JPH03218638A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、コンピュータなどの電子機器に多く用いら
れているM I S F E T (Metal−1n
sulator−Sel1eOnduetOr Fie
ld−Ef’fect−Transistor)の半導
体装置の製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is applicable to MISFET (Metal-1n) which is widely used in electronic equipment such as computers.
sulator-Sel1eOnduetOrFie
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device (LD-Ef'fect-Transistor).
この発明は、L D D (Lightly Dope
d Drain)構造又はD D D (Double
Doped Drain)構造を有するMISFET
のソース及びドレイン領域の形成工程において、ソース
及びドレイン領域となる不純物領域を不純物吸着法によ
り形成することにより、非常に浅い不純物領域が得られ
、その結果、信号伝搬時間の短く、かつ非常に微細な半
導体装置を得ることを可能とする半導体装置の製造方法
である。This invention is based on LDD (Lightly Dope).
d Drain) structure or D D D (Double
MISFET with Doped Drain) structure
In the process of forming the source and drain regions, very shallow impurity regions are obtained by forming the impurity regions that will become the source and drain regions by an impurity adsorption method, resulting in a short signal propagation time and extremely fine impurity regions. This is a method of manufacturing a semiconductor device that allows a semiconductor device to be obtained.
従来のLDDH4造において、P型M I S F E
Tを例に取ると、第9図に示すように、N型シリコン
基板101の表面にゲート酸化膜102及びゲート電極
103を形成後、ゲート電極103をマスクとしてP型
不純物であるボロン113をイオン注入によりN型シリ
コン基板101の表面近傍に打ち込み、薄いP″″型の
ソース領域105及びドレイン領域106を形成し、さ
らにゲート電極103の側壁に沿ってスペーサ104を
形成後、ゲート電極103及びスペーサ104をマスク
として再びP型不純物であるボロンをイオン注入により
打ち込み、濃いP+型のソース領域107及びドレイン
領域108を形成し、LDD構造のMISFETを作る
製造方法が知られている。このイオン注入法の利点とし
ては、不純物導入量を正確に制御できること、あるいは
絶縁膜を介して不純物をドーピングできることがある。In the conventional LDDH 4 structure, P type M I S F E
Taking T as an example, as shown in FIG. 9, after forming a gate oxide film 102 and a gate electrode 103 on the surface of an N-type silicon substrate 101, boron 113, which is a P-type impurity, is ionized using the gate electrode 103 as a mask. After implanting near the surface of the N-type silicon substrate 101 to form a thin P'' type source region 105 and drain region 106, and further forming a spacer 104 along the sidewall of the gate electrode 103, the gate electrode 103 and the spacer A manufacturing method is known in which boron, which is a P-type impurity, is ion-implanted again using 104 as a mask to form a dense P+ type source region 107 and drain region 108, thereby producing a MISFET having an LDD structure. An advantage of this ion implantation method is that the amount of impurities introduced can be accurately controlled, or that impurities can be doped through an insulating film.
又、従来のDDD構造においては、P型MISFETを
例に取ると、第lO図に示すように、N型シリコン基板
201の表面にゲート酸化膜202及びゲート電ti2
03を形成後、ゲート電極203をマスクとしてP型不
純物であるボロン213をイオン注入によりN型シリコ
ン基板201の表面近傍に打ち込み、薄いP 型のソー
ス領域205及びドレイン領域206を形成し、さらに
ゲート電極203をマスクとして再びP型不純物である
ボロン215をイオン注入により打ち込み、濃いP 型
のソース領域207及びドレイン領域208を形成をす
る方法が知られている。Furthermore, in the conventional DDD structure, taking a P-type MISFET as an example, as shown in FIG.
After forming 03, using the gate electrode 203 as a mask, boron 213, which is a P-type impurity, is ion-implanted into the vicinity of the surface of the N-type silicon substrate 201 to form a thin P-type source region 205 and drain region 206, and then to form a gate electrode 203. A known method is to ion-implant boron 215, which is a P-type impurity, using the electrode 203 as a mask to form a dense P-type source region 207 and drain region 208.
しかし、上述した従来の半導体装置の製造方法は、ソー
ス領域及びドレイン領域の形成をイオン注入で行ってい
るために、
(1)不純物分布かイオン注入のイオンの加速エネルギ
ーに応じてガウス分布状に拡がってしまい浅い不純物領
域を形成できない。However, in the conventional semiconductor device manufacturing method described above, since the source and drain regions are formed by ion implantation, (1) impurity distribution or ion implantation results in a Gaussian distribution depending on the acceleration energy of ions during ion implantation. It spreads, making it impossible to form a shallow impurity region.
(2)帯電したイオンを注入するため、ゲート絶縁膜を
損傷する。(2) The gate insulating film is damaged because charged ions are implanted.
(3) シリコン結晶の(100)面上にMISFE
Tを形成する場合には、イオン注入においてチャネリン
グという現象か起きやすく、微細なMI SFETを作
る上で必要な浅い不純物領域を形成するのが困難である
。(3) MISFE on the (100) plane of silicon crystal
When forming a T, a phenomenon called channeling is likely to occur during ion implantation, making it difficult to form a shallow impurity region necessary for manufacturing a fine MISFET.
(4)上記チャネリングを防止するために、イオン注入
の入射角を7°程度傾けることが提案されている。しか
し、この方法を用いるとシャドウ効果により、ゲート電
極近傍のソース及びドレイン領域の不純物分布に非対称
性が現れPvl I S F E Tの電流特性がゲー
ト電極の向きにより異なるという不都合が生ずる。(4) In order to prevent the above-mentioned channeling, it has been proposed to tilt the incident angle of ion implantation by about 7 degrees. However, when this method is used, a shadow effect causes asymmetry in the impurity distribution in the source and drain regions near the gate electrode, resulting in a disadvantage that the current characteristics of Pvl I S F E T differ depending on the orientation of the gate electrode.
(5)配線電極とソース及びドレイン領域とのコンタク
トをできるだけ低い抵抗で形成するためには、ソース及
びドレイン領域の表面部分の不純物濃度を高くすること
が必要であるが、イオン注入法では表面部分の不純物濃
度のみを集中的に上げることは困難である。(5) In order to form contacts between wiring electrodes and source and drain regions with as low a resistance as possible, it is necessary to increase the impurity concentration at the surface portions of the source and drain regions. It is difficult to intensively increase only the impurity concentration.
以上のような欠点のため、均一な特性を有する微細な半
導体装置を製造することが困難であった。Due to the above-mentioned drawbacks, it has been difficult to manufacture fine semiconductor devices with uniform characteristics.
