JPH1131665A - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device

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Publication number
JPH1131665A
JPH1131665A JP9186825A JP18682597A JPH1131665A JP H1131665 A JPH1131665 A JP H1131665A JP 9186825 A JP9186825 A JP 9186825A JP 18682597 A JP18682597 A JP 18682597A JP H1131665 A JPH1131665 A JP H1131665A
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JP
Japan
Prior art keywords
circuit device
integrated circuit
semiconductor
semiconductor integrated
region
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9186825A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyoshi Kashu
信義 夏秋
Mitsuharu Honda
光晴 本多
Tomoji Nagayama
智士 永山
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.)
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1131665A publication Critical patent/JPH1131665A/en
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高不純物濃度で、不純物濃度分布が急峻な浅
い接合の半導体領域を形成する。 【解決手段】 半導体基板1上に、浅い接合の半導体領
域を形成するためのイオン注入処理(工程100)後、
不純物活性化の熱処理(工程103)の直前に、外方拡
散を防止すべく、薄いキャップ膜2を形成する(工程1
02)。
[PROBLEMS] To form a shallow junction semiconductor region having a high impurity concentration and a steep impurity concentration distribution. SOLUTION: After an ion implantation process (step 100) for forming a shallow junction semiconductor region on a semiconductor substrate 1,
Immediately before the heat treatment for impurity activation (step 103), a thin cap film 2 is formed to prevent outward diffusion (step 1).
02).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置の製造技術に関し、特に、半導体集積回路装置におけ
る浅い接合の形成技術に適用して有効な技術に関するも
のである。
The present invention relates to a technology for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a technology effective when applied to a technology for forming a shallow junction in a semiconductor integrated circuit device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置の製造における微細
加工技術の進歩に伴い、素子等の微細化が進められてい
る。そして、浅い接合の形成技術は、素子の微細化を推
進し素子集積度の向上を図ることができるだけでなく、
素子性能の改善を図ることができるとして重要な技術と
なっている。
2. Description of the Related Art With the advance of fine processing technology in the manufacture of semiconductor integrated circuit devices, miniaturization of elements and the like has been promoted. The technology for forming shallow junctions not only promotes the miniaturization of devices and improves the degree of device integration, but also
It is an important technology as it can improve the element performance.

【0003】例えばバイポーラトランジスタにおいて、
不純物濃度を高めに確保した状態で浅いベース領域を形
成することは、半導体集積回路装置の高周波化および低
雑音化を実現できる。また、MOS・FET(Metal Ox
ide Semiconductor Field Effect Transistor )におい
て、不純物濃度を高めに確保した状態で浅いソース・ド
レイン領域を形成することは、短チャネル効果を抑制し
つつ、MOS・FETの電流駆動能力を向上させること
ができる。
For example, in a bipolar transistor,
Forming a shallow base region while maintaining a high impurity concentration can realize a higher frequency and lower noise of the semiconductor integrated circuit device. In addition, MOS · FET (Metal Ox
Forming shallow source / drain regions in the ide Semiconductor Field Effect Transistor while maintaining a high impurity concentration can improve the current driving capability of the MOS-FET while suppressing the short channel effect.

【0004】このような浅い接合の半導体領域を半導体
基板上に形成するには、不純物イオンを低エネルギーで
注入した後、半導体基板に対して短時間アニール処理を
施すことで形成することが一般的である。
In order to form a semiconductor region having such a shallow junction on a semiconductor substrate, it is generally formed by implanting impurity ions at low energy and then subjecting the semiconductor substrate to a short-time annealing treatment. It is.

【0005】なお、このような浅い接合の形成技術につ
いては、例えば株式会社プレスジャーナル、平成5年1
0月20日発行、「セミコンダクタワールド(Semicond
uctor World )」P54〜P59に記載がある。
A technique for forming such a shallow junction is described in, for example, Press Journal Inc., 1993
Published on 20th October, "Semiconductor World
uctor World) "on pages 54 to 59.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した浅
い接合の半導体領域の形成技術については、以下の問題
があることを本発明者は見出した。
However, the present inventor has found that the above-described technique for forming a semiconductor region having a shallow junction has the following problems.

【0007】すなわち、浅い接合の半導体領域を形成す
るための低エネルギーイオン注入技術においては、洗浄
を含む通常のプロセスにおいて熱処理工程のキャップと
して使用可能な厚さの絶縁膜を使用することが困難であ
り、その熱処理工程においては、半導体基板表面が剥き
出しとなるので、注入イオンの一部が外方拡散等により
失われ、目的とする不純物濃度を持ち、かつ、急峻な不
純物濃度分布を持つ浅い接合の半導体領域を形成するこ
とが困難であるという問題がある。
That is, in the low energy ion implantation technique for forming a semiconductor region having a shallow junction, it is difficult to use an insulating film having a thickness usable as a cap for a heat treatment step in a normal process including cleaning. In the heat treatment step, since the surface of the semiconductor substrate is exposed, a part of the implanted ions is lost due to outward diffusion or the like, and a shallow junction having a target impurity concentration and a steep impurity concentration distribution is provided. However, there is a problem that it is difficult to form the semiconductor region.

【0008】本発明の目的は、目的とする不純物濃度を
確保した状態で、しかも不純物濃度分布が急峻な浅い接
合の半導体領域を形成することのできる技術を提供する
ことにある。
It is an object of the present invention to provide a technique capable of forming a shallow junction semiconductor region having a steep impurity concentration distribution while maintaining a target impurity concentration.

