JPH0818049A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH0818049A
JPH0818049A JP15221194A JP15221194A JPH0818049A JP H0818049 A JPH0818049 A JP H0818049A JP 15221194 A JP15221194 A JP 15221194A JP 15221194 A JP15221194 A JP 15221194A JP H0818049 A JPH0818049 A JP H0818049A
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JP
Japan
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drain
silicon
substrate
amorphous silicon
semiconductor device
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JP15221194A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoru Ogasawara
悟 小笠原
Toru Dan
徹 壇
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a MOS transistor with a shallower junction by forming raised source/drain with less number of processes. CONSTITUTION:By leaving oxide film 8 at the upper portion and the side wall of polysilicon gate electrode 6, silicon substrate is exposed at the source/drain part. Then, N-type amorphous silicon is formed. After that, amorphous silicon at the source/drain part is single-crystallized by a proper heat treatment, thus forming an epotaxial layer. Then, the amorphous silicon is selectively etched to form raised source/drains 11, 11. After that, N--type impurity is diffused from the raised source/drain 11 by a proper heat treatment, thus forming n<-> layers 12, 12 and hence forming the n<-> layers 12, 12 by one heat treatment and manufacturing an N-channel MOS transistor with a shallow junction.

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
に係り、詳しくはライズドソ−ス・ドレイン構造のMO
Sトランジスタの製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to an MO of a raised source / drain structure.
The present invention relates to a method for manufacturing an S transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、微細化されたMOSトランジスタ
において、短チャネル効果を抑えるために、浅い接合形
成が求められてきた。しかしイオン注入で拡散層を形成
する場合、その深さを50nm以下にするのは難しく、
浅い接合形成には限界がある。また、接合が浅くなるに
つれソース・ドレインの抵抗が増大するため、寄生抵抗
によるMOSトランジスタの駆動力低下が顕著となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in miniaturized MOS transistors, shallow junction formation has been required to suppress the short channel effect. However, when forming the diffusion layer by ion implantation, it is difficult to make the depth 50 nm or less,
There are limits to the formation of shallow junctions. Moreover, since the resistance of the source / drain increases as the junction becomes shallower, the driving force of the MOS transistor is significantly reduced due to the parasitic resistance.

【0003】上記の浅い接合形成に伴う問題点を解決す
るために、ライズドソ−ス・ドレイン構造のMOSトラ
ンジスタが提案されている(S.S.Wong 他 ;IEDM Technol
ogyDigest,P.634,1984)。ライズドソ−ス・ドレイン構
造の形成方法としては、S.S.Wong 他が提唱した方法
と、ディスポ−サブルスペ−サを用いた方法(J.R.Ph
iester 他 ;IEDMTechnology Digest,P.885,1992)が提案
されている。以下、nチャネルMOSトランジスタの製
造方法を例にとって説明する。
In order to solve the above problems associated with the shallow junction formation, a MOS transistor having a raised source / drain structure has been proposed (SSWong et al .; IEDM Technol.
ogyDigest, P.634, 1984). As a method for forming a rise source / drain structure, a method proposed by SSWong et al. And a method using a disposable spacer (JRPh
iester et al .; IEDM Technology Digest, P.885, 1992) has been proposed. Hereinafter, a method of manufacturing an n-channel MOS transistor will be described as an example.

【0004】通常の方法 ゲ−ト電極作成後、窒化膜をゲ−ト電極上に形成する。
続いて、低濃度拡散層n-層を形成するためにリンをイ
オン注入する。次にゲート電極側壁に絶縁膜のサイドウ
ォ−ルスペ−サを形成する。その後、基板の露出したソ
−ス・ドレイン部分に、選択的にシリコンをエピタキシ
ャル成長させてソース・ドレイン部分を盛り上げる。続
いて、高濃度のn+層形成のためにヒ素の注入を行う。
その後、ゲ−ト電極上の窒化膜を除去する。
Normal Method After forming the gate electrode, a nitride film is formed on the gate electrode.
Then, phosphorus is ion-implanted to form the low concentration diffusion layer n layer. Next, a sidewall spacer of an insulating film is formed on the side wall of the gate electrode. After that, silicon is selectively epitaxially grown on the exposed source / drain portions of the substrate to raise the source / drain portions. Subsequently, arsenic is implanted to form a high-concentration n + layer.
After that, the nitride film on the gate electrode is removed.

【0005】ディスポ−サブルスペ−サを用いた方法 ゲ−ト電極作成後、酸化膜をゲ−ト電極上に形成する。
次にゲート電極側壁に窒化膜のサイドウォ−ルスペ−サ
を形成する。その後、ソ−ス・ドレイン部分に、選択的
にシリコンをエピタキシャル成長させてソース・ドレイ
ン部分を盛り上げる。続いて、高濃度のn+層形成のた
めにヒ素の注入を行う。その後、サイドウォ−ルスペ−
サを除去する。続いて低濃度のn-層を形成するために
リンをイオン注入する。その後、再びサイドウォ−ルを
形成する。
Method Using Disposable Spacer After forming the gate electrode, an oxide film is formed on the gate electrode.
Next, a sidewall spacer of a nitride film is formed on the side wall of the gate electrode. After that, silicon is selectively epitaxially grown on the source / drain portions to raise the source / drain portions. Subsequently, arsenic is implanted to form a high-concentration n + layer. After that, side wall space
Remove the service. Subsequently, phosphorus is ion-implanted to form a low concentration n layer. Then, the side wall is formed again.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところがの通常の方
法では、n-層の不純物の拡散が、エピタキシャル層形
成時の熱履歴に影響されるので、所望の接合の深さを制
御することが難しいといった問題があった。一方、の
ディスポ−サブルスペ−サを用いた方法ではn+層形成
後にn-層を形成するため、n-層はエピタキシャル成長
時の熱履歴を受けない。そのため、n-層を正確に所定
の領域まで拡散させることが可能になる。しかしながら
この方法では、サイドウォ−ルスペ−サを、一旦除去し
た後に再び形成しなければならず、工程数が増えるとい
った問題があった。
However, in the conventional method, it is difficult to control the desired junction depth because the diffusion of impurities in the n layer is affected by the thermal history during the formation of the epitaxial layer. There was such a problem. On the other hand, the disposable - Saburusupe - The method using the service n after n + layer formation - to form a layer, n - layers are not subjected to thermal history during the epitaxial growth. Therefore, it is possible to accurately diffuse the n layer to a predetermined region. However, this method has a problem in that the sidewall spacer must be removed and then formed again, resulting in an increase in the number of steps.

【0007】また、これらライズドソ−ス・ドレイン構
造のトランジスタは、通常のMOSトランジスタと違
い、ソース・ドレイン部が盛り上がった構造であるため
に、ゲ−ト〜ドレイン間の容量が増加してしまい、トラ
ンジスタの動作速度が遅くなるといった問題があった。
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、上記問題点を
解決するものである。
Also, these raised source / drain structure transistors, unlike ordinary MOS transistors, have a structure in which the source / drain portions are raised, so that the capacitance between the gate and the drain increases. There is a problem that the operating speed of the transistor becomes slow.
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device and solves the above problems.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明における
半導体装置の製造方法は、半導体基板上に形成されたラ
イズドソース・ドレイン部からの拡散により、基板に浅
い接合の不純物領域を形成したものである。また、請求
項2の発明における半導体装置の製造方法は、半導体基
板上にゲ−ト絶縁膜及びゲ−ト電極を形成する工程と、
その上に絶縁膜を形成する工程と、前記半導体基板にお
けるゲ−ト電極の両側を露出させる工程と、前記半導体
基板と逆の導電性のシリコンを、少なくとも前記露出し
た半導体基板上に形成する工程とを含むものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method, wherein an impurity region having a shallow junction is formed in a substrate by diffusion from a raised source / drain portion formed on a semiconductor substrate. It is a thing. A method of manufacturing a semiconductor device according to a second aspect of the present invention includes a step of forming a gate insulating film and a gate electrode on a semiconductor substrate,
A step of forming an insulating film thereon, a step of exposing both sides of the gate electrode in the semiconductor substrate, and a step of forming conductive silicon opposite to the semiconductor substrate on at least the exposed semiconductor substrate. It includes and.

【0009】また、請求項3の発明における半導体装置
の製造方法は、半導体基板上にゲ−ト絶縁膜及びゲ−ト
電極を形成する工程と、その上に絶縁膜を形成する工程
と、前記半導体基板におけるゲ−ト電極の両側を露出さ
せる工程と、前記半導体基板と逆の導電性のアモルファ
スシリコンを、少なくとも前記露出した半導体基板上に
形成する工程と、そのアモルファスシリコンの一部を、
前記露出した基板をシ−ドとして固相成長させて単結晶
化する工程と、基板を熱処理する工程とを含むものであ
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of forming a gate insulating film and a gate electrode on a semiconductor substrate, a step of forming an insulating film thereon. Exposing both sides of the gate electrode in the semiconductor substrate, forming a conductive amorphous silicon opposite to the semiconductor substrate on at least the exposed semiconductor substrate, and a part of the amorphous silicon,
The method includes a step of solid-phase growing the exposed substrate as a seed to form a single crystal, and a step of heat-treating the substrate.

【0010】また、請求項4の発明における半導体装置
の製造方法は、前記基板と前記導電性のシリコン又はア
モルファスシリコンとの界面付近に、比較的重いイオン
を注入したものである。また、請求項5の発明における
半導体装置の製造方法は、単結晶化した部分以外にある
前記アモルファスシリコンを選択的にエッチングするも
のである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device in which relatively heavy ions are implanted near an interface between the substrate and the conductive silicon or amorphous silicon. Further, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the invention of claim 5, the amorphous silicon existing in a portion other than the single crystallized portion is selectively etched.

