JPH061820B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number
JPH061820B2
JPH061820B2 JP58055082A JP5508283A JPH061820B2 JP H061820 B2 JPH061820 B2 JP H061820B2 JP 58055082 A JP58055082 A JP 58055082A JP 5508283 A JP5508283 A JP 5508283A JP H061820 B2 JPH061820 B2 JP H061820B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor
semiconductor substrate
region
semiconductor device
conductivity type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58055082A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS59182559A (en
Inventor
一男 野尻
勝彦 伊藤
孝明 青島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP58055082A priority Critical patent/JPH061820B2/en
Publication of JPS59182559A publication Critical patent/JPS59182559A/en
Publication of JPH061820B2 publication Critical patent/JPH061820B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体装置の改良とその製造方法に関するも
のである。
The present invention relates to an improved semiconductor device and a method for manufacturing the same.

半導体装置を構成する半導体基板は、その内部の小さく
とも一部に分散して鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、ク
ロム(Cr)などの重金属を極微量であるが含有してし
まうことがある。また、半導体装置の製造工程における
種々の処理工程によって、半導体基板内部の少なくとも
一部に分散して前記重金属を含有してしまうことがあ
る。
A semiconductor substrate that constitutes a semiconductor device may contain heavy metals such as iron (Fe), nickel (Ni), and chromium (Cr) in a very small amount even if they are dispersed in a small amount inside the semiconductor substrate, although the amount is very small. . Further, the heavy metal may be dispersed in at least a part of the inside of the semiconductor substrate due to various processing steps in the manufacturing process of the semiconductor device.

前記重金属はG−Rセンタ(ジェネレーション−リコン
ビネーションセンタ)となり、半導体装置の特性に影響
を与える不要なキャリア(carrier)の供給源となってい
る。
The heavy metal serves as a GR center (generation-recombination center), and serves as a supply source of unnecessary carriers that affect the characteristics of the semiconductor device.

半導体装置の中で記憶機能を有するダイナミックメモリ
(以下、DRAMという)は、それを構成するメモリセ
ルの容量電極によって、情報蓄積用容量を形成し、ここ
に情報を蓄積する構造になっている。ところがこの容量
部もしくはその周辺部に前記G−Rセンターが存在する
とこのG−Rセンターから放出される不要なキャリアに
よって蓄積されている電荷量が変化してしまうことがあ
る。これによって、DRAMの一部に情報の変動を生
じ、DRAMの誤動作の原因の一つとなっていた。
2. Description of the Related Art A dynamic memory (hereinafter referred to as DRAM) having a storage function in a semiconductor device has a structure in which a capacity electrode for storing information is formed by a capacity electrode of a memory cell forming the dynamic memory and information is stored therein. However, if the GR center is present in the capacitance section or its peripheral section, the amount of accumulated charge may change due to unnecessary carriers emitted from the GR center. As a result, a change in information occurs in a part of the DRAM, which is one of the causes of malfunction of the DRAM.

このような、半導体装置の特性を維持するには、半導体
基板に結晶欠陥を設けることが、前記G−Rセンタの捕
獲に有効であることが判りつつある。これにもとずい
て、従来、半導体基板に結晶欠陥を設けた種々の半導体
装置が提案されている。その主なものは、半導体基板の
低部に結晶欠陥層を設けたエクストリンシックゲッタリ
ング(extrinsic gettering)を備えた半導体装置と、半
導体基板の中央部に結晶欠陥層を設けたイントリンシッ
クゲッタリングintrineic gettering)を備えた半導体装
置である。
In order to maintain such characteristics of the semiconductor device, it is becoming clear that providing a crystal defect in the semiconductor substrate is effective in capturing the GR center. Based on this, various semiconductor devices in which a crystal defect is provided on a semiconductor substrate have been conventionally proposed. The main ones are semiconductor devices equipped with extrinsic gettering in which a crystal defect layer is provided in the lower part of the semiconductor substrate, and intrinsic gettering intrineic in which a crystal defect layer is provided in the central part of the semiconductor substrate. It is a semiconductor device provided with gettering).

しかしながら、本発明者等の実験、検討などの結果、前
記エクストリンシックゲッタリングを備えた半導体装置
では、結晶欠陥層と半導体素子形成領域との距離が離れ
ており、G−Rセンタを捕獲する効果が極めて小さなも
のであるという欠点が判明した。ならびに、前記イント
リンシックゲッタリングを備えた半導体装置では、半導
体基板の中央部に設ける結晶欠陥層の形成のための熱処
理工程が複雑であり、かつ、結晶欠陥密度の制御および
その他の無欠陥領域形成の制御が極めて困難であるとい
う欠点が判明した。
However, as a result of experiments and studies by the present inventors, in the semiconductor device having the extrinsic gettering, the distance between the crystal defect layer and the semiconductor element formation region is large, and the effect of trapping the GR center is obtained. Was found to be extremely small. In addition, in the semiconductor device having the intrinsic gettering, the heat treatment process for forming the crystal defect layer provided in the central portion of the semiconductor substrate is complicated, and the control of the crystal defect density and the formation of other defect-free regions are complicated. It has been found that the control of is extremely difficult.

