JPH0729845A - Fabrication of semiconductor device - Google Patents

Fabrication of semiconductor device

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JPH0729845A
JPH0729845A JP19693393A JP19693393A JPH0729845A JP H0729845 A JPH0729845 A JP H0729845A JP 19693393 A JP19693393 A JP 19693393A JP 19693393 A JP19693393 A JP 19693393A JP H0729845 A JPH0729845 A JP H0729845A
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JP
Japan
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implantation
semiconductor device
substrate
heat treatment
manufacturing
Prior art date
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Application number
JP19693393A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Ogata
賢一 尾方
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide an impurity diffusion method being employed in the fabrication of semiconductor device in which a diffusion layer having suppressed residual defect can be obtained without conducting low dose implantation while ensuring a required dosage. CONSTITUTION:A single crystal Si substrate 1 is processed as follows. 1. As<+> ions are implanted with a dosage of 3X10<15>cm<-2> at an injection energy of 40keV to form an amorphous layer 2. 2). Furnace annealing is then conducted for 30min at 850 deg.C to recrystallize the amorphous layer 2. 3). As+ ions are implanted again with a dosage of 3X10<15>cm<-2> at an injection energy of 40keV to form an amorphous layer 3. 4). Furnace annealing is conducted for 60min at 900 deg.C for the purpose of activation. Some residual defects 4, unobservable by means of a transmission electron microscope, are generated at a depth of about 0.07mum from the surface.

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、半導体装置の製造方法
に関し、詳しくは、半導体の不純物拡散プロセス技術に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor impurity diffusion process technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置製造において、不純物拡散領
域の形成は近年イオン注入が主流となっている。半導体
基板に対してイオン注入を行うと、基板表面から注入条
件によって決定される深さまで一様にアモルファス化さ
れる。このアモルファス化は、注入時のチャネリングを
抑えて浅い注入不純物分布を形成するのに役立ち、また
熱処理時には容易に再結晶化され、活性化率も高くする
効果を持つ。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, ion implantation has become the mainstream in recent years for forming impurity diffusion regions. When the semiconductor substrate is ion-implanted, it is uniformly amorphized from the substrate surface to a depth determined by the implantation conditions. This amorphization serves to suppress channeling at the time of implantation to form a shallow implantation impurity distribution, is easily recrystallized at the time of heat treatment, and has an effect of increasing the activation rate.

【0003】しかし、アモルファス層が形成される直下
の基板領域には、多量の微小欠陥が発生している。この
欠陥領域は回復しにくく、熱処理後に転位ループを形成
するようになる。これがいわゆるA/C界面近傍の残留
欠陥である。
However, a large number of minute defects are generated in the substrate region directly below the amorphous layer. This defective region is difficult to recover and forms a dislocation loop after heat treatment. This is a so-called residual defect near the A / C interface.

【0004】この領域は他の欠陥領域、例えば注入時の
投影飛程(Rp)近傍に発生するものに比して熱処理を
加えても消滅しにくい。また、注入起因で発生する欠陥
の中では一番基板深部に発生するものであり、接合位置
に接近してリーク電流の発生を招く。
This region is less likely to disappear even if a heat treatment is applied, as compared with other defect regions, for example, those generated near the projected range (Rp) during implantation. In addition, among the defects caused by the injection, the defects are generated in the deepest part of the substrate, and the leakage current is generated near the junction position.

【0005】従来は比較的高温で熱処理ができたため、
この残留欠陥はそれほど大きく発生することはなく、ま
た発生しても不純物拡散により接合位置は欠陥位置に比
して十分深いところとなり、リーク電流の発生には結び
つかなかった。
Conventionally, since heat treatment was possible at a relatively high temperature,
This residual defect does not occur so much, and even if it occurs, the junction position becomes deeper than the defect position due to impurity diffusion, and it did not lead to the generation of leak current.