【0011】また、請求項6の発明における半導体装置
の製造方法は、前記単結晶化したシリコンが、一定のフ
ァセットを有するものである。また、請求項7の発明に
おける半導体装置の製造方法は、前記単結晶化したシリ
コンをシリサイド化するものである。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the sixth aspect of the present invention, the single crystallized silicon has certain facets. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the invention of claim 7, the single crystallized silicon is silicidized.

【0012】[0012]

【作用】即ち、シリコン等で構成したライズドソ−ス・
ドレイン部からの拡散により不純物領域を形成すること
で、基板に低濃度で浅い接合の形成が可能となる。ま
た、単結晶シリコンによりライズドソ−ス・ドレイン部
を構成し、これを熱処理することで不純物を拡散させる
ので、接合深さの制御が容易である。
Function: That is, the risen source composed of silicon etc.
By forming the impurity region by diffusion from the drain portion, a low concentration and shallow junction can be formed on the substrate. Further, since the rise source / drain portion is made of single crystal silicon and the heat treatment is performed to diffuse the impurities, it is easy to control the junction depth.

【0013】また、基板とライズドソ−ス・ドレイン部
との界面付近に、比較的重いイオン(例えばSiイオ
ン)を注入することにより、この界面にある自然酸化膜
を破壊する。また、単結晶化したシリコンが、一定のフ
ァセットを有するので、ゲート〜ドレイン間の容量の増
加を抑制できる。
Further, by implanting relatively heavy ions (eg, Si ions) near the interface between the substrate and the rise source / drain portion, the natural oxide film at this interface is destroyed. In addition, since single-crystallized silicon has a certain facet, it is possible to suppress an increase in capacitance between the gate and the drain.

【0014】また、単結晶化したシリコンをシリサイド
化することにより、この部分の抵抗値が下がる。
Further, by siliciding the single crystallized silicon, the resistance value of this portion is lowered.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明をライズドソース・ドレイン構
造のNチャネルMOSトランジスタに具体化した一実施
例を図面に従って説明する。図1乃至図11は本発明の
一実施例に係る半導体装置の製造過程を示す概略断面図
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is embodied in an N-channel MOS transistor having a raised source / drain structure will be described below with reference to the drawings. 1 to 11 are schematic cross-sectional views showing a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【0016】工程1(図1参照):P型単結晶シリコン
1上に、通常のLOCOS法により素子分離領域2を形
成し、更に、しきい値電圧を制御するためのチャネル注
入を行う(図示略)。そして、シリコン基板1の表面
に、適宜な厚さ(例えば、約80Å)のゲ−ト酸化膜3
を形成する。このゲ−ト酸化膜3の形成にはどのような
方法(酸化法、CVD法、PVD法など)を用いてもよ
い。
Step 1 (see FIG. 1): An element isolation region 2 is formed on the P-type single crystal silicon 1 by a normal LOCOS method, and channel injection for controlling the threshold voltage is performed (illustration). Omitted). Then, the gate oxide film 3 having an appropriate thickness (for example, about 80 Å) is formed on the surface of the silicon substrate 1.
To form. Any method (oxidation method, CVD method, PVD method, etc.) may be used to form the gate oxide film 3.

【0017】工程2(図2参照):ゲ−ト酸化膜3の上
に適宜な厚さ(例えば、約2300Å)のポリシリコン
膜4を形成する。このポリシリコン膜4の形成にはどの
ような方法(酸化法、CVD法、PVD法など)を用い
てもよい。そしてポリシリコン膜4の上に適宜な厚さ
(例えば、約250Å)の酸化膜5を形成する。この酸
化膜5の形成にはどのような方法(酸化法、CVD法、
PVD法など)を用いてもよい。
Step 2 (see FIG. 2): A polysilicon film 4 having an appropriate thickness (for example, about 2300 Å) is formed on the gate oxide film 3. Any method (oxidation method, CVD method, PVD method, etc.) may be used to form the polysilicon film 4. Then, an oxide film 5 having an appropriate thickness (for example, about 250 Å) is formed on the polysilicon film 4. What method (oxidation method, CVD method,
PVD method or the like) may be used.

【0018】工程3(図3参照):リソグラフィ−技術
及びエッチング技術を用いて、酸化膜5、ポリシリコン
膜4及びゲ−ト酸化膜3を異方性エッチングし、適宜な
高さ(例えば、約2630Å)のポリシリコンゲート電
極6を形成する。 工程4(図4参照):シリコン基板1およびゲート電極
6の上に、適宜な厚さ(例えば、約100Å)の酸化膜
7を形成する。この酸化膜7の形成には、どのような方
法(酸化法、CVD法、PVD法など)を用いてもよ
い。
Step 3 (see FIG. 3): The oxide film 5, the polysilicon film 4 and the gate oxide film 3 are anisotropically etched by using a lithographic technique and an etching technique to have an appropriate height (eg, A polysilicon gate electrode 6 of about 2630Å) is formed. Step 4 (see FIG. 4): An oxide film 7 having an appropriate thickness (for example, about 100 Å) is formed on the silicon substrate 1 and the gate electrode 6. Any method (oxidation method, CVD method, PVD method, etc.) may be used for forming the oxide film 7.

【0019】工程5(図5参照):反応性イオンエッチ
ング装置を用い、ガス種およびガス流量比;CHF3
CF4/Ar=20/20/400、電力密度;1.7W
/cm2、圧力;100mTorrの条件により異方性エッチン
グを行い、ソ−ス・ドレイン形成予定領域にあたる部分
に半導体基板1を露出させ、ゲ−ト電極6の側壁及び上
部に酸化膜8を残す。
Step 5 (see FIG. 5): Using reactive ion etching equipment, gas species and gas flow rate ratio; CHF 3 /
CF 4 / Ar = 20/20/400, power density; 1.7W
/ Cm 2 , pressure; 100 mTorr, anisotropic etching is performed to expose the semiconductor substrate 1 in the region corresponding to the source / drain formation region, and leave the oxide film 8 on the side wall and the upper portion of the gate electrode 6. .

【0020】この工程5のエッチングにより、ゲ−ト電
極6の上部の酸化膜7もエッチングされることになる
が、ゲ−ト電極6の上部の酸化膜が十分厚いため(工程
2において酸化膜5を形成し、さらに工程4において酸
化膜7を形成して、膜厚を約300〜350Åにしてあ
る)、完全にエッチングされることはない。 工程6(図6参照):ソース・ドレイン部分の半導体基
板1の自然酸化膜を除去し(図示略)、適宜の厚さ(例
えば、約1500Å)のN型のアモルファスシリコン9
をシリコン基板1およびシリコン酸化膜8の上に形成す
る。
By the etching in step 5, the oxide film 7 on the gate electrode 6 is also etched, but since the oxide film on the gate electrode 6 is sufficiently thick (the oxide film in step 2). No. 5 is formed, and the oxide film 7 is further formed in step 4 so that the film thickness is about 300 to 350 Å), and it is not completely etched. Step 6 (see FIG. 6): The natural oxide film on the semiconductor substrate 1 in the source / drain portions is removed (not shown), and the N-type amorphous silicon 9 having an appropriate thickness (for example, about 1500 Å) 9 is formed.
Are formed on the silicon substrate 1 and the silicon oxide film 8.

【0021】この工程6において、自然酸化膜の除去と
N型アモルファスシリコン9の形成方法には以下の4つ
の方法がある。 (1)圧力;約1×10-7torrの高真空中で約900℃
の熱処理により、ソース・ドレイン上の自然酸化膜を除
去する(図示略)。続いて、約3×1020cm-3程度の濃
度のN型の不純物(例えばリン、ヒ素など)を含むアモ
ルファスシリコンを、シリコン基板1およびシリコン酸
化膜8の上に形成する。このアモルファスシリコンの形
成にはどのような方法(CVD法、PVD法など)を用
いてもよい。
In the step 6, there are the following four methods for removing the natural oxide film and forming the N-type amorphous silicon 9. (1) Pressure: about 900 ° C in a high vacuum of about 1 × 10 -7 torr
The natural oxide film on the source / drain is removed by the heat treatment (1) (not shown). Subsequently, amorphous silicon containing N-type impurities (such as phosphorus and arsenic) having a concentration of about 3 × 10 20 cm −3 is formed on the silicon substrate 1 and the silicon oxide film 8. Any method (a CVD method, a PVD method, or the like) may be used for forming the amorphous silicon.

【0022】(2)圧力;約1×10-7torrの高真空中
で約900℃の熱処理により、ソース・ドレイン上の自
然酸化膜を除去する(図示略)。続いて、アモルファス
シリコンをシリコン基板1およびシリコン酸化膜8の上
に形成する。このアモルファスシリコンの形成にはどの
ような方法(CVD法、PVD法など)を用いてもよ
い。その後、アモルファスシリコン中の不純物濃度のピ
ークが約3×1020cm-3程度となるよう、N型不純物の
注入を行う。
(2) Pressure: A natural oxide film on the source / drain is removed by heat treatment at about 900 ° C. in a high vacuum of about 1 × 10 −7 torr (not shown). Subsequently, amorphous silicon is formed on the silicon substrate 1 and the silicon oxide film 8. Any method (a CVD method, a PVD method, or the like) may be used for forming the amorphous silicon. After that, N-type impurities are implanted so that the peak of the impurity concentration in the amorphous silicon is about 3 × 10 20 cm −3 .

【0023】(3)約3×1020cm-3程度の濃度のN型
の不純物を含むアモルファスシリコンをシリコン基板1
およびシリコン酸化膜8の上に形成する。このアモルフ
ァスシリコンの形成にはどのような方法(CVD法、P
VD法など)を用いてもよい。その後、アモルファスシ
リコンと基板1の界面付近にピークがくる条件で、比較
的重いイオン(例えば、シリコンイオン、リンイオン、
ヒ素イオンなど)を注入し、アモルファスシリコンと基
板1の界面にある自然酸化膜を破壊し、シリコンとミキ
シングすることにより、自然酸化膜を除去する(図示
略)。
(3) Amorphous silicon containing N-type impurities with a concentration of about 3 × 10 20 cm -3 is used as the silicon substrate 1.
And on the silicon oxide film 8. What method (CVD method, P method, etc.) is used to form this amorphous silicon.
VD method) may be used. After that, under the condition that a peak appears near the interface between the amorphous silicon and the substrate 1, relatively heavy ions (for example, silicon ions, phosphorus ions,
Arsenic ions, etc.) are implanted to destroy the natural oxide film at the interface between the amorphous silicon and the substrate 1 and mix with silicon to remove the natural oxide film (not shown).