本発明は、以上のような欠点を解決するため、LDD構
造を釘するMI SFETの薄い不純物濃度のソース領
域及びドレイン領域とを不純物吸着法により形成し、非
常に浅くてかつ均一性のよい不純物領域を得ることを目
的としている。さらには、LDD構造又はDDD構造を
有するMI SFETの濃い不純物濃度のソース領域及
びドレイン領域とを、不純物吸着法を利用して、非常に
浅くて極めて高濃度に形成することも目的としている。In order to solve the above-mentioned drawbacks, the present invention forms source and drain regions with a thin impurity concentration of the MI SFET that connects the LDD structure by an impurity adsorption method, and forms very shallow and highly uniform impurity regions. The purpose is to gain territory. Furthermore, another object of the present invention is to form extremely shallow and highly impurity-concentrated source and drain regions of a MI SFET having an LDD structure or a DDD structure using an impurity adsorption method.
本発明によれば、第一導電型の半導体領域の表面にゲー
ト絶縁膜、及びこのゲート絶縁膜上にゲート電極を形成
する第一工程が行なわれた後、前記ゲート電極によって
平面的に分離された一対の半導体領域表面の活性面を露
出する第二工程が行なわれる。続いて、該活性面に対し
て第二導電型の不純物成分を有する気体を供給し、不純
物成分元素あるいは少なくとも不純物成分元素を含む化
合物を吸着し、この不純物吸着層を拡散源として第一導
電型の半導体鎮域に不純物を導入し、低濃度の第1の不
純物層をゲート電極によって分離された一対の半導体領
域表面下に形成する第三工程が行なわれる。最後に、第
1の不純物層の不純物濃度より濃度の高い第2の不純物
層を前記第1の不純物層に隣接して形成する第四工程が
行なわれ、半導体装置が製造される。According to the present invention, after the first step of forming a gate insulating film on the surface of a semiconductor region of a first conductivity type and a gate electrode on this gate insulating film is performed, the gate electrode is separated two-dimensionally by the gate electrode. A second step is performed to expose the active surfaces of the pair of semiconductor regions. Next, a gas containing an impurity component of the second conductivity type is supplied to the active surface, and the impurity component element or at least a compound containing the impurity component element is adsorbed, and this impurity adsorption layer is used as a diffusion source to form the first conductivity type. A third step is performed in which an impurity is introduced into the semiconductor region of the gate electrode and a low concentration first impurity layer is formed below the surface of the pair of semiconductor regions separated by the gate electrode. Finally, a fourth step is performed in which a second impurity layer having a higher impurity concentration than the first impurity layer is formed adjacent to the first impurity layer, and a semiconductor device is manufactured.
好ましくは第四工程が、第二導電型の不純物をイオン注
入により導入して第2の不純物層を形成する工程である
。あるいは第四工程が、第二導電型の不純物成分を有す
る気体を供給して不純物成分元素あるいは少なくとも不
純物成分元素を含む化合物を吸着し、この不純物吸着層
を拡散源として第1の不純物層に不純物を導入し、高濃
度の第2の不純物層を形成する工程である。Preferably, the fourth step is a step of introducing a second conductivity type impurity by ion implantation to form a second impurity layer. Alternatively, in the fourth step, a gas having an impurity component of the second conductivity type is supplied to adsorb the impurity component element or at least a compound containing the impurity component element, and the impurity is added to the first impurity layer using this impurity adsorption layer as a diffusion source. In this step, a highly concentrated second impurity layer is formed.
第三工程と第四工程の間に、ゲート電極の側壁にスペー
サを形成する工程を加えても良い。A step of forming a spacer on the side wall of the gate electrode may be added between the third step and the fourth step.
さらに好ましくは、第三工程は、活性面に対して半導体
成分を有する気体及び第二導電型の不純物成分を有する
気体を供給して半導体成分及び不純物成分元素を含む吸
着層を形成し、この吸着層を拡散源として第一導電型の
半導体領域に不純物を導入し、低濃度の第1の不純物層
を形成する工程である。あるいは、第三工程は、第二導
電型の不純物成分を有する不純物層と半導体エピタキシ
ャル層とから成る不純物吸着層を少なくとも1層以上有
する吸着層を形成し、この吸着層を拡散源として第一導
電型の半導体領域に不純物を導入し、低濃度の第1の不
純物層を形成する工程である。More preferably, in the third step, a gas having a semiconductor component and a gas having a second conductivity type impurity component are supplied to the active surface to form an adsorption layer containing the semiconductor component and the impurity component element; This is a step of introducing impurities into a semiconductor region of a first conductivity type using the layer as a diffusion source to form a first impurity layer with a low concentration. Alternatively, in the third step, an adsorption layer having at least one impurity adsorption layer consisting of an impurity layer having an impurity component of the second conductivity type and a semiconductor epitaxial layer is formed, and this adsorption layer is used as a diffusion source to conduct the first conductivity. This is a step of introducing impurities into the semiconductor region of the mold to form a low concentration first impurity layer.
本発明の他の側面によれば、第一導電型の半導体領域の
表面にゲート絶縁膜、及びこのゲート絶縁膜上にゲート
電極を形成する第一工程を行なった後、前記ゲート電極
によって平面的に分離された半導体領域に不純物をイオ
ン注入により導入して第1の不純物層を形成する第二工
程が行なわれる。続いて、イオン注入された半導体領域
表面の活性面を露出する第三工程を行なう。最後に、該
活性面に対して第二導電型の不純物成分を有する気体を
供給して不純物成分元素あるいは少なくとも不純物成分
元素を含む化合物を吸着し、この不純物吸着層を拡散源
として第1の不純物層に不純物を導入し、高濃度の第2
の不純物層からなるソース領域及びドレイン領域を形成
する第四工程を行ない半導体装置を製造する。According to another aspect of the present invention, after performing the first step of forming a gate insulating film on the surface of the semiconductor region of the first conductivity type and a gate electrode on the gate insulating film, A second step is performed in which impurities are introduced into the separated semiconductor regions by ion implantation to form a first impurity layer. Subsequently, a third step is performed to expose the active surface of the surface of the semiconductor region into which ions have been implanted. Finally, a gas containing an impurity component of the second conductivity type is supplied to the active surface to adsorb the impurity component element or at least a compound containing the impurity component element, and the first impurity is absorbed using this impurity adsorption layer as a diffusion source. By introducing impurities into the layer, a highly concentrated second
A fourth step of forming a source region and a drain region made of an impurity layer is performed to manufacture a semiconductor device.
第三工程と第四工程の間に、ゲート電極の側壁にスペー
サを形成する工程を加えても良い。A step of forming a spacer on the side wall of the gate electrode may be added between the third step and the fourth step.
