JPS60224271A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPS60224271A
JPS60224271A JP59079493A JP7949384A JPS60224271A JP S60224271 A JPS60224271 A JP S60224271A JP 59079493 A JP59079493 A JP 59079493A JP 7949384 A JP7949384 A JP 7949384A JP S60224271 A JPS60224271 A JP S60224271A
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JP
Japan
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oxide film
indium
semiconductor device
gallium
gate
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JP59079493A
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Japanese (ja)
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Hitoshi Abiko
安彦 仁
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Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
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Abstract

PURPOSE:To implement the junction depth of 0.1mum or less of a source and drain junction even for a P-channel MIS type FET, by forming at least a part of a source and drain region by the ion implantation of indium or potassium. CONSTITUTION:A thick oxide film 102 for isolating elements is grown on the surface of a semiconductor substrate 101 by a selective oxidation method. After a gate insulating film 103 is grown, a polycrystal silicon layer 104 is grown on the insulating film 103 in a overlapped manner. Then a photoresist film 105 is applied and gate patterning is performed. With the photoresist as a mask, the polycrystal silicon layer 104 and the oxide film 103 are etched in this order, and a gate 10 is formed. With the gate 106 as a mask, indium ions are implanted, and an indium implanted layer 107 is formed. Then light of a halogen lamp, whose output results in the substrate temperature of about 1,000 deg.C, is projected, and the indium implanted layer is made active.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は半導体装置及びその製造方法に関し。[Detailed description of the invention] (Technical field) The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same.

特にPチャンネルMIS型FE’l’を有する半導体装
置及びその製造方法に関する。
In particular, the present invention relates to a semiconductor device having a P-channel MIS type FE'l' and a method for manufacturing the same.

(従来技術) 近年、半導体集積回路の高密度集積化に伴って。(Conventional technology) In recent years, with the increase in the density of semiconductor integrated circuits.

MIS型FB’l’を縮小するに当υ、バンチスルー電
流低減のため、ソース・ドレイン不純物層の接合を浅く
する必要性が太きくなってきた。 、従来nチャンネル
MIS型FITにおいては。
As the MIS type FB'l' is reduced in size, it becomes necessary to make the junction between the source and drain impurity layers shallower in order to reduce the bunch-through current. , in the conventional n-channel MIS type FIT.

ヒ素あるいはリン等のシリコン結晶中での飛程が小さい
元素をイオン注入することによシ浅い不純物層を実現し
てきた。
Shallow impurity layers have been realized by ion-implanting elements such as arsenic or phosphorus, which have a small range in silicon crystals.

しかし%pチャンネルMI81JFBTにおい1は、従
来注入不純物とし℃ホウ素を用いてきたため、ホウ素の
シリコン結晶中での飛程が大きいことによシ、浅いソー
ス嗜ドレイン不純物領域を実現することは困難でありた
。またMIa型FBTにおいて実用上必要な濃度でホウ
素イオン注入層を実現した場合の接合の深さは0,2μ
m程度が限界であると昭和58年秋季第44回応物学会
予稿集、P407講演28a、−M−10に報告されて
いる。
However, in the p-channel MI81JFBT, boron has traditionally been used as the implanted impurity, and it is difficult to realize a shallow source-drain impurity region due to the large range of boron in the silicon crystal. Ta. Furthermore, in the case of realizing a boron ion implantation layer with a practically necessary concentration in an MIa type FBT, the junction depth is 0.2μ.
It is reported in the Proceedings of the 44th Autumn 1982 Society of Applied Physics Society, P407 Lecture 28a, -M-10 that the limit is approximately m.

従ってpチャンネルMI8WFETを製造するにあたシ
、ソース・ドレインをホウ素イオン注入で実施していて
は、接合深さを0,1μTrL以下にすることは非常に
困難であシ、半導体集積回路の集積度を上げるうえで大
きな障害となる。
Therefore, when manufacturing a p-channel MI8WFET, if the source and drain are implanted with boron ions, it is very difficult to reduce the junction depth to 0.1 μTrL or less, and it is difficult to reduce the junction depth to 0.1μTrL or less. This is a major obstacle to raising the bar.

(発明の効果) 本発明の目的は、上記した欠点を除去し、pチャンネル
MISmFETでもソース・ドレインの接合深さ0.1
μm以下を実現し、よシ高密度集積化された半導体装置
を提供することにある。
(Effects of the Invention) An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to reduce the junction depth of the source and drain to 0.1 even in p-channel MISmFET.
The object of the present invention is to provide a highly densely integrated semiconductor device that realizes micrometers or less.

