JP3385650B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3385650B2 JP14356593A JP14356593A JP3385650B2 JP 3385650 B2 JP3385650 B2 JP 3385650B2 JP 14356593 A JP14356593 A JP 14356593A JP 14356593 A JP14356593 A JP 14356593A JP 3385650 B2 JP3385650 B2 JP 3385650B2
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、基板中の不純物分布
形成の微細化および複雑化に関するものであり、特にV
LSIなどの非常に微細かつ複雑なパターンを有する素
子の製造工程において好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to miniaturization and complication of impurity distribution formation in a substrate, and more particularly to V.
It is suitable for a manufacturing process of an element such as an LSI having an extremely fine and complicated pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、半導体装置の微細化に伴いレトロ
グレードウェルなどに見られるように、基板中不純物分
布の縮小化、複雑化が進められている。従来の対処方法
としては縮小化については、基板は単結晶でイオン入射
条件を適切に調整することで、チャネリングによる注入
分布の広がりを極力抑制する方法(例えばシリコン基板
表面に対する法線に対し7度以上ずらし、また基板中心
周りにオリエンテーションフラット部を20度程度回
転。以降「角度調整法」と呼ぶ)や、シリコン基板表面
を一旦完全非晶質化した後不純物イオンを注入する方法
(以降「非晶質化法」と呼ぶ。)が用いられている(例
えば月刊Semiconductor World 1990.8,p.56)。また複
雑化については注入エネルギーや注入ドーズ量を種々変
化させて対処している。またこの場合イオンの注入条件
としては、故意にチャネリング現象が生じにくくなる角
度条件を選択している。
2. Description of the Related Art Recently, with the miniaturization of semiconductor devices, the distribution of impurities in the substrate has been reduced and complicated as seen in retrograde wells. As for the conventional measure against the reduction, the substrate is a single crystal and the ion injection condition is appropriately adjusted to suppress the spread of the implantation distribution due to the channeling as much as possible (for example, 7 degrees relative to the normal to the surface of the silicon substrate). The above is shifted, and the orientation flat portion is rotated around the center of the substrate by about 20 degrees (hereinafter referred to as "angle adjustment method"), or the method of implanting impurity ions after completely amorphizing the silicon substrate surface (hereinafter referred to as "non- The crystallizing method ”is used (for example, monthly Semiconductor World 1990.8, p.56). Further, regarding the complication, the implantation energy and the implantation dose are variously changed to deal with the problem. Further, in this case, as the ion implantation condition, the angle condition that the channeling phenomenon hardly occurs is intentionally selected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】今後更に微細化が進む
将来を鑑みると、これらの方法では不純物分布の形成の
自由度が少ないため、一層複雑な不純物分布を形成する
際に制限を受ける可能性があるという問題点がある。例
えば図16、図17に示す様に従来方法では、角度調整
法または非晶質化法それぞれでの入射イオンに対し、注
入分布の半値幅(以降図20で定義する分布半値幅と呼
ぶ。)やピーク深さは一義的に決まってしまい独立制御
は不可能である。
In view of the future of further miniaturization in the future, these methods have a low degree of freedom in forming the impurity distribution, and therefore there is a possibility of being restricted when forming a more complicated impurity distribution. There is a problem that there is. For example, as shown in FIGS. 16 and 17, in the conventional method, the half-value width of the implantation distribution (hereinafter referred to as the distribution half-value width defined in FIG. 20) with respect to the incident ions in each of the angle adjustment method and the amorphization method. The peak depth is uniquely determined and independent control is impossible.

