JPH0337949A - Ion implantation device and manufacture of semiconductor integrated circuit device using same - Google Patents

Ion implantation device and manufacture of semiconductor integrated circuit device using same

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JPH0337949A
JPH0337949A JP16913789A JP16913789A JPH0337949A JP H0337949 A JPH0337949 A JP H0337949A JP 16913789 A JP16913789 A JP 16913789A JP 16913789 A JP16913789 A JP 16913789A JP H0337949 A JPH0337949 A JP H0337949A
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JP
Japan
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ion implantation
substrate
film
ion
region
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JP16913789A
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Japanese (ja)
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Tadashi Kamata
鎌田 正
Jun Sugiura
杉浦 順
Mitsuharu Honda
本多 光晴
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To effectively prevent contamination of a substrate caused by sputtering of an ion implantation device by constituting at least the surfaces of members provided on a course of an ion beam of high purity silicon. CONSTITUTION:Of the members constituting an ion implantation device 1, respective surfaces and members of the members provided on the cource of an ion beam IB, that is, a leader slit 4, leader electrodes 3, an analysis slit 7, liners 8, acceleration electrodes 10, focusing lenses 11, a slit 18, a substrate holder 15 and a beam stopper 14 are constituted of high-purity silicon. Thereby, a substance produced when the surfaces of the members provided on the ion beam cource are sputtered is a substance (silicon) of the same composition with a substrate thus becoming no contamination source of the substrate.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置の製造工程で使用される
イオン注入技術に関し、特にイオン注入装置のクリーン
化に適用して有効な技術に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to ion implantation technology used in the manufacturing process of semiconductor integrated circuit devices, and in particular to technology that is effective when applied to cleaning ion implantation equipment. It is.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体集積回路装置の製造工程では、イオン注入技術を
用いて半導体基板(ウェハ)に不純物を導入することに
より、ウェル領域、チャネルストッパ領域あるいはソー
ス、ドレイン領域などの半導体領域(pn接合〉を形成
している。イオン注人法は、不純物イオンのドーズ量を
計測することができるので、熱拡散法に比べて基板の不
純物濃度をより精密に制御できるという利点がある。ま
た、不純物イオンのエネルギーを制御することができる
ので、熱拡散法に比べて基板の不純物プロファイルをよ
り精密に制御できるという利点がある。このイオン注入
技術については、例えば特願昭63−280779号に
記載されている。
In the manufacturing process of semiconductor integrated circuit devices, impurities are introduced into the semiconductor substrate (wafer) using ion implantation technology to form semiconductor regions (pn junctions) such as well regions, channel stopper regions, source and drain regions. The ion implantation method has the advantage that the impurity concentration of the substrate can be controlled more precisely than the thermal diffusion method because the dose of impurity ions can be measured. This ion implantation technique has the advantage that the impurity profile of the substrate can be controlled more precisely than the thermal diffusion method.This ion implantation technique is described, for example, in Japanese Patent Application No. 63-280779.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながらイオン注入法は、基板に高エネルギーの不
純物を導入するため、基板内に欠陥が誘起され易く、こ
の欠陥に起因して素子の電気特性が劣化するという問題
がある。従って、イオン注入後は、基板に誘起された欠
陥を回復し、かつ注入された不純物イオンを電気的に活
性化するためのアニール処理が不可欠である。
However, since the ion implantation method introduces high-energy impurities into the substrate, there is a problem in that defects are easily induced in the substrate, and the electrical characteristics of the device deteriorate due to these defects. Therefore, after ion implantation, annealing treatment is essential to recover defects induced in the substrate and to electrically activate the implanted impurity ions.

ところが、近年のメガビット(Mbit)級メモリLS
Iのようなサブミクロン設計ルールにより製造される超
LSIにおいては、基板の活性領域に0.1〜0.2μ
m程度の極めて浅いpn接合を懲戒する必要上、プロセ
スの低温化が必須となるため、イオン注入後のアニール
処理も低温で行わざるを得ない。従って、超LSIの製
造工程では、欠陥の回復の妨げとなるイオン注入時の基
板の汚染を極力低減し、欠陥を効率良く回復させる必要
がある。
However, in recent years megabit (Mbit) class memory LS
In VLSIs manufactured using submicron design rules such as I, the active region of the substrate has a thickness of 0.1 to 0.2μ.
Since it is necessary to reduce the temperature of the process in order to reduce the extremely shallow pn junction of about 100 m, the annealing process after ion implantation must also be performed at a low temperature. Therefore, in the VLSI manufacturing process, it is necessary to reduce as much as possible the contamination of the substrate during ion implantation, which hinders defect recovery, and to efficiently recover defects.

イオン注入時における基板汚染の原因の一つにイオンビ
ームによるイオン注入装置のスパッタがある。これは、
イオン注入装置のイオン源から発生されたイオンビーム
が装置内の引出し電極、アナライザー、分析スリットな
どを通過する際、イオンビームの一部がこれらに衝突し
てその表面がスパッタされ、生成した物質が基板の表面
に付着またはイオンによって基板内に叩き込まれる現象
である。イオン注入装置の引出し電極、アナライザー内
壁、分析スリットなどの部材はグラファイトあるいはア
ルミニウムで構成されているため、それらの表面がスパ
ッタされると、基板がカーボンやアルミニウムで汚染さ
れることになる。また、例えばグラフディトは、その純
度が99.99〜99、999%程度と低いため、グラ
ファイト中に不純物として含有されているFeやCuな
どの重金属による汚染も避けられない。特にMOS−F
ETのソース、ドレイン領域のような10” (ato
ms/ci)程度の高不純物濃度の半導体領域を懲戒す
る場合は、ビーム電流の大きい大電流形イオン注入装置
を使用するので、スパッタによる汚染物質の発生量が多
く、基板の汚染が深刻な問題となる。
One of the causes of substrate contamination during ion implantation is sputtering from an ion implanter using an ion beam. this is,
When the ion beam generated from the ion source of the ion implantation device passes through the extraction electrode, analyzer, analysis slit, etc. inside the device, a portion of the ion beam collides with these and sputters the surface, and the generated substances are This is a phenomenon in which ions are attached to the surface of a substrate or are driven into the substrate by ions. Members such as extraction electrodes, analyzer inner walls, and analysis slits of the ion implantation device are made of graphite or aluminum, so if their surfaces are sputtered, the substrate will be contaminated with carbon or aluminum. Further, for example, graphite has a low purity of about 99.99 to 99.999%, so contamination by heavy metals such as Fe and Cu contained as impurities in graphite cannot be avoided. Especially MOS-F
10” (ato
ms/ci), a high current type ion implanter with a large beam current is used, which generates a large amount of contaminants due to sputtering and contamination of the substrate becomes a serious problem. becomes.

本発明の目的は、イオン注入装置のスパッタに起因する
基板の汚染を有効に防止することができる技術を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide a technique that can effectively prevent contamination of a substrate caused by sputtering of an ion implanter.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

本願の一発明は、イオンビームの経路上に設けられた部
材の少なくともその表面を高純度シリコンで構成したイ
オン注入装置である。
One invention of the present application is an ion implantation device in which at least the surface of a member provided on the path of an ion beam is made of high-purity silicon.

〔作用〕[Effect]

上記した手段によれば、イオンビームの経路上に設けら
れた部材の表面がスパッタされた際に生成する物質は、
基板と同一組成の物質(シリコン〉であるため、基板の
汚染源とはならない。また、シリコンは、その純度を9
9.99999999%またはそれ以上に高純度化する
ことができるので、上記物質中に含有されている重金属
などの不純物による基板の汚染も回避される。
According to the above means, the substance generated when the surface of the member provided on the path of the ion beam is sputtered is
Because it is a substance (silicon) that has the same composition as the substrate, it does not become a source of contamination for the substrate.In addition, silicon has a purity of 9.
Since the purity can be increased to 9.99999999% or more, contamination of the substrate by impurities such as heavy metals contained in the above substances can be avoided.