(発明の構成) 本発明の第1の発明の半導体装置は、n型シリコン基板
の一生面にpチャンネルMIS型FITの形成された半
導体装置において、前記FETのソース・ドレイン領域
の少なくとも一部がインジウム(又はガリウム)のイオ
ン注入により形成された領域であることによシ構成され
る。
(Structure of the Invention) A semiconductor device according to a first aspect of the present invention is a semiconductor device in which a p-channel MIS type FIT is formed on the whole surface of an n-type silicon substrate, in which at least a part of the source/drain region of the FET is formed. The region is formed by implanting indium (or gallium) ions.

本発明の第2の発明の半導体装置は、n型シリコン基板
の一生面にpチャンネルMISJFE’l’の形成され
た半導体装置において、前記FETがソース中ドレイン
領域の少なくとも一部がインジウム(又はガリウム)の
イオン注入によ多形成された領域と、前記PBTのゲー
ト直下のチャンネル側端から離れ、前記インジウム(又
はガリウム)のイオン注入によ多形成されたソース・ド
レイン領域に接して形成されたホウ素イオン注入層とを
含んで構成される。
A semiconductor device according to a second aspect of the present invention is a semiconductor device in which a p-channel MISJFE'l' is formed on the whole surface of an n-type silicon substrate, in which at least a part of the source and drain regions of the FET is made of indium (or gallium). ) formed by ion implantation, and a source/drain region formed by ion implantation of indium (or gallium), away from the channel side end directly under the gate of the PBT, and in contact with the source/drain region formed by ion implantation of indium (or gallium). The structure includes a boron ion-implanted layer.

本発明の第3の発明の半導体装置は%n型シリコン基板
の一生面にpチャンネルMIS型FE’l’の形成され
た半導体装置において、前記FETがソース・ドレイン
領域の少なくとも一部がインジウム(又はガリウム)の
イオン注入にょ多形成された領域と、該インジウム(又
はガリウム)のイオン注入により形成されたソース・ド
レイン領域の表面の少なくとも一部に前記FB’l’の
チャンネル側端と離して形成されたシリサイド層とを含
んで構成される。
A semiconductor device according to a third aspect of the present invention is a semiconductor device in which a p-channel MIS type FE'l' is formed on the entire surface of an n-type silicon substrate, in which the FET has at least a part of its source/drain region made of indium ( At least part of the surface of the source/drain region formed by ion implantation of indium (or gallium) and the source/drain region formed by ion implantation of indium (or gallium) is spaced apart from the channel side end of the FB'l'. and a silicide layer formed.

本発明の第4の発明の半導体装置の製造方法は、n型シ
リコン基板の一生面にpチャンネルMIS型FETの形
成された半導体装置の製造方法において、n型半導体基
板の表面に素子分離用の酸化膜、ゲート酸化膜、ゲート
多結晶シリコンを形成する工程と、インジウム(又はガ
リウム)をイオン注入しインジウム(又杜ガリウム)の
注入層を形成する工程と、基板温度900℃〜1200
℃で1分間以内の短時間熱処理を行なう工程とを含んで
構成される。
A method for manufacturing a semiconductor device according to a fourth aspect of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device in which a p-channel MIS type FET is formed on the entire surface of an n-type silicon substrate. A process of forming an oxide film, a gate oxide film, and a gate polycrystalline silicon, a process of ion-implanting indium (or gallium) to form an indium (or gallium) injection layer, and a substrate temperature of 900°C to 1200°C.
The method includes a step of performing a short heat treatment at a temperature of 1 minute or less.

本発明の第5の発明の半導体装置の製造方法は。A method for manufacturing a semiconductor device according to a fifth aspect of the present invention.

n型シリコン基板の一生面KpチャンネルMIS型FB
’l’の形成された半導体装置の製造方法において、n
型半導体基板の表面に素子分離用の酸化膜、ゲート酸化
膜、ゲート多結晶シリコンを形成する工程と、インジウ
ム(又はガリウム)をイオン注入しインジウノ・(又は
ガリウム)の注入層を形成する工程と、基板温度900
℃〜1200℃で1分間り内の短時間の熱処理を行う工
程と、引一λ板温夏750℃〜900℃で1分間以上の
熱処理を行う工程とを含んで構成される。
Full-face Kp channel MIS type FB of n-type silicon substrate
In a method of manufacturing a semiconductor device in which 'l' is formed, n
A step of forming an oxide film for element isolation, a gate oxide film, and a gate polycrystalline silicon on the surface of a type semiconductor substrate, and a step of ion-implanting indium (or gallium) to form an indium (or gallium) implantation layer. , substrate temperature 900
The process includes a step of performing heat treatment for a short time within 1 minute at a temperature of 1200°C to 1200°C, and a step of performing heat treatment for 1 minute or more at a temperature of 750°C to 900°C.

本発明の第6の発明の半導体装置の製造方法は。A method for manufacturing a semiconductor device according to a sixth aspect of the present invention.

n 型シリコン基板の一生面にpチャンネルMIa型F
F’l’の形成された半導体装置の製造方法において、
n型半導体基板の表面に素子分離用の酸化膜、ゲート酸
化膜、ゲート多結晶シリコンを形成する工程と、インジ
ウム(又はガリウム)をイオン注入しインジウム(又は
ガリウム)の注入層を形成する工程と、全面にCVD酸
化膜を被着する工程と、異方性エツチングによIcVD
酸化膜をエツチングしゲート電極の側面にのみCVD酸
化膜を残す工程と、ホウ素をイオン注入しゲート側壁か
ら酸化膜の厚さだけ離れた位置にホウ素イオン注入層を
形成する工程と、熱処理する工程とを含んで構成される
P channel MIa type F on the whole surface of n type silicon substrate
In a method of manufacturing a semiconductor device in which F'l' is formed,
A step of forming an oxide film for element isolation, a gate oxide film, and a gate polycrystalline silicon on the surface of an n-type semiconductor substrate, and a step of ion-implanting indium (or gallium) to form an indium (or gallium) implantation layer. , a step of depositing a CVD oxide film on the entire surface, and anisotropic etching.
A process of etching the oxide film and leaving the CVD oxide film only on the side surfaces of the gate electrode, a process of implanting boron ions to form a boron ion implantation layer at a distance of the thickness of the oxide film from the gate sidewalls, and a heat treatment process. It consists of:

本発明の第7の発明の半導体装置の製造方法は。A method for manufacturing a semiconductor device according to a seventh aspect of the present invention.

n型シリコン基板の一生面にPチャンネルMI8fJI
FB’fの形成され九半導体装置の製造方法において%
 nm半導体基板の表面に素子分離用の酸化膜、ゲート
酸化膜、ゲート多結晶シリコンを形成する工程と、イン
ジウム(又はガリウム)をイオン注入しインジウム(又
はガリウム)の注入層を形成する工程と、全面にCVD
酸化膜を被着する工程と、異方性エツチングによIcV
D酸化膜をエツチングしゲート電極の側面にのみCVD
酸化膜を残す工程と、全面にシリサイドを形成する高融
点金属層を被着する工程と、熱処理しイオン注入層のア
ニール及びシリコン上の高融点金属をシリサイド化する
工程と、シリサイド化しない高融点金属を除去する工程
とを含んで構成される。
P-channel MI8fJI on the entire surface of the n-type silicon substrate
FB'f is formed in 9% in semiconductor device manufacturing method.
a step of forming an oxide film for element isolation, a gate oxide film, and a gate polycrystalline silicon on the surface of a nm semiconductor substrate; a step of ion-implanting indium (or gallium) to form an indium (or gallium) implantation layer; CVD all over
IcV by the process of depositing an oxide film and anisotropic etching
Etch the D oxide film and apply CVD only to the sides of the gate electrode.
A process of leaving an oxide film, a process of depositing a high melting point metal layer that forms silicide on the entire surface, a process of heat treatment to anneal the ion implantation layer and siliciding the high melting point metal on silicon, and a process of high melting point metal layer that does not become silicide. The method includes a step of removing metal.

(発明の原理と作用) 前記インジウムおよびガリウムはシリコン結晶中での飛
程がヒ素と同程度か、あるいはそれ以下であシ、更に熱
拡散係数が小さいため、0.1μm以下の接合を容易に
実現することができる。しかしインジウムおよびガリウ
ムのシリコン結晶中での固溶度はそれぞれ3×1が・c
IIL−3および3×101・0fK−”トホウ素のそ
れに比べ2桁程度低い値となっている。そのため、本発
明による素子を集積回路に用いる場合回路設計上の制約
からソース・ドレインの層抵抗を更に低くしなければな
らない時は必要部分にホウ素を高濃度イオン注入するか
、ソース・ドレイン上にシリサイド層を形成することに
よシ層抵抗を減小させることができる。ただし前記高濃
度ホウ素イオン注入層あるいはシリサイド層は平面上ゲ
ートとの間に隙間を設けることによシ、ソース・ドレイ
ンの不純物層を浅くすることKよシパンチスルー電流低
減化という効果をそこなわないようにしなければならな
い。
(Principle and operation of the invention) The range of indium and gallium in silicon crystal is the same as or less than that of arsenic, and furthermore, since the thermal diffusion coefficient is small, bonding of 0.1 μm or less can be easily formed. It can be realized. However, the solid solubility of indium and gallium in silicon crystal is 3×1, respectively.c
The value is about two orders of magnitude lower than that of IIL-3 and 3×101·0fK-” boron. Therefore, when using the device according to the present invention in an integrated circuit, the layer resistance of the source and drain is limited due to circuit design constraints. If it is necessary to lower the resistance even further, the layer resistance can be reduced by implanting high-concentration boron ions into the necessary areas or by forming a silicide layer on the source/drain.However, if the high-concentration boron The ion-implanted layer or silicide layer should be provided with a gap between it and the gate on the plane, and the impurity layer of the source and drain should be made shallow so as not to impair the effect of reducing the punch-through current. No.

また、インジウムおよびガリウムのシリコン結晶中での
拡散係数はホウ素よシ小さいが、ヒ素に比べると2〜3
倍大きい。従ってイオン注入層の活性化は1分間以下の
短時間で行なわなければならない。そのためにはハロゲ
ンランプ光、キセノンランプ光、レーザ光の照射、およ
び熱輻射によシ行うことによシ目的が達成できる。
In addition, the diffusion coefficients of indium and gallium in silicon crystal are smaller than boron, but compared to arsenic, they are 2 to 3
twice as big. Therefore, activation of the ion-implanted layer must be performed in a short time of one minute or less. This purpose can be achieved by irradiation with halogen lamp light, xenon lamp light, laser light, and thermal radiation.

また前記短時間高温熱処理では熱処理の時間。In addition, in the short time high temperature heat treatment, the heat treatment time.

温度によりてはpn接合リーク電流が増大する。The pn junction leakage current increases depending on the temperature.

従ってかかる場合は基板温度750℃〜900℃で1分
間以・上の熱処理をすることによシ実用上問題にならな
い程度まで前記リーク電流を減少させることができる。
Therefore, in such a case, the leakage current can be reduced to a level that does not pose a practical problem by performing heat treatment at a substrate temperature of 750 DEG C. to 900 DEG C. for 1 minute or more.

またこの750℃〜900℃の熱処理によシ注入不純物
は再拡散することはない。
Moreover, the implanted impurities are not re-diffused by this heat treatment at 750° C. to 900° C.

(実施例) 以下、本発明の実施例について1図面を参照して説明す
る。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to one drawing.

第1図(a)〜(C)は本発明の第1の実施例並びにそ
の製造方法を説明するために工程順に示した断面図であ
る。
FIGS. 1(a) to 1(C) are cross-sectional views shown in the order of steps to explain the first embodiment of the present invention and its manufacturing method.

先ず、第1図(a)に示すように、半導体基板101の
表面に素子分離用の厚い酸化膜102を選択酸化法によ
シ数千A盛長させる。
First, as shown in FIG. 1(a), a thick oxide film 102 for element isolation is grown on the surface of a semiconductor substrate 101 to a thickness of several thousand angstroms by selective oxidation.

次に、第1図(b)に示すように、ゲート絶縁膜103
を数百大成長した後、その上に重ねて多結晶シリコン1
04を数千λ成長させる。次いでホトレジスト105を
塗布し、ゲートパターニングするつ 次に、第1図(C)に示すように、ホトレジストをマス
クとして多結晶シリコン104、酸化膜103の順に工
、チングし、ゲート106を形成する。
Next, as shown in FIG. 1(b), the gate insulating film 103
After growing hundreds of large crystals, polycrystalline silicon 1 is layered on top of it.
04 to several thousand λ. Next, a photoresist 105 is applied and gate patterned. Then, as shown in FIG. 1C, the polycrystalline silicon 104 and the oxide film 103 are etched in this order using the photoresist as a mask to form a gate 106.

次に、ゲート106をマスクとしてインジウムを30 
KeVで濃度分布のピークが10”cIc” 程度にな
るようイオン注入し、インジウム注入層107を形成す
る。またインジウムの替わシにガリウムを用いても同様
な効果が得られるガリウム注入層が得られる。
Next, using the gate 106 as a mask, apply 30% indium.
Ions are implanted at KeV so that the peak of the concentration distribution is about 10"cIc" to form an indium implanted layer 107. Further, even if gallium is used instead of indium, a gallium-implanted layer with similar effects can be obtained.

次に、基板温度が1000℃程度になるような出力のハ
ロゲンランプ光を10秒程度照射し、インジウム注入層
を活性化する。
Next, the indium implanted layer is activated by irradiating the substrate with halogen lamp light having an output such that the substrate temperature reaches about 1000° C. for about 10 seconds.

以上によfiFB’l’のソース慟ドレイン領域の少な
くとも一部がインジウム(又はガリウム)のイオン注入
によ多形成された領域107を有した半導体装置が得ら
れる。
As described above, a semiconductor device is obtained in which at least a part of the source/drain region of fiFB'l' has a region 107 formed by indium (or gallium) ion implantation.

更に、以上得られた半導体装置を基板温度800℃で3
0分程度炉で熱処理することにより、ソースeドレイン
でのpn接合リーク電流をより小さくすることができ、
素子の鑞気的特性を更に向上させることが出来る。なお
活性化のための熱処理は製造技術上より900℃〜12
00’C,で笑施でき、また特性改善のための熱処理は
前記したように750°C〜900℃で実施することが
できる。
Furthermore, the semiconductor device obtained above was heated at a substrate temperature of 800°C for 3
By heat-treating in a furnace for about 0 minutes, the pn junction leakage current at the source e-drain can be further reduced.
The mechanical properties of the element can be further improved. Note that the heat treatment for activation is 900℃~12℃ due to manufacturing technology.
The heat treatment for improving characteristics can be carried out at 750°C to 900°C as described above.

蕗2図(a)〜(d)は本発明の第2の実施例並びにそ
の製造方法を説明するために工程順に示した断面図であ
る。
Figures 2 (a) to (d) are cross-sectional views shown in order of steps to explain the second embodiment of the present invention and its manufacturing method.

先ず、第2図(a)に示すようにリン濃度10I4cR
s程度のn型シリコン基板201に素子分離用の酸 −
化膜202を選択酸化法によシ数千A成長す机次いでゲ
ート絶縁膜として熱酸化膜20Bを数百大成長し、全面
に多結晶シリコンを成長した後。
First, as shown in Figure 2(a), the phosphorus concentration is 10I4cR.
Acid for element isolation is applied to the n-type silicon substrate 201 of about s -
The thermal oxide film 202 is grown by a selective oxidation method to several thousand thick, and then a thermal oxide film 20B is grown to several hundred thick as a gate insulating film, and polycrystalline silicon is grown on the entire surface.

ホトリソグラフィーによってゲートバターニングし、多
結晶シリコンおよびゲート酸化膜を工、チングしてゲー
ト204を形成する。次いで全一にインジウムを30 
KeV、濃度分布のビーク10”m−”程度イオン注入
し、インジウム注入層205を形成する。この時注入イ
オンとしてインジウムの替わシにガリウムを用いても同
様な効果が得られるガリウム注入層が得られる。
A gate 204 is formed by patterning the gate by photolithography and etching the polycrystalline silicon and gate oxide film. Next, add 30 indium to all
The indium implanted layer 205 is formed by implanting KeV ions to a concentration distribution peak of about 10"m-". At this time, even if gallium is used instead of indium as the implanted ions, a gallium implanted layer with similar effects can be obtained.

次に、郵2図(b)に示すように、全面に例えば低圧C
VD法によシ酸化膜206を数千A成長する。
Next, as shown in Figure 2(b), for example, low voltage C is applied to the entire surface.
A silicon oxide film 206 is grown to a thickness of several thousand amps by the VD method.

次に、第2図(C)に示すように、異方性エツチングに
よりて酸化膜206をエツチングし、ゲート204の側
面にのみ酸化膜206を残す。
Next, as shown in FIG. 2C, the oxide film 206 is etched by anisotropic etching, leaving the oxide film 206 only on the side surfaces of the gate 204.

次に、第2図(d)に示すように、全面にホウ素を30
 Key、表面濃度10 ”CF”程度イオン注入する
。然るときはゲート側面から酸化膜206の厚さだけ離
れたホウ素イオン注入層207が形成される。
Next, as shown in Figure 2(d), 30% boron was applied to the entire surface.
Key, ions are implanted to a surface concentration of about 10 CF. In this case, a boron ion implantation layer 207 is formed at a distance equal to the thickness of the oxide film 206 from the side surface of the gate.

次に、ハロゲンランプ光を照射し、基板温度1000℃
10秒程度アニー程度ると、本実、怖例の半導体装置が
得られる。
Next, halogen lamp light is irradiated to raise the substrate temperature to 1000°C.
After about 10 seconds of annealing, a real or terrible semiconductor device can be obtained.

本実施例の半導体装置に含まれるPETはソース・ドレ
イン領域の少なくとも一部がインジウム(又はガリウム
)のイオン注入によ膜形成された不純物領域205と、
ゲート直下のチャンネル側端から離れ、前記インジウム
(又はガリウム)のイオン注入によ膜形成されたソース
・ドレイン205に接して形成されたホウ素イオン注入
層1207を含んで形成されている。本実施例によれさ
れているので0.1μm以下の浅い接合を容易に実現す
ることができる。また従来のホウ素により形成したソー
ス・ドレインに比し層抵抗の高いのに対処して高濃度ホ
ウ素による層207が形成されているので層抵抗を低く
することができるという効果が得られる。またこの構造
は自己整合的に形成できるという特長もある。
In the PET included in the semiconductor device of this embodiment, at least a part of the source/drain region has an impurity region 205 formed by ion implantation of indium (or gallium).
It is formed to include a boron ion-implanted layer 1207 formed away from the channel side end immediately below the gate and in contact with the source/drain 205 formed by the indium (or gallium) ion implantation. Since this embodiment is curved, a shallow junction of 0.1 μm or less can be easily realized. In addition, since the layer 207 is formed of highly concentrated boron to cope with the fact that the layer resistance is higher than that of conventional sources and drains formed of boron, the layer resistance can be lowered. Another advantage of this structure is that it can be formed in a self-aligned manner.

第3図(a)、 (b)は本発明の第3の実施例並びK
その製造方法を説明するために工程順に示した断面図で
ある。
FIGS. 3(a) and 3(b) show a third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view shown in order of steps to explain the manufacturing method thereof.

先ず、第3図(a)に示すように、第2図(場〜(C)
に示したと同様欧工程によシ、インジウム(又はガリウ
ム)を注入したソース・ドレイン不純物層305および
サイドウオール306を形成する。
First, as shown in FIG. 3(a),
Source/drain impurity layers 305 and sidewalls 306 in which indium (or gallium) is implanted are formed using the same European process as shown in FIG.

次に、全面にモリブデン308を数百人成長する。Next, several hundred molybdenum 308 molecules are grown on the entire surface.

次に、第3図(b)に示すように、ハロゲンランプ光を
基板温度が100℃程度になる出力で10秒程度照射し
、インジウム(又はガリウム)を注入した不純物層30
5の熱処理を行なうと同時にシリサイド層307を形成
する。この時サイドウオール306に付着しているモリ
ブデン308はシリサイド化しないので、そリブデン3
08のみを選択的にエツチング除去すると本実施例の半
導体装置が得られる。
Next, as shown in FIG. 3(b), the impurity layer 30 in which indium (or gallium) was implanted was irradiated with halogen lamp light for about 10 seconds at an output that brought the substrate temperature to about 100°C.
At the same time as performing the heat treatment in step 5, a silicide layer 307 is formed. At this time, the molybdenum 308 attached to the sidewall 306 does not become silicide, so the molybdenum 308
If only 08 is selectively removed by etching, the semiconductor device of this example is obtained.

更に、この後基板温度800℃で時間30分程度炉アニ
ールすることによシ、ソース・ドレインでのpn接合リ
ーク電流をよ如小さくする仁とができ、素子の電気特性
を向上することができる。
Furthermore, by performing furnace annealing at a substrate temperature of 800° C. for about 30 minutes, it is possible to significantly reduce the pn junction leakage current at the source and drain, thereby improving the electrical characteristics of the device. .

本実施例により得られた半導体装置に含まれるFBfl
l−J、ソースφドレイン領域の少なくと4一部がイン
ジウム(又はガリウム)のイオン注入によ膜形成された
不純物層305と該領域305の表面の少なくとも一部
にF]3Tのチャンネル側端と離して形成されたシリサ
イド層307によ膜形成されている。従って第2の実施
例と同様に浅い接合のソース・ドレイン領域を容易に形
成できると共に、やや高い層抵抗はソース・ドレイン領
域の表面の一部に形成したシリサイド化によシ低下させ
ることが可能になり九。
FBfl contained in the semiconductor device obtained in this example
l-J, source φ At least 4 portions of the drain region include an impurity layer 305 formed by ion implantation of indium (or gallium), and at least a portion of the surface of the region 305 has an impurity layer 305 on the channel side end of F]3T. The film is formed by a silicide layer 307 formed separately from the silicide layer 307. Therefore, as in the second embodiment, shallow junction source/drain regions can be easily formed, and the somewhat high layer resistance can be lowered by forming silicide on a part of the surface of the source/drain regions. Nari nine.

なお、本実施例ではシリサイド層を形成する高融点金属
としてモリブデンを用いたが、白金、タングステン等信
の高融点金属を用いても同様効果が得られる。
Although molybdenum was used as the high melting point metal for forming the silicide layer in this embodiment, the same effect can be obtained by using a high melting point metal such as platinum or tungsten.

また、第1乃至第3の実施例では基板温に900”l上
、1分以内の熱処理には、すべてハロゲンランプ光の照
射によシ行なったが、キセノンランプ光、レーザー光照
射、電子ビームアニール、熱輻射等信の短時間熱処理法
を用いても同様実施することができる。
In addition, in the first to third embodiments, the heat treatment for 1 minute or less at 900"L above the substrate temperature was performed by irradiation with halogen lamp light, but xenon lamp light, laser light irradiation, electron beam irradiation, The same process can be carried out using a short-time heat treatment method such as annealing or thermal radiation.

(発明の効果) 以上説明したとおシ1本発明によれは、ソース・ドレイ
ン不純物層を特性を落とすことなく浅くすることがでt
l、これKよシ半導体集積回路の集積度を大幅に向上す
ることができるようになりた。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the source/drain impurity layer can be made shallow without degrading the characteristics.
It has become possible to significantly improve the degree of integration of semiconductor integrated circuits.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)〜(C)、第2図(a) 〜(d)、第3
図(al、 (b)は何れも本発明の実施例およびその
製造方法を説明するために工程順に示した断面図である
。 101.201・・・・・シリコン基板、102.10
3゜202、203.206.306・・・・・・酸化
膜、104.106゜204・・・・・・多結晶シリコ
ン、105・・・・・・ホトレジスト、 107.20
5.207.305・・・・・・不純物層。 307・・・・・・クリサイド層% 308・・・・・
・モリブデン。 Aクリ lθり Kr 固 jg図 2Iり gr 図 篤、5図
Figure 1 (a) to (C), Figure 2 (a) to (d), Figure 3
Figures (al and b) are sectional views shown in order of steps to explain the embodiment of the present invention and its manufacturing method. 101.201...Silicon substrate, 102.10
3゜202, 203.206.306...Oxide film, 104.106゜204...Polycrystalline silicon, 105...Photoresist, 107.20
5.207.305... Impurity layer. 307...Cryside layer% 308...
·molybdenum. A kri lθri Kr hard jg figure 2Iri gr fig.5

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)n型シリコン基板の一生面にpチャンネルMIS
型FE’l’の形成された半導体装置において、前記I
i’ lCTのソース嘩ドレイン領域の少なくとも一部
がインジウム(又はガリウム)のイオン注入によ多形成
された領域であることを弔:徽とする半導体装置。
(1) P-channel MIS on the whole surface of the n-type silicon substrate
In the semiconductor device in which the type FE'l' is formed, the I
i' A semiconductor device characterized in that at least a part of the source/drain region of the ICT is a region formed by indium (or gallium) ion implantation.
(2) n型シリコン基板の一生面にpチャンネルMI
8型F 13 Tの形成された半導体装置において、前
記FETがソース・ドレイン領域の少なくとも一部がイ
ンジウム(又はガリウム)のイオン注入により形成され
た領域と、前記PETのゲート直下のチャンネル側端か
ら離れ、前記インジウム(又はガリウム)のイオン注入
によ多形成されたソース・ドレイ/領域に接して形成さ
れたホウ素イオン注入層とを含むことを特徴とする半導
体装置。
(2) P-channel MI on the entire surface of the n-type silicon substrate
In the semiconductor device in which an 8-type F 13 T is formed, the FET has at least a part of the source/drain region formed by indium (or gallium) ion implantation, and a channel side end directly under the gate of the PET. A semiconductor device comprising: a boron ion-implanted layer formed separately from the source/drain/region formed by indium (or gallium) ion implantation.
(3)n型シリコン基板の一生面にpチャ/ネルMMI
8!!!!FBTの形成された半導体装置におい【、前
記FETがソース・ドレイン領域の少なくとも一部がイ
ンジウム(又はギリウム)のイオン注入により形成され
た領域と、該インジウム(又はガリウム)のイオン注入
によ多形成されたソース・ドレイン領域の表面の少なく
とも一部に前記FE’l’のチャンネル側端と離して形
成されたシリサイド層とを含むことを特徴とする半導体
装置。
(3) P-channel/channel MMI on the entire surface of the n-type silicon substrate
8! ! ! ! In a semiconductor device in which an FBT is formed, the FET has a region in which at least a part of the source/drain region is formed by ion implantation of indium (or gallium), and a region formed by ion implantation of the indium (or gallium). A semiconductor device comprising a silicide layer formed on at least a part of the surface of the source/drain region separated from the channel side end of the FE'l'.
(4) n型シリコン基板の一生面にpチャンネルMI
811FETの形成された半導体装置の製造方法におい
て、n型半導体基板の表面に素子分離用の酸化膜、ゲー
ト酸化膜、ゲート多結晶シリコンを形成する工程と、イ
ンジウム(又はガリウム)をイオン注入しインジウム(
又はガリウム)の注入層を形成する工程と、基板温度9
00℃〜1200℃ で1分間以内の短時間熱処理を行
なう工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
(4) P-channel MI on the entire surface of the n-type silicon substrate
A method for manufacturing a semiconductor device in which an 811FET is formed includes a step of forming an oxide film for element isolation, a gate oxide film, and a gate polycrystalline silicon on the surface of an n-type semiconductor substrate, and a step of ion-implanting indium (or gallium) to remove indium. (
or gallium) and the substrate temperature 9.
1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of performing short-time heat treatment at 00° C. to 1200° C. for less than 1 minute.
(5)n型シリコン基板の一生面にpチャンネルMIS
型FE’l’の形成された半導体装置の製造方法におい
て、n型半導体基板の表面に素子分離用の酸化膜、ゲー
ト酸化膜、ゲート多結晶シリコンを形成する工程と、イ
ンジウム(又はガリウム)をイオン注入しインジウム(
又はガリウム)の注入層を形成する工程と、基板温度9
00℃〜1200℃ で1分間以内の短時間の熱処理を
行う工程と、引続き基板温度750℃〜900℃で1分
間以上の熱処理を行う工程とを含むことを特徴とする半
導体装置の製造方法。
(5) P-channel MIS on the entire surface of the n-type silicon substrate
A method for manufacturing a semiconductor device in which type FE'l' is formed includes a step of forming an oxide film for element isolation, a gate oxide film, and gate polycrystalline silicon on the surface of an n-type semiconductor substrate, and a step of forming an oxide film for element isolation, a gate oxide film, and gate polycrystalline silicon on the surface of an n-type semiconductor substrate, and Ion implanted indium (
or gallium) and the substrate temperature 9.
1. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of performing short-time heat treatment at 00° C. to 1200° C. for one minute or less, and subsequently performing heat treatment at a substrate temperature of 750° C. to 900° C. for one minute or more.
(6)n型シリコン基板の一生面にpチャンネルMIS
型FETの形成された半導体装置の製造方法において、
n型半導体基板の表面に素子分離用の酸化膜、ゲート酸
化膜、ゲート多結晶シリコンを形成する工程と、インジ
ウム(又はガリウム)をイオン注入しインジウム(又は
ガリウム)の注入層を形成する工程と、全面にCVD酸
化膜を被着する工程と、異方性エツチングによficV
D酸化膜を工、チングしゲート電極の側面にのみCVD
酸化膜を残す工程と、ホウ素をイオン注入しゲート側壁
から酸化膜の厚さだけ離れた位置にホウ素イオン注入層
を形成する工程と、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。
(6) P-channel MIS on the entire surface of the n-type silicon substrate
In a method of manufacturing a semiconductor device in which a type FET is formed,
A step of forming an oxide film for element isolation, a gate oxide film, and a gate polycrystalline silicon on the surface of an n-type semiconductor substrate, and a step of ion-implanting indium (or gallium) to form an indium (or gallium) implantation layer. , a step of depositing a CVD oxide film on the entire surface and anisotropic etching
D oxide film is etched and CVD is applied only to the sides of the gate electrode.
Manufacturing a semiconductor device comprising: leaving an oxide film; implanting boron ions to form a boron ion-implanted layer at a distance from the gate sidewall by the thickness of the oxide film; and heat-treating. Method.
(7) n型シリコン基板の一生面にpチャンネルMI
S型FF1iTの形成された半導体装置の製造方法にお
いて、n型半導体基板の表面に素子分離用の酸化膜、ゲ
ート酸化膜、ゲート多結晶シリコンを形成する工程と、
インジウム(又はガリウム)をイオン注入しインジウム
(又はガリウム・)の注入層を形成する工程と、全面に
CVD酸化膜を被着する工程と、異方性エツチングによ
J)CVD酸化膜を工、チングしゲート電極の側面にの
みCVD酸化膜を残す工程と、全面にシリサイドを形成
する高融点金属層を被着する工程と、熱処理しイオン注
入層のアニール及びシリコン上の高融点金属をシリサイ
ド化する工程と、シリサイド化しない高融点金属を除去
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。
(7) P-channel MI on the entire surface of the n-type silicon substrate
In a method of manufacturing a semiconductor device in which an S-type FF1iT is formed, a step of forming an oxide film for element isolation, a gate oxide film, and a gate polycrystalline silicon on the surface of an n-type semiconductor substrate;
J) Processing the CVD oxide film by ion-implanting indium (or gallium) to form an indium (or gallium) injection layer, depositing a CVD oxide film on the entire surface, and anisotropic etching, A process of etching and leaving a CVD oxide film only on the side surfaces of the gate electrode, a process of depositing a high melting point metal layer to form silicide on the entire surface, and a heat treatment to anneal the ion implantation layer and silicide the high melting point metal on the silicon. 1. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of removing a high-melting point metal that does not become a silicide.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02132823A (en) * 1987-12-30 1990-05-22 Fujitsu Ltd Formation of shallow junction and semiconductor device having shallow junction
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