[go: up one dir, main page]

JPH04330734A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH04330734A
JPH04330734A JP28809291A JP28809291A JPH04330734A JP H04330734 A JPH04330734 A JP H04330734A JP 28809291 A JP28809291 A JP 28809291A JP 28809291 A JP28809291 A JP 28809291A JP H04330734 A JPH04330734 A JP H04330734A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat treatment
film
semiconductor substrate
oxide film
implanted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP28809291A
Other languages
English (en)
Inventor
Akitsu Ayukawa
鮎川 あきつ
Shigeo Onishi
茂夫 大西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP28809291A priority Critical patent/JPH04330734A/ja
Publication of JPH04330734A publication Critical patent/JPH04330734A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、より詳細にはLDD(Lightly Dope
d Drain) 構造を有するMOS型半導体装置の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のLDD構造を有するMOS型メモ
リセルの製造方法を図面に基づいて説明する。まず、図
7に示したように、P型のシリコン基板(21)上に活
性領域及びフィールド酸化膜からなる素子分離領域を形
成することによって、素子形成領域を確保した後、ゲー
ト酸化膜としてSiO2 膜(22)が形成された素子
形成領域上に3500〜4000Åの厚さのポリシリコ
ンからなるゲート電極(23)を形成し、CVD法でS
iO2 膜を2500〜3500Åの厚さで堆積させ、
ゲート電極(23)にSiO2 からなるサイドウォー
ル(24)を反応性イオンエッチング(RIE)法及び
HFウェットエッチング法によって形成するとともに、
シリコン基板(21)上に約100〜400ÅのSiO
2 膜(26)を形成する。
【0003】次いで、ゲート電極(23)をマスクとし
てソース/ドレイン領域となる領域にSiO2 膜(2
6)を介してAs等のN型不純物イオン(25)の注入
を行う。そして、ソース/ドレイン領域の不純物を拡散
させるため、例えば、800℃の温度で1時間の中温熱
処理を行う。
【0004】その後、図8に示したように、ソース/ド
レイン領域の外方拡散を抑制するためにSiO2 膜(
26)上にNSG膜(27)を堆積し、その上にNSG
膜(27)上の層間段差を少なくするためにBPSG膜
(29)を堆積して、例えば950℃で30分間の高温
熱処理を行い、ソース/ドレイン領域を形成する
【00
05】
【発明が解決しようとする課題】微細MOS型トランジ
スタの諸特性の変動をもたらす原因の一つとして、ソー
ス/ドレイン領域の結晶欠陥の存在があげられるが、上
記の半導体装置の製造方法においては、イオン注入がS
iO2 膜(26)を通して行われるので、注入される
イオンがSiO2 膜(26)を通過する際に、SiO
2 膜(26)中の酸素原子が反跳されて注入イオンと
ともにシリコン基板(21)に打ち込まれることとなり
、シリコン基板(21)に打ち込まれた酸素はシリコン
基板(21)内に結晶欠陥(28)を発生させるという
問題があった。
【0006】また、この結晶欠陥(28)はその後の熱
処理でも消失せず、半導体装置の電気的リークの原因と
なり、歩留り低下の原因となるという問題もあった。本
発明はこのような問題を鑑みなされたものであり、結晶
欠陥を発生させることなく、歩留りの高い半導体装置の
製造方法を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記記載の問題を解決す
るために本発明によれば、サイドウォールが形成された
ゲート電極がゲート酸化膜を介して配設されている半導
体基板のソース/ドレイン領域となる部分に、酸化膜を
介して不純物をイオン注入して第1の熱処理を行う工程
、半導体基板上の酸化膜を除去した後、塩素ガス雰囲気
下第2の熱処理を行うか、あるいは塩素イオンを注入し
た後第2の熱処理を行う工程を含むことを特徴としてい
る。
【0008】あるいは、サイドウォールが形成されたゲ