【0004】この発明は上記問題点に鑑み、同一の入射
イオンエネルギーに対しても注入分布やピーク深さを可
変させることができるという、さらなる大きな自由度を
持った不純物分布形成を実現し、その手法に基づいた高
性能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。
In view of the above problems, the present invention realizes the formation of an impurity distribution with a greater degree of freedom, in which the implantation distribution and the peak depth can be varied even for the same incident ion energy, and An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a high-performance semiconductor device based on the method.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明は、イオン注入
法を用いて半導体基板中に不純物を導入する工程を含む
半導体装置の製造方法において、該半導体基板表面より
深い所定深さの領域に損傷層を形成して、前記半導体基
板中の深さ方向に結晶性の分布を持たせる工程を有し、
半導体基板に不純物イオンを注入するに際し、チャネリ
ング現象を積極的に利用すること、チャネリング軸に対
して適切な角度調整を行うことを適宜ミックスするとい
う手法をイオン注入工程に導入するという技術的手段を
採用したことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a method of manufacturing a semiconductor device including a step of introducing an impurity into a semiconductor substrate by using an ion implantation method, wherein a region having a predetermined depth deeper than the surface of the semiconductor substrate is damaged. A layer to form the semiconductor substrate
It has a process of giving a crystalline distribution in the depth direction in the plate,
When implanting impurity ions into a semiconductor substrate,
Active use of the ringing phenomenon,
It is said that it is appropriate to mix and adjust the angle appropriately.
The technical means of introducing such a method into the ion implantation process
It is characterized by being adopted .

【0006】[0006]

【作用】この発明によると、不純物のイオン注入におい
て、半導体基板表面より深い所定深さの領域に損傷層
形成して、前記半導体基板中の深さ方向に結晶性の分布
を持たせ、半導体基板に不純物イオンを注入するに際
し、チャネリング現象を積極的に利用すること、チャネ
リング軸に対して適切な角度調整を行うことを適宜ミッ
クスするようにしているため、任意の特定の場所にのみ
集中的に不純物層を形成することが可能となり、またそ
の注入分布幅及び注入深さを独立に制御することが可能
となる。
According to the present invention, in the ion implantation of impurities, a damaged layer is formed in a region of a predetermined depth deeper than the surface of the semiconductor substrate, and the crystalline distribution in the depth direction in the semiconductor substrate.
When implanting impurity ions into the semiconductor substrate,
And actively use the channeling phenomenon,
It is necessary to properly adjust the angle of the ring axis.
Because you have to box, it is possible to form a concentrated impurity layer only on any particular location, also it is possible to independently control the injection distribution width and the implantation depth thereof.

【0007】[0007]

【実施例】(第1実施例)以下、この発明を具体化した
一実施例を図面に従って説明する。図1〜図11は、本
実施例におけるN−MOSトランジスタの各製造工程途
中における断面図を示すものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 11 are sectional views showing the N-MOS transistor according to the present embodiment in the middle of each manufacturing process.

【0008】まず図1に示すように、一般の製造工程に
従い、P型シリコン基板1を熱酸化により熱酸化膜2
を、またLPCVD法などにより窒化膜3を形成する。
その後、図2に示す様にレジスト等のマスク層4をパタ
ーニングし、ドライエッチング法により上記酸化膜2及
び窒化膜3をパターニングする。そして、イオン注入
(例えばB+ )をし、チャネルストッパ層5を形成す
る。
First, as shown in FIG. 1, a P-type silicon substrate 1 is thermally oxidized to form a thermal oxide film 2 according to a general manufacturing process.
And the nitride film 3 is formed by the LPCVD method or the like.
Thereafter, as shown in FIG. 2, a mask layer 4 such as a resist is patterned, and the oxide film 2 and the nitride film 3 are patterned by a dry etching method. Then, ion implantation (for example, B + ) is performed to form the channel stopper layer 5.