【0024】(4)アモルファスシリコンをシリコン基
板1及びシリコン酸化膜8の上に形成する。このアモル
ファスシリコンの形成にはどのような方法(CVD法、
PVD法など)を用いてもよい。その後、アモルファス
シリコン中のN型の不純物濃度のピークが約3×1020
cm-3程度となるよう、一回目の不純物の注入を行う(図
示略)。続いて、二回目の不純物注入として、アモルフ
ァスシリコンと基板1の界面付近にピークがくる条件
で、比較的重いイオン(例えば、シリコンイオン、リン
イオン、ヒ素イオンなど)を注入し、アモルファスシリ
コンと基板1の界面にある自然酸化膜を破壊し、シリコ
ンとミキシングすることにより、自然酸化膜を除去する
(図示略)。尚、この方法において、一回目の不純物注
入と二回目の不純物注入の順序を逆にしてもよい。
(4) Amorphous silicon is formed on the silicon substrate 1 and the silicon oxide film 8. What method (CVD method,
PVD method or the like) may be used. After that, the peak of the N-type impurity concentration in the amorphous silicon is about 3 × 10 20.
The first impurity implantation is performed so as to be about cm −3 (not shown). Then, as the second impurity implantation, relatively heavy ions (for example, silicon ions, phosphorus ions, arsenic ions, etc.) are implanted under the condition that a peak appears near the interface between the amorphous silicon and the substrate 1, and the amorphous silicon and the substrate 1 are implanted. The natural oxide film at the interface of is destroyed and mixed with silicon to remove the natural oxide film (not shown). In this method, the order of the first impurity implantation and the second impurity implantation may be reversed.

【0025】工程7(図7参照):適宜な熱処理条件
(例えば、約600℃,5分)において、基板1をシー
ドとした固相エピタキシ−法により、アモルファスシリ
コン9を単結晶化し、ソース・ドレイン上にエピタキシ
ャル層10を形成する。このエピタキシャル層10のゲ
ート電極6のエッジ側及び素子分離領域2のエッジ側に
は、半導体基板1に対するゲート電極6、素子分離領域
2のそれぞれのパタ−ンの辺の方向、つまり、工程6で
基板1が露出されたソ−ス・ドレイン形成領域の、ゲ−
ト電極6または素子分離領域2との各境界線の、基板1
に対する方向に依存して、ファセットが形成される。そ
のパタ−ンの方向が[011]方向の場合は{111}
ファセットが形成され、[010]方向の場合は{11
0}ファセットが形成される。
Step 7 (see FIG. 7): Amorphous silicon 9 is single-crystallized by a solid phase epitaxy method using the substrate 1 as a seed under appropriate heat treatment conditions (for example, about 600 ° C. for 5 minutes) to form a source. The epitaxial layer 10 is formed on the drain. On the edge side of the gate electrode 6 and the edge side of the element isolation region 2 of this epitaxial layer 10, the direction of the side of each pattern of the gate electrode 6 and the element isolation region 2 with respect to the semiconductor substrate 1, that is, in step 6. The gate of the source / drain formation region where the substrate 1 is exposed
Substrate 1 at each boundary with the electrode 6 or the element isolation region 2.
Facets are formed depending on the direction to. {111} if the pattern direction is the [011] direction
Facets are formed and {11 if the direction is [010]
0} facets are formed.

【0026】尚、この工程7において、酸化膜8および
素子分離領域2上のアモルファスシリコン9は、シード
となる結晶性シリコンが存在しないため、この実施例の
熱処理条件ではアモルファス相のままである。また、ポ
リシリコンゲ−ト電極9の側壁にも、酸化膜8を形成し
ているため、ポリシリコンゲート電極9から固相成長が
すすむことはない。
In step 7, the oxide film 8 and the amorphous silicon 9 on the element isolation region 2 remain in the amorphous phase under the heat treatment conditions of this embodiment because crystalline silicon serving as a seed does not exist. Further, since the oxide film 8 is formed also on the side wall of the polysilicon gate electrode 9, solid-phase growth does not proceed from the polysilicon gate electrode 9.

【0027】また、この工程7においては、エピタキシ
ャル層10の固相成長時の温度が十分低温であるため
に、エピタキシャル層10から半導体基板1への不純物
の拡散はほとんど起こらない。 工程8(図8参照):ウエットエッチング法により、室
温でCH3COOH:HNO3:HF:H2O=160:70:4.5:10の選択エッチ
ング液に、適宜な時間(例えば、約10分)浸漬するこ
とによりアモルフスシリコン9を選択的に除去して、ラ
イズドソ−ス・ドレイン11、11を形成するこの工程
8のエッチングにおいては、アモルファスシリコン9の
エッチングレートが、エピタキシャル層10のそれより
も速いため、浸漬時間を最適化することにより、アモル
ファスシリコン9を完全に除去することが可能である 工程9(図9参照):続いて熱処理を行い、ライズドソ
−ス・ドレイン11、11からの不純物拡散により、低
濃度の拡散層n-層12、12の形成を行う。
In step 7, since the temperature of the epitaxial layer 10 during the solid phase growth is sufficiently low, the diffusion of impurities from the epitaxial layer 10 into the semiconductor substrate 1 hardly occurs. Step 8 (see FIG. 8): By a wet etching method, a selective etching solution of CH 3 COOH: HNO 3 : HF: H 2 O = 160: 70: 4.5: 10 is used at room temperature for an appropriate time (for example, about 10 minutes). ) In the etching of this step 8 in which the amorphous silicon 9 is selectively removed by immersion to form the raised source drains 11 and 11, the etching rate of the amorphous silicon 9 is higher than that of the epitaxial layer 10. Since it is also fast, it is possible to completely remove the amorphous silicon 9 by optimizing the immersion time. Step 9 (see FIG. 9): Subsequently, heat treatment is performed to remove the amorphous silicon 9 from the raised source / drain 11, 11. The low-concentration diffusion layers n layers 12 and 12 are formed by impurity diffusion.

【0028】例えば、リンを同時にド−プしてアモルフ
ァスシリコン9を形成している場合、800℃、30分
の熱処理により、接合深さが約0.05μmのn-層1
2、12が形成される。これによりライズドソ−ス・ド
レイン構造のNチャネルMOSトランジスタが形成され
る。 工程10(図10参照):その後、ライズドソ−ス・ド
レイン11、11、酸化膜8および素子分離領域2の上
部に絶縁膜(例えば、シリコン酸化膜)を堆積する(図
示略)。この絶縁膜の堆積にはどのような方法(例えば
CVD、PVDなど)を用いてもよい。
For example, when amorphous silicon 9 is formed by doping phosphorus at the same time, the n - layer 1 having a junction depth of about 0.05 μm is formed by heat treatment at 800 ° C. for 30 minutes.
2, 12 are formed. As a result, an N-channel MOS transistor having a rise source / drain structure is formed. Step 10 (see FIG. 10): After that, an insulating film (for example, a silicon oxide film) is deposited on the raised source / drain 11, 11, the oxide film 8 and the element isolation region 2 (not shown). Any method (for example, CVD, PVD, etc.) may be used for depositing this insulating film.

【0029】続いて、その絶縁膜の異方性エッチングに
よりゲート電極6の側壁及び素子分離領域2のエッジ側
に、スペ−サ13を形成する。その後、ソース電極、ド
レイン電極及びゲート電極を形成する。さらにゲート電
極6、ソース電極及びドレイン電極をシリサイド化する
場合(図11参照)には、少なくともゲート電極6、ラ
イズドソース・ドレイン11、11上に、金属膜(例え
ば、チタン、コバルト、タングステンなど)を形成する
(図示略)。この金属膜の形成にはどのような方法(例
えば、スパッタ法)を用いてもよい。続いて、適宜な熱
処理(例えば、ランプアニ−ル法、約650℃)によ
り、ゲ−ト電極6及びライズドソース・ドレイン11、
11をシリサイド14を形成する。
Subsequently, a spacer 13 is formed on the side wall of the gate electrode 6 and the edge side of the element isolation region 2 by anisotropic etching of the insulating film. After that, a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode are formed. Further, when the gate electrode 6, the source electrode and the drain electrode are silicided (see FIG. 11), a metal film (for example, titanium, cobalt, tungsten, etc.) is formed on at least the gate electrode 6 and the raised source / drain 11, 11. ) Is formed (not shown). Any method (for example, a sputtering method) may be used to form this metal film. Then, by appropriate heat treatment (for example, lamp annealing method, about 650 ° C.), the gate electrode 6 and the raised source / drain 11,
11 to form a silicide 14.

【0030】この工程10において、スペ−サ13は、
ライズドソ−ス・ドレイン11、11上にコンタクト孔
を形成する際に、リソグラフィ−工程においてマスクず
れが生じて、ライズドソ−ス・ドレイン11、11のエ
ッジ付近がエッチングされた場合に、基板1へのエッチ
ングを回避するために設けられている。また、ライズド
ソース・ドレイン11、11をシリサイド化する場合に
は、このスペ−サ13は、ライズドソース・ドレイン1
1、11のファセット部分から基板1へのシリサイド化
による、ソ−ス・ドレインと基板1の短絡を回避する機
能を持つ。
In this step 10, the spacer 13 is
When the contact holes are formed on the raised source / drain 11, 11 and the vicinity of the edge of the raised source / drain 11, 11 is etched due to a mask shift in the lithography process, the substrate 1 It is provided to avoid etching. When the raised source / drain 11, 11 is silicidized, this spacer 13 is used as the raised source / drain 1.
It has a function of avoiding a short circuit between the source / drain and the substrate 1 due to silicidation of the facets 1 and 11 to the substrate 1.