従って、本発明の目的は、MISFET及び情報蓄積用
容量で構成されるメモリセルを有する半導体装置の製造
方法を提供するものであって、特に、前記MISFET
の周囲に存在するG−Rセンタを安定にかつ確実に捕獲
し、しかも簡単な技術でG−Rセンタを捕獲することに
ある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device having a memory cell composed of a MISFET and an information storage capacitor, and in particular, the MISFET.
The present invention is to capture the GR center existing around the Stable stably and surely, and to capture the GR center with a simple technique.

かかる目的を達成するために、本発明は、第1導電型の
第1半導体の主面一部にMISFETのソース領域又は
ドレイン領域となる前記第1導電型とは反対導電型を示
す第2導電型の第2半導体領域を有し、前記第1半導体
の主面他部に前記第2半導体領域と電気的接続をなす情
報蓄積部を有し、前記MISFET及び情報蓄積部でメ
モリセルを構成する半導体装置の製造方法であって、前
記第1導電型の第1半導体を100℃以上の温度に加熱
した状態で、この第1半導体の主面一部に第2導電型不
純物をイオン打込みにより導入し、しかる後、熱処理す
ることにより、結晶欠陥密度が1×10個/cm2以上
とした前記第2導電型の第2半導体領域を形成すること
を特徴としたことにある。
In order to achieve such an object, the present invention provides a second conductivity type having a conductivity type opposite to the first conductivity type serving as a source region or a drain region of a MISFET on a part of a main surface of a first semiconductor of the first conductivity type. Type second semiconductor region, and an information storage part electrically connected to the second semiconductor region on the other part of the main surface of the first semiconductor, and the MISFET and the information storage part form a memory cell. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: introducing a second conductivity type impurity into a part of a main surface of the first semiconductor by ion implantation in a state where the first conductivity type first semiconductor is heated to a temperature of 100 ° C. or higher. Then, after that, a heat treatment is performed to form the second conductivity type second semiconductor region having a crystal defect density of 1 × 10 2 / cm 2 or more.

以下、一実施例とともに、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to an example.

なお、全図において、同様の機能を有するものは同一符
号を付け、そのくり返しの説明は省略する。本実施例
は、DRAMからなる半導体装置を用いて説明する。
In all the drawings, those having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted. This embodiment will be described using a semiconductor device including a DRAM.

第1図は、本発明の一実施例を説明するための半導体装
置の単一メモリセル部を示す要部断面図であり、第2図
は、第1図の等価的な回路図である。
1 is a cross-sectional view of an essential part showing a single memory cell portion of a semiconductor device for explaining an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of FIG.

