JPH03157941A - Mis型半導体装置の製法 - Google Patents

Mis型半導体装置の製法

Info

Publication number
JPH03157941A
JPH03157941A JP29782389A JP29782389A JPH03157941A JP H03157941 A JPH03157941 A JP H03157941A JP 29782389 A JP29782389 A JP 29782389A JP 29782389 A JP29782389 A JP 29782389A JP H03157941 A JPH03157941 A JP H03157941A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate electrode
region
ions
implanted
insulating film
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.)
Granted
Application number
JP29782389A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2924016B2 (ja
Inventor
Hideki Kimura
秀樹 木村
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony 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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP29782389A priority Critical patent/JP2924016B2/ja
Publication of JPH03157941A publication Critical patent/JPH03157941A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2924016B2 publication Critical patent/JP2924016B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、MIS型半導体装置の製法に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、MIS型半導体装置の製法において、半導体
基板の素子形成領域を非晶質化し、ゲート絶縁膜を介し
て形成したゲート電極をマスクとしてイオン注入により
ソース・ドレイン領域を形成し、次いで熱処理すること
により、固相成長による結晶回復時の2次欠陥の発生を
抑止し、リーク電流の低減化を図るようにしたものであ
る。
また、本発明は、M I S型半導体装置の製法におい
て、半導体基板にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形
成し、ゲート電極をマスクに不純物と炭素等の中性元素
をイオン注入してソース・ドレイン領域を形成し、次い
で熱処理することにより、同相成長による結晶回復時の
2次欠陥の発生を抑止し、リーク電流の低減化を図るよ
うにしたものである。
〔従来の技術〕
従来、例えば超LSI用のMIS型トランジスタは第3
図に示すようにして製造される。即ち、第1導電形(例
えばP形)の半導体基板(1)の主面に形成した選択酸
化によるフィールド絶縁膜(2)で分離された素子形成
領域(3)上に例えばSiO□等によるゲート絶縁膜(
4)を介してゲート電極(5)を形□成した後(同図A
参照)、ゲート電極(5)をマスクに第2導電形(例え
ばN形)不純物(14)をイオン注入して第2導電形低
濃度領域(6a)及び(7a)を形成する(同図B参照
)。次に、ゲート電極(5)の側壁に5102等による
サイドウオール(8)を形成し、サイドウオール(8)
を含むゲート電極(5)をマスクに第2導電形不純物(
14)を高濃度にイオン注入して第2導電形高濃度領域
(6b)及び(7b)を形成しここに低濃度領域(6a
)(7a )  と高濃度領域(6b) (7b)によ
るソース領域(6)及びドレイン領域(7)を形成する
。しかる後に、アニール処理して活性化及び結晶回復を
なす(同図C参照)。次いで絶縁膜(9)を被着形成し
、コンタクトホールを形成した後、ソース電極(10)
及びドレイン電極(11)を形成して、所謂LDD(l
ighly doped drain)構造のMIS型
トランジスタ(12)が製造される(同図り参照)。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上述のMIS型トランジスタ(12)におい
ては、アニール処理後に、サイドウオール(8)の端部
直下に2次欠陥(13)が形成され(第3図C参照)、
これがリーク電流の原因となってLSIの消費電流を増
加させていた。この2次欠陥が形成される原因としては
、例えば半導体基板(1)とサイドウオール(8)の応
力によるものであるとの説がある。その他に、第4図A
−Cに示すような説もある。即ち、ソース・ドレイン領
域を形成するための高濃度イオン注入を行うとそのイオ
ン注入領域(15)では非晶質層(16)が形成される
と共に、基板(1)との境界部に非晶質化しない注入欠
陥層(17)が形成される。しかし、この欠陥層(17
)の形成は基板直下方向とゲート下方向で異なるために
イオン注入後のアニール処理による固相成長で非晶質層
(16)を回復するとき、横方向の回復速度と縦方向の
回復速度に差が生じ、その結果サイドウオール(8)端
部下に2次欠陥(13)が残留するというものである。
低濃度領域(6a)及び(7a)は19130m−2程
度のドーズ量で形成されるので非結晶化されない。
尚、上側ではLDD構造のMIS型トランジスタについ
て述べたが、その他、サイドウオールを設けずゲート電
極をマスクにイオン注入してソース領域及びドレイン領
域を形成してなる通常のMIS型トランジスタにおいて
も、同様の理由でゲート電極端部下に2次欠陥が形成さ
れる。
本発明は、上述の点に鑑み、イオン注入後のアニール処
理での2次欠陥の発生を抑止し、リーク電流の低減化を
図ることができるMIS型半導体装置の製法を提供する
ものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明においては、2次欠陥の発生原因を前述の後者の
説に従い、この現象の解決を図るようにしたものである
本発明に係るMIS型半導体装置の製法は、半導体基板
(21)の素子形成領域(23)を非晶質化し、Y−)
絶縁膜(24)を介してゲート電極(25)を形成し、
このゲート電極(25)をマスクにイオン注入によりソ
ース・ドレイン領域(28> (29)を形成し、次い
で熱処理するようになす。
素子形成領域(23)の非晶質化は、半導体基板(21
)カシリコンであればシリコン、ゲルマニウム或は炭素
等をイオン注入することにより得られる。
また、本発明に係るMIS型半導体装置の製法は、半導
体基板(21)にゲート絶縁膜(24)を介してゲート
電極(25)を形成し、ゲート電極(25)をマスクに
不純物(32)と炭素等の中性元素(37)をイオン注
入しソース・ドレイン領域(28) (29)を形成し
、次いで熱処理するようになす。
〔作用〕
上述の第1の発明においては、半導体基板(21)の素
子形成領域(23)の全体を予め非晶質化した後、ゲー
ト電極(25)をマスクにイオン注入によりソース・ド
レイン領域(28)及び(29)を形成し、次いで熱処
理を施すことにより、ソース・ドレイン領域(28)及
び(29)を含む非晶質化された領域(23)の固相成
長が基板(21)側から均一に起こる。このため、面相
成長による結晶回復の不均一性は生ぜず、ゲート端部下
における2次欠陥の発生が抑止され、リーク電流の低減
化が図られる。
また、第2の発明においては、半導体基板(21)にゲ
ート絶縁膜(24)及びゲート電極(25)を形成した
後、ゲート電極(25)をマスクに不純物(32)と炭
素等の中性元素(37)をイオン注入してソース・ドレ
イン領域(28)及び(29)を形成し、次いで熱処理
を施すことにより、面相成長による結晶回復時に中性元
素(37)の作用で2次欠陥の発生が抑止され、同様に
リーク電流の低減化が図られる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明を超LSIのMIS型トラ
ンジスタの実施例を説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す。本例においては、先
ず第1図Aに示すように第1導電形例えばP形のシリコ
ン半導体基板(21)の−主面に選択酸化によるフィー
ルド絶縁膜(22)を形成し、このフィールド絶縁膜(
22)により分離された素子形成領域(23)を形成す
る。この素子形成領域(23)の全面にシリコン(Si
) (26)をイオン注入して素子形成領域(23)の
全体を非晶質化する。
次に、第1l8に示すように、非晶質化された素子形成
領域(23)上に選択的に例えば810□等によるゲー
ト絶縁膜(24)を介してゲート電極(25)を形成す
る。そして、このゲート電極(25)をマスクに素子形
成領域(23)に第2導電形不純物即ちN形不純物例え
ばヒ素(八s) (27)を低濃度にイオン注入してN
形の低濃度領域(28a)及び(29a) を形成する
次に、第1図Cに示すように通常の方法によってゲート
電極(25)の側壁に例えばSiO□によるサイドウオ
ール(31)を形成した後、サイドウオール(31)を
含むゲート電極(25)をマスクにしてヒ素(As) 
(32)を高濃度にイオン注入してN形の高濃度領域(
28b)及び(29b)  を形成する。この低濃度領
域(28a) 及び高濃度領域(28b)  によって
ソース領域(28)が形成され、低濃度領域(29a)
  及び高濃度領域(29b)  によってドレイン領
域(29)が形成される。
次に、第1図りに示すようにアニール処理を施してソー
ス領域(28)及びドレイン領域(29)の活性化及び
結晶回復を行う。このアニール処理において、予め素子
形成領域(23)の全体が非晶質化されているので、固
相成長は基板(21)側からソース領域(28)及びド
レイン領域(29)を含めて素子形成領域(23)の全
体に亘って均一に行われ、結晶回復が均一になされる。
しかる後、第1l8に示すように例えば8102等によ
る絶縁膜(33)を被着形成しコンタクトホールを形成
した後、コンタクトホールを通してソース領域(28)
及びドレイン領域(29)に夫々オーミック接触するソ
ース電極(34)及びドレイン電極(35)を形成する
。斯くして目的のLDD構造のMIS型トランジスタ(
36)を得る。
かかる製法によれば、予め素子形成領域(23)の全面
にシリコンをイオン注入して非晶質化して置き、ソース
・ドレイン領域となる高濃度領域(28b)及び(29
b)  を形成するためのイオン注入を行った後、アニ
ール処理するので、高濃度領域(28b)  及び(2
9b)  を含んで非晶質化された素子形成領域(23
)の全体が基板(21)側より均一に固相成長される。
このため、面相成長による結晶回復の不均一性は生ぜず
、従来のようなサイドウオール(31)端部下における
2次欠陥も発生しない。従って、従来における2次欠陥
の発生がないのでリーク電流が減少し、LSIとしての
消費電流を低減することができる。
第2図は本発明の他の実施例である。本例においては、
第2図Aに示すように第1導電形例えばP形のシリコン
半導体基板(21)のフィールド絶縁膜(22)で分離
された素子形成領域(23)にゲート絶縁膜(24)及
びゲート電極(25)を形成し、このゲート電極(25
)をマスクに第2導電形不純物即ちN形不純物例えばA
s (ヒ素) (27)を低濃度jニイオン注入し・て
N形の低濃度領域(28a)及び(29L)  を形成
する。
次に、第2図Bに示すように通常の方法によってゲート
電極(25)の側面にSiO□等によるサイドウオール
(31)を形成する。
0 次に、第2図Cに示すようにサイドウオール(31)を
含むゲート電極(25)をマスクにしてヒ素(As) 
(32)を高濃度にイオン注入すると共に、炭素(CH
37)をイオン注入深さ(ピーク位置)Rpがヒ素(3
7)と同程度となるように5 Xl(115c+n−2
濃度のドーズ量でイオン注入し、N形の高濃度領域(2
8b)及び(2913)  を形成する。
次に、第2図りに示すようにアニール処理を施してソー
ス領域(28)及びドレイン領域(29)の活性化及び
結晶回復を行う。このアニール処理時において、炭素が
イオン注入されていることにより2次欠陥の発生が抑止
される。
しかる後、第2図Eに示すように例えば8102等によ