【0031】以上の製造工程を要約すると、まずポリシ
リコンゲ−ト電極6の上部及び側壁に酸化膜8を残し、
ソース・ドレイン部分にシリコン基板1を露出させる。
続いてN型のアモルファスシリコン9を形成する。その
後、適宜な熱処理によりソ−ス・ドレイン部分のアモル
ファスシリコン9を単結晶化させ、エピタキシャル層1
0を形成する。続いて、アモルファスシリコン9を選択
的にエッチングしてライズドソ−ス・ドレイン11、1
1を形成する。その後、適宜な熱処理により、ライズド
ソ−ス・ドレイン11、11からN型不純物を拡散さ
せ、n-層12、12を形成する。
To summarize the above manufacturing process, first, the oxide film 8 is left on the upper and side walls of the polysilicon gate electrode 6,
The silicon substrate 1 is exposed at the source / drain portions.
Then, N-type amorphous silicon 9 is formed. Thereafter, the amorphous silicon 9 in the source / drain portion is monocrystallized by an appropriate heat treatment to form the epitaxial layer 1
Form 0. Subsequently, the amorphous silicon 9 is selectively etched to raise the raised source / drain 11, 1
1 is formed. After that, appropriate heat treatment is performed to diffuse N-type impurities from the raised source / drain 11, 11 to form the n layers 12, 12.

【0032】即ち、本実施例では、ライズドソ−ス・ド
レイン11、11の形成時の温度が、固相エピタキシャ
ルの処理温度である約600℃であり、このときのN型
不純物の熱拡散はほとんどないに等しい。その後の1回
の熱処理で、任意の深さまで不純物拡散を行い、接合深
さを制御してn-層12、12を形成できるため、浅い
接合のNチャネルMOSトランジスタを製造することが
できる。
That is, in this embodiment, the temperature at the time of forming the raised source / drain 11, 11 is about 600 ° C. which is the processing temperature of the solid phase epitaxial, and the thermal diffusion of the N-type impurities at this time is almost the same. Not equal to Since the n layers 12 and 12 can be formed by performing impurity diffusion to an arbitrary depth and controlling the junction depth by one subsequent heat treatment, a shallow junction N-channel MOS transistor can be manufactured.

【0033】また本実施例では、サイドウォ−ルスペ−
サを、一旦除去した後に再び形成する必要がないため
に、工程数を少なくすることができる。さらに、本実施
例のライズドソ−ス・ドレイン11、11にはファセッ
トが形成されるために、図11に示すように、ファセッ
トなしのライズドソ−ス・ドレインに比べゲ−ト〜ドレ
イン容量を約75%(={(5.2-1.3)/5.2}×100)減少さ
せることができる。
In this embodiment, the side wall spacer is
The number of steps can be reduced because it is not necessary to form the sacrificial film once and then form it again. Further, since facets are formed on the rised source / drain 11 of this embodiment, as shown in FIG. 11, the gate-drain capacitance is about 75 compared to the rised source / drain without facet. % (= {(5.2-1.3) /5.2} × 100) can be reduced.

【0034】ちなみに本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、以下のように実施してもよい。 ライズドソ−ス・ドレイン構造のPチャネルMOSト
ランジスタについても、上記実施例と同様に製造する。
その場合は、P型単結晶シリコン基板1をN型単結晶シ
リコン基板またはNウェル層に、N型不純物をP型不純
物(例えば、ホウ素イオン)にそれぞれ置き換え、また
N型のアモルファスシリコン9をP型のアモルファスシ
リコンに置き換える。他の工程は上記実施例と同じにす
る。これによりN型単結晶シリコン基板上に、高濃度の
ライズドソ−ス・ドレインと低濃度のp-層を形成でき
る。
Incidentally, the present invention is not limited to the above embodiment, but may be carried out as follows. A P-channel MOS transistor having a raised source / drain structure is also manufactured in the same manner as in the above embodiment.
In that case, the P-type single crystal silicon substrate 1 is replaced with an N-type single crystal silicon substrate or an N well layer, the N-type impurities are replaced with P-type impurities (for example, boron ions), and the N-type amorphous silicon 9 is replaced with P. Type amorphous silicon. The other steps are the same as in the above embodiment. As a result, a high-concentration raised source / drain and a low-concentration p - layer can be formed on the N-type single crystal silicon substrate.

【0035】ポリシリコンゲ−ト電極6を金属のゲ−
トに置き換える。 工程6の(1)、(2)、(3)、(4)におけるア
モルファスシリコン形成工程を以下の工程に置き換え
る。 即ち、ポリシリコンをシリコン基板1及びシリコン酸化
膜8の上に形成する。このポリシリコンの形成にはどの
ような方法(CVD法、PVD法など)を用いてもよ
い。その後、比較的重いイオン(例えば、シリコン、ヒ
素、リンなど)をポリシリコンに注入してアモルファス
化を行い、アモルファスシリコンを形成する。
The polysilicon gate electrode 6 is replaced with a metal gate.
Replaced with The amorphous silicon forming step in (1), (2), (3), and (4) of step 6 is replaced with the following steps. That is, polysilicon is formed on the silicon substrate 1 and the silicon oxide film 8. Any method (a CVD method, a PVD method, or the like) may be used for forming the polysilicon. After that, relatively heavy ions (for example, silicon, arsenic, phosphorus, etc.) are injected into the polysilicon to be amorphized to form amorphous silicon.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明における半導体装置の製造方法に
あっては、シリコン等で構成したライズドソ−ス・ドレ
イン部からの拡散により不純物領域を形成するので、少
ない工程数で、所望の接合深さの半導体装置を得ること
ができる。また、単結晶シリコンによりライズドソ−ス
・ドレイン部を構成し、これを熱処理することで不純物
を拡散させるので、接合深さの制御が容易である。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, since the impurity region is formed by diffusion from the rise source / drain portion made of silicon or the like, the desired junction depth can be obtained with a small number of steps. The semiconductor device can be obtained. Further, since the rise source / drain portion is made of single crystal silicon and the heat treatment is performed to diffuse the impurities, it is easy to control the junction depth.

【0037】また、基板とライズドソ−ス・ドレイン部
との界面付近に、比較的重いイオン(例えばSiイオ
ン)を注入することにより、この界面にある自然酸化膜
を破壊するので、真空中での熱処理で自然酸化膜を除去
する作業に比べて、手間を要しない。また、単結晶化し
たシリコンが、一定のファセットを有するので、ゲート
〜ドレイン間の容量の増加を抑制し、トランジスタとし
ての特性を向上させることができる。
Further, by implanting relatively heavy ions (for example, Si ions) near the interface between the substrate and the raised source / drain portion, the natural oxide film at this interface is destroyed, so that it is possible to remove the impurities in a vacuum. Compared to the work of removing the natural oxide film by heat treatment, it does not require much labor. In addition, since single-crystallized silicon has constant facets, an increase in capacitance between the gate and the drain can be suppressed and characteristics as a transistor can be improved.

【0038】また、単結晶化したシリコンをシリサイド
化することにより、この部分の抵抗値を下げているの
で、トランジスタとしての特性を向上させることができ
る。
Further, since the resistance value of this portion is lowered by siliciding the single crystallized silicon, the characteristics as a transistor can be improved.

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

【図1】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the invention.

【図2】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過
程を示す概略断面図である。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図11】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過
程を示す概略断面図である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図12】実施例と従来例におけるファセットの有無に
よるゲ−ト〜ドレイン間の容量を比較した図である。
FIG. 12 is a diagram comparing the gate-drain capacitance according to the presence or absence of facets in the example and the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型単結晶シリコン基板(半導体基板) 3 ゲ−ト酸化膜(ゲ−ト絶縁膜) 6 ポリシリコンゲート電極(ゲ−ト電極) 8 シリコン酸化膜(絶縁膜) 11 ライズドソ−ス・ドレイン 1 P-type single crystal silicon substrate (semiconductor substrate) 3 Gate oxide film (gate insulating film) 6 Polysilicon gate electrode (gate electrode) 8 Silicon oxide film (insulating film) 11 Rised source / drain

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─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年7月19日[Submission date] July 19, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】 明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 半導体装置の製造方法Title: Method for manufacturing semiconductor device

【特許請求の範囲】[Claims]

【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
に係り、詳しくはライズドソ−ス・ドレイン構造のMO
Sトランジスタの製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to an MO of a raised source / drain structure.
The present invention relates to a method for manufacturing an S transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、微細化されたMOSトランジスタ
において、短チャネル効果を抑えるために、浅い接合形
成が求められてきた。しかしイオン注入で拡散層を形成
する場合、その深さを50nm以下にするのは難しく、
浅い接合形成には限界がある。また、接合が浅くなるに
つれソース・ドレインの抵抗が増大するため、寄生抵抗
によるMOSトランジスタの駆動力低下が顕著となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in miniaturized MOS transistors, shallow junction formation has been required to suppress the short channel effect. However, when forming the diffusion layer by ion implantation, it is difficult to make the depth 50 nm or less,
There are limits to the formation of shallow junctions. Moreover, since the resistance of the source / drain increases as the junction becomes shallower, the driving force of the MOS transistor is significantly reduced due to the parasitic resistance.

