JPH10150000A - Manufacture of semiconductor device and semiconductor device therefor - Google Patents

Manufacture of semiconductor device and semiconductor device therefor

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JPH10150000A
JPH10150000A JP25574597A JP25574597A JPH10150000A JP H10150000 A JPH10150000 A JP H10150000A JP 25574597 A JP25574597 A JP 25574597A JP 25574597 A JP25574597 A JP 25574597A JP H10150000 A JPH10150000 A JP H10150000A
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JP
Japan
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ions
silicon substrate
boron
semiconductor device
silicon
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP25574597A
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Japanese (ja)
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Hiroyuki Shimada
浩行 島田
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Publication of JPH10150000A publication Critical patent/JPH10150000A/en
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductor device and method in which shallow junctions are formed by implanting ions containing boron as an impurity into the gate, source, and drain areas of the device. SOLUTION: An N-type well 102, a P-type well, a gate insulating film 103, a polysilicon gate area 104, and an extension section are successively formed on a silicon substrate 101. Then a source area and a drain area 107 are formed by simultaneously implanting boron-containing ions, such as boron dichloride ions, etc., having a mass number of at least 50 into a polysilicon gate area 104 and above the wells and heat-treating the implanted areas and the ions are activated. Since the silicon is transformed into amorphous silicon by instantaneously heating the silicon to a high temperature and/or implanting ions of silicon, etc., before and after implanting the boron-containing ions, the boron- containing ions can be activated at a high rate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関する。特に、ゲート領域、ソース領域、ドレイ
ン領域に質量数が50以上の2塩化ホウ素等の化合物イ
オン(BCl2 +等)を不純物としてイオン注入したのち
に熱処理して活性化させたことを特徴とする半導体装置
の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. In particular, the method is characterized in that a compound ion such as boron dichloride having a mass number of 50 or more (BCl 2 + or the like) is implanted as an impurity into the gate region, the source region, and the drain region as an impurity, and then heat-treated to activate. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、P型のポリシリコンゲートを備え
るMOS型電界効果トランジスタの使用が進んでいる。
これは、このトランジスタが表面チャネルを利用するた
め、しきい値が低いなどの有利な点があるためである。
2. Description of the Related Art In recent years, MOS type field effect transistors having a P type polysilicon gate have been increasingly used.
This is because this transistor uses a surface channel, and has advantages such as a low threshold value.

【0003】従来、このトランジスタの製造方法におい
ては、ソース・ドレイン部に浅い接合を作り、かつ、ゲ
ートの抵抗を低くするためにホウ素イオン(B+)若し
くは2フッ化ホウ素イオン(BF2 +)を注入して活性化
を行っていた。
Conventionally, in the manufacturing method of the transistor, making a shallow junction source and drain portions, and boron ions in order to lower the resistance of the gate (B +) or 2 boron fluoride ions (BF 2 +) To perform activation.

【0004】しかし、2フッ化ホウ素イオンを使用する
と、フッ素が多量にゲート中に導入されるのでホウ素が
ゲート酸化膜を突き抜けてしまう。この様子を図4のホ
ウ素の不純物濃度プロファイルにより示す。このため、
以下のような問題が生じていた。
However, when boron difluoride ions are used, a large amount of fluorine is introduced into the gate, so that boron penetrates the gate oxide film. This is shown by the boron impurity concentration profile in FIG. For this reason,
The following problems have occurred.

【0005】(1)トランジスタのしきい値が変化して
しまう。
(1) The threshold value of the transistor changes.

【0006】(2)ゲート耐圧が劣化する。(2) The gate breakdown voltage deteriorates.

【0007】これを解決するための手段として特開平第
5−160148号公報にはフッ素を含まない1塩化ホ
ウ素イオン(BCl+)を注入する手法が開示されてい
る。
As a means for solving this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-160148 discloses a method of implanting boron monochloride ion (BCl + ) containing no fluorine.