る絶縁膜(33)を被着形成しコンタクトホールを形成
した後、コンタクトホールを通してソース領域(28)
及びドレイン領域(29)に夫々オーミック接触するソ
ース電極(34)及びドレイン電極(35)を形成する
。斯くして目的のLDD構造のMIS型トランジスタ(
38)を得る。
かかる製法によれば、ソース・ドレイン領域となる高濃
度領域(28a)及び(29a) を形成するためのイ
オン注入時に、炭素を5 ×lQlscm−2程度イオ
ン注入することによって、その後のアニール処理で結晶
回復するときに、2次欠陥が残留せず、即ち2次欠陥の
発生を抑止することができる。従って、かかるMIS型
トランジスタ(38)においてリーク電流を減少させる
ことができ、LSIとしての消費電流を低減することが
できる。
さらに、本発明の他の実施例としては、第1図Aの工程
で素子形成領域(23)に対してシリコン(26)をイ
オン注入する代わりに、炭素を素子形成領域〈23)の
全面に5 Xl015cm−2程度のドーズ量をもって
イオン注入する。以後は第1図B−Eの工程を経てMI
S型トランジスタを製造する。この製法によれば、素子
形成領域(23)に予め炭素をイオン注入してお(こと
により、アニール処理において第2図の場合と同様に炭
素の存在で2次欠陥の発生が抑止される。同時にこの炭
素のイオン注入で第1図Aと同時に素子形成領域(23
)が非晶質化されることにより、アニール処理において
固相1 成長が基板(21)側から均一に起こり2次欠陥の発生
を抑止する作用をも有する。従って、この場合も2次欠
陥の発生がないのでリーク電流が減少し、LSIとして
の消費電流を低減することができる。
尚、第1図の例においてはシリコンをイオン注入して非
晶質化したが、その地上側の炭素、或はゲルマニウムを
イオン注入しても非晶質化することができる。
また、上側においては、サイドウオール(31)を形成
してLDD構造のMIS型トランジスタの製造に適用し
たかLDD構造でない通常のMIS型トランジスタの製
造にも本発明は適用できるものである。
〔発明の効果〕
本発明のMIS型゛型厚半導体装置法によれば、半導体
基板の素子形成領域の全体を非晶質化した後、ゲート絶
縁膜及びゲート電極を形成し、これをマスクにイオン注
入によりソース・ドレイン領域を形成し、熱処理するの
で、ソース・ドレイン2 領域を含む非晶質化層の面相成長が基板側から均一にお
こりゲート端部下における2次欠陥の発生を抑止するこ
とができる。従って、従来のような2次欠陥の発生がな
いのでリーク電流を減少することができ、LSIとして
の消費電流を低減することができる。
また、本発明の他のMIS型半導体装置の製法によれば
、半導体基板にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成
し、ゲート電極をマスクに不純物と炭素等の中性元素を
イオン注入してソース・ドレイン領域を形成し、次いで
熱処理するので、ソース・ドレイン領域の結晶回復にお
いて中性元素により2次欠陥の発生を抑止することがで
きる。
従って、この場合も、従来のような2次欠陥の発生がな
いのでリーク電流を減少することができ、LSIとして
の消費電流を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図A−Eは本発明に係るMIS型半導体装置の製法
の一実施例を示す工程図、第2図A−Eは本発明に係る
MIS型半導体装置の製法の他の3 4 実施例を示す工程図、第3図A−Dは従来のMIS型半
導体装置の製法の例を示す工程図、第4図A−C,は2
次欠陥の発生の説明に供する要部の断面図である。 (21)は半導体基板、(25)はゲート電極、(26
)はシリコンイオン、(27) (32)はヒ素イオン
、(28a)(29a)  は低濃度領域、(28b)
 (29b)は高濃度領域、(28)はソース領域、(
29)はドレイン領域、(31)はサイドウオール、(
37)は炭素イオンである。 代 理 人 松 隈 秀 盛 嘴だ 一 − 一 ζり −(M  (’n   M  −〕  鷺コ 「−へへ
へ〜〜〜へ 238− ご5 −〜1賃 噂譲梠i

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板の素子形成領域を非晶質化し、ゲート絶
    縁膜を介してゲート電極を形成し、 前記ゲート電極をマスクにイオン注入によりソース・ド
    レイン領域を形成し、 次いで熱処理することを特徴とするMIS型半導体装置
    の製法。 2、半導体基板にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形
    成し、 前記ゲート電極をマスクに不純物と中性元素をイオン注
    入しソース・ドレイン領域を形成し、次いで熱処理する
    ことを特徴とするMIS型半導体装置の製法。
JP29782389A 1989-11-16 1989-11-16 Mis型半導体装置の製法 Expired - Fee Related JP2924016B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29782389A JP2924016B2 (ja) 1989-11-16 1989-11-16 Mis型半導体装置の製法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29782389A JP2924016B2 (ja) 1989-11-16 1989-11-16 Mis型半導体装置の製法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03157941A true JPH03157941A (ja) 1991-07-05
JP2924016B2 JP2924016B2 (ja) 1999-07-26

Family

ID=17851621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29782389A Expired - Fee Related JP2924016B2 (ja) 1989-11-16 1989-11-16 Mis型半導体装置の製法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2924016B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05190849A (ja) * 1992-01-14 1993-07-30 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体素子の製造方法
