JPH1131659A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH1131659A
JPH1131659A JP18512397A JP18512397A JPH1131659A JP H1131659 A JPH1131659 A JP H1131659A JP 18512397 A JP18512397 A JP 18512397A JP 18512397 A JP18512397 A JP 18512397A JP H1131659 A JPH1131659 A JP H1131659A
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JP
Japan
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film
insulating film
opening
semiconductor
silicon
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Application number
JP18512397A
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Japanese (ja)
Inventor
Ichiro Mizushima
一郎 水島
Toshihiko Iinuma
俊彦 飯沼
Yoshitaka Tsunashima
祥隆 綱島
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1131659A publication Critical patent/JPH1131659A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a semiconductor device in which a single-crystalline semiconductor is formed with good selectivity and in which the degradation or the like of a characteristic due to a facet is prevented. SOLUTION: A manufacturing method is provided with a process, wherein a region in which an insulating film 22 is formed at least on the surface and an opening part where a silicon substrate 21 is exposed is formed in a bottom part surrounded by the region, with a process wherein an amorphous silicon film 23 is formed on the insulating film 22 and in the opening part and with a process, wherein a semiconductor material constituting the amorphous silicon film 23 on the insulating film is made to flow by a heat treatment, the semiconductor material constituting the amorphous semiconductor film 23 is crystallized and a single-crystalline silicon film 24 is formed.

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、特に半導体基板表面が露出した開口部に単結晶半導
体を形成する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for forming a single crystal semiconductor in an opening where a semiconductor substrate surface is exposed.

【0002】[0002]

【従来の技術】MOS型集積回路においては、ショート
チャネル効果を抑制するために、素子の微細化とともに
拡散層の深さを浅くする必要がある。拡散層の抵抗を低
く保つための方法としては、ソース・ドレイン領域のみ
シリコンを持ち上げた、エレベーティッドソース・ドレ
イン構造が有効な手法として考えられる。
2. Description of the Related Art In a MOS type integrated circuit, in order to suppress the short channel effect, it is necessary to reduce the depth of a diffusion layer along with miniaturization of an element. As a method for keeping the resistance of the diffusion layer low, an elevated source / drain structure in which only the source / drain regions are raised with silicon is considered as an effective method.

【0003】エレベーティッドソース・ドレイン構造
は、これまでにもいくつかの方法で試みられている。そ
の一つに、ジクロルシランなどを原料ガスとして用い、
ソース・ドレイン上にのみ選択的にシリコンをエピタキ
シャル成長させる方法がある。この方法は、比較的良好
な選択性が得られるというメリットを有しているが、単
結晶状態で堆積するために端部にファセットが形成され
てしまう。したがって、サリサイド構造と併用したと
き、端部のみ深くまでサリサイドが侵食してしまい、接
合特性に劣化をもたらしてしまう。
[0003] The elevated source / drain structure has been tried in several ways. One of them is to use dichlorosilane etc. as raw material gas,
There is a method of selectively epitaxially growing silicon only on the source / drain. This method has an advantage that relatively good selectivity can be obtained, but facets are formed at the end portions because the deposition is performed in a single crystal state. Therefore, when used in combination with the salicide structure, the salicide erodes only at the ends deeply, resulting in deterioration of the joining characteristics.

【0004】他の方法としては、特願平6−23393
4に記載されているように、シリコン基板以外の領域を
ハロゲン等の元素により表面処理し、アモルファスシリ
コンを選択成長させる方法がある。これは、堆積時にア
モルファス状態であるためファセットが形成されること
はないが、原料ガス自体にエッチング性がないため、選
択性が崩れやすいという問題がある。
Another method is disclosed in Japanese Patent Application No. 6-23393.
As described in No. 4, there is a method in which a region other than the silicon substrate is surface-treated with an element such as halogen to selectively grow amorphous silicon. Although the facet is not formed due to the amorphous state at the time of deposition, there is a problem that the selectivity is easily lost because the raw material gas itself has no etching property.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように、エレベー
ティッドソース・ドレイン構造の作製等、絶縁膜によっ
て囲まれシリコン基板が露出した開口部に選択的に単結
晶シリコンを形成しようとした場合、開口部の端部にフ
ァセットが形成されてサリサイド構造形成等の際に接合
特性の劣化等が生じるといった問題や、十分な選択性を
保った状態で開口部にシリコンを形成することが困難で
あるといった問題があった。
As described above, when monocrystalline silicon is to be selectively formed in the opening where the silicon substrate is exposed by being surrounded by the insulating film, for example, when an elevated source / drain structure is manufactured. That facets are formed at the end of the part and that the junction characteristics are degraded when a salicide structure is formed, or that it is difficult to form silicon in the opening while maintaining sufficient selectivity. There was a problem.

【0006】本発明の目的は、選択性よく単結晶半導体
を形成することができるとともに、ファセットによる特
性劣化等を防止することが可能な半導体装置の製造方法
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device which can form a single crystal semiconductor with good selectivity and can prevent deterioration of characteristics due to facets.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明における半導体装
置の製造方法は、少なくとも上面に絶縁膜が形成された
領域及びこの領域に囲まれ底部に半導体基板(特にシリ
コン基板)が露出した開口部を形成する工程と、前記絶
縁膜上及び前記開口部に非晶質半導体膜(特に非晶質シ
リコン膜、100nm以下の膜厚が好ましい)を形成す
る工程と、熱処理(500℃以上の温度が好ましい)に
より前記絶縁膜上の非晶質半導体膜を構成する半導体材
料を前記開口部に流動させるとともに前記非晶質半導体
膜を構成する半導体材料を結晶化する工程とを有するこ
とを特徴とする。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, at least a region having an insulating film formed on an upper surface and an opening having a semiconductor substrate (especially a silicon substrate) exposed at the bottom and surrounded by the region are formed. Forming, forming an amorphous semiconductor film (especially an amorphous silicon film, preferably having a thickness of 100 nm or less) over the insulating film and the opening, and heat treatment (preferably at a temperature of 500 ° C. or more). And b) causing the semiconductor material forming the amorphous semiconductor film on the insulating film to flow into the opening and crystallizing the semiconductor material forming the amorphous semiconductor film.

