film 608, another silicon compound gas such as silane gas may be used instead of disilane gas, or another chlorine compound gas may be used instead of chlorine gas. You may.

【0127】また、第2の単結晶シリコン膜608に代
えて、多結晶シリコン膜又は非晶質シリコン膜等のよう
に、第1の単結晶シリコン膜607に比べて、結晶性は
劣るが成長レートの大きい膜を形成してもよい。
Further, instead of the second single-crystal silicon film 608, the crystallinity is lower than that of the first single-crystal silicon film 607, such as a polycrystalline silicon film or an amorphous silicon film. A film with a high rate may be formed.

【0128】次に、第1の単結晶シリコン膜607及び
第2の単結晶シリコン膜608に、ドーズ量2×1015
cm-2の砒素イオンを50keVのエネルギーで注入し
た後、例えば950℃の熱処理を30秒間程度行なうこ
とにより、第2の単結晶シリコン膜608の全部及び第
1の単結晶シリコン膜607の上部に跨る領域(密な点
々で示す領域)に、ソース又はドレインとなるn型の高
濃度不純物層609を形成する。この熱処理によって、
サイドウォールスペーサー606に含まれている燐が第
1の単結晶シリコン膜607及びp型シリコン基板60
1に拡散するので、第1の単結晶シリコン膜607にお
けるゲート電極側の領域とp型シリコン基板601とに
跨る領域(疎な点々で示す領域)にL字状の低濃度不純
物層610が形成される。
Next, a dose of 2 × 10 15 is applied to the first single-crystal silicon film 607 and the second single-crystal silicon film 608.
After arsenic ions of cm −2 are implanted at an energy of 50 keV, a heat treatment at, for example, 950 ° C. is performed for about 30 seconds, so that the entire second single crystal silicon film 608 and the top of the first single crystal silicon film 607 are formed. An n-type high-concentration impurity layer 609 serving as a source or a drain is formed in a straddling region (a region indicated by dense dots). By this heat treatment,
The phosphorus contained in the side wall spacer 606 contains the first single crystal silicon film 607 and the p-type silicon substrate 60.
Therefore, an L-shaped low-concentration impurity layer 610 is formed in a region (region indicated by sparse dots) of the first single crystal silicon film 607 over the region on the gate electrode side and the p-type silicon substrate 601. Is done.

【0129】尚、950℃の30秒間程度の熱処理を、
第1の単結晶シリコン膜607を形成する工程と、第2
の単結晶シリコン膜608を形成する工程との間に行な
うことにより、第1の単結晶シリコン膜607における
ゲート電極側の領域とp型シリコン基板601とに跨る
領域に低濃度不純物層610を形成してもよい。
A heat treatment at 950 ° C. for about 30 seconds is performed.
Forming a first single crystal silicon film 607;
To form a low-concentration impurity layer 610 in a region of the first single-crystal silicon film 607 on the side of the gate electrode and a region extending over the p-type silicon substrate 601. May be.

【0130】また、n型の高濃度不純物層609を形成
するための不純物イオンとしては、砒素イオンに代え
て、燐等の他のn型不純物イオンを用いてもよい。
As the impurity ions for forming n-type high-concentration impurity layer 609, other n-type impurity ions such as phosphorus may be used instead of arsenic ions.

【0131】次に、p型シリコン基板601の上に50
nm程度の厚さを持つチタン膜を全面的に堆積した後、
650℃の熱処理を60秒間程度行なうことにより、図
12(b)に示すように、第2の単結晶シリコン膜60
9の上部にチタンシリサイド層611を形成する。次
に、未反応のチタン膜を硫酸過水等を用いて除去した
後、900℃の熱処理を10秒間程度行なって、チタン
シリサイド層611を低抵抗化する。
Next, 50 p-type silicon substrates 601 are
After depositing a titanium film with a thickness of about nm on the entire surface,
By performing the heat treatment at 650 ° C. for about 60 seconds, the second single crystal silicon film 60 is formed as shown in FIG.
9, a titanium silicide layer 611 is formed. Next, after removing the unreacted titanium film using sulfuric acid-hydrogen peroxide or the like, a heat treatment at 900 ° C. is performed for about 10 seconds to lower the resistance of the titanium silicide layer 611.