【0009】次に、図3に示すようにマスク層4を除去
し、そしてフィールド酸化を行ないLOCOS領域6を
形成する。そして上記窒化膜3を除去後、酸化膜2を希
弗酸水溶液でゲ−ト領域からエッチング除去する。引き
続き、ゲ−ト酸化膜7を熱酸化法で形成する。さらに、
図4に示すように、しきい値電圧調整及びパンチスルー
ストッパ形成用のイオン注入に先立ち、シリコン基板中
に結晶構造の乱れた領域13を局所的に形成するために
損傷領域形成用イオン(例えばSi+ やGe+ )のイオ
ン注入を行ない、結晶を乱し損傷層領域13a,13b
を形成する。
Next, as shown in FIG. 3, the mask layer 4 is removed, and field oxidation is performed to form a LOCOS region 6. After removing the nitride film 3, the oxide film 2 is removed by etching from the gate region with a dilute hydrofluoric acid solution. Subsequently, the gate oxide film 7 is formed by the thermal oxidation method. further,
As shown in FIG. 4, prior to ion implantation for adjusting the threshold voltage and forming a punch-through stopper, ions for forming a damaged region (for example, ions for forming a damaged region) are locally formed in the silicon substrate to locally form the region 13 having a disordered crystal structure. Si + or Ge + ) ions are implanted to disturb the crystal and damage layer regions 13a and 13b.
To form.

【0010】例えばその結晶構造の乱し方としては、図
12に示すようにする。この図はシリコン基板の将来チ
ャネル領域となる場所の断面構造を示したものである。
表面には比較的損傷量を抑えた領域13a(もしくは単
結晶領域)を形成し、そしてパンチスルーストッパを形
成すべき深さの所において比較的損傷量を増大させた領
域13bを形成する。その際、ソース/ドレインとパン
チスルーストッパの界面となるべき所に低損傷領域13
a(もしくは単結晶領域)と高損傷領域13bとの界面
が来るように設定するのが良い。具体例を挙げれば、表
面の低損傷領域13aの厚さを0.16μm、パンチスルー
ストッパを形成すべき高損傷領域13bの厚さを0.14μ
mに設定する。これらの条件は損傷形成用イオン17の
エネルギーやドーズ量を適宜調整する事により高損傷領
域13bの損傷具合や損傷幅は調整可能である。
For example, as a way of disturbing the crystal structure, it is as shown in FIG. This figure shows a cross-sectional structure of a portion of the silicon substrate which will be a future channel region.
A region 13a (or a single crystal region) having a relatively small amount of damage is formed on the surface, and a region 13b having a relatively large amount of damage is formed at a depth where a punch-through stopper should be formed. At that time, a low damage region 13 is formed at a place which should be an interface between the source / drain and the punch through stopper.
It is preferable to set so that the interface between a (or the single crystal region) and the highly damaged region 13b comes. As a specific example, the thickness of the low damage region 13a on the surface is 0.16 μm, and the thickness of the high damage region 13b where the punch through stopper is to be formed is 0.14 μm.
Set to m. Under these conditions, the degree of damage and the width of damage to the highly damaged region 13b can be adjusted by appropriately adjusting the energy and dose of the damage forming ions 17.

【0011】そして、図5に示すように,しきい値電圧
調整及びパンチスルーストッパ領域を一括形成するため
に、パンチスルーストッパ形成用不純物イオンのイオン
注入を、例えば20keV,B+ イオンで行う。この場
合イオンの入射角度はシリコン基板のチャネリング軸
(例えば<100>、<110>、<111>等)に平
行もしくは適度にずらし、またその角度を精度良く設定
し、エネルギーは各チャネリング軸に対し適切な値に設
定する。
Then, as shown in FIG. 5, in order to collectively adjust the threshold voltage and form the punch-through stopper region, ion implantation of punch-through stopper forming impurity ions is performed with, for example, 20 keV and B + ions. In this case, the incident angle of the ions is parallel or appropriately shifted to the channeling axis of the silicon substrate (for example, <100>, <110>, <111>, etc.), and the angle is accurately set, and the energy is set to each channeling axis. Set to an appropriate value.