【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0011】本発明の半導体集積回路装置の製造方法
は、半導体基板に浅い接合の半導体領域を形成するため
に、前記半導体基板に所定の不純物を導入する工程と、
前記所定の不純物を活性化させるための熱処理の直前ま
たは初期に不純物の飛程に比し薄いキャップ膜を形成す
る工程とを有するものである。
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes the steps of: introducing a predetermined impurity into a semiconductor substrate to form a shallow junction semiconductor region in the semiconductor substrate;
Forming a cap film thinner than the impurity range immediately before or at the initial stage of the heat treatment for activating the predetermined impurity.

【0012】また、本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記薄いキャップの形成温度が750℃以下で
あるものである。
In the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, the temperature for forming the thin cap is 750 ° C. or less.

【0013】また、本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記薄いキャップの膜厚が2nm以下であるも
のである。
In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, the thin cap has a thickness of 2 nm or less.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する(なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、その繰り返しの説明は省略する)。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (Note that components having the same functions in all drawings for describing the embodiments are denoted by the same reference numerals.) , And the repeated explanation is omitted).

【0015】(実施の形態1)図1は本発明の半導体集
積回路装置の製造方法における要部の説明図、図2〜図
10は本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置
の製造工程中における要部断面図、図11は図10の半
導体集積回路装置を構成する半導体領域の不純物濃度分
布図、図12は本実施の形態の場合と不純物活性化の熱
処理に先立ってキャップ膜を形成しない技術の場合とに
おける半導体基板の深さと不純物濃度との関係を示すグ
ラフ図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is an explanatory view of a main part of a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, and FIGS. FIG. 11 is a cross-sectional view of a main part during the process, FIG. 11 is a diagram showing an impurity concentration distribution of a semiconductor region constituting the semiconductor integrated circuit device of FIG. 10, and FIG. It is a graph which shows the relationship between the depth of a semiconductor substrate, and the impurity concentration in the case of the technique which is not formed.

【0016】本発明の半導体集積回路装置の製造方法
は、半導体基板に浅い接合の半導体領域を形成する場合
に有効な技術である。その要部を図1によって説明す
る。
The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is an effective technique for forming a shallow junction semiconductor region on a semiconductor substrate. The main part will be described with reference to FIG.

【0017】まず、所定の不純物を半導体基板1にイオ
ン注入法等によって導入する。この際のエネルギーは、
浅い接合の半導体領域を形成すべく、単位原子当たり0.
1KeV以下の低エネルギーとする(工程100)。な
お、図1の半導体基板1は、例えば所定導電形のシリコ
ン(Si)単結晶の単体からなる。
First, predetermined impurities are introduced into the semiconductor substrate 1 by an ion implantation method or the like. The energy at this time is
In order to form a semiconductor region with a shallow junction, it is required that
Low energy of 1 KeV or less (step 100). The semiconductor substrate 1 of FIG. 1 is made of, for example, a single silicon (Si) single crystal of a predetermined conductivity type.

【0018】続いて、半導体基板1に対して洗浄処理を
施した後(工程101)、半導体基板1の主面上に薄い
キャップ膜2を形成する(工程102)。
Subsequently, after performing a cleaning process on the semiconductor substrate 1 (Step 101), a thin cap film 2 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 (Step 102).

【0019】この薄いキャップ膜2は、例えば二酸化シ
リコン(SiO2 )等からなり、例えば750℃以下の
低温での熱酸化処理で形成され、その厚さは、イオン投
影飛程(例えば5nm程度)よりも薄く、例えば2nm
程度以下である。
The thin cap film 2 is made of, for example, silicon dioxide (SiO 2 ) and formed by thermal oxidation at a low temperature of, for example, 750 ° C. or less, and has a thickness of an ion projection range (for example, about 5 nm). Thinner, for example 2 nm
Less than or equal.

【0020】この薄いキャップ膜2の形成温度を低温で
形成することの利点は、キャップ膜2の形成時に注入イ
オンの蒸発や通常の熱拡散が生じない、浅い接合の半導
体領域を形成するのに好都合な温度で薄いキャップ膜2
を形成することができることである。また、酸化速度を
遅くすることができるので、薄いキャップ膜2を制御良
く形成することができることである。
The advantage of forming the thin cap film 2 at a low forming temperature is that a shallow junction semiconductor region which does not cause evaporation of implanted ions or ordinary thermal diffusion when forming the cap film 2 is formed. Thin cap film 2 at convenient temperature
Can be formed. Also, since the oxidation rate can be reduced, the thin cap film 2 can be formed with good control.

【0021】また、キャップ膜2を極薄くすることの利
点は、上記したキャップ膜2の低温形成を容易にするこ
とができることに加えて、製造プロセス上においてキャ
ップ膜2の除去が必要な場合に、例えば素子分離膜の削
れ等のような悪影響が殆ど生じることなしに、キャップ
膜2を容易にエッチング除去することができることであ
る。
The advantage of making the cap film 2 extremely thin is that the cap film 2 can be easily formed at a low temperature as described above, and in addition, when the cap film 2 needs to be removed in the manufacturing process. That is, the cap film 2 can be easily removed by etching without substantially causing an adverse effect such as scraping of the element isolation film.

