JPH0653157A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH0653157A
JPH0653157A JP20558692A JP20558692A JPH0653157A JP H0653157 A JPH0653157 A JP H0653157A JP 20558692 A JP20558692 A JP 20558692A JP 20558692 A JP20558692 A JP 20558692A JP H0653157 A JPH0653157 A JP H0653157A
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semiconductor device
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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor device with high packing density, in which shallow junctions are formed, gate-drain breakdown strength is prevented from degradation, and gate leakage current is decreased. CONSTITUTION:A method of manufacturing a semiconductor device comprises the step carrying out furnace annealing or rapid thermal annealing after formation of isolation regions 2, gate electrode regions 8, and lightly doped regions 9 and the step of carrying out pulsed laser annealing after formation of source and drain regions 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電界効果型トランジス
タや、バイポーラトランジスタ等の各種半導体装置の製
造方法に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing various semiconductor devices such as field effect transistors and bipolar transistors.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種LSI(大規模集積回路)における
半導体装置、即ち複数の半導体素子が同一半導体基板上
に形成された半導体装置の製造工程においては、半導体
素子同士を分離或いは接続するために各種の高温加熱処
理が行われる。また、MOSFET(金属−酸化膜−半
導体電界効果トランジスタ)等の半導体装置においては
LDD(Lightly Doped Drain )構造やソース/ドレイ
ン領域の形成のため、またバイポーラトランジスタ等の
半導体装置においてはベース領域、エミッタ領域等の形
成のためにイオン注入処理が行われ、更にイオン注入処
理の後半導体基板の結晶性の回復及び注入されたアクセ
プタイオンやドナーイオンを電気的に活性化させるため
に、アニール処理(以下活性化アニール処理という)を
施す必要がある。
2. Description of the Related Art In the manufacturing process of semiconductor devices in various LSIs (Large Scale Integrated Circuits), that is, semiconductor devices in which a plurality of semiconductor elements are formed on the same semiconductor substrate, various types of semiconductor elements are used to separate or connect the semiconductor elements. High temperature heat treatment is performed. Further, in a semiconductor device such as a MOSFET (metal-oxide film-semiconductor field effect transistor), an LDD (Lightly Doped Drain) structure and a source / drain region are formed, and in a semiconductor device such as a bipolar transistor, a base region, an emitter. Ion implantation is performed to form regions and the like, and after the ion implantation, annealing treatment (hereinafter referred to as “annealing treatment”) is performed to recover the crystallinity of the semiconductor substrate and electrically activate the implanted acceptor ions and donor ions. It is necessary to carry out an activation annealing treatment).

【0003】更にまた、コンタクト抵抗の低減化のため
に、高融点金属(W,Mo,Ti等)やPt,Pdのよ
うな金属とSiとの化合物層であるシリサイド層の高温
加熱処理が必要である。活性化アニール処理や高温加熱
処理として従来、炉アニールやラピッドサーマルアニー
ル(RTA)が採用されている。
Furthermore, in order to reduce the contact resistance, a high temperature heat treatment of a silicide layer which is a compound layer of Si with a metal such as refractory metal (W, Mo, Ti, etc.) or Pt, Pd is required. Is. Conventionally, furnace annealing and rapid thermal annealing (RTA) have been adopted as the activation annealing treatment and the high temperature heat treatment.

【0004】一方、半導体装置の集積化が進むにつれて
個々の半導体素子が縮小化され、ソース/ドレイン領域
またはエミッタ領域において浅い接合が必要とされる。
炉アニール或いは上述のRTAにて活性化アニール処理
を行うと、拡散層が深くなり、ソース/ドレイン領域や
エミッタ領域の接合を浅くして半導体素子を微細化し高
集積化するという要求を満足することができない。その
ため、浅い接合の形成方法の一つにパルスレーザ照射に
よる活性化アニール法が提案されている。
On the other hand, as the integration of semiconductor devices progresses, individual semiconductor elements are reduced in size, and shallow junctions are required in the source / drain regions or the emitter regions.
When the furnace annealing or the activation annealing treatment by the RTA described above is performed, the diffusion layer becomes deep and the junction between the source / drain region and the emitter region is made shallow to satisfy the requirement that the semiconductor element is miniaturized and highly integrated. I can't. Therefore, an activation annealing method by pulsed laser irradiation has been proposed as one of methods for forming a shallow junction.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】パルスレーザのエネル
ギーは半導体基板の極く表面(約20nm程度)で吸収
されるため、パルスレーザによってアニール処理が可能
な深さは、熱拡散を考慮しても約100nm以下とな
る。その為、パルスレーザによるアニール処理は浅いL
DD構造エミッタ領域或いはソース/ドレイン領域の形
成時の活性化アニール処理には適している。
Since the energy of the pulsed laser is absorbed on the very surface (about 20 nm) of the semiconductor substrate, the depth at which the annealing can be performed by the pulsed laser takes into consideration the thermal diffusion. It becomes about 100 nm or less. Therefore, the annealing process by the pulse laser is shallow L
It is suitable for the activation annealing treatment when forming the DD structure emitter region or the source / drain region.

