JPH03265131A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH03265131A JPH03265131A JP6272490A JP6272490A JPH03265131A JP H03265131 A JPH03265131 A JP H03265131A JP 6272490 A JP6272490 A JP 6272490A JP 6272490 A JP6272490 A JP 6272490A JP H03265131 A JPH03265131 A JP H03265131A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
[概要]
半導体装置の製造方法、特に、浅いp−n接合を形成す
る方法に関し、 不純物の活性化工程における拡散を抑制して浅いp−n
接合を形成する方法を提供することを目的とし、 n型の半導体層に、フッ素イオンと二フツ化永つ素イオ
ンとを連続イオン注入し、熱処理を施す工程を有する半
導体装置の製造方法、特に、上記工程のニフツ化ホウ素
イオンのイオン注入工程を、このイオン注入によって形
成されるホウ素の低濃度領域が、フッ素イオンのイオン
注入によって形成されていたフッ素濃度のピークに一致
するようにする半導体装置の製造方法をもって槽底され
る。
る方法に関し、 不純物の活性化工程における拡散を抑制して浅いp−n
接合を形成する方法を提供することを目的とし、 n型の半導体層に、フッ素イオンと二フツ化永つ素イオ
ンとを連続イオン注入し、熱処理を施す工程を有する半
導体装置の製造方法、特に、上記工程のニフツ化ホウ素
イオンのイオン注入工程を、このイオン注入によって形
成されるホウ素の低濃度領域が、フッ素イオンのイオン
注入によって形成されていたフッ素濃度のピークに一致
するようにする半導体装置の製造方法をもって槽底され
る。
[産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造方法、特に、浅いp−n接
合を形成する方法に関する。
合を形成する方法に関する。
VLS Iをさらに高集積化・高性能化するためには、
素子寸法の縮小が必要である0例えばMO5型電界効果
トランジスタにおいては、素子寸法を縮小するためにチ
ャンネル長を短くすると、いわゆる短チャンネル効果と
呼ばれる不都合な現象の発生を避けることができない、
この短チャンネル効果を防ぐ手段として、ソース・ドレ
インを形成するp−n接合を浅く形成することが有効で
あることが知られている。
素子寸法の縮小が必要である0例えばMO5型電界効果
トランジスタにおいては、素子寸法を縮小するためにチ
ャンネル長を短くすると、いわゆる短チャンネル効果と
呼ばれる不都合な現象の発生を避けることができない、
この短チャンネル効果を防ぐ手段として、ソース・ドレ
インを形成するp−n接合を浅く形成することが有効で
あることが知られている。
浅いp−n接合を形成するためには、従来技術において
は、n型シリコン層上に、熱酸化法等を使用して50人
厚程度の二酸化シリコン層等を形成した後、この薄い二
酸化シリコン層等を介してニフツ化ホウ素イオン(BF
t”)を10KeV程度の低い打ち込みエネルギーをも
ってイオン注入し、850“Cの温度で10分間程度熱
処理を施して活性化している。
は、n型シリコン層上に、熱酸化法等を使用して50人
厚程度の二酸化シリコン層等を形成した後、この薄い二
酸化シリコン層等を介してニフツ化ホウ素イオン(BF
t”)を10KeV程度の低い打ち込みエネルギーをも
ってイオン注入し、850“Cの温度で10分間程度熱
処理を施して活性化している。
ただ、上記の従来技術においては、二フツ化ホウ素イオ
ン(BFt ” )をイオン注入した後になされる不純
物の活性化のための熱処理工程において不純物ホウ素が
深さ方向に拡散することを阻止しえないため、イオン注
入は浅く実行したとしても、結果的には、深さが0.1
n以下の浅いp−n接合を形成することは困難である。
ン(BFt ” )をイオン注入した後になされる不純
物の活性化のための熱処理工程において不純物ホウ素が
深さ方向に拡散することを阻止しえないため、イオン注
入は浅く実行したとしても、結果的には、深さが0.1
n以下の浅いp−n接合を形成することは困難である。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、不純
物の活性化工程における拡散を抑制して浅いp−n接合
を形成する方法を提供することにある。
物の活性化工程における拡散を抑制して浅いp−n接合
を形成する方法を提供することにある。
上記の目的は、n型の半導体層(1)に、フッ素イオン
とニフツ化ホウ素イオンとを連続してイオン注入し、そ
の後、熱処理を施す工程を有することを特徴とする半導
体装置の製造方法によって達成される。
とニフツ化ホウ素イオンとを連続してイオン注入し、そ
の後、熱処理を施す工程を有することを特徴とする半導
体装置の製造方法によって達成される。
上記の工程において、前記の二フツ化ホウ素イオンのイ
オン注入工程を、このイオン注入によって形成されるホ
ウ素の低濃度領域が、前記のフッ素イオンのイオン注入
によって形成されたフッ素濃度のピークに一致するよう
にすると、浅いp −n接合を形成するために、さらに
効果的である。
オン注入工程を、このイオン注入によって形成されるホ
ウ素の低濃度領域が、前記のフッ素イオンのイオン注入
によって形成されたフッ素濃度のピークに一致するよう
にすると、浅いp −n接合を形成するために、さらに
効果的である。
換言すれば、n型の半導体層(1)に、フッ素イオンを
、次工程においてp−n接合形成のために導入されるホ
ウ素の低濃度領域にピークが来るようにイオン注入し、
次いで、ニフツ化ホウ素イオンをイオン注入すること覧
すると、浅いp−n接合を形成するために効果的である
。
、次工程においてp−n接合形成のために導入されるホ
ウ素の低濃度領域にピークが来るようにイオン注入し、
次いで、ニフツ化ホウ素イオンをイオン注入すること覧
すると、浅いp−n接合を形成するために効果的である
。
アモルファスシリコンは非結晶構造であるので、不純物
をイオン注入した場合、不純物とシリコン原子との衝突
頻度が単結晶シリコンの場合より高くなるため、不純物
が浅く導入される。
をイオン注入した場合、不純物とシリコン原子との衝突
頻度が単結晶シリコンの場合より高くなるため、不純物
が浅く導入される。
単結晶シリコンをアモルファス化する方法としては、シ
リコンイオンをイオン注入する方法が一般に知られてい
る。この方法を使用して単結晶シリコン層をアモルファ
ス化した後にニフツ化ホウ素イオン(BFt ’ )を
イオン注入すれば、低濃度領域のチャネリングが抑制さ
れ、不純物ホウ素を浅く導入することができる。しかし
、その後に実行される不純物活性化のための高温熱処理
工程において、アモルファス化したシリコン層は再び単
結晶シリコン層に復帰する。この時、導入された不純物
ホウ素が深さ方向に拡散するため、イオン注入初期の浅
い不純物プロファイルを維持することは困難である。
リコンイオンをイオン注入する方法が一般に知られてい
る。この方法を使用して単結晶シリコン層をアモルファ
ス化した後にニフツ化ホウ素イオン(BFt ’ )を
イオン注入すれば、低濃度領域のチャネリングが抑制さ
れ、不純物ホウ素を浅く導入することができる。しかし
、その後に実行される不純物活性化のための高温熱処理
工程において、アモルファス化したシリコン層は再び単
結晶シリコン層に復帰する。この時、導入された不純物
ホウ素が深さ方向に拡散するため、イオン注入初期の浅
い不純物プロファイルを維持することは困難である。
本発明に係る半導体装置の製造方法においては、単結晶
シリコン層にフッ素イオンを、次工程においてp−n接
合形成のために導入されるホウ素の低濃度領域(チャネ
リング領域)に濃度ピークが来るように注入エネルギー
を制御して導入することによって、単結晶シリコン層は
アモルファス化されて、その後にイオン注入される二フ
ツ化ホウ素イオンのチャネリングが抑制され、不純物ホ
ウ素が浅く導入されると\もに、ホウ素の低濃度領域に
フッ素が多く存在するため、不純物活性化のための熱処
理工程において、ホウ素が深さ方向番こ拡散することが
抑制され、不純物プロファイルはイオン注入初期と殆ど
変わることがなく、浅いp−n接合が形成される。
シリコン層にフッ素イオンを、次工程においてp−n接
合形成のために導入されるホウ素の低濃度領域(チャネ
リング領域)に濃度ピークが来るように注入エネルギー
を制御して導入することによって、単結晶シリコン層は
アモルファス化されて、その後にイオン注入される二フ
ツ化ホウ素イオンのチャネリングが抑制され、不純物ホ