第1図および第2図において、1はシリコン単結晶から
なるp型の半導体基板であり、半導体装置を構成するた
めのものである。2は半導体基板1上の半導体素子間に
設けられた絶縁膜(フィールド絶縁膜)であり、半導体
素子間を電気的に分離するためのものである。3は絶縁
膜2の下部の半導体基板1に設けられたp型のチャン
ネルストッパ領域であり、半導体素子間をより完全に分
離するためのものである。4は半導体基板1上の半導体
素子部に設けられた絶縁膜であり、後述する容量やゲー
ト形成に必要とされるものである。5は半導体素子部の
左部で絶縁膜4上に設けられた容量電極であり、情報蓄
積用容量Cを形成する。6は半導体素子部の右部で絶縁
膜4上に設けられたMISFET(Metal Insulator Sem
iconductor Field Effect Trabsistor)Qを構成する
ゲート電極(G)であり、それに電圧を印加することに
よって絶縁膜4を介した半導体基板1表面近傍にチャン
ネルを形成するようになっている。このチャンネルによ
って、後述するゲート電極6両側部の半導体基板1に設
けられた半導体領域間を電気的に導通させるようになっ
ている。ゲート電極6は、一方向の隣接する他の半導体
素子のゲート電極と接続してワード線(WL)となって
いる。7はゲート電極6両側部の半導体基板1に設けら
れたn型の半導体領域(ソース、ドレイン領域)であ
り、導電性を有している。8は半導体基板1の全面に設
けられたリンシリケートガラス(PSG)からなる絶縁
膜であり、半導体装置の特性に影響を与えるナトリウム
(Na)イオンを捕獲し、かつ、多層化による隆起を緩
和するためのものである。9は所定の半導体領域7上部
の絶縁膜4,8に設けられた接続孔(コンタクトホー
ル)であり、当該半導体領域7と絶縁膜8上に設けられ
たビット線(BL)10とを接続するためのものであ
る。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a p-type semiconductor substrate made of silicon single crystal, which is used to form a semiconductor device. Reference numeral 2 denotes an insulating film (field insulating film) provided between the semiconductor elements on the semiconductor substrate 1 for electrically separating the semiconductor elements. Reference numeral 3 is a p + type channel stopper region provided in the semiconductor substrate 1 below the insulating film 2 for more completely separating the semiconductor elements. Reference numeral 4 denotes an insulating film provided in the semiconductor element portion on the semiconductor substrate 1, which is necessary for forming a capacitor and a gate which will be described later. Reference numeral 5 denotes a capacitance electrode provided on the insulating film 4 on the left side of the semiconductor element portion and forms an information storage capacitance C. 6 was formed on the insulating film 4 in the right portion of the semiconductor element portion MISFET (M etal I nsulator S em
iconductor F ield E ffect T rabsistor) a gate constituting Q 1 electrode (G), so as to form a channel in the vicinity of the semiconductor substrate 1 through the insulating film 4 thereto by applying a voltage. This channel electrically connects between semiconductor regions provided on the semiconductor substrate 1 on both sides of the gate electrode 6 which will be described later. The gate electrode 6 is connected to a gate electrode of another semiconductor element adjacent in one direction to form a word line (WL). Reference numeral 7 denotes an n + type semiconductor region (source and drain regions) provided on the semiconductor substrate 1 on both sides of the gate electrode 6 and has conductivity. Reference numeral 8 denotes an insulating film made of phosphosilicate glass (PSG) provided on the entire surface of the semiconductor substrate 1, which traps sodium (Na) ions that affect the characteristics of the semiconductor device and relaxes the bumps due to the multilayer structure. It is for. Reference numeral 9 is a connection hole (contact hole) provided in the insulating films 4 and 8 above the predetermined semiconductor region 7, and connects the semiconductor region 7 and the bit line (BL) 10 provided on the insulating film 8. It is for.

前記半導体領域7は、従来の半導体領域に比べて結晶欠
陥を多く有している。本実施例において、その結晶欠陥
数は1×10個/cm2程度になっている。これは、半
導体領域7形成のための不純物を導入する際に、半導体
基板1を100℃程度もしくはそれ以上の温度に加熱
し、前記不純物をイオン注入法によって導入し、該導入
によって半導体領域7に結晶欠陥を形成すればよい。さ
らに、この結果欠陥は、この後に行なわれる種々の熱処
理工程によっても、半導体基板1を加熱して結晶欠陥を
形成するために、前記結晶欠陥の回復性は極めて低くな
っている。ここで、イオン打込み時の基板温度と結晶欠
陥との関係について第3図を参照して説明する。
The semiconductor region 7 has more crystal defects than the conventional semiconductor region. In this example, the number of crystal defects is about 1 × 10 6 / cm 2 . This is because when the impurities for forming the semiconductor region 7 are introduced, the semiconductor substrate 1 is heated to a temperature of about 100 ° C. or higher, the impurities are introduced by the ion implantation method, and the impurities are introduced into the semiconductor region 7 by the introduction. A crystal defect may be formed. Further, as a result of this, the recovery of the crystal defects is extremely low because the semiconductor substrate 1 is heated to form crystal defects even in various heat treatment steps performed thereafter. Here, the relationship between the substrate temperature and the crystal defects at the time of ion implantation will be described with reference to FIG.