【0012】次に、図6に示すように、多結晶シリコン
膜等を形成し、所定の寸法にドライエッチング法により
パターニングしてゲ−ト電極8を形成する。次に、図7
に示すように、ソース/ドレイン形成用不純物イオン1
8のイオン注入(例えばP+ やAs+ )を行ない、ソー
ス/ドレイン領域9を形成する。この場合は先ほどのし
きい値電圧調整及びパンチスルーストッパ領域を形成す
るためのイオン注入時に用いた角度条件とは異なり、チ
ャネリング条件から故意にずらす(例えば基板垂線に対
しイオンの入射角度を7度以上傾斜させる)ことによ
り、またはイオン注入(Si+ またはGe+ 等)により
基板表面を非晶質化してから不純物イオンを注入するこ
とにより、ソース/ドレインの接合深さをできる限り浅
くすることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 6, a gate electrode 8 is formed by forming a polycrystalline silicon film or the like and patterning it to a predetermined size by a dry etching method. Next, FIG.
As shown in, source / drain formation impurity ions 1
Ion implantation of 8 (for example, P + or As + ) is performed to form source / drain regions 9. In this case, unlike the angle condition used at the time of ion implantation for adjusting the threshold voltage and forming the punch-through stopper region, the channeling condition is intentionally shifted (for example, the incident angle of the ion is 7 degrees with respect to the substrate normal). The source / drain junction depth can be made as shallow as possible by implanting impurity ions after making the substrate surface amorphous by ion implantation (Si + or Ge + etc.). preferable.

【0013】そして、図8に示すように、電界緩和層形
成用不純物イオン19の斜めイオン注入(例えばP+
As+ )を行ない、電界緩和層15形成を形成する。次
に、図9に示すように、BPSG等の絶縁膜層10をプ
ラズマCVD法などで形成した後、リフローする。次
に、図10に示すように、ドライエッチング法等により
コンタクトホール11を形成する。
Then, as shown in FIG. 8, oblique ion implantation (for example, P + or As + ) of the impurity ions 19 for forming the electric field relaxation layer is performed to form the electric field relaxation layer 15. Next, as shown in FIG. 9, an insulating film layer 10 such as BPSG is formed by a plasma CVD method or the like, and then reflow is performed. Next, as shown in FIG. 10, a contact hole 11 is formed by a dry etching method or the like.

【0014】次に、図11に示すように、Al−Si−
Cu合金等を例えばスパッタ法等により成膜した後パタ
ーニングして配線12を形成する。この後、パッシベー
ション膜を形成してN−MOSトランジスタが完成す
る。以上のように、本実施例では、シリコン基板等にお
いて、ある一定の深さで、ある幅を持たせて結晶構造を
故意に適切なイオンを用いたイオン注入法等で局所的に
乱し、その状態で基板に導入すべき不純物を上述の3つ
の工程を適宜組み合わせてイオン注入し、注入した全不
純物量の比較的大部分を含有する領域を局所的に形成す
るようにしている。その際、損傷形成用イオンのエネル
ギーを変化させることにより、高濃度領域の設定深さを
自由に変えることができ、また損傷幅を変化させること
により自由に高濃度領域幅を制御して形成することがで
きる。例えば図18に示す様に20keV,B+ イオン
を(100)シリコン基板に注入した場合、分布半値幅
は角度調整法では0.085 μm、非晶質化法では0.066 μ
mと一義的に決まってしまうが、本発明を用いることに
より0.038 μmから0.206 μmまで連続的に変化させる
ことができるようになる。
Next, as shown in FIG. 11, Al--Si--
The Cu 12 or the like is formed by, for example, a sputtering method and then patterned to form the wiring 12. After that, a passivation film is formed to complete the N-MOS transistor. As described above, in the present embodiment, in a silicon substrate or the like, the crystal structure is intentionally locally disturbed by an ion implantation method or the like using an appropriate ion with a certain depth and a certain width. In this state, the impurities to be introduced into the substrate are ion-implanted by appropriately combining the above-mentioned three steps to locally form a region containing a relatively large part of the total amount of the implanted impurities. At that time, the set depth of the high-concentration region can be freely changed by changing the energy of the damage-forming ions, and the high-concentration region width can be freely formed by changing the damage width. be able to. For example, when 20 keV, B + ions are implanted into a (100) silicon substrate as shown in FIG. 18, the distribution half-value width is 0.085 μm in the angle adjustment method and 0.066 μm in the amorphization method.
However, by using the present invention, it is possible to continuously change from 0.038 μm to 0.206 μm.