ート電極がゲート酸化膜を介して配設されている半導体
基板のソース/ドレイン領域となる部分に、酸化膜を介
して不純物をイオン注入して第1の熱処理を行う工程、
半導体基板上の酸化膜を除去した後、窒化膜を堆積して
第2の熱処理を行う工程を含むことを特徴としている。
【0009】本発明においては、半導体基板(例えば、
シリコン基板)に予めゲート酸化膜(例えばSiO2 
膜)を介して、サイドウォールが形成されてゲート電極
が形成されている。そして、この半導体基板は、上記の
ゲート電極の部分を含む全面に酸化膜(例えばSiO2
 膜)が形成される。この酸化膜を介して半導体基板の
ソース/ドレイン領域となる部分に不純物であるAs、
P等のイオン注入が、公知の方法によって行われる。
【0010】その後、本発明ではこの不純物をソース/
ドレイン領域に拡散させるために、第1の熱処理が行わ
れる。この第1の熱処理は約750〜850℃の温度範
囲で、30〜60分間程度行うことによって達すること
ができる。そして、半導体基板の酸化膜を公知の方法に
よって除去したのち、塩素ガス雰囲気下第2の熱処理を
行うか、あるいは塩素イオンを注入した後第2の熱処理
を行う。この際、塩素ガス雰囲気は、窒素ガスをキャリ
アガスとして、約5〜10リットル/minの流量で塩
素ガスが流入された雰囲気とすることが好ましく、塩素
イオンは20〜80KeV、5×1014〜1×101
6ions/cm2 で注入することが好ましい。また
、塩素ガス雰囲気下での第2の熱処理、あるいは塩素イ
オンを注入した後行う第2の熱処理として、約900〜
950℃の温度範囲で、10〜30分間程度行うことに
より、結晶欠陥を融解させることができる。
【0011】あるいは、半導体基板上の酸化膜を除去し
た後、窒化膜を堆積して上記と同様の第2の熱処理を行
うことによっても結晶欠陥を融解させることができる。 なお、第1の熱処理後に形成するSiN膜はSiH4 
、SiH2 Cl2 等のシラン化合物、あるいは塩素
含有シラン化合物を用いて成膜することができる。たと
えば、SiH2 Cl2 :NH4 =1:4〜6、又
はSiH4 :NH4 =1:4〜6のガス流量で、8
0〜300Å堆積させるのが好ましい。
【0012】
【作用】上記した方法によれば、酸化膜を介してソース
/ドレイン領域に不純物をイオン注入した際に、半導体
基板内に生じる挿入型の積層欠陥等の結晶欠陥を、塩素
ガス雰囲気下第2の熱処理を行うか、あるいは塩素イオ
ンを注入した後第2の熱処理を行うことにより消失させ
るものである。すなわち、塩素イオンが半導体基板中に
導入され、この塩素イオンがClOの分子の形で半導体
基板内の結晶欠陥を融解して減少させる。
【0013】あるいは、半導体基板内に生じる挿入型の
積層欠陥等の結晶欠陥を、N2 リッチな窒化膜を半導
体基板上に直接堆積させ、第2の処理を行うことにより
消失させるものである。すなわち、SiN膜は半導体基
板であるシリコン基板上で引っ張り応力を受けるが、そ
の応力を緩和するためにSiN/Si界面において、S
i原子が半導体基板からSiN膜内に導入されることと
なり、空孔がシリコン基板内に強制的に導入されて欠陥
のない不純物拡散領域が形成されることとなる。
【0014】また、本発明において、SiN膜を成膜す
る際にSiH2 Cl2 等の塩素含有シラン化合物を
用いることにより、Si原子が半導体基板からSiN膜
内に導入され、空孔がシリコン基板内に強制的に導入さ
れて結晶欠陥を減少させるとともに、塩素イオンが半導
体基板中に導入され、この塩素イオンがClOの分子の
形で半導体基板内の結晶欠陥を融解して減少させること
となる。
【0015】
【実施例及び比較例】本発明に係る半導体装置の製造方
法の実施例を図面に基づいて説明する。まず、シリコン
基板(1)上に活性領域及びフィールド酸化膜からなる
素子分離領域を形成することによって、素子形成領域を
確保し、ゲート酸化膜としてSiO2 膜(2)を積層
したのち、この素子形成領域上に3500〜4000Å
の厚さのポリシリコンからなるゲート電極(3)を形成
する。そして、ゲート電極(3)上にCVD法で酸化膜
としてSiO2 膜を2500〜3500Åの厚さで堆
積させ、ゲート電極(3)にSiO2からなるサイドウ
ォール(4)を反応性イオンエッチング(RIE)法及
びHFウェットエッチング法によって形成するとともに
、シリコン基板(1)上に約100〜400ÅのSiO
2 膜(12)を形成する。
【0016】次いで、ゲート電極(3)をマスクとして
ソース/ドレイン領域(15)となる領域に、SiO2
 膜(12)を介してAs等の不純物イオン(5)を8
0KeV、5×1015ions/cm2 で注入する
(図1)。そして、ソース/ドレイン領域(15)の不
純物を拡散させるため、例えば、800℃の温度で1時
間の第1の熱処理を行う。この際、図2に示したように
、シリコン基板(1)のRp(478Å)付近(8a)
と、アモルファスシリコン及びシリコン結晶界面(8b
)との2列にAsクラスタによる欠陥(10)が生じる