第3図は、半導体領域形成のための不純物を半導体基板
に導入する際の半導体基板温度と結晶欠陥数との関係を
示すための図である。横軸は不純物を導入する際の半導
体基板温度(℃)であり、縦軸は不純物導入の後に10
00℃程度のスチーム(steam)酸化で6時間程度高温
熱処理を施した後の結晶欠陥密度(個/cm2)を示すも
のである。この結果欠陥密度は、単位面積あたりの結晶
欠陥数を示すものである。ここで、不純物の導入は、1
×1016原子個/cm2程度のヒ素イオン不純物をイオン
打込みで行ない、これと同時に、G−Rセンタとなる重
金属(例えば鉄、クロムなど)を導入することによっ
て、上記高温熱処理前の強制汚染サンプルを作成した。
同図から明らかなように、イオン打込み時、半導体基板
を、100℃程度もしはそれ以上の温度に加熱したこと
によって、不純物導入による結晶欠陥の回復性を著しく
低減することができ、半導体領域に設けるべき結晶欠陥
を著しく多くできることが判明した。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the semiconductor substrate temperature and the number of crystal defects when impurities for forming a semiconductor region are introduced into the semiconductor substrate. The horizontal axis represents the semiconductor substrate temperature (° C.) when impurities are introduced, and the vertical axis represents 10 after the impurity introduction.
It shows the crystal defect density (number / cm 2 ) after high temperature heat treatment for about 6 hours by steam oxidation at about 00 ° C. As a result, the defect density indicates the number of crystal defects per unit area. Here, the introduction of impurities is 1
Arsenic ion impurities of about 10 16 atoms / cm 2 are ion-implanted, and at the same time, a heavy metal (for example, iron, chromium, etc.) serving as a GR center is introduced, whereby forced contamination before the high temperature heat treatment is performed. I made a sample.
As is clear from the figure, by heating the semiconductor substrate to a temperature of about 100 ° C. or higher during ion implantation, the recoverability of crystal defects due to the introduction of impurities can be significantly reduced, and It was found that the number of crystal defects to be provided can be significantly increased.

本発明において、上記半導体領域7は、この事実にもと
づいて、特にイオン打込み時の基板温度を所定の温度に
加熱することによって結晶欠陥数が多くなるように形成
されたものである。そして、本発明において、半導体基
板1は、イオン打込みによって、半導体領域7に結晶欠
陥を形成した後半導体基板を1000℃程度で高温熱処
理することによって、半導体基板に存在するであろう好
しくないG−Rセンタを捕獲せしめたものからなる。G
−Rセンタを減少させることによって、半導体基板1内
の好しくない少数キャリアの発生を積極的に低減せしめ
たものである。この高温熱処理は、イオン打込後のアニ
ーリング処理等の工程によって兼用することができる。
In the present invention, the semiconductor region 7 is formed based on this fact so that the number of crystal defects is increased by heating the substrate temperature at the time of ion implantation to a predetermined temperature. In the present invention, the semiconductor substrate 1 may be present in the semiconductor substrate by subjecting the semiconductor substrate to high temperature heat treatment at about 1000 ° C. after forming crystal defects in the semiconductor region 7 by ion implantation. -It consists of a captured R center. G
By reducing the -R center, the generation of unfavorable minority carriers in the semiconductor substrate 1 is positively reduced. This high temperature heat treatment can also be used in a step such as an annealing treatment after the ion implantation.

前記半導体領域7に設けられる結晶欠陥数は、前記一実
施例に示した値に限定されることなく第3図に示すよう
に、1×10個/cm2程度以上で、可能な範囲におい
て結晶欠陥数が多い方がよい。
The number of crystal defects provided in the semiconductor region 7 is not limited to the value shown in the above-mentioned embodiment, and as shown in FIG. 3, it is about 1 × 10 2 / cm 2 or more and within a possible range. The larger the number of crystal defects, the better.