【0003】上記の浅い接合形成に伴う問題点を解決す
るために、ライズドソ−ス・ドレイン構造のMOSトラ
ンジスタが提案されている(S.S.Wong 他 ;IEDM Technol
ogyDigest,P.634,1984)。ライズドソ−ス・ドレイン構
造の形成方法としては、S.S.Wong 他が提唱した方法
と、ディスポ−サブルスペ−サを用いた方法(J.R.Ph
iester 他 ;IEDMTechnology Digest,P.885,1992)が提案
されている。以下、nチャネルMOSトランジスタの製
造方法を例にとって説明する。
In order to solve the above problems associated with the shallow junction formation, a MOS transistor having a raised source / drain structure has been proposed (SSWong et al .; IEDM Technol.
ogyDigest, P.634, 1984). As a method for forming a rise source / drain structure, a method proposed by SSWong et al. And a method using a disposable spacer (JRPh
iester et al .; IEDM Technology Digest, P.885, 1992) has been proposed. Hereinafter, a method of manufacturing an n-channel MOS transistor will be described as an example.

【0004】通常の方法 ゲ−ト電極作成後、窒化膜をゲ−ト電極上に形成する。
続いて、低濃度拡散層n-層を形成するためにリンをイ
オン注入する。次にゲート電極側壁に絶縁膜のサイドウ
ォ−ルスペ−サを形成する。その後、基板の露出したソ
−ス・ドレイン部分に、選択的にシリコンをエピタキシ
ャル成長させてソース・ドレイン部分を盛り上げる。続
いて、高濃度のn+層形成のためにヒ素の注入を行う。
その後、ゲ−ト電極上の窒化膜を除去する。
Normal Method After forming the gate electrode, a nitride film is formed on the gate electrode.
Then, phosphorus is ion-implanted to form the low concentration diffusion layer n layer. Next, a sidewall spacer of an insulating film is formed on the side wall of the gate electrode. After that, silicon is selectively epitaxially grown on the exposed source / drain portions of the substrate to raise the source / drain portions. Subsequently, arsenic is implanted to form a high-concentration n + layer.
After that, the nitride film on the gate electrode is removed.

【0005】ディスポ−サブルスペ−サを用いた方法 ゲ−ト電極作成後、酸化膜をゲ−ト電極上に形成する。
次にゲート電極側壁に窒化膜のサイドウォ−ルスペ−サ
を形成する。その後、ソ−ス・ドレイン部分に、選択的
にシリコンをエピタキシャル成長させてソース・ドレイ
ン部分を盛り上げる。続いて、高濃度のn+層形成のた
めにヒ素の注入を行う。その後、サイドウォ−ルスペ−
サを除去する。続いて低濃度のn-層を形成するために
リンをイオン注入する。その後、再びサイドウォ−ルを
形成する。
Method Using Disposable Spacer After forming the gate electrode, an oxide film is formed on the gate electrode.
Next, a sidewall spacer of a nitride film is formed on the side wall of the gate electrode. After that, silicon is selectively epitaxially grown on the source / drain portions to raise the source / drain portions. Subsequently, arsenic is implanted to form a high-concentration n + layer. After that, side wall space
Remove the service. Subsequently, phosphorus is ion-implanted to form a low concentration n layer. Then, the side wall is formed again.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところがの通常の方
法では、n-層の不純物の拡散が、エピタキシャル層形
成時の熱履歴に影響されるので、所望の接合の深さを制
御することが難しいといった問題があった。一方、の
ディスポ−サブルスペ−サを用いた方法ではn+層形成
後にn-層を形成するため、n-層はエピタキシャル成長
時の熱履歴を受けない。そのため、n-層を正確に所定
の領域まで拡散させることが可能になる。しかしながら
この方法では、サイドウォ−ルスペ−サを、一旦除去し
た後に再び形成しなければならず、工程数が増えるとい
った問題があった。
However, in the conventional method, it is difficult to control the desired junction depth because the diffusion of impurities in the n layer is affected by the thermal history during the formation of the epitaxial layer. There was such a problem. On the other hand, the disposable - Saburusupe - The method using the service n after n + layer formation - to form a layer, n - layers are not subjected to thermal history during the epitaxial growth. Therefore, it is possible to accurately diffuse the n layer to a predetermined region. However, this method has a problem in that the sidewall spacer must be removed and then formed again, resulting in an increase in the number of steps.

【0007】また、これらライズドソ−ス・ドレイン構
造のトランジスタは、通常のMOSトランジスタと違
い、ソース・ドレイン部が盛り上がった構造であるため
に、ゲ−ト〜ドレイン間の容量が増加してしまい、トラ
ンジスタの動作速度が遅くなるといった問題があった。
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、上記問題点を
解決するものである。
Also, these raised source / drain structure transistors, unlike ordinary MOS transistors, have a structure in which the source / drain portions are raised, so that the capacitance between the gate and the drain increases. There is a problem that the operating speed of the transistor becomes slow.
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device and solves the above problems.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明における
半導体装置の製造方法は、半導体基板上に形成されたラ
イズドソース・ドレイン部からの拡散により、基板に浅
い接合の不純物領域を形成したものである。また、請求
項2の発明における半導体装置の製造方法は、半導体基
板上にゲ−ト絶縁膜及びゲ−ト電極を形成する工程と、
その上に絶縁膜を形成する工程と、前記半導体基板にお
けるゲ−ト電極の両側を露出させる工程と、前記半導体
基板と逆の導電性のシリコンを、少なくとも前記露出し
た半導体基板上に形成する工程とを含むものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method, wherein an impurity region having a shallow junction is formed in a substrate by diffusion from a raised source / drain portion formed on a semiconductor substrate. It is a thing. A method of manufacturing a semiconductor device according to a second aspect of the present invention includes a step of forming a gate insulating film and a gate electrode on a semiconductor substrate,
A step of forming an insulating film thereon, a step of exposing both sides of the gate electrode in the semiconductor substrate, and a step of forming conductive silicon opposite to the semiconductor substrate on at least the exposed semiconductor substrate. It includes and.

【0009】また、請求項3の発明における半導体装置
の製造方法は、半導体基板上にゲ−ト絶縁膜及びゲ−ト
電極を形成する工程と、その上に絶縁膜を形成する工程
と、前記半導体基板におけるゲ−ト電極の両側を露出さ
せる工程と、前記半導体基板と逆の導電性のアモルファ
スシリコンを、少なくとも前記露出した半導体基板上に
形成する工程と、そのアモルファスシリコンの一部を、
前記露出した基板をシ−ドとして固相成長させて単結晶
化する工程とを含むものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of forming a gate insulating film and a gate electrode on a semiconductor substrate, a step of forming an insulating film thereon. Exposing both sides of the gate electrode in the semiconductor substrate, forming a conductive amorphous silicon opposite to the semiconductor substrate on at least the exposed semiconductor substrate, and a part of the amorphous silicon,
A step of solid-phase growing the exposed substrate as a seed to single crystallize it.

【0010】また、請求項4の発明における半導体装置
の製造方法は、前記半導体基板と逆の導電性のシリコン
を、少なくとも前記露出した半導体基板上に形成する工
程又は前記アモルファスシリコンの一部を、前記露出し
た基板をシ−ドとして固相成長させて単結晶化する工程
の後に、基板を熱処理するものである。また、請求項5
の発明における半導体装置の製造方法は、前記基板と前
記導電性のシリコン又はアモルファスシリコンとの界面
付近に、イオンを注入したものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein the step of forming at least the exposed semiconductor substrate with silicon having a conductivity opposite to that of the semiconductor substrate, or a part of the amorphous silicon, After the step of solid-phase growing the exposed substrate as a seed to single crystallize it, the substrate is heat-treated. In addition, claim 5
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the invention, ions are implanted near the interface between the substrate and the conductive silicon or amorphous silicon.

【0011】また、請求項6の発明における半導体装置
の製造方法は、単結晶化した部分以外にある前記アモル
ファスシリコンを選択的にエッチングするものである。
また、請求項7の発明における半導体装置の製造方法
は、前記単結晶化したシリコンが、一定のファセットを
有するものである。また、請求項8の発明における半導
体装置の製造方法は、前記単結晶化したシリコンをシリ
サイド化するものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein the amorphous silicon present in a portion other than a single crystallized portion is selectively etched.
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the invention of claim 7, the single-crystallized silicon has a constant facet. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the invention of claim 8, the single crystallized silicon is silicidized.

【0012】[0012]

【作用】即ち、シリコン等で構成したライズドソ−ス・
ドレイン部からの拡散により不純物領域を形成すること
で、基板に低濃度で浅い接合の形成が可能となる。ま
た、単結晶シリコンによりライズドソ−ス・ドレイン部
を構成し、これを熱処理することで不純物を拡散させる
ので、接合深さの制御が容易である。
Function: That is, the risen source composed of silicon etc.
By forming the impurity region by diffusion from the drain portion, a low concentration and shallow junction can be formed on the substrate. Further, since the rise source / drain portion is made of single crystal silicon and the heat treatment is performed to diffuse the impurities, it is easy to control the junction depth.

【0013】また、基板とライズドソ−ス・ドレイン部
との界面付近に、イオン(例えば、Siのような比較的
思いイオンが望ましい)を注入することにより、この界
面にある自然酸化膜を破壊する。また、単結晶化したシ
リコンが、一定のファセットを有するので、ゲート〜ド
レイン間の容量の増加を抑制できる。
Also, by implanting ions (for example, a relatively desired ion such as Si is desirable) near the interface between the substrate and the raised source / drain portion, the natural oxide film at this interface is destroyed. . In addition, since single-crystallized silicon has a certain facet, it is possible to suppress an increase in capacitance between the gate and the drain.