【0017】その後、シリコン基板(1)上のSiO2
 膜(12)を除去し、塩素ガス雰囲気下、例えば95
0℃で30分間、第2の熱処理する(図3)。そして、
しかる後、シリコン基板(1)全面にNSG膜(6)及
びBPSG膜(7)を積層する。また、別の実施例を説
明する。この方法において上記記載の方法と異なる点は
、第1の熱処理を行ない、シリコン基板(1)上のSi
O2 膜(12)を除去した後、図5に示したように、
塩素イオン(13)を20〜80KeV、5×1014
〜1×1016ions/cm2 で注入する点である
【0018】さらに、別の実施例を説明する。この方法
において上記記載の方法と異なる点は、第1の熱処理を
行ない、シリコン基板(1)上のSiO2 膜(12)
を除去した後、例えば、SiH2 Cl2 :NH4 
=1:4のガス流量でSiN膜(9)を200Å程度堆
積させ、次いで、例えば950℃で30分間の第2の熱
処理する点である。
【0019】このように製造される半導体装置のシリコ
ン基板(1)において、欠陥の発生状況を透過型の電子
顕微鏡(TEM)にて評価した。まず、SiO2 膜(
12)を通して不純物イオン(5)を注入した際に、シ
リコン基板(1)内に挿入型の積層欠陥等の結晶欠陥(
10)が発生する。そこで、塩素ガス雰囲気下第2の熱
処理した場合、あるいは塩素イオン(13)注入後第2
の熱処理した場合、シリコン基板(1)内に発生した結
晶欠陥(10)が減少した。
【0020】また、N2 リッチなSiN膜(9)をシ
リコン基板(1)上に直接堆積させ、第2の処理後の欠
陥密度を測定したところ、1.8個/μmであった。そ
れに対して、第1の熱処理後にSiN膜(9)を積層さ
せないで第2の処理を行った場合の欠陥密度は14.0
個/μmであった。従って、本実施例による方法では、
結晶欠陥(10)がほぼ1/10に低減することが確認
された。
【0021】
【発明の効果】本発明に係る半導体装置の製造方法によ
れば、酸化膜を介してソース/ドレイン領域に不純物を
イオン注入した際に、半導体基板内に生じる挿入型の積
層欠陥等の結晶欠陥を、塩素ガス雰囲気下第2の熱処理
を行うか、あるいは塩素イオンを注入した後第2の熱処
理を行うことにより、塩素イオンを半導体基板中に導入
し、この塩素イオンがClOの分子の形で半導体基板内
の結晶欠陥を融解して減少させることができる。
【0022】あるいは、半導体基板内に生じる挿入型の
積層欠陥等の結晶欠陥を、N2 リッチな窒化膜を半導
体基板上に直接堆積させ、第2の処理を行うことにより
欠陥部分に空孔を強制的に導入することができる。また
、本発明において、窒化膜を成膜する際に塩素含有シラ
ン化合物を用いることにより、Si原子を半導体基板か
ら窒化膜内に導入し、空孔をシリコン基板内に強制的に
導入して結晶欠陥を減少させるとともに、塩素イオンを
半導体基板中に導入し、この塩素イオンがClOの分子
の形で半導体基板内の結晶欠陥を融解して減少させるこ
とができる。従って、欠陥のない不純物拡散領域が形成
でき、リーク電流を低下させることが可能となり、歩留
りを向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる半導体装置の製造方法の一実施
例における第1ステップを示す製造工程説明図である。
【図2】半導体装置の製造方法の一実施例における第2
ステップを示す製造工程説明図である。
【図3】半導体装置の製造方法の一実施例における第3
ステップを示す製造工程説明図である。
【図4】半導体装置の製造方法の一実施例における第4
ステップを示す製造工程説明図である。
【図5】本発明に係わる半導体装置の製造方法の別の実
施例における第3ステップを示す製造工程説明図である
【図6】本発明に係わる半導体装置の製造方法のさらに
別の実施例における第3ステップを示す製造工程説明図
である。
【図7】従来の半導体装置の製造方法の第1製造工程を
示す概略断面図である。
【図8】従来の半導体装置の製造方法の第2製造工程を
示す概略断面図である。
【符号の説明】
1  シリコン基板(半導体基板) 2  SiO2 膜(ゲート酸化膜) 3  ゲート電極 4  サイドウォール 5  不純物イオン 9  SiN膜(窒化膜) 13  塩素イオン 15  ソース/ドレイン領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  サイドウォールが形成されたゲート電
    極がゲート酸化膜を介して配設されている半導体基板の
    ソース/ドレイン領域となる部分に、酸化膜を介して不
    純物をイオン注入して第1の熱処理を行う工程、半導体
    基板上の酸化膜を除去した後、塩素ガス雰囲気下第2の
    熱処理を行うか、あるいは塩素イオンを注入した後第2
    の熱処理を行う工程を含むことを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  2. 【請求項2】  サイドウォールが形成されたゲート電