【0022】その後、半導体基板1に対して、注入イオ
ンの活性化のための熱処理を施す(工程103)。この
際、本実施の形態1においては、半導体基板1の主面上
に薄いキャップ膜2を形成したことにより、半導体基板
1に注入された不純物が外方に拡散してしまうのを防止
することができるので、高不純物濃度を維持したまま、
かつ、不純物濃度分布の急峻な浅い接合の半導体領域を
半導体基板1に形成することが可能となっている。
Thereafter, a heat treatment for activating the implanted ions is performed on the semiconductor substrate 1 (step 103). At this time, in the first embodiment, by forming the thin cap film 2 on the main surface of the semiconductor substrate 1, it is possible to prevent impurities implanted in the semiconductor substrate 1 from diffusing outward. , So while maintaining a high impurity concentration,
Further, a semiconductor region having a shallow junction with a steep impurity concentration distribution can be formed on the semiconductor substrate 1.

【0023】次に、本実施の形態1においては、本発明
を、例えばバイポーラトランジスタの形成方法に適用し
た例を図2〜図12によって説明する。
Next, in the first embodiment, an example in which the present invention is applied to, for example, a method of forming a bipolar transistor will be described with reference to FIGS.

【0024】図2は、本実施の形態1の半導体集積回路
装置の製造工程中における半導体基板1の要部断面図を
示している。
FIG. 2 is a sectional view of a main part of the semiconductor substrate 1 during a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment.

【0025】半導体基板1は、支持基板1a上に絶縁層
1bを介して素子形成用の薄い半導体層1cを設けてな
る、いわゆるSOI(Silicon On Insulator)基板であ
る。
The semiconductor substrate 1 is a so-called SOI (Silicon On Insulator) substrate in which a thin semiconductor layer 1c for element formation is provided on a supporting substrate 1a via an insulating layer 1b.

【0026】この支持基板1aは、主として基板強度を
確保するための部材であり、例えばp- 形のSi単結晶
からなる。絶縁層1bは、支持基板1aと薄い半導体層
1cとを電気的に分離する機能を有しており、例えばS
iO2 等からなる。素子形成用の薄い半導体層1cは、
例えばn形のSi単結晶からなる。
[0026] The supporting substrate 1a is a member for mainly ensuring the substrate strength, for example, p - consisting form of Si single crystal. The insulating layer 1b has a function of electrically separating the supporting substrate 1a and the thin semiconductor layer 1c.
It is made of iO 2 or the like. The thin semiconductor layer 1c for element formation is
For example, it is made of an n-type Si single crystal.

【0027】この薄い半導体層1cの素子分離領域には
フィールド絶縁膜3aおよび溝形分離部4が形成されて
いる。フィールド絶縁膜3aは、例えばSiO2 等から
なり、選択酸化法等によって形成されている。また、溝
形分離部4は、フィールド絶縁膜3aの下面から絶縁層
1bに達すように延びる分離溝4a内に、例えばSiO
2 等からなる分離膜4bが埋め込まれて形成されてい
る。
A field insulating film 3a and a trench isolation 4 are formed in the element isolation region of the thin semiconductor layer 1c. The field insulating film 3a is made of, for example, SiO 2 or the like, and is formed by a selective oxidation method or the like. Further, the groove-shaped separation portion 4 is formed, for example, with a SiO
A separation film 4b of 2 or the like is embedded and formed.

【0028】また、薄い半導体層1cの素子内分離領域
にはフィールド絶縁膜3bが形成されている。このフィ
ールド絶縁膜3bは、例えばSiO2 等からなり、素子
分離領域のフィールド絶縁膜3aと同時に選択酸化法等
によって形成されている。なお、このフィールド絶縁膜
3bの下には溝形分離部が形成されていない。
A field insulating film 3b is formed in the isolation region in the device of the thin semiconductor layer 1c. The field insulating film 3b is made of, for example, SiO 2, and is formed simultaneously with the field insulating film 3a in the element isolation region by a selective oxidation method or the like. Note that no groove-shaped separation portion is formed below the field insulating film 3b.

【0029】なお、フィールド絶縁膜3a, 3bに囲ま
れたコレクタ形成領域における薄い半導体層1c上に
は、例えばSiO2 等からなる絶縁膜5が形成されてい
る。また、この絶縁膜5上には、その左右のフィールド
絶縁膜3a, 3b上にかかるように、例えばSiO2
からなる絶縁膜6がパターン形成されている。
An insulating film 5 made of, for example, SiO 2 is formed on the thin semiconductor layer 1c in the collector forming region surrounded by the field insulating films 3a and 3b. On the insulating film 5, an insulating film 6 made of, for example, SiO 2 is formed in a pattern so as to cover the left and right field insulating films 3a and 3b.

【0030】まず、このような半導体基板1上に、図3
に示すように、ポリシリコン膜7をCVD法等によって
堆積した後、そのポリシリコン膜7の所定の領域に、例
えばフッ化ホウ素(BF2 )等をイオン注入法等によっ
て導入することにより、そのポリシリコン膜7を低抵抗
化する。
First, on such a semiconductor substrate 1, FIG.
As shown in FIG. 1, after a polysilicon film 7 is deposited by a CVD method or the like, boron fluoride (BF 2 ) or the like is introduced into a predetermined region of the polysilicon film 7 by an ion implantation method or the like. The resistance of the polysilicon film 7 is reduced.

【0031】続いて、このポリシリコン膜7をフォトリ
ソグラフィ技術およびエッチング技術によってパターニ
ングすることにより、図4に示すように、低抵抗ポリシ
リコンからなる導体パターン7aを形成する。
Subsequently, by patterning the polysilicon film 7 by photolithography and etching, a conductor pattern 7a made of low-resistance polysilicon is formed as shown in FIG.