【0014】また、単結晶化したシリコンをシリサイド
化することにより、この部分の抵抗値が下がる。
Further, by siliciding the single crystallized silicon, the resistance value of this portion is lowered.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明をライズドソース・ドレイン構
造のNチャネルMOSトランジスタに具体化した一実施
例を図面に従って説明する。図1乃至図11は本発明の
一実施例に係る半導体装置の製造過程を示す概略断面図
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is embodied in an N-channel MOS transistor having a raised source / drain structure will be described below with reference to the drawings. 1 to 11 are schematic cross-sectional views showing a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【0016】工程1(図1参照):P型単結晶シリコン
1上に、通常のLOCOS法により素子分離領域2を形
成し、更に、しきい値電圧を制御するためのチャネル注
入を行う(図示略)。そして、シリコン基板1の表面
に、適宜な厚さ(例えば、約80Å)のゲ−ト酸化膜3
を形成する。このゲ−ト酸化膜3の形成にはどのような
方法(酸化法、CVD法、PVD法など)を用いてもよ
い。
Step 1 (see FIG. 1): An element isolation region 2 is formed on the P-type single crystal silicon 1 by a normal LOCOS method, and channel injection for controlling the threshold voltage is performed (illustration). Omitted). Then, the gate oxide film 3 having an appropriate thickness (for example, about 80 Å) is formed on the surface of the silicon substrate 1.
To form. Any method (oxidation method, CVD method, PVD method, etc.) may be used to form the gate oxide film 3.

【0017】工程2(図2参照):ゲ−ト酸化膜3の上
に適宜な厚さ(例えば、約2300Å)のポリシリコン
膜4を形成する。このポリシリコン膜4の形成にはどの
ような方法(CVD法、PVD法など)を用いてもよ
い。そしてポリシリコン膜4の上に適宜な厚さ(例え
ば、約250Å)の酸化膜5を形成する。この酸化膜5
の形成にはどのような方法(酸化法、CVD法、PVD
法など)を用いてもよい。
Step 2 (see FIG. 2): A polysilicon film 4 having an appropriate thickness (for example, about 2300 Å) is formed on the gate oxide film 3. Any method (a CVD method, a PVD method, or the like) may be used to form the polysilicon film 4. Then, an oxide film 5 having an appropriate thickness (for example, about 250 Å) is formed on the polysilicon film 4. This oxide film 5
What method (oxidation, CVD, PVD
Method) may be used.

【0018】工程3(図3参照):リソグラフィ−技術
及びエッチング技術を用いて、酸化膜5、ポリシリコン
膜4及びゲ−ト酸化膜3を異方性エッチングし、適宜な
高さ(例えば、約2630Å)のポリシリコンゲート電
極6を形成する。 工程4(図4参照):シリコン基板1およびゲート電極
6の上に、適宜な厚さ(例えば、約100Å)の酸化膜
7を形成する。この酸化膜7の形成には、どのような方
法(酸化法、CVD法、PVD法など)を用いてもよ
い。
Step 3 (see FIG. 3): The oxide film 5, the polysilicon film 4 and the gate oxide film 3 are anisotropically etched by using a lithographic technique and an etching technique to have an appropriate height (eg, A polysilicon gate electrode 6 of about 2630Å) is formed. Step 4 (see FIG. 4): An oxide film 7 having an appropriate thickness (for example, about 100 Å) is formed on the silicon substrate 1 and the gate electrode 6. Any method (oxidation method, CVD method, PVD method, etc.) may be used for forming the oxide film 7.

【0019】工程5(図5参照):反応性イオンエッチ
ング装置を用い、ガス種およびガス流量比;CHF3
CF4/Ar=20/20/400、電力密度;1.7W
/cm2、圧力;100mTorrの条件により異方性エッチン
グを行い、ソ−ス・ドレイン形成予定領域にあたる部分
に半導体基板1を露出させ、ゲ−ト電極6の側壁及び上
部に酸化膜8を残す。
Step 5 (see FIG. 5): Using reactive ion etching equipment, gas species and gas flow rate ratio; CHF 3 /
CF 4 / Ar = 20/20/400, power density; 1.7W
/ Cm 2 , pressure; 100 mTorr, anisotropic etching is performed to expose the semiconductor substrate 1 in the region corresponding to the source / drain formation region, and leave the oxide film 8 on the side wall and the upper portion of the gate electrode 6. .

【0020】この工程5のエッチングにより、ゲ−ト電
極6の上部の酸化膜7もエッチングされることになる
が、ゲ−ト電極6の上部の酸化膜が十分厚いため(工程
2において酸化膜5を形成し、さらに工程4において酸
化膜7を形成して、膜厚を約300〜350Åにしてあ
る)、完全にエッチングされることはない。 工程6(図6参照):ソース・ドレイン部分の半導体基
板1の自然酸化膜を除去し(図示略)、適宜の厚さ(例
えば、約1500Å)のN型のアモルファスシリコン9
をシリコン基板1およびシリコン酸化膜8の上に形成す
る。
By the etching in step 5, the oxide film 7 on the gate electrode 6 is also etched, but since the oxide film on the gate electrode 6 is sufficiently thick (the oxide film in step 2). No. 5 is formed, and the oxide film 7 is further formed in step 4 so that the film thickness is about 300 to 350 Å), and it is not completely etched. Step 6 (see FIG. 6): The natural oxide film on the semiconductor substrate 1 in the source / drain portions is removed (not shown), and the N-type amorphous silicon 9 having an appropriate thickness (for example, about 1500 Å) 9 is formed.
Are formed on the silicon substrate 1 and the silicon oxide film 8.

【0021】この工程6において、自然酸化膜の除去と
N型アモルファスシリコン9の形成方法には以下の4つ
の方法がある。 (1)圧力;約1×10-7torrの高真空中で約900℃
の熱処理により、ソース・ドレイン上の自然酸化膜を除
去する(図示略)。続いて、約3×1020cm-3程度の濃
度のN型の不純物(例えばリン、ヒ素など)を含むアモ
ルファスシリコンを、シリコン基板1およびシリコン酸
化膜8の上に形成する。このアモルファスシリコンの形
成にはどのような方法(CVD法、PVD法など)を用
いてもよい。
In the step 6, there are the following four methods for removing the natural oxide film and forming the N-type amorphous silicon 9. (1) Pressure: about 900 ° C in a high vacuum of about 1 × 10 -7 torr
The natural oxide film on the source / drain is removed by the heat treatment (1) (not shown). Subsequently, amorphous silicon containing N-type impurities (such as phosphorus and arsenic) having a concentration of about 3 × 10 20 cm −3 is formed on the silicon substrate 1 and the silicon oxide film 8. Any method (a CVD method, a PVD method, or the like) may be used for forming the amorphous silicon.

【0022】(2)圧力;約1×10-7torrの高真空中
で約900℃の熱処理により、ソース・ドレイン上の自
然酸化膜を除去する(図示略)。続いて、アモルファス
シリコンをシリコン基板1およびシリコン酸化膜8の上
に形成する。このアモルファスシリコンの形成にはどの
ような方法(CVD法、PVD法など)を用いてもよ
い。その後、アモルファスシリコン中の不純物濃度が膜
全体において、約3×1020cm-3程度となるよう、N型
不純物の注入を行う。
(2) Pressure: A natural oxide film on the source / drain is removed by heat treatment at about 900 ° C. in a high vacuum of about 1 × 10 −7 torr (not shown). Subsequently, amorphous silicon is formed on the silicon substrate 1 and the silicon oxide film 8. Any method (a CVD method, a PVD method, or the like) may be used for forming the amorphous silicon. After that, N-type impurities are implanted so that the impurity concentration in the amorphous silicon is about 3 × 10 20 cm −3 in the entire film.

【0023】(3)約3×1020cm-3程度の濃度のN型
の不純物を含むアモルファスシリコンをシリコン基板1
およびシリコン酸化膜8の上に形成する。このアモルフ
ァスシリコンの形成にはどのような方法(CVD法、P
VD法など)を用いてもよい。その後、アモルファスシ
リコンと基板1の界面付近にピークがくる条件で、比較
的重いイオン(例えば、シリコンイオン、リンイオン、
ヒ素イオンなど)を注入し、アモルファスシリコンと基
板1の界面にある自然酸化膜を破壊し、シリコンとミキ
シングすることにより、自然酸化膜を除去する(図示
略)。
(3) Amorphous silicon containing N-type impurities with a concentration of about 3 × 10 20 cm -3 is used as the silicon substrate 1.
And on the silicon oxide film 8. What method (CVD method, P method, etc.) is used to form this amorphous silicon.
VD method) may be used. After that, under the condition that a peak appears near the interface between the amorphous silicon and the substrate 1, relatively heavy ions (for example, silicon ions, phosphorus ions,
Arsenic ions, etc.) are implanted to destroy the natural oxide film at the interface between the amorphous silicon and the substrate 1 and mix with silicon to remove the natural oxide film (not shown).

【0024】(4)アモルファスシリコンをシリコン基
板1及びシリコン酸化膜8の上に形成する。このアモル
ファスシリコンの形成にはどのような方法(CVD法、
PVD法など)を用いてもよい。その後、アモルファス
シリコン中のN型の不純物濃度が膜全体において約3×
1020cm-3程度となるよう、一回目の不純物の注入を行
う(図示略)。続いて、二回目の不純物注入として、ア
モルファスシリコンと基板1の界面付近にピークがくる
条件で、比較的重いイオン(例えば、シリコンイオン、
リンイオン、ヒ素イオンなど)を注入し、アモルファス
シリコンと基板1の界面にある自然酸化膜を破壊し、シ
リコンとミキシングすることにより、自然酸化膜を除去
する(図示略)。尚、この方法において、一回目の不純
物注入と二回目の不純物注入の順序を逆にしてもよい。
(4) Amorphous silicon is formed on the silicon substrate 1 and the silicon oxide film 8. What method (CVD method,
PVD method or the like) may be used. After that, the concentration of N-type impurities in the amorphous silicon is about 3 × in the entire film.
The first impurity implantation is performed so as to be about 10 20 cm −3 (not shown). Then, as the second impurity implantation, relatively heavy ions (for example, silicon ions, under the condition that a peak appears near the interface between the amorphous silicon and the substrate 1).
(Phosphorus ions, arsenic ions, etc.) are implanted to destroy the natural oxide film at the interface between the amorphous silicon and the substrate 1 and mix with silicon to remove the natural oxide film (not shown). In this method, the order of the first impurity implantation and the second impurity implantation may be reversed.

