JPH02191341A - Manufacture of mos field effect transistor - Google Patents

Manufacture of mos field effect transistor

Info

Publication number
JPH02191341A
JPH02191341A JP1024489A JP1024489A JPH02191341A JP H02191341 A JPH02191341 A JP H02191341A JP 1024489 A JP1024489 A JP 1024489A JP 1024489 A JP1024489 A JP 1024489A JP H02191341 A JPH02191341 A JP H02191341A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
oxide film
amorphous region
forming
junction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1024489A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Nishikawa
哲 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP1024489A priority Critical patent/JPH02191341A/en
Publication of JPH02191341A publication Critical patent/JPH02191341A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To avoid a channeling phenomenon created by ion implantation for forming source/drain diffused layers by a method wherein an amorphous region is formed over almost the whole region where a MOS-FET is to be formed before a gate electrode is formed. CONSTITUTION:In an n-type well region 2, Si<+> ions are implanted into almost the whole region where a MOS-FET is to be formed, i.e. a whole region which is surrounded by a field oxide film 3 and includes the depletion layer of a p<+>-n junction formed in a later process to form an amorphous region 5. Then a gate electrode 6 is formed at a required position on a gate oxide film 4. Successively, B<+> or BF ions are implanted by using the gate electrode 6 as a mask to form P<+>-type source/drain diffused layers 7 in the amorphous region 5. As the implanted region is amorphous at that time, a shallow junction can be formed without creating channeling.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、MOS形電界効果トランジスタの製造方法、
特にそのソース・ドレイン拡散層の製造方法に関するも
のである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for manufacturing a MOS field effect transistor;
In particular, it relates to a method of manufacturing the source/drain diffusion layer.

(#i(来の技術) VLSIの集積度を増大させるため、MO3形電界効果
トランジスタ(以下、MOS−FETという)において
は、そのゲート長の微細化に伴いソース・ドレイン拡散
領域の接合深さを浅くすることが要求されている。通常
、拡散領域の形成にはイオン注入法が用いられ、n’ 
/p接合を形成する場合にはAs+ またはP+、p+
/n接合を形成する場合にはB またはBF2  の注
入が行なわれている。
(#i (Future technology)) In order to increase the degree of integration of VLSI, in MO3 field effect transistors (hereinafter referred to as MOS-FET), the junction depth of the source/drain diffusion region is reduced due to the miniaturization of the gate length. Normally, ion implantation is used to form the diffusion region, and n'
/As+ or P+, p+ when forming a p junction
When forming a /n junction, B or BF2 is implanted.

浅い接合を形成するに際し、イオン注入時に生じるチャ
ネリング現象が障害となることが広く知られている。チ
ャネリングは、イオン等の荷電粒子が単結晶に入射しな
とき、原子配列のすき間を抜けて深く進入してゆく現象
である。この現象は質俄数の小さなイオンで顕著となり
、浅い接合を形成するために低エネルギーでのイオン注
入を行なっても、接合深さはそれ程浅くならない。その
ため、軽い元素であるB等を用いたp+/nの浅接合を
通常のイオン注入法で形成することは困難であり、これ
を克服するための試みがなされている。
It is widely known that the channeling phenomenon that occurs during ion implantation poses an obstacle when forming shallow junctions. Channeling is a phenomenon in which charged particles such as ions, when not incident on a single crystal, penetrate deeply through gaps in the atomic arrangement. This phenomenon becomes noticeable with ions having a small number of particles, and even if ion implantation is performed at low energy to form a shallow junction, the junction depth will not become very shallow. Therefore, it is difficult to form a p+/n shallow junction using a light element such as B by a normal ion implantation method, and attempts have been made to overcome this problem.

従来、この種の技術としては、(A) J、Appl、
Phys、60 [7] (1986−1,0) (米
)P。
Conventionally, this type of technology includes (A) J, Appl,
Phys, 60 [7] (1986-1,0) (US) P.

2422−2438、及び(B)エックステンプイツト
 アブストラクト オン ザ 20(EXtended
 Abstracts of the 20th)  
(19881nternational )コンファレ
ンス オン ソリッド ステイト デバイス アンド 
マテリアル、東京(Conference on So
l id 5tate [)cvices and H
aterials、Tokyo  >   (1988
)   (日)P、   105−108に開示される
ものがあった。これらの文献(A>及び(B)はチャネ
リング現象を防止するなめ、ゲート電極を形成した後、
ソース・ドレイン拡散層の形成予定領域にSi+を注入
することによってその領域を非晶質化し、その後に1(
1”2  等を注入する方法を提案している。
2422-2438, and (B) Extended Abstracts on the 20 (EXTended
Abstracts of the 20th)
(19881international) Conference on Solid State Devices and
Material, Tokyo (Conference on So
l id 5tate [) cvices and H
materials, Tokyo > (1988
) (Japanese) P, 105-108. In these documents (A> and (B)), in order to prevent the channeling phenomenon, after forming the gate electrode,
By injecting Si+ into the region where the source/drain diffusion layer is to be formed, the region is made amorphous, and then 1(
1"2 etc. is proposed.

