JPH03278525A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH03278525A JPH03278525A JP7924390A JP7924390A JPH03278525A JP H03278525 A JPH03278525 A JP H03278525A JP 7924390 A JP7924390 A JP 7924390A JP 7924390 A JP7924390 A JP 7924390A JP H03278525 A JPH03278525 A JP H03278525A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特にイオン注
入法による不純物層の形成方法に関する。
入法による不純物層の形成方法に関する。
従来、所望の不純物領域をイオン注入法を用いて形成す
る場合、半導体基板に薄い絶縁膜を形成し、イオン注入
を行ない、その後、高温の熱処理を行ない所望の不純物
領域のプロファイルを得ていた（例えば特公昭６３−１
７７５１３号公報、特公昭６３−１８１４１８号公報、
特公昭６３−１３８７４２号公報、特公昭６３−９５６
７５号公報）。
る場合、半導体基板に薄い絶縁膜を形成し、イオン注入
を行ない、その後、高温の熱処理を行ない所望の不純物
領域のプロファイルを得ていた（例えば特公昭６３−１
７７５１３号公報、特公昭６３−１８１４１８号公報、
特公昭６３−１３８７４２号公報、特公昭６３−９５６
７５号公報）。
上述した従来のイオン注入後の高温熱処理は、イオン注
入で生じたアモルファス層を急激に再結晶化させるため
、熱応力によりアモルファス層と結晶の界面に結晶欠陥
（主に転位）を増長させる。
入で生じたアモルファス層を急激に再結晶化させるため
、熱応力によりアモルファス層と結晶の界面に結晶欠陥
（主に転位）を増長させる。
これらの結晶欠陥はｐ −ｈＪｕｎｃｔｉｏｎリークを
発生させる原因ともなり半導体素子の電気的特性を劣化
させるという欠点がある。
発生させる原因ともなり半導体素子の電気的特性を劣化
させるという欠点がある。
本発明のイオン注入法は、半導体基板にイオン注入保護
膜として絶縁膜を形成する事と、所望の不純物を高ドー
ズでイオン注入した後純粋な窒素雰囲気中で９００℃以
下の温度からランピング熱処理をし、所望の不純物プロ
ファイルを得るため、１０００℃以上の高温熱処理を行
う工程とを有している。
膜として絶縁膜を形成する事と、所望の不純物を高ドー
ズでイオン注入した後純粋な窒素雰囲気中で９００℃以
下の温度からランピング熱処理をし、所望の不純物プロ
ファイルを得るため、１０００℃以上の高温熱処理を行
う工程とを有している。
本発明においては、注入ダメージを緩和させるため、半
導体基板に薄い絶縁膜を形成し、所望の不純物を高ドー
ズでイオン注入し、イオン注入で生じたアモルファス層
を徐々に再結晶化させ、且つ熱応力による結晶欠陥の増
長を抑制するため、純粋な窒素雰囲気中で９００℃以下
の温度からランピング熱処理をし１０００℃以上の高温
熱処理を行い所望の不純物プロファイルを容易に形成で
きる。
導体基板に薄い絶縁膜を形成し、所望の不純物を高ドー
ズでイオン注入し、イオン注入で生じたアモルファス層
を徐々に再結晶化させ、且つ熱応力による結晶欠陥の増
長を抑制するため、純粋な窒素雰囲気中で９００℃以下
の温度からランピング熱処理をし１０００℃以上の高温
熱処理を行い所望の不純物プロファイルを容易に形成で
きる。
また、本発明のヒ素イオン注入法は、半導体基板にイオ
ン注入保護膜として絶縁膜を形成する事と、ヒ素イオン
注入後、純粋な窒素雰囲気中で５００〜６００℃の低温
熱処理を行い、所望の不純物プロファイルを得るため、
純粋な窒素に微量の酸素を含むガス雰囲気中で１０５０
℃以上の温度で熱処理を行う工程を有している。
ン注入保護膜として絶縁膜を形成する事と、ヒ素イオン
注入後、純粋な窒素雰囲気中で５００〜６００℃の低温
熱処理を行い、所望の不純物プロファイルを得るため、
純粋な窒素に微量の酸素を含むガス雰囲気中で１０５０