【0008】また、前記少なくとも上面に絶縁膜が形成
された領域及びこの領域に囲まれ底部に半導体基板が露
出した開口部を形成する工程の後、前記開口部の底部に
露出した半導体基板の表面に単結晶半導体膜(特に単結
晶シリコン膜)を形成する工程をさらに有し、その後、
前記絶縁膜上及び前記単結晶半導体膜が形成された開口
部に非晶質半導体膜を形成するようにしてもよい。
Further, after the step of forming the region where the insulating film is formed on at least the upper surface and the opening where the semiconductor substrate is exposed at the bottom surrounded by this region, the surface of the semiconductor substrate exposed at the bottom of the opening Further forming a single crystal semiconductor film (especially a single crystal silicon film),
An amorphous semiconductor film may be formed over the insulating film and at the opening where the single crystal semiconductor film is formed.

【0009】また、前記熱処理工程の後、この熱処理工
程で前記開口部に流動せずに前記絶縁膜上に残置した半
導体材料の少なくとも一部を酸化する工程と、この少な
くとも一部が酸化された半導体材料を除去する工程とを
さらに設けてもよい。
Further, after the heat treatment step, a step of oxidizing at least a part of the semiconductor material remaining on the insulating film without flowing into the opening in the heat treatment step, and oxidizing at least a part of the semiconductor material. And a step of removing the semiconductor material.

【0010】また、前記非晶質半導体膜を形成する工程
の後、該非晶質半導体膜が形成された試料を大気に晒さ
ずに真空中或いは非酸化性雰囲気中で前記熱処理工程を
行うことが好ましい。
Further, after the step of forming the amorphous semiconductor film, the heat treatment step may be performed in a vacuum or a non-oxidizing atmosphere without exposing the sample on which the amorphous semiconductor film is formed to the atmosphere. preferable.

【0011】前記発明によれば、非晶質半導体膜を全面
に形成した後、熱処理によって絶縁膜上の非晶質半導体
膜を開口部に流動させるとともに非晶質半導体膜を構成
する半導体材料を結晶化するので、開口部に選択的に単
結晶半導体膜を形成することができるとともに、ファセ
ットの形成が抑制されるので、例えばサリサイド構造形
成の際のリーク電流の低減等、素子の特性劣化等を防止
することができる。また、非晶質半導体膜の形成及び非
晶質半導体膜の流動化/結晶化を低温で行うことができ
るという効果もある。
According to the above invention, after the amorphous semiconductor film is formed on the entire surface, the amorphous semiconductor film on the insulating film is caused to flow to the opening by heat treatment and the semiconductor material forming the amorphous semiconductor film is formed. The crystallization allows a single crystal semiconductor film to be selectively formed in the opening and suppresses the formation of a facet. For example, a reduction in leakage current when forming a salicide structure, a deterioration in element characteristics, and the like. Can be prevented. Further, there is an effect that formation of an amorphous semiconductor film and fluidization / crystallization of the amorphous semiconductor film can be performed at a low temperature.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態を説明する。まず、本発明の第1の実施形態に
ついて説明する。図3(a)に示すように、開口部を有
する厚さ100nmのシリコン酸化膜22が形成された
シリコン基板21上に、減圧CVD法によりアモルファ
スシリコン膜23を50nm堆積した。この後、試料を
大気中に晒すことなく真空中を搬送し、異なった減圧チ
ャンバー内において、ガスを流さない状態で600℃、
30分の熱処理を行い、アモルファスシリコンを結晶化
した。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 3A, an amorphous silicon film 23 was deposited to a thickness of 50 nm by a low pressure CVD method on a silicon substrate 21 on which a 100 nm thick silicon oxide film 22 having an opening was formed. Thereafter, the sample is transported in a vacuum without exposing the sample to the atmosphere, and in a different decompression chamber, at 600 ° C. in a state where no gas flows.
Heat treatment was performed for 30 minutes to crystallize the amorphous silicon.

【0013】その結果、図3(b)に示すように、開口
部に堆積されていたアモルファスシリコンの他、絶縁膜
22上に堆積されていたアモルファスシリコンも開口部
に流動し、その結果、開口部にはあたかも選択成長させ
たかのように、シリコン基板21と同じ面方位を有する
単結晶シリコン24が得られた。
As a result, as shown in FIG. 3B, in addition to the amorphous silicon deposited on the opening, the amorphous silicon deposited on the insulating film 22 also flows into the opening. Single crystal silicon 24 having the same plane orientation as silicon substrate 21 was obtained in the portion as if it was selectively grown.

【0014】このような現象の詳細を調べるため、堆積
膜厚、開口部径等をパラメータとした実験を行った。以
下、これらの実験結果について述べる。まず、アモルフ
ァスシリコン膜の堆積膜厚を10〜200nmの範囲で
変化させ、同一の条件で熱処理を行い、熱処理後の状態
をSEM観察した。図4(a)〜図5(f)に、堆積膜
厚をそれぞれ10nm、30nm、50nm、100n
m、150nm、200nmとしたときの熱処理後の断
面観察形状を示す。
In order to investigate the details of such a phenomenon, an experiment was conducted using the deposited film thickness, the diameter of the opening, and the like as parameters. Hereinafter, the results of these experiments will be described. First, heat treatment was performed under the same conditions while changing the deposited film thickness of the amorphous silicon film in the range of 10 to 200 nm, and the state after the heat treatment was observed by SEM. FIGS. 4A to 5F show that the deposited film thicknesses are 10 nm, 30 nm, 50 nm, and 100 n, respectively.
The cross-sectional observation shapes after the heat treatment at m, 150 nm, and 200 nm are shown.

【0015】膜厚100nmまでの範囲では、図4
(a)〜図5(d)に示すように、個々の開口部にアモ
ルファスシリコンが流動して単結晶シリコン24が得ら
れた。これに対して、膜厚が100nmよりも厚い場合
には、図5(e)、(f)に示すように、絶縁膜22上
の堆積膜の表面が凹凸になっただけで、個々に別れると
いうことは起こらず、絶縁膜22上には多結晶シリコン
25が形成された。
In the range up to a film thickness of 100 nm, FIG.
As shown in FIGS. 5A to 5D, the amorphous silicon flowed into the individual openings to obtain single-crystal silicon 24. On the other hand, when the film thickness is larger than 100 nm, as shown in FIGS. 5 (e) and 5 (f), the surface of the deposited film on the insulating film 22 is separated only by the unevenness. This did not occur, and polycrystalline silicon 25 was formed on insulating film 22.

