JP2575106B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔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、特にランプア
ニール(RTA)によって活性化及びリフローを行うもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for activating and reflowing by lamp annealing (RTA).
この発明は、熱処理により不純物領域の活性化や層間
絶縁膜のリフローを行う半導体装置の製造方法におい
て、該熱処理をランプアニールによる赤外線照射によっ
て短時間に行うことにより、製造工程の簡略化,アウト
ディフュージョンの抑止や接合の深さの制御性を改善す
るものである。The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device in which an impurity region is activated or an interlayer insulating film is reflowed by heat treatment, wherein the heat treatment is performed in a short time by infrared irradiation by lamp annealing, thereby simplifying the manufacturing process and out-diffusion. And the controllability of the junction depth is improved.
一般に、MOSトランジスタ等の半導体装置の製造工程
では、基板上にMOSトランジスタのソース,ドレイン領
域をイオン注入によって形成した後、これらの領域の活
性化が行われており、更に、不純物含有絶縁膜が被着さ
れた後、リフローが行われることがある。Generally, in the manufacturing process of a semiconductor device such as a MOS transistor, after the source and drain regions of the MOS transistor are formed on a substrate by ion implantation, these regions are activated. After being deposited, reflow may take place.
このような活性化及びリフローは、熱処理によって行
われ、熱源としては、従来から使われている電気炉の他
にレーザービーム、エレクトロンビーム或いはランプ等
を用いたものがある。Such activation and reflow are performed by a heat treatment. As a heat source, there is a method using a laser beam, an electron beam, a lamp, or the like in addition to a conventionally used electric furnace.
ここで、従来の半導体装置の製造方法の一例としてMO
Sトランジスタの不純物領域の活性化工程及びリフロー
工程を説明する。Here, MO is used as an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
The activation step and the reflow step of the impurity region of the S transistor will be described.
従来の一例としての半導体装置の製造方法は、第7図
に示すように、先ず、ソース領域やドレイン領域を形成
するイオン注入工程Q1から、上記ソース領域やドレイン
領域を活性化するアニール工程Q2を経て、層間絶縁膜と
してPSG(リン・シリケート・ガラス)等の不純物含有
絶縁膜を被着する被着工程Q3の順に工程が進められる。
そして不純物含有絶縁膜の被着形成後は、例えば、コン
タクトをとるための窓明け工程Q4を経て、上記不純物絶
縁膜を平坦化するためのリフロー工程Q5になっている。
尚、リフロー工程Q5の前工程として、電極形成等の工程
が含まれることもあるが、説明を省略する。As shown in FIG. 7, a conventional method of manufacturing a semiconductor device includes, as shown in FIG. 7, an annealing step Q2 for activating the source and drain regions from an ion implantation step Q1 for forming a source region and a drain region. Thereafter, the steps are performed in the order of a deposition step Q3 for depositing an impurity-containing insulating film such as PSG (phosphorus silicate glass) as an interlayer insulating film.
After the formation of the impurity-containing insulating film, a reflow process Q5 for planarizing the impurity insulating film is performed, for example, through a window opening process Q4 for making a contact.
Note that a process such as electrode formation may be included as a process before the reflow process Q5, but description thereof will be omitted.
ここで、リフロー工程Q5について説明すると、上記不
純物含有絶縁膜をリフローするため、当該絶縁膜の被着
形成後、基板ごとファーネス(電気炉)内に載置して所
定の温度(PSGの場合、例えば1050℃)、時間(例えば1
0分間程度)の条件で熱処理を行っている。Here, the reflow step Q5 will be described. In order to reflow the impurity-containing insulating film, after the insulating film is formed, the substrate is placed in a furnace (electric furnace) together with a predetermined temperature (for PSG, 1050 ° C), time (eg 1
(For about 0 minutes).
また、このとき実験的に接合深さxが、深くなること
が知られている。即ち、ソース,ドレイン領域形成のた
めの不純物例えばB+やBF2 +を50keV,2〜3×1015/cm2の
条件で注入し、通常行われているような条件(950℃、2
0分間)でアニールした場合には、接合深さxはおよそ
0.3μm程度になるが、リフロー工程Q5で施される熱処
理を経ることによって再分布し、接合深さxはおよそ0.
5μm程度となる。At this time, it is experimentally known that the junction depth x increases. That is, impurities for forming source and drain regions, for example, B + and BF 2 + are implanted under the conditions of 50 keV and 2 to 3 × 10 15 / cm 2 , and the conditions (normally performed at 950 ° C., 2
0 minutes), the junction depth x is approximately
Although it becomes about 0.3 μm, it is redistributed through the heat treatment performed in the reflow step Q5, and the junction depth x is about 0.
It is about 5 μm.
半導体装置の微細化傾向に従って高性能化のため接合
深さを浅くすることが要求されている。In accordance with the trend toward miniaturization of semiconductor devices, it is required to reduce the junction depth for higher performance.
しかし、前述したようなプロセスでは、浅い接合を実
現できない。これは特にリフロー工程Q5での前述したよ
うな不純物の再分布が問題となるためである。However, a shallow junction cannot be realized by the above-described process. This is because redistribution of impurities as described above in the reflow step Q5 is particularly problematic.
また、リフロー工程Q5の前には、窓明け工程Q4が有
り、工程の簡略化を意図して、ソース、ドレイン領域の
上部の不純物含有絶縁膜をパターンニングし、該ソー
ス、ドレイン領域とコンタクトをとるようなコンタクト
孔を形成した後に、上記不純物含有絶縁膜をリフローを
行う場合がある。このようにコンタクタ孔の部分が開口
され露出した場合、熱処理の間に、表層部の不純物が接
触する気体中等に抜け出てしまう所謂アウトディフュー
ジョン等の現象が生じ易い。In addition, before the reflow step Q5, there is a window opening step Q4, for the purpose of simplifying the step, patterning the impurity-containing insulating film above the source and drain regions, and forming a contact with the source and drain regions. After forming such a contact hole, the impurity-containing insulating film may be reflowed in some cases. When the contactor hole is opened and exposed in this way, a phenomenon such as so-called out diffusion in which impurities in the surface layer escape into the gas to be contacted or the like during the heat treatment tends to occur.
即ち、第8図Aに示すように、アニール工程Q2の後の
不純物の濃度分布Nは、表層部(接合深さx=0)から
右下がりの曲線となっている。しかし、第8図Bに示す
ように、従来のリフロー工程Q5では、温度1050℃、時間
10分間の条件で熱処理が行われており、従って、接合深
さxは0.5μm程度に深くなり、更にアウトディフュー
ジョン等の現象から表層部の不純物の濃度(図中記号OD
で示す。)は下がり、リフローによって抵抗値が上昇す
る等の弊害を生ずる。尚、第8図A〜Bでは、縦軸を不
純物濃度N、横軸を接合深さxとして示している。That is, as shown in FIG. 8A, the impurity concentration distribution N after the annealing step Q2 is a curve falling rightward from the surface layer portion (junction depth x = 0). However, as shown in FIG. 8B, in the conventional reflow process Q5, the temperature is 1050 ° C.
The heat treatment is performed for 10 minutes, so that the junction depth x is increased to about 0.5 μm, and furthermore, the concentration of impurities in the surface layer portion (symbol OD in FIG.
Indicated by ) Lowers, causing adverse effects such as an increase in resistance due to reflow. 8A and 8B, the vertical axis represents the impurity concentration N, and the horizontal axis represents the junction depth x.
また、半導体装置の製造プロセスにおいては、コスト
の低減等のため、製造工程の簡略化といった要求がある
が、従来の半導体装置の製造方法は、工程数が多く、ま
た、処理に必要な時間も多くかかっている。In the manufacturing process of a semiconductor device, there is a demand for simplification of a manufacturing process in order to reduce costs and the like. However, a conventional method of manufacturing a semiconductor device requires a large number of steps and requires a long time for processing. It depends a lot.
そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、製造工程の簡
略化,アウトディフュージョンの抑止や接合の深さの制
御性を改善する半導体装置の製造方法の開示を目的とす
る。In view of the above problems, an object of the present invention is to disclose a method of manufacturing a semiconductor device that simplifies a manufacturing process, suppresses out diffusion, and improves controllability of a junction depth.
本発明は、不純物領域を有する素子上に該不純物領域
の活性化温度以下でリフローできる砒素シリケート・ガ
ラス膜またはホウ素リン・シリケート・ガラス膜を形成
し、ランプアニールにより上記不純物領域の活性化と上
記砒素シリケート・ガラス膜またはホウ素リン・シリケ
ート・ガラス膜のリフローを同時に行う半導体装置の製
造方法によって前述の問題点を解決する。The present invention forms an arsenic silicate glass film or a boron phosphorus silicate glass film which can be reflowed at a temperature not higher than the activation temperature of the impurity region on an element having an impurity region, and activates the impurity region by lamp annealing and The above-mentioned problem is solved by a method of manufacturing a semiconductor device in which an arsenic silicate glass film or a boron phosphorus silicate glass film is simultaneously reflowed.
リフローする不純物含有絶縁膜としては、活性化温度
以下、すなわち1100℃以下の温度条件でリフロー可能な
性質を有する砒素シリケート・ガラス(AsSG)膜または
ホウ素リン・シリケート・ガラス(BPSG)膜を使用す
る。そして、時間的な条件には短時間に熱処理を行うよ
うな赤外線ランプを用いる。このため活性化とリフロー
を同時に行なっても接合深さが深くなるような問題はな
く、しかも、ランプアニールされるためアウトディフュ
ージョン等の弊害を除去することが可能である。そし
て、活性化とリフローを同時に行うため、従来二つの工
程であったものが単一の工程となり、製造工程の簡略化
を図ることができる。As the impurity-containing insulating film to be reflowed, an arsenic silicate glass (AsSG) film or a boron phosphorus silicate glass (BPSG) film having a property of being reflowable at a temperature lower than the activation temperature, that is, 1100 ° C. or lower is used. . An infrared lamp that performs heat treatment in a short time is used as a time condition. Therefore, there is no problem that the junction depth is increased even if activation and reflow are performed at the same time. Further, since lamp annealing is performed, it is possible to eliminate adverse effects such as out diffusion. Then, since activation and reflow are performed simultaneously, what was conventionally two steps becomes a single step, and the manufacturing process can be simplified.
本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明す
る。Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の半導体装置の製造方法に用いる不純物含有絶
縁膜としては、不純物領域の活性化温度以下、すなわち
1100℃以下の低温でリフローできるAsSG膜またはBPSG膜
を用いることができる。また、本発明のランプアニール
に用いられる赤外線ランプしては、波長0.4〜4.0μmの
連続的インコヒーレント光を放射するものが好適であ
る。As the impurity-containing insulating film used in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the activation temperature of the impurity region or less, that is,
An AsSG film or a BPSG film that can be reflowed at a low temperature of 1100 ° C. or lower can be used. Further, as the infrared lamp used for the lamp annealing of the present invention, a lamp that emits continuous incoherent light having a wavelength of 0.4 to 4.0 μm is preferable.
本実施例は、半導体装置の製造方法としてMOSトラン
ジスタの例を説明し、不純物含有絶縁膜としてAsSG膜を
用い、更に短時間熱処理を行う熱源としてハロゲンラン
プ等の赤外線のランプ光線を用いている。This embodiment describes an example of a MOS transistor as a method of manufacturing a semiconductor device, uses an AsSG film as an impurity-containing insulating film, and uses an infrared lamp beam such as a halogen lamp as a heat source for performing a short-time heat treatment.
先ず、本実施例の半導体装置の製造方法は、第1図に
示すように、MOSトランジスタのソース,ドレイン領域
を形成するイオン注入工程P1の後は、不純物含有絶縁膜
すなわち層間絶縁膜としてAsSG膜を被着する被着工程P2
になっている。ここでイオン注入は、通常の例えばBF2 +
を50keV,2〜3×1015/cm2の条件で所定の領域に注入す
るように行なわれ、また、上記AsSG膜は、所定の例えば
5000Å程度の厚みとなるように被着する。このAsSG膜の
As含有量は約20wt%であるが、特に限定されるものでは
なく、後の工程で行われるリフローの温度条件や時間条
件によって最適化を図ることができる。First, as shown in FIG. 1, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, after an ion implantation step P1 for forming source and drain regions of a MOS transistor, an impurity-containing insulating film, that is, an AsSG film is used as an interlayer insulating film. Deposition process P2
It has become. Here, ion implantation is performed, for example, by a usual method such as BF 2 +
Is implanted into a predetermined region under the conditions of 50 keV and 2-3 × 10 15 / cm 2 , and the AsSG film is
It is applied to a thickness of about 5000 mm. This AsSG film
The As content is about 20 wt%, but is not particularly limited, and can be optimized by the temperature and time conditions of the reflow performed in a later step.
上記層間絶縁膜を被着する被着工程P2の後は、窓明け
工程P3になっている、この窓明け工程P3でMOSトランジ
スタのソース,ドレイン領域の上部に当たるAsSG膜の所
定の領域がフォトリソグラフィ技術を用いて窓明けされ
る。After the deposition step P2 for depositing the interlayer insulating film, a window opening step P3 is performed. In the window opening step P3, a predetermined region of the AsSG film corresponding to the upper part of the source and drain regions of the MOS transistor is subjected to photolithography. The window is opened using technology.
この窓明け工程P3の後は、上記イオン注入工程P1で注
入した不純物の活性化と、上記層間絶縁膜被着工程P2で
被着したAsSG膜のリフローが同時に行われるアニール・
リフロー工程P4になっている。このアニール・リフロー
工程P4では、短時間熱処理によって上記アニールと上記
リフローが同時に行われる。ランプアニールは、赤外線
のランプ光線を用いて行なわれ、その短時間加熱性能か
ら後述するように約10秒程度で十分なリフロー特性が得
られる。そして、温度条件としては、例えば被着する層
間絶縁膜を上述したようなAsSG膜またはBPSG膜とした場
合には、PSG(リン・シリケート・ガラス)等と比較し
て低温で流体化が可能なため、温度設定も容易に行うこ
とができ、S/D層の活性化と両立させた条件の設定が可
能である。After the window opening step P3, annealing and activation are performed simultaneously with the activation of the impurity implanted in the ion implantation step P1 and the reflow of the AsSG film deposited in the interlayer insulating film deposition step P2.
This is the reflow process P4. In the annealing / reflow step P4, the annealing and the reflow are simultaneously performed by a short-time heat treatment. The lamp annealing is performed using an infrared lamp beam, and a sufficient reflow characteristic can be obtained in about 10 seconds as described later due to its short-time heating performance. As the temperature condition, for example, when the interlayer insulating film to be deposited is an AsSG film or a BPSG film as described above, fluidization at a lower temperature is possible as compared with PSG (phosphorus silicate glass) or the like. Therefore, it is possible to easily set the temperature, and it is possible to set conditions compatible with the activation of the S / D layer.
このリフローと同時に、短時間で高温の熱処理によっ
てアニールも行われ、従来2回で行っていた熱処理を1
回で行うがゆえに接合の再拡散が起らず浅い接合を形成
し、それを維持することができる。また、同様に、短時
間であるためアウトディフュージョン等の弊害も抑止す
ることができる。Simultaneously with this reflow, annealing is also performed by a high-temperature heat treatment in a short time.
Due to the number of times, a shallow junction can be formed and maintained without re-diffusion of the junction. Similarly, since the time is short, adverse effects such as out-diffusion can be suppressed.
このようなリフローの特性について、本発明者が行っ
た実験のデータに基づき説明する。The characteristics of such reflow will be described based on data of an experiment conducted by the present inventors.
はじめに、リフローの温度依存性について説明する。
リフローの温度依存性は、第2図に示すような、およそ
ゆるやかな右上がりの特性になっている。ここで、横軸
は温度をとり、一方縦軸はリフローの形状を定量化した
数値A/Bを用いている。ランプアニールの時間は、各10
秒間であり、例えば1050℃,10秒間では、A/Bが2.12程度
の値になっている、尚、A/Bは第3図に示すような層間
絶縁膜の上部開口部の距離Aと底部開口部Bの比であ
る。従って、A/Bの値が大きい程リフローの量が大きい
ことなる。First, the temperature dependence of reflow will be described.
The temperature dependence of the reflow has such a characteristic that it gradually rises to the right as shown in FIG. Here, the horizontal axis represents temperature, while the vertical axis uses numerical values A / B quantifying the shape of reflow. Lamp annealing time is 10
For example, at 1050 ° C. for 10 seconds, A / B has a value of about 2.12, where A / B is the distance A between the top opening of the interlayer insulating film and the bottom A as shown in FIG. This is the ratio of the opening B. Therefore, the larger the value of A / B, the larger the amount of reflow.
第2図には、参考のため、従来のファーネス(電気
炉)アニール(温度;900℃,時間;10分間)を用いてAsS
G膜をリフローした例も示している。FIG. 2 shows, for reference, AsS using a conventional furnace (electric furnace) annealing (temperature: 900 ° C., time: 10 minutes).
An example in which the G film is reflowed is also shown.
この従来の例と比較しても層間絶縁膜にAsSG膜を使用
した場合には、温度条件1050℃〜1150℃で約10秒程度の
短時間で同等もしくはそれ以上のリフロー特性が得られ
ることが判る。Compared to this conventional example, when the AsSG film is used for the interlayer insulating film, it is possible to obtain the same or better reflow characteristics in a short time of about 10 seconds at a temperature condition of 1050 ° C. to 1150 ° C. I understand.
次にリフローの時間依存性について説明する。 Next, the time dependency of reflow will be described.
リフローの時間依存性は、第3図に示すように、指数
関数的な立ち上がりを示す特性になっている。赤外線の
照射が約10秒程で、十分なリフロー特性が得られ、10秒
以上の照射では徐々にAsSG膜が流動するような傾向にあ
る。従って、リフローを効果的に行う場合には、10秒間
程度の赤外線の照射で足る。尚、第3図では、横軸に時
間をとり、第2図と同様に縦軸にはA/Bの値をとってい
る。この場合の温度条件は、1100℃である。As shown in FIG. 3, the time dependency of the reflow has an exponential rising characteristic. Sufficient reflow characteristics are obtained in about 10 seconds of infrared irradiation, and the AsSG film tends to flow gradually with irradiation of 10 seconds or more. Therefore, when reflow is performed effectively, irradiation with infrared rays for about 10 seconds is sufficient. In FIG. 3, time is plotted on the horizontal axis, and A / B values are plotted on the vertical axis, as in FIG. The temperature condition in this case is 1100 ° C.
以上のような実験データから、本発明者は、例えばAs
SG膜,5000Åの膜厚の層間絶縁膜をリフローするに際し
て、赤外線のランプ光線を使用し、温度条件1050〜1100
℃,時間約10秒間程度で十分なリフローを行い得ること
を見出した。そして、このように10秒程度の短時間で熱
処理を行うため、従来問題となっていたアウトディフュ
ージョン等の弊害を容易に除去することができる。From the above experimental data, the present inventor
When reflowing the SG film, the interlayer insulating film with a thickness of 5000 mm, use an infrared lamp beam, and temperature conditions of 1050 ~ 1100
It has been found that sufficient reflow can be performed at about 10 ° C. for about 10 seconds. Then, since the heat treatment is performed in such a short time of about 10 seconds, it is possible to easily remove the problems such as the outdiffusion, which have been a problem in the past.
このように赤外線のランプ光線を使用し、温度条件10
50〜1100℃,時間約10秒間程度の条件でリフローを行う
場合には、同時にアニールも可能である。即ち、上述し
た温度条件1050〜1100℃,時間約10秒間程度の条件で同
時にアニールした場合には、接合深さxも深くならず、
浅い接合を再現性よく形成することができる。イオン注
入を通常の例えばBF2 +を50keV,2〜3×1015/cm2の条件
で所定の領域に注入した場合において、上述のリフロー
の条件で同時にアニールした場合には、接合深さx=0.
18〜0.23μm,シート抵抗ρs=83〜90Ω/□というよう
なデータが得られている。In this way, using infrared lamp light, temperature condition 10
When reflow is performed at 50 to 1100 ° C. for about 10 seconds, annealing can be performed at the same time. That is, when annealing is performed simultaneously under the above-mentioned temperature conditions of 1050 to 1100 ° C. for about 10 seconds, the junction depth x does not increase,
A shallow junction can be formed with good reproducibility. When ion implantation is performed, for example, when BF 2 + is implanted into a predetermined region under the conditions of 50 keV and 2 to 3 × 10 15 / cm 2 , and annealing is performed simultaneously under the above-described reflow condition, the junction depth x = 0.
Data such as 18 to 0.23 μm and sheet resistance ρs = 83 to 90Ω / □ are obtained.
以上のように本実施例の半導体装置の製造方法は、赤
外線のランプ光線を使用し、AsSG膜の層間絶縁膜をリフ
ローすると同時にアニールも行い、従来、リフロー工程
とアニール工程は独立した2つの工程であったが、これ
らを統合し単一の工程とすることができる。そして、リ
フローは上述したように、短時間で良く、アウトディフ
ュージョンの弊害を抑止することができ、しかも、同時
に行うアニールによっては、浅い接合を得ることが容易
である。As described above, the manufacturing method of the semiconductor device of the present embodiment uses the lamp light of the infrared ray to reflow the interlayer insulating film of the AsSG film and simultaneously anneal it. Conventionally, the reflow step and the annealing step are two independent steps. However, these can be integrated into a single process. As described above, reflow can be performed in a short period of time, and the adverse effects of out diffusion can be suppressed. In addition, a shallow junction can be easily obtained by simultaneous annealing.
このような優れた利点を有する本実施例の半導体装置
の製造方法を実現する赤外線ランプ装置の一例を、第5
図を参照しながら説明する。An example of an infrared lamp device which realizes the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment having such excellent advantages is described in FIG.
This will be described with reference to the drawings.
第5図に示すように、赤外線ランプ装置3は、半導体
素子を形成する基板1を内部に載置してなる石英管2の
外側上下に配されている。この赤外線ランプ装置3に
は、波長0.4〜4.0μmの連続的インコヒーレント光を射
出する複数本のハロゲン・ランプ4が取り付けられ、各
ハロゲン・ランプ4には、放物線反射鏡5がそれぞれ取
り付けられている。上記基板1には、枠状のサスペンダ
6によって中空に支持され、基板1には、両主面で各ハ
ロゲン・ランプ4からの連続的インコヒーレント光が照
射されるようになっている。As shown in FIG. 5, the infrared lamp device 3 is disposed above and below the quartz tube 2 in which a substrate 1 on which a semiconductor element is formed is placed. A plurality of halogen lamps 4 for emitting continuous incoherent light having a wavelength of 0.4 to 4.0 μm are attached to the infrared lamp device 3, and a parabolic reflector 5 is attached to each of the halogen lamps 4. I have. The substrate 1 is hollowly supported by a frame-shaped suspender 6, and the substrate 1 is irradiated with continuous incoherent light from each halogen lamp 4 on both main surfaces.
このような赤外線ランプ装置3を用いて本実施例の半
導体装置の製造方法を実施するにより、上述した所定の
効果をあげることができる。By performing the method of manufacturing a semiconductor device of this embodiment using such an infrared lamp device 3, the above-described predetermined effects can be obtained.
ここで、更に上述の本実施例の半導体装置の製造方法
を用いて製造される半導体装置について説明する。Here, a semiconductor device manufactured using the above-described method for manufacturing a semiconductor device of the present embodiment will be further described.
第6図に示すように、本実施例の半導体装置の製造方
法によって製造される半導体装置は、通常のMOSFETと同
様に、基板11の主面に素子分離領域となる酸化シリコン
膜12が形成され、素子形成領域には、ソース領域16,ド
レイン領域17がそれぞれ形成されている。上記ソース領
域16とドレイン領域17の間のチャンネル形成領域の上部
には、酸化シリコン膜15を介してゲート電極14となって
いる。そして、絶縁膜としてAsSG膜13が、上記ソース領
域16及び上記ドレイン領域17の上部で窓明けにより開口
部18、19を有して被着形成され、更にリフローが施され
ている。As shown in FIG. 6, in the semiconductor device manufactured by the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, a silicon oxide film 12 serving as an element isolation region is formed on the main surface of a substrate 11 similarly to a normal MOSFET. The source region 16 and the drain region 17 are formed in the element formation region. Above the channel forming region between the source region 16 and the drain region 17, a gate electrode 14 is formed via a silicon oxide film 15. Then, an AsSG film 13 is formed as an insulating film over the source region 16 and the drain region 17 with openings 18 and 19 by opening a window, and reflow is performed.
このような構造の半導体装置は、PSG等のリフローに
高温を要する不純物含有絶縁膜を使用した場合には、ア
ウドディフュージョンや接合深さの制御性等の関係から
実現が困難なものである。しかし、不純物含有絶縁膜に
AsSG膜等の低温でリフロー可能な材料を用いることによ
り可能であって、本実施例の半導体装置の製造方法を適
用して製造され得る。すなわち、リフローするAsSG膜13
が低温でリフローされるため、活性化とリフローを同時
に行なっても接合深さが深くなるような弊害を防止する
ことができ、また、短時間で熱処理されるため、アウト
ディフュージョン等を防止することが可能である。そし
て、活性化とリフローを同時に行うため、工程数及び時
間的に製造工程の簡略化を図ることが可能である。ま
た、半導体装置として微細化構造をとることができ、絶
縁膜としてリフローされているため、配線層を被着形成
した場合には、段切れ等の諸弊害を除去できるこは言う
までもない。When an impurity-containing insulating film that requires a high temperature for reflow, such as PSG, is used in a semiconductor device having such a structure, it is difficult to realize the semiconductor device due to factors such as aud diffusion and controllability of the junction depth. However, the impurity-containing insulating film
This is possible by using a material that can be reflowed at a low temperature, such as an AsSG film, and can be manufactured by applying the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment. That is, the reflowed AsSG film 13
Is reflowed at a low temperature, so that even if activation and reflow are performed at the same time, it is possible to prevent the adverse effect of increasing the junction depth, and to perform heat treatment in a short time, thereby preventing out diffusion and the like. Is possible. Since the activation and the reflow are performed simultaneously, it is possible to simplify the manufacturing process in terms of the number of processes and time. In addition, since a semiconductor device can have a miniaturized structure and is reflowed as an insulating film, it is needless to say that various problems such as disconnection can be eliminated when a wiring layer is formed by deposition.
尚、上述した実施例においては、不純物含有絶縁膜に
AsSG膜を用いたが、これに限定されず、例えばBPSG,BS
G,SbSG等の不純物領域の活性化温度以下の低温でリフロ
ーできる絶縁膜を用いることができる。更に、第1配線
層と第2配線層の間に形成される不純物含有絶縁膜に対
して窓明け後、本発明に係る熱処理によってリフローを
施しても良いことは勿論である。In the embodiment described above, the impurity-containing insulating film
AsSG membrane was used, but is not limited to this, for example, BPSG, BS
An insulating film that can be reflowed at a low temperature equal to or lower than the activation temperature of the impurity region such as G or SbSG can be used. Furthermore, it is a matter of course that reflow may be performed by the heat treatment according to the present invention after opening the window with respect to the impurity-containing insulating film formed between the first wiring layer and the second wiring layer.
本発明の半導体装置の製造方法は、リフローする不純
物含有絶縁膜として不純物領域の活性化温度以下の温度
条件でリフロー可能な物質を有するAsSG膜またはBPSG膜
を用い、更に短時間に熱処理が可能なランプアニールを
行うため、活性化とリフローを同時に行なっても接合深
さが深くなるような問題はなく、しかも、短時間で熱処
理されるためアウトディフュージョン等の弊害を除去す
ることが可能である。そして、活性化とリフローを同時
に行うため、工程数及び時間的に製造工程の簡略化を図
ることができる。The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention uses an AsSG film or a BPSG film having a reflowable substance at a temperature condition equal to or lower than the activation temperature of the impurity region as the impurity-containing insulating film to be reflowed, and can be heat-treated in a shorter time. Since lamp annealing is performed, there is no problem that the junction depth is increased even if activation and reflow are performed at the same time. Further, since heat treatment is performed in a short time, it is possible to eliminate adverse effects such as out diffusion. Since the activation and the reflow are performed simultaneously, the number of steps and the manufacturing process can be simplified in terms of time.
第1図は本発明に係る半導体装置の製造方法を工程順に
示す工程図であり、第2図は本発明に係るリフローの温
度依存性を説明する特性図であり、第3図は本発明に係
るリフローの時間依存性を説明する特性図であり、第4
図はリフローの定量を説明する模式図である。 第5図は本発明に係る半導体装置の製造方法を実現する
に好適な装置の一例を示す断面図であり、第6図は本発
明の半導体装置の製造方法により製造される半導体装置
の一例を示す概略断面図であり、第7図は従来の半導体
装置の製造方法の一例を工程順に示す工程図であり、第
8図Aは従来の半導体装置の製造方法においてアニール
後の不純物濃度の分布を示す特性図であり、第8図Bは
従来の半導体装置の製造方法においてリフロー後の不純
物濃度の分布を示す特性図である。 1……基板 3……赤外線ランプ装置 11……基板 13……AsSG膜(不純物含有絶縁膜) 16……ソース領域 17……ドレイン領域 18,19……開口部FIG. 1 is a process chart showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention in the order of steps, FIG. 2 is a characteristic diagram illustrating the temperature dependence of reflow according to the present invention, and FIG. FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating the time dependency of the reflow, and FIG.
The figure is a schematic diagram illustrating reflow quantification. FIG. 5 is a sectional view showing an example of a device suitable for realizing the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, and FIG. 6 is an example of a semiconductor device manufactured by the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention. FIG. 7 is a process chart showing an example of a conventional method of manufacturing a semiconductor device in the order of steps, and FIG. 8A shows a distribution of impurity concentration after annealing in a conventional method of manufacturing a semiconductor device. FIG. 8B is a characteristic diagram showing a distribution of impurity concentration after reflow in a conventional method of manufacturing a semiconductor device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 3 ... Infrared lamp device 11 ... Substrate 13 ... AsSG film (impurity-containing insulating film) 16 ... Source region 17 ... Drain region 18,19 ... Opening
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−102052(JP,A) 特開 昭57−23223(JP,A) 特開 昭56−130949(JP,A) 特開 昭58−206121(JP,A) 特開 昭59−44846(JP,A) 特開 昭52−104087(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-57-102052 (JP, A) JP-A-57-23223 (JP, A) JP-A-56-130949 (JP, A) JP-A-58-58 206121 (JP, A) JP-A-59-44846 (JP, A) JP-A-52-104087 (JP, A)
Claims (1)
の活性化温度以下でリフローできる砒素シリケート・ガ
ラス膜またはホウ素リン・シリケート・ガラス膜を形成
し、ランプアニールにより1100℃以下の温度にて上記不
純物領域の活性化と上記砒素シリケート・ガラス膜また
はホウ素リン・シリケート・ガラス膜のリフローを同時
に行う半導体装置の製造方法。An arsenic silicate glass film or a boron phosphorus silicate glass film which can be reflowed at a temperature not higher than the activation temperature of the impurity region is formed on an element having an impurity region, and lamp annealing is performed at a temperature of 1100 ° C. or less. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising simultaneously activating the impurity region and reflowing the arsenic silicate glass film or the boron phosphorus silicate glass film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60181540A JP2575106B2 (en) | 1985-08-19 | 1985-08-19 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60181540A JP2575106B2 (en) | 1985-08-19 | 1985-08-19 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6242436A JPS6242436A (en) | 1987-02-24 |
| JP2575106B2 true JP2575106B2 (en) | 1997-01-22 |
Family
ID=16102561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60181540A Expired - Lifetime JP2575106B2 (en) | 1985-08-19 | 1985-08-19 | Method for manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2575106B2 (en) |
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Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS57102052A (en) * | 1980-12-17 | 1982-06-24 | Seiko Epson Corp | Manufacture of semiconductor device |
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-
1985
- 1985-08-19 JP JP60181540A patent/JP2575106B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6242436A (en) | 1987-02-24 |
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