【0032】その後、半導体基板1上に、例えばSiO
2 等からなる絶縁膜8をCVD法等によって形成した
後、導体パターン7aおよび絶縁膜8をフォトリソグラ
フィ技術およびエッチング技術によってパターニングす
ることにより、図5に示すように、ベース形成領域にお
ける薄い半導体層1cの上面が露出するような開口部9
を形成するとともに、低抵抗ポリシリコンからなるベー
ス引き出し電極7a1 を形成する。
After that, on the semiconductor substrate 1, for example, SiO
After forming an insulating film 8 made of 2 or the like by a CVD method or the like, the conductor pattern 7a and the insulating film 8 are patterned by a photolithography technique and an etching technique, as shown in FIG. Opening 9 such that upper surface of 1c is exposed
And a base lead electrode 7a1 made of low-resistance polysilicon is formed.

【0033】次いで、本実施の形態1においては、浅い
接合の真性ベース領域を形成するために、例えばBF2
を開口部9を通じてイオン注入法によって薄い半導体層
1cの上層部に打ち込む。この際のイオン打ち込みエネ
ルギーは、例えば3KeV程度、ドーズ量は、1×10
14cm2 程度である。
Next, in the first embodiment, in order to form an intrinsic base region having a shallow junction, for example, BF 2
Is implanted into the upper portion of the thin semiconductor layer 1c through the opening 9 by ion implantation. The ion implantation energy at this time is, for example, about 3 KeV, and the dose is 1 × 10
It is about 14 cm 2 .

【0034】続いて、半導体基板1に対して、例えば6
00℃程度、30s程度のドライ酸化処理を施すことに
より、開口部9から露出する薄い半導体基板1上に上記
した薄いキャップ膜を形成する。
Subsequently, for example, 6
The thin cap film described above is formed on the thin semiconductor substrate 1 exposed from the opening 9 by performing a dry oxidation treatment at about 00 ° C. for about 30 s.

【0035】その後、その注入イオンの活性化のため
に、半導体基板1に対して、例えば950℃程度、10
s程度の熱処理を窒素ガス雰囲気中において施すことに
より、図6に示すように、浅い接合の真性ベース領域
(浅い接合の半導体領域)10を形成する。
Thereafter, for activation of the implanted ions, the semiconductor substrate 1 is heated to about 950.degree.
By performing a heat treatment of about s in a nitrogen gas atmosphere, a shallow junction intrinsic base region (shallow junction semiconductor region) 10 is formed as shown in FIG.

【0036】本実施の形態1においては、不純物イオン
の活性化のための熱処理に先立って薄いキャップ膜を形
成することにより、薄い半導体層1cに注入された不純
物が外方に拡散してしまうのを防止することができるの
で、高不純物濃度を維持したまま、かつ、不純物濃度分
布の急峻な浅い接合の真性ベース領域10を形成するこ
とができ、真性ベース抵抗を約半減することが可能とな
っている。
In the first embodiment, by forming the thin cap film prior to the heat treatment for activating the impurity ions, the impurities implanted in the thin semiconductor layer 1c are diffused outward. Can be formed, the intrinsic base region 10 having a shallow junction with a steep impurity concentration distribution can be formed while maintaining a high impurity concentration, and the intrinsic base resistance can be reduced by about half. ing.

【0037】同時に、図7に示すように、ベース引き出
し電極7a1 のp形不純物を半導体層1cに熱拡散する
ことにより、真性ベース領域10の外周にベース引き出
し領域11を形成する。
At the same time, as shown in FIG. 7, the base extraction region 11 is formed on the outer periphery of the intrinsic base region 10 by thermally diffusing the p-type impurity of the base extraction electrode 7a1 into the semiconductor layer 1c.

【0038】続いて、半導体基板1上に、例えばSiO
2 等からなる絶縁膜をCVD法等によって堆積した後、
その絶縁膜をエッチバックすることにより、開口部9の
内壁面にサイドウォール12を形成する。
Subsequently, on the semiconductor substrate 1, for example, SiO 2
After depositing an insulating film made of 2 etc. by a CVD method or the like,
The sidewall 12 is formed on the inner wall surface of the opening 9 by etching back the insulating film.

【0039】その後、半導体基板1上に、例えばポリシ
リコン膜をCVD法等によって堆積し、そのポリシリコ
ン膜の所定の領域に、例えばn形不純物のヒ素(As)
等をイオン注入法等によって導入した後、さらに、その
低抵抗なポリシリコン膜をフォトリソグラフィ技術およ
びエッチング技術によってパターニングすることによ
り、図8に示すように、低抵抗ポリシリコン等からなる
エミッタ電極13を形成する。
Thereafter, a polysilicon film, for example, is deposited on the semiconductor substrate 1 by a CVD method or the like, and an arsenic (As) of an n-type impurity is
Are introduced by ion implantation or the like, and then the low-resistance polysilicon film is patterned by photolithography and etching techniques, as shown in FIG. 8, to form an emitter electrode 13 made of low-resistance polysilicon or the like. To form

【0040】次いで、図9に示すように、半導体基板1
上に、例えばBPSG(Boro Phospho Silicate Glass
)等からなる層間絶縁膜14aをCVD法等によって
堆積した後、熱処理を施す。
Next, as shown in FIG.
On top, for example, BPSG (Boro Phospho Silicate Glass
) Is deposited by CVD or the like, and then heat-treated.