第四工程は、例えば活性面に対して半導体成分を有する
気体及び第二導電型の不純物成分を有する気体を供給し
て半導体成分及び不純物成分元素を含む吸着層を形成し
、この吸着層を拡散源として第1の不純物層に不純物を
導入し、高濃度の第2の不純物層を形成する工程である
。第四工程は、あるいは第二導電型の不純物成分を有す
る不純物層と半導体エピタキシャル層とから成る不純物
吸着層を少なくとも1層以上有する吸着層を形成し、こ
の吸着層を拡散源として第1の不純物層に不純物を導入
し、高濃度の第2の不純物層を形成する工程である。In the fourth step, for example, a gas containing a semiconductor component and a gas containing an impurity component of the second conductivity type are supplied to the active surface to form an adsorption layer containing the semiconductor component and impurity component elements, and this adsorption layer is diffused. This is a step of introducing impurities into the first impurity layer as a source to form a highly concentrated second impurity layer. Alternatively, the fourth step is to form an adsorption layer having at least one impurity adsorption layer consisting of an impurity layer having an impurity component of the second conductivity type and a semiconductor epitaxial layer, and use this adsorption layer as a diffusion source to absorb the first impurity. This is a step of introducing impurities into the layer to form a highly concentrated second impurity layer.
上記の不純物吸着法は、活性化した半導体表面に不純物
元素を含むガスあるいは不純物化合物ガスを供給すると
、不純物元素あるいは不純物元素を含む化合物が、半導
体表面に化学吸着する原理を利用している。従って吸着
する不純物の量は半導体基板の温度及び不純物元素を含
むガスの導入量により制御可能である。又、半導体表面
にできた不純物吸着層を拡散源として拡散により不純物
領域を形成するため、均一で浅いソース領域及びドレイ
ン領域を容易に得ることができる。The impurity adsorption method described above utilizes the principle that when a gas containing an impurity element or an impurity compound gas is supplied to the surface of an activated semiconductor, the impurity element or a compound containing the impurity element is chemically adsorbed onto the semiconductor surface. Therefore, the amount of impurities adsorbed can be controlled by the temperature of the semiconductor substrate and the amount of gas containing the impurity element introduced. Further, since the impurity regions are formed by diffusion using the impurity adsorption layer formed on the semiconductor surface as a diffusion source, uniform and shallow source and drain regions can be easily obtained.
(第1実施例)
以下に、本発明の半導体装置の製造方法の実施例を図面
に基づいて説明する。第1図は、半導体基板としてN型
のシリコン基板1を用いた場合についての本発明の第1
の実施例である。LDD構造の高濃度及び低濃度不純物
領域をともに不純物吸着法を用いて形成している。まず
、第1図(a)のように、N型シリコン基板1の上にゲ
ート酸化膜2を形成する。一般の集積回路の製造におい
てはこの工程の前に素子分離領域形成等の工程があるが
、ここではその説明は省略する。次に第1図(b)のよ
うに、ゲート電極3を形成するとともに、ゲート電極3
をマスクにして、あるいはゲート電極3を形成するため
に用いたホトレジストをマスクにしてゲート酸化膜2を
エッチングにより除去してN型のシリコン基板1の表面
を露出する。次に、第1図(C)に示すように、露出し
たN型シリコン基板1の表面にボロン化合物ガス11を
導入するとボロン吸着層l2が形成される。その後、7
00℃〜900℃の熱処理をすると第1図(d)に示す
ように浅いP一型ソース領域5及びP 型ドレイン領域
6が形成される。次にこの構造の上から絶縁膜を堆積し
それを異方性のエッチングにより除去すると第1図(e
)に示したようにゲート電極3に沿ってスペーサ4が形
成される。この後、高濃度のボロン層をゲート電極3及
びスペーサ4をマスクとして用い形成すれば、第1図(
『)に示したような、ど型ソース領域7及びピ型ドレイ
ン領域8を有するLDD構造のP型MI S F E
Tを作ることができる。このど型ソース領域及びど型ド
レイン項域はイオン注入法を用いて作ることもできるが
、本実施例においてはP一型ソース領域及びP 型ドレ
イン領域を形成する時に用いた不純物吸着法によって形
成している。この不純物吸若法を用いた方がイオン注入
を用いるよりも、浅くてかつ対称性に優れたP型不純物
を有するソース及びドレイン領域を形成することが可能
となる。(First Example) Below, an example of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention in which an N-type silicon substrate 1 is used as a semiconductor substrate.
This is an example. Both the high concentration and low concentration impurity regions of the LDD structure are formed using an impurity adsorption method. First, as shown in FIG. 1(a), a gate oxide film 2 is formed on an N-type silicon substrate 1. In the manufacture of general integrated circuits, there are steps such as forming an element isolation region before this step, but the explanation thereof will be omitted here. Next, as shown in FIG. 1(b), a gate electrode 3 is formed, and the gate electrode 3 is
Using as a mask or the photoresist used to form gate electrode 3 as a mask, gate oxide film 2 is removed by etching to expose the surface of N-type silicon substrate 1. Next, as shown in FIG. 1(C), a boron compound gas 11 is introduced into the exposed surface of the N-type silicon substrate 1 to form a boron adsorption layer l2. After that, 7
When heat treatment is carried out at 00 DEG C. to 900 DEG C., a shallow P-type source region 5 and a P-type drain region 6 are formed as shown in FIG. 1(d). Next, an insulating film is deposited over this structure and removed by anisotropic etching, as shown in Figure 1 (e).
), spacers 4 are formed along the gate electrode 3. After that, a highly concentrated boron layer is formed using the gate electrode 3 and spacer 4 as a mask, as shown in FIG.
P-type MI SFE of LDD structure having double-type source region 7 and p-type drain region 8 as shown in ``).
You can make T. Although these source regions and drain regions can be formed using an ion implantation method, in this example, they are formed using the impurity adsorption method used when forming the P1 type source region and the P1 type drain region. are doing. Using this impurity absorption method makes it possible to form source and drain regions containing P-type impurities that are shallow and have excellent symmetry, rather than using ion implantation.
以下、第2図〜第4図を用いて不純物吸着法で作られた
P型不純物層の特徴を説明する。第2図にP型不純物領
域形成工程におけるプロセスフローチャートを示す。ま
ず、700℃において真空度を数IIPa以下まで下げ
、その後800℃程度の雰囲気に半導体基板をさらす。Hereinafter, the characteristics of the P-type impurity layer made by the impurity adsorption method will be explained using FIGS. 2 to 4. FIG. 2 shows a process flowchart in the step of forming a P-type impurity region. First, the degree of vacuum is lowered to several II Pa or less at 700°C, and then the semiconductor substrate is exposed to an atmosphere at about 800°C.