第4図は、イオン打込みによって結晶欠陥を形成した
後、1000℃程度の高温処理を行なった状態での半導
体領域形成のための不純物を半導体基板に導入する際の
半導体基板温度(イオン打込み温度)と、これによって
形成された半導体領域の周囲に存在する少数キャリア
(minority carrier)の寿命〔以下、ライフタイム(li
fe time)という〕との関係を示すための図である。横
軸はイオン打込みによって不純物を導入する際の半導体
基板温度(℃)であり、縦軸は不純物導入後に前記高温
熱処理を施して形成された半導体領域の周辺の基板中に
存在する少数キャリアのライフタイムを任意スケールで
示したものである。同図から明らかなように、イオン打
込み時、半導体基板1を100℃程度もしくはそれ以上
に加熱したことによって、半導体領域7周辺に存在する
少数キャリアのライフタイムが著しく向上する。従っ
て、第3図および第4図に示すように、半導体領域7周
辺に存在するG−Rセンタが、当該半導体領域7の結晶
欠陥数の増加とともに、該結晶欠陥に吸収される度合が
著しく向上し、基板における少数キャリアの発生を減少
させることができる。半導体領域7には、該半導体領域
7と半導体基板1とのpn接合部におけるジャンクショ
ンリーク等の電気的特性劣化を発生しない範囲におい
て、最大限の結晶欠陥数を有していればよい。その範囲
は、結晶欠陥密度で1×10個/cm2以上であって、
pn接合部に損傷を生じない程度である。前述のよう
に、これらは、半導体領域7形成のための不純物を導入
する際に、半導体基板1を100℃程度もしくはそれ以
上の温度に加熱することによって達成できる。
FIG. 4 shows the semiconductor substrate temperature (ion implantation temperature) when impurities are introduced into the semiconductor substrate for semiconductor region formation in the state where a crystal defect is formed by ion implantation and then a high temperature treatment of about 1000 ° C. is performed. And the life of minority carriers existing around the semiconductor region formed by this (hereinafter, life time (li
fe time)]]. The horizontal axis is the semiconductor substrate temperature (° C.) when impurities are introduced by ion implantation, and the vertical axis is the life of minority carriers existing in the substrate around the semiconductor region formed by the high temperature heat treatment after the impurities are introduced. It shows time on an arbitrary scale. As is clear from the figure, by heating the semiconductor substrate 1 to about 100 ° C. or higher during ion implantation, the lifetime of minority carriers existing around the semiconductor region 7 is significantly improved. Therefore, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the GR center existing around the semiconductor region 7 is remarkably improved in absorption degree by the crystal defects as the number of crystal defects in the semiconductor region 7 increases. However, the generation of minority carriers in the substrate can be reduced. It suffices that the semiconductor region 7 has the maximum number of crystal defects in a range that does not cause deterioration of electrical characteristics such as junction leak at the pn junction between the semiconductor region 7 and the semiconductor substrate 1. The range is a crystal defect density of 1 × 10 2 / cm 2 or more,
The degree is such that the pn junction is not damaged. As described above, these can be achieved by heating the semiconductor substrate 1 to a temperature of about 100 ° C. or higher when introducing the impurities for forming the semiconductor region 7.

第5図は、半導体領域に設けられた結晶欠陥が半導体基
板とのpn接合部に与える影響を説明するための図であ
る。横軸は半導体基板表面からその内部への距離を示す
ものであり、縦軸は半導体領域形成のための不純物濃度
もしくはその導入によって生じた結晶欠陥数を示したも
のである。データ(A)は、半導体領域形成のための不
純物を半導体基板に導入したときの不純物の濃度分布を
示したものである。データ(B)は、前記不純物の導入
によって生じた結晶欠陥数の分布を示したものである。
データ(A)およびデータ(B)はガウス分布を示して
おり、データ(B)の飛程(最大値)Rp2はデータ
(A)の飛程Rp1に対して半導体基板表面側よりにある
(Rp22/3Rp1)。一般的に、結晶欠陥の成長に比べ
て前記不純物の拡散速度は著しく速い。すなわち、半導
体領域を形成してもpn接合部においては結晶欠陥の存
在は極めて小さい。従って、半導体領域7に結晶欠陥を
イオン打込みで形成しても、結晶欠陥によるpn接合部
の損傷はほとんどなく、その内部に形成された結晶欠陥
によって不要な少数キャリアを生ずるG−Rセンタを著
しく低減することができる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the influence of the crystal defects provided in the semiconductor region on the pn junction with the semiconductor substrate. The horizontal axis indicates the distance from the surface of the semiconductor substrate to the inside thereof, and the vertical axis indicates the impurity concentration for forming the semiconductor region or the number of crystal defects caused by the introduction thereof. The data (A) shows the concentration distribution of impurities when the impurities for forming the semiconductor region are introduced into the semiconductor substrate. The data (B) shows the distribution of the number of crystal defects caused by the introduction of the impurities.
The data (A) and the data (B) show a Gaussian distribution, and the range (maximum value) R p2 of the data (B) is on the semiconductor substrate surface side with respect to the range R p1 of the data (A). (R p2 2 / 3R p1 ). Generally, the diffusion rate of the impurities is significantly higher than the growth rate of crystal defects. That is, even if the semiconductor region is formed, the existence of crystal defects is extremely small in the pn junction. Therefore, even if a crystal defect is formed in the semiconductor region 7 by ion implantation, there is almost no damage to the pn junction due to the crystal defect, and a G-R center which causes unnecessary minority carriers due to the crystal defect formed therein is significantly formed. It can be reduced.

次に、本発明の具体的な製造方法を説明する。Next, a specific manufacturing method of the present invention will be described.

第6図〜第11図は、第1図に示す本発明の一実施例の
製造方法を説明するための各製造工程における半導体装
置の要部断面図である。
6 to 11 are cross-sectional views of essential parts of the semiconductor device in respective manufacturing steps for explaining the manufacturing method of the embodiment of the present invention shown in FIG.

まず、第6図に示すように、シリコン単結晶からなるp
型の半導体基板1を用意する。この半導体基板1のLO
COS(LOCal oxidation of Silicon)技術によって、
半導体素子間を電気的に分離するための絶縁膜(フイー
ルド絶縁膜)2を形成する。この時同時に絶縁膜2の下
部の半導体基板1に、半導体素子間をより完全に分離す
るためp型のチャンネルストッパ領域3を形成する。
この後に、第7図に示すように、半導体素子部に絶縁膜
4を形成する。
First, as shown in FIG. 6, p made of silicon single crystal is used.
A mold semiconductor substrate 1 is prepared. LO of this semiconductor substrate 1
By COS (LOC al o xidation of S ilicon) technology,
An insulating film (field insulating film) 2 for electrically separating the semiconductor elements is formed. At this time, at the same time, a p + type channel stopper region 3 is formed in the semiconductor substrate 1 below the insulating film 2 in order to more completely separate the semiconductor elements.
After this, as shown in FIG. 7, the insulating film 4 is formed in the semiconductor element portion.

第7図に示す工程の後に、第8図に示すように他結晶シ
リコンからなる容量電極5を半導体素子部の左部に形成
する。
After the step shown in FIG. 7, the capacitor electrode 5 made of another crystalline silicon is formed on the left side of the semiconductor element portion as shown in FIG.

第8図に示す工程の後に、第9図に示すように、MIS
FETQを構成する多結晶シリコンのゲート電極
(G)6を半導体素子部の右部に形成する。このゲート
電極6は、一方向の隣接する他の半導体素子のゲート電
極と接続してワード線(WL)を形成するようになって
いる。
After the step shown in FIG. 8, as shown in FIG.
A gate electrode (G) 6 of polycrystalline silicon forming the FET Q 1 is formed on the right side of the semiconductor element portion. The gate electrode 6 is connected to the gate electrodes of other semiconductor elements adjacent in one direction to form a word line (WL).

第9図に示す工程の後に、半導体基板1を100℃程度
もしくはそれ以上の温度に加熱し、容量電極5およびゲ
ート電極6を耐不純物打込みのためのマスクとして用
い、半導体基板1表面近傍の半導体素子部に半導体領域
形成のための不純物を打込む。この不純物の打込みは、
1×1016原子個/cm2程度の濃度のヒ素(As)イオ
ン不純物を用いて、80〔KeV〕程度のエネルギでイ
オン注入法(ion implantation)で行えはよい。この
時、多結晶シリコン開口部の絶縁膜4′の膜厚はイオン
の透過率との関係で決定される。またこの絶縁膜4′は
無くても良い。この後、前記不純物を高温熱処理による
引き伸し拡散を施し、第10図に示すように、自己整合
(self alignment)によるn型の半導体領域(ソー
ス、ドレイン領域)7を形成する。この半導体領域7の
結晶欠陥密度は、1×10個/cm2程度有するように
なっている。
After the step shown in FIG. 9, the semiconductor substrate 1 is heated to a temperature of about 100 ° C. or higher, and the capacitor electrode 5 and the gate electrode 6 are used as a mask for implanting impurities. Impurities for forming a semiconductor region are implanted into the element portion. The implantation of this impurity is
Ion implantation may be performed with an energy of about 80 [KeV] using an arsenic (As) ion impurity having a concentration of about 1 × 10 16 atoms / cm 2 . At this time, the film thickness of the insulating film 4'in the opening of the polycrystalline silicon is determined in relation to the ion transmittance. Further, this insulating film 4'may be omitted. After that, the impurities are stretched and diffused by high-temperature heat treatment to form n + type semiconductor regions (source and drain regions) 7 by self alignment as shown in FIG. The crystal defect density of the semiconductor region 7 is about 1 × 10 6 defects / cm 2 .

第10図に示す工程の後に、全面に絶縁膜8を形成す
る。この絶縁膜8は、半導体装置の特性に影響を与える
ナトリウム(Na)イオンを捕獲し、かつ、多層化によ
る隆起を緩和するリンシリケースガラス(PSG)を用
いるとよい。この後、後の工程によって形成されるビッ
ト線と接続する半導体領域7上部の絶縁膜4,8を除去
して、接続孔(コンタクトホール)9を形成する。この
接続孔9を介して半導体領域7と接続するように、ビッ
ト線(BL)10を形成すると、第11図に示すように
なる。このビット線10は、アルミニウムのような低抵
抗配線材料を用いるとよい。
After the step shown in FIG. 10, the insulating film 8 is formed on the entire surface. The insulating film 8 is preferably made of phosphorus-silica case glass (PSG) that traps sodium (Na) ions that affect the characteristics of the semiconductor device and that alleviates the protrusion due to the multilayer structure. After that, the insulating films 4 and 8 above the semiconductor region 7 connected to the bit line formed in a later step are removed to form a connection hole (contact hole) 9. When the bit line (BL) 10 is formed so as to be connected to the semiconductor region 7 through the connection hole 9, it becomes as shown in FIG. The bit line 10 is preferably made of a low resistance wiring material such as aluminum.

これら一連の工程によって、本実施例の半導体装置は完
成する。また、この後に保護膜等の処理を施してもよ
い。
Through these series of steps, the semiconductor device of this embodiment is completed. Further, after this, a treatment such as a protective film may be performed.

なお、本発明は、前記実施例に限定されることなく、そ
の要旨を変更しない範囲において種々変更し得ることは
勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

以上説明したように、本発明によれば、半導体装置を構
成する半導体領域の形成において、該半導体領域形成の
ための不純物を導入する際に、不純物が導入される半導
体基板を100℃程度もしくはそれ以上の温度に加熱す
ることによって、この後に行なわれる熱処理工程を施し
ても、前記不純物導入によって生じる結晶欠陥の回復性
を著しく低減し、当該半導体領域の結晶欠陥数を著しく
多くすることができる。結晶欠陥は、その数に対応して
半導体基板内のG−Rセンタを捕獲することができる。
従って、結晶欠陥数の増加とともに半導体装置の特性に
影響を与える半導体基板内のG−Rセンタを半導体装置
の製造工程における熱処理によって低減することがで
き、半導体装置の信頼性を向上することができる。
As described above, according to the present invention, in forming a semiconductor region forming a semiconductor device, when introducing an impurity for forming the semiconductor region, the semiconductor substrate into which the impurity is introduced is about 100 ° C. or By heating to the above temperature, the recoverability of the crystal defects caused by the introduction of the impurities can be remarkably reduced and the number of crystal defects in the semiconductor region can be remarkably increased even if the heat treatment process performed thereafter is performed. The crystal defects can capture the GR centers in the semiconductor substrate according to the number thereof.
Therefore, the GR center in the semiconductor substrate that affects the characteristics of the semiconductor device as well as the number of crystal defects can be reduced by the heat treatment in the manufacturing process of the semiconductor device, and the reliability of the semiconductor device can be improved. .

また、前記半導体領域は通常の製造工程で容易に設ける
ことができるために、複雑な処理工程による弊害は低減
され、安定した半導体領域を設けることができる。
In addition, since the semiconductor region can be easily provided by a normal manufacturing process, adverse effects due to complicated processing steps are reduced, and a stable semiconductor region can be provided.

さらに、半導体領域は、所定の位置に保持することがで
きるために、その部分での捕獲作用を安定させることが
できる。例えば、DRAMメモリセルのMISFETを
構成する半導体領域は常に所定の位置に保持されてお
り、情報蓄積用容量に悪影響を与える不要なキャリアを
生ずるG−Rセンタを近接する前記半導体領域によって
低減させ、DRAMの誤動作を防止することができる。
Furthermore, since the semiconductor region can be held at a predetermined position, the trapping action at that portion can be stabilized. For example, the semiconductor region forming the MISFET of the DRAM memory cell is always held at a predetermined position, and the G-R center that causes unnecessary carriers that adversely affects the information storage capacity is reduced by the adjacent semiconductor region, It is possible to prevent malfunction of the DRAM.