〔実施例〕〔Example〕

第4図は、本発明の一実施例であるイオン注入装置の要
部を示している。
FIG. 4 shows the main parts of an ion implantation apparatus which is an embodiment of the present invention.

このイオン注入装置lは、最大1 (mA)以上のビー
ム電流を発生する大電流形イオン注入装置であり、その
一端に設けられたイオン源2は、例えば磁界中のフィラ
メントから放出される熱電子を利用してガス状の元素か
らイオンを生成する機構を有している。このイオン源2
で生成されたイオンは、イオン源2と引出し電極3との
間に印加される電圧によって引出しスリット4から引出
され、次いで引出し電極3を構成する一対の電極(加速
電極、減速電極)3a、3bによって収束されてイオン
ビームInとなる。
This ion implanter l is a large current type ion implanter that generates a beam current of 1 (mA) or more at maximum, and an ion source 2 installed at one end of the ion implanter generates thermoelectrons emitted from a filament in a magnetic field. It has a mechanism to generate ions from gaseous elements using This ion source 2
The generated ions are extracted from the extraction slit 4 by a voltage applied between the ion source 2 and the extraction electrode 3, and then a pair of electrodes (acceleration electrode, deceleration electrode) 3a, 3b forming the extraction electrode 3. The beam is focused into an ion beam In.

上記引出し電極3に隣接して設けられた質量分析系5は
、イオン源2で生成された種々のイオンのうち、注入に
必要なイオン種を選別する。この質量分析系5は、扇形
の質量分析用電磁石(アナライザ)6およびその焦点に
配置された分析スリット7で構成されている。イオンビ
ームL が通過する経路の側壁にはライナ8が装着され
、イオンビームIn の照射による側壁の溶解や不純物
の混入を防いでいる。
A mass spectrometry system 5 provided adjacent to the extraction electrode 3 selects ion species necessary for implantation from among the various ions generated by the ion source 2. This mass spectrometry system 5 is composed of a fan-shaped mass spectrometry electromagnet (analyzer) 6 and an analysis slit 7 placed at its focal point. A liner 8 is attached to the side wall of the path through which the ion beam L 2 passes, to prevent melting of the side wall and incorporation of impurities due to irradiation with the ion beam In 2 .

上記質量分析系5に隣接して設けられた加速管9は、質
量分析系5で選別されたイオン種に所定のエネルギーを
付与する。この加速管9は、複数の加速電極10からな
る多投構造を有しており、それぞれの加速電極10の間
に懲戒される電場によってイオンを加速する構造になっ
ている。
The acceleration tube 9 provided adjacent to the mass spectrometry system 5 applies a predetermined energy to the ion species selected by the mass spectrometry system 5. This accelerating tube 9 has a multi-throw structure consisting of a plurality of accelerating electrodes 10, and has a structure in which ions are accelerated by an electric field created between each accelerating electrode 10.

加速管9でエネルギーを付与されたイオンビーム■、は
、収束レンズ11により収束され、スリ1)18を経て
注入チャンバ12に導入される。
The ion beam (2), which has been given energy by the accelerating tube 9, is focused by a converging lens 11 and introduced into the implantation chamber 12 through the pickpocket 1) 18.

この注入チャンバ12の中央には回転ディスク13が設
けられており、その後方にはイオンビーム■、を吸収す
るためのビームストッパ14が設ケられている。回転デ
ィスク13の周縁部には、基板(ウェハ)20を固定す
るための基板ホルダ15が所定のl’1Jll隔を置い
て設けられている。すなわちこのイオン注入装置1は、
複数枚の基板20に一括してイオン注入を行うバッチ方
式を採用している。イオン注入時には、回転ディスク1
3が高速で回転しながら、垂直または水平方向に移動す
ることによって、基板ホルダ15に固定された基板20
の全面に均一にイオンビームInが照射される。
A rotating disk 13 is provided at the center of the injection chamber 12, and a beam stopper 14 for absorbing the ion beam (2) is provided behind it. Substrate holders 15 for fixing substrates (wafers) 20 are provided on the peripheral edge of the rotating disk 13 at predetermined intervals of l'1Jll. In other words, this ion implantation device 1 is
A batch method is adopted in which ions are implanted into a plurality of substrates 20 at once. During ion implantation, the rotating disk 1
The substrate 20 is fixed to the substrate holder 15 by moving vertically or horizontally while rotating at high speed.
The entire surface of the substrate is uniformly irradiated with the ion beam In.

本実施例では、上記イオン注入装置1を構成する部材の
うち、イオンビーム■3 の経路(ビームライン)上に
設けられた部材、すなわち引出しスリット4、引出し電
極3、分析スリット7、ライナ8、加速電極10、収束
レンズ11、スリット18、基板ホルダ15およびビー
ムストッパ14のそれぞれの表面または部材が高純度シ
リコンで構成されている。
In this embodiment, among the members constituting the ion implantation apparatus 1, those provided on the path (beam line) of the ion beam (3), namely, the extraction slit 4, the extraction electrode 3, the analysis slit 7, the liner 8, Each surface or member of the accelerating electrode 10, converging lens 11, slit 18, substrate holder 15, and beam stopper 14 is made of high-purity silicon.

例えば第1図、第2図に示す分析スリット7は、ディス
ク状に加工されたグラファイト製の芯材16の表面に高
純度シリコンの薄膜17を被着した構成になっている。
For example, the analysis slit 7 shown in FIGS. 1 and 2 has a structure in which a thin film 17 of high-purity silicon is adhered to the surface of a graphite core material 16 processed into a disk shape.

図示はしないが、前記引出しスリット4、引出し電極3
、ライナ8、加速電極10、収束レンズ11、スリット
18、基板ホルダ15およびビームストッパ14のそれ
ぞれも、グラファイト製またはアルミニウム製の芯材1
6の表面に高純度シリコンの薄膜17を被着した構成に
なっている。
Although not shown, the extraction slit 4 and the extraction electrode 3
, the liner 8, the accelerating electrode 10, the converging lens 11, the slit 18, the substrate holder 15, and the beam stopper 14 each have a core material 1 made of graphite or aluminum.
It has a structure in which a thin film 17 of high purity silicon is deposited on the surface of 6.

上記薄膜17は、例えばCVD法により芯材16の表面
に堆積されたアモルファスシリコンで構成されており、
100μm程度の膜厚を有している。このアモルファス
シリコンは、99.99999999%(いわゆるテン
・ナイン)またはそれ以上の純度を有している。薄膜1
7をa或するアモルファスシリコンは、スパッタ法によ
り堆積することもできる。この場合は、テン・ナインま
たはそれ以上の純度を有する単結晶シリコンや多結晶シ
リコンのターゲットを用いてスパッタを行う。
The thin film 17 is made of amorphous silicon deposited on the surface of the core material 16 by, for example, the CVD method,
It has a film thickness of about 100 μm. This amorphous silicon has a purity of 99.99999999% (so-called ten nines) or more. thin film 1
Amorphous silicon 7a can also be deposited by sputtering. In this case, sputtering is performed using a target of single crystal silicon or polycrystalline silicon having a purity of ten nines or higher.