℃以上の温度で熱処理を行う工程を有している。
本発明においては、注入ダメージを緩和させるため、半
導体基板に薄い絶縁膜を形成し、ヒ素イオンをＩ Ｘ
１０”〜ｌ Ｘ １０”ｃｍ−２のドーズ量でイオン注
入し、イオン注入で生じたアモルファス層を徐々に回復
させ且つ熱応力による結晶欠陥の増長を抑制するため、
５００〜６００℃の低温熱処理を行い、次いで純粋な窒
素に微量の酸素を含むガス雰囲気中で１０５０℃以上の
温度で不純物を活性化させ所望の不純物のプロファイル
を容易に形成できる。
導体基板に薄い絶縁膜を形成し、ヒ素イオンをＩ Ｘ
１０”〜ｌ Ｘ １０”ｃｍ−２のドーズ量でイオン注
入し、イオン注入で生じたアモルファス層を徐々に回復
させ且つ熱応力による結晶欠陥の増長を抑制するため、
５００〜６００℃の低温熱処理を行い、次いで純粋な窒
素に微量の酸素を含むガス雰囲気中で１０５０℃以上の
温度で不純物を活性化させ所望の不純物のプロファイル
を容易に形成できる。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図（ａ）〜（ｃ）は、この発明の半導体装置の製造
方法の第１の実施例を示す工程断面図である。
方法の第１の実施例を示す工程断面図である。
低濃度ｐ型の面方位（１００）を有するシリコン基板１
上にヒ素イオン２を加速エネルギー７０ＫｅＶ。
上にヒ素イオン２を加速エネルギー７０ＫｅＶ。
ドーズＩ Ｘ Ｉ Ｏ１５ｃｍ−２で注入し、ｎ型埋込
層３を形成する。
層３を形成する。
まず、シリコン基板全面に９５０℃で水蒸気を含む酸化
雰囲気でＳ ｉ Ｏ２膜４をイオン注入保護膜として２
００人形成した。その後ヒ素イオンを注入した後、純粋
な窒素雰囲気中で９００℃から５℃／ ｍ ｉ ｎの割
合でランピング熱処理を１１４０℃まで行い、その後、
１１４０℃の高温で３時間熱処理を行った。この後、シ
リコン基板上のＳｉＯ□膜を除去した後エピタキシャル
層５をジクロロシラン（Ｓ ＩＨｚＣＩｌ□）、塩酸（
ＨＣｌ）、水素（Ｈ２）ガスとそれにドーピングガスと
してホスフィン（ＰＨ３）を温度１１８０℃、真空度８
０Ｔｏｒｒでランプ加熱炉で化学反応により２．２μｍ
成長させた。
雰囲気でＳ ｉ Ｏ２膜４をイオン注入保護膜として２
００人形成した。その後ヒ素イオンを注入した後、純粋
な窒素雰囲気中で９００℃から５℃／ ｍ ｉ ｎの割
合でランピング熱処理を１１４０℃まで行い、その後、
１１４０℃の高温で３時間熱処理を行った。この後、シ
リコン基板上のＳｉＯ□膜を除去した後エピタキシャル
層５をジクロロシラン（Ｓ ＩＨｚＣＩｌ□）、塩酸（
ＨＣｌ）、水素（Ｈ２）ガスとそれにドーピングガスと
してホスフィン（ＰＨ３）を温度１１８０℃、真空度８
０Ｔｏｒｒでランプ加熱炉で化学反応により２．２μｍ
成長させた。
その後、 Ｗｒｉｇｈｔ ｅｔｃｈ液にエピタキシャル
層を形成したウェハーを１分間浸し、選択エッチを施し
エッチビットの観察を光学顕微鏡４００倍で行った。そ
の結果、従来法に比ベエッチビットは観察されず本発明
の優位性が認められた。
層を形成したウェハーを１分間浸し、選択エッチを施し
エッチビットの観察を光学顕微鏡４００倍で行った。そ
の結果、従来法に比ベエッチビットは観察されず本発明
の優位性が認められた。
第２図（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施例の工程断
面図である。低濃度ｎ型の面方位（１００）を有するシ
リコン基板６上にボロンイオン７を加速エネルギー５０
ＫｅＶ、 ドーズＩ Ｘ １０ ”ａｎ−’で注入し、
全面にｐ型埋込層８を形成する。
面図である。低濃度ｎ型の面方位（１００）を有するシ
リコン基板６上にボロンイオン７を加速エネルギー５０
ＫｅＶ、 ドーズＩ Ｘ １０ ”ａｎ−’で注入し、
全面にｐ型埋込層８を形成する。
まず、シリコン基板全面に実施例１と同様にして５ｉＯ
ｚ膜９を形成した。その後ポロンイオンを注入した後、
純粋な窒素雰囲気中で８００℃から５℃／ｍ ｉ ｎの
割合でランピング熱処理を１０００℃まで行いその後１