【0008】また、注入するイオンとして以下のような
質量数のイオンを使用する手法も従来使用されている。
[0008] In addition, a technique of using ions having the following mass numbers as ions to be implanted is also conventionally used.

【0009】ホウ素イオン(質量数10、11)。[0009] Boron ion (mass number 10, 11).

【0010】2フッ化ホウ素イオン(質量数48、4
9)。
Boron difluoride ion (mass number 48, 4
9).

【0011】1塩化ホウ素イオン(質量数45、46、
47、48)。
1 Boron chloride ion (mass number 45, 46,
47, 48).

【0012】しかし、これらの先行技術によってデュア
ルゲート型のMOS型電界効果トランジスタを製造した
場合には、以下の問題も生じてしまう。
However, when a dual gate type MOS field effect transistor is manufactured according to these prior arts, the following problems also occur.

【0013】(3)スループットが大幅に低下する。(3) The throughput is greatly reduced.

【0014】これは、以下の理由による。イオンの質量
数が小さいためイオン注入の飛程が大きい。したがっ
て、イオンが注入される深さが深くなる。このため、ゲ
ートのみならずソース及びドレイン領域にも同時に該イ
オンを打ち込む必要がある場合には、浅い結合を確保す
るため非常に低いエネルギーで打ち込む必要がある。こ
のためには、イオン注入装置の注入電流を低く維持する
必要があるが、これは装置の構造上困難である。
This is for the following reason. Since the mass number of ions is small, the range of ion implantation is large. Therefore, the depth at which the ions are implanted increases. Therefore, when it is necessary to implant the ions not only in the gate but also in the source and drain regions at the same time, it is necessary to implant the ions with very low energy in order to ensure shallow coupling. For this purpose, it is necessary to keep the implantation current of the ion implantation apparatus low, but this is difficult due to the structure of the apparatus.

【0015】ここで浅い接合とは、接合深さ(当業界で
「Xj」と表わされることが多い)が0.13μmから
0.15μm程度の接合をいう。このような接合は、特
に、0.25μmルールの半導体装置を製造する場合に
必要となる。
Here, a shallow junction means a junction having a junction depth (often represented by "Xj" in the art) of about 0.13 μm to 0.15 μm. Such bonding is particularly necessary when manufacturing a semiconductor device having a 0.25 μm rule.

【0016】このように、打ち込むイオンの質量数が小
さいことに起因する問題は、上記のようなP型の電界効
果トランジスタの製造方法におけるものである。N型の
電界効果トランジスタの製造方法においては、質量数が
75と大きいヒ素を含むイオンを使用することができ
る。この場合は、ヒ素の質量数が大きいので飛程は小さ
くなり、浅い接合を作成することができる。
The problem resulting from the small mass number of ions to be implanted is in the above-described method of manufacturing a P-type field-effect transistor. In a method for manufacturing an N-type field-effect transistor, ions containing arsenic having a mass number as large as 75 can be used. In this case, since the mass number of arsenic is large, the range becomes small, and a shallow junction can be formed.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な問題を解決するためになされたもので、ゲート領域、
ソース領域、ドレイン領域を備えたMOS型半導体の製
造方法において、ホウ素を含むイオンを打ち込むことに
よりこれらの領域を形成し、熱処理によってイオン活性
化させると同時に、浅い接合を作成することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has been made in consideration of the following problems.
In a method of manufacturing a MOS type semiconductor having a source region and a drain region, an object is to form these regions by implanting ions containing boron, activate the ions by heat treatment, and simultaneously form a shallow junction. .

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めの発明は下記の発明である。
The invention for achieving the above object is the following invention.

【0019】第1の発明は、以下の工程を備えたことを
特徴とする半導体装置の製造方法である。
A first invention is a method for manufacturing a semiconductor device, comprising the following steps.