イオンビーム■3 の経路上に設けられた前記部材のそ
れぞれは、その芯材16を不純物が導入された、例えば
10〜数100ΩCl11程度の抵抗値を有する低抵抗
シリコン(ドープト・シリコン〉で構成してもよい。ま
た薄膜17は、前記アモルファスシリコンのみならず、
エピタキシャル法により芯材16の表面に成長させたテ
ン・ナインまたはそれ以上の純度を有するシリコンでm
或してもよい。
Each of the members provided on the path of the ion beam 3 has its core material 16 made of low resistance silicon (doped silicon) into which impurities have been introduced, for example, having a resistance value of about 10 to several hundreds of ΩCl11. The thin film 17 may be made of not only the amorphous silicon described above but also
Silicon having a purity of ten nines or higher grown on the surface of the core material 16 by an epitaxial method.
It may be.

イオンビーム■3 の経路上に設けられた前記部材の一
部は、テン・ナインまたはそれ以上の純度を有するシリ
コンで構成してもよい。この場合は、部材が絶縁性とな
るため、チャージアップによる悪影響を防止するために
、中性子ビームの照射または不純物ドープにより少なく
ともその表面を低抵抗化する。
A part of the member provided on the path of the ion beam (3) may be made of silicon having a purity of ten nines or higher. In this case, since the member is insulating, at least its surface is made to have a low resistance by irradiation with a neutron beam or doping with impurities in order to prevent the adverse effects of charge-up.

イオンビーム■、の経路上に設は与れた前記部材のそれ
ぞれは、イオンビームI++ の照射を受ける箇所のみ
を高純度シリコンで構成してもよい。
Each of the members placed on the path of the ion beam (1) may be made of high-purity silicon only at the portions that are irradiated with the ion beam (I++).

すなわち前記第1図、第2図に示す分析スリット7は、
その表面の全面に高純度シリコンの薄膜17を被着した
が、例えば第3図に示す分析スリット7のように、グラ
ファイト製の芯材16の表面のうち、イオンビームIB
 の照射を受ける箇所のみに高純度シリコンの薄膜17
を被着してもよい。
That is, the analysis slit 7 shown in FIGS. 1 and 2 is
A thin film 17 of high-purity silicon was deposited on the entire surface of the graphite core material 16, for example, as in the analysis slit 7 shown in FIG.
A thin film 17 of high-purity silicon is applied only to the areas that are irradiated.
may be coated with

このように、本実施例のイオン注入装置1は、イオンビ
ームエ、の経路上に設けられた引出しスリット4、引出
し電極3、分析スリット7、ライナ8、加速電極10、
収束レンズ11、スリット18、基板ホルダ15および
ビームストッパ14のそれぞれの表面をテン・ナインま
たはそれ以上の純度を有するシリコンで構成したので、
これらの部材の表面がイオンビームI、でスパッタされ
た際に生成する物質は、基板20と同一組成の物質とな
り、基板20の汚染が回避される。
As described above, the ion implantation apparatus 1 of this embodiment includes the extraction slit 4, the extraction electrode 3, the analysis slit 7, the liner 8, the accelerating electrode 10, and the extraction electrode 3 provided on the path of the ion beam.
Since each surface of the converging lens 11, slit 18, substrate holder 15 and beam stopper 14 is made of silicon having a purity of ten nines or higher,
The substances generated when the surfaces of these members are sputtered with the ion beam I have the same composition as the substrate 20, so that contamination of the substrate 20 is avoided.

また、この物質中に含有されているシリコン以外の元素
の含有量は、極めて微量であるため、重金属などの不純
物による基板20の汚染も回避される。
Further, since the content of elements other than silicon contained in this substance is extremely small, contamination of the substrate 20 by impurities such as heavy metals is also avoided.

次に、上記イオン注入装置1を用いた半導体集積回路装
置の製造方法の一例を説明する。この製造方法は、D 
RA M(Dynamic Random Acces
s Memory)のメモリセルを構成するメモリセル
選択用MO3−FETQs、周辺回路を構成するnチャ
ネルMO3−FETQn、pチャネルMO3−FETQ
pの製造方法に適用されたものである。以下、その具体
的な製造方法について、第5図〜第18図(各製造工程
毎に示す要部断面図)を用いて説明する。なお、このD
RAMは、例えば16メガビツ) (Mbit)の容量
を有し、最小加工寸法を0゜5〔μm〕とする、いわゆ
る0、5〔μm〕設計ルールにより製造される。
Next, an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device using the ion implantation apparatus 1 will be described. This manufacturing method is D
RAM (Dynamic Random Accesses)
MO3-FETQs for memory cell selection which constitutes the memory cell of s Memory), n-channel MO3-FETQn, p-channel MO3-FETQ which constitutes the peripheral circuit.
This method was applied to the manufacturing method of p. Hereinafter, the specific manufacturing method will be explained using FIGS. 5 to 18 (cross-sectional views of main parts shown for each manufacturing process). Furthermore, this D
The RAM has a capacity of, for example, 16 megabits (Mbit), and is manufactured according to the so-called 0.5 [μm] design rule, in which the minimum processing size is 0°5 [μm].

第5図は、このDRAMの製造工程の中途段階にある半
導体基板(ウェハ〉20を示す要部断面図である。p−
形シリコン単結晶からなる基板20のメモリセル形成領
域(図の左側)および周辺回路のnチャネルMOS −
FETQn形戒領域形成の中央)のそれぞれの主面には
p−形ウエル領域22が設けられている。このp−形ウ
エル領域22は、例えば10 ′2〜10 ” (at
oms/cmり程度の不純物濃度のB(またはBF2)
を20〜30(K e V)程度のエネルギーのイオン
注入法で導入した後、基板20を1100〜130fM
t)程度の高温度の雰囲気中で熱処理することにより形
成される。周辺回路のpチャネルM OS−F ETQ
p形成領域(図の右側)の主面にはn−形ウエル領域2
1が設けられている。このn−形ウエル領域21は、例
えば10′3(atoms/cIll〕程度の不純物濃
度のB(またはBF2)を20〜30〔KaV)程度の
エネルギーのイオン注入法で導入した後、基板20を1
100〜1300(t)程度の高温度の雰囲気中で熱処
理することにより形成される。
FIG. 5 is a sectional view of a main part of a semiconductor substrate (wafer) 20 in the middle of the manufacturing process of this DRAM.
The memory cell formation region (left side of the figure) of the substrate 20 made of silicon single crystal and the n-channel MOS of the peripheral circuit.
A p-type well region 22 is provided on each main surface of the FETQ (the center of the n-type predetermined region). This p-type well region 22 is, for example, 10'2 to 10'' (at
B (or BF2) with an impurity concentration of about oms/cm
is introduced by ion implantation with an energy of about 20 to 30 (K e V), and then the substrate 20 is heated at 1100 to 130 fM.
It is formed by heat treatment in an atmosphere at a high temperature of about t). Peripheral circuit p-channel MOS-F ETQ
There is an n-type well region 2 on the main surface of the p-formation region (on the right side of the figure).
1 is provided. This n-type well region 21 is formed by introducing B (or BF2) with an impurity concentration of, for example, about 10'3 (atoms/cIll) by ion implantation with an energy of about 20 to 30 [KaV], and then inserting the substrate 20 into the substrate 20. 1
It is formed by heat treatment in an atmosphere at a high temperature of about 100 to 1300 (t).

上記ウェル領域21.22のそれぞれの主面には400
〜600(nm)程度の膜厚を有する素子分離用のフィ
ールド絶縁膜23が設けられている。このフィールド絶
縁膜23は、選択酸化法(LOCO5法〉により形成さ
れる。
The main surface of each of the well regions 21 and 22 has a 400
A field insulating film 23 for element isolation having a film thickness of about 600 (nm) is provided. This field insulating film 23 is formed by a selective oxidation method (LOCO5 method).