【0006】しかし今後、より高集積化が進と、熱拡散
防止の意味から、プロセスの低温化が促進される。この
場合、このA/C界面の残留欠陥は、より顕著に発生す
るようになり、また接合位置も浅くなるため欠陥発生位
置に接近する。この両者の効果により、接合リーク電流
は無視できないほどに増大する。浅い接合を得るために
は、この対策は欠陥の発生を抑えるしかないが、これと
いって決め手となる手段はなく、低温長時間アニールな
どが考えられている。しかし、これにしても不純物拡散
は起こり、浅い接合に形成するのは困難であると考えら
れる。
However, in the future, as the degree of integration becomes higher, the process temperature will be lowered in order to prevent heat diffusion. In this case, the residual defects at the A / C interface are more prominently generated, and since the junction position is shallower, the defect generation position approaches the defect generation position. Due to the effects of both of these, the junction leakage current increases so much that it cannot be ignored. In order to obtain a shallow junction, this measure has no choice but to suppress the generation of defects, but there is no decisive means therefor, and low-temperature long-time annealing is considered. However, even in this case, impurity diffusion occurs, and it is considered difficult to form a shallow junction.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低温熱処理
によって発生する残留欠陥の発生量を減らし、また発生
位置も接合位置と離れた基板表面側へと移し、この両者
の作用により、接合電流の発生を抑えようとするもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention reduces the amount of residual defects generated by low temperature heat treatment and shifts the generation position to the substrate surface side away from the bonding position. It is intended to suppress the occurrence of.

【0008】上記〔従来の技術〕の項で述べたとおり、
A/C界面起因の残留欠陥がリーク電流に及ぼす影響
は、その発生量および発生位置が問題となる。ここで、
As+ 注入層の活性化について考える。As原子はその
半径がSiのそれと近く、またBF2 + 注入時のFのよ
うな再結晶化を妨げる不純物もないために、活性化後の
残留欠陥の発生量自体は少ない。しかし、As原子が質
量数75と極めて重いために、より深い領域まで注入時
にアモルファス化される。これはA/C界面起因の残留
欠陥がより深い位置、即ち接合位置により近い位置に発
生することになり、リーク電流の増大を招く。
As described in the above section [Prior Art],
Regarding the influence of the residual defects caused by the A / C interface on the leak current, the amount and position of the generation thereof become a problem. here,
Consider activation of the As + implant layer. Since the radius of As atoms is close to that of Si and there are no impurities such as F that prevent recrystallization at the time of BF 2 + implantation, the amount of residual defects generated after activation is small. However, since the As atoms are extremely heavy with a mass number of 75, they are amorphized at the time of implantation to a deeper region. This means that the residual defects due to the A / C interface will occur at a deeper position, that is, at a position closer to the junction position, which causes an increase in leak current.

【0009】逆にBF2 + 注入時の場合、アモルファス
層はAs+ 注入時ほどは厚くならず、接合位置と欠陥位
置はAs+ 注入層よりは接近しにくい。しかし、欠陥の
発生量自体はAs+ 注入量よりも多く、やはりリーク電
流の増大につながる。以上から、リーク電流を抑えるた
めには、欠陥発生量を抑えつつ、その発生位置も浅くす
る必要があることがわかる。
On the contrary, in the case of BF 2 + implantation, the amorphous layer is not as thick as in As + implantation, and the junction position and the defect position are less accessible than the As + implantation layer. However, the amount of defects itself is larger than the amount of As + implantation, which also leads to an increase in leak current. From the above, it is understood that in order to suppress the leak current, it is necessary to suppress the defect generation amount and also make the generation position shallow.

【0010】欠陥発生量に関しては活性化条件による依
存性が最も強いが、これが一定の場合は注入ドーズ量に
よって制御される。即ち、ドーズ量が少ないほど注入ダ
メージ少なく、微小欠陥の発生も減り最終的は残留欠陥
の密度は下がる。
The defect generation amount is most dependent on the activation condition, but when it is constant, it is controlled by the implantation dose amount. That is, as the dose amount is smaller, the implantation damage is smaller, the generation of micro defects is also reduced, and the density of residual defects is finally lowered.

【0011】一例として、As+ 注入層を6×1015
-2、3×1015cm-2で注入して活性化した層の形態
をTEM写真により調べたところ、6×1015cm-2
ドーズ量では転位ループ31の発生が観察されるのに対
し、3×1015cm-2のドーズ量では転位ループは発生
しないことがわかった。
As an example, an As + implantation layer is formed with a concentration of 6 × 10 15 c.
When the morphology of the layer activated by being implanted with m −2 , 3 × 10 15 cm −2 was examined by a TEM photograph, it was found that the dislocation loop 31 was generated at a dose of 6 × 10 15 cm −2 . On the other hand, it was found that dislocation loops did not occur at a dose of 3 × 10 15 cm -2 .