【0041】この熱処理により、層間絶縁膜14aの表
面をなだらかにするとともに、エミッタ電極13中のn
形不純物を薄い半導体層1cに熱拡散して薄い半導体層
1cの上層部にエミッタ領域15を形成する。このよう
にして、半導体基板1上にバイポーラトランジスタ16
を形成する。
By this heat treatment, the surface of the interlayer insulating film 14a is made smooth and the n
The impurity is thermally diffused into the thin semiconductor layer 1c to form an emitter region 15 in the upper layer of the thin semiconductor layer 1c. Thus, the bipolar transistor 16 is formed on the semiconductor substrate 1.
To form

【0042】続いて、コレクタ形成領域における半導体
層1cの上面、ベース引き出し電極7a1 の一部および
エミッタ電極13の一部が露出するような接続孔17を
フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によって
形成する。
Subsequently, a connection hole 17 is formed by photolithography and etching so that the upper surface of the semiconductor layer 1c in the collector formation region, a part of the base extraction electrode 7a1, and a part of the emitter electrode 13 are exposed.

【0043】その後、半導体基板1上に、例えばアルミ
ニウム(Al)−Si−銅(Cu)合金からなる導体膜
をスパッタリング法等によって堆積した後、その導体膜
をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によっ
てパターニングすることにより、図10に示すように、
第1層配線18を形成する。
Thereafter, a conductor film made of, for example, an aluminum (Al) -Si-copper (Cu) alloy is deposited on the semiconductor substrate 1 by a sputtering method or the like, and the conductor film is patterned by a photolithography technique and an etching technique. By doing so, as shown in FIG.
A first layer wiring 18 is formed.

【0044】その後、半導体基板1上に、例えばSiO
2 等からなる層間絶縁膜14bをCVD法等によって堆
積する。この層間絶縁膜14bによって第1層配線18
を被覆する。
After that, on the semiconductor substrate 1, for example, SiO
An interlayer insulating film 14b made of 2 or the like is deposited by a CVD method or the like. The first layer wiring 18 is formed by the interlayer insulating film 14b.
Is coated.

【0045】図10のように形成されたバイポーラトラ
ンジスタ16のコレクタ領域、ベース領域およびエミッ
タ領域における不純物濃度分布を図11に示す。また本
実施の形態の場合とキャップ膜無しで熱処理を行う技術
とにおける半導体基板の深さと不純物濃度(ホウ素等)
との関係を図12に示す。
FIG. 11 shows an impurity concentration distribution in the collector region, the base region and the emitter region of the bipolar transistor 16 formed as shown in FIG. Further, the depth of the semiconductor substrate and the impurity concentration (such as boron) in the case of the present embodiment and the technology of performing the heat treatment without the cap film.
Is shown in FIG.

【0046】本実施の形態1においては、キャップ膜を
形成しない技術と比べて、同じ接合深さ(例えば20n
m、3×1017/ cm2 )において、ドーピング効率を
2倍、層抵抗を、例えば4KΩ□から2KΩ□に半減す
ることが可能となっている。また、例えば1×1018
1×1019/ cm3 の不純物濃度領域において、不純物
濃度分布の形状を急峻にすることが可能となっている。
これらにより、バイポーラトランジスタ16(図10参
照)における真性ベース領域10の抵抗を約半減するこ
とが可能となっている。
In the first embodiment, the same junction depth (for example, 20 n
m, 3 × 10 17 / cm 2 ), the doping efficiency can be doubled and the layer resistance can be halved from, for example, 4 KΩ □ to 2 KΩ □. Also, for example, 1 × 10 18 to
In the impurity concentration region of 1 × 10 19 / cm 3 , the shape of the impurity concentration distribution can be sharpened.
Thus, the resistance of the intrinsic base region 10 of the bipolar transistor 16 (see FIG. 10) can be reduced by about half.

【0047】このような本実施の形態1によれば、以下
の効果を得ることが可能となる。
According to the first embodiment, the following effects can be obtained.

【0048】(1).不純物イオンの活性化のための熱処理
に先立って薄い半導体層1c上に薄いキャップ膜2を形
成することにより、薄い半導体層1cに注入された不純
物が外方に拡散してしまうのを防止することができるの
で、高不純物濃度を維持したまま、しかも急峻な不純物
濃度分布を持つ浅い接合の真性ベース領域10を形成す
ることができ、真性ベース抵抗を約半減することが可能
となる。
(1) By forming the thin cap film 2 on the thin semiconductor layer 1c prior to the heat treatment for activating the impurity ions, the impurities implanted in the thin semiconductor layer 1c diffuse outward. Therefore, it is possible to form a shallow junction intrinsic base region 10 having a steep impurity concentration distribution while maintaining a high impurity concentration, and to reduce the intrinsic base resistance by about half. It becomes possible.

【0049】(2).上記(1) により、高周波動作が可能
で、かつ、低雑音のバイポーラトランジスタ16を得る
ことが可能となる。半導体集積回路装置の動作速度の向
上を推進することができるとともに、高速動作する半導
体集積回路装置の動作信頼性も確保することが可能とな
る。
(2) According to the above (1), it is possible to obtain the bipolar transistor 16 which can operate at high frequency and has low noise. The operation speed of the semiconductor integrated circuit device can be improved, and the operation reliability of the semiconductor integrated circuit device that operates at high speed can be ensured.