周辺回路の形成領域において、p″形タウエル領域22
フィールド絶縁膜23の下には、p形チャネルストッパ
領域24が設けられている。p形チャネルストッパ領域
24は、例えばp−形ウエル領域22の主面に10′′
[atoms/cIII)程度の不純物濃度のBF2を
50〜70 (KeV:]程度のエネルギーのイオン注
入法で導入した後、酸素を微量(約1%以下)含む窒素
ガス雰囲気中において、基板20を1050〜1150
Ct)程度の高温度で約30〜40〔分〕程度熱処理し
、次いでスチーム酸化法により約30〜50〔分〕程度
酸化することにより形成される。この熱処理によりp−
形ウエル領域22の主面に導入された不純物が引き伸し
拡散され、フィールド絶縁膜23の形成と実質的に同一
製造工程によって、p形チャネルストッパ領域24が形
成される。
In the peripheral circuit formation region, the p″ type Towel region 22
A p-type channel stopper region 24 is provided below the field insulating film 23. The p-type channel stopper region 24 is, for example, 10'' on the main surface of the p-type well region 22.
After introducing BF2 with an impurity concentration of about [atoms/cIII] by ion implantation with an energy of about 50 to 70 (KeV:), the substrate 20 is placed in a nitrogen gas atmosphere containing a trace amount of oxygen (approximately 1% or less). 1050-1150
It is formed by heat treatment at a high temperature of about Ct) for about 30 to 40 [minutes], and then oxidation by a steam oxidation method for about 30 to 50 [minutes]. This heat treatment results in p-
The impurity introduced into the main surface of the type well region 22 is stretched and diffused, and the p-type channel stopper region 24 is formed by substantially the same manufacturing process as the formation of the field insulating film 23.

メモリセル形成領域の主面には、p形チャネルストフパ
領域25A、p形半導体領域25Bが設けられている。
A p-type channel stopper region 25A and a p-type semiconductor region 25B are provided on the main surface of the memory cell formation region.

p形チャネルストッパ領域25Aは、フィールド絶縁膜
23の下に設けられ、p形半導体領域25Bは、活性領
域に設けられている。
The p-type channel stopper region 25A is provided under the field insulating film 23, and the p-type semiconductor region 25B is provided in the active region.

p形チャネルストッパ領域25ASp形半導体領域25
Bのそれぞれは、例えば10′2〜10”(atoms
/ca[]程度の不純物濃度のBを200〜30Q (
KeV:l程度の高エネルギのイオン注入法で導入する
ことにより形成される。p形チャネルストッパ領域25
Aは、上記した不純物をフィールド絶縁膜23を通して
導入することにより形成され、p形半導体領域25Bは
、フィールド絶縁膜23の膜厚に相当する分、p−型ウ
ェル領域22の主面の深い位置に形成される。
p-type channel stopper region 25ASp-type semiconductor region 25
Each of B is, for example, 10'2 to 10'' (atoms
B with an impurity concentration of about /ca[] is 200~30Q (
It is formed by introducing high energy ion implantation of about KeV:1. p-type channel stopper region 25
A is formed by introducing the above-mentioned impurity through the field insulating film 23, and the p-type semiconductor region 25B is located deep in the main surface of the p-type well region 22 by an amount corresponding to the thickness of the field insulating film 23. is formed.

ウェル領域22.21のそれぞれの活性領域には、12
〜18(Tlm)程度の膜厚を有するゲート絶縁膜26
が設けられている。このゲート絶縁膜26は、例えば8
00〜1000(t)程度の高温度で基板20をスチー
ム酸化することにより形成される。
The active area of each well region 22.21 includes 12
Gate insulating film 26 having a film thickness of about 18 (Tlm)
is provided. This gate insulating film 26 is, for example, 8
It is formed by steam oxidizing the substrate 20 at a high temperature of about 0.00 to 1000 (t).

メモリセル形成領域のフィールド絶縁膜23、ゲート絶
縁膜26のそれぞれの上には、メモリセル選択用MO3
−FETQsのゲート電極27が設けられている。メモ
リセル選択用MO3−FETQsのゲート電極27は、
ワード線(WL)を兼ねている。周辺回路の形成領域に
おいて、p−形ウエル領域22のゲート絶縁膜26の上
には、nチャネルMO3−FETQnのゲート電極27
が設けられ、n−形ウエル領域21のゲート絶縁膜26
の上には、pチャネルMO3−FETQpのゲート電極
27が設けられている。これらのゲート絶縁膜27は、
例えば200〜300(nm〕程度の膜厚を有するポリ
シリコン膜でI威されている。このポリシリコン膜には
、抵抗値を低減するn形不純物(PまたはAs)が導入
されている。ゲート電極27を形成するには、例えば立
ず基板20の全面にCVD法でポリシリコン膜を堆積し
、熱拡散法によりこのポリシリコン膜にn形不純物を導
入した後、その表面上に図示しない5iO2−膜を熱酸
化法により形成し、続いてこのS10、膜上の全面に、
例えば250〜350(nm〕程度の膜厚を有する層間
絶縁膜28を堆積する。この層間絶縁膜28は、例えば
無機シランガスおよび酸化窒素ガスをソースガスとする
CVD法で形成される。次に、図示しないホトレジスト
マスクを用いて層間絶縁膜28、ポリシリコン膜のそれ
ぞれを異方性エツチングすることによりゲート電極27
が形成される。なお、ゲート電極27は、高融点金属(
Mo、Ti、Ta、W)膜や高融点金属シリサイド(M
oSi、、Ti5izTaS L 、 WS iz )
膜の単層で構成してもよい。また、ゲート電極27は、
ポリシリコン膜上に上記高融点金属膜や高融点金属シリ
サイド膜を積層した複合膜で構成してもよい。
On each of the field insulating film 23 and gate insulating film 26 in the memory cell formation region, MO3 for memory cell selection is provided.
- A gate electrode 27 of FETQs is provided. The gate electrode 27 of MO3-FETQs for memory cell selection is
Also serves as a word line (WL). In the peripheral circuit formation region, on the gate insulating film 26 of the p-type well region 22, there is a gate electrode 27 of the n-channel MO3-FETQn.
is provided, and the gate insulating film 26 of the n-type well region 21 is
A gate electrode 27 of the p-channel MO3-FETQp is provided above. These gate insulating films 27 are
For example, a polysilicon film having a film thickness of about 200 to 300 nm is used. An n-type impurity (P or As) is introduced into this polysilicon film to reduce the resistance value of the gate. To form the electrode 27, for example, a polysilicon film is deposited on the entire surface of the standing substrate 20 by the CVD method, an n-type impurity is introduced into this polysilicon film by a thermal diffusion method, and then 5iO2 (not shown) is deposited on the surface of the polysilicon film. - A film is formed by a thermal oxidation method, and then in S10, on the entire surface of the film,
For example, an interlayer insulating film 28 having a film thickness of about 250 to 350 (nm) is deposited. This interlayer insulating film 28 is formed by, for example, a CVD method using inorganic silane gas and nitrogen oxide gas as source gases.Next, The gate electrode 27 is etched by anisotropically etching the interlayer insulating film 28 and the polysilicon film using a photoresist mask (not shown).
is formed. Note that the gate electrode 27 is made of a high melting point metal (
Mo, Ti, Ta, W) films and high melting point metal silicide (M
oSi,, Ti5izTaSL, WSiz)
It may be composed of a single layer of membrane. Further, the gate electrode 27 is
It may be constructed of a composite film in which the above-mentioned high melting point metal film or high melting point metal silicide film is laminated on a polysilicon film.