【0012】位置に関しては、アモルファス層厚が発生
位置深さとなるが、これは注入条件によって決定され
る。大きく効くのは注入エネルギーであるが、ドーズ量
依存も認められる。図4はBF2 + をドーズ量を変えて
注入したときのF分布を、SIMS分析により求めた結
果を示すものである。
Regarding the position, the amorphous layer thickness is the generation position depth, which is determined by the implantation conditions. The implantation energy has a great effect, but the dose dependence is also recognized. FIG. 4 shows the results of F distribution obtained by SIMS analysis when BF 2 + was injected at different doses.

【0013】この図において矢印はA/C界面位置を示
しており、1×1015cm-2・3×1015cm-2の注入
ドーズ時には2つのピーク、5×1014cm-2の注入ド
ーズ時には1つのピークが発生しているが、前者の2番
目のピーク、および後者のピークはA/C界面欠陥への
Fの偏析を示している。即ち、このピークの発生箇所が
残留欠陥発生位置となるが、低ドーズ化に伴い、浅い方
向へシフトしていることがわかる。つまり、アモルファ
ス層の厚みが低ドーズ化により薄くなり、これによって
欠陥発生位置が表面側に移行しているということにな
る。
In this figure, the arrow indicates the position of the A / C interface, which has two peaks at an injection dose of 1 × 10 15 cm −2 and 3 × 10 15 cm −2 and 5 × 10 14 cm −2 . Although one peak is generated at the time of dose, the former second peak and the latter peak show segregation of F to A / C interface defects. That is, it can be seen that the position where this peak occurs is the position where the residual defect occurs, but it shifts to a shallower direction as the dose is lowered. That is, the thickness of the amorphous layer becomes thin due to the low dose, and as a result, the defect occurrence position moves to the surface side.

【0014】以上から、注入ドーズ量の低下は、A/C
界面近傍の残留欠陥の発生量の低下、および発生位置の
表面側へのシフト(即ち接合位置と離す)に効果がある
ことがわかる。しかし、注入ドーズ量は拡散層の抵抗値
を決める重要な要素であり、通常の手法では必要以上に
下げることはできない。
From the above, the decrease of the implantation dose is caused by A / C.
It can be seen that it is effective in reducing the generation amount of residual defects near the interface and shifting the generation position to the surface side (that is, separating from the bonding position). However, the implantation dose is an important factor that determines the resistance value of the diffusion layer, and cannot be lowered more than necessary by the usual method.

【0015】本発明は、この問題点を解決し、必要とさ
れるドーズ量を確保しつつ、低ドーズ注入を行った場合
と同様な効果を得ようとするものである。
The present invention is intended to solve this problem and to obtain the same effect as in the case of performing low dose implantation while securing the required dose amount.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、イオン注入に
て拡散領域を形成するにあたり、必要とされるドーズ量
を連続的に注入せず、あるドーズ量まで注入した時点で
一度中断し、熱処理を加えて基板を再結晶化し、しかる
後に再び注入を再開するという工程を経ることを特徴と
している。
According to the present invention, when a diffusion region is formed by ion implantation, a required dose amount is not continuously implanted, but is interrupted once when a certain dose amount is implanted, It is characterized in that the substrate is recrystallized by applying a heat treatment, and then the implantation is restarted again.