数分間の雰囲気安定化後、10mPa程度の圧力で水素
を導入する。この水素によって、シリコン基板を露出さ
せたエッチング工程後にその露出面に形成された約30
A以下の自然酸化膜が除去され、表面の清浄化がなされ
る。この結果、活性化されたシリコン原子が表面に露出
する。次に吸着層形成のための温度まで降温し、ジボラ
ンガス(B2H6)のようなボロンを含む化合物ガスを
導入するとシリコン基板1の露出面にボロン吸着層が形
成される。このボロン吸着層は主としてシリコン基板の
露出面及び、ポリシリコン等でできたゲート電極に形成
され、酸化膜等の絶縁膜上には形成されない。第3図は
、第2図のプロセスフローによって形成されたボロン不
純物濃度の表面からの分布の一例である。After stabilizing the atmosphere for several minutes, hydrogen is introduced at a pressure of about 10 mPa. This hydrogen causes about 30% of the silicon substrate to be formed on the exposed surface after the etching process that exposed the silicon substrate.
The natural oxide film below A is removed and the surface is cleaned. As a result, activated silicon atoms are exposed on the surface. Next, the temperature is lowered to a temperature for forming an adsorption layer, and a boron-containing compound gas such as diborane gas (B2H6) is introduced to form a boron adsorption layer on the exposed surface of the silicon substrate 1. This boron adsorption layer is mainly formed on the exposed surface of the silicon substrate and the gate electrode made of polysilicon or the like, and is not formed on an insulating film such as an oxide film. FIG. 3 is an example of the distribution of boron impurity concentration from the surface formed by the process flow of FIG. 2.
極めて高い表面不純物濃度において、容易に700A以
下の浅い不純物領域が形成できることがわかる。第4図
は、第1図に示す工程においてジボラン導入圧力をパラ
メータとした場合のボロンのピーク填度のジボラン導入
時間依存性を示している。不純物吸着法はジボランの導
入圧力及び導入時間により、低濃度から高濃度の不純物
領域まで制御性よく作ることができることを示している
。It can be seen that a shallow impurity region of 700 A or less can be easily formed at an extremely high surface impurity concentration. FIG. 4 shows the dependence of the peak boron loading on the diborane introduction time when the diborane introduction pressure is used as a parameter in the process shown in FIG. It has been shown that the impurity adsorption method can produce impurity regions from low to high concentrations with good controllability by changing the introduction pressure and introduction time of diborane.
しかし、さらに高濃度の不純物領域を形成したい時には
、第2図のジボラン導入とアニールを数回繰り返し行う
と良い。ジボランガスと、半導体成分を含むジクロルシ
ラン( S iH2 CD 2 )ガスと水素ガスの導
入とを同時に行いボロンとシリコンの吸着層を連続して
設けてもよい。又、第1図及び第2図に示す実施例にお
いてはボロン吸着層形成直後にアニールの工程を入れて
いるが、このアニールの玉程はボロン吸着層の形成後で
あればいつ行ってもよいことは言うまでもない。従って
第1図(d)で行っているP一型ソース及びドレイン項
域形成のアニールは第1図mのP+ソース及びドレイン
領域形成時に行うアニールで兼用することも可能である
。またアニール方法として、ランプアニール又はビーム
アニールを用いる事が好ましい。However, if it is desired to form an impurity region with an even higher concentration, it is better to repeat the diborane introduction and annealing shown in FIG. 2 several times. Diborane gas, dichlorosilane (S iH 2 CD 2 ) gas containing a semiconductor component, and hydrogen gas may be introduced simultaneously to provide a continuous adsorption layer of boron and silicon. Furthermore, in the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, an annealing step is performed immediately after the formation of the boron adsorption layer, but this annealing step may be performed at any time after the formation of the boron adsorption layer. Needless to say. Therefore, the annealing for forming the P1 type source and drain regions shown in FIG. 1(d) can also be used as the annealing for forming the P+ source and drain regions in FIG. 1m. Further, as the annealing method, it is preferable to use lamp annealing or beam annealing.
本発明の第1の実施例として、ボロンを不純物として導
入したP型MISFETの場合について説明した。ボロ
ンの場合、N型のヒ素やリンに比べ拡散係数が大きいの
で、特に本発明による利点が大きい。しかし、アンチモ
ンなどのN型の不純物をソース及びドレイン領域に用い
るN型MISFETに適用できることは言うまでもない
。また、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板
上ばかりでなく、半導体基板表面近傍に設けられたウェ
ル鎮域でのM I S F E Tの形成や、絶縁膜上
に形成されたシリコン膜にM I S F E Tを形
成する場合においても有効であることは言うまでもない
。又、不純物層と半導体エピタキシャル層とからなる不
純物吸着層を少なくとも一層以上有する吸着層を形成し
、この吸着層を拡散源として固相拡散を行ない不純物領
域を形成してもよい。As a first embodiment of the present invention, a P-type MISFET in which boron is introduced as an impurity has been described. In the case of boron, since its diffusion coefficient is larger than that of N-type arsenic and phosphorus, the present invention is particularly advantageous. However, it goes without saying that the present invention can be applied to an N-type MISFET using an N-type impurity such as antimony in the source and drain regions. Furthermore, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is applicable not only to the formation of MISFET on a semiconductor substrate but also to the formation of MISFET in a well region provided near the surface of a semiconductor substrate, and the formation of MISFET on a semiconductor substrate formed on an insulating film. Needless to say, this method is also effective when forming an MISFET on a film. Alternatively, an impurity region may be formed by forming an adsorption layer having at least one impurity adsorption layer composed of an impurity layer and a semiconductor epitaxial layer, and performing solid phase diffusion using this adsorption layer as a diffusion source.