【0050】(3).薄いキャップ膜2の形成温度を低温と
したことにより、キャップ膜2の形成時に注入イオンの
蒸発や通常の熱拡散が生じるのを防止でき、浅い接合の
半導体領域を形成するのに好都合な温度で薄いキャップ
膜2を形成することが可能となる。
(3) By forming the thin cap film 2 at a low temperature, evaporation of implanted ions and normal thermal diffusion during the formation of the cap film 2 can be prevented, and a shallow junction semiconductor region is formed. It is possible to form the thin cap film 2 at a temperature that is convenient to perform.

【0051】(4).薄いキャップ膜2の形成温度を低温と
したことにより、酸化速度を遅くすることができるの
で、薄いキャップ膜2を制御性良く形成することが可能
となる。
(4) By setting the temperature for forming the thin cap film 2 at a low temperature, the oxidation rate can be reduced, so that the thin cap film 2 can be formed with good controllability.

【0052】(5).キャップ膜2を極薄くしたことによ
り、上記したキャップ膜2の低温形成を容易にすること
ができることに加えて、製造プロセス上においてキャッ
プ膜2の除去が必要な場合に、例えば素子分離膜の削れ
等のような悪影響が殆ど生じることなしに、キャップ膜
2を容易にエッチング除去することが可能となる。
(5) By making the cap film 2 extremely thin, not only can the above-described low-temperature formation of the cap film 2 be facilitated, but also if the cap film 2 needs to be removed in the manufacturing process. For example, the cap film 2 can be easily removed by etching with almost no adverse effect such as scraping of the element isolation film.

【0053】(実施の形態2)図13〜図19は本発明
の他の実施の形態である半導体集積回路装置の製造工程
中における要部断面図、図20は図19の半導体集積回
路装置を構成する半導体領域の不純物濃度分布図であ
る。
(Embodiment 2) FIGS. 13 to 19 are cross-sectional views of essential parts during a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 20 shows the semiconductor integrated circuit device of FIG. FIG. 4 is a diagram showing an impurity concentration distribution of a semiconductor region to be constituted.

【0054】本実施の形態2においては、本発明を、例
えばpチャネル形のMOS・FETの形成方法に適用し
た例を図13〜図20によって説明する。
In the second embodiment, an example in which the present invention is applied to, for example, a method of forming a p-channel type MOS • FET will be described with reference to FIGS.

【0055】図13は本実施の形態2における半導体集
積回路装置の製造工程中における要部断面図を示してい
る。半導体基板1は、支持基板1a上に絶縁層1bを介
して素子形成用の薄い半導体層1cを設けてなる、いわ
ゆるSOI(Silicon On Insulator)基板である。
FIG. 13 is a sectional view showing a main part of a semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment during a manufacturing process. The semiconductor substrate 1 is a so-called SOI (Silicon On Insulator) substrate in which a thin semiconductor layer 1c for element formation is provided on a supporting substrate 1a via an insulating layer 1b.

【0056】この支持基板1aは、主として基板強度を
確保するための部材であり、例えばp- 形のSi単結晶
からなる。絶縁層1bは、支持基板1aと薄い半導体層
1cとを電気的に分離する機能を有しており、例えばS
iO2 等からなる。素子形成用の薄い半導体層1cは、
例えばn形のSi単結晶からなる。
[0056] The supporting substrate 1a is a member for mainly ensuring the substrate strength, for example, p - consisting form of Si single crystal. The insulating layer 1b has a function of electrically separating the supporting substrate 1a and the thin semiconductor layer 1c.
It is made of iO 2 or the like. The thin semiconductor layer 1c for element formation is
For example, it is made of an n-type Si single crystal.

【0057】この薄い半導体層1cの素子分離領域には
フィールド絶縁膜3aおよび溝形分離部4が形成されて
いる。フィールド絶縁膜3aは、例えばSiO2 等から
なり、選択酸化法等によって形成されている。また、溝
形分離部4は、フィールド絶縁膜3aの下面から絶縁層
1bに達すように延びる分離溝4a内に、例えばSiO
2 等からなる分離膜4bが埋め込まれて形成されてい
る。
A field insulating film 3a and a trench isolation 4 are formed in the element isolation region of the thin semiconductor layer 1c. The field insulating film 3a is made of, for example, SiO 2 or the like, and is formed by a selective oxidation method or the like. Further, the groove-shaped separation portion 4 is formed, for example, with a SiO
A separation film 4b of 2 or the like is embedded and formed.

【0058】このフィールド絶縁膜3a, 3aに囲まれ
た半導体基板1上には、ゲート絶縁膜19iを介してゲ
ート電極19gがパターン形成されている。ゲート絶縁
膜19iは、例えばSiO2 からなり、熱酸化法等によ
って形成されている。
On the semiconductor substrate 1 surrounded by the field insulating films 3a, 3a, a gate electrode 19g is pattern-formed via a gate insulating film 19i. The gate insulating film 19i is made of, for example, SiO 2 and is formed by a thermal oxidation method or the like.

【0059】ゲート電極19gは、低抵抗ポリシリコン
からなる導体膜19g1 上に、例えばタングステンシリ
サイド(WSi2 )等のようなシリサイド膜19g2 が
積み重ねられて形成されている。
The gate electrode 19g is formed by stacking a silicide film 19g2 such as tungsten silicide (WSi 2 ) on a conductor film 19g1 made of low-resistance polysilicon.

【0060】なお、ゲート電極19g上にはキャップ膜
20が形成されている。このキャップ膜20は、シリサ
イド膜19g2 の剥離を防止する等の機能を有する絶縁
膜であり、例えばSiO2 等からなる。
The cap film 20 is formed on the gate electrode 19g. The cap film 20 is an insulating film having a function, such as to prevent peeling of the silicide film 19 g 2, for example made of SiO 2 or the like.