ウ素が浅く導入されると\もに、ホウ素の低濃度領域に
フッ素が多く存在するため、不純物活性化のための熱処
理工程において、ホウ素が深さ方向番こ拡散することが
抑制され、不純物プロファイルはイオン注入初期と殆ど
変わることがなく、浅いp−n接合が形成される。
以下、図面を参照しつ覧、本発明の一実施例に係る浅い
p−n接合の形成方法について説明する。
p−n接合の形成方法について説明する。
第1図(a)参照
n型のシリコン基板1上に、熱酸化をなして50人厚程
度の二酸化シリコン層2を形成する。
度の二酸化シリコン層2を形成する。
第1図(b)参照
三フツ化ホウ素(BFs)をイオン化してフッ素イオン
(F−)と二フツ化ホウ素イオン(BFZ”)とを製造
し、先づその中のフッ素イオンを抽出して打ち込みエネ
ルギー25KeV、ドーズ量4X10IScm−tをも
ってイオン注入し、次に、二フツ化ホウ素イオンを抽出
して打ち込みエネルギー10KeV、ドーズ量I X
10 lSc m−”をもってイオン注入する。
(F−)と二フツ化ホウ素イオン(BFZ”)とを製造
し、先づその中のフッ素イオンを抽出して打ち込みエネ
ルギー25KeV、ドーズ量4X10IScm−tをも
ってイオン注入し、次に、二フツ化ホウ素イオンを抽出
して打ち込みエネルギー10KeV、ドーズ量I X
10 lSc m−”をもってイオン注入する。
第2図参照
この時の深さ方向に対するホウ素のS IMS分析によ
る濃度分布を第2図のグラフAに示す、参考までに、従
来の方法、すなわち、フッ素イオン(F−)をイオン注
入することなくニフツ化ホウ素イオン(BFZ”)のみ
を打ち込みエネルギー10KeV、ドーズ量I X 1
0”cm−”をもッテイオン注入した場合のホウ素濃度
分布を第2図のグラフBに示す、グラフAとグラフBと
を比較して明らかなように、本発明の方法を使用した場
合(グラフA)には、ホウ素の導入深さは浅くなる。
る濃度分布を第2図のグラフAに示す、参考までに、従
来の方法、すなわち、フッ素イオン(F−)をイオン注
入することなくニフツ化ホウ素イオン(BFZ”)のみ
を打ち込みエネルギー10KeV、ドーズ量I X 1
0”cm−”をもッテイオン注入した場合のホウ素濃度
分布を第2図のグラフBに示す、グラフAとグラフBと
を比較して明らかなように、本発明の方法を使用した場
合(グラフA)には、ホウ素の導入深さは浅くなる。
第1図(c)参照
850℃の温度において10分間熱処理を施して不純物
ホウ素を活性化し、n型シリコン基板1上に0.1n厚
程度の薄いp型シリコン層3を形成する。
ホウ素を活性化し、n型シリコン基板1上に0.1n厚
程度の薄いp型シリコン層3を形成する。
第3図参照
この時の深さ方向に対するホウ素のSIMS分析による
濃度分布を第3図のグラフAに示す、参考までに、従来
の方法、すなわち、フッ素イオン(F−)をイオン注入
することなくニフツ化ホウ素イオン(BFZ”)のみを
イオン注入して、850°Cの温度で10分間熱処理を
施した場合のホウ素濃度分布を第3図のグラフBに示す
、グラフAとグラフBとを比較して明らかなように、本
発明の方法を使用した場合(グラフA)には、ホウ素の
深さ方向への拡散が抑制され、しかも、深さ方向に対す
る濃度の変化が急峻になって、良好な浅いp−n接合が
形成されている。
濃度分布を第3図のグラフAに示す、参考までに、従来
の方法、すなわち、フッ素イオン(F−)をイオン注入
することなくニフツ化ホウ素イオン(BFZ”)のみを
イオン注入して、850°Cの温度で10分間熱処理を
施した場合のホウ素濃度分布を第3図のグラフBに示す
、グラフAとグラフBとを比較して明らかなように、本
発明の方法を使用した場合(グラフA)には、ホウ素の
深さ方向への拡散が抑制され、しかも、深さ方向に対す
る濃度の変化が急峻になって、良好な浅いp−n接合が
形成されている。
本発明の方法を使用して、例えばMO3型電界効果トラ
ンジスタのソース・ドレインを形成すれば、ソース・ド
レインのp−n接合は浅く形成されるので、素子寸法を
縮小化しても短チャンネル効果を防ぐことが可能である
。
ンジスタのソース・ドレインを形成すれば、ソース・ド
レインのp−n接合は浅く形成されるので、素子寸法を
縮小化しても短チャンネル効果を防ぐことが可能である
。
なお、p型シリコン層3の表面のシート抵抗値を測定し
た結果を第1表に示す。
た結果を第1表に示す。
第1表