【0020】(a)シリコン基盤上にゲート絶縁膜を、
前記ゲート絶縁膜の上にゲート領域を、前記シリコン基
盤の上に前記ゲート絶縁膜及び前記ゲート領域に接する
側壁を、それぞれ形成する工程と、(b)前記ゲート領
域及びシリコン基盤に質量数が50以上のホウ素を含む
化合物イオンを注入する工程と、(c)前記ゲート領域
及び前記シリコン基盤を加熱して、前記シリコン基盤内
にソース領域及び/又はドレイン領域を形成するととも
に、前記注入されたイオンを活性化させる工程。
(A) A gate insulating film on a silicon substrate,
Forming a gate region on the gate insulating film and a sidewall in contact with the gate insulating film and the gate region on the silicon substrate, respectively, and (b) forming a mass number of 50 on the gate region and the silicon substrate. (C) heating the gate region and the silicon substrate to form a source region and / or a drain region in the silicon substrate, and (c) heating the gate region and the silicon substrate. Activating the.

【0021】本発明により、ホウ素を含む質量数の大き
な化合物イオンを注入することで、ホウ素が絶縁膜を突
き抜けることがなく、浅い接合を実現した半導体装置を
製造することができる。
According to the present invention, by implanting a compound ion containing boron and having a large mass number, a semiconductor device can be manufactured in which boron does not penetrate an insulating film and a shallow junction is realized.

【0022】第2の発明は、前記質量数が50以上のホ
ウ素を含む化合物イオンは2塩化ホウ素イオンであるこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法である。本発明に
より、2塩化ホウ素イオンを不純物として用いた半導体
装置を製造することができる。
A second invention is a method of manufacturing a semiconductor device, wherein the compound ion containing boron having a mass number of 50 or more is boron dichloride ion. According to the present invention, a semiconductor device using boron dichloride ion as an impurity can be manufactured.

【0023】第3の発明は、前記工程(c)において、
加熱温度を1100℃以上1200℃以下とし、加熱時
間を1秒以下とすることを特徴とする半導体装置の製造
方法である。本発明により、化合物イオンの活性化を図
るとともに、瞬時加熱によって半導体装置が破壊される
ことを防止することができる。
In a third aspect, in the step (c),
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a heating temperature is 1100 ° C. or more and 1200 ° C. or less, and a heating time is 1 second or less. According to the present invention, compound ions can be activated and the semiconductor device can be prevented from being damaged by instantaneous heating.

【0024】第4の発明は、前記工程(b)の前若しく
は後に、さらに、前記ゲート領域及び/又は前記シリコ
ン基盤にケイ素イオン若しくはゲルマニウムイオンをイ
オン注入してアモルファス化を行う工程を備えたことを
特徴とする半導体装置の製造方法である。本発明によ
り、化合物イオンの活性化を図ることができる。
According to a fourth aspect, before or after the step (b), there is further provided a step of implanting silicon ions or germanium ions into the gate region and / or the silicon substrate to perform amorphization. A method for manufacturing a semiconductor device characterized by the following. According to the present invention, activation of compound ions can be achieved.

【0025】第5の発明は、前記ケイ素イオン若しくは
前記ゲルマニウムイオンが前記ゲート領域及び/又は前
記シリコン基盤にイオン注入される深さは、前記質量数
が50以下のホウ素を含むイオンが前記ゲート領域及び
/又は前記シリコン基盤にイオン注入される深さ以下の
深さとなることを特徴とする半導体装置の製造方法であ
る。本発明により、化合物イオンの活性化を図ることが
できる。
According to a fifth aspect of the present invention, the depth at which the silicon ions or the germanium ions are implanted into the gate region and / or the silicon substrate is such that the ions containing boron having a mass number of 50 or less are formed in the gate region. And / or a depth equal to or less than a depth at which ions are implanted into the silicon substrate. According to the present invention, activation of compound ions can be achieved.