【0025】工程7(図7参照):適宜な熱処理条件
(例えば、約600℃,5分)において、基板1をシー
ドとした固相エピタキシ−法により、アモルファスシリ
コン9を単結晶化し、ソース・ドレイン上にエピタキシ
ャル層10を形成する。このエピタキシャル層10のゲ
ート電極6のエッジ側及び素子分離領域2のエッジ側に
は、半導体基板1に対するゲート電極6、素子分離領域
2のそれぞれのパタ−ンの辺の方向、つまり、工程6で
基板1が露出されたソ−ス・ドレイン形成領域の、ゲ−
ト電極6または素子分離領域2との各境界線の、基板1
に対する方向に依存して、ファセットが形成される。そ
のパタ−ンの方向が[011]方向の場合は{111}
ファセットが形成され、[010]方向の場合は{11
0}ファセットが形成される。
Step 7 (see FIG. 7): Amorphous silicon 9 is single-crystallized by a solid phase epitaxy method using the substrate 1 as a seed under appropriate heat treatment conditions (for example, about 600 ° C. for 5 minutes) to form a source. The epitaxial layer 10 is formed on the drain. On the edge side of the gate electrode 6 and the edge side of the element isolation region 2 of this epitaxial layer 10, the direction of the side of each pattern of the gate electrode 6 and the element isolation region 2 with respect to the semiconductor substrate 1, that is, in step 6. The gate of the source / drain formation region where the substrate 1 is exposed
Substrate 1 at each boundary with the electrode 6 or the element isolation region 2.
Facets are formed depending on the direction to. {111} if the pattern direction is the [011] direction
Facets are formed and {11 if the direction is [010]
0} facets are formed.

【0026】尚、この工程7において、酸化膜8および
素子分離領域2上のアモルファスシリコン9は、シード
となる結晶性シリコンが存在しないため、この実施例の
熱処理条件ではアモルファス相のままである。また、ポ
リシリコンゲ−ト電極6の側壁にも、酸化膜8を形成し
ているため、ポリシリコンゲート電極6から固相成長が
すすむことはない。
In step 7, the oxide film 8 and the amorphous silicon 9 on the element isolation region 2 remain in the amorphous phase under the heat treatment conditions of this embodiment because crystalline silicon serving as a seed does not exist. Further, since the oxide film 8 is formed also on the side wall of the polysilicon gate electrode 6, solid phase growth does not proceed from the polysilicon gate electrode 6.

【0027】また、この工程7においては、エピタキシ
ャル層10の固相成長時の温度が十分低温であるため
に、エピタキシャル層10から半導体基板1への不純物
の拡散はほとんど起こらない。 工程8(図8参照):ウエットエッチング法により、室
温でCH3COOH:HNO3:HF:H2O=160:70:4.5:10やH3PO
4(燐酸)等の選択エッチング液に、適宜な時間(例え
ば、約10分)浸漬することによりアモルフスシリコン
9を選択的に除去して、ライズドソ−ス・ドレイン1
1、11を形成するこの工程8のエッチングにおいて
は、アモルファスシリコン9のエッチングレートが、エ
ピタキシャル層10のそれよりも速いため、浸漬時間を
最適化することにより、アモルファスシリコン9を完全
に除去することが可能である 工程9(図9参照):続いて熱処理を行い、ライズドソ
−ス・ドレイン11、11からの不純物拡散により、低
濃度の拡散層n-層12、12の形成を行う。
In step 7, since the temperature of the epitaxial layer 10 during the solid phase growth is sufficiently low, the diffusion of impurities from the epitaxial layer 10 into the semiconductor substrate 1 hardly occurs. Step 8 (see FIG. 8): CH 3 COOH: HNO 3 : HF: H 2 O = 160: 70: 4.5: 10 or H 3 PO at room temperature by the wet etching method.
The amorphous silicon 9 is selectively removed by immersing it in a selective etching solution such as 4 (phosphoric acid) for an appropriate time (for example, about 10 minutes), and the rise source / drain 1
In the etching of this step 8 for forming the layers 1 and 11, the etching rate of the amorphous silicon 9 is faster than that of the epitaxial layer 10. Therefore, the immersion time is optimized to completely remove the amorphous silicon 9. Step 9 (see FIG. 9): Subsequently, heat treatment is performed to form low-concentration diffusion layers n layers 12 and 12 by impurity diffusion from the raised source drains 11 and 11.

【0028】例えば、リンを同時にド−プしてアモルフ
ァスシリコン9を形成している場合、800℃、30分
の熱処理により、接合深さが約0.05μmのn-層1
2、12が形成される。これによりライズドソ−ス・ド
レイン構造のNチャネルMOSトランジスタが形成され
る。 工程10(図10参照):その後、ライズドソ−ス・ド
レイン11、11、酸化膜8および素子分離領域2の上
部に絶縁膜(例えば、シリコン酸化膜)を堆積する(図
示略)。この絶縁膜の堆積にはどのような方法(例えば
CVD、PVDなど)を用いてもよい。
For example, when amorphous silicon 9 is formed by doping phosphorus at the same time, the n - layer 1 having a junction depth of about 0.05 μm is formed by heat treatment at 800 ° C. for 30 minutes.
2, 12 are formed. As a result, an N-channel MOS transistor having a rise source / drain structure is formed. Step 10 (see FIG. 10): After that, an insulating film (for example, a silicon oxide film) is deposited on the raised source / drain 11, 11, the oxide film 8 and the element isolation region 2 (not shown). Any method (for example, CVD, PVD, etc.) may be used for depositing this insulating film.

【0029】続いて、その絶縁膜の異方性エッチングに
よりゲート電極6の側壁及び素子分離領域2のエッジ側
に、スペ−サ13を形成する。その後、ソース電極、ド
レイン電極及びゲート電極を形成する。さらにゲート電
極6、ソース電極及びドレイン電極をシリサイド化する
場合(図11参照)には、少なくともゲート電極6、ラ
イズドソース・ドレイン11、11上に、金属膜(例え
ば、チタン、コバルト、タングステンなど)を形成する
(図示略)。この金属膜の形成にはどのような方法(例
えば、スパッタ法)を用いてもよい。続いて、適宜な熱
処理(例えば、ランプアニ−ル法、約650℃)によ
り、ゲ−ト電極6及びライズドソース・ドレイン11、
11にシリサイド14を形成する。
Subsequently, a spacer 13 is formed on the side wall of the gate electrode 6 and the edge side of the element isolation region 2 by anisotropic etching of the insulating film. After that, a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode are formed. Further, when the gate electrode 6, the source electrode and the drain electrode are silicided (see FIG. 11), a metal film (for example, titanium, cobalt, tungsten, etc.) is formed on at least the gate electrode 6 and the raised source / drain 11, 11. ) Is formed (not shown). Any method (for example, a sputtering method) may be used to form this metal film. Then, by appropriate heat treatment (for example, lamp annealing method, about 650 ° C.), the gate electrode 6 and the raised source / drain 11,
A silicide 14 is formed on 11.

【0030】このようなライズドソース・ドレイン構造
では、接合までの厚みが十分にあるので(例えば150
0Å以上)、シリサイドを形成したとしても、このシリ
サイド化に伴うスパイクに起因する接合リークを防ぐの
に非常に有利である。この工程10において、スペ−サ
13は、ライズドソ−ス・ドレイン11、11上にコン
タクト孔を形成する際に、リソグラフィ−工程において
マスクずれが生じて、ライズドソ−ス・ドレイン11、
11のエッジ付近がエッチングされた場合に、基板1へ
のエッチングを回避するために設けられている。
In such a raised source / drain structure, the thickness up to the junction is sufficient (for example, 150
(0 Å or more), even if silicide is formed, it is very advantageous to prevent the junction leak due to the spike accompanying the silicidation. In this process 10, the spacer 13 causes a mask shift in the lithography process when the contact holes are formed on the raised source / drain 11, 11, and the raised source / drain 11,
It is provided in order to avoid etching on the substrate 1 when the vicinity of the edge 11 is etched.

【0031】また、ライズドソース・ドレイン11、1
1をシリサイド化する場合には、このスペ−サ13は、
ライズドソース・ドレイン11、11のファセット部分
から基板1へのシリサイド化による、ソ−ス・ドレイン
と基板1の短絡を回避する機能を持つ。以上の製造工程
を要約すると、まずポリシリコンゲ−ト電極6の上部及
び側壁に酸化膜8を残し、ソース・ドレイン部分にシリ
コン基板1を露出させる。続いてN型のアモルファスシ
リコン9を形成する。その後、適宜な熱処理によりソ−
ス・ドレイン部分のアモルファスシリコン9を単結晶化
させ、エピタキシャル層10を形成する。続いて、アモ
ルファスシリコン9を選択的にエッチングしてライズド
ソ−ス・ドレイン11、11を形成する。その後、適宜
な熱処理により、ライズドソ−ス・ドレイン11、11
からN型不純物を拡散させ、n-層12、12を形成す
る。
In addition, the raised source / drain 11, 1
In the case of silicidizing 1, the spacer 13
It has a function of avoiding a short circuit between the source / drain and the substrate 1 due to silicidation from the facet portions of the raised source / drain 11, 11 to the substrate 1. To summarize the above manufacturing process, first, the oxide film 8 is left on the upper and side walls of the polysilicon gate electrode 6, and the silicon substrate 1 is exposed at the source / drain portions. Then, N-type amorphous silicon 9 is formed. After that, appropriate heat treatment is applied.
The amorphous silicon 9 in the drain and drain portions is monocrystallized to form an epitaxial layer 10. Subsequently, the amorphous silicon 9 is selectively etched to form the raised source / drain 11, 11. After that, by appropriate heat treatment, the raised source / drain 11, 11 is formed.
To diffuse n-type impurities to form n layers 12 and 12.