【0017】基板がアモルファス化した領域に更に注入
を加えていくと、アモルファス層の厚みは増し、微小欠
陥も増大する。高ドーズ注入の場合はこれに相当し、既
述の問題が発生する。しかし、アモルファス化した基板
を一度熱処理を加えて単結晶化をはかった後に注入を続
けると、それ以降の注入ダメージは再び表面からの基板
アモルファス化に費やされるようになる。よって最終的
な注入ダメージの点からは、見かけ上これ以降の注入に
よる分は殆ど無視できる。即ち、実際に打ち込まれる不
純物イオンは高ドーズ注入であるが、注入ダメージとし
ては低ドーズ注入並に抑えることができる。
When the implantation is further applied to the region where the substrate is made amorphous, the thickness of the amorphous layer is increased and the minute defects are also increased. This is the case in the case of high dose implantation, and the above-mentioned problems occur. However, if the amorphous substrate is heat-treated once to be single-crystallized and then the implantation is continued, the subsequent implantation damage is consumed again for the substrate amorphization from the surface. Therefore, from the point of view of the final implantation damage, the amount of the subsequent implantation can be almost ignored. That is, the impurity ions to be actually implanted have high dose implantation, but the implantation damage can be suppressed to the level of low dose implantation.

【0018】請求項1に記載の半導体装置の製造方法
は、1回の注入ドーズ量を抑え、その後の熱処理によっ
て基板の単結晶化し、何度か注入を行って必要ドーズ量
を得ようとするものである。ここでの熱処理は基板を固
相成長により再結晶化させるために行うものであり、注
入不純物の活性化は目的でない。逆に熱処理によって拡
散が発生すると問題となるので、As+ 注入層であれば
850℃以下、BF2 + 注入層であれば800℃以下の
低温処理として拡散を抑える。そして必要な注入ドーズ
量を注入し終えた後に、活性化のための熱処理を加え
る。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect of the present invention, the implantation dose is suppressed once, the substrate is monocrystallized by the subsequent heat treatment, and the implantation is performed several times to obtain the required dose. It is a thing. The heat treatment here is performed to recrystallize the substrate by solid-phase growth, and activation of implanted impurities is not intended. On the contrary, since diffusion causes a problem due to heat treatment, low temperature treatment of 850 ° C. or lower for As + implantation layer and 800 ° C. or lower for BF 2 + implantation layer suppresses diffusion. Then, after completing the implantation of the required implantation dose, a heat treatment for activation is applied.

【0019】請求項2に記載の半導体装置の製造方法
は、注入分割回数を2回とし、かつ両注入の注入条件を
同一としたことを特徴とする。通常の拡散層形成、特に
+ 層であれば、2回に分割してドーズ量が半分になれ
ば十分な効果が得られる。注入条件を同一にするのは、
注入処理レシピを統一してスループットを上げる効果が
ある。また、欠陥層発生深さを最も浅くするためには、
両注入ドーズ量を同一にするのが最良である。ここで、
1回の注入ドーズ量は基板アモルファス化臨界量以上に
設定するが、これは低温で再結晶化させ、これによって
発生する残留欠陥を極力抑えるためである。また、最終
的に活性化のための熱処理を加える際も、アモルファス
化されている方が活性化率が高くなる。
A method of manufacturing a semiconductor device according to a second aspect of the invention is characterized in that the number of times of implantation division is two and the implantation conditions of both implantations are the same. In the case of a normal diffusion layer formation, especially an N + layer, a sufficient effect can be obtained if the dose amount is halved by dividing into two times. Making the injection conditions the same is
This has the effect of increasing the throughput by unifying the injection processing recipes. Further, in order to make the depth of defect layer formation shallowest,
It is best to make both implant doses the same. here,
The implantation dose per injection is set to be equal to or more than the critical amount of substrate amorphization, because it is recrystallized at a low temperature and the residual defects generated thereby are suppressed as much as possible. Further, even when the heat treatment for activation is finally applied, the activation rate becomes higher when it is made amorphous.

【0020】請求項3に記載の半導体装置の製造方法
は、2回の注入で注入エネルギーを変えることを特徴と
するが、これはトータルの注入プロファイルに2つのピ
ークを持たせ、活性化後に1条件注入よりも均一なプロ
ファイルを得られるようにすることが目的である。これ
は拡散層の低抵抗化に寄与する。また、最初低エネルギ
ー注入、後に高エネルギー注入とした場合、最初の注入
で発生する欠陥領域は、2番目の注入時に発生するアモ
ルファス領域内に含まれて消滅する。即ち、最終的な残
留欠陥をより減らすことが可能になる。
The method of manufacturing a semiconductor device according to a third aspect is characterized in that the implantation energy is changed by two times of implantation, but this makes the total implantation profile have two peaks, and the activation energy is 1 after activation. The purpose is to obtain a more uniform profile than the conditional implantation. This contributes to lowering the resistance of the diffusion layer. When the low energy implantation is performed first and the high energy implantation is performed thereafter, the defect region generated in the first implantation is included in the amorphous region generated in the second implantation and disappears. That is, it becomes possible to further reduce the final residual defects.