【0132】次に、図12(c)に示すように、p型シ
リコン基板601の上に層間絶縁膜612を堆積した
後、該層間絶縁膜612にソース電極又はドレイン電極
となる金属電極613を形成すると、第6の実施形態に
係る半導体装置が得られる。
Next, as shown in FIG. 12C, after an interlayer insulating film 612 is deposited on the p-type silicon substrate 601, a metal electrode 613 serving as a source electrode or a drain electrode is formed on the interlayer insulating film 612. When formed, the semiconductor device according to the sixth embodiment is obtained.

【0133】第6の実施形態によると、第2の単結晶シ
リコン膜608の成長工程は、第1の単結晶シリコン膜
607の成長工程に比べて処理温度が高いため、成長レ
ートが大きいので、第1の単結晶シリコン膜607と第
2の単結晶シリコン膜608との積層体の成長レートは
従来の方法つまり結晶性に優れた単結晶シリコン膜のみ
を形成する方法に比べて大きくなる。具体的には、第1
の単結晶シリコン膜607の成長時間は5分程度であ
り、第2の単結晶シリコン膜608の成長時間は2.5
分程度であり、合計の成長時間は約7.5分であるか
ら、従来の方法における約15分の成長時間に対して1
/2程度に短縮できる。
According to the sixth embodiment, the growth temperature of the growth process of the second single crystal silicon film 608 is higher than that of the growth process of the first single crystal silicon film 607, so that the growth rate is higher. The growth rate of the stacked body of the first single crystal silicon film 607 and the second single crystal silicon film 608 is higher than the conventional method, that is, the method of forming only a single crystal silicon film having excellent crystallinity. Specifically, the first
The growth time of the single-crystal silicon film 607 is about 5 minutes, and the growth time of the second single-crystal silicon film 608 is 2.5 minutes.
Min, and the total growth time is about 7.5 minutes, which is 1 to the growth time of about 15 minutes in the conventional method.
/ 2.

【0134】第2の単結晶シリコン膜608は成長レー
トが大きいため結晶性に劣るが、第2の単結晶シリコン
膜608の上部はチタンシリサイド層610に変化する
と共に、第2の単結晶シリコン膜608の下部は高濃度
不純物層609の内部領域に位置するので、接合リーク
等には影響が及ばない。
Although the second single-crystal silicon film 608 has a high growth rate and is inferior in crystallinity, the upper part of the second single-crystal silicon film 608 changes to a titanium silicide layer 610 and the second single-crystal silicon film Since the lower portion of 608 is located in the internal region of the high-concentration impurity layer 609, there is no effect on junction leakage and the like.

【0135】高濃度不純物層609と低濃度不純物層6
11との接合面は結晶性に優れた第1の単結晶シリコン
膜607の内部に形成されるので、接合リーク電流の増
加は生じない。
High concentration impurity layer 609 and low concentration impurity layer 6
Since the junction surface with No. 11 is formed inside the first single-crystal silicon film 607 having excellent crystallinity, an increase in junction leakage current does not occur.

【0136】ソース又はドレインとなるn型の高濃度不
純物層609とp型シリコン基板601のチャネル領域
との間に低濃度不純物層610が介在しているので、寄
生抵抗を低減することができる。
Since the low-concentration impurity layer 610 is interposed between the n-type high-concentration impurity layer 609 serving as a source or a drain and the channel region of the p-type silicon substrate 601, the parasitic resistance can be reduced.

【0137】[0137]

【発明の効果】本発明に係る半導体装置及びその製造方
法によると、相対的に小さい成長レートで結晶性に優れ
た単結晶シリコン膜からなる第1の半導体層を形成した
後、相対的に大きい成長レートで第2の半導体層を形成
して、第1の半導体層と第2の半導体層とからなる積層
体を形成し、該積層体に不純物層を形成するため、不純
物層が形成される半導体層の成長レートが大きくなるの
で、スループットが向上する。また、ソース又はドレイ
ンとなる不純物層の接合面が結晶性に優れている第1の
半導体層の内部に位置するので、成長レートを大きくで
きるにも拘わらず、接合リーク電流の増加を防止するこ
とができる。
According to the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention, after forming the first semiconductor layer made of a single crystal silicon film having excellent crystallinity at a relatively small growth rate, it is relatively large. The second semiconductor layer is formed at a growth rate, a stacked body including the first semiconductor layer and the second semiconductor layer is formed, and the impurity layer is formed in the stacked body. Since the growth rate of the semiconductor layer is increased, the throughput is improved. In addition, since the junction surface of the impurity layer serving as a source or a drain is located inside the first semiconductor layer having excellent crystallinity, it is possible to prevent an increase in junction leak current despite the fact that the growth rate can be increased. Can be.

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

【図1】(a)〜(c)は第1の実施形態に係る半導体
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment.

【図2】(a)〜(c)は第1の実施形態に係る半導体
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment.

【図3】(a)〜(c)は第2の実施形態に係る半導体
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment.

【図4】(a)〜(c)は第2の実施形態に係る半導体
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment.

【図5】(a)〜(c)は第3の実施形態に係る半導体
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 5A to 5C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment.

【図6】(a)〜(c)は第3の実施形態に係る半導体
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 6A to 6C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment.

【図7】(a)〜(c)は第4の実施形態に係る半導体
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 7A to 7C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment.

【図8】(a)〜(c)は第4の実施形態に係る半導体
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 8A to 8C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment.

【図9】(a)〜(c)は第5の実施形態に係る半導体
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 9A to 9C are cross-sectional views illustrating steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a fifth embodiment.

【図10】(a)〜(c)は第5の実施形態に係る半導
体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 10A to 10C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a fifth embodiment.

【図11】(a)〜(c)は第6の実施形態に係る半導
体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 11A to 11C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a sixth embodiment.

【図12】(a)〜(c)は第6の実施形態に係る半導
体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 12A to 12C are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a sixth embodiment.