第1表から明らかなように、本発明の方法を使用した場
合には従来の方法を使用した場合よりもシート抵抗値が
低くなっている。この事は、第3図に示すように、p型
シリコン層3の表面におけるホウ素濃度が本発明の方法
を使用した場合には従来の方法を使用した場合よりも高
くなることによるものである。
合には従来の方法を使用した場合よりもシート抵抗値が
低くなっている。この事は、第3図に示すように、p型
シリコン層3の表面におけるホウ素濃度が本発明の方法
を使用した場合には従来の方法を使用した場合よりも高
くなることによるものである。
以上説明せるとおり、本発明に係る半導体装置の製造方
法においては、n型の半導体層に、フッ素イオンと二フ
ツ化ホウ素イオンとを逐次連続してイオン注入し、熱処
理を施すこと\されているので、ニフツ化ホウ素をイオ
ン注入した時に低濃度領域のチャネリングが抑制されて
ホウ素が浅く導入され、浅い接合が形成される。特に、
前記のニフツ化ホウ素イオンのイオン注入工程を、この
イオン注入によって形成されるホウ素の低濃度領域が、
前記のフッ素イオンのイオン注入によって形成されたフ
ッ素濃度のピークに一致するようにすると、換言すれば
、n型の半導体層に対するフッ素イオン注入深さを、次
工程において導入されるホウ素の低濃度領域にピークが
一致するようにすると、ニフツ化ホウ素をイオン注入し
た時に低濃度領域のチャネリングが抑制されてホウ素が
浅←導入され、しかも、熱処理工程において低濃度1a
域に多く存在するフッ素の作用によってホウ素が深さ方
向に拡散することが抑制されるので、浅い接合の形成が
さらに効果的になされ、素子の縮小化に大きく寄与する
ことができる。
法においては、n型の半導体層に、フッ素イオンと二フ
ツ化ホウ素イオンとを逐次連続してイオン注入し、熱処
理を施すこと\されているので、ニフツ化ホウ素をイオ
ン注入した時に低濃度領域のチャネリングが抑制されて
ホウ素が浅く導入され、浅い接合が形成される。特に、
前記のニフツ化ホウ素イオンのイオン注入工程を、この
イオン注入によって形成されるホウ素の低濃度領域が、
前記のフッ素イオンのイオン注入によって形成されたフ
ッ素濃度のピークに一致するようにすると、換言すれば
、n型の半導体層に対するフッ素イオン注入深さを、次
工程において導入されるホウ素の低濃度領域にピークが
一致するようにすると、ニフツ化ホウ素をイオン注入し
た時に低濃度領域のチャネリングが抑制されてホウ素が
浅←導入され、しかも、熱処理工程において低濃度1a
域に多く存在するフッ素の作用によってホウ素が深さ方
向に拡散することが抑制されるので、浅い接合の形成が
さらに効果的になされ、素子の縮小化に大きく寄与する
ことができる。
第1図(a) ・ (b) ・ (c)は、本発明
の一実施例に係る半導体装置の製造方法の一部工程であ
り、本発明の要旨に係る浅い接合の形成工程を説明する
工程図である。 第2図は、ニフツ化ホウ素をイオン注入した後の、ホウ
素濃度とそれに対応する深さとの関係を示す図である。 第3図は、熱処理後の、ホウ素濃度とそれに対応する深
さとの関係を示す図である。 本発明 1+wJ ・n型半導体層、 ・二酸化シリコン層、 ・P型半導体層。
の一実施例に係る半導体装置の製造方法の一部工程であ
り、本発明の要旨に係る浅い接合の形成工程を説明する
工程図である。 第2図は、ニフツ化ホウ素をイオン注入した後の、ホウ
素濃度とそれに対応する深さとの関係を示す図である。 第3図は、熱処理後の、ホウ素濃度とそれに対応する深
さとの関係を示す図である。 本発明 1+wJ ・n型半導体層、 ・二酸化シリコン層、 ・P型半導体層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 〔1〕n型の半導体層(1)に、フッ素イオンと二フツ
化ホウ素イオンとを連続してイオン注入し、熱処理を施
す 工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 〔2〕前記二フツ化ホウ素イオンのイオン注入工程は、
該イオン注入により形成されるホウ素の低濃度領域を、
前記フッ素イオンのイオン注入により形成されたフッ素
濃度のピークに一致させることを特徴とする請求項[1