【0032】即ち、本実施例では、ライズドソ−ス・ド
レイン11、11の形成時の温度が、固相エピタキシャ
ルの処理温度である約600℃であり、このときのN型
不純物の熱拡散はほとんどないに等しい。その後の1回
の熱処理で、任意の深さまで不純物拡散を行い、接合深
さを制御してn-層12、12を形成できるため、浅い
接合のNチャネルMOSトランジスタを製造することが
できる。
That is, in this embodiment, the temperature at the time of forming the raised source / drain 11, 11 is about 600 ° C. which is the processing temperature of the solid phase epitaxial, and the thermal diffusion of the N-type impurities at this time is almost the same. Not equal to Since the n layers 12 and 12 can be formed by performing impurity diffusion to an arbitrary depth and controlling the junction depth by one subsequent heat treatment, a shallow junction N-channel MOS transistor can be manufactured.

【0033】また本実施例では、サイドウォ−ルスペ−
サを、一旦除去した後に再び形成する必要がないため
に、工程数を少なくすることができる。さらに、本実施
例のライズドソ−ス・ドレイン11、11にはファセッ
トが形成されるために、図11に示すように、ファセッ
トなしのライズドソ−ス・ドレインに比べゲ−ト〜ドレ
イン容量を約75%(={(5.2-1.3)/5.2}×100)減少さ
せることができる。
In this embodiment, the side wall spacer is
The number of steps can be reduced because it is not necessary to form the sacrificial film once and then form it again. Further, since facets are formed on the rised source / drain 11 of this embodiment, as shown in FIG. 11, the gate-drain capacitance is about 75 compared to the rised source / drain without facet. % (= {(5.2-1.3) /5.2} × 100) can be reduced.

【0034】ちなみに本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、以下のように実施してもよい。 ライズドソ−ス・ドレイン構造のPチャネルMOSト
ランジスタについても、上記実施例と同様に製造する。
その場合は、P型単結晶シリコン基板1をN型単結晶シ
リコン基板またはNウェル層に、N型不純物をP型不純
物(例えば、ホウ素イオン)にそれぞれ置き換え、また
N型のアモルファスシリコン9をP型のアモルファスシ
リコンに置き換える。他の工程は上記実施例と同じにす
る。これによりN型単結晶シリコン基板上に、高濃度の
ライズドソ−ス・ドレインと低濃度のp-層を形成でき
る。
Incidentally, the present invention is not limited to the above embodiment, but may be carried out as follows. A P-channel MOS transistor having a raised source / drain structure is also manufactured in the same manner as in the above embodiment.
In that case, the P-type single crystal silicon substrate 1 is replaced with an N-type single crystal silicon substrate or an N well layer, the N-type impurities are replaced with P-type impurities (for example, boron ions), and the N-type amorphous silicon 9 is replaced with P. Type amorphous silicon. The other steps are the same as in the above embodiment. As a result, a high-concentration raised source / drain and a low-concentration p - layer can be formed on the N-type single crystal silicon substrate.

【0035】ポリシリコンゲ−ト電極6を金属のゲ−
トに置き換える。 工程6の(1)、(2)、(3)、(4)におけるア
モルファスシリコン形成工程を以下の工程に置き換え
る。 即ち、ポリシリコンをシリコン基板1及びシリコン酸化
膜8の上に形成する。このポリシリコンの形成にはどの
ような方法(CVD法、PVD法など)を用いてもよ
い。その後、比較的重いイオン(例えば、シリコン、ヒ
素、リンなど)をポリシリコンに注入してアモルファス
化を行い、アモルファスシリコンを形成する。
The polysilicon gate electrode 6 is replaced with a metal gate.
Replaced with The amorphous silicon forming step in (1), (2), (3), and (4) of step 6 is replaced with the following steps. That is, polysilicon is formed on the silicon substrate 1 and the silicon oxide film 8. Any method (a CVD method, a PVD method, or the like) may be used for forming the polysilicon. After that, relatively heavy ions (for example, silicon, arsenic, phosphorus, etc.) are injected into the polysilicon to be amorphized to form amorphous silicon.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明における半導体装置の製造方法に
あっては、シリコン等で構成したライズドソ−ス・ドレ
イン部からの拡散により不純物領域を形成するので、少
ない工程数で、所望の接合深さの半導体装置を得ること
ができる。また、単結晶シリコンによりライズドソ−ス
・ドレイン部を構成し、これを熱処理することで不純物
を拡散させるので、接合深さの制御が容易である。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, since the impurity region is formed by diffusion from the rise source / drain portion made of silicon or the like, the desired junction depth can be obtained with a small number of steps. The semiconductor device can be obtained. Further, since the rise source / drain portion is made of single crystal silicon and the heat treatment is performed to diffuse the impurities, it is easy to control the junction depth.

【0037】また、基板とライズドソ−ス・ドレイン部
との界面付近に、比較的重いイオン(例えばSiイオ
ン)を注入することにより、この界面にある自然酸化膜
を破壊するので、真空中での熱処理で自然酸化膜を除去
する作業に比べて、手間を要しない。また、単結晶化し
たシリコンが、一定のファセットを有するので、ゲート
〜ドレイン間の容量の増加を抑制し、トランジスタとし
ての特性を向上させることができる。
Further, by implanting relatively heavy ions (for example, Si ions) near the interface between the substrate and the raised source / drain portion, the natural oxide film at this interface is destroyed, so that it is possible to remove the impurities in a vacuum. Compared to the work of removing the natural oxide film by heat treatment, it does not require much labor. In addition, since single-crystallized silicon has constant facets, an increase in capacitance between the gate and the drain can be suppressed and characteristics as a transistor can be improved.

【0038】また、単結晶化したシリコンをシリサイド
化することにより、この部分の抵抗値を下げているの
で、トランジスタとしての特性を向上させることができ
る。
Further, since the resistance value of this portion is lowered by siliciding the single crystallized silicon, the characteristics as a transistor can be improved.

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

【図1】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the invention.

【図2】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過程
を示す概略断面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過
程を示す概略断面図である。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図11】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造過
程を示す概略断面図である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図12】実施例と従来例におけるファセットの有無に
よるゲ−ト〜ドレイン間の容量を比較した図である。
FIG. 12 is a diagram comparing the gate-drain capacitance according to the presence or absence of facets in the example and the conventional example.

【符号の説明】 1 P型単結晶シリコン基板(半導体基板) 3 ゲ−ト酸化膜(ゲ−ト絶縁膜) 6 ポリシリコンゲート電極(ゲ−ト電極) 8 シリコン酸化膜(絶縁膜) 11 ライズドソ−ス・ドレイン 14 シリサイド[Explanation of symbols] 1 P-type single crystal silicon substrate (semiconductor substrate) 3 Gate oxide film (gate insulating film) 6 Polysilicon gate electrode (gate electrode) 8 Silicon oxide film (insulating film) 11 Rised silicon -Su drain 14 Silicide

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成されたライズドソー
ス・ドレイン部からの拡散により、基板に浅い接合の不
純物領域を形成したことを特徴とする半導体装置の製造
方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein an impurity region having a shallow junction is formed in a substrate by diffusion from a raised source / drain portion formed on a semiconductor substrate.
【請求項2】 半導体基板上にゲ−ト絶縁膜及びゲ−ト
電極を形成する工程と、 その上に絶縁膜を形成する工程と、前記半導体基板にお
けるゲ−ト電極の両側を露出させる工程と、 前記半導体基板と逆の導電性のシリコンを、少なくとも
前記露出した半導体基板上に形成する工程と、を含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A step of forming a gate insulating film and a gate electrode on a semiconductor substrate, a step of forming an insulating film thereon, and a step of exposing both sides of the gate electrode in the semiconductor substrate. And a step of forming silicon having a conductivity opposite to that of the semiconductor substrate on at least the exposed semiconductor substrate, the method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項3】 半導体基板上にゲ−ト絶縁膜及びゲ−ト
電極を形成する工程と、 その上に絶縁膜を形成する工程と、 前記半導体基板におけるゲ−ト電極の両側を露出させる
工程と、 前記半導体基板と逆の導電性のアモルファスシリコン
を、少なくとも前記露出した半導体基板上に形成する工
程と、 そのアモルファスシリコンの一部を、前記露出した基板
をシ−ドとして固相成長させて単結晶化する工程と、 基板を熱処理する工程と、を含むことを特徴とする半導
体装置の製造方法。
3. A step of forming a gate insulating film and a gate electrode on a semiconductor substrate, a step of forming an insulating film thereon, and a step of exposing both sides of the gate electrode in the semiconductor substrate. And a step of forming at least the exposed semiconductor substrate with amorphous silicon having a conductivity opposite to that of the semiconductor substrate, and solid-phase growing a part of the amorphous silicon using the exposed substrate as a seed. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of single crystallization; and a step of heat-treating a substrate.
【請求項4】 前記基板と前記導電性のシリコン又はア
モルファスシリコンとの界面付近に、比較的重いイオン
を注入したことを特徴とする請求項2又は3に記載の半
導体装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein relatively heavy ions are implanted near an interface between the substrate and the conductive silicon or amorphous silicon.
【請求項5】 単結晶化した部分以外にある前記アモル
ファスシリコンを選択的にエッチングすることを特徴と
する請求項3又は4に記載の半導体装置の製造方法。
5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the amorphous silicon present in a portion other than the single-crystallized portion is selectively etched.
【請求項6】 前記単結晶化したシリコンが、一定のフ
ァセットを有することを特徴とする請求項3乃至5のい
ずれかに記載の半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the single-crystallized silicon has constant facets.
【請求項7】 前記単結晶化したシリコンをシリサイド
化することを特徴とする請求項3乃至6のいずれかに記
載の半導体装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the single-crystallized silicon is silicidized.
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