【図13】(a)〜(d)は従来の半導体装置の製造方
法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 13A to 13D are cross-sectional views illustrating respective steps of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 p型シリコン基板 102 素子分離領域 103 ゲート絶縁膜 104 n型多結晶シリコン膜 105 シリコン酸化膜 106 サイドウォールスペーサー 107 第1の単結晶シリコン膜 108 第2の単結晶シリコン膜 109 不純物拡散層 110 チタンシリサイド層 111 層間絶縁膜 112 金属電極 201 p型シリコン基板 202 素子分離領域 203 ゲート絶縁膜 204 n型多結晶シリコン膜 205 シリコン酸化膜 206 サイドウォールスペーサー 207 第1の単結晶シリコン膜 208 第2の単結晶シリコン膜 209 不純物拡散層 210 チタンシリサイド層 211 層間絶縁膜 212 金属電極 301 n型シリコン基板 302 素子分離領域 303 ゲート絶縁膜 304 p型多結晶シリコン膜 305 シリコン酸化膜 306 サイドウォールスペーサー 307 単結晶シリコン層 308 単結晶シリコンゲルマニウム膜 309 不純物拡散層 310 チタンシリサイド層 311 層間絶縁膜 312 金属電極 401 p型シリコン基板 402 素子分離領域 403 ゲート絶縁膜 404 p型多結晶シリコン膜 405 シリコン酸化膜 406 サイドウォールスペーサー 407 第1の単結晶シリコン膜 408 低濃度不純物層 409 第2の単結晶シリコン膜 410 高濃度不純物層 411 チタンシリサイド層 412 層間絶縁膜 413 金属電極 501 p型シリコン基板 502 素子分離領域 503 ゲート絶縁膜 504 p型多結晶シリコン膜 505 シリコン酸化膜 506 サイドウォールスペーサー 507 第1の単結晶シリコン層 508 第2の単結晶シリコン層 509 高濃度不純物層 510 チタンシリサイド層 511 低濃度不純物層 512 層間絶縁膜 513 金属電極 601 p型シリコン基板 602 素子分離領域 603 ゲート絶縁膜 604 p型多結晶シリコン層 605 シリコン酸化膜 606 サイドウォールスペーサー 607 第1の単結晶シリコン膜 608 第2の単結晶シリコン膜 609 高濃度不純物層 610 低濃度不純物層 611 チタンシリサイド層 612 層間絶縁膜 613 金属電極 Reference Signs List 101 p-type silicon substrate 102 element isolation region 103 gate insulating film 104 n-type polycrystalline silicon film 105 silicon oxide film 106 sidewall spacer 107 first single-crystal silicon film 108 second single-crystal silicon film 109 impurity diffusion layer 110 titanium Silicide layer 111 interlayer insulating film 112 metal electrode 201 p-type silicon substrate 202 element isolation region 203 gate insulating film 204 n-type polycrystalline silicon film 205 silicon oxide film 206 sidewall spacer 207 first single-crystal silicon film 208 second single Crystal silicon film 209 Impurity diffusion layer 210 Titanium silicide layer 211 Interlayer insulating film 212 Metal electrode 301 N-type silicon substrate 302 Element isolation region 303 Gate insulating film 304 P-type polycrystalline silicon film 305 Silicon oxide film 306 Side wall spacer 307 Single crystal silicon layer 308 Single crystal silicon germanium film 309 Impurity diffusion layer 310 Titanium silicide layer 311 Interlayer insulation film 312 Metal electrode 401 P-type silicon substrate 402 Element isolation region 403 Gate insulation film 404 P-type polycrystalline silicon film 405 silicon oxide film 406 sidewall spacer 407 first single crystal silicon film 408 low concentration impurity layer 409 second single crystal silicon film 410 high concentration impurity layer 411 titanium silicide layer 412 interlayer insulating film 413 metal electrode 501 p-type silicon substrate 502 Element isolation region 503 Gate insulating film 504 P-type polycrystalline silicon film 505 Silicon oxide film 506 Side wall spacer 507 First single crystal silicon layer 508 Second single crystal silicon Layer 509 High-concentration impurity layer 510 Titanium silicide layer 511 Low-concentration impurity layer 512 Interlayer insulating film 513 Metal electrode 601 P-type silicon substrate 602 Device isolation region 603 Gate insulating film 604 P-type polycrystalline silicon layer 605 Silicon oxide film 606 Sidewall spacer 607 first single-crystal silicon film 608 second single-crystal silicon film 609 high-concentration impurity layer 610 low-concentration impurity layer 611 titanium silicide layer 612 interlayer insulating film 613 metal electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−77246(JP,A) 特開 平6−151841(JP,A) 特開 平1−59861(JP,A) 特開 平7−211906(JP,A) 特開 平1−270272(JP,A) 特開 平2−106922(JP,A) 特開 平4−234112(JP,A) 特開2000−150669(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/78 H01L 21/336 H01L 21/205 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-77246 (JP, A) JP-A-6-151841 (JP, A) JP-A-1-59861 (JP, A) JP-A-7- 211906 (JP, A) JP-A-1-270272 (JP, A) JP-A-2-106922 (JP, A) JP-A-4-234112 (JP, A) JP-A-2000-150669 (JP, A) ( 58) Surveyed field (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/78 H01L 21/336 H01L 21/205