【0015】また図19に示す様に注入分布のピーク深
さは、特性Xに示す角度調整法では0.08μm、特性Yに
示す非晶質化法では0.08μmと一義的に決まってしまう
が、特性Z1 からZ2 に示す本実施例の方法を用いるこ
とにより0.08μmから0.22μmまで連続的に変化させる
ことができる。これは他の入射イオンのエネルギーにつ
いても同様のことが当てはまる。
Further, as shown in FIG. 19, the peak depth of the implantation distribution is uniquely determined to be 0.08 μm in the angle adjustment method shown in the characteristic X and 0.08 μm in the amorphization method shown in the characteristic Y. By using the method of this embodiment shown in the characteristics Z 1 to Z 2 , it is possible to continuously change from 0.08 μm to 0.22 μm. The same applies to the energy of other incident ions.

【0016】また、図13にパンチスルーストッパとな
るB+ イオンの注入分布のシリコン基板の結晶性の違い
による変化を示す。ただし、注入エネルギーは20ke
Vとする。基板が完全な単結晶の場合、<100>軸チ
ャネリング時には、特性Aとして点線で示すように深さ
方向に対しほぼ台形状の比較的幅広い分布を持つ。他
方、入射角度を適当にずらしチャネリング現象を極力抑
制した場合には、特性Bとして二点鎖線で示すように、
ピーク深さが浅い方にシフトし注入分布幅は狭くなる
が、まだテール領域の勾配はやや緩やかである。またシ
リコン基板が完全に非晶質化した場合には、特性Cとし
て一点鎖線で示すようにその分布のテール領域の濃度勾
配はさらに大きくなる。そして図12に示すような結晶
性の分布を持たせた場合には、特性Dとして実線で示す
ように高損傷領域に高不純物濃度の領域を局所的に形成
することができる。
Further, FIG. 13 shows changes in the implantation distribution of B + ions, which serve as a punch-through stopper, due to the difference in crystallinity of the silicon substrate. However, the injection energy is 20 ke
V. In the case where the substrate is a perfect single crystal, the characteristic A has a relatively wide trapezoidal distribution in the depth direction as indicated by the dotted line during <100> axis channeling. On the other hand, when the incident angle is appropriately shifted to suppress the channeling phenomenon as much as possible, as shown by the chain double-dashed line as the characteristic B,
Although the peak depth shifts to the shallower side and the implantation distribution width narrows, the slope of the tail region is still moderate. Further, when the silicon substrate is completely amorphized, the concentration gradient in the tail region of the distribution is further increased as indicated by the chain line of characteristic C. When the crystallinity distribution shown in FIG. 12 is provided, a region having a high impurity concentration can be locally formed in the highly damaged region as a characteristic D indicated by a solid line.

【0017】なお本実施例においてはゲ−ト酸化膜7を
先に形成したが、損傷領域を形成した後に行ってもよ
い。以上詳述したように本実施例では、微細化に伴って
複雑化、縮小化することによって生ずる不純物分布形成
の自由度の問題を、チャネリング現象の積極的な利
用、チャネリング軸に対する適切な角度調整、及び
半導体基板への局所的な損傷領域の形成という3つの工
程を適宜ミックスした手法をイオン注入工程に導入する
ことにより、高不純物濃度領域を任意の深さ及び幅で形
成することができるため、上記問題点を解決することが
可能となると共に、イオン注入技術の応用領域を従来よ
りもさらに発展させることができる。
Although the gate oxide film 7 is formed first in this embodiment, it may be formed after the damaged region is formed. As described above in detail, in the present embodiment, the problem of the degree of freedom in forming the impurity distribution, which is caused by the complication and the reduction in size with the miniaturization, is taken into consideration. , And a high impurity concentration region can be formed with an arbitrary depth and width by introducing into the ion implantation process a method in which the three processes of forming a locally damaged region on the semiconductor substrate are appropriately mixed. As a result, it is possible to solve the above-mentioned problems, and it is possible to further develop the application area of the ion implantation technique than ever before.