【0016】以上の結果から、堆積膜厚は十分薄いこと
が好ましく、望ましくは100nm以下にする必要があ
ることがわかった。また、図6(a)に示すように、開
口部径を0.1μm、0.3μm、1.0μmとした膜
厚300nmのシリコン酸化膜42が形成されたシリコ
ン基板41上に、膜厚30nmのアモルファスシリコン
膜43を堆積し、流動後の形状を調べた。その結果、図
6(b)に示すように、開口部径が小さい場合には単結
晶シリコン44の中央部が厚くなるのに対し、開口部径
が大きい場合には開口部中央は厚くならなかなった。
From the above results, it has been found that the deposited film thickness is preferably sufficiently small, and desirably, needs to be 100 nm or less. As shown in FIG. 6A, a 30 nm thick silicon oxide film 42 having an opening diameter of 0.1 μm, 0.3 μm, and 1.0 μm is formed on a silicon substrate 41. Was deposited, and the shape after flowing was examined. As a result, as shown in FIG. 6B, when the diameter of the opening is small, the center of the single crystal silicon 44 becomes thick, whereas when the diameter of the opening is large, the center of the opening is not thickened. became.

【0017】また、このようにアモルファスシリコンが
流動する現象のメカニズムを調べるために、熱処理時間
をパラメータとした実験を行い、形状及び結晶化状態を
SEM及びTEMを用いて調べた。その結果を図7に示
す。シリコン基板51上のシリコン酸化膜52の膜厚は
200nm、アモルファスシリコン膜53の堆積膜厚は
100nmとした。
Further, in order to investigate the mechanism of the phenomenon in which the amorphous silicon flows, an experiment was conducted using the heat treatment time as a parameter, and the shape and the crystallization state were examined using SEM and TEM. FIG. 7 shows the result. The thickness of the silicon oxide film 52 on the silicon substrate 51 was 200 nm, and the thickness of the deposited amorphous silicon film 53 was 100 nm.

【0018】堆積直後は、図7(a)に示すように、ア
モルファスシリコン膜53が均一に堆積されていた。5
50℃、15分の熱処理後では、図7(b)に示すよう
に、開口部のみ結晶化して単結晶シリコン54が形成さ
れるが、モフォロジーの変化は見られなかった。550
℃、30分の熱処理後では、図7(c)に示すように、
開口部上の単結晶シリコン54の膜厚が厚くなってお
り、絶縁膜上から開口部の結晶化した領域にアモルファ
スシリコンが流動したことがわかる。さらに熱処理を継
続したところ、550℃、45分の熱処理後には、図7
(d)に示すように、堆積膜全体が開口部に結晶化した
状態で凝集していることがわかった。
Immediately after the deposition, as shown in FIG. 7A, the amorphous silicon film 53 was uniformly deposited. 5
After the heat treatment at 50 ° C. for 15 minutes, as shown in FIG. 7B, only the opening is crystallized to form single crystal silicon 54, but no change in morphology was observed. 550
After the heat treatment at 30 ° C. for 30 minutes, as shown in FIG.
It can be seen that the thickness of the single crystal silicon 54 on the opening is large, and that the amorphous silicon has flowed from the insulating film to the crystallized region of the opening. When the heat treatment was further continued, after the heat treatment at 550 ° C. for 45 minutes, FIG.
As shown in (d), it was found that the entire deposited film was aggregated in a state crystallized in the opening.

【0019】これらの結果から、アモルファスシリコン
を流動させる駆動力は、アモルファス状態という準安定
な状態から結晶状態という安定な状態に移ることをきっ
かけとした、表面積を下げることによる表面エネルギー
を下げようとする力であることがわかった。また、本例
から明らかなように、本発明によれば、単結晶シリコン
の選択的な形成を550℃という温度で実現できる。ジ
クロルシラン(SiH2 Cl2 )等を用いた公知のシリ
コンの選択成長では概略850℃という温度が必要とさ
れており、本発明により選択的な単結晶シリコンの成長
を極めて低温で行うことができるようになった。
From these results, it was found that the driving force for flowing the amorphous silicon was to shift from the metastable state of the amorphous state to the stable state of the crystalline state, and to reduce the surface energy by reducing the surface area. It turned out to be the power to do. Further, as is apparent from this example, according to the present invention, selective formation of single crystal silicon can be realized at a temperature of 550 ° C. Known selective growth of silicon using dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) or the like requires a temperature of about 850 ° C., and the present invention enables selective single crystal silicon to be grown at an extremely low temperature. Became.

【0020】なお、本例ではアモルファスシリコンの堆
積とその後の結晶化を異なったチャンバーで行ったが、
これらを同一のチャンバーで行った場合でも全く同様の
結果が得られた。また、結晶化のための熱処理を水素を
流した状態など非酸化性雰囲気で行った場合にも、同様
の結果が得られた。結晶化の熱処理は、アモルファスを
結晶化するため、500℃以上の温度とする必要があ
る。
In this embodiment, the deposition of amorphous silicon and the subsequent crystallization are performed in different chambers.
When these were performed in the same chamber, exactly the same results were obtained. Similar results were obtained when the heat treatment for crystallization was performed in a non-oxidizing atmosphere such as a state in which hydrogen was flowed. The heat treatment for crystallization must be performed at a temperature of 500 ° C. or higher in order to crystallize the amorphous.

【0021】一方、アモルファスシリコンを堆積した試
料を一旦大気中へ出した場合や熱処理を常圧で行った場
合には、このような流動現象は見られなかった。ただ
し、一旦大気中へ出した場合でも、熱処理直前に弗化水
素酸などで表面の自然酸化膜を除去し、その直後に真空
チャンバーに試料を導入し、減圧下で熱処理を行った場
合には、連続処理した場合と同様の流動現象が起こり、
選択的に単結晶膜を形成することができた。これらの結
果は、流動現象にとって、表面の自然酸化膜の存在が大
きな阻害要因であることを示している。
On the other hand, when the sample on which the amorphous silicon was deposited was once brought into the atmosphere or when the heat treatment was performed at normal pressure, such a flow phenomenon was not observed. However, even when once exposed to the atmosphere, if the natural oxide film on the surface is removed with hydrofluoric acid or the like immediately before the heat treatment, the sample is introduced into the vacuum chamber immediately after that, and the heat treatment is performed under reduced pressure , The same flow phenomenon as in the case of continuous processing occurs,
A single crystal film could be selectively formed. These results indicate that the presence of a native oxide film on the surface is a major obstacle to the flow phenomenon.