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1導電型の半導体基板上にゲート絶縁
膜を介して形成されたゲート電極と、 前記半導体基板上における前記ゲート電極の両側に絶縁
膜からなるサイドウォールスペーサーを介してそれぞれ
形成されており、シリコンからなる下層の第1の半導体
層とシリコンを主成分とする上層の第2の半導体層とか
らなる一対の積層体と、 前記一対の積層体における前記第2の半導体層の全領域
と前記第1の半導体層の上部領域までの領域に跨って形
成されており、ソース又はドレインとなる第2導電型の
第1の不純物層とを備え、 前記第1の半導体層は、エピタキシャル成長による結晶
性が相対的に優れている単結晶シリコン膜からなり、 前記第2の半導体層は、エピタキシャル成長による結晶
性が相対的に劣る単結晶膜、多結晶膜、又は非晶質膜か
らなることを特徴とする半導体装置。
1. A gate electrode formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type via a gate insulating film, and a gate electrode formed on both sides of the gate electrode on the semiconductor substrate via sidewall spacers made of an insulating film. A pair of stacked bodies including a lower first semiconductor layer made of silicon and an upper second semiconductor layer containing silicon as a main component, and a second semiconductor layer of the paired stacked bodies. The first semiconductor layer includes a first impurity layer of a second conductivity type, which is formed over an entire region and a region up to an upper region of the first semiconductor layer, and serves as a source or a drain. The second semiconductor layer is formed of a single crystal film having relatively low crystallinity due to epitaxial growth, a polycrystalline film having relatively low crystallinity due to epitaxial growth, A semiconductor device, comprising the amorphous film.
【請求項2】 前記第2の半導体層はゲルマニウムを含
んでいることを特徴とする請求項1に記載の半導体装
置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said second semiconductor layer contains germanium.
【請求項3】 前記第1の半導体層の下部領域は、第1
導電型の第2の不純物層からなり、前記第1の半導体層
の内部にpn接合が形成されていることを特徴とする
求項1又は2に記載の半導体装置。
3. The method according to claim 1, wherein the lower region of the first semiconductor layer is a first region.
Made of a conductive type second impurity layer, wherein the interior pn junction of the first semiconductor layer is formed
3. The semiconductor device according to claim 1 or 2 .
【請求項4】 前記第1の半導体層の下部領域は、第2
導電型の第3の不純物層からなり、前記第1の不純物層
よりも不純物濃度が低いことを特徴とする請求項1に記
載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the lower region of the first semiconductor layer is a second region.
2. The semiconductor device according to claim 1, comprising a third impurity layer of a conductivity type, wherein the impurity concentration is lower than that of the first impurity layer.
【請求項5】 前記半導体基板における前記第1の半導
体層と接する領域に、前記第1の不純物層と同じ第2導
電型で且つ前記第1の不純物層よりも不純物濃度が低い
第4の不純物層が形成されていることを特徴とする請求
項4に記載の半導体装置。
5. A fourth impurity of the same second conductivity type as the first impurity layer and having a lower impurity concentration than the first impurity layer, in a region of the semiconductor substrate in contact with the first semiconductor layer. The semiconductor device according to claim 4, wherein a layer is formed.
【請求項6】 前記第1の半導体層の下部領域における
前記ゲート電極側の部分と前記半導体基板とに跨る領域
に、前記第1の不純物層と同じ第2導電型で且つ前記第
1の不純物層よりも不純物濃度が低いL字状の第5の不
純物層が形成されていることを特徴とする請求項1に記
載の半導体装置。
6. The first impurity of the same second conductivity type as that of the first impurity layer, in a region extending below the first semiconductor layer and over the gate electrode side and the semiconductor substrate. The semiconductor device according to claim 1, wherein an L-shaped fifth impurity layer having a lower impurity concentration than the layer is formed.
【請求項7】 第1導電型の半導体基板上にゲート絶縁
膜を介してゲート電極を形成する工程(a)と、 前記半導体基板上における前記ゲート電極の両側に絶縁
膜からなるサイドウォールスペーサーを形成する工程
(b)と、 前記半導体基板上における前記サイドウォールスペーサ
ーに対する前記ゲート電極の反対側に、相対的に小さい
成長レートでエピタキシャル成長させることにより、エ
ピタキシャル成長による結晶性が相対的に優れている単
結晶シリコン膜からなる第1の半導体層を形成する工程
(c)と、 前記第1の半導体層の上に、相対的に大きい成長レート