しかし、このようにして形成されたp+/n接合は、前
記文献(A)に示されている如く、逆バイアスでの接合
リーク電流が通常のイオン注入法いよるものに比較して
非常に大きくなり、実用に耐えられないおそれがある。
However, as shown in the above-mentioned document (A), the p+/n junction formed in this way has a very large junction leakage current under reverse bias compared to that formed by the normal ion implantation method. Therefore, it may not be practical.

その原因は、Si″注入によって非晶質化された領域と
結晶領域の境界に生じた欠陥が、BF2 注入後のアニ
ールによっても2次欠陥として残留することにある。こ
の2次欠陥がp  /n空乏層内に存在するため、ここ
で発生するキャリアが接合リークを引き起こすのである
The reason for this is that defects generated at the boundary between the amorphous region and the crystalline region by Si'' implantation remain as secondary defects even after annealing after BF2 implantation. Since they exist in the n-depletion layer, carriers generated there cause junction leakage.

これに対し、前記文献(B)に示されるようGこ、BF
2+注入後のアニールを施した際に2次欠陥領域が81
層内に入るようなイオン注入条件を設定することにより
、接合リーク電流を低減することができる。しかし、文
献(B)に記載された第2図に示される如く、このよう
なイオン注入条件では、B F 2  の横方向(イオ
ン注入方向に垂直な方向)のチャネリングが抑えられな
いため、14F2+領域10が非晶質領域11から逸脱
してゲート電極12下へ侵入し、MOS−FETの実効
ゲート長が短くなってしまうおそれがある。こ1−tを
防止するため、文献(B)はソース・ドレイン形成予定
領域にSt+を斜め方向から注入することを提唱してい
る。
On the other hand, as shown in the above document (B), G, BF
When annealing was performed after 2+ implantation, the secondary defect area was 81
Junction leakage current can be reduced by setting conditions for ion implantation such that ions enter the layer. However, as shown in FIG. 2 described in Document (B), under such ion implantation conditions, channeling of B F 2 in the lateral direction (direction perpendicular to the ion implantation direction) cannot be suppressed. There is a possibility that the region 10 deviates from the amorphous region 11 and invades below the gate electrode 12, and the effective gate length of the MOS-FET becomes short. In order to prevent this 1-t, Document (B) proposes obliquely implanting St+ into the regions where the source/drain is to be formed.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記構成のMOS−FETの製造方法に
おいては次のような課題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the method for manufacturing the MOS-FET having the above configuration has the following problems.

即ち、浅い接合を形成するために、ゲート電極形成後に
Si+イオン注入を施して非晶質領域を+ 形成した後、B またはBF−のイオン注入を行なう方
法を用いた場合、前記文献(A>に記載される如く注入
角度を約7°程度に固定した通常のイオン注入法では、
横方向チャネリングを防止できる程度の深い非晶質領域
を形成すると接合リーク電流の増大を招く。一方、非晶
質領域を浅くすれば、チャネリングによる実効チャネル
長の減少を生じてしまう。
That is, in order to form a shallow junction, if a method is used in which Si+ ions are implanted after forming the gate electrode to form an amorphous region, then B or BF- ions are implanted. In the normal ion implantation method in which the implantation angle is fixed at about 7°, as described in
Forming an amorphous region deep enough to prevent lateral channeling causes an increase in junction leakage current. On the other hand, if the amorphous region is made shallow, the effective channel length will decrease due to channeling.

また、前記文献(B)の如くソース・ドレイン形成予定
領域のそれぞれに81 を斜め方向から注入するために
は、イオン注入装置を回転可能にする等の改造が必要に
なる。さらに、2次欠陥領域の位置が接合の全域でP 
M内に入るようにするためには、イオン注入条件の煩雑
な調整作業が必要になるという問題もある。
Further, in order to implant 81 from an oblique direction into each of the regions where the source and drain are to be formed as in the above-mentioned document (B), modification of the ion implantation device such as making it rotatable is required. Furthermore, the position of the secondary defect region is P throughout the entire junction.
There is also the problem that in order to make the ion implantation fall within M, complicated adjustment work is required for the ion implantation conditions.

本発明は、前記従来技術がもっていた課題として、接合
リーク電流が増大する点、及び接合リーク電流の低減を
図るためには煩雑な調整作業とイオン注入装置の改造が
必要となる点について解決したMOS−FETの製造方
法を提供するものである。
The present invention solves the problems that the conventional technology had, such as the increase in junction leakage current and the need for complicated adjustment work and modification of the ion implantation equipment in order to reduce the junction leakage current. A method for manufacturing a MOS-FET is provided.