]記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6272490A JPH03265131A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6272490A JPH03265131A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03265131A true JPH03265131A (ja) | 1991-11-26 |
Family
ID=13208600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6272490A Pending JPH03265131A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03265131A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999014799A1 (en) * | 1997-09-16 | 1999-03-25 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Methods for forming shallow junctions in semiconductor wafers |
KR100327433B1 (ko) * | 2000-03-20 | 2002-03-13 | 박종섭 | 반도체소자의 접합 형성방법 |
DE102004013478A1 (de) * | 2004-03-18 | 2005-10-06 | Austriamicrosystems Ag | Verfahren zur Herstellung eines Bipolartransistors mit verbessertem Basisanschluss |
-
1990
- 1990-03-15 JP JP6272490A patent/JPH03265131A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999014799A1 (en) * | 1997-09-16 | 1999-03-25 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Methods for forming shallow junctions in semiconductor wafers |
US6069062A (en) * | 1997-09-16 | 2000-05-30 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Methods for forming shallow junctions in semiconductor wafers |
JP2001516969A (ja) * | 1997-09-16 | 2001-10-02 | バリアン・セミコンダクター・イクイップメント・アソシエーツ・インコーポレーテッド | 半導体ウェーハに浅い接合を形成する方法 |
KR100327433B1 (ko) * | 2000-03-20 | 2002-03-13 | 박종섭 | 반도체소자의 접합 형성방법 |
DE102004013478A1 (de) * | 2004-03-18 | 2005-10-06 | Austriamicrosystems Ag | Verfahren zur Herstellung eines Bipolartransistors mit verbessertem Basisanschluss |
US7618871B2 (en) | 2004-03-18 | 2009-11-17 | Austriamicrosystems Ag | Method for the production of a bipolar transistor comprising an improved base terminal |
DE102004013478B4 (de) * | 2004-03-18 | 2010-04-01 | Austriamicrosystems Ag | Verfahren zur Herstellung eines Bipolartransistors mit verbessertem Basisanschluss |
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