でエピタキシャル成長させることにより、エピタキシャ
ル成長による結晶性が相対的に劣る単結晶膜若しくは多
結晶膜又は非晶質膜からなる第2の半導体層を形成する
工程(d)と、 前記第2の半導体層の全領域と前記第1の半導体層の上
部領域までの領域に、ソース又はドレインとなる第2導
電型の第1の不純物層を形成する工程(e)とを備えて
いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. A step (a) of forming a gate electrode on a semiconductor substrate of a first conductivity type via a gate insulating film; and forming a side wall spacer made of an insulating film on both sides of the gate electrode on the semiconductor substrate. Forming (b) and epitaxially growing at a relatively small growth rate on the semiconductor substrate on the side opposite to the gate electrode with respect to the sidewall spacer, a single crystal having relatively excellent crystallinity by epitaxial growth is obtained. Step (c) of forming a first semiconductor layer made of a crystalline silicon film; and epitaxially growing at a relatively high growth rate on the first semiconductor layer, whereby crystallinity by epitaxial growth is relatively inferior. Step of forming a second semiconductor layer made of a single crystal film, a polycrystal film, or an amorphous film (D) forming a first impurity layer of the second conductivity type serving as a source or a drain in the entire region of the second semiconductor layer and the region up to the upper region of the first semiconductor layer (e). A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項8】 前記工程(c)では、第1導電型の前記
第1の半導体層が形成され、 前記工程(e)では、前記第1の半導体層の下部領域が
第1導電型の第2の不純物層となり、前記第1の半導体
層の内部にpn接合が形成されることを特徴とする請求
項7に記載の半導体装置の製造方法。
8. In the step (c), the first semiconductor layer of the first conductivity type is formed. In the step (e), the lower region of the first semiconductor layer is formed of a first conductivity type first semiconductor layer. 8. The method according to claim 7, wherein the pn junction is formed inside the first semiconductor layer as a second impurity layer. 9.
【請求項9】 前記工程(c)では、第2導電型の前記
第1の半導体層が形成され、 前記工程(e)では、前記第1の半導体層の下部領域
が、前記第1の不純物層よりも不純物濃度が低い第2導
電型の第2の不純物層となることを特徴とする請求項7
に記載の半導体装置の製造方法。
9. In the step (c), the first semiconductor layer of the second conductivity type is formed. In the step (e) , a lower region of the first semiconductor layer is formed by the first impurity. 8. A second impurity layer of a second conductivity type having an impurity concentration lower than that of the second impurity layer.
13. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 5.
【請求項10】 前記工程(c)では、第2導電型の前
記第1の半導体層が形成されると共に、前記半導体基板
に前記第1の不純物層よりも不純物濃度が低い第2導電
型の第3の不純物層が形成されることを特徴とする請求
項9に記載の半導体装置の製造方法。
10. In the step (c), the second conductive type first semiconductor layer is formed, and the semiconductor substrate has a second conductive type lower impurity concentration than the first impurity layer. The method according to claim 9, wherein a third impurity layer is formed.
【請求項11】 前記第1の不純物層を形成する工程
(e)の後に、 前記サイドウォールスペーサーを除去することにより、
前記ゲート電極と前記第1の半導体層及び前記第2の半
導体層との間に空間部を形成する工程と、 前記空間部から前記第1の半導体層及び前記半導体基板
に不純物を注入することにより、前記第1の半導体層の
下部領域における前記ゲート電極側の部分と前記半導体
基板とに跨る領域に、前記第1の不純物層と同じ第2導
電型で且つ前記第1の不純物層よりも不純物濃度が低い
第4の不純物層を形成する工程とをさらに備えているこ
とを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方
法。
11. After the step (e) of forming the first impurity layer, by removing the sidewall spacer,
Forming a space between the gate electrode and the first semiconductor layer and the second semiconductor layer; and implanting impurities from the space into the first semiconductor layer and the semiconductor substrate. A region of the lower region of the first semiconductor layer which straddles the portion on the side of the gate electrode and the semiconductor substrate has the same second conductivity type as that of the first impurity layer and has a higher impurity than the first impurity layer; 8. The method according to claim 7, further comprising the step of forming a fourth impurity layer having a low concentration.