【0021】請求項4に記載の半導体装置の製造方法
は、本発明を実際の半導体装置に適用した例である。
The method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth aspect is an example in which the present invention is applied to an actual semiconductor device.

【0022】[0022]

【実施例】以下、請求項2,3に記載の製造方法の実施
例と、従来方法による比較例について図面を参照しつつ
説明する。
EXAMPLES Examples of the manufacturing method described in claims 2 and 3 and comparative examples by the conventional method will be described below with reference to the drawings.

【0023】実施例1〔請求項2、図1(a)〜(d)
を参照〕 単結晶Si基板1にAs+ を注入エネルギー40ke
V、注入ドーズ量3×1015cm-2で注入する。これに
よって表面より約0.07μm程度の領域までアモルフ
ァス化され、アモルファス層2が形成される〔図1
(a)〕。
Example 1 [Claim 2, FIG. 1 (a) to (d)]
Implanted As + references] monocrystalline Si substrate 1 energy 40ke
Implantation is performed with V and an implantation dose amount of 3 × 10 15 cm −2 . As a result, it is amorphized to a region of about 0.07 μm from the surface, and the amorphous layer 2 is formed [FIG.
(A)].

【0024】850℃、30分の炉体アニール処理を
施す。アモルファス層2は再結晶化する。〔図1
(b)〕。
A furnace body annealing treatment is performed at 850 ° C. for 30 minutes. The amorphous layer 2 is recrystallized. [Fig. 1
(B)].

【0025】再びAs+ を注入エネルギー40ke
V、注入ドーズ量3×1015cm-2で注入する。再び同
じ深さまでアモルファス化され、アモルファス層3が形
成される。〔図1(c)〕。
Injection energy of As + is again 40 ke
Implantation is performed with V and an implantation dose amount of 3 × 10 15 cm −2 . Amorphization is performed again to the same depth to form the amorphous layer 3. [FIG. 1 (c)].

【0026】900℃、60分の炉体アニール処理を
施し活性化する。表面より約0.07μmの深さに、透
過型電子顕微鏡観察では観測困難な若干の結晶欠陥すな
わち残留欠陥4が発生する〔図1(d)〕。
The furnace body is annealed at 900 ° C. for 60 minutes for activation. At a depth of about 0.07 μm from the surface, some crystal defects, that is, residual defects 4 which are difficult to observe by a transmission electron microscope observation occur (FIG. 1 (d)).

【0027】比較例1〔図2(a),(b)を参照〕 以下の手順により、実施例1と同じ不純物分布を持つ拡
散層を作製する。
Comparative Example 1 [See FIGS. 2 (a) and 2 (b)] A diffusion layer having the same impurity distribution as in Example 1 is manufactured by the following procedure.

【0028】単結晶Si基板11にAs+ を注入エネ
ルギー40keV、注入ドーズ量6×1015cm-2で注
入する。これによって表面より約0.08μm程度の領
域までアモルファス化され、アモルファス層12が形成
される〔図2(a)〕。
As + is implanted into the single crystal Si substrate 11 at an implantation energy of 40 keV and an implantation dose amount of 6 × 10 15 cm -2 . As a result, the region of about 0.08 μm from the surface is amorphized to form the amorphous layer 12 [FIG. 2 (a)].

【0029】900℃、60分の炉体アニール処理を
施し活性化する。表面より約0.08μmの深さに結晶
欠陥(転位ループ)すなわち残留欠陥13が発生する
〔図2(b)〕。
The furnace body is annealed at 900 ° C. for 60 minutes for activation. Crystal defects (dislocation loops), that is, residual defects 13 occur at a depth of about 0.08 μm from the surface [FIG. 2 (b)].

【0030】請求項2に記載の方法(図1)と従来方法
(図2)により作製した拡散層を比較すると従来方法に
よるものは、より深い領域に、より多く残留欠陥が発生
する。
Comparing the diffusion layer produced by the method according to claim 2 (FIG. 1) and the conventional method (FIG. 2), the conventional method produces more residual defects in a deeper region.

【0031】実施例2〔請求項3、図3(a)〜(d)
を参照〕 単結晶Si基板21にAs+ を注入エネルギー30k
eV、注入ドーズ量3×1015cm-2で注入する。これ
によって表面より約0.06μm程度の領域までアモル
ファス化され、アモルファス層22が形成される〔図3
(a)〕。
Embodiment 2 [Claim 3, FIG. 3 (a) to (d)]
Implanted As + into the reference] single-crystal Si substrate 21 energy 30k
Implantation is performed with eV and an implantation dose amount of 3 × 10 15 cm −2 . As a result, it is amorphized to a region of about 0.06 μm from the surface, and an amorphous layer 22 is formed [FIG.
(A)].

【0032】850℃、30分の炉体アニール処理を
施す。アモルファス化層は再結晶化する〔図3
(b)〕。
A furnace body annealing treatment is performed at 850 ° C. for 30 minutes. The amorphized layer is recrystallized [Fig. 3
(B)].

【0033】再びAs+ を注入エネルギー40ke
V、注入ドーズ量3×1015cm-2で注入する。これに
よって表面より約0.07μmの深さまでアモルファス
化され、アモルファス層23が形成される〔図3
(c)〕。
Injection energy of As + is again 40 ke
Implantation is performed with V and an implantation dose amount of 3 × 10 15 cm −2 . As a result, it is amorphized to a depth of about 0.07 μm from the surface, and an amorphous layer 23 is formed [FIG.
(C)].

【0034】900℃、60分の炉体アニール処理を
施し活性化する〔図3(d)〕。
The furnace body is annealed at 900 ° C. for 60 minutes for activation [FIG. 3 (d)].

【0035】以上のプロセスを経ると、請求項2に記載
の方法の場合よりも浅く、残留欠陥24の少ない拡散層
を得ることができる。
Through the above process, it is possible to obtain a diffusion layer which is shallower than that in the method according to the second aspect and has few residual defects 24.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明は
イオン注入にて拡散領域を形成するにあたり、必要とさ
れるドーズ量を連続的に注入せず、あるドーズ量まで注
入した時点で一度中断し、熱処理を加えて基板を再結晶
化し、しかる後に再び注入を再開することを特徴とし、
以下の効果を奏することができるものである。請求項1
のプロセスを適用すれば、十分な不純物濃度を確保しつ
つ、残留欠陥の少ない拡散層を得ることができる。請求
項2のプロセスを適用すれば、プロセスの複雑化を最小
限の抑え、請求項1のプロセスによる効果を得ることが
できる。請求項3のプロセスを適用すれば、請求項1の
プロセスによる効果に加え、分布が均一でシート抵抗の
低い拡散層を得ることができる。請求項4の方法を適用
すれば、残留欠陥の少ない低抵抗で浅いソース/ドレイ
ン領域を持つ半導体装置を得ることができる。本発明
は、MOSトランジスタの製造に有効に応用することが
できる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, when the diffusion region is formed by the ion implantation, the required dose amount is not continuously implanted, but when a certain dose amount is implanted. It is characterized by interrupting once, applying heat treatment to recrystallize the substrate, and then restarting implantation again.
The following effects can be achieved. Claim 1
By applying the above process, it is possible to obtain a diffusion layer with few residual defects while ensuring a sufficient impurity concentration. If the process of claim 2 is applied, complication of the process can be suppressed to a minimum and the effect of the process of claim 1 can be obtained. If the process of claim 3 is applied, in addition to the effect of the process of claim 1, a diffusion layer having a uniform distribution and a low sheet resistance can be obtained. By applying the method of claim 4, it is possible to obtain a semiconductor device having a low resistance and a shallow source / drain region with few residual defects. The present invention can be effectively applied to the manufacture of MOS transistors.

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

【図1】本発明の実施例1における半導体装置製造プロ
セスの説明図であって、基板の断面図で示したものであ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a semiconductor device manufacturing process according to a first embodiment of the present invention, which is a sectional view of a substrate.