次に、第6図に示すように、フィールド絶縁膜23およ
び層間絶縁膜28 〈ゲート電極27〉を不純物導入マ
スクとして用い、p−形ウエル領域22の主面にn形不
純物29nを導入する。このn形不純物29nは、ゲー
ト電極27に対して自己整合的に導入される。n形不純
物29nは、例えば10 ” (atoms/cuf:
l程度の不純物濃度のP(またはAs)を用い、30〜
50〔Key〕程度のエネルギーのイオン注入法で導入
する。図示はしないが、このn形不純物29nの導入の
際にはn−形ウエル領域21の主面は不純物導入マスク
(例えばホトレジスト膜)で被覆される。
Next, as shown in FIG. 6, an n-type impurity 29n is introduced into the main surface of the p-type well region 22 using the field insulating film 23 and the interlayer insulating film 28 (gate electrode 27) as an impurity introduction mask. This n-type impurity 29n is introduced into the gate electrode 27 in a self-aligned manner. The n-type impurity 29n is, for example, 10'' (atoms/cuf:
Using P (or As) with an impurity concentration of about 30~
It is introduced by ion implantation with an energy of about 50 [Key]. Although not shown, when introducing the n-type impurity 29n, the main surface of the n-type well region 21 is covered with an impurity introduction mask (for example, a photoresist film).

次に、フィールド絶縁膜23および層間絶縁膜28(ゲ
ート電極27)を不純物導入マスクとして用い、n−形
ウエル領域21の主面にp形不純物30nを導入する。
Next, a p-type impurity 30n is introduced into the main surface of the n-type well region 21 using the field insulating film 23 and the interlayer insulating film 28 (gate electrode 27) as an impurity introduction mask.

このp形不純物30nは、ゲート電極27に対して自己
整合的に導入される。
This p-type impurity 30n is introduced into the gate electrode 27 in a self-aligned manner.

p形不純物30nは、例えばl Q” (atoms/
c++り程度の不純物濃度のB〈またはBFa)を用い
、20〜30(KeV)程度のエネルギーのイオン注入
法で導入する。図示はしないが、p形不純物30の導入
の際にはp−形ウエル領域22の主面は不純物導入マス
ク(ホトレジスト膜〉で被覆される。
The p-type impurity 30n is, for example, l Q” (atoms/
Using B (or BFa) with an impurity concentration of about c++, it is introduced by ion implantation with an energy of about 20 to 30 (KeV). Although not shown, when introducing the p-type impurity 30, the main surface of the p-type well region 22 is covered with an impurity introduction mask (photoresist film).

次に、第7図に示すように、ゲート電極27、その上の
層間絶縁膜28のそれぞれの側壁にサイドウオールスペ
ーサ31を形成する。サイドウオールスペーサ31は、
例えば無機シランガスおよび酸化窒素ガスをソースガス
とする5iOa膜をCVD法により堆積した後、この5
102膜の膜厚(例えば130〜180 (nm)程度
)に相当する分、RIEなどの異方性エツチングを施す
ことにより形成される。サイドウオールスペーサ31の
ゲート長方向(チャネル長方向)の長さは、約150C
nm)程度である。
Next, as shown in FIG. 7, sidewall spacers 31 are formed on each sidewall of the gate electrode 27 and the interlayer insulating film 28 thereon. The side wall spacer 31 is
For example, after depositing a 5iOa film using inorganic silane gas and nitrogen oxide gas as source gases by the CVD method,
It is formed by performing anisotropic etching such as RIE to a thickness corresponding to the thickness of the 102 film (for example, about 130 to 180 (nm)). The length of the sidewall spacer 31 in the gate length direction (channel length direction) is approximately 150C.
nm).

次に、本実施例では前記大電流形イオン注入装置1を用
いて周辺回路のnチャネルMOS−FETQn形戊領域
懲戒形不純物32nを導入する。
Next, in this embodiment, the large current type ion implantation device 1 is used to introduce the n-channel MOS-FET Qn type short-region type impurity 32n of the peripheral circuit.

このn形不純物32nの導入に際しては、主にサイドウ
オールスペーサ31を不純物導入マスクとして用いる。
When introducing this n-type impurity 32n, the sidewall spacer 31 is mainly used as an impurity introduction mask.

また、nチャネルMOS−FETQn形戒領域形成の領
域は、図示しない不純物導入マスク(ホトレジスト膜)
で被覆される。n形不純物32nは、例えばl Q′S
(atoms /cat)程度の不純物濃度のAs(ま
たはP〉を用い、70〜90(KeV)程度のエネルギ
ーのイオン注入法で導入する。その際、イオン注入装置
1の回転ディスクI3を1250rpmの速度で回転さ
せながら、約10分間イオン注入を行う。
In addition, the region where the n-channel MOS-FET Qn-type predetermined region is formed is covered with an impurity introduction mask (photoresist film, not shown).
covered with. The n-type impurity 32n is, for example, lQ'S
As (or P) with an impurity concentration of about (atoms/cat) is introduced by ion implantation with an energy of about 70 to 90 (KeV). At that time, the rotating disk I3 of the ion implanter 1 is rotated at a speed of 1250 rpm. Ion implantation is carried out for about 10 minutes while rotating.

次に、第8図に示すように、基板1を熱処理することに
より、上記したn形不純物29n、n形不純物32n、
p形不純物30pのそれぞれの引き伸し拡散を行い、メ
モリセル選択用MO3−FETQsのn形半導体領域2
9、周辺回路のnチャネルMOS l FETQnのn
形半導体領域29、n゛形半導体領域32、周辺回路の
nチャネルMOS −FETQpのn形半導体領域30
のそれぞれを形成する。上記した熱処理は、例えば90
0〜1000C’e:I程度の高温度で20〜40〔分
〕程度行う。n形半導体領域29を形成することにより
、メモリセルのメモリセル選択用MOS・FETQsが
完成する。また、n形半導体領域29およびn゛形半導
体領域32を形成することにより、LDD構造を有する
周辺回路のnチャネルMOS −FETQnが完成する
。なお、周辺回路のnチャネルMOS−FETQpは、
LDD構造の一部を構成するn形半導体領域30のみが
完成する。
Next, as shown in FIG. 8, by heat-treating the substrate 1, the above-mentioned n-type impurities 29n, n-type impurities 32n,
Each p-type impurity 30p is stretched and diffused to form an n-type semiconductor region 2 of MO3-FETQs for memory cell selection.
9. n of peripheral circuit n-channel MOS l FETQn
n-type semiconductor region 29, n-type semiconductor region 32, n-type semiconductor region 30 of n-channel MOS-FETQp in the peripheral circuit
form each of them. For example, the heat treatment described above is performed at 90%
It is carried out at a high temperature of about 0 to 1000 C'e:I for about 20 to 40 [minutes]. By forming the n-type semiconductor region 29, the memory cell selection MOS/FETQs of the memory cell is completed. Further, by forming the n-type semiconductor region 29 and the n-type semiconductor region 32, the n-channel MOS-FETQn of the peripheral circuit having the LDD structure is completed. Note that the n-channel MOS-FETQp of the peripheral circuit is
Only the n-type semiconductor region 30 forming part of the LDD structure is completed.