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

第1図は、本発明の一実施例を説明をするための半導体
装置の要部断面図、 第2図は、第1図の等価的な回路図、 第3図は、本発明の一実施例を説明するための半導体基
板温度と結晶欠陥数との関係図、 第4図は、本発明の一実施例を説明するための半導体基
板温度とライフタイムとの関係図、 第5図は、本発明の一実施例を説明するための半導体基
板内の不純物濃度と半導体基板内の結晶欠陥数との関係
図、 第6図〜第11図は、本発明の一実施例の製造方法を説
明するための各製造工程における半導体装置の要部断面
図である。 図中、1…半導体基板、2,4,8…絶縁膜、3…チャ
ンネルストッパ領域、5…容量電極、6…ゲート電極、
7…半導体領域、9…接続孔、10…ビット線である。
FIG. 1 is a sectional view of an essential part of a semiconductor device for explaining an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of FIG. 1, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a relational diagram between the semiconductor substrate temperature and the number of crystal defects for explaining an example, FIG. 4 is a relational diagram between the semiconductor substrate temperature and lifetime for explaining one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 to FIG. 11 are views showing the relationship between the impurity concentration in a semiconductor substrate and the number of crystal defects in the semiconductor substrate for explaining an embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view of a main portion of the semiconductor device in each manufacturing step for performing In the figure, 1 ... Semiconductor substrate, 2, 4, 8 ... Insulating film, 3 ... Channel stopper region, 5 ... Capacitance electrode, 6 ... Gate electrode,
7 ... Semiconductor region, 9 ... Connection hole, 10 ... Bit line.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−93367(JP,A) 特開 昭57−107074(JP,A) 特開 昭57−90973(JP,A) 特開 昭57−194581(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP-A-56-93367 (JP, A) JP-A-57-107074 (JP, A) JP-A-57-90973 (JP, A) JP-A-57- 194581 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1導電型の第1半導体の主面一部にMI
SFETのソース領域又はドレイン領域となる前記第1
導電型とは反対導電型を示す第2導電型の第2半導体領
域を有し、前記第1半導体の主面他部に前記第2半導体
領域と電気的接続をなす情報蓄積部を有し、前記MIS
FET及び情報蓄積部でメモリセルを構成する半導体装
置の製造方法であって、前記第1導電型の第1半導体を
100℃以上の温度に加熱した状態で、この第1半導体
の主面一部に第2導電型不純物をイオン打込みにより導
入し、しかる後、熱処理することにより、結晶欠陥密度
が1×10個/cm2以上とした前記第2導電型の第2
半導体領域を形成することを特徴とする半導体装置の製
造方法。
1. A MI on a part of a main surface of a first semiconductor of a first conductivity type.
The first region serving as the source region or the drain region of the SFET
A second semiconductor region of a second conductivity type having a conductivity type opposite to the conductivity type, and an information storage part electrically connected to the second semiconductor region in the other part of the main surface of the first semiconductor, The MIS
A method of manufacturing a semiconductor device comprising a memory cell with an FET and an information storage unit, wherein a part of the main surface of the first semiconductor is heated to a temperature of 100 ° C. or higher. The second conductivity type second impurity of the second conductivity type is introduced by ion-implanting the second conductivity type impurity and then heat-treated so that the crystal defect density is 1 × 10 2 / cm 2 or more.
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming a semiconductor region.
【請求項2】前記メモリセルはDRAMのメモリセルで
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の半
導体装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the memory cell is a DRAM memory cell.
JP58055082A 1983-04-01 1983-04-01 Method for manufacturing semiconductor device Expired - Lifetime JPH061820B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58055082A JPH061820B2 (en) 1983-04-01 1983-04-01 Method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58055082A JPH061820B2 (en) 1983-04-01 1983-04-01 Method for manufacturing semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59182559A JPS59182559A (en) 1984-10-17
JPH061820B2 true JPH061820B2 (en) 1994-01-05

Family

ID=12988784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58055082A Expired - Lifetime JPH061820B2 (en) 1983-04-01 1983-04-01 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH061820B2 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5693367A (en) * 1979-12-20 1981-07-28 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS5790973A (en) * 1980-11-27 1982-06-05 Nec Corp Semiconductor base body
JPS57107074A (en) * 1980-12-25 1982-07-03 Nec Corp Semiconductor device
JPS57194581A (en) * 1981-05-27 1982-11-30 Hitachi Ltd Semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59182559A (en) 1984-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4432006A (en) Semiconductor memory device
KR100212098B1 (en) Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof, wiring board of semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof
US4646118A (en) Semiconductor memory device
EP0317257A2 (en) Semiconductor memory device having a charge barrier layer and method for producing the same
JPS61156862A (en) Semiconductor memory device
US20010054734A1 (en) Methods of forming integrated circuits using masks to provide ion implantation shielding to portions of a substrate adjacent to an isolation region therein and integrated circuits formed using same
US4833647A (en) Semiconductor memory device having high capacitance and improved radiation immunity
CA1144646A (en) Dynamic ram having buried capacitor and planar gate
US6211545B1 (en) Device fabricated by a method of controlling outdiffusion from a doped three-dimensional film
JPH04225534A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPS594156A (en) Semiconductor memory device
JPH0715947B2 (en) DRAM cell manufacturing method
JPH061820B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3211773B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US4702796A (en) Method for fabricting a semiconductor device
JP2637186B2 (en) Semiconductor device
KR960000712B1 (en) Semiconductor ic device and its making method
JPS6410947B2 (en)
JPS6344756A (en) Field effect type semiconductor integrated circuit
JPH0685430B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
JPH0337949A (en) Ion implantation device and manufacture of semiconductor integrated circuit device using same
JPH0526346B2 (en)
JPS60182761A (en) Semiconductor memory device
JPS5994862A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH10233458A (en) Manufacture of nonvolatile semiconductor memory