【0061】まず、このような半導体基板1に低不純物
濃度の半導体領域を形成すべく、図14に示すように、
例えばp形不純物のホウ素を、ゲート電極19gおよび
キャップ膜20をマスクとしてイオン注入法等によって
打ち込む。この際のイオン打ち込みエネルギーは、例え
ば2KeV程度、ドーズ量は、例えば1×1014/ cm
2 程度である。
First, in order to form a semiconductor region having a low impurity concentration in such a semiconductor substrate 1, as shown in FIG.
For example, boron as a p-type impurity is implanted by ion implantation or the like using the gate electrode 19g and the cap film 20 as a mask. At this time, the ion implantation energy is, for example, about 2 KeV, and the dose is, for example, 1 × 10 14 / cm.
About 2 .

【0062】続いて、半導体基板1上に、例えばSiO
2 等からなる絶縁膜をCVD法等によって堆積した後、
その絶縁膜をエッチバックすることにより、図15に示
すように、ゲート電極19gの側壁にサイドウォール2
1を形成する。
Subsequently, on the semiconductor substrate 1, for example, SiO 2
After depositing an insulating film made of 2 etc. by a CVD method or the like,
By etching back the insulating film, the side wall 2 is formed on the side wall of the gate electrode 19g as shown in FIG.
Form one.

【0063】その後、図16に示すように、ゲート電極
19g、キャップ膜20およびサイドウォール21をマ
スクとして、半導体基板1に、例えばp形不純物のBF
2 をイオン注入法等によって打ち込む。この際のイオン
打ち込みエネルギーは、例えば5KeV程度、ドーズ量
は、例えば3×1015/ cm2 程度である。
Thereafter, as shown in FIG. 16, the gate electrode 19g, the cap film 20 and the side walls 21 are used as a mask to form a p-type impurity such as BF
2 is implanted by ion implantation or the like. The ion implantation energy at this time is, for example, about 5 KeV, and the dose is, for example, about 3 × 10 15 / cm 2 .

【0064】次いで、半導体基板1に対して、例えば6
00℃、30s程度のドライ酸化処理を施すことによ
り、前記実施の形態1で説明した薄いキャップ膜を半導
体層1c上に形成する。
Next, for example, 6
The thin cap film described in the first embodiment is formed on the semiconductor layer 1c by performing a dry oxidation treatment at 00 ° C. for about 30 seconds.

【0065】続いて、上記した不純物イオンの活性化の
ために、窒素ガス等の雰囲気中において、例えば950
℃、10s程度の熱処理を半導体基板1に対して施す。
Subsequently, in order to activate the impurity ions, for example, 950 in an atmosphere of nitrogen gas or the like.
The semiconductor substrate 1 is subjected to a heat treatment at about 10 ° C. for about 10 seconds.

【0066】これにより、図17に示すように、半導体
層1cの上層に低不純物濃度の半導体領域19d1 およ
び高不純物濃度の半導体領域(浅い接合の半導体領域)
19d2 からなる半導体領域19dを形成し、半導体基
板1上に、例えばpチャネル形のMOS・FET19を
形成する。なお、半導体領域19dは、pチャネル形の
MOS・FET19のソース・ドレイン領域を形成して
いる。
As a result, as shown in FIG. 17, a low impurity concentration semiconductor region 19d1 and a high impurity concentration semiconductor region (shallow junction semiconductor region) are formed above the semiconductor layer 1c.
A semiconductor region 19d made of 19d2 is formed, and a p-channel type MOS.FET 19 is formed on the semiconductor substrate 1, for example. The semiconductor region 19d forms the source / drain region of the p-channel type MOSFET 19.

【0067】その後、図18に示すように、例えばSi
2 等からなる層間絶縁膜14aをCVD法等によって
半導体基板1上に堆積した後、その層間絶縁膜14aに
半導体領域19dの上面が露出するような接続孔17を
フォトリソグラフイ技術およびドライエッチング技術に
よって穿孔する。
Thereafter, as shown in FIG.
After an interlayer insulating film 14a made of O 2 or the like is deposited on the semiconductor substrate 1 by a CVD method or the like, a connection hole 17 such that the upper surface of the semiconductor region 19d is exposed in the interlayer insulating film 14a is formed by photolithography and dry etching. Perforated by technique.

【0068】次いで、層間絶縁膜14a上に、例えばA
l−Si−Cu合金からなる導体膜をスパッタリング法
によって堆積した後、その導体膜をフォトリソグラフィ
技術およびドライエッチング技術等によってパターニン
グすることにより、図19に示すように、第1層配線1
8を形成する。
Next, on the interlayer insulating film 14a, for example, A
After depositing a conductor film made of an l-Si-Cu alloy by a sputtering method, the conductor film is patterned by a photolithography technique, a dry etching technique, or the like, thereby forming a first layer wiring 1 as shown in FIG.
8 is formed.

【0069】その後、半導体基板1上に、例えばSiO
2 等からなる層間絶縁膜14bをCVD法等によって堆
積した後、半導体集積回路装置の通常の配線形成工程を
経て半導体集積回路装置を完成させる。
Thereafter, for example, SiO 2 is formed on the semiconductor substrate 1.
After depositing the interlayer insulating film 14b of 2 etc. by the CVD method or the like, the semiconductor integrated circuit device is completed through a normal wiring forming process of the semiconductor integrated circuit device.