【0006】しかしながら、LDDの濃度プロファイル
が急峻なアブラプト分布の場合、緩やかなガウシアン分
布に比べ、トランジスタのゲートリーク電流が増加する
という問題がある(例えば「次世代超LSIプロセス技
術(広瀬全孝編、リアライズ社)」の69〜70頁)。
このような問題は、例えばバイポーラトランジスタにお
いてはベース領域とコレクタ領域との間の接合部分にお
いても同様と思われる。
However, when the LDD concentration profile has a steep abrupt distribution, there is a problem that the gate leakage current of the transistor increases as compared with a gentle Gaussian distribution (for example, "Next Generation VLSI Process Technology (edited by M. Takase, Hirose). , Realize Co., Ltd.) ”, pp. 69-70).
Such a problem seems to be the same also in the junction between the base region and the collector region in a bipolar transistor, for example.

【0007】この問題を解決するために、レーザパワー
を増加させてLDD領域やベース領域のアクセプタイオ
ンやドナーイオンを深く拡散させることが考えられる
が、ソース/ドレイン領域、ベース領域における接合が
深くなるという問題がある。また、レーザパワーが小さ
い場合には、半導体基板の極く表面のみが溶融し、その
後半導体基板の表面は直ちに平坦になる。しかるに、レ
ーザのパワーが大きい場合は半導体基板のかなり深い部
分まで溶融するため、半導体基板の表面の平坦性が著し
く損なわれるという問題もある。
In order to solve this problem, it is conceivable to increase the laser power to deeply diffuse the acceptor ions and donor ions in the LDD region and the base region, but the junctions in the source / drain region and the base region become deeper. There is a problem. Further, when the laser power is low, only the very surface of the semiconductor substrate is melted, and then the surface of the semiconductor substrate becomes flat immediately. However, when the power of the laser is large, the semiconductor substrate is melted to a considerably deep portion, so that there is a problem that the flatness of the surface of the semiconductor substrate is significantly impaired.

【0008】本発明は、微細な半導体装置において浅い
接合を形成し、且つトランジスタのゲートリーク電流又
はベース−コレクタ間のリーク電流を低減することがで
きる半導体装置の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method capable of forming a shallow junction in a fine semiconductor device and reducing the gate leak current or the base-collector leak current of a transistor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明半導体装置の製造
方法は、その一例の製造工程図を図1A〜Cに示すよう
に、素子分離領域2、ゲート電極領域8及び低濃度不純
物注入領域9即ちいわゆるLDD構造を形成した後、炉
アニール或いはRTA(ラピッドサーマルアニール)を
行う工程と、ソース/ドレイン領域12を形成した後、
パルスレーザアニール処理を行う工程とを有する。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a device isolation region 2, a gate electrode region 8 and a low concentration impurity implantation region 9 as shown in FIGS. That is, after forming a so-called LDD structure, a step of performing furnace annealing or RTA (rapid thermal annealing), and after forming the source / drain regions 12,
And a step of performing a pulse laser annealing process.

【0010】また本発明半導体装置の製造方法の一例の
製造工程図を図2A〜E及び図3A〜Dに示すように、
素子分離領域29、コレクタ領域31及びベース領域3
3を形成した後、炉アニール或いはRTAを行う工程
と、エミッタ領域36を形成した後、パルスレーザアニ
ール処理を行う工程とを有する。
Further, as shown in FIGS. 2A to 2E and FIGS. 3A to 3D, manufacturing process diagrams of an example of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention are
Element isolation region 29, collector region 31, and base region 3
3 is formed, furnace annealing or RTA is performed, and after the emitter region 36 is formed, pulse laser annealing is performed.