次に、基板20の全面に層間絶縁膜33を堆積する。こ
の層間絶縁膜33は、後述するメモリセルの情報蓄積用
容量素子Cの電極層を加工する際のエツチングストッパ
層として使用される。層間絶縁膜33は、また情報蓄積
用容量素子Cの下層電極層とメモリセル選択用MOS 
−FETQsのゲート電極27 (ワード線WL)とを
電気的に分離するために形成される。層間絶縁膜33は
、nチャネルMOS−FETQpのサイドウオールスペ
ーサ31の膜厚を厚くするように形成される。
Next, an interlayer insulating film 33 is deposited over the entire surface of the substrate 20. This interlayer insulating film 33 is used as an etching stopper layer when processing an electrode layer of an information storage capacitive element C of a memory cell, which will be described later. The interlayer insulating film 33 also serves as the lower electrode layer of the information storage capacitive element C and the memory cell selection MOS.
- It is formed to electrically isolate the gate electrode 27 (word line WL) of FETQs. Interlayer insulating film 33 is formed to increase the thickness of sidewall spacer 31 of n-channel MOS-FETQp.

層間絶縁膜33は、例えば無機シランガスおよび酸化窒
素ガスをソースガスとするCVD法で堆積したS10.
膜で樋底され、130〜180〔nm〕程度の膜厚を有
している。
The interlayer insulating film 33 is made of S10.
The gutter bottom is covered with a film and has a film thickness of about 130 to 180 [nm].

次に、第9図に示すように、メモリセル選択用MOS−
FETQsの一方のn型半導体領域(情報蓄積用容量素
子Cの下層電極層が接続される側)29上の前記層間絶
縁膜33を除去し、接続孔33A、34のそれぞれを形
成する。この接続孔34は、サイドウオールスペーサ3
1、層間絶縁膜33をエツチングした時にサイドウオー
ルスペーサ31の側壁に堆積されるサイドウオールスペ
ーサ33Bのそれぞれで規定された領域内に形成される
Next, as shown in FIG. 9, the memory cell selection MOS-
The interlayer insulating film 33 on one n-type semiconductor region (the side to which the lower electrode layer of the information storage capacitive element C is connected) 29 of the FETQs is removed to form connection holes 33A and 34, respectively. This connection hole 34 is connected to the side wall spacer 3
1. It is formed in a region defined by each sidewall spacer 33B deposited on the sidewall of the sidewall spacer 31 when the interlayer insulating film 33 is etched.

次に、第10図に示すように、基板20の全面にメモリ
セルの情報M積用容量素子Cの下層電極層となるポリシ
リコン膜35Aを堆積する。このポリシリコン膜35A
は、前記接続孔33A、34のそれぞれを通してその一
部をn形半導体領域29に接続させる。このポリシリコ
ン膜35Aは、CVD法で堆積され、150〜250〔
nm〕程度の膜厚を有している。このポリシリコン膜3
5Aには、堆積後に抵抗値を低減するn形不純物、例え
ばPを熱拡散法により導入する。このn形不純物は、前
記接続孔34を通してn形半導体領域29に多量に拡散
され、メモリセル選択用MOS・FETQsのチャネル
形成領域側に拡散しないよう、低不純物濃度で導入され
る。
Next, as shown in FIG. 10, a polysilicon film 35A is deposited on the entire surface of the substrate 20, which will become the lower electrode layer of the information M product capacitor C of the memory cell. This polysilicon film 35A
A portion thereof is connected to the n-type semiconductor region 29 through each of the connection holes 33A and 34. This polysilicon film 35A is deposited by the CVD method and has a thickness of 150 to 250 [
It has a film thickness of about 100 nm. This polysilicon film 3
5A, an n-type impurity, such as P, which reduces the resistance value after deposition, is introduced by thermal diffusion. A large amount of this n-type impurity is diffused into the n-type semiconductor region 29 through the connection hole 34, and is introduced at a low impurity concentration so as not to diffuse into the channel forming region side of the memory cell selection MOS/FETQs.

次に、第11図に示すように、前記ポリシリコン膜35
Aの上にさらにポリシリコン膜35Bを堆積する。この
上層のポリシリコン膜35Bは、CVD法で堆積させ、
250〜350〔nm〕程度の膜厚を有している。上層
のポリシリコン膜35Bには、堆積後に抵抗値を低減す
るn形不純物、例えばPを熱拡散法により導入する。こ
のn形不純物は、情報蓄積用容量素子Cの電荷蓄積量を
向上するために高不純物濃度で導入される。
Next, as shown in FIG.
A polysilicon film 35B is further deposited on top of A. This upper layer polysilicon film 35B is deposited by CVD method,
It has a film thickness of about 250 to 350 [nm]. After deposition, an n-type impurity such as P, which reduces the resistance value, is introduced into the upper polysilicon film 35B by thermal diffusion. This n-type impurity is introduced at a high impurity concentration in order to improve the amount of charge storage in the information storage capacitive element C.

次に、第12図に示すように、ホトリングラフィ技術お
よび異方性エツチング技術を用いて前記2層構造のポリ
シリコン膜35A、35Bを所定の形状に加工し、情報
蓄積用容量素子Cの下層電極層35を形成する。
Next, as shown in FIG. 12, the two-layer structure polysilicon films 35A and 35B are processed into a predetermined shape using photolithography technology and anisotropic etching technology, and the information storage capacitive element C is formed. A lower electrode layer 35 is formed.

次に、第13図に示すように、基板20の全面に誘電体
膜36を堆積する。誘電体膜36は、例えば5IsNa
膜36 A s S iO2膜36Bを順次積層した2
層構造で形成する。513N4膜36Aは、例えばCV
D法で堆積させ、5〜7 (T1m〕程度のMlを有し
ている。313N4膜36Aを通常の生産レベルで下層
電極層35(ポリシリコン膜〉上に堆積した場合には、
極微量の酸素の巻き込みが生じるので、513N4膜3
6と下層電極層35との間には図示しない自然酸化膜(
SiO2膜)が形成される。
Next, as shown in FIG. 13, a dielectric film 36 is deposited on the entire surface of the substrate 20. The dielectric film 36 is made of, for example, 5IsNa.
Film 36 A s SiO2 film 36B sequentially laminated 2
Formed in a layered structure. 513N4 film 36A is, for example, CV
It is deposited by method D and has an Ml of about 5 to 7 (T1m).When the 313N4 film 36A is deposited on the lower electrode layer 35 (polysilicon film) at a normal production level,
Since a very small amount of oxygen is involved, the 513N4 film 3
6 and the lower electrode layer 35 is a natural oxide film (not shown).
SiO2 film) is formed.

上記誘電体膜36の上層のSin、膜36Bは、下層の
5isN<膜36Aに高圧酸化法を施して形威し、1〜
3 (nm)程度の膜厚を有している。
The upper layer of the dielectric film 36, the Sin film 36B, is shaped by applying a high pressure oxidation method to the lower layer 5isN< film 36A.
It has a film thickness of about 3.3 nm (nm).

次に、基板20の全面に図示しないポリシリコン膜を堆
積する。ポリシリコン膜は、CVD法で堆積させ、80
〜120(nm)程度の膜厚を有している。このポリシ
リコン膜には、堆積後に抵抗値を低減するn形不純物、
例えばPを熱拡散法により導入する。続いて、メモリセ
ル選択層MO3−FETQsの一方のn形半導体領域2
9と後述する相補性データ線との接続領域を除くメモリ
セル形成領域の全面において、前記ポリシリコン膜上に
図示しないエツチングマスク(ホトレジスト膜〉を形成
する。
Next, a polysilicon film (not shown) is deposited over the entire surface of the substrate 20. The polysilicon film was deposited by CVD method and
It has a film thickness of about 120 (nm). This polysilicon film contains n-type impurities that reduce the resistance value after deposition.
For example, P is introduced by a thermal diffusion method. Next, one n-type semiconductor region 2 of the memory cell selection layer MO3-FETQs
An etching mask (photoresist film) (not shown) is formed on the polysilicon film over the entire memory cell formation region except for the connection region between 9 and complementary data lines to be described later.

その後、第14図に示すように、前記エツチングマスク
を用い、前記ポリシリコン膜、誘電体膜36のそれぞれ
に順次異方性エツチングを施し、情報蓄積用容量素子C
の上層電極層37を形成する。この上層電極層37を形
成することにより、いわゆるスタックド構造の情報蓄積
用容量素子Cが略完成し、DRAMのメモリセルMが完
成する。
Thereafter, as shown in FIG. 14, the polysilicon film and dielectric film 36 are sequentially anisotropically etched using the etching mask to form the information storage capacitive element C.
An upper electrode layer 37 is formed. By forming this upper electrode layer 37, the information storage capacitive element C having a so-called stacked structure is substantially completed, and the memory cell M of the DRAM is completed.

このメモリセルMの完成後、前記エツチングマスクを除
去する。
After completing this memory cell M, the etching mask is removed.

次に、第15図に示すように、基板20に熱酸化処理を
施し、前記情報蓄積用容量素子Cの上層電極層37の表
面上に絶縁膜(Si02膜)38を形成する。この絶縁
膜38は、前記上層電極層37をパターンニングした際
に、下地表面(層間絶縁膜33の表面)に残存するエツ
チング残り(ポリシリコン膜)を酸化する工程で形成す
る。
Next, as shown in FIG. 15, the substrate 20 is subjected to thermal oxidation treatment to form an insulating film (Si02 film) 38 on the surface of the upper electrode layer 37 of the information storage capacitive element C. This insulating film 38 is formed in a step of oxidizing the etching residue (polysilicon film) remaining on the underlying surface (the surface of the interlayer insulating film 33) when the upper electrode layer 37 is patterned.

次に、前記周辺回路のpチャネルMOS−FETQpの
形成領域において、前述の工程で形成された層間絶縁膜
33に異方性エツチングを施し、第16図に示すように
、前記サイドウオールスペーサ31の側壁にサイドウオ
ールスペーサ33Cを形成する。このサイドウオールス
ペーサ33Gは、pチャネルMOS−、FETQpのゲ
ート電極27に対して自己整合的に形成される。サイド
ウオールスペーサ33Cは、pチャネルMOS−FET
Qpのサイドウオールスペーサ31(7)’r’−)長
方向の寸法を長くするように形成される。サイドウオー
ルスペーサ31.33Cの合計のゲート長方向の寸法は
、約200[nm3程度である。
Next, in the formation region of the p-channel MOS-FET Qp of the peripheral circuit, the interlayer insulating film 33 formed in the above process is anisotropically etched, and as shown in FIG. Sidewall spacers 33C are formed on the sidewalls. This sidewall spacer 33G is formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 27 of the p-channel MOS-, FETQp. Sidewall spacer 33C is a p-channel MOS-FET
The side wall spacer 31(7)'r'-) of Qp is formed to have a longer dimension in the longitudinal direction. The total dimension of the sidewall spacers 31.33C in the gate length direction is about 200 [nm3].

次に、基板20の全面に図示しない絶縁膜を堆積する。Next, an insulating film (not shown) is deposited over the entire surface of the substrate 20.

この絶縁膜は主に不純物導入の際の汚染防止膜として使
用される。この絶縁膜は、例えば無機シランガスおよび
酸化窒素ガスをソースガスとするCVD法で堆積させた
Sin、膜で構成され、10(nm〕程度の薄い膜厚を
有している。
This insulating film is mainly used as a contamination prevention film when introducing impurities. This insulating film is composed of a Sin film deposited by a CVD method using, for example, inorganic silane gas and nitrogen oxide gas as source gases, and has a thin film thickness of about 10 (nm).

次に、本実施例では前記大電流形イオン注入装置1を用
いて、第17図に示すように、周辺回路のpチャネルM
OS−FETQpの形成領域にp形不純物39pを導入
する。p形不純物39pの導入に際しては主にサイドウ
オールスペーサ31および33Cを不純物導入マスクと
して用いる。
Next, in this embodiment, using the large current type ion implantation apparatus 1, as shown in FIG.
A p-type impurity 39p is introduced into the formation region of the OS-FETQp. When introducing the p-type impurity 39p, the sidewall spacers 31 and 33C are mainly used as impurity introduction masks.

また、pチャネルMOS −FETQpの形成領域以外
の領域は、図示しない不純物導入マスク(ホトレジスト
膜〉で覆われる。上記p形不純物391) It、例え
ばl Qls(atoms /coり程度の不純物濃度
のBP、  (又はB)を用い、50〜70(KeV)
程度のエネルギーのイオン注入法で導入する。その際、
イオン注入装置1の回転ディスク13を125 Orp
mの速度で回転させながら、約10分間イオン注入を行
う。
Further, the region other than the formation region of the p-channel MOS-FET Qp is covered with an impurity introduction mask (photoresist film) not shown. , (or B), 50-70 (KeV)
It is introduced by ion implantation method with a certain amount of energy. that time,
The rotating disk 13 of the ion implanter 1 is rotated to 125 Orp.
Ion implantation is performed for about 10 minutes while rotating at a speed of m.

その後、第18図に示すように、基板20を熱処理する
ことによって、上記p形不純物39pの引き伸し拡散を
行い、p゛形半導体領域39を形成する。上記熱処理は
、例えば900〜1000〔℃〕程度の高温度で20〜
40〔分〕程度行う。
Thereafter, as shown in FIG. 18, the p-type impurity 39p is stretched and diffused by heat-treating the substrate 20, thereby forming a p-type semiconductor region 39. The above heat treatment is performed at a high temperature of, for example, 900 to 1000 [℃] for 20 to 20 minutes.
Do this for about 40 minutes.

上記p゛形半導体領域39を形成することにより、LD
D構造を有する周辺回路のpチャネルMO3・FETQ
pが完成する。
By forming the p-type semiconductor region 39, the LD
P-channel MO3/FETQ of peripheral circuit with D structure
p is completed.

このように、本実施例のDRAMの製造方法では、基板
201.: 10 ” (atoms/crl:l程度
の高濃度の不純物をイオン注入する工程、すなわち周辺
回路のnチャネルMO3−FETQnのn4形半導体領
域32、および周辺回路のpチャネルMO3・FETQ
pのp゛形半導体領域39を形成する工程で前記イオン
注入装置lを用いたことにより、イオン注入装置1のス
パッタによる基板20の汚染を低減することができる。
In this way, in the DRAM manufacturing method of this embodiment, the substrate 201. : 10'' (atoms/crl: 1) A step of ion-implanting impurities at a high concentration, that is, into the n4 type semiconductor region 32 of the n-channel MO3-FETQn of the peripheral circuit, and the p-channel MO3-FETQ of the peripheral circuit.
By using the ion implantation device 1 in the step of forming the p-type semiconductor region 39, contamination of the substrate 20 due to sputtering from the ion implantation device 1 can be reduced.

その結果、イオン注入時に基板20に誘起された欠陥を
その後の低温(900〜1000(t)程度)熱処理で
効率良く回復させることができるので、この欠陥に起因
するMOS −FETQn、Qpの電気特性の劣化を防
止し、DRAMの製造歩留りを向上させることができる
As a result, defects induced in the substrate 20 during ion implantation can be efficiently recovered by the subsequent low-temperature (approximately 900 to 1000 (t)) heat treatment. It is possible to prevent deterioration of the DRAM and improve the manufacturing yield of DRAM.

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
As above, the invention made by the present inventor has been specifically explained based on Examples, but it should be noted that the present invention is not limited to the Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Not even.

前記実施例では、基板20に10101sCatO/c
I!!〕程度の高濃度の不純物を導入する工程で使用す
る大電流形イオン注入装置に適用した場合について説明
したが、これに限定されるものではなく、例えばウェル
領域やチャネルストッパ領域を形成する場合のように、
1012〜10 ′3(atoms/cat)程度の中
濃度の不純物を導入する工程で使用する中電流形イオン
注入装置などに適用することもできる。
In the above embodiment, the substrate 20 has 10101sCatO/c.
I! ! ] Although the case where the application is applied to a large current type ion implantation device used in the process of introducing impurities at a high concentration of like,
It can also be applied to a medium current type ion implantation device used in a process of introducing impurities with a medium concentration of about 1012 to 10'3 (atoms/cat).

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。
Among the inventions disclosed in this application, the effects obtained by typical inventions are briefly described below.

イオンビームの経路上に設けられた部材の少なくともそ
の表面を高純度シリコンで構成したイオン注入装置構造
とすることにより、イオン注入装置のスパッタによる基
板の汚染を有効に防止し、イオン注入時に基板に誘起さ
れた欠陥をその後の熱処理で効率良く回復させることが
できるので、この欠陥に起因する素子の電気特性の劣化
を防止し、半導体集積回路装置の製造歩留りを向上させ
ることができる。
By using an ion implanter structure in which at least the surface of the member provided on the ion beam path is made of high-purity silicon, it is possible to effectively prevent contamination of the substrate by sputtering from the ion implanter, and to prevent the substrate from being contaminated during ion implantation. Since the induced defects can be efficiently recovered by subsequent heat treatment, it is possible to prevent deterioration of the electrical characteristics of the element due to the defects and improve the manufacturing yield of semiconductor integrated circuit devices.

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

第1図は、本発明の一実施例であるイオン注入装置の一
部材を示す第2図のI−I線蒼面図、第2図は、このイ
オン注入装置の一部材を示す斜視図、 第3図は、本発明の他の実施例であるイオン注入装置の
一部材を示す断面図、 第4図は、このイオン注入装置の略正面図、第5図〜第
18図は、このイオン注入装置を用いた半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。 1・・・イオン注入装置、2・・・イオン源、3.3a
、3b・・・引出し電極、4・・・引出しスリット、5
・・・質量分析系、6・・・アナライザ、7・・・分析
スリット、8・・・ライナ、9・・・加速管、10・・
・加速電極、11・・・収束レンズ、12・・・注入チ
ャンバ、13・・・回転ディスク、14・・・ビームス
トッパ、15・・・基板ホルダ、16・・・芯材、17
・・ ・薄膜、18 ・ ・ ・スリット、20 ・ 
・ ・半導体基板(ウェハ)、21・・・n−形ウエル
領域、22・・・p−形ウエル領域、23・・・フィー
ルド絶縁膜、24.25A・・・p形チャネルストッパ
領域、25B、30・・・p形半導体領域、26・・・
ゲート絶縁膜、27・・・ゲート電極(ワード線WL>
、28.33・・・層間絶縁膜、29・・・n形半導体
領域、29n、32n・・・n形不純物、30p、39
p・・・p形不純物、31.33B、33C・・・サイ
ドウオールスペーサ、32・=n+形半導体領域、33
A、34・・・接続孔、35・・・下層電極層、35A
。 35B・・・ポリシリコン膜、36・・・誘電体膜、3
6A・・・5I3NJ膜、36B・・・5i02膜、3
7・・・上層電極層、38・・・絶縁膜、39・・・p
°形半導体領域、■、・・・イオンビーム。
FIG. 1 is a plan view taken along the line I--I in FIG. 2 showing a part of an ion implantation device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a part of this ion implantation device. FIG. 3 is a sectional view showing a part of an ion implantation device according to another embodiment of the present invention, FIG. 4 is a schematic front view of this ion implantation device, and FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of a semiconductor substrate showing a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device using an injection device. 1... Ion implanter, 2... Ion source, 3.3a
, 3b... Extraction electrode, 4... Extraction slit, 5
... Mass spectrometry system, 6 ... Analyzer, 7 ... Analysis slit, 8 ... Liner, 9 ... Accelerator tube, 10 ...
- Accelerating electrode, 11... Converging lens, 12... Injection chamber, 13... Rotating disk, 14... Beam stopper, 15... Substrate holder, 16... Core material, 17
・・Thin film, 18 ・ ・・Slit, 20 ・
- Semiconductor substrate (wafer), 21...n-type well region, 22...p-type well region, 23...field insulating film, 24.25A...p-type channel stopper region, 25B, 30... p-type semiconductor region, 26...
Gate insulating film, 27...gate electrode (word line WL>
, 28.33... interlayer insulating film, 29... n-type semiconductor region, 29n, 32n... n-type impurity, 30p, 39
p...p type impurity, 31.33B, 33C...side wall spacer, 32.=n+ type semiconductor region, 33
A, 34... Connection hole, 35... Lower electrode layer, 35A
. 35B...Polysilicon film, 36...Dielectric film, 3
6A...5I3NJ membrane, 36B...5i02 membrane, 3
7... Upper electrode layer, 38... Insulating film, 39...p
°-shaped semiconductor region, ■, ion beam.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、イオンビームの経路上に設けられた部材の少なくと
もその表面を高純度シリコンで構成したことを特徴とす
るイオン注入装置。 2、前記シリコンの純度が99.9999%またはそれ
以上であることを特徴とする請求項1記載のイオン注入
装置。 3、前記部材が導電材料からなり、その表面に高純度シ
リコンの薄膜が形成されていることを特徴とする請求項
1記載のイオン注入装置。 4、前記部材が高純度シリコンからなり、その抵抗値が
中性子の照射によって低減されていることを特徴とする
請求項1記載のイオン注入装置。 5、前記部材の少なくともイオンビームの照射を受ける
箇所を高純度シリコンで構成したことを特徴とする請求
項1記載のイオン注入装置。 6、請求項1〜5記載のイオン注入装置を用いて半導体
基板に不純物を導入することにより、所定の不純物濃度
を有する半導体領域を形成することを特徴とする半導体
集積回路装置の製造方法。 7、前記半導体領域がMOS・FETのソース領域およ
びドレイン領域であることを特徴とする請求項6記載の
半導体集積回路装置の製造方法。
[Scope of Claims] 1. An ion implantation device characterized in that at least the surface of a member provided on the path of an ion beam is made of high-purity silicon. 2. The ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the silicon has a purity of 99.9999% or more. 3. The ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the member is made of a conductive material and has a thin film of high purity silicon formed on its surface. 4. The ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the member is made of high-purity silicon, and its resistance value is reduced by irradiation with neutrons. 5. The ion implantation apparatus according to claim 1, wherein at least a portion of the member that is irradiated with the ion beam is made of high-purity silicon. 6. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising forming a semiconductor region having a predetermined impurity concentration by introducing impurities into a semiconductor substrate using the ion implantation apparatus according to any one of claims 1 to 5. 7. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein the semiconductor regions are a source region and a drain region of a MOS/FET.
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US07/547,018 US5134301A (en) 1989-06-30 1990-07-02 Ion implanting apparatus, having ion contacting surfaces made of high purity silicon, for fabricating semiconductor integrated circuit devices

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0594795A (en) * 1991-10-01 1993-04-16 Nec Corp Ion source grid
WO2000020063A1 (en) 1998-10-05 2000-04-13 Kaneka Corporation Balloon catheter and production method therefor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0594795A (en) * 1991-10-01 1993-04-16 Nec Corp Ion source grid
WO2000020063A1 (en) 1998-10-05 2000-04-13 Kaneka Corporation Balloon catheter and production method therefor

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