【0026】第6の発明は、前記工程(b)の前若しく
は後に、さらに、前記ゲート領域及び/又は前記シリコ
ン基盤にケイ素イオンを5×1014個/cm2以上5×
1016個/cm2以下の条件でイオン注入してアモルフ
ァス化を行う工程を備えたことを特徴とする半導体装置
の製造方法である。本発明により、化合物イオンの活性
化を図ることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, before or after the step (b), silicon ions are added to the gate region and / or the silicon substrate in an amount of 5 × 10 14 / cm 2 or more and 5 × 10 14 / cm 2 or more.
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of performing ion implantation under conditions of 10 16 / cm 2 or less to perform amorphization. According to the present invention, activation of compound ions can be achieved.

【0027】第7の発明は、前記工程(b)の前若しく
は後に、さらに、前記ゲート領域及び/又は前記シリコ
ン基盤にゲルマニウムイオンを5×1013個/cm2
上5×1015個/cm2以下の条件でイオン注入してア
モルファス化を行う工程を備えたことを特徴とする半導
体装置の製造方法。本発明により、化合物イオンの活性
化を図ることができる。
According to a seventh aspect of the present invention, before or after the step (b), germanium ions are added to the gate region and / or the silicon substrate in an amount of 5 × 10 13 / cm 2 to 5 × 10 15 / cm 2. 2. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of performing ion implantation under the following conditions to perform amorphization. According to the present invention, activation of compound ions can be achieved.

【0028】第8の発明は、以下の手段を備えたことを
特徴とする半導体装置である。
An eighth invention is a semiconductor device comprising the following means.

【0029】(a)シリコン基盤と、(b)前記シリコ
ン基盤上に形成されたゲート絶縁膜と、(c)前記ゲー
ト絶縁膜上に形成され、質量数が50以上のホウ素を含
む化合物イオンが不純物として注入されたポリシリコン
ゲート領域と、(d)前記ゲート絶縁膜及び前記ポリシ
リコンゲート領域に接し、前記シリコン基盤上に形成さ
れた側壁と、(e)質量数が50以上のホウ素を含む化
合物イオンが不純物として注入されることにより前記シ
リコン基盤内に形成されたソース領域及び/又はドレイ
ン領域。
(A) a silicon substrate, (b) a gate insulating film formed on the silicon substrate, and (c) a compound ion containing boron having a mass number of 50 or more formed on the gate insulating film. A polysilicon gate region implanted as an impurity, (d) a sidewall formed on the silicon substrate in contact with the gate insulating film and the polysilicon gate region, and (e) boron having a mass number of 50 or more. A source region and / or a drain region formed in the silicon substrate by implanting compound ions as impurities.

【0030】本発明により、浅い接合を実現した微細半
導体装置を提供することができる。
According to the present invention, a fine semiconductor device having a shallow junction can be provided.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を説明す
る。なお以下の実施形態は本願発明を説明するためのも
のであり、本願発明の範囲を限定するためのものではな
い。したがって、本願発明の原理を逸脱しない範囲で当
業者は他の実施形態を選択することが可能である。
Embodiments of the present invention will be described below. The following embodiments are for explaining the present invention, and are not for limiting the scope of the present invention. Therefore, those skilled in the art can select other embodiments without departing from the principle of the present invention.

【0032】図1を参照して本発明の第1の実施例を説
明する。まず、シリコン基盤101にN型ウェル102
及びP型ウェル(図示せず)を熱拡散により形成する。
この工程の後の様子を図1(a)に示す。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, an N-type well 102 is placed on a silicon substrate 101.
And a P-type well (not shown) is formed by thermal diffusion.
The state after this step is shown in FIG.

【0033】次に、熱酸化膜を7nm堆積してゲート絶
縁膜103を形成する。この工程の後の様子を図1
(b)に示す。
Next, a gate insulating film 103 is formed by depositing a 7 nm thermal oxide film. Figure 1 shows the state after this step.
(B).

【0034】ついで、ドープされていないポリシリコン
を250nm堆積する。この工程の後の様子を図1
(c)に示す。
Next, 250 nm of undoped polysilicon is deposited. Figure 1 shows the state after this step.
It is shown in (c).

【0035】さらに、フォトリソグラフィー及びドライ
エッチング法により、それぞれのウェル上にポリシリコ
ンを350nm幅に堆積させ、ゲート104を形成す
る。この工程の後の様子を図1(d)に示す。
Further, by photolithography and dry etching, polysilicon is deposited on each well to a width of 350 nm to form a gate 104. The state after this step is shown in FIG.

【0036】次に、フォトリソグラフィー法によりN型
ウェル102の上に2塩化ホウ素を20KeV、1×1
14個/cm2の条件で注入して、N型エクステンショ
ン部105を形成する。この工程の後の様子を図1
(e)に示す。
Next, boron dichloride is applied to the N-type well 102 by photolithography at 20 KeV and 1 × 1.
It was injected at 0 14 / cm 2 conditions, to form the N-type extension part 105. Figure 1 shows the state after this step.
(E).

【0037】さらに、同様にP型ウェルの上にヒ素イオ
ンを20KeV、1×1014個/cm2の条件で注入し
て、P型エクステンション部(図示せず)を形成する。
Further, arsenic ions are similarly implanted into the P-type well under the conditions of 20 KeV and 1 × 10 14 / cm 2 to form a P-type extension portion (not shown).

【0038】この後、CVD法及びエッチバック法によ
り、側壁106を形成する。この工程の後の様子を図1
(f)に示す。
Thereafter, the side wall 106 is formed by the CVD method and the etch back method. Figure 1 shows the state after this step.
(F).

【0039】ここからが本願発明の特徴とする点の一つ
である。すなわち、フォトリソグラフィー法によりN型
ウェル102及びゲート領域104に、同時に2塩化ホ
ウ素イオンを20KeV、4×1015個/cm2の条件
で注入する。この工程の様子を図1(g)に示す。これ
により、ソース領域及びドレイン領域107が形成され
る。
This is one of the features of the present invention. That is, boron dichloride ions are simultaneously implanted into the N-type well 102 and the gate region 104 by photolithography at 20 KeV and 4 × 10 15 ions / cm 2 . The state of this step is shown in FIG. As a result, a source region and a drain region 107 are formed.

【0040】この後、RTA法で1040℃、10秒の
熱処理を行ってこれらの領域を活性化させる。
Thereafter, a heat treatment at 1040 ° C. for 10 seconds is performed by the RTA method to activate these regions.

【0041】なお、上記注入するイオンとしては、例え
ば、以下の化合物イオンが考えられる。
The ions to be implanted include, for example, the following compound ions.

【0042】(a)2塩化ホウ素イオン(質量数80、
81、82、83、84、85)。
(A) Boron dichloride ion (mass number 80,
81, 82, 83, 84, 85).

【0043】(b)1臭化ホウ素イオン(BBr+
(質量数89、90、91、92)。
(B) Boron bromide ion (BBr + )
(Mass number 89, 90, 91, 92).

【0044】(c)2臭化ホウ素イオン(BBr2 +
(質量数168、169、161、162、163)。
(C) Boron dibromide ion (BBr 2 + )
(Mass number 168, 169, 161, 162, 163).

【0045】これらはいずれも質量数が50以上であり
飛程が小さいので、浅い結合を作成するという本願の課
題を解決することが可能である。
All of these have a mass number of 50 or more and a small range, so that it is possible to solve the problem of the present invention of forming a shallow bond.

【0046】これ以降は、層間絶縁膜の堆積、コンタク
トの開孔、アルミニウム電極の堆積、パターンニングな
どの処理をおこなうが、これらは公知の技術で可能であ
るため省略する。
Thereafter, processes such as deposition of an interlayer insulating film, opening of a contact, deposition of an aluminum electrode, and patterning are performed, but these are omitted because they can be performed by a known technique.