【図2】従来方法による比較例1における半導体装置製
造プロセスの説明図であって、基板の断面図で示したも
のである。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a semiconductor device manufacturing process in Comparative Example 1 according to a conventional method, and is a sectional view of a substrate.

【図3】本発明の実施例2における半導体装置製造プロ
セスの説明図であって、基板の断面図で示したものであ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a semiconductor device manufacturing process according to the second embodiment of the present invention, which is a sectional view of a substrate.

【図4】半導体基板にBF2 + をドーズ量を変えて注入
したときのF分布を、SIMS分析により求めた結果を
示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing results obtained by SIMS analysis of F distribution when BF 2 + is injected into a semiconductor substrate at different dose amounts.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11,21 単結晶Si基板 2,3,12,22,23 アモルファス層 4,13,24 残留欠陥 31 転位ループ 1,11,21 Single crystal Si substrate 2,3,12,22,23 Amorphous layer 4,13,24 Residual defect 31 Dislocation loop

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体装置製造プロセスにおいて、不純
物拡散領域をイオン注入により形成するにあたり、イオ
ン注入後に注入不純物が拡散しない低温(As+ で85
0℃以下、BF2 + で800℃以下)で熱処理を加え、
再び注入を行って熱処理する工程を繰り返し、必要な濃
度まで不純物を注入した後に、活性化のための熱処理
(As+ で900℃以上、BF2 + で850℃以上)を
加えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. In a semiconductor device manufacturing process, when an impurity diffusion region is formed by ion implantation, the implanted impurities do not diffuse after the ion implantation at a low temperature (85 at As +) .
0 ° C or less, BF 2 + 800 ° C or less)
Repeating the step of heat treatment performed injected again, after implanting an impurity to a concentration necessary, heat treatment for activation (As + at 900 ° C. or higher, BF 2 + at 850 ° C. or higher), characterized in that the addition of Manufacturing method of semiconductor device.
【請求項2】 半導体装置製造プロセスにおいて、不純
物拡散領域をイオン注入により形成するにあたり、注入
を同一条件にて2回に分けて行い(注入ドーズ量はアモ
ルファス化臨界ドーズ量以上:As+ で2×1014cm
-2、BF2 +で5×1014cm-2)、かつ両注入間に不
純物の拡散が起こらない低温(As+で850℃以下、
BF2 + で800℃以下)で熱処理を加えて基板の再結
晶化をはかることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. In the semiconductor device manufacturing process, when the impurity diffusion region is formed by ion implantation, the implantation is performed twice under the same conditions (the implantation dose amount is equal to or more than the amorphization critical dose amount: As +2 . × 10 14 cm
-2 , 5 × 10 14 cm -2 for BF 2 + ) and low temperature (850 ° C. or less for As + , where diffusion of impurities does not occur between both implants)
A method of manufacturing a semiconductor device, which comprises subjecting a substrate to recrystallization by applying a heat treatment at BF 2 + at 800 ° C. or lower).
【請求項3】 半導体装置製造プロセスにおいて、不純
物拡散領域をイオン注入により形成するにあたり、注入
をエネルギーを変えて2回に分けて行い(注入ドーズ量
はアモルファス化臨界ドーズ量以上:As+ で2×10
14cm-2、BF2 + で5×1014cm-2)、かつ両注入
間に不純物の拡散が起こらない低温(As+ で850℃
以下、BF2 + で800℃以下)で熱処理を加えて基板
の再結晶化をはかることを特徴とする半導体装置の製造
方法。
3. In a semiconductor device manufacturing process, when the impurity diffusion region is formed by ion implantation, the implantation is carried out in two steps with different energies (the implantation dose amount is equal to or more than the amorphization critical dose amount: As +2 . × 10
14 cm -2, BF 2 + at 5 × 10 14 cm -2), and both injection diffusion of the impurity does not occur between the low temperature (As + at 850 ° C.
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device is characterized in that the substrate is recrystallized by performing heat treatment at BF 2 + at 800 ° C. or lower.
【請求項4】 請求項1の製造方法をソース/ドレイン
形成に適用することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
4. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the manufacturing method of claim 1 is applied to source / drain formation.
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