JPH0555232A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0555232A
JPH0555232A JP24042091A JP24042091A JPH0555232A JP H0555232 A JPH0555232 A JP H0555232A JP 24042091 A JP24042091 A JP 24042091A JP 24042091 A JP24042091 A JP 24042091A JP H0555232 A JPH0555232 A JP H0555232A
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JP
Japan
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layer
semiconductor device
buffer layer
implanted
impurity diffusion
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Application number
JP24042091A
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English (en)
Inventor
Mitsuharu Takagi
光治 高儀
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 結晶欠陥を不純物拡散層の表面にゲッタリン
グすることにより、リーク電流を防止するようにした半
導体装置の製造方法を提供することである。 【構成】 半導体基板2の表面にイオン注入を行い不純
物の拡散層16,20を形成する半導体装置の製造方法
において、イオン注入を行う前に、半導体基板2の表面
に、アモルファスシリコンなどで構成されるバッファ層
14を被覆し、このバッファ層14の上からイオン注入
を行い、イオン注入された半導体装置をアニール処理
し、結晶欠陥を、上記バッファ層14と拡散層16,2
0との不整合界面18付近に取り込み、ゲッタリングを
行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係わり、特に結晶欠陥を不純物拡散層の表面にゲッタリ
ングすることによりリーク電流を防止するようにした半
導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ハーフミクロンからクォータミクロンへ
とデバイスの微細化が図られると、接合深さを0.1μ
m以下に浅くすることが必要となる。そのため、低エネ
ルギーでイオン注入した浅い不純物分布の半導体装置
を、低温でアニール処理し、これにより、不純物の活性
化及び結晶欠陥の回復を図ることが大きな課題となって
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
デバイスの微細化が図られると、アニール温度の低温化
により不純物の拡散が抑えられた結果、イオン注入によ
り形成された欠陥が、アニールにより広がった不純物拡
散層内に取り込まれず、リーク電流が増大するという問
題点を有している。
【0004】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、結晶欠陥を不純物拡散層の表面にゲッタリングする
ことにより、リーク電流を防止するようにした半導体装
置の製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板の表
面にイオン注入を行い不純物の拡散層を形成する半導体
装置の製造方法において、イオン注入を行う前に、半導
体基板の表面に、バッファ層を被覆し、このバッファ層
の上からイオン注入を行い、イオン注入された半導体装
置をアニール処理し、結晶欠陥を、上記バッファ層と拡
散層との不整合界面付近に取り込み、ゲッタリングを行
うことを特徴としている。上記バッファ層は、CVD法
により成膜されるアモルファスシリコン層またはポリシ
リコン層で構成されることが好ましい。
【0006】
【作用】本発明の半導体装置の製造方法では、例えばア
モルファスシリコン層から成るバッファ層の上から、イ
オン注入を行い、その後アニール処理することで、例え
ばソース・ドレイン領域となる不純物拡散層を形成す
る。その際に、バッファ層と不純物拡散層との間に形成
された格子不整合界面に、イオン注入時などに発生した
結晶欠陥をゲッタリングすることができる。したがっ
て、結晶欠陥は、不純物拡散層の表面に取り込むことが
可能になり、拡散層下に結晶欠陥が生じることによりリ
ーク電流が発生することを有効に防止することが可能に
なる。なお、バッファ層として用いたアモルファスシリ
コン層は、アニール処理後に、CF4 及びO2 ガス雰囲
気下でのプラズマエッチング等により除去するので、不
純物拡散層と電極配線層とのコンタクト抵抗が増大する