【0022】次に、本発明の第2の実施形態について説
明する。図8(a)に示すように、開口部を有する厚さ
100nmのシリコン窒化膜62が形成されたシリコン
基板61上に、減圧CVD法によりアモルファスシリコ
ン63を50nm堆積した。この後、試料を大気中に出
すことなく真空中を搬送し、異なった減圧チャンバー内
において、600℃、30分の熱処理によりアモルファ
スシリコンを結晶化した。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 8A, 50 nm of amorphous silicon 63 was deposited on a silicon substrate 61 on which a 100-nm-thick silicon nitride film 62 having an opening was formed by low-pressure CVD. Thereafter, the sample was transported in a vacuum without being taken out to the atmosphere, and amorphous silicon was crystallized by heat treatment at 600 ° C. for 30 minutes in different decompression chambers.

【0023】その結果、図8(b)に示すように、開口
部付近の絶縁膜62上に堆積されていたアモルファスシ
リコンは開口部上に流動して基板と同じ面方位を有する
単結晶シリコン64となったが、開口部から約1μm以
上離れたところでは孤立したシリコン単結晶粒65が形
成された。
As a result, as shown in FIG. 8B, the amorphous silicon deposited on the insulating film 62 in the vicinity of the opening flows over the opening and becomes single-crystal silicon 64 having the same plane orientation as the substrate. However, isolated silicon single crystal grains 65 were formed at a distance of about 1 μm or more from the opening.

【0024】この試料に対して酸素雰囲気中で950
℃、30分の熱処理を行ったところ、結晶化した膜の表
面に厚さ約30nmの熱酸化膜が形成された。このとき
孤立した単結晶粒65の周囲にも、図8(c)に示すよ
うに、同程度の膜厚の熱酸化膜66が形成された。その
後、弗化水素酸中での処理によって形成された熱酸化膜
を剥離したところ、シリコン窒化膜62上に形成された
単結晶粒はすべて基板上から除去されていることが確認
された。これは、酸化膜の形成及びその剥離により、単
結晶粒と下地絶縁膜との接触面積が小さくなり、剥離さ
れやすくなったためと考えられる。なお、この単結晶粒
の除去においては、超音波等を用いた洗浄工程やブラシ
を用いた洗浄工程等の併用が有効である。また、場合に
よっては、酸化工程を行わずに洗浄工程のみでも除去す
ることが可能である。
The sample was subjected to 950 in an oxygen atmosphere.
When heat treatment was performed at 30 ° C. for 30 minutes, a thermal oxide film having a thickness of about 30 nm was formed on the surface of the crystallized film. At this time, a thermal oxide film 66 having a thickness similar to that of the isolated single crystal grain 65 was formed around the isolated single crystal grain 65 as shown in FIG. Thereafter, when the thermal oxide film formed by the treatment in hydrofluoric acid was peeled off, it was confirmed that all the single crystal grains formed on the silicon nitride film 62 had been removed from the substrate. It is considered that this is because the formation area of the oxide film and the peeling thereof reduced the contact area between the single crystal grain and the base insulating film, thereby facilitating the peeling. In removing the single crystal grains, it is effective to use a cleaning step using ultrasonic waves or the like, a cleaning step using a brush, or the like. Further, in some cases, it is possible to remove by only the cleaning step without performing the oxidation step.

【0025】次に、本発明の第3の実施形態について、
図1及び図2に示した製造工程を参照して説明する。ま
ず、図1(a)に示すように、公知の素子分離法によ
り、シリコン基板1に素子分離絶縁膜2を形成した。続
いて、図1(b)に示すように、膜厚5nmのゲート絶
縁膜3、膜厚80nmのボロン添加のポリシリコン膜
4、膜厚60nmのWSi膜5及び膜厚40nmのシリ
コン窒化膜6を形成した。その後、反応性イオンエッチ
ング法により、これらの膜をゲート電極の形状にパター
ン形成した。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to the manufacturing steps shown in FIGS. First, as shown in FIG. 1A, an element isolation insulating film 2 was formed on a silicon substrate 1 by a known element isolation method. Subsequently, as shown in FIG. 1B, a gate insulating film 3 having a thickness of 5 nm, a polysilicon film 4 containing boron with a thickness of 80 nm, a WSi film 5 having a thickness of 60 nm, and a silicon nitride film 6 having a thickness of 40 nm. Was formed. Thereafter, these films were patterned into the shape of the gate electrode by a reactive ion etching method.

【0026】次に、図1(c)に示すように、エクステ
ンション領域形成のため、ゲート電極構造をマスクとし
てBF2 を5keVで1×1014cm-2イオン注入し、
RTAにより800℃、10秒の熱処理を行い、p型拡
散層7を形成した。さらに、ゲート電極側壁に厚さ50
nm程度のシリコン窒化膜8を形成した。このシリコン
窒化膜8は、全面に70nmのシリコン窒化膜をCVD
法により堆積した後、異方性ドライエッチングにより全
面エッチングすることで得られる。
Next, as shown in FIG. 1C, BF 2 is ion-implanted at 1 × 10 14 cm −2 at 5 keV using the gate electrode structure as a mask to form an extension region.
Heat treatment was performed by RTA at 800 ° C. for 10 seconds to form a p-type diffusion layer 7. Further, a thickness of 50
A silicon nitride film 8 of about nm was formed. This silicon nitride film 8 is formed by forming a 70 nm silicon nitride film on the entire surface by CVD.
It is obtained by depositing by a method and then etching the entire surface by anisotropic dry etching.

【0027】次に、フッ化水素酸等によってソース・ド
レイン上の酸化膜を剥離した後、図2(d)に示すよう
に、全面に膜厚50nmのアンドープアモルファスシリ
コン膜9をシラン(SiH4 )を原料ガスとした熱CV
D法により堆積した。この試料を、アモルファスシリコ
ン膜9の堆積を行ったチャンバーから出すことなく、連
続して減圧雰囲気中で熱処理(500℃以上の温度)し
た。その結果、図2(e)に示すように、堆積されてい
たアモルファスシリコンがソース・ドレイン上の開口部
に流動して単結晶シリコン10が形成され、ソース・ド
レイン上にのみ単結晶シリコンが存在する形状を得るこ
とができた。
Next, after removing the oxide film on the source / drain with hydrofluoric acid or the like, as shown in FIG. 2D, an undoped amorphous silicon film 9 having a thickness of 50 nm is formed on the entire surface with silane (SiH 4 ) Using heat CV as source gas
Deposited by D method. This sample was continuously heat-treated (at a temperature of 500 ° C. or higher) in a reduced-pressure atmosphere without being taken out of the chamber where the amorphous silicon film 9 was deposited. As a result, as shown in FIG. 2E, the deposited amorphous silicon flows into the openings on the source / drain to form single crystal silicon 10, and the single crystal silicon exists only on the source / drain. Shape was obtained.

【0028】次に、BF2 を10keVで5×1014
-2イオン注入し、RTAにより800℃、10秒の熱
処理を行い、ソース・ドレインを形成した。続いて、全
面にスパッタ法によってCoを20nm堆積し、さらに
その上にTiNを30nm堆積した。その後、500℃
で30秒熱処理することにより、シリコンとCoとを反
応させてCoSi2 11を形成した。続いて、TiNと
未反応のCoを剥離し、700℃で30秒の熱処理を行
った。その結果、図2(f)に示すように、ソース・ド
レイン上のみに選択的にCoSi2 11が存在する構造
が形成された。
Next, BF 2 is set to 5 × 10 14 c at 10 keV.
m −2 ions were implanted, and heat treatment was performed at 800 ° C. for 10 seconds by RTA to form a source / drain. Subsequently, 20 nm of Co was deposited on the entire surface by sputtering, and 30 nm of TiN was further deposited thereon. After that, 500 ° C
For 30 seconds, silicon and Co were reacted to form CoSi 2 11. Subsequently, TiN and unreacted Co were peeled off, and heat treatment was performed at 700 ° C. for 30 seconds. As a result, as shown in FIG. 2F, a structure was formed in which CoSi 2 11 was selectively present only on the source / drain.

【0029】以上のようにして形成されたトランジスタ
の特性を調べるため、比較例としてソース・ドレインの
選択エピタキシャル成長をジクロルシラン等を原料ガス
として用いる方法で行った試料を併せて作製し、両者の
特性比較を行った。比較例における選択成長は、ジクロ
ルシラン、水素及び塩酸の混合ガスを用い、圧力50T
orr、温度850℃の条件で行った。比較例として作
製した試料の構造を図9に示す。
In order to examine the characteristics of the transistor formed as described above, as a comparative example, a sample in which selective epitaxial growth of a source and a drain was performed by a method using dichlorosilane or the like as a raw material gas was also prepared. Was done. In the selective growth in the comparative example, a mixed gas of dichlorosilane, hydrogen and hydrochloric acid was used at a pressure of 50T.
The test was performed under the conditions of orr and a temperature of 850 ° C. FIG. 9 shows the structure of a sample manufactured as a comparative example.

【0030】図10に、Coの堆積膜厚に対するドレイ
ン/基板間の逆方向リーク電流を示す。測定に用いたト
ランジスタのゲート長は0.35μm、ゲート幅は10
μmであり、ゲート電圧(0V)、ドレイン電圧(−
3.3V)の条件で測定を行った。
FIG. 10 shows the reverse leakage current between the drain and the substrate with respect to the Co film thickness. The gate length of the transistor used for the measurement was 0.35 μm and the gate width was 10
μm, and the gate voltage (0 V) and the drain voltage (−
The measurement was performed under the condition of 3.3 V).

【0031】本実施形態の方法でソース・ドレインを形
成した場合(A)には、Coの堆積膜厚が50nmまで
リーク電流の増加が見られないのに対し、比較例の場合
(B)には、30nm以上の堆積膜厚で接合リーク電流
の増加が生じている。これは、以下のように説明でき
る。すなわち、本実施形態の方法で作製したMOS型ト
ランジスタでは、ゲートエッジや素子分離領域端でシリ
コン膜厚が厚くなっている。これに対し、比較例の方法
で作製したMOS型トランジスタでは、ゲートエッジや
素子分離領域端でシリコン膜厚が逆に薄くなっている。
その結果、比較例では、CoSi2 を形成したときにシ
リサイドが基板中に侵食する。そのため、基板内部に形
成したp型拡散層の接合位置とシリサイド界面が極めて
近くなり、例えばメタルの拡散によってpn接合の逆方
向リーク電流が増加してしまう。これに対して、本実施
形態では、シリコン膜厚の薄いところが存在しないた
め、従来例のようなリーク電流の増加が起こらなかった
と考えられる。
In the case where the source / drain is formed by the method of this embodiment (A), no increase in the leak current is observed up to a Co film thickness of 50 nm, whereas in the case of the comparative example (B) In the case of, the junction leak current increases when the deposited film thickness is 30 nm or more. This can be explained as follows. That is, in the MOS transistor manufactured by the method of the present embodiment, the silicon film thickness is large at the gate edge and the end of the element isolation region. On the other hand, in the MOS transistor manufactured by the method of the comparative example, the silicon film is thinner at the gate edge and at the end of the element isolation region.
As a result, in the comparative example, silicide erodes into the substrate when CoSi 2 is formed. Therefore, the junction position of the p-type diffusion layer formed inside the substrate is extremely close to the silicide interface, and for example, the reverse leakage current of the pn junction increases due to metal diffusion. On the other hand, in the present embodiment, since there is no portion where the silicon film thickness is small, it is considered that the increase in the leak current unlike the conventional example did not occur.

【0032】本実施形態によれば、ソース・ドレイン領
域の開口部の端部におけるシリコンの膜厚を厚くするこ
とができるため、ドーパントをイオン注入した際に、従
来のように局所的にドーパント深さが深くなってしまう
という現象を回避することができる。
According to this embodiment, the thickness of silicon at the end of the opening of the source / drain region can be increased. It is possible to avoid the phenomenon that the depth is increased.

【0033】なお、本実施形態において、アモルファス
シリコンの流動/結晶化のための熱処理工程で素子分離
絶縁膜上やゲート構造のシリコン窒化膜上にシリコン単
結晶粒が形成される場合には、後述の第4の実施形態と
同様に、熱酸化によって単結晶粒の周囲に酸化膜を形成
した後、この酸化膜が形成された単結晶粒を除去するよ
うにしてもよい。
In the present embodiment, when a silicon single crystal grain is formed on an element isolation insulating film or a silicon nitride film having a gate structure in a heat treatment step for flowing / crystallizing amorphous silicon, it will be described later. Similarly to the fourth embodiment, after an oxide film is formed around a single crystal grain by thermal oxidation, the single crystal grain having the oxide film formed thereon may be removed.

【0034】また、本実施形態ではアモルファスシリコ
ンはアンドープの状態で堆積したが、ボロン等の不純物
ドープアモルファスを堆積してもよい。この場合、その
後のソース・ドレイン形成のためのイオン注入は不要と
なる。
In this embodiment, amorphous silicon is deposited in an undoped state. However, amorphous silicon doped with impurities such as boron may be deposited. In this case, subsequent ion implantation for source / drain formation becomes unnecessary.

【0035】また、本実施形態ではアモルファスシリコ
ンの堆積及び結晶化を同一容器内で行ったが、これらは
それぞれ別に行ってもよい。ただし、アモルファスシリ
コンを結晶化する際に表面に酸化膜が形成されている
と、これが結晶化を妨げるため、結晶化のためのチャン
バーに試料を導入する前に表面の酸化膜を剥離しておく
必要がある。
In this embodiment, the deposition and crystallization of amorphous silicon are performed in the same container, but these may be performed separately. However, if an oxide film is formed on the surface when crystallizing amorphous silicon, this will hinder crystallization, so the oxide film on the surface should be peeled off before introducing the sample into the chamber for crystallization. There is a need.

【0036】次に、本発明の第4の実施形態について、
図11〜図13に示した製造工程を参照して説明する。
まず、図11(a)に示すように、公知の素子分離法に
より、シリコン基板1に素子分離絶縁膜2を形成した。
続いて、図11(b)に示すように、膜厚5nmのゲー
ト絶縁膜3、膜厚80nmのボロン添加のポリシリコン
膜4、膜厚60nmのWSi膜5及び膜厚40nmのシ
リコン窒化膜6を形成した。その後、反応性イオンエッ
チング法により、これらの膜をゲート電極の形状にパタ
ーン形成した。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to the manufacturing steps shown in FIGS.
First, as shown in FIG. 11A, an element isolation insulating film 2 was formed on a silicon substrate 1 by a known element isolation method.
Subsequently, as shown in FIG. 11B, a gate insulating film 3 having a thickness of 5 nm, a polysilicon film 4 containing boron with a thickness of 80 nm, a WSi film 5 having a thickness of 60 nm, and a silicon nitride film 6 having a thickness of 40 nm. Was formed. Thereafter, these films were patterned into the shape of the gate electrode by a reactive ion etching method.

【0037】次に、エクステンション領域形成のため、
ゲート電極構造をマスクとしてBF2 を5keVで1×
1014cm-2イオン注入し、RTAにより800℃、1
0秒の熱処理を行い、p型拡散層7を形成した。続い
て、図11(c)に示すように、ゲート電極側壁に厚さ
50nm程度のシリコン窒化膜8を形成した。このシリ
コン窒化膜8は、全面に70nmのシリコン窒化膜をC
VD法により堆積した後、異方性ドライエッチングによ
り全面エッチングすることで得られる。
Next, in order to form an extension region,
Using BF 2 at 5 keV with the gate electrode structure as a mask, 1 ×
10 14 cm -2 ions are implanted, and 800 ° C. and 1
A heat treatment was performed for 0 second to form a p-type diffusion layer 7. Subsequently, as shown in FIG. 11C, a silicon nitride film 8 having a thickness of about 50 nm was formed on the side wall of the gate electrode. The silicon nitride film 8 has a 70 nm silicon nitride film
After being deposited by the VD method, it is obtained by etching the entire surface by anisotropic dry etching.

【0038】次に、図12(d)に示すように、フッ化
水素酸等によってソース・ドレイン上の酸化膜を剥離し
た後、ジクロルシランを原料ガスとした減圧CVD法に
より、ソース・ドレイン上にのみ膜厚50nmのアンド
ープ単結晶シリコン膜12を堆積した。ここで選択成長
は、ジクロルシラン、水素、塩酸の混合ガスを用い、圧
力50Torr、温度850℃で行った。続いて、図1
2(e)に示すように、試料を単結晶シリコン膜12の
堆積を行ったチャンバーから出すことなく、連続して、
ジシランを原料とした減圧CVD法により550℃で非
選択的にアモルファスシリコン膜9を30nm堆積し
た。
Next, as shown in FIG. 12D, after the oxide film on the source / drain is peeled off with hydrofluoric acid or the like, the source / drain is formed on the source / drain by a low pressure CVD method using dichlorosilane as a source gas. Only a 50 nm-thick undoped single-crystal silicon film 12 was deposited. Here, the selective growth was performed at a pressure of 50 Torr and a temperature of 850 ° C. using a mixed gas of dichlorosilane, hydrogen and hydrochloric acid. Subsequently, FIG.
As shown in FIG. 2 (e), the sample was continuously taken out of the chamber where the single crystal silicon film 12 was deposited,
An amorphous silicon film 9 was non-selectively deposited to a thickness of 30 nm at 550 ° C. by a low pressure CVD method using disilane as a raw material.

【0039】次に、同一反応炉中において、圧力を0.
05Torrまで下げるとともに750℃まで加熱を行
い、アモルファスシリコン膜を結晶化した。その結果、
図12(f)に示すように、単結晶シリコン12直上の
アモルファスシリコンは形状を変えることなく単結晶シ
リコン13となり、ソース・ドレイン領域に単結晶シリ
コン10が形成された。一方、絶縁膜(素子分離絶縁膜
2及びシリコン窒化膜6)上のアモルファスシリコン膜
は結晶化に際して流動し、ソース・ドレイン領域近傍で
はその上に流れ込んで単結晶シリコン13となり、ソー
ス・ドレイン領域から離れたところでは単結晶粒14が
形成された。
Next, in the same reactor, the pressure was reduced to 0.
The temperature was lowered to 05 Torr and heated to 750 ° C. to crystallize the amorphous silicon film. as a result,
As shown in FIG. 12F, the amorphous silicon immediately above the single crystal silicon 12 became single crystal silicon 13 without changing the shape, and the single crystal silicon 10 was formed in the source / drain regions. On the other hand, the amorphous silicon film on the insulating film (the element isolation insulating film 2 and the silicon nitride film 6) flows during crystallization, flows near the source / drain region and flows over it to become single crystal silicon 13, and from the source / drain region. At a distance, single crystal grains 14 were formed.

【0040】その後、図13(g)に示すように、熱酸
化によりシリコン酸化膜15a及び15bを100nm
形成した。さらに、図13(h)に示すように、シリコ
ン酸化膜15a及び15bを希フッ酸によりエッチング
除去した。
Thereafter, as shown in FIG. 13G, the silicon oxide films 15a and 15b are
Formed. Further, as shown in FIG. 13H, the silicon oxide films 15a and 15b were removed by etching with diluted hydrofluoric acid.

【0041】次に、BF2 を10keVで5×1014
-2イオン注入し、RTAにより800℃、10秒の熱
処理を行い、ソース・ドレインを形成した。続いて、全
面にスパッタ法によってCoを20nm堆積し、さらに
その上にTiNを30nm堆積した。その後、500℃
で30秒熱処理することにより、アモルファスシリコン
とCoとを反応させてCoSi2 11を形成した。続い
て、TiNと未反応のCoを剥離し、700℃で30秒
の熱処理を行った。その結果、図13(i)に示すよう
に、ソース・ドレイン上のみに選択的にCoSi2 11
が存在する構造が形成された。
Next, BF 2 is set to 5 × 10 14 c at 10 keV.
m −2 ions were implanted, and heat treatment was performed at 800 ° C. for 10 seconds by RTA to form a source / drain. Subsequently, 20 nm of Co was deposited on the entire surface by sputtering, and 30 nm of TiN was further deposited thereon. After that, 500 ° C
For 30 seconds, thereby reacting the amorphous silicon with Co to form CoSi 2 11. Subsequently, TiN and unreacted Co were peeled off, and heat treatment was performed at 700 ° C. for 30 seconds. As a result, as shown in FIG. 13I, CoSi 2 11 is selectively formed only on the source / drain.
Was formed.

【0042】以上のようにして作製したトランジスタの
リーク電流特性を調べた結果、先に示した第3の実施形
態と同様、図10に示すような結果が得られた。本実施
形態によれば、ソース・ドレイン領域の開口部の端部に
おけるシリコンの膜厚を厚くすることができるため、ド
ーパントをイオン注入した際に、従来のように局所的に
ドーパント深さが深くなってしまうという現象を回避す
ることができる。
As a result of examining the leak current characteristics of the transistor manufactured as described above, the result shown in FIG. 10 was obtained as in the third embodiment described above. According to the present embodiment, since the thickness of silicon at the end of the opening of the source / drain region can be increased, when the dopant is ion-implanted, the dopant depth is locally increased as in the conventional case. It is possible to avoid the phenomenon of becoming unclear.

【0043】なお、本実施形態ではアモルファスシリコ
ンはアンドープの状態で堆積したが、ボロン等の不純物
ドープアモルファスを堆積してもよい。この場合、その
後のソース・ドレイン形成のためのイオン注入は不要と
なる。
In this embodiment, amorphous silicon is deposited in an undoped state. However, amorphous silicon doped with impurities such as boron may be deposited. In this case, subsequent ion implantation for source / drain formation becomes unnecessary.

【0044】また、本実施形態ではアモルファスシリコ
ン堆積膜の膜厚を30nmとしたが、これより薄くても
よい。しかし、50nmより厚くすると、絶縁膜上の粒
化が起こりにくくなるため、実際的には100nm以下
とすることが好ましい。
In the present embodiment, the thickness of the amorphous silicon deposition film is set to 30 nm, but may be smaller. However, when the thickness is more than 50 nm, the graining on the insulating film is less likely to occur. Therefore, it is practically preferable to set the thickness to 100 nm or less.

【0045】また、本実施形態では、アモルファスシリ
コンの流動/結晶化のための熱処理の後、絶縁膜上に残
留した結晶粒を除去するための酸化を行ったが、このよ
うな結晶粒が絶縁膜上に残らない場合或いは残ったとし
ても素子動作上問題にならない場合には、この工程を省
略してもかまわない。
Further, in this embodiment, after the heat treatment for flowing / crystallizing the amorphous silicon, the oxidation for removing the crystal grains remaining on the insulating film is performed. This step may be omitted if it does not remain on the film or if it does not cause a problem in device operation.

【0046】また、本実施形態では、単結晶シリコンの
選択堆積、アモルファスシリコンの非選択堆積及び結晶
化を同一容器内で行ったが、これらはそれぞれ別に行っ
てもよい。ただし、アモルファスシリコンを結晶化する
際に表面に酸化膜が形成されていると、これが粒化を妨
げるため、結晶化のためのチャンバーに試料を導入する
前に表面の酸化膜を剥離しておく必要がある。
In this embodiment, the selective deposition of single-crystal silicon, the non-selective deposition of amorphous silicon, and the crystallization are performed in the same container. However, these may be performed separately. However, if an oxide film is formed on the surface when crystallizing amorphous silicon, this will hinder graining, so the oxide film on the surface must be peeled off before introducing the sample into the chamber for crystallization. There is a need.

【0047】以上、各実施形態について説明したが、本
発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、そ
の趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可
能である。
Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the invention.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明によれば、開口部に選択的に単結
晶半導体膜を形成することができるとともに、ファセッ
トの形成が抑制されて素子の特性劣化等を防止すること
が可能となる。
According to the present invention, a single-crystal semiconductor film can be selectively formed in an opening, and the formation of a facet can be suppressed to prevent deterioration of device characteristics.

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

【図1】本発明の第3の実施形態に係る製造工程の一部
を示した図。
FIG. 1 is a view showing a part of a manufacturing process according to a third embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第3の実施形態に係る製造工程の一部
を示した図。
FIG. 2 is a view showing a part of a manufacturing process according to a third embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施形態に係る製造工程を示し
た図。
FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施形態においてアモルファス
シリコンの膜厚を変えた場合の状態を示した図。
FIG. 4 is a diagram showing a state when the thickness of amorphous silicon is changed in the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施形態においてアモルファス
シリコンの膜厚を変えた場合の状態を示した図。
FIG. 5 is a diagram showing a state when the thickness of amorphous silicon is changed in the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施形態において開口部の大き
さを変えた場合の状態を示した図。
FIG. 6 is a diagram showing a state in which the size of the opening is changed in the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1の実施形態においてアモルファス
シリコン堆積後の熱処理時間を変えた場合の状態を示し
た図。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which a heat treatment time after deposition of amorphous silicon is changed in the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施形態に係る製造工程を示し
た図。
FIG. 8 is a view showing a manufacturing process according to a second embodiment of the present invention.

【図9】従来技術を用いてトランジスタを作製したとき
の構成を示した図。
FIG. 9 is a diagram illustrating a structure when a transistor is manufactured using a conventional technique.

【図10】本発明の第3の実施形態によって作製された
トランジスタと従来技術を用いて作製されたトランジス
タのリーク電流特性を比較して示した図。
FIG. 10 is a graph showing a comparison between leakage current characteristics of a transistor manufactured according to the third embodiment of the present invention and a transistor manufactured using a conventional technique.

【図11】本発明の第4の実施形態に係る製造工程の一
部を示した図。
FIG. 11 is a view showing a part of a manufacturing process according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第4の実施形態に係る製造工程の一
部を示した図。
FIG. 12 is a view showing a part of a manufacturing process according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第4の実施形態に係る製造工程の一
部を示した図。
FIG. 13 is a view showing a part of a manufacturing process according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリコン基板 2…素子分離絶縁膜 3…ゲート絶縁膜 4…ポリシリコン膜 5…WSi膜 6…シリコン窒化膜 9…アモルファスシリコン膜 10…単結晶シリコン膜 11…CoSi2 膜 12…単結晶シリコン膜 13…単結晶シリコン膜 14…単結晶粒 15a、15b…シリコン酸化膜 21、41、51、61…シリコン基板 22、42、52、62…絶縁膜 23、43、53、63…アモルファスシリコン膜 24、44、54、64…単結晶シリコン膜 65…単結晶粒 66…シリコン酸化膜REFERENCE SIGNS LIST 1 silicon substrate 2 element isolation insulating film 3 gate insulating film 4 polysilicon film 5 WSi film 6 silicon nitride film 9 amorphous silicon film 10 single crystal silicon film 11 CoSi 2 film 12 single crystal silicon Film 13: single-crystal silicon film 14: single-crystal grains 15a, 15b: silicon oxide film 21, 41, 51, 61: silicon substrate 22, 42, 52, 62: insulating film 23, 43, 53, 63: amorphous silicon film 24, 44, 54, 64 single crystal silicon film 65 single crystal grain 66 silicon oxide film

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも上面に絶縁膜が形成された領
域及びこの領域に囲まれ底部に半導体基板が露出した開
口部を形成する工程と、前記絶縁膜上及び前記開口部に
非晶質半導体膜を形成する工程と、熱処理により前記絶
縁膜上の非晶質半導体膜を構成する半導体材料を前記開
口部に流動させるとともに前記非晶質半導体膜を構成す
る半導体材料を結晶化する工程とを有することを特徴と
する半導体装置の製造方法。
A step of forming at least a region in which an insulating film is formed on an upper surface and an opening which is surrounded by the region and has a semiconductor substrate exposed at a bottom portion; and an amorphous semiconductor film formed on the insulating film and on the opening. And flowing the semiconductor material forming the amorphous semiconductor film over the insulating film to the opening by heat treatment and crystallizing the semiconductor material forming the amorphous semiconductor film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項2】 前記少なくとも上面に絶縁膜が形成され
た領域及びこの領域に囲まれ底部に半導体基板が露出し
た開口部を形成する工程の後、前記開口部の底部に露出
した半導体基板の表面に単結晶半導体膜を形成する工程
をさらに有し、その後、前記絶縁膜上及び前記単結晶半
導体膜が形成された開口部に非晶質半導体膜を形成する
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 surface of the semiconductor substrate exposed at the bottom of the opening after the step of forming the region where the insulating film is formed on at least the upper surface and the opening where the semiconductor substrate is exposed at the bottom surrounded by the region. 2. The method according to claim 1, further comprising the step of: forming a single-crystal semiconductor film on the insulating film and forming an amorphous semiconductor film on the insulating film and in the opening where the single-crystal semiconductor film is formed. The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項3】 前記熱処理工程の後、この熱処理工程で
前記開口部に流動せずに前記絶縁膜上に残置した半導体
材料の少なくとも一部を酸化する工程と、この少なくと
も一部が酸化された半導体材料を除去する工程とをさら
に有することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導
体装置の製造方法。
3. A step of oxidizing at least a part of the semiconductor material remaining on the insulating film without flowing into the opening in the heat treatment step after the heat treatment step, and oxidizing at least a part of the semiconductor material. 3. The method according to claim 1, further comprising the step of removing a semiconductor material.
【請求項4】 前記非晶質半導体膜を形成する工程の
後、該非晶質半導体膜が形成された試料を大気に晒さず
に前記熱処理工程を行うことを特徴とする請求項1又は
2に記載の半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein after the step of forming the amorphous semiconductor film, the heat treatment step is performed without exposing the sample on which the amorphous semiconductor film is formed to the atmosphere. The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項5】 素子分離絶縁膜と、ゲート絶縁膜、ゲー
ト電極及び少なくともゲート電極上に形成された絶縁膜
からなるゲート構造と、前記素子分離絶縁膜及び前記ゲ
ート構造に囲まれ底部に半導体基板が露出した開口部と
を形成する工程と、前記素子分離絶縁膜上、前記ゲート
構造上及び前記開口部に非晶質半導体膜を形成する工程
と、熱処理により前記素子分離絶縁膜上及び前記ゲート
構造上の非晶質半導体膜を構成する半導体材料を前記開
口部に流動させるとともに前記非晶質半導体膜を構成す
る半導体材料を結晶化する工程と、この熱処理工程で前
記開口部に流動せずに前記素子分離絶縁膜上及び前記ゲ
ート構造上に残置した半導体材料の少なくとも一部を酸
化する工程と、この少なくとも一部が酸化された半導体
材料を除去する工程とを有することを特徴とする半導体
装置の製造方法。
5. An element isolation insulating film, a gate structure comprising a gate insulating film, a gate electrode, and at least an insulating film formed on the gate electrode; and a semiconductor substrate at a bottom surrounded by the element isolation insulating film and the gate structure. Forming an opening having an exposed portion, a step of forming an amorphous semiconductor film on the element isolation insulating film, on the gate structure and in the opening, and heat treatment on the element isolation insulating film and the gate. A step of causing a semiconductor material forming the amorphous semiconductor film to flow into the opening while crystallizing the semiconductor material forming the amorphous semiconductor film; and Oxidizing at least a portion of the semiconductor material remaining on the element isolation insulating film and the gate structure, and removing the oxidized semiconductor material at least partially. And a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項6】 前記素子分離絶縁膜、ゲート構造及び開
口部を形成する工程の後、前記開口部の底部に露出した
半導体基板の表面に単結晶半導体膜を形成する工程をさ
らに有し、その後、前記素子分離絶縁膜上、前記ゲート
構造上及び前記開口部に非晶質半導体膜を形成すること
を特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
6. After the step of forming the element isolation insulating film, the gate structure and the opening, the method further comprises the step of forming a single crystal semiconductor film on the surface of the semiconductor substrate exposed at the bottom of the opening, 6. The method according to claim 5, wherein an amorphous semiconductor film is formed on the element isolation insulating film, the gate structure, and the opening.
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