【0018】また、しきい値電圧調整及びパンチスルー
ストッパ領域を一括して形成するために形成工程をも簡
略化することができ、またパンチスルーストッパの形成
深さ、幅をも自由にかつ独立に制御することができ、最
適なデバイス構造を実現することが可能となる。 (第2実施例)第1実施例においては、損傷領域の設定
をイオン注入のみで実施したが、その場合、基板表面を
著しく損傷させないために、ある程度イオン注入のエネ
ルギーおよびドーズ量が限定されてしまい、それによ
り、損傷領域の設定が限定されてしまう。そこで、損傷
領域の設定後、レーザビーム等基板表面を局所的に加熱
する方法を用い、基板表面の結晶性を回復させるように
する。これにより、更に損傷領域の設定条件に対する形
成自由度を大きくすることができる。詳細は以下の通り
である。
Further, since the threshold voltage adjustment and the punch-through stopper region are collectively formed, the forming process can be simplified, and the punch-through stopper can be formed freely and independently. Can be controlled to realize an optimal device structure. (Second Embodiment) In the first embodiment, the damaged region is set only by ion implantation, but in that case, the energy and dose amount of ion implantation are limited to some extent in order to prevent the substrate surface from being significantly damaged. As a result, the setting of the damaged area is limited. Therefore, after setting the damaged region, a method of locally heating the substrate surface such as a laser beam is used to recover the crystallinity of the substrate surface. As a result, the degree of freedom in forming the damaged region with respect to the set conditions can be further increased. Details are as follows.

【0019】第1実施例におけるゲ−ト酸化膜形成工程
までは同一の工程を踏襲する(図1〜図3)。次に、図
14に示すように、損傷領域形成用イオン17(例えば
Si+ やGe + 等)を注入し損傷領域13を形成する。
その際、第1実施例の場合と異なり、表面近傍の低損傷
領域の保存には特にこだわる必要はない。
Gate oxide film forming step in the first embodiment
The same steps are followed until (Figs. 1 to 3). Next, the figure
14, the damaged region forming ions 17 (for example,
Si+And Ge +Etc. are implanted to form the damaged region 13.
At that time, unlike the case of the first embodiment, low damage near the surface
There is no particular need to save the area.

【0020】次に、図15に示すようにレーザ照射を行
ない、所望とする深さの損傷領域を再結晶化層21にす
る。その際、再結晶化深さを調整するためには、レーザ
の波長やパワーを調整すれば良い。この結果、表面領域
に結晶性が回復しチャネリング現象を生じさせることが
でき、またその下地に損傷領域を残存させることができ
る。これ以降の工程については実施例1の不純物イオン
注入工程(図5に相当)以降を踏襲する。
Next, as shown in FIG. 15, laser irradiation is carried out to form a recrystallized layer 21 in a damaged region having a desired depth. At that time, in order to adjust the recrystallization depth, the wavelength and power of the laser may be adjusted. As a result, the crystallinity can be recovered in the surface region to cause the channeling phenomenon, and the damaged region can remain in the underlying layer. As for the subsequent steps, the impurity ion implantation step of Example 1 (corresponding to FIG. 5) and the subsequent steps are followed.

【0021】このように本実施例では、イオン注入によ
り所望の損傷領域を設定した後、基板表面をレーザビー
ム等により基板表面を加熱し、結晶性を回復するように
しているため、損傷領域の設定を基板表面の損傷を考慮
することなく実施できる。
As described above, in the present embodiment, after the desired damaged region is set by ion implantation, the substrate surface is heated by a laser beam or the like to recover the crystallinity, so that the damaged region is not damaged. The setting can be performed without considering the damage on the substrate surface.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明では、任意
の特定の場所にのみ集中的に不純物層を形成することが
可能となり、またその注入分布幅及び注入深さを独立に
制御することが可能となるため、不純物のイオン注入に
おいて、より微細化,複雑化が可能となり、より高性能
な半導体装置の製造方法を提供することができる。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to form an impurity layer in a concentrated manner only at an arbitrary specific place, and the implantation distribution width and the implantation depth are independently controlled. Therefore, it becomes possible to further miniaturize and complicate the ion implantation of impurities, and it is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor device with higher performance.