(課題を解決するための手段) 本発明は前記課題を解決するために、半導体基板のn形
層上に素子分離用のフィールド酸化膜を形成する工程と
、前記n形層上におけるゲート酸化膜の形成前もしくは
形成後にSl 、Ge  、Sn  、As  、P 
 及びSb  のいずれかをイオン注入し、前記フィー
ルド酸化膜に囲まれた前記n形層のMOS−FET形成
予定領域のほぼ全域に所定深さの非晶質領域を形成する
工程と、前記非晶質領域及び前記ゲート酸化膜の形成後
にそのゲート酸化膜上の所定位置にゲート電極を形成す
る工程と、前記ゲート電極をマスクとしてB′及びBF
2+のいずれかをイオン注入し、前記非晶質領域中にソ
ース・ドレイン拡散層を形成する工程とを、順に施すよ
うにしたものである。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides a step of forming a field oxide film for element isolation on an n-type layer of a semiconductor substrate, and a gate oxide film on the n-type layer. Before or after the formation of Sl, Ge, Sn, As, P
and Sb to form an amorphous region of a predetermined depth in almost the entire region of the n-type layer where the MOS-FET is to be formed surrounded by the field oxide film; a step of forming a gate electrode at a predetermined position on the gate oxide film after forming the active region and the gate oxide film; and a step of forming B' and BF using the gate electrode as a mask.
2+ ions and forming a source/drain diffusion layer in the amorphous region are sequentially performed.

前記非晶笛領域の前記所定深さは、その非晶質領域の前
記n形層側の界面と前記ソース・トレイン拡散層との距
雛がp+/n接合により形成される空乏層の厚さより大
きくなるようにすることが効果的である。
The predetermined depth of the amorphous region is such that the distance between the interface of the amorphous region on the n-type layer side and the source/train diffusion layer is greater than the thickness of the depletion layer formed by the p+/n junction. It is effective to make it larger.

また、前記非晶質領域を形成した後、前記B+及びBF
2 のいずれかのイオン注入終了までの工程におけるプ
ロセス温度を600℃より低くするとよい。
Further, after forming the amorphous region, the B+ and BF
It is preferable that the process temperature in the steps up to the completion of either ion implantation in step 2 is lower than 600°C.

(作用) 本発明によれば、以上のようにMOS−FETの製造方
法を構成したので、ゲート電極を形成する前に、MOS
−FET形成予定領域のほぼ全域に所定深さの非晶質領
域を形成する工程は、その後に形成されるゲート電極下
をも非晶質化し、後工程におけるB またはBF2 の
イオン注入に際し、イオン注入方向及びそれに垂直な横
方向へのチャネリング現象を防止するように働く。また
、接合リーク電流を生じさせる2次欠陥をソース・ドレ
イン拡散層から極力遠ざけ、接合リーク電流の増大を防
ぐ働きをする。しかも、従来のようなイオン注入装置の
改造や注入条件の煩雑な調整作業を不要ならしめる。
(Function) According to the present invention, since the MOS-FET manufacturing method is configured as described above, the MOS-FET is
-The step of forming an amorphous region with a predetermined depth in almost the entire region where the FET is to be formed also makes the area under the gate electrode formed thereafter amorphous, and when ion implantation of B or BF2 is performed in the later step, the ion It serves to prevent channeling phenomena in the direction of injection and in the lateral direction perpendicular thereto. Further, it serves to keep secondary defects that cause junction leakage current as far away from the source/drain diffusion layer as possible, thereby preventing an increase in junction leakage current. Moreover, it eliminates the need for modification of the ion implantation apparatus and complicated adjustment of implantation conditions as in the past.

さらに、非晶質領域の深さをp  /n接合による空乏
層の厚さより深くすることは、前記接合リーク電流をよ
り確実かつ効果的に減少させるように働く。
Furthermore, making the depth of the amorphous region deeper than the thickness of the depletion layer formed by the p/n junction works to more reliably and effectively reduce the junction leakage current.

前記非晶質領域を形成後、B またはBF2+の注入終
了までの工程において、そのプロセス温度を例えば60
0℃未満に保つことにより、非晶質領域の再結晶化を抑
制し、チャネリング現象を確実に防止できる。
After forming the amorphous region, the process temperature is set to 60°C, for example, until the end of B or BF2+ implantation.
By keeping the temperature below 0° C., recrystallization of the amorphous region can be suppressed and channeling phenomenon can be reliably prevented.

従って、前記課題を解決することができるのである。Therefore, the above problem can be solved.

(実施例) 第1図(a)〜(d)は本発明の実施例を示すMOS−
FETの製造工程図である。以下、図の順番に従ってそ
の製造方法を説明する。
(Example) Figures 1(a) to (d) show MOS-
It is a manufacturing process diagram of FET. The manufacturing method will be described below in accordance with the order of the figures.

(1)第1図(a)の工程 先ず、通常の製造プロセスにより、例えばp形Si半導
体基板1にn形つェル2等のn形層を形成した後、基板
1上に素子分離用のフィールド酸化膜3を形成する。フ
ィールド酸化膜3の下には、必要に応じてチャネルスト
ップ用のイオン注入を行なう。n形つェル2の深さは通
常2μm程度とし、そのイオン濃度はI X 1017
cm’程度とする。また、フィールド酸化膜3の膜厚は
600 nm程度とする。
(1) Process shown in FIG. 1(a) First, an n-type layer such as an n-type well 2 is formed on a p-type Si semiconductor substrate 1 by a normal manufacturing process, and then an element isolation layer is formed on the substrate 1. A field oxide film 3 is formed. Ion implantation for channel stop is performed under field oxide film 3, if necessary. The depth of the n-type well 2 is usually about 2 μm, and the ion concentration is I x 1017
It should be about cm'. Further, the film thickness of the field oxide film 3 is approximately 600 nm.

次いで、フィールド酸化膜3間に膜厚20nm程度のゲ
ート酸化膜4を形成し、MOS−FETのしきい値電圧
を調整するV1コントロールのためのイオン注入を行な
う。
Next, a gate oxide film 4 having a thickness of about 20 nm is formed between the field oxide films 3, and ions are implanted for V1 control to adjust the threshold voltage of the MOS-FET.

(2)第1図(b)の工程 次に、n形つェル2内におけるMOS−FETの形成予
定領域、即ちフィールド酸化膜3に囲まれかつ後工程で
形成されるp  /n接合の空乏層を含む領域の全域に
、Sl を注入して非晶質領域5を形成する。ここに、
MOS−FET形成予定領域の全域に非晶質領域5を形
成するのは、非晶質領域5と結晶領域の界面に発生する
2次欠陥が、p  /n接合の空乏層の外側に位置する
ようにするためである。
(2) Step of FIG. 1(b) Next, the area where the MOS-FET is to be formed in the n-type well 2, that is, the p/n junction surrounded by the field oxide film 3 and to be formed in a later process, is Sl is implanted into the entire region including the depletion layer to form an amorphous region 5. Here,
The amorphous region 5 is formed in the entire region where the MOS-FET is to be formed because secondary defects generated at the interface between the amorphous region 5 and the crystal region are located outside the depletion layer of the p/n junction. This is to ensure that.

例えば、p形つェル2のイオン濃度を1×1017cm
’とすると、逆バイアス電圧をIOVとしなときの空乏
層幅は0.33μmと見積れるので、MOS−FETの
使用電圧により0.3〜0.5μm程度の深さの非晶質
領域5を形成すればよい。いま、0.5μmの深さの非
晶質領域5を形成するのであれば、Sl を1.5×1
015cm””程度のドーズとし、注入エネルギーを5
0keV、200keV、400keV程度とした3回
のイオン注入を行なえばよい。このイオン注入により、
はぼ0.5μm以上の膜厚を有するフィールド酸化M3
の領域下を除き非晶質化がなされる。また、注入された
イオンが横方向に拡がることによるフィールド酸化M3
下への侵入もみられ、フィールド酸化M3端部からその
0.3〜0.4μm程度内側まで非晶質領域5が食い込
んで形成される。
For example, set the ion concentration of p-type well 2 to 1×1017 cm
', the depletion layer width when the reverse bias voltage is IOV is estimated to be 0.33 μm, so the amorphous region 5 with a depth of about 0.3 to 0.5 μm is Just form it. Now, if we want to form an amorphous region 5 with a depth of 0.5 μm, we will set Sl to 1.5×1.
The dose was about 0.015cm'', and the implantation energy was 5.0cm.
Ion implantation may be performed three times at approximately 0 keV, 200 keV, and 400 keV. With this ion implantation,
Field oxidation M3 with a film thickness of 0.5 μm or more
The area becomes amorphous except under the area. In addition, field oxidation M3 due to the horizontal spread of implanted ions
Intrusion downward is also observed, and the amorphous region 5 is formed from the edge of the field oxidation M3 by about 0.3 to 0.4 μm inward.

(3)第1図(c)の工程 次に、ゲート酸化膜4上に所定位置にゲート電極6を形
成する。ゲート電極6は通常n ポリシリコンまたはp
 ポリシリコンを用いて形成するが、その際のプロセス
温度に注意する必要がある。J、Appl、Phys、
±9 [7]  (1978−7>(米)P、3906
によれば、Si+注入により形成された深さ0,5μm
の非晶質領域5は、例えば(100)基板を用いた場合
、600℃のプロセス温度にウェハをさらすと約10分
で結晶化してしまう。
(3) Step of FIG. 1(c) Next, a gate electrode 6 is formed on the gate oxide film 4 at a predetermined position. The gate electrode 6 is usually made of n polysilicon or p
Although it is formed using polysilicon, care must be taken regarding the process temperature at that time. J., Appl., Phys.
±9 [7] (1978-7>(US) P, 3906
According to
For example, when a (100) substrate is used, the amorphous region 5 will crystallize in about 10 minutes when the wafer is exposed to a process temperature of 600°C.