    極がゲート酸化膜を介して配設されている半導体基板の
    ソース/ドレイン領域となる部分に、酸化膜を介して不
    純物をイオン注入して第1の熱処理を行う工程、半導体
    基板上の酸化膜を除去した後、窒化膜を堆積して第2の
    熱処理を行う工程を含むことを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
JP28809291A 1990-12-20 1991-11-01 半導体装置の製造方法 Pending JPH04330734A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28809291A JPH04330734A (ja) 1990-12-20 1991-11-01 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2-418151 1990-12-20
JP41815190 1990-12-20
JP28809291A JPH04330734A (ja) 1990-12-20 1991-11-01 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04330734A true JPH04330734A (ja) 1992-11-18

Family

ID=26557009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28809291A Pending JPH04330734A (ja) 1990-12-20 1991-11-01 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04330734A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2701803B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US5151381A (en) Method for local oxidation of silicon employing two oxidation steps
KR20080014307A (ko) 반도체 소자 및 그 제조방법
US20030087512A1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
US20030207530A1 (en) Shallow trench isolation process for reduced junction leakage
KR100460066B1 (ko) 반도체소자의 제조방법
US6908853B2 (en) Method of fabricating a semiconductor device having reduced contact resistance
JP2006310717A (ja) 固相エピタキシー方式を用いた半導体素子及びその製造方法
JP4898066B2 (ja) フラッシュメモリセルの製造方法
US5322810A (en) Method for manufacturing a semiconductor device
US20040164364A1 (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP2002222941A (ja) Mis型半導体装置及びその製造方法
US5946588A (en) Low temperature sub-atmospheric ozone oxidation process for making thin gate oxides
JPH04330734A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH04330733A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH05235005A (ja) 半導体基板及びその製造方法
JPH0846057A (ja) Nmosトランジスタとpmosトランジスタとを有する半導体装置及びその製造方法
JP2771066B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR19980081779A (ko) Mos 트랜지스터와 그 제조 방법
KR19980024337A (ko) 실리콘 박막 전도 소자의 제조 방법
JP2827962B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH03132078A (ja) 半導体装置及びその製造方法
KR100315018B1 (ko) 디램디바이스의전하저장전극형성방법
JPH0689904A (ja) 絶縁ゲイト型電界効果半導体装置の作製方法
JP2763216B2 (ja) 半導体装置の製造方法