【0047】この実施例により製造された半導体のホウ
素の不純物プロファイルを図3に示す。従来の製造方法
による不純物プロファイルに比べ、不純物の深さが浅く
なっており、浅い接合が実現されていることがわかる。
FIG. 3 shows an impurity profile of boron in the semiconductor manufactured according to this embodiment. It can be seen that the impurity depth is shallower than the impurity profile obtained by the conventional manufacturing method, and a shallow junction is realized.

【0048】以下に説明する第2の実施例による製造方
法の大部分は、第1の実施例と同様であるが、イオン活
性化のための熱処理過程が異なる。すなわち、第1の実
施例のように、2塩化ホウ素イオンを注入して1000
℃前後で10秒の熱処理をした場合は、塩素の影響でイ
オンの活性化率が低くなる場合がある。このままでは、
イオンを注入した部分の抵抗が高くなってしまう。
Most of the manufacturing method according to the second embodiment described below is the same as that of the first embodiment, but the heat treatment process for ion activation is different. That is, as in the first embodiment, boron dichloride ions are implanted to 1000
When the heat treatment is performed at about 10 ° C. for 10 seconds, the ion activation rate may be reduced due to the influence of chlorine. If this goes on,
The resistance of the portion where the ions are implanted increases.

【0049】このため、第1の実施例の熱処理過程に代
えて、1100℃以上で1秒以下の瞬時加熱を行うこと
とする。この手法では、サーマルバジェット(加えた総
熱量に比例する)は従来手法と大差ないため、トランジ
スタが熱により悪影響を受けることはない。一方、従来
よりも高温で処理するため、イオンの活性化率は従来同
様となり、抵抗を低くすることができる。なお、高温に
曝されるために素子が変化してしまうことを防止するた
めには、加熱温度は1100℃以上1200℃以下とす
ることが望ましい。
Therefore, instead of the heat treatment process of the first embodiment, instantaneous heating at 1100 ° C. or more and 1 second or less is performed. In this method, the transistor is not adversely affected by heat because the thermal budget (which is proportional to the total amount of heat added) is not much different from the conventional method. On the other hand, since the treatment is performed at a higher temperature than in the past, the ion activation rate is the same as in the past, and the resistance can be reduced. Note that the heating temperature is desirably 1100 ° C. or more and 1200 ° C. or less in order to prevent the element from being changed due to exposure to a high temperature.

【0050】第3の実施例による製造方法は、第1及び
第2の実施例による製造方法に、以下の工程を加えたも
のである。すなわち、2塩化ホウ素イオンを注入する
前、若しくは、注入した後に、ケイ素イオン(Si+
若しくはゲルマニウムイオン(Ge+)をイオン注入し
て、ゲート領域、ソース領域、ドレイン領域をアモルフ
ァス化する工程を実施するものである。
The manufacturing method according to the third embodiment is obtained by adding the following steps to the manufacturing methods according to the first and second embodiments. That is, before or after implanting boron dichloride ion, silicon ion (Si + )
Alternatively, a step of implanting germanium ions (Ge + ) to amorphize the gate region, the source region, and the drain region is performed.

【0051】このようなプレアモルファス化工程を追加
することは、実際の製造工程でも使用されている。ただ
し、これらのアモルファス化工程が従来使用されてきた
目的は、チャネリング現象を防止するためである。
The addition of such a pre-amorphization step is also used in actual manufacturing steps. However, the purpose of using these amorphization steps in the past is to prevent the channeling phenomenon.

【0052】2塩化ホウ素イオンの注入量が1×1015
個/cm2から5×1015個/cm2程度の場合の、アモ
ルファス化を実施するための条件の一例を以下に示す。
アモルファス化工程として、以下のいずれかを実施す
る。
The injection amount of boron dichloride ion is 1 × 10 15
An example of the conditions for performing the amorphization in the case of about 5 × 10 15 pieces / cm 2 to 5 × 10 15 pieces / cm 2 is shown below.
One of the following is performed as the amorphization step.

【0053】(a)1×1016個/cm2、20KeV
の条件でケイ素イオンを注入する。
(A) 1 × 10 16 / cm 2 , 20 KeV
Silicon ions are implanted under the following conditions.

【0054】(b)1×1015個/cm2、40KeV
〜50KeVの条件でゲルマニウムイオンを注入する。
(B) 1 × 10 15 / cm 2 , 40 KeV
Germanium ions are implanted under the condition of 5050 KeV.

【0055】なお、これと異なる実施形態においては、
2塩化ホウ素が打ち込まれる深さと同じ深さもしくはこ
れよりも浅い深さになる加速エネルギーを与えるように
これらの条件を選択する。
In an embodiment different from this,
These conditions are selected so as to provide an acceleration energy that is equal to or less than the depth at which boron dichloride is implanted.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれ
ば、ゲート領域、ソース領域、ドレイン領域を備えたM
OS型半導体の製造方法において、質量数50以上のホ
ウ素を含む化合物イオンを打ち込むことによりこれらの
領域を形成し、熱処理によってイオン活性化させると同
時に、浅い接合を作成することが可能である。本願発明
によれば、ホウ素がゲート絶縁膜を突き抜けることが従
来よりもきわめて少なくなる。本願発明は、特に、微細
なMOS型のP型電界効果トランジスタを製造する際に
応用できる。
As described above, according to the present invention, an M having a gate region, a source region, and a drain region is provided.
In a method for manufacturing an OS-type semiconductor, it is possible to form these regions by implanting compound ions containing boron having a mass number of 50 or more, activate the ions by heat treatment, and create a shallow junction. According to the present invention, the amount of boron penetrating through the gate insulating film is extremely reduced as compared with the related art. The present invention can be applied particularly when manufacturing a fine MOS P-type field effect transistor.

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

【図1】本発明の半導体装置の製造方法の工程の説明図
である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明の半導体装置の製造方法により製造され
る半導体装置の一部の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a part of a semiconductor device manufactured by a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図3】本発明の半導体装置の製造方法によるホウ素の
不純物プロファイルである。
FIG. 3 is an impurity profile of boron according to the semiconductor device manufacturing method of the present invention.

【図4】従来の半導体装置の製造方法によるホウ素の不
純物プロファイルである。
FIG. 4 is an impurity profile of boron according to a conventional method of manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 シリコン基盤 102 N型ウェル 103 ゲート絶縁膜 104 ポリシリコンゲート領域 105 エクステンション部 106 側壁 107 ソース領域及びドレイン領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Silicon base 102 N-type well 103 Gate insulating film 104 Polysilicon gate region 105 Extension part 106 Side wall 107 Source region and drain region

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 以下の工程を備えたことを特徴とする半
導体装置の製造方法。 (a)シリコン基盤上にゲート絶縁膜を、前記ゲート絶
縁膜の上にゲート領域を、前記シリコン基盤の上に前記
ゲート絶縁膜及び前記ゲート領域に接する側壁を、それ
ぞれ形成する工程と、 (b)前記ゲート領域及びシリコン基盤に質量数が50
以上のホウ素を含む化合物イオンを注入する工程と、 (c)前記ゲート領域及び前記シリコン基盤を加熱し
て、前記シリコン基盤内にソース領域及び/又はドレイ
ン領域を形成するとともに、前記注入されたイオンを活
性化させる工程。
1. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the following steps. (A) forming a gate insulating film on a silicon substrate, forming a gate region on the gate insulating film, and forming a sidewall in contact with the gate insulating film and the gate region on the silicon substrate, respectively; A) a mass number of 50 in the gate region and the silicon substrate;
(C) heating the gate region and the silicon substrate to form a source region and / or a drain region in the silicon substrate, and implanting the implanted ions. Activating the.
【請求項2】 前記質量数が50以上のホウ素を含む化
合物イオンは2塩化ホウ素イオンであることを特徴とす
る請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the compound ion containing boron having a mass number of 50 or more is boron dichloride ion.
【請求項3】 前記工程(c)において、加熱温度を1
100℃以上1200℃以下とし、加熱時間を1秒以下
とすることを特徴とする請求項1もしくは2に記載の半
導体装置の製造方法。
3. In the step (c), the heating temperature is set to 1
The method according to claim 1, wherein the heating time is 100 ° C. or more and 1200 ° C. or less, and the heating time is 1 second or less.
【請求項4】 前記工程(b)の前若しくは後に、さら
に、 前記ゲート領域及び/又は前記シリコン基盤にケイ素イ
オン若しくはゲルマニウムイオンをイオン注入してアモ
ルファス化を行う工程を備えたことを特徴とする請求項
1から3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 1, further comprising a step of implanting silicon ions or germanium ions into the gate region and / or the silicon substrate to perform amorphization before or after the step (b). A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
【請求項5】 前記ケイ素イオン若しくは前記ゲルマニ
ウムイオンが前記ゲート領域及び/又は前記シリコン基
盤にイオン注入される深さは、前記質量数が50以下の
ホウ素を含むイオンが前記ゲート領域及び/又は前記シ
リコン基盤にイオン注入される深さ以下の深さとなるこ
とを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方
法。
5. The depth at which the silicon ions or the germanium ions are ion-implanted into the gate region and / or the silicon substrate is such that the ions containing boron having a mass number of 50 or less are formed in the gate region and / or the silicon substrate. 5. The method according to claim 4, wherein the depth is less than a depth at which ions are implanted into the silicon substrate.
【請求項6】 前記工程(b)の前若しくは後に、さら
に、 前記ゲート領域及び/又は前記シリコン基盤にケイ素イ
オンを5×1014個/cm2以上5×1016個/cm2
下の条件でイオン注入してアモルファス化を行う工程を
備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記
載の半導体装置の製造方法。
6. Before or after the step (b), a condition that silicon ions are contained in the gate region and / or the silicon substrate in an amount of 5 × 10 14 / cm 2 or more and 5 × 10 16 / cm 2 or less. 4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of performing amorphization by implanting ions.
【請求項7】 前記工程(b)の前若しくは後に、さら
に、 前記ゲート領域及び/又は前記シリコン基盤にゲルマニ
ウムイオンを5×1013個/cm2以上5×1015個/
cm2以下の条件でイオン注入してアモルファス化を行
う工程を備えたことを特徴とする請求項1から3のいず
れかに記載の半導体装置の製造方法。
7. Before or after the step (b), germanium ions are added to the gate region and / or the silicon substrate in an amount of 5 × 10 13 / cm 2 or more and 5 × 10 15 / cm 2 or more.
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of performing an amorphous state by ion implantation under a condition of not more than cm 2 .
【請求項8】 以下の手段を備えたことを特徴とする半
導体装置。 (a)シリコン基盤と、 (b)前記シリコン基盤上に形成されたゲート絶縁膜
と、 (c)前記ゲート絶縁膜上に形成され、質量数が50以
上のホウ素を含む化合物イオンが不純物として注入され
たポリシリコンゲート領域と、 (d)前記ゲート絶縁膜及び前記ポリシリコンゲート領
域に接し、前記シリコン基盤上に形成された側壁と、 (e)質量数が50以上のホウ素を含む化合物イオンが
不純物として注入されることにより前記シリコン基盤内
に形成されたソース領域及び/又はドレイン領域。
8. A semiconductor device comprising the following means. (A) a silicon substrate; (b) a gate insulating film formed on the silicon substrate; and (c) a compound ion containing boron having a mass number of 50 or more formed on the gate insulating film and implanted as an impurity. (D) a sidewall formed on the silicon substrate in contact with the gate insulating film and the polysilicon gate region, and (e) a compound ion containing boron having a mass number of 50 or more. Source and / or drain regions formed in the silicon substrate by being implanted as impurities.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005005405A (en) * 2003-06-10 2005-01-06 Semiconductor Leading Edge Technologies Inc Semiconductor device and method for manufacturing the same

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