０００℃で１時間熱処理を行った。この後実施例１と同
様の条件でエピタキシャル層ｌＯを２．２μｍ成長させ
、実施例１と同様にして選択エツチングを行い、エッチ
ビットの観察を行った。その結果、従来法に比ベエッチ
ビットは観察されず、本発明の優位性が認められた。
ｚ膜９を形成した。その後ポロンイオンを注入した後、
純粋な窒素雰囲気中で８００℃から５℃／ｍ ｉ ｎの
割合でランピング熱処理を１０００℃まで行いその後１
０００℃で１時間熱処理を行った。この後実施例１と同
様の条件でエピタキシャル層ｌＯを２．２μｍ成長させ
、実施例１と同様にして選択エツチングを行い、エッチ
ビットの観察を行った。その結果、従来法に比ベエッチ
ビットは観察されず、本発明の優位性が認められた。
第３図（ａ）〜（ｄ）は、この発明の半導体装置の製造
方法の第３の実施例を示す工程断面図である。
方法の第３の実施例を示す工程断面図である。
低濃度ｐ型の面方位（１００）を有するシリコン基板３
１上全面に、９５０℃で水蒸気を含む酸化雰囲気でＳｉ
Ｏ２膜３２全３２ン注入保護膜として２００人形成した
。その後ヒ素イオン３３を加速エネルギー７０ＫｅＶ、
ドーズ５ Ｘ １０ ”ａｎ−２で注入し、純粋な窒
素雰囲気中で６００℃の低温熱処理を３０分間行った。
１上全面に、９５０℃で水蒸気を含む酸化雰囲気でＳｉ
Ｏ２膜３２全３２ン注入保護膜として２００人形成した
。その後ヒ素イオン３３を加速エネルギー７０ＫｅＶ、
ドーズ５ Ｘ １０ ”ａｎ−２で注入し、純粋な窒
素雰囲気中で６００℃の低温熱処理を３０分間行った。
その後ｐ −ｎ Ｊｕｎｃｔｉｏｎの深さＸｊを〜２
，０μｍにするため、純粋な窒素に微量の酸素を含むガ
ス雰囲気中で１１４０℃の高温熱処理を３時間行った。
，０μｍにするため、純粋な窒素に微量の酸素を含むガ
ス雰囲気中で１１４０℃の高温熱処理を３時間行った。
この後シリコン基板上のＳｉＯ２膜を除去した後、シー
ト抵抗をウェノ・−面内１２１箇所測定を行ったところ
、従来法に比べ、シート抵抗の面内のばらつきが５％良
くなった。
ト抵抗をウェノ・−面内１２１箇所測定を行ったところ
、従来法に比べ、シート抵抗の面内のばらつきが５％良
くなった。
さらに、この後エピタキシャル層をジクロロシラン（Ｓ
Ｉ Ｈ２ＣＩＩ ２）、塩酸（Ｈ（１）、水素（Ｈ２
）ガスとそれにドーピングガスとしてホスフィン（ｐａ
ｉ）を温度１１８０℃、真空度８０Ｔｏｒｒでランプ加
熱炉で化学反応させ２４２μｍ成長させｎ型埋込層３４
を形成した。
Ｉ Ｈ２ＣＩＩ ２）、塩酸（Ｈ（１）、水素（Ｈ２
）ガスとそれにドーピングガスとしてホスフィン（ｐａ
ｉ）を温度１１８０℃、真空度８０Ｔｏｒｒでランプ加
熱炉で化学反応させ２４２μｍ成長させｎ型埋込層３４
を形成した。
その後、Ｗｒｉｇｈｔ ｅｔｃｈ液にエピタキシャル層
３５を形成したウェハーを１分間浸し、選択エッチを施
しエッチビットの観察を光学顕微鏡４００倍で行った。
３５を形成したウェハーを１分間浸し、選択エッチを施
しエッチビットの観察を光学顕微鏡４００倍で行った。
その結果、従来法に比ベエッチビットは観察されず本発
明の優位性が認められた。
明の優位性が認められた。
第４図（ａ）〜（ｄ）は本発明の第４の実施例２の工程
断面図である。第３の実施例と同様にして、低濃度ｐ型
の面方位（１１１）を有するシリコン基板３６上にヒ素
イオン４０を５０ＫｅＶ、ドーズ１×１０”ａｎ−’で
注入し、全面にｎ型埋込層３７を形成する。
断面図である。第３の実施例と同様にして、低濃度ｐ型
の面方位（１１１）を有するシリコン基板３６上にヒ素
イオン４０を５０ＫｅＶ、ドーズ１×１０”ａｎ−’で
注入し、全面にｎ型埋込層３７を形成する。
まずシリコン基板全面に第３の実施例と同様にしてＳｉ
Ｏ□膜３９全３９０人形成する。その後ヒ素イオン注入
し、さらに純粋な窒素雰囲気中で６００℃の低温熱処理
を３０分間行った。その後ｐ −ｎ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ
の深さを〜２．０μｍにするため、純粋な窒素に微量の
酸素を含むガス雰囲気中で１１４０℃の高温熱処理を３