それ故、n ポリシリコンをゲート電極とする場合は、
通常のプロセスとは異なりSi2H6とPH3を用いて
成膜温度を500〜530℃程度としたCVDによるの
が好適である。また、p+ポリシリコンをゲート電極に
するのであれば、Si2H6とB2HeまたはSi2H
6のみにより同程度の温度におけるCVDでp+ポリシ
リコンまたはノンドープポリシリコンを形成するのがよ
い。ノンドープポリシリコンは、後工程のソース・ドレ
イン用のイオン注入において、同時にp ポリシリコン
とすることができる。
Therefore, when using n polysilicon as the gate electrode,
Unlike the usual process, it is preferable to use CVD using Si2H6 and PH3 at a film-forming temperature of about 500 to 530C. Also, if p+ polysilicon is used as the gate electrode, Si2H6 and B2He or Si2H
It is preferable to form p+ polysilicon or non-doped polysilicon by CVD using only 6 and at a similar temperature. The non-doped polysilicon can be converted into p-polysilicon at the same time in the later process of ion implantation for source and drain.

ゲート酸化JII4上にnlまなはp+ポリシリコン等
を成長させた後、これに通常のホトリソグラフィ及びエ
ツチングを施すことにより、図示のようなゲート電極6
が得られる。
After growing nl or p+ polysilicon on the gate oxide JII 4, a gate electrode 6 as shown in the figure is formed by applying normal photolithography and etching to this.
is obtained.

続いて、ゲート電極6をマスクとしてB まなはBF2
+のイオン注入を行ない、非晶質領域5内にP 層から
成るソース・ドレイン拡散層7を形成する。例えば、接
合深さを100〜130nm程度とするならば、約30
keVの注入エネルギーで2×1015cm−2程度の
BF2+のイオン注入を行なう。その際、注入される領
域が非晶質となっているので、チャネリングを生じるこ
となく浅い接合が形成される。
Next, using the gate electrode 6 as a mask, B Manaha BF2
+ ion implantation is performed to form a source/drain diffusion layer 7 made of a P layer in the amorphous region 5. For example, if the junction depth is approximately 100 to 130 nm, approximately 30 nm
Ion implantation of BF2+ of about 2.times.10.sup.15 cm.sup.-2 is performed with implantation energy of keV. At this time, since the implanted region is amorphous, a shallow junction is formed without channeling.

(4)第1図(d)の工程 次に、600〜700℃程度の高温で再結晶化アニール
を施す。次いで、例えばランプ加熱方式のアニール装置
によって900〜1000℃、10秒間程度のアニール
を施し、注入された各種ドーパントの活性化を行なうこ
とにより、図示の構造が得られる。
(4) Step of FIG. 1(d) Next, recrystallization annealing is performed at a high temperature of about 600 to 700°C. Next, annealing is performed at 900 to 1000 DEG C. for about 10 seconds using, for example, a lamp heating type annealing device to activate the various implanted dopants, thereby obtaining the structure shown in the figure.

その後、この上に図示しない眉間絶縁膜を形成して所定
のコンタクトホールを形成した後、アルミニウム等から
成る配線層を形成し、さらにその上に保護膜の形成等を
行なう。その際、これらの活性化アニール後の工程にお
いて、活性化アニールの温度より高温もしくは同程度の
温度でも長時間の熱処理を施すのであれば、前記B+ま
たはBF2  の注入エネルギーは、これらの熱処理で
所望の接合深さが得られるように調整しておく必要があ
る。
Thereafter, a glabella insulating film (not shown) is formed thereon, predetermined contact holes are formed, and then a wiring layer made of aluminum or the like is formed, and a protective film is further formed thereon. At that time, if heat treatment is performed at a higher temperature than the activation annealing temperature or at a similar temperature for a long time in these steps after activation annealing, the implantation energy of B+ or BF2 may be adjusted to the desired level in these heat treatments. It is necessary to make adjustments so that a bonding depth of .

以上のようにして製造された第1図(d)のMOS−F
ETにおいて、非晶質と結晶の界面に残留する2次欠陥
8は約0.5μm程度の深さにあり、最もソース・ドレ
イン拡散層7に近づくフィールド酸化m3付近において
も、その離間距離は0.3〜0゜4μm程度となる。こ
れに対し、ソース・ドレイン拡散層7に10V程度の逆
バイアス電圧をかけたとしても、拡散層7の外側に拡が
る空乏層の厚さは0.3μm程度以下となる。それ故、
2次欠陥8の影響を受けることはないので、接合リーク
電流は通常のp4/n接合における値を示す。
MOS-F of FIG. 1(d) manufactured as above
In ET, the secondary defects 8 remaining at the amorphous-crystal interface are at a depth of about 0.5 μm, and even near the field oxidation m3 closest to the source/drain diffusion layer 7, the separation distance is 0. It is about .3 to 0°4 μm. On the other hand, even if a reverse bias voltage of about 10 V is applied to the source/drain diffusion layer 7, the thickness of the depletion layer extending outside the diffusion layer 7 is about 0.3 μm or less. Therefore,
Since it is not affected by the secondary defect 8, the junction leakage current shows a value in a normal p4/n junction.

また、ゲート電極6直下の領域も非晶質化されているの
で、前記文献(B)で問題となった横方向のチャネリン
グ現象も防止することができる。
Furthermore, since the region immediately below the gate electrode 6 is also made amorphous, the lateral channeling phenomenon that was a problem in the above-mentioned document (B) can also be prevented.

それ故、実効ゲート長が短くなるという問題も解決され
る。2次欠陥8は、n形つェル2と基板1間のn−p接
合におけるリーク電流を増大させる可能性も考えられる
が、2次欠陥の位置はウェル2と基板1の接合界面から
1.5μm程度薄れているので、実際にはリーク電流の
増大を生じることはない。
Therefore, the problem of shortening the effective gate length is also solved. It is considered that the secondary defect 8 may increase the leakage current at the n-p junction between the n-type well 2 and the substrate 1, but the position of the secondary defect is one step away from the junction interface between the well 2 and the substrate 1. Since the thickness is about .5 μm, no increase in leakage current actually occurs.

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能であり、例えば次のような変形例が挙げられる。
Note that the present invention is not limited to the illustrated embodiment, and can be modified in various ways, such as the following modifications.

(イ) 第1図(a)〜(d)では、ゲート酸化膜4を
形成した後に81 をイオン注入するものとしたが、ゲ
ート酸化膜4の形成が530〜600℃以下の低温で可
能なプロセスを用いる場合には、ゲート酸化膜4の形成
前にSl をイオン注入してもよい。
(b) In Figures 1(a) to (d), 81 ions are implanted after forming the gate oxide film 4, but the gate oxide film 4 can be formed at a low temperature of 530 to 600°C. When using a process, Sl 2 may be ion-implanted before forming the gate oxide film 4.

(ロ) 前記実施例では非晶質化用のイオンとしてSi
+を用いる場合を示したが、これに代えてGe+、Sn
+を用いることもできる。また、n形つェル2の濃度を
適切に調整すれば、As  、P+、Sb+等のn形相
のイオンを注入しても同様の結果が得られる。
(b) In the above embodiment, Si was used as the amorphous ion.
Although the case where Ge+ is used is shown, instead of this, Ge+, Sn
+ can also be used. Furthermore, if the concentration of the n-type well 2 is appropriately adjusted, similar results can be obtained even when n-type ions such as As, P+, Sb+, etc. are implanted.

(ハ) 前記実施例ではSi半導体基板1として(10
0)基板を用いるものとしたが、(111)基板を用い
てもよい。(111)基板を用いれば、再結晶化速度を
(100)基板の1/25程度に減少できるので、ゲー
ト電極6の形成温度を600°Cとしても十分なプロセ
ス時間をとることができる。
(c) In the above embodiment, the Si semiconductor substrate 1 was (10
0) substrate is used, but a (111) substrate may also be used. If a (111) substrate is used, the recrystallization rate can be reduced to about 1/25 of that of a (100) substrate, so a sufficient process time can be taken even if the gate electrode 6 is formed at a temperature of 600°C.

(ニ) ゲート電極6の材質に、低抵抗ゲート電極材料
として将来のVLSIに有望視されているMo、W等の
高融点金属を用いることもできる。
(d) As the material of the gate electrode 6, high-melting point metals such as Mo and W, which are considered promising for future VLSI as low-resistance gate electrode materials, can also be used.

これらを用いることは、プロセス温度を低温化できるの
で、本発明に好適である。しかしこの場合は、イオン注
入マスクとして高融点金属上にPSG、BPSG、NS
G等の絶縁膜の形成が必要である。また、ゲート電極6
の構造は、所謂LDD楕遣のものであっても本発明の適
用が可能である。
Use of these is suitable for the present invention because the process temperature can be lowered. However, in this case, PSG, BPSG, NS, etc. are used as an ion implantation mask on the high melting point metal.
It is necessary to form an insulating film such as G. In addition, the gate electrode 6
The present invention can be applied to the structure of so-called LDD ellipse.

(ホ) 前記実施例はn形つェル2にpチャネルMOS
−FETを作る場合を例示したが、本発明はn形基板に
直接IVIO8−FETを形成しても同様の効果が得ら
れる。
(E) In the above embodiment, a p-channel MOS is used in the n-type well 2.
Although the case where a -FET is fabricated has been exemplified, the same effect can be obtained in the present invention even if an IVIO8-FET is formed directly on an n-type substrate.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように本発明によれば、ゲート電極
を形成する前に、MOS−FET形成予定領域のほぼ全
域に非晶質領域を形成するようにしたので、その後のソ
ース・ドレイン拡散層形成に際し、B+またはBF2+
のイオン注入を行なってもチャネリング現象を生じるお
それがない。
(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, an amorphous region is formed in almost the entire area of the MOS-FET formation area before forming the gate electrode. When forming source/drain diffusion layers, B+ or BF2+
Even if ion implantation is performed, there is no risk of channeling phenomenon occurring.

それ故、所定の浅い接合を容易かつ確実に形成すること
ができる。
Therefore, a predetermined shallow junction can be easily and reliably formed.

また、接合リーク電流を生じるおそれのある2次欠陥を
p+/n接合によって形成される空乏層の外に存在させ
ることにより、接合リーク電流の少ない浅接合を容易に
実現することができる。
Further, by allowing secondary defects that may cause junction leakage current to exist outside the depletion layer formed by the p+/n junction, a shallow junction with low junction leakage current can be easily realized.

さらに、Si半導体基板として(100)基板を用いる
場合には、非晶質領域の形成後からB1またはBF、+
のイオン注入終了までのプロセス温度を例えば600℃
より低くすることにより、信頼性の高い浅接合がより効
果的に得られる。
Furthermore, when a (100) substrate is used as the Si semiconductor substrate, B1 or BF, +
For example, the process temperature until the end of ion implantation is 600℃.
By making it lower, reliable shallow junctions can be more effectively obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)〜(d)は、本発明の実施例におけるMO
3形電界効果トランジスタの製造方法を示す製造工程図
、第2図は従来のMOS型電界効果トランジスタの製造
過程における部分断面図である。 1・・・・・・半導体基板、2・・・・・・n形つェル
、3・・・・・・フィールド酸化膜、4・・・・・・ゲ
ート酸化膜、5・・・・・・非晶質領域、6・・・・・
・ゲート電極、7・・・・・・ソース・ドレイン拡散層
、8・・・・・・2次欠陥。
FIGS. 1(a) to 1(d) show the MO in the embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a manufacturing process diagram showing a method for manufacturing a type 3 field effect transistor, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the manufacturing process of a conventional MOS type field effect transistor. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Semiconductor substrate, 2... N-type well, 3... Field oxide film, 4... Gate oxide film, 5... ...Amorphous region, 6...
- Gate electrode, 7... Source/drain diffusion layer, 8... Secondary defect.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体基板のn形層上に素子分離用のフィールド酸
化膜を形成する工程と、 前記n形層上におけるゲート酸化膜の形成前もしくは形
成後にSi^+、Ge^+、Sn^+、As^+、P^
+及びSb^+のいずれかをイオン注入し、前記フィー
ルド酸化膜に囲まれた前記n形層のMOS形電界効果ト
ランジスタ形成予定領域のほぼ全域に所定深さの非晶質
領域を形成する工程と、前記非晶質領域及び前記ゲート
酸化膜の形成後にそのゲート酸化膜上の所定位置にゲー
ト電極を形成する工程と、 前記ゲート電極をマスクとしてB^+及び BF_2^+のいずれかをイオン注入し、前記非晶質領
域中にソース・ドレイン拡散層を形成する工程とを、 順に施すことを特徴とするMOS形電界効果トランジス
タの製造方法。 2、請求項1記載のMOS形電界効果トランジスタの製
造方法において、 前記非晶質領域の前記所定深さは、その非晶質領域の前
記n形層側の界面と前記ソース・ドレイン拡散層との距
離がp^+/n接合により形成される空乏層の厚さより
大きくなるようにするMOS形電界効果トランジスタの
製造方法。
[Claims] 1. A step of forming a field oxide film for element isolation on an n-type layer of a semiconductor substrate, and a step of forming a field oxide film for element isolation on the n-type layer before or after forming a gate oxide film on the n-type layer. +, Sn^+, As^+, P^
A step of ion-implanting either + or Sb^+ to form an amorphous region of a predetermined depth in almost the entire region of the n-type layer where a MOS field effect transistor is to be formed surrounded by the field oxide film. a step of forming a gate electrode at a predetermined position on the gate oxide film after forming the amorphous region and the gate oxide film; and ionizing either B^+ or BF_2^+ using the gate electrode as a mask. A method for manufacturing a MOS type field effect transistor, comprising sequentially performing the steps of: implanting the amorphous region, and forming a source/drain diffusion layer in the amorphous region. 2. The method for manufacturing a MOS field effect transistor according to claim 1, wherein the predetermined depth of the amorphous region is between the interface of the amorphous region on the n-type layer side and the source/drain diffusion layer. A method for manufacturing a MOS field effect transistor in which the distance between the p^+/n junction and the depletion layer is greater than the thickness of the depletion layer formed by the p^+/n junction.
JP1024489A 1989-01-19 1989-01-19 Manufacture of mos field effect transistor Pending JPH02191341A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1024489A JPH02191341A (en) 1989-01-19 1989-01-19 Manufacture of mos field effect transistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1024489A JPH02191341A (en) 1989-01-19 1989-01-19 Manufacture of mos field effect transistor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02191341A true JPH02191341A (en) 1990-07-27

Family

ID=11744893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1024489A Pending JPH02191341A (en) 1989-01-19 1989-01-19 Manufacture of mos field effect transistor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02191341A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06163862A (en) * 1992-11-27 1994-06-10 Nec Corp Soi substrate structure and its manufacture
US5955745A (en) * 1995-09-29 1999-09-21 Nec Corporation Semiconductor device having SiGe spacer under an active layer
US6008098A (en) * 1996-10-04 1999-12-28 Advanced Micro Devices, Inc. Ultra shallow junction formation using amorphous silicon layer
US6027990A (en) * 1996-07-08 2000-02-22 Micron Technology, Inc. Using implants to lower anneal temperatures
US6051460A (en) * 1997-11-12 2000-04-18 Advanced Micro Devices, Inc. Preventing boron penetration through thin gate oxide of P-channel devices by doping polygate with silicon
US6074937A (en) * 1997-12-18 2000-06-13 Advanced Micro Devices, Inc. End-of-range damage suppression for ultra-shallow junction formation
US6410393B1 (en) * 1999-08-18 2002-06-25 Advanced Micro Devices, Inc. Semiconductor device with asymmetric channel dopant profile
US7135423B2 (en) 2002-05-09 2006-11-14 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc Methods for forming low resistivity, ultrashallow junctions with low damage
JP2008124489A (en) * 2007-12-28 2008-05-29 Fujitsu Ltd Method of manufacturing semiconductor device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06163862A (en) * 1992-11-27 1994-06-10 Nec Corp Soi substrate structure and its manufacture
US5955745A (en) * 1995-09-29 1999-09-21 Nec Corporation Semiconductor device having SiGe spacer under an active layer
DE19639697C2 (en) * 1995-09-29 2001-04-26 Nec Corp Bipolar or MOS transistor with buried diffusion barrier and manufacturing method therefor
US6027990A (en) * 1996-07-08 2000-02-22 Micron Technology, Inc. Using implants to lower anneal temperatures
US6008098A (en) * 1996-10-04 1999-12-28 Advanced Micro Devices, Inc. Ultra shallow junction formation using amorphous silicon layer
US6051460A (en) * 1997-11-12 2000-04-18 Advanced Micro Devices, Inc. Preventing boron penetration through thin gate oxide of P-channel devices by doping polygate with silicon
US6074937A (en) * 1997-12-18 2000-06-13 Advanced Micro Devices, Inc. End-of-range damage suppression for ultra-shallow junction formation
US6410393B1 (en) * 1999-08-18 2002-06-25 Advanced Micro Devices, Inc. Semiconductor device with asymmetric channel dopant profile
US7135423B2 (en) 2002-05-09 2006-11-14 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc Methods for forming low resistivity, ultrashallow junctions with low damage
JP2008124489A (en) * 2007-12-28 2008-05-29 Fujitsu Ltd Method of manufacturing semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7312500B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device suppressing short-channel effect
JP3211394B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US6297115B1 (en) Cmos processs with low thermal budget
JPS63255968A (en) Manufacture of field effect transistor
JPS60160159A (en) Mos device vertically integrated and method of producing same
KR20010006284A (en) Method of controlling dopant concentrations by implanting gettering atoms
JPH02191341A (en) Manufacture of mos field effect transistor
JP2009278084A (en) Method for producing nmos and pmos devices in cmos processing
JP3481223B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH0951040A (en) Production of semiconductor device
US6180470B1 (en) FETs having lightly doped drain regions that are shaped with counter and noncounter dorant elements
JP2700320B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH08148677A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0575041A (en) Cmos semiconductor device
JPH0897422A (en) Manufacture of mos type semiconductor device, and mos type semiconductor device
JPH0434942A (en) Manufacture of semiconductor device
JP2897215B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH0526343B2 (en)
JPH04158529A (en) Fabrication of semiconductor element
JP2781989B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2803925B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3371631B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2544806B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3168676B2 (en) Complementary MIS transistor device and method of manufacturing the same
JPH0342872A (en) Manufacture of semiconductor device