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

【図1】第1実施例のN−MOSトランジスタの製造工
程を説明するための断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of an N-MOS transistor of a first embodiment.

【図2】第1実施例のN−MOSトランジスタの製造工
程を説明するための断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the N-MOS transistor of the first embodiment.

【図3】第1実施例のN−MOSトランジスタの製造工
程を説明するための断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the N-MOS transistor of the first embodiment.

【図4】第1実施例のN−MOSトランジスタの製造工
程を説明するための断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the N-MOS transistor of the first embodiment.

【図5】第1実施例のN−MOSトランジスタの製造工
程を説明するための断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the N-MOS transistor of the first embodiment.

【図6】第1実施例のN−MOSトランジスタの製造工
程を説明するための断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the N-MOS transistor of the first embodiment.

【図7】第1実施例のN−MOSトランジスタの製造工
程を説明するための断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the N-MOS transistor of the first embodiment.

【図8】第1実施例のN−MOSトランジスタの製造工
程を説明するための断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the N-MOS transistor of the first embodiment.

【図9】第1実施例のN−MOSトランジスタの製造工
程を説明するための断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the N-MOS transistor of the first embodiment.

【図10】第1実施例のN−MOSトランジスタの製造
工程を説明するための断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the N-MOS transistor of the first embodiment.

【図11】第1実施例のN−MOSトランジスタの製造
工程を説明するための断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the N-MOS transistor of the first embodiment.

【図12】しきい値電圧調整及びパンチスルーストッパ
一括形成のための基板における結晶性の深さ分布であ
る。
FIG. 12 is a depth distribution of crystallinity in a substrate for adjusting a threshold voltage and forming a punch-through stopper all together.

【図13】20keV B+ のシリコン基板への注入分
布の、基板結晶性分布依存性である。
FIG. 13 shows the dependence of the implantation distribution of 20 keV B + on the silicon substrate, which is the crystallinity distribution of the substrate.

【図14】第2実施例のN−MOSトランジスタの製造
工程を説明するための断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the N-MOS transistor of the second embodiment.

【図15】第2実施例のN−MOSトランジスタの製造
工程を説明するための断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process for the N-MOS transistor of the second embodiment.

【図16】分布半値幅の入射イオンエネルギー依存性を
示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing dependency of distribution half width on incident ion energy.

【図17】ピーク深さの入射イオンエネルギー依存性を
示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing the dependence of peak depth on incident ion energy.

【図18】分布半値幅の入射イオンエネルギー依存性を
示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing incident ion energy dependence of a distribution half width.

【図19】ピーク深さの入射イオンエネルギー依存性を
示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing dependency of peak depth on incident ion energy.

【図20】分布半値幅を定義するための不純物濃度深さ
分布図を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing an impurity concentration depth distribution chart for defining a distribution half width.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型シリコン基板 2 熱酸化膜 3 窒化膜 4 マスク層 5 チャネルストッパ 6 LOCOS領域 7 ゲ−ト酸化膜 8 ゲ−ト電極 9 ソース/ドレイン領域 10 絶縁膜層 11 コンタクトホール 12 配線 13a 低損傷領域 13b 高損傷領域 14 パンチスルーストッパ 15 電界緩和層 16 チャネルストッパ形成用不純物イオン 17 損傷領域形成用イオン 18 ソース/ドレイン形成用不純物イオン 19 電界緩和層形成用不純物イオン 20 レーザビーム 21 再結晶化層 1 P-type silicon substrate 2 Thermal oxide film 3 Nitride film 4 Mask layer 5 channel stopper 6 LOCOS area 7 Gate oxide film 8 gate electrodes 9 Source / drain region 10 Insulating film layer 11 contact holes 12 wiring 13a Low damage area 13b Highly damaged area 14 Punch through stopper 15 Electric field relaxation layer 16 Impurity ions for channel stopper formation 17 Ions for forming damaged areas 18 Source / drain formation impurity ions 19 Impurity ions for forming electric field relaxation layer 20 laser beam 21 Recrystallized layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−183521(JP,A) 特開 平3−262117(JP,A) 特開 平4−715(JP,A) 特開 昭61−26220(JP,A) 特開 昭57−34332(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/265 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-2-183521 (JP, A) JP-A-3-262117 (JP, A) JP-A-4-715 (JP, A) JP-A 61- 26220 (JP, A) JP-A-57-34332 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/265