例えば、基板表面温度を825℃に保持しながらジボラ
ンガスを圧力I X lO’Pa程度で100秒間導入
することで、N型シリコン基板表面にボロン吸着層を形
成する。次に基板表面温度を700℃〜900℃に保持
しながらSiH2C12やS iH 4等のシリコンを
含む化合物ガスを導入してボロン吸着層の上にシリコン
エピタキシャル層を形成する。尚、ジクロルシラン等の
塩素系ガス又は、S iH 4とHC1を混合して用い
ればシリコン上にのみ選択的にシリコンエピタキシャル
層を形成できる。シリコン基板表面温度を825℃に保
持しながら、ジクロルシランガス( S IH 2 C
I 2 )を圧力1.3X lO’Paでl3分間導
入し、膜厚約50人のシリコンエピタキンヤル層を形成
する。尚、シリコンエピタキシャル層の膜厚は、シリコ
ンエピタキシャル層かゲート電極と電気的にショートし
ない膜厚にする必要があり、少なくともゲート酸化膜よ
り薄いことが望ましい。以上のようにボロン吸着層とシ
リコンエピタキシャル層を重ねると、ボロンがエピタキ
シャル層の中に取り込まれて活性化し易くなる。For example, a boron adsorption layer is formed on the surface of an N-type silicon substrate by introducing diborane gas at a pressure of approximately IxlO'Pa for 100 seconds while maintaining the substrate surface temperature at 825°C. Next, while maintaining the substrate surface temperature at 700° C. to 900° C., a silicon-containing compound gas such as SiH2C12 or SiH4 is introduced to form a silicon epitaxial layer on the boron adsorption layer. Note that if a chlorine gas such as dichlorosilane or a mixture of S iH 4 and HC1 is used, a silicon epitaxial layer can be selectively formed only on silicon. While maintaining the silicon substrate surface temperature at 825°C, dichlorosilane gas (S IH 2 C
I 2 ) was introduced for 13 minutes at a pressure of 1.3×1O'Pa to form a silicon epitaxial layer with a thickness of about 50 nm. Note that the thickness of the silicon epitaxial layer must be such that it does not electrically short-circuit with the silicon epitaxial layer or the gate electrode, and is preferably thinner than at least the gate oxide film. When the boron adsorption layer and the silicon epitaxial layer are stacked as described above, boron is easily incorporated into the epitaxial layer and activated.
(第2実施例)
第5図(a)〜(g)は、半導体領域として、N型シリ
コン基仮を用いた場合についての、本発明の第2実施例
である。LDD構造において、低濃度不純物領域を不純
物吸着法により形成し、高濃度不純物領域をイオン注入
で形成する。この方法によれば、ソース及びドレインの
低濃度領域を非常に浅く、かつ、ゲート電極直下へのま
わり込みを少なく形成することが可能である。まず、第
5図(a)のように、N型シリコン基板2lの上にゲー
ト酸化膜22を形成する。次に、ゲート酸化膜22の上
にゲート電極23を第5図(b)のように形成する。(Second Embodiment) FIGS. 5(a) to 5(g) show a second embodiment of the present invention in which an N-type silicon base material is used as the semiconductor region. In the LDD structure, a low concentration impurity region is formed by impurity adsorption, and a high concentration impurity region is formed by ion implantation. According to this method, it is possible to form the low-concentration regions of the source and drain to be very shallow and to minimize the extent to which they extend directly under the gate electrode. First, as shown in FIG. 5(a), a gate oxide film 22 is formed on an N-type silicon substrate 2l. Next, a gate electrode 23 is formed on the gate oxide film 22 as shown in FIG. 5(b).
次に、第5図(C)のようにゲート電極23をマスクに
してゲート酸化膜22を除去して、ソース形成領域及び
ドレイン形成領域の表面となるN型シリコン基板2lの
表面部分を露出する。次に、第5図(d)に示すように
、露出したN型シリコン基板2lの表面にボロン吸着層
を形成し、700℃〜950℃の熱処理をすることによ
り、第5図(e)のようなソース及びドレインの低濃度
領域25. 24を形成する。次に、ゲート電極23の
周囲にS 10 2膜26を第5図(f)のように設け
る。次に、周囲にS i0 2膜26を設けたゲート電
極23をマスクとしてイオン注入によりソース及びドレ
インの高濃度領域28. 27を第5図(g)のように
設けたLDD構造P ’!:! M O S (Met
al−Oxide−Ses+iconductor)ト
ランジスタを作ることができる。Next, as shown in FIG. 5C, the gate oxide film 22 is removed using the gate electrode 23 as a mask to expose the surface portion of the N-type silicon substrate 2l that will become the surface of the source formation region and the drain formation region. . Next, as shown in FIG. 5(d), a boron adsorption layer is formed on the surface of the exposed N-type silicon substrate 2l, and heat treatment is performed at 700°C to 950°C, as shown in FIG. 5(e). Source and drain low concentration regions 25. Form 24. Next, an S 10 2 film 26 is provided around the gate electrode 23 as shown in FIG. 5(f). Next, using the gate electrode 23 around which the SiO 2 film 26 is provided as a mask, ions are implanted into the high concentration regions 28. of the source and drain. 27 as shown in FIG. 5(g). :! MOS (Met
Al-Oxide-Ses+iconductor) transistors can be made.
第6図にソース及びドレインの低濃度領域を形成する不
純物ドーピング層形成工程におけるプロセスフロ一を示
す。まず、真空度が1 x lO’Pa以下の850℃
程度の雰囲気に半導体基板をさらす。FIG. 6 shows a process flow in the step of forming impurity doped layers to form low concentration regions of the source and drain. First, at 850℃ with a degree of vacuum of 1 x lO'Pa or less.
The semiconductor substrate is exposed to a moderate atmosphere.
次に、数分間の雰囲気安定化後、水素を導入する。Next, after several minutes of atmosphere stabilization, hydrogen is introduced.
この水素によってシリコン基1i21に形成されていた
約30人以下の自然酸化膜かりムーブされ、表面の清浄
化がなされる。この結果、活性化されたシリコン原子か
表面に露出する。次に、ジボランガス(B2H6)のよ
うなボロンを含む化合物を約I X 10’Pa程度導
入し、シリコン基板2lの表面にボロン吸着層を形成す
る。次に、熱処理によってボロンを基板内部に拡散して
活性化することにより、ソース及びドレインの低濃度領
域を形成できる。This hydrogen moves less than about 30 natural oxide films formed on the silicon base 1i21, thereby cleaning the surface. As a result, activated silicon atoms are exposed on the surface. Next, a boron-containing compound such as diborane gas (B2H6) is introduced at about I x 10'Pa to form a boron adsorption layer on the surface of the silicon substrate 2l. Next, by diffusing and activating boron into the substrate through heat treatment, low concentration regions of the source and drain can be formed.
本発明の第2の実施例に示すLDD構造MOSトランジ
スタの製造方法によれば、ソース及びドレインの低濃度
領域は、シリコン基板2lの表面から浅く、また、ゲー
ト電極の下にまわりこまないため、同じゲート長のイオ
ン注入法に比べて、ソースとドレインの実効的な間隔が
狭くならない。According to the method for manufacturing an LDD structure MOS transistor according to the second embodiment of the present invention, the low concentration regions of the source and drain are shallow from the surface of the silicon substrate 2l and do not go under the gate electrode. Compared to ion implantation with the same gate length, the effective distance between the source and drain does not become narrower.
即ち、微細なLDD構造MOSトランジスタを作ること
ができる。That is, a fine LDD structure MOS transistor can be manufactured.
本発明の第2の実施例として、ボロンを不純物として導
入したPチャネルMOS}ランジスタの場合について説
明した。ボロンの場合、N型のヒ素に比べ拡散係数か大
きいので、特に、本発明によるメリットか大きい。しか
し、アンチモンなどのN型の不純物をソース及びドレイ
ン領域として形成するNチャネルMOSトランジスタに
適用できることは言うまでもない。また、半導体基板と
してはシリコンだけてなくゲルマニウムでもよい。As a second embodiment of the present invention, the case of a P-channel MOS transistor into which boron is introduced as an impurity has been described. In the case of boron, the diffusion coefficient is larger than that of N-type arsenic, so the present invention has a particularly large advantage. However, it goes without saying that the present invention can be applied to an N-channel MOS transistor in which source and drain regions are formed with N-type impurities such as antimony. Further, the semiconductor substrate may be not only silicon but also germanium.
また、ゲート絶縁膜としてはゲート酸化膜に限定する必
要はない。Further, the gate insulating film does not need to be limited to a gate oxide film.
(第3実施例)
次に、本発明の半導体装置の製造方法の第3の実施例を
第7図に基づいて説明する。この実施例ではLDD構造
において、MISFETの濃い不純物濃度のソース領域
及びドレイン領域とを不純物吸着法により形成し、非常
に高濃度でかつ浅い不純物領域を得ることを目的として
いる。上記の不純物吸着法は、活性化した半導体表面に
不純物元素を含むガスあるいは化合物ガスを供給すると
、不純物元素あるいは不純物元素を含む化合物が、半導
体表面に化学吸着する原理を利用している。(Third Example) Next, a third example of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described based on FIG. 7. In this embodiment, in the LDD structure, the source region and drain region of the MISFET with high impurity concentration are formed by an impurity adsorption method, and the purpose is to obtain extremely high concentration and shallow impurity regions. The impurity adsorption method described above utilizes the principle that when a gas or compound gas containing an impurity element is supplied to the surface of an activated semiconductor, the impurity element or a compound containing the impurity element is chemically adsorbed onto the semiconductor surface.
従って吸着する不純物の量は半導体基板の温度及び不純
物元素を含むガスの導入量により制御可能である。又、
半導体表面にできた不純物吸着層を拡散源として拡散に
より不純物領域を形成するため、半導体表面の極く近傍
で不純物濃度の高いソース及びドレイン領域を容易に得
ることができる。Therefore, the amount of impurities adsorbed can be controlled by the temperature of the semiconductor substrate and the amount of gas containing the impurity element introduced. or,
Since impurity regions are formed by diffusion using an impurity adsorption layer formed on the semiconductor surface as a diffusion source, source and drain regions with high impurity concentration can be easily obtained very close to the semiconductor surface.
まず、第7図(a)のように、N型シリコン基板31の
上にゲート酸化膜32を形成する。一般の集積回路の製
造においてはこの工程の前に素子分離領域形成等の工程
があるが、ここではその説明は省略する。次にゲート酸
化膜32の上にゲート電極33を第7図(b)のように
形成する。次に第7図(C)のようにゲート電極33を
マスクにして、あるいはゲート74,極33を形成する
ために用いたホトレジストをマスクにしてボロンをイオ
ン注入すると、N型シリコン基板の表面近傍にボロン注
入層44か形成される。次にこの構造の上から絶縁膜を
堆積し、それを異方性のエッチングにより除去すると第
7図(d)に示したように、ゲート電極33の側壁に沿
ってスペーサ34が形成される。このとき低濃度のソー
ス領域35とドレイン領域36が形成されている。ここ
までは従来のLDD構造のMISFETの製造方法と全
く同じである。次に第7図(e)に示すように、露出し
たN型シリコン基板3lの表面をボロン化合物ガス41
中にさらすと、ボロン吸着Nt42が形成される。この
プロセスについての詳細は第6図の場合と同様である。First, as shown in FIG. 7(a), a gate oxide film 32 is formed on an N-type silicon substrate 31. In the manufacture of general integrated circuits, there are steps such as forming an element isolation region before this step, but the explanation thereof will be omitted here. Next, a gate electrode 33 is formed on the gate oxide film 32 as shown in FIG. 7(b). Next, as shown in FIG. 7(C), boron ions are implanted using the gate electrode 33 as a mask or the photoresist used to form the gate 74 and the pole 33 as a mask. A boron implantation layer 44 is then formed. Next, an insulating film is deposited over this structure and removed by anisotropic etching to form spacers 34 along the side walls of the gate electrode 33, as shown in FIG. 7(d). At this time, a low concentration source region 35 and drain region 36 are formed. The process up to this point is exactly the same as the manufacturing method of a conventional MISFET having an LDD structure. Next, as shown in FIG. 7(e), the exposed surface of the N-type silicon substrate 3l is heated with a boron compound gas 41.
When exposed to the inside, boron adsorbed Nt42 is formed. The details of this process are the same as in FIG.
その後、700℃から900℃の熱処理をすると、第7
図(『)に示すように浅くて、かつ表面部分のボロン濃
度が高いP 型のソース領域37及びドレイン領域38
が形成される。After that, heat treatment at 700℃ to 900℃ results in the seventh
As shown in the figure ('), the P-type source region 37 and drain region 38 are shallow and have a high boron concentration at the surface.
is formed.
(第4実施例)
最後に、本発明の半導体装置の製造方法の第4の実施例
を第8図に基づいて説明する。この実施例はDDD構造
において、MISFETの濃い不純物濃度のソース領域
及びドレイン領域とを不純物吸着法により形成し、非常
に高濃度でかつ浅い不純物領域を得る事を目的としてい
る。まず、第8図(a)のように、N型シリコン基板5
1の上にゲート酸化膜52を形成する。一般の集積回路
の製造においてはこの工程の前に素子分離領域形成等の
工程かあるが、ここではその説明は省略する。(Fourth Example) Finally, a fourth example of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described based on FIG. 8. The purpose of this embodiment is to form a source region and a drain region with a high impurity concentration of a MISFET by an impurity adsorption method in a DDD structure, and to obtain a very high concentration and shallow impurity region. First, as shown in FIG. 8(a), an N-type silicon substrate 5
A gate oxide film 52 is formed on 1. In the manufacture of general integrated circuits, there are steps such as forming an element isolation region before this step, but the explanation thereof will be omitted here.
次にゲート酸化膜52の上にゲート電極53を第8図(
b)のように形成する。次に第8図(C)のようにゲー
ト電極53をマスクにして、あるいはゲート電極53を
形成するために用いたホトレジストをマスクにしてボロ
ン63をイオン注入すると、N型シリコン基板の表面近
傍にボロン注入層64が形成される。Next, a gate electrode 53 is formed on the gate oxide film 52 as shown in FIG.
Form as in b). Next, as shown in FIG. 8(C), using the gate electrode 53 as a mask or using the photoresist used to form the gate electrode 53 as a mask, boron 63 is ion-implanted into the vicinity of the surface of the N-type silicon substrate. A boron implant layer 64 is formed.
この後、ボロン注入層64の活性化と拡散のための熱処
理をすると第8図(d)に示すようなP一型のソース領
域55及びドレイン領域56が形成される。Thereafter, a heat treatment is performed to activate and diffuse the boron implanted layer 64, thereby forming a P-type source region 55 and drain region 56 as shown in FIG. 8(d).
ここまでは従来のDDD構造のMI SFETの製造方
法と同じである。次に第8図(e)に示すようにソース
領域55及びドレイン領域5B上に残っていた絶縁膜を
エッチングにより除去しシリコン基板表面を露出させ、
これをボロン化合物ガス61中にさらすと、露出したシ
リコンMIi2表面にボロン吸着層か形成される。この
プロセスの詳細は第6図に示す場合と同様である。その
後、700℃〜900℃の熱処理をすると第8図(f’
)に示すように浅くてかつ表面近傍のボロン濃度か高い
P+型のソース領域57及びドレイン領域58が彰成さ
れる。The process up to this point is the same as the manufacturing method of a conventional MI SFET having a DDD structure. Next, as shown in FIG. 8(e), the insulating film remaining on the source region 55 and drain region 5B is removed by etching to expose the silicon substrate surface.
When this is exposed to boron compound gas 61, a boron adsorption layer is formed on the exposed silicon MIi2 surface. The details of this process are similar to those shown in FIG. After that, heat treatment at 700°C to 900°C is shown in Fig. 8 (f'
), a shallow P+ type source region 57 and a drain region 58 having a high boron concentration near the surface are formed.
本発明は、以上説明したようにLDD型又はDDD型の
M I S F E Tのソース領域及びドレイン領域
形成のために不純物吸着法を用いることにより、均一性
がよくかつ浅い不純物層を得ることができる。従って、
本発明の半導体装置の製造方法によれば、高速で、かつ
、微細の半導体装置を達成できる効果がある。As explained above, the present invention uses an impurity adsorption method to form a source region and a drain region of an LDD type or DDD type MISFET, thereby obtaining a shallow impurity layer with good uniformity. I can do it. Therefore,
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, there is an effect that a high-speed and fine semiconductor device can be manufactured.
第1図(a)から(r)は、本発明の半導体装置の製造
方法の第1の実施例を示した工程断面図であり、第2図
は第1の実施例における不純物吸着工程のプロセスフロ
ーチャートであり、第3図は第2図のプロセスフロ一に
従って形成された不純物濃度の半導体基仮表面からのプ
ロファイルてあり、第4図は第2図に示すプロセスフロ
ーにおいてB,,H6導入圧力をパラメータとした場合
のボロンピーク濃度のB 2 H e導入時間依存特性
図である。第5図(a)〜(g)は本発明のLDD構造
MISFETの製造方法の第2の実施例を示した工程順
断面図であり、第6図は第2の実施例における不純物ド
ーピング層形成工程のプロセスフロ一図である。第7図
(a)から(『)は本発明の半導体装置の製造方法の第
3の実施例を示した工程断面図である。第8図(a)か
ら(『)は、本発明の半導体装置の製造方法の第4の実
施例を示した工程順断面図である。第9図(a)〜(『
)は従来の半導体装置の製造方法を示した工程順断面図
であり、第10図(a)〜(f)は他の従来の半導体装
置の製造方法を示した工程断面図である。
1・・・N型シリコン基阪 2・・・ゲート酸化膜3・
・・ゲート電極 4・・・スペーサ5・・・P
型ソース領域 6・・・P一型ドレイン領域7・・・P
+型ソース領域 8・・・P+型ドレイン領域l1・・
・ボロン化合物ガス(B2 He )l2・・・ボロン
吸着層
出
願
人
セイコー電子工業株式会社
代
理
人1(a) to (r) are process cross-sectional views showing a first embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and FIG. 2 is a process sectional view of an impurity adsorption step in the first embodiment. 3 is a flow chart showing the impurity concentration profile from the temporary surface of the semiconductor substrate formed according to the process flow shown in FIG. 2, and FIG. 4 shows the profile of the B, H6 introduction pressure in the process flow shown in FIG. FIG. 2 is a characteristic diagram of the B 2 He introduction time dependence of the boron peak concentration when is taken as a parameter. 5(a) to 5(g) are step-by-step cross-sectional views showing a second embodiment of the method for manufacturing an LDD structure MISFET of the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating the formation of an impurity doped layer in the second embodiment. It is a process flow diagram of a process. FIGS. 7(a) to 7(') are process cross-sectional views showing a third embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. FIGS. 8(a) to 8(') are step-by-step cross-sectional views showing a fourth embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. Figure 9(a)-('
) is a step-by-step cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device, and FIGS. 10(a) to (f) are step-by-step cross-sectional views showing another conventional method for manufacturing a semiconductor device. 1...N-type silicon substrate 2...Gate oxide film 3.
...Gate electrode 4...Spacer 5...P
type source region 6...P type drain region 7...P
+ type source region 8...P+ type drain region l1...
・Boron compound gas (B2 He) l2...Boron adsorption layer Applicant Seiko Electronics Co., Ltd. Agent
Claims (12)
及びこのゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する第一工
程と、 前記ゲート電極によって平面的に分離された一対の半導
体領域表面の活性面を露出する第二工程と、 該活性面に対して第二導電型の不純物成分を有する気体
を供給し、不純物成分元素あるいは少なくとも不純物成
分元素を含む化合物を吸着し、この不純物吸着層を拡散
源として第一導電型の半導体領域に不純物を導入し、低
濃度の第1の不純物層をゲート電極によって分離された
一対の半導体領域表面下に形成する第三工程と、 第1の不純物層の不純物濃度より濃度の高い第2の不純
物層を前記第1の不純物層に隣接して形成する第四工程
とから成る半導体装置の製造方法。(1) A gate insulating film on the surface of the first conductivity type semiconductor region,
a first step of forming a gate electrode on the gate insulating film; a second step of exposing an active surface of the surface of the pair of semiconductor regions separated in a plane by the gate electrode; A gas containing an impurity component of the second conductivity type is supplied, the impurity component element or at least a compound containing the impurity component element is adsorbed, and the impurity is introduced into the semiconductor region of the first conductivity type using this impurity adsorption layer as a diffusion source. a third step of forming a first impurity layer with a higher concentration under the surface of a pair of semiconductor regions separated by a gate electrode; and a second step of forming a second impurity layer with a higher concentration than the first impurity layer. A method for manufacturing a semiconductor device comprising a fourth step of forming the impurity layer adjacent to the impurity layer.
より導入して、第2の不純物層を形成する工程である請
求項1に記載の半導体装置の製造方法。2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the fourth step is a step of introducing a second conductivity type impurity by ion implantation to form a second impurity layer.
体を供給して不純物成分元素あるいは少なくとも不純物
成分元素を含む化合物を吸着し、この不純物吸着層を拡
散源として第1の不純物層に不純物を導入し、高濃度の
第2の不純物層を形成する工程である請求項1に記載の
半導体装置の製造方法。(3) The fourth step is to supply a gas having an impurity component of the second conductivity type to adsorb the impurity component element or at least a compound containing the impurity component element, and use this impurity adsorption layer as a diffusion source to form the first impurity layer. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step includes introducing an impurity into the semiconductor layer to form a highly concentrated second impurity layer.
スペーサを形成する工程を有する請求項1に記載の半導
体装置の製造方法。(4) The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of forming a spacer on the side wall of the gate electrode between the third step and the fourth step.
気体及び第二導電型の不純物成分を有する気体を供給し
て半導体成分及び不純物成分元素を含む吸着層を形成し
、この吸着層を拡散源として第一導電型の半導体領域に
不純物を導入し、低濃度の第1の不純物層を形成する工
程である請求項1に記載の半導体装置の製造方法。(5) The third step is to supply a gas containing a semiconductor component and a gas containing an impurity component of the second conductivity type to the active surface to form an adsorption layer containing the semiconductor component and impurity component elements, and this adsorption layer 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step is to introduce an impurity into the semiconductor region of the first conductivity type using the impurity as a diffusion source to form a low concentration first impurity layer.
純物層と半導体エピタキシャル層とから成る不純物吸着
層を少なくとも1層以上有する吸着層を形成し、この吸
着層を拡散源として第一導電型の半導体領域に不純物を
導入し、低濃度の第1の不純物層を形成する工程である
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。(6) The third step is to form an adsorption layer having at least one impurity adsorption layer consisting of an impurity layer having an impurity component of the second conductivity type and a semiconductor epitaxial layer, and use this adsorption layer as a diffusion source for the first impurity adsorption layer. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step includes introducing an impurity into a conductive type semiconductor region to form a low concentration first impurity layer.
及びこのゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する第一工
程と、 前記ゲート電極によって平面的に分離された半導体領域
に不純物をイオン注入により導入して第1の不純物層を
形成する第二工程と、 イオン注入された半導体領域表面の活性面を露出する第
三工程と、 該活性面に対して第二導電型の不純物成分を有する気体
を供給して不純物成分元素あるいは少なくとも不純物成
分元素を含む化合物を吸着し、この不純物吸着層を拡散
源として第1の不純物層に不純物を導入し、高濃度の第
2の不純物層からなるソース領域及びドレイン領域を形
成する第四工程とから成る半導体装置の製造方法。(7) a gate insulating film on the surface of the first conductivity type semiconductor region;
and a first step of forming a gate electrode on this gate insulating film; and a second step of introducing impurities by ion implantation into the semiconductor region separated in a plane by the gate electrode to form a first impurity layer. , a third step of exposing the active surface of the surface of the ion-implanted semiconductor region, and supplying a gas having a second conductivity type impurity component to the active surface to form an impurity component element or a compound containing at least an impurity component element. and a fourth step of introducing an impurity into the first impurity layer using this impurity adsorption layer as a diffusion source to form a source region and a drain region consisting of a highly concentrated second impurity layer. Production method.
スペーサを形成する工程を有する請求項7に記載の半導
体装置の製造方法。(8) The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, further comprising a step of forming a spacer on the side wall of the gate electrode between the third step and the fourth step.
気体及び第二導電型の不純物成分を有する気体を供給し
て半導体成分及び不純物成分元素を含む吸着層を形成し
、この吸着層を拡散源として第1の不純物層に不純物を
導入し、高濃度の第2の不純物層を形成する工程である
請求項7に記載の半導体装置の製造方法。(9) The fourth step is to supply a gas containing a semiconductor component and a gas containing an impurity component of the second conductivity type to the active surface to form an adsorption layer containing the semiconductor component and impurity component elements, and this adsorption layer 8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the step is to introduce an impurity into the first impurity layer using as a diffusion source to form a highly concentrated second impurity layer.
不純物層と半導体エピタキシャル層とから成る不純物吸
着層を少なくとも1層以上有する吸着層を形成し、この
吸着層を拡散源として第1の不純物層に不純物を導入し
、高濃度の第2の不純物層を形成する工程である請求項
7に記載の半導体装置の製造方法。(10) The fourth step is to form an adsorption layer having at least one impurity adsorption layer consisting of an impurity layer having an impurity component of the second conductivity type and a semiconductor epitaxial layer, and use this adsorption layer as a diffusion source to form the first impurity adsorption layer. 8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the step includes introducing an impurity into the impurity layer of the second impurity layer to form a highly concentrated second impurity layer.
請求項7に記載の半導体装置の製造方法。(11) The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the fourth step is a step of forming an LDD structure.
請求項7に記載の半導体装置の製造方法。(12) The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the fourth step is a step of forming a DDD structure.
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-
1990
- 1990-08-09 JP JP21300290A patent/JPH03218638A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6424008B1 (en) | 1992-10-30 | 2002-07-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Memory device having a floating gate |
US7622343B2 (en) | 1992-10-30 | 2009-11-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser processing method, method for forming a flash memory, insulated gate semiconductor device and method for forming the same |
US7618883B2 (en) | 2003-02-19 | 2009-11-17 | Panasonic Corporation | Method for introducing impurities and apparatus for introducing impurities |
US7696072B2 (en) | 2003-02-19 | 2010-04-13 | Panasonic Corporation | Method for introduction impurities and apparatus for introducing impurities |
US7709362B2 (en) | 2003-02-19 | 2010-05-04 | Panasonic Corporation | Method for introducing impurities and apparatus for introducing impurities |
US7741199B2 (en) | 2003-02-19 | 2010-06-22 | Panasonic Corporation | Method for introducing impurities and apparatus for introducing impurities |
US8222128B2 (en) | 2003-02-19 | 2012-07-17 | Panasonic Corporation | Method for introducing impurities and apparatus for introducing impurities |
US7981779B2 (en) | 2003-10-09 | 2011-07-19 | Panasonic Corporation | Method for making junction and processed material formed using the same |
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