DE10260613A1 (de) * 2002-12-23 2004-07-15 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Verfahren zum Herstellen eines Feldeffekttransistors
JP2008091876A (ja) * 2006-08-04 2008-04-17 Interuniv Micro Electronica Centrum Vzw 半導体装置の接合形成方法およびそれにより作製された半導体装置
JP2008524840A (ja) * 2004-12-17 2008-07-10 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 過渡的増速拡散を削減するためのイオン注入方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05190849A (ja) * 1992-01-14 1993-07-30 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体素子の製造方法
DE10260613A1 (de) * 2002-12-23 2004-07-15 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Verfahren zum Herstellen eines Feldeffekttransistors
US6806153B2 (en) 2002-12-23 2004-10-19 Advanced Micro Devices, Inc. Method of manufacturing a field effect transistor
DE10260613B4 (de) * 2002-12-23 2009-11-26 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Verfahren zum Herstellen eines Feldeffekttransistors
DE10260613B8 (de) * 2002-12-23 2010-03-04 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Verfahren zum Herstellen eines Feldeffekttransistors
JP2008524840A (ja) * 2004-12-17 2008-07-10 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 過渡的増速拡散を削減するためのイオン注入方法
JP2008091876A (ja) * 2006-08-04 2008-04-17 Interuniv Micro Electronica Centrum Vzw 半導体装置の接合形成方法およびそれにより作製された半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2924016B2 (ja) 1999-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3019925B2 (ja) 半導体素子の製造方法
JP2001516154A (ja) 個別に最適化されたnチャネルおよびpチャネルトランジスタ性能のための除去可能なサイドウォールスペーサを用いるcmosプロセス
JP3122403B2 (ja) 半導体素子及びその製造方法
JPH03157941A (ja) Mis型半導体装置の製法
JP2004055838A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JPH06349856A (ja) 薄膜トランジスタ及びその製造方法
JP3371875B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH04287332A (ja) 半導体素子の製造方法
JPS63275179A (ja) Mis型半導体集積回路装置
JPH0684944A (ja) 薄膜トランジスタ
JPH0423462A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH01128575A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100228334B1 (ko) 반도체 장치의 전계효과트랜지스터 제조방법
JPH0346371A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH07335870A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3317220B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0352265A (ja) 薄膜トランジスタ
JP3108927B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0479216A (ja) Mis型半導体装置の製造方法
JPH01245519A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH01278768A (ja) ソースおよびドレイン深さ延長部を有する半導体装置とその製造方法
JP3042004B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH06224380A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0423439A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0555232A (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees