JPH02283016A - ホウ素含有半導体層の形成方法 - Google Patents
ホウ素含有半導体層の形成方法Info
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- JPH02283016A JPH02283016A JP10519489A JP10519489A JPH02283016A JP H02283016 A JPH02283016 A JP H02283016A JP 10519489 A JP10519489 A JP 10519489A JP 10519489 A JP10519489 A JP 10519489A JP H02283016 A JPH02283016 A JP H02283016A
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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。
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〕
本願の発明は、ホウ素を含有する半導体層を半導体層中
へのホウ素のイオン注入によって形成するホウ素含有半
導体層の形成方法に関するものである。
へのホウ素のイオン注入によって形成するホウ素含有半
導体層の形成方法に関するものである。
請求項１の発明は、上記の様なホウ素含有半導体層の形
成方法において、半導体層上に絶縁膜を形成し、この絶
縁膜を介して前記半導体層中へホウ素をイオン注入する
ことによって、厚さが薄くしかも絶縁膜による特性の影
響が少ないホウ素含有半導体層を形成することができる
様にしたものである。
成方法において、半導体層上に絶縁膜を形成し、この絶
縁膜を介して前記半導体層中へホウ素をイオン注入する
ことによって、厚さが薄くしかも絶縁膜による特性の影
響が少ないホウ素含有半導体層を形成することができる
様にしたものである。
請求項２の発明は、上記の様なホウ素含有半導体層の形
成方法において、所望の厚さよりも厚い半導体層中へホ
ウ素をイオン注入し、その後に半導体層を所望の厚さに
することによって、厚さの薄いホウ素含有半導体層を形
成することができる様にしたものである。
成方法において、所望の厚さよりも厚い半導体層中へホ
ウ素をイオン注入し、その後に半導体層を所望の厚さに
することによって、厚さの薄いホウ素含有半導体層を形
成することができる様にしたものである。
ホウ素は、代表的なｐ型不純物であり、ｐチャネルＭＯ
３Ｉ−ランジスタのソース・ドレイン領域の形成や、ｐ
型頭域とコンタクトする半導体層のコンタクト抵抗の低
減等のために用いられている。
３Ｉ−ランジスタのソース・ドレイン領域の形成や、ｐ
型頭域とコンタクトする半導体層のコンタクト抵抗の低
減等のために用いられている。
一方、半導体層等に不純物を含有させるために種々の方
法があるが、不純物の総量を精度よく且つオンラインで
測定できる点でイオン注入法が優れている。
法があるが、不純物の総量を精度よく且つオンラインで
測定できる点でイオン注入法が優れている。
ところが、薄膜トランジスタや薄膜抵抗等では、半導体
層の厚さが薄い。例えば、薄膜トランジスタを形成する
ためのＳｉ層の厚さは、５００人程度以下である。
層の厚さが薄い。例えば、薄膜トランジスタを形成する
ためのＳｉ層の厚さは、５００人程度以下である。
この様に薄い半導体層では、シート抵抗が高いので、こ
のシート抵抗を低減させるために、少なくとも２〜５
Ｘ １０１Ｓｃｏ＋−”程度の不純物を含有させる必要
がある。
のシート抵抗を低減させるために、少なくとも２〜５
Ｘ １０１Ｓｃｏ＋−”程度の不純物を含有させる必要
がある。
しかし、この様な高ドーズ量のイオン注入装置では、注
入エネルギを１５ｋｅＶ程度以下とすることは難しい。
入エネルギを１５ｋｅＶ程度以下とすることは難しい。
一方、ホウ素の質量数はｌＯと小さいので、質量数が大
きい物質に比べると、注入エネルギが同じでも投影飛程
が長い。
きい物質に比べると、注入エネルギが同じでも投影飛程
が長い。
従って、薄膜状の半導体層の厚さの半分程度を投影飛程
とする様にホウ素をイオン注入することは難しく、厚さ
の薄いホウ素含有半導体層をイオン注入で形成すること
が難しかった。
とする様にホウ素をイオン注入することは難しく、厚さ
の薄いホウ素含有半導体層をイオン注入で形成すること
が難しかった。
〔課題を解決するための手段〕
請求項１のホウ素含有半導体層の形成方法は、半導体層
１２上に絶縁膜１３を形成し、この絶縁膜１３を介して
前記半導体層１２中へホウ素１５をイオン注入する様に
している。
１２上に絶縁膜１３を形成し、この絶縁膜１３を介して
前記半導体層１２中へホウ素１５をイオン注入する様に
している。
請求項２のホウ素含有半導体層の形成方法は、所望の厚
さよりも厚い半導体層１２中へホウ素１５をイオン注入
し、その後に前記半導体Ｊ１１２を前記所望の厚さにす
る様にしている。
さよりも厚い半導体層１２中へホウ素１５をイオン注入
し、その後に前記半導体Ｊ１１２を前記所望の厚さにす
る様にしている。
請求項１のホウ素含有半導体層の形成方法では、ホウ素
イオン１５が絶縁膜１３を通過する間にその注入エネル
ギが絶縁膜１３に吸収され、しかもホウ素１５は質量数
が小さいために絶縁膜１３に対するノックオン効果も少
ない。
イオン１５が絶縁膜１３を通過する間にその注入エネル
ギが絶縁膜１３に吸収され、しかもホウ素１５は質量数
が小さいために絶縁膜１３に対するノックオン効果も少
ない。
請求項２のホウ素含有半導体層の形成方法では、ホウ素
１５をイオン注入する時点では半導体層１２が所望の厚
さよりも厚いので、ホウ素１５の注入エネルギが半導体
層１２自体によって吸収され易い。
１５をイオン注入する時点では半導体層１２が所望の厚
さよりも厚いので、ホウ素１５の注入エネルギが半導体
層１２自体によって吸収され易い。
以下、ｐチャネル薄膜トランジスタの製造に適用した本
願の発明の第１及び第２実施例を、第１図〜第３図を参
照しながら説明する。
願の発明の第１及び第２実施例を、第１図〜第３図を参
照しながら説明する。
第１図が、第１実施例を示している。この第１実施例で
は、第１Ａ図に示す様に、ＳｉＯ□基体１１上で薄膜ト
ランジスタの活性領域のパターンに厚さ４００人程度の
Ｓｔ層１２をパターニングし、ゲート絶縁膜用の厚さ５
００人程度の５ｉ０２膜１３を堆積させ、更にゲート電
極のパターンにＳｔ層１４をパターニングする。
は、第１Ａ図に示す様に、ＳｉＯ□基体１１上で薄膜ト
ランジスタの活性領域のパターンに厚さ４００人程度の
Ｓｔ層１２をパターニングし、ゲート絶縁膜用の厚さ５
００人程度の５ｉ０２膜１３を堆積させ、更にゲート電
極のパターンにＳｔ層１４をパターニングする。
そしてこの状態で、Ｂ゛ １５をイオン注入する。
すると、この日＋ １５がＳｉｎｇ膜１３を通過する間
にその注入エネルギがＳｉＯ□膜１３に吸収される。
にその注入エネルギがＳｉＯ□膜１３に吸収される。
従って、高ドーズ量でイオン注入するために注入エネル
ギの高いイオン注入装置を用いても、５ｉＮ１２の厚さ
の半分程度の位置へＢ″ １５を注入することができる
。
ギの高いイオン注入装置を用いても、５ｉＮ１２の厚さ
の半分程度の位置へＢ″ １５を注入することができる
。
しかも、Ｂ゛ １５は質量数が小さいので、ＳｉＯ□膜
１３中のＯがＢ′″ １５によってノックオンされて３
４層１２中へ注入されるというノックオン効果が少ない
。
１３中のＯがＢ′″ １５によってノックオンされて３
４層１２中へ注入されるというノックオン効果が少ない
。
ところが一方、Ｂ゛ １５の質量数が小さいが故に、Ｂ
゛ １５がＳｔ層１２中へイオン注入されても、この５
ｉＪｉ１２は完全には非晶質化されない。このため、そ
の後のアニールによっても５ｉＪｉｉ１２で結晶化が十
分には進まず、結晶粒径が小さいためにＳｉ層１２のシ
ート抵抗が大きい。
゛ １５がＳｔ層１２中へイオン注入されても、この５
ｉＪｉ１２は完全には非晶質化されない。このため、そ
の後のアニールによっても５ｉＪｉｉ１２で結晶化が十
分には進まず、結晶粒径が小さいためにＳｉ層１２のシ
ート抵抗が大きい。
この様な場合、Ｓｉ”等の電気的に不活性な元素のイオ
ンを注入することによってＳｉ層１２を一旦非晶質化す
ることが知られている（例えば特開昭６１−１１９０７
９号公報）。
ンを注入することによってＳｉ層１２を一旦非晶質化す
ることが知られている（例えば特開昭６１−１１９０７
９号公報）。
しかし、Ｂ″ １５をイオン注入した後、第１Ａ図の状
態のままでＳｊｌをイオン注入すると、Ｓｉ。
態のままでＳｊｌをイオン注入すると、Ｓｉ。
の質量数が２８と大きいために、Ｓｉｎｇ膜１３中の○
がＳｉ゛によってノックオンされてＳｉ層１２中へ注入
される。
がＳｉ゛によってノックオンされてＳｉ層１２中へ注入
される。
そこでこの第１実施例では、第１Ｂ図に示す様に、Ｓｉ
層１４をマスクにしてＳｉｎｇ膜１３をパターニングし
、つまり３４層１２のうちで薄膜トランジスタのソース
・ドレイン領域とすべき部分を露出させ、この状態でＳ
ｉ”１６をイオン注入している。
層１４をマスクにしてＳｉｎｇ膜１３をパターニングし
、つまり３４層１２のうちで薄膜トランジスタのソース
・ドレイン領域とすべき部分を露出させ、この状態でＳ
ｉ”１６をイオン注入している。
Ｓｉ′″ １６は質量数が大きいので、注入エネルギの
高いイオン注入装置を用い、且つ３４層１２を露出させ
た状態でイオン注入を行っても、５ｉＪｉ１２中へＳｉ
”１６を効率的に注入してこの３４層１２を完全に非晶
質化することができる。
高いイオン注入装置を用い、且つ３４層１２を露出させ
た状態でイオン注入を行っても、５ｉＪｉ１２中へＳｉ
”１６を効率的に注入してこの３４層１２を完全に非晶
質化することができる。
以上の様な第１実施例で製造したｐチャネル薄膜トラン
ジスタでは、Ｂｏ １５が効率的に注入されるために、
３４層１２のシート抵抗が低い。
ジスタでは、Ｂｏ １５が効率的に注入されるために、
３４層１２のシート抵抗が低い。
しかも、Ｓｉ゛ １６のイオン注入によって５ｉＪｉ１
２が一旦は完全に非晶質化されるのでその後のアニール
によって結晶化が十分に進み、またＳｉ゛ １６による
ノックオンがないためにＳｉ層１２中へ○が注入されず
、更にこの０によってアニール時の３４層１２の結晶化
が妨げられることもない。従って、これらのことによっ
ても５ｊｌｉ１２のシート抵抗が低い。
２が一旦は完全に非晶質化されるのでその後のアニール
によって結晶化が十分に進み、またＳｉ゛ １６による
ノックオンがないためにＳｉ層１２中へ○が注入されず
、更にこの０によってアニール時の３４層１２の結晶化
が妨げられることもない。従って、これらのことによっ
ても５ｊｌｉ１２のシート抵抗が低い。
更に、５ｉＪｉｌＺ中へ０が注入されないために、３４
層１２における接合リーク電流も少ない。
層１２における接合リーク電流も少ない。
なお、以上の第１実施例ではＢｏ １５のイオン注入後
にＳｉ’１６をイオン注入したが、まず第１Ｂ図の状態
でＳｉ”１６をイオン注入し、その後に５ｉ０２膜を堆
積してからＢｏ １５をイオン注入してもよい。
にＳｉ’１６をイオン注入したが、まず第１Ｂ図の状態
でＳｉ”１６をイオン注入し、その後に５ｉ０２膜を堆
積してからＢｏ １５をイオン注入してもよい。
この場合、堆積させたＳｉ０ｇ膜を残存させたままで、
アニール工程等の次の工程を行うことができる。
アニール工程等の次の工程を行うことができる。
また、以上の第１実施例ではゲート電極用のＳｔ層１４
を活性領域用の３４層１２よりも上層に形成しているが
、これとは逆に活性領域用の３４層１２をゲート電極用
のＳｉ層１４よりも上層に形成してもよい。
を活性領域用の３４層１２よりも上層に形成しているが
、これとは逆に活性領域用の３４層１２をゲート電極用
のＳｉ層１４よりも上層に形成してもよい。
ところで、Ｂｏ １５の代りに質量数の大きなりＦ２°
等を用いれば、３４層１２を露出させた状態でイオン注
入を行っても、この３４層１２の厚さの半分程度の位置
へＢを注入することができる。
等を用いれば、３４層１２を露出させた状態でイオン注
入を行っても、この３４層１２の厚さの半分程度の位置
へＢを注入することができる。
しかし、Ｆも同時にイオン注入されるために、アニール
による３４層１２の結晶化が妨げられ、３４層１２のシ
ート抵抗を低くすることができない。
による３４層１２の結晶化が妨げられ、３４層１２のシ
ート抵抗を低くすることができない。
第２図は、第２実施例を示している。この第２実施例で
は、第２Ａ図に示す様に、ＳｉＯ□基体１１上でゲート
電極用のＳｉ層１４をパターニングし、ゲート絶縁膜用
のＳｉｎ、膜１３を堆積させ、更に活性領域用の３４層
１２を８００人程度の厚さに堆積させる。
は、第２Ａ図に示す様に、ＳｉＯ□基体１１上でゲート
電極用のＳｉ層１４をパターニングし、ゲート絶縁膜用
のＳｉｎ、膜１３を堆積させ、更に活性領域用の３４層
１２を８００人程度の厚さに堆積させる。
そして、この状態でＢｏ １５をイオン注入してソース
・ドレイン領域を形成し、更に３４層１２を非晶質化す
るために第１実施例と同様にＳｉ”をイオン注入する。
・ドレイン領域を形成し、更に３４層１２を非晶質化す
るために第１実施例と同様にＳｉ”をイオン注入する。
この場合、Ｓｉ層１２自体の厚さが第１実施例の場合よ
りも厚いので、Ｂ９１５の注入エネルギがＳｉ層１２自
体によって吸収され易い。従って、Ｂ。
りも厚いので、Ｂ９１５の注入エネルギがＳｉ層１２自
体によって吸収され易い。従って、Ｂ。
１５が３４層１２に効率的に注入される。
その後、非晶質化した３４層１２の結晶化のために、６
００℃程度の比較的低温のプリアニールとそれよりも高
温のアニールとを行う。
００℃程度の比較的低温のプリアニールとそれよりも高
温のアニールとを行う。
第３図は、低温プリアニール時の結晶化の速度を示して
いる。この第３図から明らかな様に、３４層１２の厚さ
が８００人程度であるこの第２実施例では、厚さが４０
０人程度の場合に比べて低温プリアニールの時間が短く
てよい。
いる。この第３図から明らかな様に、３４層１２の厚さ
が８００人程度であるこの第２実施例では、厚さが４０
０人程度の場合に比べて低温プリアニールの時間が短く
てよい。
次に、第２Ｂ図に示す様に、ＲＩＥやＮ１１ｌ ＋１１
２０□＋１１□０等によるウェットエツチング等によっ
て、Ｓｔ層１２を４００人程度の厚さになるまでエツチ
ングする。
２０□＋１１□０等によるウェットエツチング等によっ
て、Ｓｔ層１２を４００人程度の厚さになるまでエツチ
ングする。
この後は、眉間絶縁膜の形成、Ａｌの蒸着、バンシベー
ション膜の形成等の通常の工程を行う。
ション膜の形成等の通常の工程を行う。
なお、この第２実施例では活性領域用の５ｉＮ１２をゲ
ート電極用のＳｉ層１４よりも上層に形成しているが、
これとは逆に活性領域用の３４層１２をまず形成し、こ
の３４層１２に対するＢｏ １５のイオン注入からエツ
チングまでを行った後にゲート電極用のＳｉ層１４を形
成してもよい。
ート電極用のＳｉ層１４よりも上層に形成しているが、
これとは逆に活性領域用の３４層１２をまず形成し、こ
の３４層１２に対するＢｏ １５のイオン注入からエツ
チングまでを行った後にゲート電極用のＳｉ層１４を形
成してもよい。
また、以上の第１及び第２実施例は何れも本願の発明を
ｐチャネル薄膜トランジスタの製造に適用したものであ
るが、コンタクト部にＢ゛をイオン注入する薄膜抵抗の
形成等にも本願の発明を適用できる。
ｐチャネル薄膜トランジスタの製造に適用したものであ
るが、コンタクト部にＢ゛をイオン注入する薄膜抵抗の
形成等にも本願の発明を適用できる。
請求項１のホウ素含有半導体層の形成方法では、ホウ素
イオンが絶縁膜を通過する間にその注入エネルギが絶縁
膜に吸収されるので、厚さの薄いホウ素含有半導体層を
形成することができる。
イオンが絶縁膜を通過する間にその注入エネルギが絶縁
膜に吸収されるので、厚さの薄いホウ素含有半導体層を
形成することができる。
しかも、ホウ素は質量数が小さいために絶縁膜に対する
ノックオン効果も少ないので、絶縁膜による特性の影響
が少ないホウ素含有半導体層を形成することができる。
ノックオン効果も少ないので、絶縁膜による特性の影響
が少ないホウ素含有半導体層を形成することができる。
請求項２のホウ素含有半導体層の形成方法では、ホウ素
の注入エネルギが半導体層自体によづて吸収され易いの
で、厚さの薄いホウ素含有半導体層を形成することがで
きる。
の注入エネルギが半導体層自体によづて吸収され易いの
で、厚さの薄いホウ素含有半導体層を形成することがで
きる。
第１図及び第２図は本願の発明の夫々第１及び第２実施
例を順次に示す側断面図、第３図は結晶化速度のグラフ
である。 なお図面に用いた符号において、 １２−・・−一一−−−−−−−−−・−５ｉ層１３−
・−−−−−・−・・−３ｉＯ□膜１５−−−−−・−
−−−−−・−−−−−Ｂ ”である。
例を順次に示す側断面図、第３図は結晶化速度のグラフ
である。 なお図面に用いた符号において、 １２−・・−一一−−−−−−−−−・−５ｉ層１３−
・−−−−−・−・・−３ｉＯ□膜１５−−−−−・−
−−−−−・−−−−−Ｂ ”である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体層上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜を介して
前記半導体層中へホウ素をイオン注入するホウ素含有半
導体層の形成方法。 ２、所望の厚さよりも厚い半導体層中へホウ素をイオン
注入し、その後に前記半導体層を前記所望の厚さにする
ホウ素含有半導体層の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1105194A JP3057253B2 (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | ホウ素含有半導体層の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1105194A JP3057253B2 (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | ホウ素含有半導体層の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02283016A true JPH02283016A (ja) | 1990-11-20 |
| JP3057253B2 JP3057253B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=14400864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1105194A Expired - Fee Related JP3057253B2 (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | ホウ素含有半導体層の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3057253B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04273142A (ja) * | 1991-02-28 | 1992-09-29 | Fujitsu Ltd | イオン注入モニタリング方法 |
| US6410374B1 (en) | 1992-12-26 | 2002-06-25 | Semiconductor Energy Laborartory Co., Ltd. | Method of crystallizing a semiconductor layer in a MIS transistor |
| US6544825B1 (en) * | 1992-12-26 | 2003-04-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of fabricating a MIS transistor |
| US6638800B1 (en) | 1992-11-06 | 2003-10-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser processing apparatus and laser processing process |
| JP2013021242A (ja) * | 2011-07-14 | 2013-01-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4991194A (ja) * | 1972-12-29 | 1974-08-30 | ||
| JPS50122873A (ja) * | 1974-03-14 | 1975-09-26 |
-
1989
- 1989-04-25 JP JP1105194A patent/JP3057253B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS50122873A (ja) * | 1974-03-14 | 1975-09-26 |
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| US7179726B2 (en) | 1992-11-06 | 2007-02-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser processing apparatus and laser processing process |
| US6410374B1 (en) | 1992-12-26 | 2002-06-25 | Semiconductor Energy Laborartory Co., Ltd. | Method of crystallizing a semiconductor layer in a MIS transistor |
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| JP2013021242A (ja) * | 2011-07-14 | 2013-01-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3057253B2 (ja) | 2000-06-26 |
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