【0011】[0011]

【作用】上述の本発明によれば、図1A〜Cに示すよう
に、素子分離領域2及びゲート電極領域8を形成し、低
濃度不純物注入領域9を形成していわゆるLDD構造を
形成した後炉アニール又はRTAを行うことにより、こ
れらの領域に形成された比較的厚さの厚い導電層や下地
層を電気的に活性化すると共に、低濃度不純物注入領域
9の不純物分布を比較的緩やかなガウシアン分布にする
ことができ、ゲート電極−基板間の耐圧の劣化を抑制
し、リーク電流を低減化することができる。また、ゲー
ト電極領域8の上部に均一な低抵抗のシリサイド層を形
成することができる。
According to the present invention described above, as shown in FIGS. 1A to 1C, after the element isolation region 2 and the gate electrode region 8 are formed, the low concentration impurity implantation region 9 is formed, and a so-called LDD structure is formed. By performing furnace annealing or RTA, the conductive layer and the underlayer formed in these regions having a relatively large thickness are electrically activated, and the impurity distribution in the low-concentration impurity implantation region 9 is made relatively gentle. Gaussian distribution can be obtained, deterioration of breakdown voltage between the gate electrode and the substrate can be suppressed, and leak current can be reduced. Further, a uniform low resistance silicide layer can be formed on the gate electrode region 8.

【0012】また、他の本発明によれば、図2A〜E及
び図3A〜Dに示すように、素子分離領域29、コレク
タ領域31及びベース領域33を形成した後、炉アニー
ル又はRTAを行うことにより、このベース領域33の
不純物分布を比較的緩やかなガウシアン分布にすること
ができて、ベース−コレクタ間の耐圧の劣化を抑制し、
リーク電流を低減化することができる。
According to another aspect of the present invention, as shown in FIGS. 2A to 2E and 3A to 3D, after forming the element isolation region 29, the collector region 31 and the base region 33, furnace annealing or RTA is performed. As a result, the impurity distribution in the base region 33 can be set to a relatively gentle Gaussian distribution, and the deterioration of the breakdown voltage between the base and the collector can be suppressed.
Leakage current can be reduced.

【0013】またこれら本発明においては、ソース/ド
レイン領域12又はエミッタ領域36の活性化処理をパ
ルスレーザアニールにより行うものであり、そのエネル
ギー密度、パルス回数及び照射時間等を制御することに
よって、半導体基体の表面から例えば深さ100nm以
下程度の浅い接合を維持することができて、微細な半導
体装置を製造することができる。
Further, in the present invention, the activation treatment of the source / drain region 12 or the emitter region 36 is performed by pulse laser annealing, and the semiconductor is controlled by controlling the energy density, the number of pulses and the irradiation time. It is possible to maintain a shallow junction having a depth of, for example, 100 nm or less from the surface of the substrate, and it is possible to manufacture a fine semiconductor device.

【0014】[0014]

【実施例】実施例1 この例においては、本発明をMOSFETの製造に適用
した場合を示す。ここで重要な点は、ソース/ドレイン
領域における活性化のためのパルスレーザ照射の工程よ
り前にLDD領域を形成し、炉アニールまたはRTAを
行うことによってLDD領域の不純物分布をガウシアン
分布にすることである。
EXAMPLE 1 In this example, the present invention is applied to manufacture of a MOSFET. The important point here is that the LDD region is formed before the step of pulsed laser irradiation for activation in the source / drain regions, and furnace anneal or RTA is performed to make the impurity distribution of the LDD region a Gaussian distribution. Is.

【0015】そして、ソース/ドレイン領域における活
性化のためのパルスレーザ照射工程以後の熱処理を60
0℃以下とすることである。即ち600℃を超える熱処
理を行うと、LDD構造或いはソース/ドレイン領域に
おける接合が深くなってしまうからである。後の工程で
熱処理が必要とされる場合として、Al配線層を形成す
るときのシンター処理があるが、このときの処理温度は
約450℃〜600℃程度である。
Then, the heat treatment after the pulse laser irradiation step for activation in the source / drain regions is performed 60 times.
It is to be 0 ° C or lower. That is, if the heat treatment at more than 600 ° C. is performed, the junction in the LDD structure or the source / drain region becomes deep. As a case where a heat treatment is required in a later step, there is a sintering process when forming an Al wiring layer, and the processing temperature at this time is about 450 ° C to 600 ° C.

【0016】以下、図面を参照して本発明半導体装置の
製造方法の一例を詳細に説明する。先ず図1Aに示すよ
うに、Si等より成る半導体基体1に選択熱酸化等によ
って素子分離領域2を形成する。この素子分離領域2の
下部にはチャネルストップイオン注入層3が形成されて
いる。次いで、ゲート酸化膜4を形成した後、しきい値
電圧調整イオン注入層5を形成する。そして、ゲート酸
化膜4をゲートポリシリコン層6で覆った後、シリサイ
ド層7を形成し、シリサイド層7、ゲートポリシリコン
層6及びゲート酸化膜4をエッチングすることによって
ゲート電極領域8を形成する。
An example of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 1A, an element isolation region 2 is formed on a semiconductor substrate 1 made of Si or the like by selective thermal oxidation or the like. A channel stop ion implantation layer 3 is formed below the element isolation region 2. Next, after forming the gate oxide film 4, the threshold voltage adjusting ion implantation layer 5 is formed. Then, after covering the gate oxide film 4 with the gate polysilicon layer 6, a silicide layer 7 is formed, and the silicide layer 7, the gate polysilicon layer 6 and the gate oxide film 4 are etched to form a gate electrode region 8. .

【0017】この後、全面的に不純物を低濃度に注入し
て図1Bに示すように低濃度不純物注入領域9いわゆる
LDD構造を形成する。そして、各層を活性化し、また
シリサイド層6の低抵抗化、低濃度不純物注入領域9に
不純物のガウシアン分布を形成するための炉アニール処
理またはRTA処理を行う。本実施例においては、RT
A処理を行い、その条件を1050℃、10秒とした。
After that, impurities are implanted at a low concentration over the entire surface to form a low concentration impurity implantation region 9 so-called LDD structure as shown in FIG. 1B. Then, a furnace annealing process or an RTA process for activating each layer, reducing the resistance of the silicide layer 6, and forming a Gaussian distribution of impurities in the low-concentration impurity implantation region 9 is performed. In this embodiment, RT
A treatment was performed and the condition was 1050 ° C. and 10 seconds.

【0018】そして更にこの上に全面的にSiO2 等の
絶縁層を全面的に被着した後、RIE(反応性イオンエ
ッチング)等の異方性エッチングを行って、図1Cに示
すように、ゲート電極領域8の両側にサイドウォール1
1を形成し、ゲート電極領域8及びこのサイドウォール
11をマスクとしてイオン注入を行ってソース/ドレイ
ン領域(S/D領域)12を形成する。この後、必要に
応じて反射防止膜としてCVD(化学気相成長)法等に
より酸化膜13を50nm程度形成し、パルスレーザを
矢印Lで示すように全面的に照射することによりソース
/ドレイン領域12に注入されたイオンを活性化させ
る。パルスレーザによる活性化アニール処理の条件は、
例えばXeClレーザを使用し、照射エネルギー密度を
700mJ/cm2 、パルス幅を44nsとした。
Further, an insulating layer of SiO 2 or the like is entirely deposited on the entire surface, and anisotropic etching such as RIE (reactive ion etching) is performed to form an insulating layer, as shown in FIG. 1C. Sidewalls 1 on both sides of the gate electrode region 8
1 is formed, and ion implantation is performed using the gate electrode region 8 and the side wall 11 as a mask to form a source / drain region (S / D region) 12. Thereafter, if necessary, an oxide film 13 having a thickness of about 50 nm is formed as a reflection preventing film by a CVD (chemical vapor deposition) method or the like, and a pulse laser is entirely irradiated as indicated by an arrow L to thereby form the source / drain regions. The ions implanted in 12 are activated. The conditions of the activation annealing treatment by the pulse laser are
For example, a XeCl laser was used, the irradiation energy density was 700 mJ / cm 2 , and the pulse width was 44 ns.

【0019】炉アニールの条件は、温度を850℃〜1
150℃、より好ましくは950℃〜1050度、処理
時間を10〜30分とすることが望ましい。或いはまた
RTAの条件を850℃〜1150℃、より好ましくは
1000℃〜1150℃の温度とし、2〜10秒の処理
時間とすることが望ましい。
The conditions for the furnace anneal are a temperature of 850 ° C. and 1
It is desirable that the temperature is 150 ° C., more preferably 950 ° C. to 1050 ° C., and the treatment time is 10 to 30 minutes. Alternatively, it is desirable that the RTA condition is a temperature of 850 ° C. to 1150 ° C., more preferably 1000 ° C. to 1150 ° C., and a treatment time of 2 to 10 seconds.

【0020】パルスレーザアニールにおいては、ルビー
レーザ(波長:694nm)、XeF(波長:351n
m)、XeCl(波長:308nm)、KrF(波長:
249nm)、ArF(波長:193nm)等の各レー
ザを使用することができるが、例えば図4にSiの吸収
係数の波長依存性を示すように、XeFレーザ、XeC
lレーザの波長領域において、実線aで示すSi単結晶
と、破線bで示すボロンBをイオン注入したSi単結晶
の吸収係数がほぼ等しくなるため、不純物としてBを注
入する場合はXeFレーザ、XeClレーザを使用する
ことが望ましい。
In the pulse laser annealing, ruby laser (wavelength: 694 nm), XeF (wavelength: 351n)
m), XeCl (wavelength: 308 nm), KrF (wavelength:
Lasers such as 249 nm) and ArF (wavelength: 193 nm) can be used. For example, as shown in FIG. 4 showing the wavelength dependence of the absorption coefficient of Si, XeF laser, XeC laser, etc.
In the wavelength region of the 1 laser, the absorption coefficient of the Si single crystal shown by the solid line a and that of the Si single crystal ion-implanted with boron B shown by the broken line b are almost equal. Therefore, when B is injected as an impurity, a XeF laser or XeCl laser is used. It is desirable to use a laser.

【0021】またパルスレーザアニール時の照射エネル
ギーを650mJ/cm2 〜1100mJ/cm2 、よ
り好ましくは700mJ/cm2 〜900mJ/cm2
とすることが望ましい。パルス幅は20ns〜100n
s程度が好ましく、パルス照射間隔は任意に選定するこ
とができる。
The irradiation energy at the pulse laser annealing is 650 mJ / cm 2 to 1100 mJ / cm 2 , more preferably 700 mJ / cm 2 to 900 mJ / cm 2.
Is desirable. Pulse width is 20ns-100n
s is preferable, and the pulse irradiation interval can be arbitrarily selected.

【0022】この後通常の製造方法により層間絶縁層、
配線層等を形成して、低濃度不純物注入領域9において
は不純物濃度分布が緩やかなガウシアン分布とされてゲ
ート電極−基板間の耐圧の劣化が抑制され、リーク電流
の低減化がはかられると共に、ソース/ドレイン領域1
2においては浅い接合が維持されて微細化が可能とされ
たMOSFET半導体装置を形成することができる。配
線層のシンター処理等においてはその熱処理を600℃
以下とすることが重要である。
After that, the interlayer insulating layer,
By forming a wiring layer or the like, the impurity concentration distribution in the low-concentration impurity implantation region 9 has a gentle Gaussian distribution to suppress deterioration of the breakdown voltage between the gate electrode and the substrate, and at the same time reduce the leakage current. , Source / drain region 1
In 2, it is possible to form a MOSFET semiconductor device in which a shallow junction is maintained and miniaturization is possible. When the wiring layer is sintered, the heat treatment is performed at 600 ° C.
It is important to do the following:

【0023】実施例2 この例においては、本発明をバイポーラトランジスタの
製造に適用した場合を示す。この場合においても重要な
点は、エミッタ領域における活性化のためのパルスレー
ザ照射の工程より前にベース領域を形成し、炉アニール
またはRTAを行うことによってベース領域の不純物分
布をガウシアン分布にする。また、エミッタ領域におけ
る活性化のためのパルスレーザ照射工程以後の熱処理
を、その接合を浅く維持するために600℃以下とす
る。
Example 2 In this example, the present invention is applied to the manufacture of a bipolar transistor. Also in this case, the important point is that the base region is formed before the step of pulsed laser irradiation for activation in the emitter region and furnace annealing or RTA is performed to make the impurity distribution of the base region Gaussian. Further, the heat treatment after the pulse laser irradiation step for activation in the emitter region is set to 600 ° C. or lower in order to keep the junction shallow.

【0024】以下、図面を参照して本発明半導体装置の
製造方法の一例を詳細に説明する。先ず図2Aに示すよ
うに、Si等より成る例えばp型の半導体基体21の表
面に酸化膜22を形成して、フォトリソグラフィ等の適
用により所定領域に開口を設け、この酸化膜22をマス
クとして例えばn型不純物を高濃度に注入してコレクタ
埋込み領域23を形成する。この不純物としては、その
後の熱処理で広がりが少ないように、拡散定数の小さい
SbやAsが用いられる。
An example of the method of manufacturing the semiconductor device of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 2A, an oxide film 22 is formed on the surface of, for example, a p-type semiconductor substrate 21 made of Si or the like, an opening is provided in a predetermined region by applying photolithography or the like, and the oxide film 22 is used as a mask. For example, n-type impurities are implanted at a high concentration to form the collector buried region 23. As the impurity, Sb or As having a small diffusion constant is used so that the impurity does not spread much in the subsequent heat treatment.

【0025】そしてこの後図2Bに示すように、酸化膜
22を除去した後、エピタキシャル成長を行ってn型の
シリコン単結晶層24を全面的に厚さ例えば数μmとし
て形成し、更に表面を薄く酸化する等してSiO2 等の
絶縁層25を全面的に形成し、更に選択酸化のマスクと
なるSi3 4 等の絶縁層26を全面的にCVD法等に
より形成する。
Then, as shown in FIG. 2B, after the oxide film 22 is removed, epitaxial growth is performed to form an n-type silicon single crystal layer 24 with a total thickness of, for example, several μm, and the surface is further thinned. An insulating layer 25 of SiO 2 or the like is entirely formed by oxidation or the like, and an insulating layer 26 of Si 3 N 4 or the like serving as a mask for selective oxidation is entirely formed by a CVD method or the like.

【0026】次に図2Cに示すように、選択酸化による
いわゆる素子分離領域を形成するためパターニングを行
い、Si3 4 絶縁層26、SiO2 絶縁層25及びシ
リコン単結晶層24のエッチングを行って素子分離領域
形成部に凹部27を形成する。
Next, as shown in FIG. 2C, patterning is performed to form a so-called element isolation region by selective oxidation, and the Si 3 N 4 insulating layer 26, the SiO 2 insulating layer 25 and the silicon single crystal layer 24 are etched. The recess 27 is formed in the element isolation region forming portion.

【0027】そして分離を確実にするために、B等のp
型不純物を高濃度に注入し、欠陥発生防止のアニールを
行って図2Dに示すようにチャネル防止領域28を形成
した後、選択酸化を行って素子分離領域29を形成す
る。
Then, in order to ensure the separation, p of B etc.
A type impurity is implanted at a high concentration and annealing for preventing defect generation is performed to form a channel prevention region 28 as shown in FIG. 2D, and then selective oxidation is performed to form an element isolation region 29.

【0028】この後、選択酸化のマスクとしたSi3
4 絶縁層26を除去し、フォトリソグラフィ等の適用に
より形成したレジスト30をマスクとして、コレクタ領
域31に矢印Aで示すようにリンP等のn型不純物を選
択的に注入して拡散を行い、コレクタ抵抗の低減をはか
る。
After that, Si 3 N used as a mask for selective oxidation
4 The insulating layer 26 is removed, and using the resist 30 formed by application of photolithography or the like as a mask, n-type impurities such as phosphorus P are selectively implanted into the collector region 31 as shown by an arrow A to diffuse, Aim to reduce collector resistance.

【0029】次に、図3Aに示すように、フォトリソグ
ラフィ等の適用により形成したレジスト32をマスクと
して、矢印Bで示すようにB等のp型不純物を高濃度に
選択的に注入してベース領域33を形成する。この後、
RTA又は炉アニールによって、例えばこの場合RTA
により活性化処理を行う。
Next, as shown in FIG. 3A, with the resist 32 formed by application of photolithography or the like as a mask, a p-type impurity such as B is selectively implanted at a high concentration as shown by an arrow B to form a base. A region 33 is formed. After this,
By RTA or furnace anneal, eg RTA in this case
The activation process is performed by.

【0030】そして図3Bに示すように、レジスト32
を除去した後全面的に例えばPSG(リンシリケートガ
ラス)等の絶縁層35を被着した後、エミッタ領域36
に選択的にAs等のp型不純物を高濃度に注入する。そ
してこの後全面的に例えばSiO2 等の反射防止膜37
を厚さ50nm程度に形成して、全面的にパルスレーザ
を矢印Eで示すように照射することにより、エミッタ領
域36に注入されたイオンを活性化させる。
Then, as shown in FIG. 3B, the resist 32
Then, an insulating layer 35 such as PSG (phosphorus silicate glass) is deposited over the entire surface, and then an emitter region 36 is formed.
Is selectively implanted with a high concentration of p-type impurities such as As. After this, an antireflection film 37 such as SiO 2 is formed on the entire surface.
Is formed to have a thickness of about 50 nm and pulsed laser is irradiated on the entire surface as indicated by an arrow E to activate the ions implanted in the emitter region 36.

【0031】そしてこの後図3Cに示すように、フォト
リソグラフィ等の適用によりレジスト38をパターニン
グ形成して、これをマスクとして各コレクタ領域31、
ベース領域33及びエミッタ領域37上に開口を形成す
る。
Then, as shown in FIG. 3C, a resist 38 is patterned by applying photolithography or the like, and each collector region 31,
An opening is formed on the base region 33 and the emitter region 37.

【0032】そして全面的に例えばAlを蒸着し、フォ
トリソグラフィ等の適用によって電極、配線加工を行
い、コレクタ電極40、エミッタ電極41及びベース電
極42をそれぞれ形成する。以降の電極のシンター処理
等の工程において、熱処理温度を600℃以下とするこ
とが重要である。
Then, for example, Al is vapor-deposited on the entire surface, and electrodes and wiring are processed by applying photolithography or the like to form a collector electrode 40, an emitter electrode 41 and a base electrode 42, respectively. It is important to set the heat treatment temperature to 600 ° C. or lower in the subsequent steps such as sintering of the electrode.

【0033】尚、この場合においても炉アニールの条件
は、温度を850℃〜1150℃、より好ましくは95
0℃〜1050度、処理時間を10〜30分とすること
が望ましい。或いはまたRTAの条件を850℃〜11
50℃、より好ましくは1000℃〜1150℃の温度
とし、2〜10秒の処理時間とすることが望ましい。
Even in this case, the furnace annealing condition is that the temperature is 850 ° C. to 1150 ° C., more preferably 95 ° C.
It is desirable that the temperature be 0 ° C. to 1050 ° C. and the treatment time be 10 to 30 minutes. Alternatively, RTA conditions of 850 ° C to 11
A temperature of 50 ° C., more preferably 1000 ° C. to 1150 ° C., and a treatment time of 2 to 10 seconds are desirable.

【0034】また、パルスレーザアニールとして、ルビ
ーレーザ、XeF、XeCl、KrF、ArF等の各レ
ーザを使用することができる。パルスレーザアニール時
の照射エネルギーを650mJ/cm2 〜1100mJ
/cm2 、より好ましくは700mJ/cm2 〜900
mJ/cm2 とすることが望ましい。パルス幅は20n
s〜100ns程度が好ましく、パルス照射間隔は任意
に選定することができる。
For pulse laser annealing, lasers such as ruby laser, XeF, XeCl, KrF and ArF can be used. The irradiation energy during pulse laser annealing is 650 mJ / cm 2 to 1100 mJ.
/ Cm 2 , more preferably 700 mJ / cm 2 to 900
It is desirable to set it to mJ / cm 2 . Pulse width is 20n
It is preferably about s to 100 ns, and the pulse irradiation interval can be arbitrarily selected.

【0035】このようにすることによって、ベース領域
の不純物分布を緩やかなガウシアン分布にすることがで
き、ベース領域−コレクタ領域間の電界集中を緩和して
耐圧の劣化を抑制し、リーク電流を低減化することがで
きる。またこの場合、エミッタ領域をパルスレーザ処理
により活性化することから浅い接合を維持することがで
き、特に高周波(高速)用の接合深さ0.2μm以下程
度の微細なバイポーラトランジスタ半導体装置におい
て、上述したような耐圧劣化、低リーク電流化等の効果
を得ることができる。
By doing so, the impurity distribution in the base region can be made a gentle Gaussian distribution, the electric field concentration between the base region and the collector region is relaxed, the breakdown voltage is suppressed from being deteriorated, and the leak current is reduced. Can be converted. Further, in this case, since the emitter region is activated by the pulse laser treatment, a shallow junction can be maintained, and particularly in a fine bipolar transistor semiconductor device having a junction depth of 0.2 μm or less for high frequency (high speed), It is possible to obtain the effects such as the breakdown voltage deterioration and the low leakage current.

【0036】尚、本発明は上述の各実施例に限定される
ことなく、例えばその導電型を図示とは逆導電型とする
等、種々の変形変更をなし得ることはいうまでもない。
It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but various modifications and changes can be made, for example, the conductivity type thereof is opposite to that shown in the drawing.

【0037】[0037]

【発明の効果】上述の本発明によれば、電界効果トラン
ジスタにおいて、LDD構造を構成する低濃度不純物注
入領域9の不純物分布を比較的緩やかなガウシアン分布
にすることができ、ゲート電極−基板間の耐圧の劣化を
抑制し、リーク電流を低減化することができる。また、
ゲート電極領域8の上部に均一な低抵抗のシリサイド層
を形成することができる。
According to the present invention described above, in the field effect transistor, the impurity distribution of the low-concentration impurity-implanted region 9 forming the LDD structure can be set to a relatively gentle Gaussian distribution, and the gate electrode-substrate structure can be obtained. It is possible to suppress the deterioration of the breakdown voltage and reduce the leak current. Also,
A uniform low-resistance silicide layer can be formed on the gate electrode region 8.

【0038】また他の本発明によれば、バイポーラトラ
ンジスタにおいて、ベース領域33の不純物分布を比較
的緩やかなガウシアン分布にすることができて、ベース
−コレクタ間の耐圧の劣化を抑制し、リーク電流を低減
化することができる。
According to another aspect of the present invention, in the bipolar transistor, the impurity distribution in the base region 33 can be set to a relatively gentle Gaussian distribution, the breakdown voltage between the base and the collector can be prevented from deteriorating, and the leakage current can be suppressed. Can be reduced.

【0039】またこれら本発明においては、ソース/ド
レイン領域12又はエミッタ領域36の活性化処理をパ
ルスレーザアニールにより行うものであり、そのエネル
ギー密度、パルス回数及び照射時間等を制御することに
よって、半導体基体の表面から例えば深さ100nm以
下程度の浅い接合を確実に形成することができ、微細な
トランジスタから成る超高速集積回路を形成することが
できる。
Further, in the present invention, the activation treatment of the source / drain region 12 or the emitter region 36 is performed by pulse laser annealing, and the semiconductor is controlled by controlling the energy density, the number of pulses and the irradiation time. For example, a shallow junction having a depth of about 100 nm or less can be reliably formed from the surface of the base body, and an ultrahigh-speed integrated circuit including minute transistors can be formed.

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

【図1】本発明半導体装置の製造方法の一例の製造工程
図である。
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of an example of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図2】本発明半導体装置の製造方法の一例の製造工程
図である。
FIG. 2 is a manufacturing process diagram of an example of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図3】本発明半導体装置の製造方法の一例の製造工程
図である。
FIG. 3 is a manufacturing process diagram of an example of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図4】シリコンの光吸収係数の波長依存性を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing wavelength dependence of a light absorption coefficient of silicon.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基体 2 素子分離領域 3 チャネルストップイオン注入層 4 ゲート酸化膜 5 しきい値電圧調整イオン注入層 6 ゲートポリシリコン層 7 ゲートシリサイド層 8 ゲート電極領域 9 低濃度不純物注入領域 12 ソース/ドレイン領域 13 反射防止膜 21 半導体基体 23 コレクタ埋込み領域 28 チャネル防止領域 29 素子分離領域 31 コレクタ領域 33 ベース領域 36 エミッタ領域 40 コレクタ電極 41 エミッタ電極 42 ベース電極 1 semiconductor substrate 2 element isolation region 3 channel stop ion implantation layer 4 gate oxide film 5 threshold voltage adjusting ion implantation layer 6 gate polysilicon layer 7 gate silicide layer 8 gate electrode region 9 low concentration impurity implantation region 12 source / drain region 13 Antireflection Film 21 Semiconductor Substrate 23 Collector Embedded Region 28 Channel Prevention Region 29 Element Separation Region 31 Collector Region 33 Base Region 36 Emitter Region 40 Collector Electrode 41 Emitter Electrode 42 Base Electrode

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 素子分離領域、ゲート電極領域及び低濃
度不純物注入領域を形成した後、炉アニール或いはラピ
ッドサーマルアニールを行う工程と、 ソース/ドレイン領域を形成した後、パルスレーザアニ
ール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。
1. A step of performing furnace annealing or rapid thermal annealing after forming an element isolation region, a gate electrode region and a low-concentration impurity implantation region, and a step of performing pulse laser annealing treatment after forming source / drain regions. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項2】 素子分離領域、コレクタ領域及びベース
領域を形成した後、炉アニール或いはラピッドサーマル
アニールを行う工程と、 エミッタ領域を形成した後、パルスレーザアニール処理
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。
2. A step of performing furnace annealing or rapid thermal annealing after forming the element isolation region, the collector region and the base region, and a step of performing pulse laser annealing treatment after forming the emitter region. And a method for manufacturing a semiconductor device.
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