【請求項12】 前記サイドウォールスペーサーは、前
記第1の不純物層と同じ第2導電型の不純物を含んでお
り、 前記第1の半導体層を形成する工程(c)の後に、 前記サイドウォールスペーサーに含まれる前記不純物
を、前記第1の半導体層及び前記半導体基板に拡散させ
ることにより、前記第1の半導体層の下部領域における
前記ゲート電極側の部分と前記半導体基板とに跨る領域
に、前記第1の不純物層と同じ第2導電型で且つ前記第
1の不純物層よりも不純物濃度が低い第5の不純物層を
形成する工程をさらに備えていることを特徴とする請求
項7に記載の半導体装置の製造方法。
12. The side wall spacer includes an impurity of the same second conductivity type as the first impurity layer, and after the step (c) of forming the first semiconductor layer, the side wall spacer Is diffused into the first semiconductor layer and the semiconductor substrate, so that a portion of the lower region of the first semiconductor layer on the side of the gate electrode and a region straddling the semiconductor substrate is formed. 8. The method according to claim 7, further comprising the step of forming a fifth impurity layer having the same second conductivity type as the first impurity layer and a lower impurity concentration than the first impurity layer. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項13】 前記第2の半導体層の成長工程は、前
記第1の半導体層の成長工程に比べて、導入する原料ガ
スの流量が多いことを特徴とする請求項7又は8に記載
の半導体装置の製造方法。
13. The method according to claim 7, wherein in the step of growing the second semiconductor layer, the flow rate of the source gas to be introduced is larger than that in the step of growing the first semiconductor layer. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項14】 前記第2の半導体層を形成する工程の
処理温度は、前記第1の半導体層を形成する工程の処理
温度よりも高いことを特徴とする請求項7〜12のうち
のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
14. The processing temperature of the step of forming the second semiconductor layer is higher than the processing temperature of the step of forming the first semiconductor layer. 9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
【請求項15】 前記第1の半導体層を形成する際に導
入する原料ガスはゲルマニウムを含んでいない一方、前
記第2の半導体層を形成する際に導入する原料ガスはゲ
ルマニウムを含んでいることを特徴とする請求項7又は
8に記載の半導体装置の製造方法。
15. The source gas introduced when forming the first semiconductor layer does not contain germanium, while the source gas introduced when forming the second semiconductor layer contains germanium. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein:
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KR100407684B1 (en) * 2000-06-28 2003-12-01 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing a semiconductor device
KR100640354B1 (en) 2004-12-23 2006-10-31 동부일렉트로닉스 주식회사 Method of manufacturging semiconductor device
KR100638988B1 (en) * 2004-12-23 2006-10-26 동부일렉트로닉스 주식회사 A semiconductor device using the epitaxial process, and a method of forming a polishing thereof
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JP2006339476A (en) * 2005-06-03 2006-12-14 Elpida Memory Inc Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP5015440B2 (en) * 2005-09-29 2012-08-29 株式会社デンソー Manufacturing method of semiconductor substrate
JP4951950B2 (en) * 2005-12-08 2012-06-13 ソニー株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP5076388B2 (en) 2006-07-28 2012-11-21 富士通セミコンダクター株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP5630939B2 (en) * 2007-07-11 2014-11-26 ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエルPS4 Luxco S.a.r.l. Semiconductor device and manufacturing method thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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