時間行った。その徒弟３の実施例と同様の条件でエピタ
キシャル層３８を２．２μｍ成長させ、第３の実施例と
同様にして選択エッチを行ない、エッチビットの観察を
行った。その結果、従来法に比ベエッチビットは観察さ
れず、本発明の優位性が認められた。
Ｏ□膜３９全３９０人形成する。その後ヒ素イオン注入
し、さらに純粋な窒素雰囲気中で６００℃の低温熱処理
を３０分間行った。その後ｐ −ｎ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ
の深さを〜２．０μｍにするため、純粋な窒素に微量の
酸素を含むガス雰囲気中で１１４０℃の高温熱処理を３
時間行った。その徒弟３の実施例と同様の条件でエピタ
キシャル層３８を２．２μｍ成長させ、第３の実施例と
同様にして選択エッチを行ない、エッチビットの観察を
行った。その結果、従来法に比ベエッチビットは観察さ
れず、本発明の優位性が認められた。
以上説明したように本発明は、イオン注入保護膜として
絶縁膜を形成してイオン注入し、さらにイオン注入後、
純粋な窒素雰囲気中で９００℃以下の温度からランピン
グ熱処理をし、所望の不純物プロファイルを得るため、
１０００℃以上の高温熱処理を行うことにより、半導体
基板における結晶欠陥の発生を抑制し、半導体基板に高
濃度の不純物領域が容易に形成できる効果がある。
絶縁膜を形成してイオン注入し、さらにイオン注入後、
純粋な窒素雰囲気中で９００℃以下の温度からランピン
グ熱処理をし、所望の不純物プロファイルを得るため、
１０００℃以上の高温熱処理を行うことにより、半導体
基板における結晶欠陥の発生を抑制し、半導体基板に高
濃度の不純物領域が容易に形成できる効果がある。
また、イオン注入保護膜として絶縁膜を形成してイオン
注入し、さらにイオン注入後純粋な窒素雰囲気中で５０
０〜６００℃の低温熱処理を行い、所望の不純物プロフ
ァイルを得るために純粋な窒素に微量の酸素を含むガス
雰囲気中で１０５０℃以上の温度で熱処理することによ
り、半導体基板における結晶欠陥の発生を抑制し、半導
体基板に高濃度の不純物領域が容易に形成できる効果が
ある。
注入し、さらにイオン注入後純粋な窒素雰囲気中で５０
０〜６００℃の低温熱処理を行い、所望の不純物プロフ
ァイルを得るために純粋な窒素に微量の酸素を含むガス
雰囲気中で１０５０℃以上の温度で熱処理することによ
り、半導体基板における結晶欠陥の発生を抑制し、半導
体基板に高濃度の不純物領域が容易に形成できる効果が
ある。
第１図（ａ）〜（ｃ）は、本発明の半導体装置の製造方
法の第１の実施例を示す工程断面図、第２図（ａ）〜（
ｃ）は本発明の半導体装置の製造方法の第２の実施例を
示す断面図である。 第１図（ａ）〜（ｃ）、第２図（ａ）〜（ｃ）において
、ｌはシリコン基板、２はヒ素イオン、３はｎ型埋込層
、４は５ｉＣｈ膜、５はエピタキシャル層、６はシリコ
ン基板％ ７はボロンイオン、８はｐ型埋込層、９は５
ｉＯｚ膜、１０はエピタキシャル層である。 第３図（ａ）〜（ｄ）は本発明の半導体装置の製造方法
の第３の実施例を示す工程断面図、第４図（ａ）〜（ｄ
）は本発明の半導体装置の製造方法の第４の実施例を示
す断面図である。 第３図（ａ）〜（ｄ）、第４図（ａ）〜（ｄ）において
、３１はシリコン基板、３２ ）！Ｓ ｉ Ｏ２ｗＸ、
３３ ＃ｔヒ素イオン、３４はｎ型埋込層、３５は
エピタキシャル層、３６はシリコン基板、３７はｎ型埋
込層、３８はエピタキシャル層、３９＃ｔＳ ｉ ０ｚ
ＷＮ、４０はヒ素イオンである。
法の第１の実施例を示す工程断面図、第２図（ａ）〜（
ｃ）は本発明の半導体装置の製造方法の第２の実施例を
示す断面図である。 第１図（ａ）〜（ｃ）、第２図（ａ）〜（ｃ）において
、ｌはシリコン基板、２はヒ素イオン、３はｎ型埋込層
、４は５ｉＣｈ膜、５はエピタキシャル層、６はシリコ
ン基板％ ７はボロンイオン、８はｐ型埋込層、９は５
ｉＯｚ膜、１０はエピタキシャル層である。 第３図（ａ）〜（ｄ）は本発明の半導体装置の製造方法
の第３の実施例を示す工程断面図、第４図（ａ）〜（ｄ
）は本発明の半導体装置の製造方法の第４の実施例を示
す断面図である。 第３図（ａ）〜（ｄ）、第４図（ａ）〜（ｄ）において
、３１はシリコン基板、３２ ）！Ｓ ｉ Ｏ２ｗＸ、
３３ ＃ｔヒ素イオン、３４はｎ型埋込層、３５は
エピタキシャル層、３６はシリコン基板、３７はｎ型埋
込層、３８はエピタキシャル層、３９＃ｔＳ ｉ ０ｚ
ＷＮ、４０はヒ素イオンである。
Claims (5)
- （１）不純物をイオン注入することにより高濃度の不純
物領域を形成する半導体装置の製造方法において、前記
半導体基板に薄い絶縁膜を形成し、所望の不純物を高ド
ーズでイオン注入した後、純粋な窒素雰囲気中で９００
℃以下の温度で熱処理をし、その後所望の不純物プロフ
ァイルを得るため、１０００℃以上の高温熱処理を行う
工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - （２）不純物をイオン注入することにより高濃度の不純
物領域を形成する半導体装置の製造方法において、半導
体基板に薄い絶縁膜を形成し、所望の不純物を高ドーズ
でイオン注入した後、純粋な窒素雰囲気中で９００℃以
下の温度からランピング熱処理をし所望の不純物プロフ
ァイルを得るため、１０００℃以上の高温熱処理を行う
工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - （３）前記半導体基板はシリコン基板であり、前記絶縁
膜は二酸化シリコンであることを特徴とする請求項１に
記載の半導体装置の製造方法。 - （４）不純物をイオン注入することにより高濃度の不純
物領域を形成する半導体装置の製造方法において、半導
体基板に薄い絶縁膜を形成し、ヒ素イオン１×１０＾１
＾５〜１×１０＾１＾６ｃｍ＾−＾２のドーズ量でイオ
ン注入し、純粋な窒素雰囲気中で５００〜６００℃の低
温熱処理を行う工程と次いで所望のプロファイルを得る
ために純粋な窒素に微量の酸素を含むガス雰囲気中で１
０５０℃以上の温度で熱処理を行う工程とを有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - （５）前記半導体基板はシリコン、基板であり、前記絶
縁膜は、二酸化シリコンであることを特徴とする請求項
１に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7924390A JPH03278525A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7924390A JPH03278525A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03278525A true JPH03278525A (ja) | 1991-12-10 |
Family
ID=13684420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7924390A Pending JPH03278525A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03278525A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07271685A (ja) * | 1994-03-29 | 1995-10-20 | Kofu Nippon Denki Kk | 情報処理装置およびその非同期転送時の転送方法 |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP7924390A patent/JPH03278525A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07271685A (ja) * | 1994-03-29 | 1995-10-20 | Kofu Nippon Denki Kk | 情報処理装置およびその非同期転送時の転送方法 |
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