こともない。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例に係る半導体装置の
製造方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1〜図3は本発明の一実施例に係るLDD構造のMO
S型半導体装置の製造過程を示す概略断面図、図4〜図
6は本発明の他の実施例に係るGOLD構造のMOS型
半導体装置の製造過程を示す概略断面図である。
【0008】図1〜3に示す実施例は、本発明の製造方
法を用いてLDD(Lightly DopedDrain )構造のPチ
ャネルMOSトランジスタを製造する場合の一例を示し
ている。この実施例では、図1に示すように、まず、N
型のシリコン基板などで構成される半導体基板2の表面
に、素子分離領域としての選択酸化領域4を形成すると
共に、ゲート絶縁酸化膜層6を形成し、その上に所定パ
ターンのゲート電極層8を形成する。ゲート電極層8
は、例えばポリシリコン層で構成される。
【0009】このゲート電極層8の両側に、P- 低濃度
拡散領域10を形成するためのイオン注入を行い、その
後、酸化珪素で構成されるサイドウォール12を電極層
8の両側端部に形成する。サイドウォール12の幅は、
特に限定されないが、例えば、0.25〜0.3μm程
度である。従来では、低濃度拡散領域10の表面には、
ゲート絶縁酸化膜層6を形成するための酸化珪素膜層を
残したままにし、これを高濃度拡散層形成時のイオン注
入用のバッファ層としていた。本実施例では、サイドウ
ォール12の下に位置する低濃度不純物拡散層10の表
面以外の低濃度不純物拡散層10の表面に形成してある
酸化珪素膜層を除去する。この除去は、サイドウォール
12を形成するためのRIE等の異方性エッチング時に
同時に行われる。
【0010】次に、図2に示すように、図1に示す状態
の半導体基板2の全面に、バッファ層14を成膜する。
バッファ層14は、例えばCVD法により堆積されたア
モルファスシリコン層で構成される。このバッファ層1
4の膜厚は、特に限定されないが、例えば100〜20
0オングストローム程度である。
【0011】バッファ層14が形成された後には、次
に、P+ の高濃度不純物拡散領域16を形成するための
イオン注入及びアニール処理を行う。イオン注入に際し
ては、例えばBF2 イオンを用いる。アニール処理時の
加熱温度は、特に限定されないが、例えば700〜80
0°C程度である。このアニール処理に際しては、アモ
ルファスシリコン層から成るバッファ層14と、高濃度
不純物拡散層16となる半導体基板2の表面との間に
は、格子不整合界面18が存在するので、この界面18
付近の拡散領域16に、イオン注入時などに生じた結晶
欠陥を取り込み、ゲッタリングすることが可能になる。
【0012】バッファ層14は、ゲッタリング後には不
用となるので、図3に示すように、CF4 及びO2 ガス
雰囲気下でのプラズマエッチング等により除去する。こ
のため、不純物拡散層16と図示しない電極配線層との
コンタクト抵抗が増大することもない。
【0013】次に、本発明の他の実施例を、図4〜6を
参照して説明する。図4〜6に示す実施例は、本発明の
製造方法を用いてGOLD(Gate Overlapped Drain
)構造のPチャネルMOSトランジスタを製造する場
合の一例を示している。
【0014】この実施例では、図1に示すように、ま
ず、N型のシリコン基板などで構成される半導体基板2
の表面に、素子分離領域としての選択酸化領域4を形成
すると共に、ゲート絶縁酸化膜層6を形成し、その上に
所定パターンのゲート電極層8を形成する。ゲート電極
層8は、例えばポリシリコン層で構成される。
【0015】次に、酸化珪素で構成されるサイドウォー
ル12をゲート電極層8の両側端部に形成する。サイド
ウォール12の幅は、特に限定されないが、例えば、約
0.1μm程度である。従来では、ソース・ドレイン領
域となる半導体基板2の表面には、ゲート絶縁酸化膜層
6を形成するための酸化珪素膜層を残したままにし、こ
れをソース・ドレイン領域となる拡散層形成時のイオン
注入用のバッファ層としていた。本実施例では、ゲート
電極層8及びサイドウォール12の下に位置するゲート
絶縁酸化膜層6以外の半導体基板2の表面に形成してあ
る酸化珪素膜層を除去する。この除去は、サイドウォー
ル12を形成するためのRIE等の異方性エッチング時
に同時に行われる。
【0016】次に、図5に示すように、図4に示す状態
の半導体基板2の全面に、バッファ層14を成膜する。
バッファ層14は、例えばCVD法により堆積されたア
モルファスシリコン層で構成される。このバッファ層1
4の膜厚は、特に限定されないが、例えば100〜20
0オングストローム程度である。
【0017】バッファ層14が形成された後には、次
に、不純物拡散領域20を形成するためのイオン注入及
びアニール処理を行う。イオン注入に際しては、例えば
BF2イオンを用いる。イオン注入に際しては、本実施
例では、GOLD構造を得るために、半導体基板2を回
転しながら、大傾斜角で不純物イオンを注入する。この
ようなイオン注入を行うことで、不純物イオンが、ゲー
ト電極層8の両側端部下方に位置する半導体基板2の表
面にも注入される。その結果、GOLD構造のMOS回
路が得られる。また、アニール処理時の加熱温度は、特
に限定されないが、例えば700〜800°C程度であ
る。このアニール処理に際しては、アモルファスシリコ
ン層から成るバッファ層14と、不純物拡散層20とな
る半導体基板2の表面との間には、格子不整合界面18
が存在するので、この界面18付近の拡散領域20に、
イオン注入時などに生じた結晶欠陥を取り込み、ゲッタ
リングすることが可能になる。
【0018】バッファ層14は、ゲッタリング後には不
用となるので、図6に示すように、CF4 及びO2 ガス
雰囲気下でのプラズマエッチング等により除去する。こ
のため、不純物拡散層20と図示しない電極配線層との
コンタクト抵抗が増大することもない。
【0019】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。例えば、上記バッファ層14は、アモルフ
ァスシリコン層で構成されるのみでなく、例えばドープ
されていないポリシリコン層で構成されても良い。バッ
ファ層14としては、不純物拡散層との間で格子不整合
界面を形成し、その部分に結晶欠陥のゲッタリングを行
い得る材質の層であれば何でも良い。
【0020】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、例えばアモルファスシリコン層から成るバッファ層
の上から、イオン注入を行うようにしているので、その
後アニール処理することで、バッファ層と不純物拡散層
との間に形成された格子不整合界面に、イオン注入時な
どに発生した結晶欠陥をゲッタリングすることができ
る。したがって、結晶欠陥は、不純物拡散層の表面に取
り込むことが可能になり、拡散層下に結晶欠陥が生じる
ことによりリーク電流が発生することを有効に防止する
ことが可能になる。
【0021】また、結晶欠陥を不純物拡散層の表面に取
り込むことが可能になるので、本発明の方法は、特に浅
い拡散層を形成する場合に効果が大きくなる。したがっ
て、半導体集積回路の微細化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るLDD構造のMOS型
半導体装置の製造過程を示す概略断面図である。
【図2】本発明の一実施例に係るLDD構造のMOS型
半導体装置の製造過程を示す概略断面図である。
【図3】本発明の一実施例に係るLDD構造のMOS型
半導体装置の製造過程を示す概略断面図である。
【図4】本発明の他の実施例に係るGOLD構造のMO
S型半導体装置の製造過程を示す概略断面図である。
【図5】本発明の他の実施例に係るGOLD構造のMO
S型半導体装置の製造過程を示す概略断面図である。
【図6】本発明の他の実施例に係るGOLD構造のMO
S型半導体装置の製造過程を示す概略断面図である。
【符号の説明】
2 半導体基板 6 ゲート絶縁酸化膜層 8 ゲート電極層 10 低濃度不純物拡散層 14 バッファ層 16 高濃度不純物拡散層 18 格子不整合界面 20 不純物拡散層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の表面にイオン注入を行い不
    純物の拡散層を形成する半導体装置の製造方法におい
    て、イオン注入を行う前に、半導体基板の表面に、バッ
    ファ層を被覆し、このバッファ層の上からイオン注入を
    行い、イオン注入された半導体装置をアニール処理し、
    結晶欠陥を、上記バッファ層と拡散層との不整合界面付
    近に取り込み、ゲッタリングを行うことを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記バッファ層は、アモルファスシリコ
    ンまたはポリシリコンから成る請求項1に記載の半導体
    装置の製造方法。
JP24042091A 1991-08-27 1991-08-27 半導体装置の製造方法 Pending JPH0555232A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5496742A (en) * 1993-02-22 1996-03-05 Nec Corporation Method for manufacturing semiconductor device enabling gettering effect
US6251712B1 (en) 1995-03-27 2001-06-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of using phosphorous to getter crystallization catalyst in a p-type device

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