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 イオン注入法を用いて半導体基板中に不
純物を導入する工程を含む半導体装置の製造方法におい
て、 該半導体基板表面より深い所定深さの領域に損傷層を形
成して、前記半導体基板中の深さ方向に結晶性の分布を
持たせる工程と、 前記半導体基板に対してチャネリングが生じる角度条件
で不純物イオンを注入して、前記損傷層の形成された領
域に高不純物濃度の領域を形成するとともに、前記損傷
層の形成された領域より浅い領域に低不純物濃度の領域
を形成する第1の不純物イオン注入工程と、 前記半導体基板に対してチャネリングが生じる角度条件
からずらした角度条件で、前記第1の不純物イオン注入
工程での不純物イオンとは異なる導電型の不純物イオン
を注入する第2の不純物イオン注入工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device including a step of introducing an impurity into a semiconductor substrate by using an ion implantation method, wherein a damaged layer is formed in a region of a predetermined depth deeper than the surface of the semiconductor substrate, and the semiconductor is formed. A step of providing a crystallinity distribution in the depth direction in the substrate, and a step of implanting impurity ions under an angle condition that causes channeling to the semiconductor substrate to form a region of high impurity concentration in the region where the damaged layer is formed. And a first impurity ion implantation step of forming a region of low impurity concentration in a region shallower than the region in which the damaged layer is formed; and an angular condition deviated from an angular condition in which channeling occurs in the semiconductor substrate. And a second impurity ion implantation step of implanting impurity ions of a conductivity type different from that of the impurity ions of the first impurity ion implantation step. The method of manufacturing a semiconductor device according to.
【請求項2】 前記第1の不純物イオン注入工程はMO
Sトランジスタのパンチスルーストッパ領域としきい値
電圧調整領域を形成する工程であり、前記第2の不純物
イオン注入工程は当該MOSトランジスタのソース/ド
レイン領域を形成する工程であることを特徴とする請求
項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The first impurity ion implantation step is MO
7. A step of forming a punch through stopper region and a threshold voltage adjusting region of an S transistor, and the second impurity ion implantation step is a step of forming a source / drain region of the MOS transistor. 1. The method for manufacturing a semiconductor device according to 1.
【請求項3】 前記第1の不純物イオン注入工程は、<
100>軸,<110>軸,<111>軸に対して平行
な角度条件で前記不純物イオンを注入する工程であるこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置の製造
方法。
3. The first impurity ion implantation step comprises:
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, which is a step of implanting the impurity ions under an angle condition parallel to the 100> axis, the <110> axis, and the <111> axis.
【請求項4】 前記損傷層を形成する工程は、Si
やGeのイオンビームによって前記損傷層を形成し
た後、レーザビームにより一部表面領域の結晶性を回復
させて、前記結晶性の分布を持たせる工程であることを
特徴とする請求項1記載の半導体装置製造方法。
4. The step of forming the damaged layer comprises Si +
2. The step of forming the damaged layer by an ion beam of Ge or Ge.sup. + , And then recovering the crystallinity of a partial surface region by a laser beam to give the crystallinity distribution. Manufacturing method of semiconductor device.
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