【0070】図19のように形成されたpチャネル形の
MOS・FET19の形成領域における不純物濃度分布
を図20に示す。
FIG. 20 shows the impurity concentration distribution in the formation region of the p-channel type MOS • FET 19 formed as shown in FIG.

【0071】本実施の形態2においては、キャップ膜を
形成しない技術と比べて、同じ接合深さ(例えば15n
m、1×1018/ cm3 )において、ドーピング効率を
2倍、層抵抗を、例えば4KΩ□から2KΩ□に半減す
ることが可能となっている。その結果、ソース・エクス
テンション部の直列抵抗を約半減することが可能となっ
ている。
In the second embodiment, the same junction depth (for example, 15 n
m, 1 × 10 18 / cm 3 ), the doping efficiency can be doubled and the layer resistance can be halved from, for example, 4 KΩ □ to 2 KΩ □. As a result, the series resistance of the source extension unit can be reduced by about half.

【0072】このような本実施の形態2によれば、以下
の効果を得ることが可能となる。
According to the second embodiment, the following effects can be obtained.

【0073】(1).不純物イオンの活性化のための熱処理
に先立って薄い半導体層1c上に薄いキャップ膜2を形
成することにより、薄い半導体層1cに注入された不純
物が外方に拡散してしまうのを防止することができるの
で、高不純物濃度を維持したまま、しかも急峻な不純濃
度分布を持つ浅い接合の半導体領域9dを形成すること
ができ、半導体領域9dの抵抗を約半減することが可能
となる。
(1) By forming the thin cap film 2 on the thin semiconductor layer 1c prior to the heat treatment for activating the impurity ions, the impurities implanted in the thin semiconductor layer 1c diffuse outward. Therefore, the semiconductor region 9d having a shallow junction having a steep impurity concentration distribution can be formed while maintaining a high impurity concentration, and the resistance of the semiconductor region 9d can be reduced by about half. Becomes possible.

【0074】(2).上記(1) により、pチャネル形のMO
S・FET19の短チャネル効果を大幅に低減すること
が可能となる。したがって、pチャネル形のMOS・F
ET19の微細化を推進することができ、素子集積度の
向上を図ることができるとともに、半導体チップの縮小
を推進することが可能となる。
(2) According to the above (1), the p-channel type MO
The short channel effect of the S • FET 19 can be greatly reduced. Therefore, the p-channel type MOS · F
The miniaturization of the ET 19 can be promoted, the degree of element integration can be improved, and the reduction in the size of the semiconductor chip can be promoted.

【0075】(3).上記(1) により、pチャネル形のMO
S・FET19の電流駆動能力を向上させることができ
るので、pチャネル形のMOS・FET19の動作速度
を向上させることが可能となる。
(3) According to the above (1), the p-channel type MO
Since the current driving capability of the S-FET 19 can be improved, the operation speed of the p-channel type MOS-FET 19 can be improved.

【0076】(4).薄いキャップ膜2の形成温度を低温と
したことにより、キャップ膜2の形成時に注入イオンの
蒸発や通常の熱拡散が生じるのを防止でき、浅い接合の
半導体領域を形成するのに好都合な温度で薄いキャップ
膜2を形成することが可能となる。
(4) By forming the thin cap film 2 at a low temperature, evaporation of implanted ions and normal thermal diffusion during the formation of the cap film 2 can be prevented, and a shallow junction semiconductor region can be formed. It is possible to form the thin cap film 2 at a temperature that is convenient to perform.

【0077】(5).薄いキャップ膜2の形成温度を低温と
したことにより、酸化速度を遅くすることができるの
で、薄いキャップ膜2を制御性良く形成することが可能
となる。
(5) By setting the forming temperature of the thin cap film 2 at a low temperature, the oxidation rate can be reduced, so that the thin cap film 2 can be formed with good controllability.

【0078】(6).キャップ膜2を極薄くしたことによ
り、上記したキャップ膜2の低温形成を容易にすること
ができることに加えて、製造プロセス上においてキャッ
プ膜2の除去が必要な場合に、例えば素子分離膜の削れ
等のような悪影響が殆ど生じることなしに、キャップ膜
2を容易にエッチング除去することが可能となる。
(6) By making the cap film 2 extremely thin, not only can the above-described low-temperature formation of the cap film 2 be facilitated, but also if the cap film 2 needs to be removed in the manufacturing process. For example, the cap film 2 can be easily removed by etching with almost no adverse effect such as scraping of the element isolation film.

【0079】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態1, 2に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the first and second embodiments, and the present invention is not limited thereto. It goes without saying that various changes can be made.

【0080】例えば前記実施の形態1, 2においては、
不純物活性化の熱処理前に半導体基板上に形成する薄い
キャップ膜を熱酸化法等によって形成した場合について
説明したが、これに限定されるものではなく種々変更可
能であり、例えばCVD法、ケミカル(液)酸化法ある
いはプラズマ酸化法等によって形成しても良い。
For example, in the first and second embodiments,
The case where a thin cap film formed on a semiconductor substrate is formed by a thermal oxidation method or the like before the heat treatment for impurity activation has been described. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made. For example, a CVD method, a chemical ( It may be formed by a liquid) oxidation method or a plasma oxidation method.

【0081】このように薄いキャップ膜をCVD法で形
成する場合、薄いキャップ膜を窒化膜で形成することも
可能であり、プロセスフローの構成を容易にすることも
可能となる。また、ケミカル酸化法またはプラズマ酸化
法で形成した場合には低温化を容易とすることが可能と
なる。
When the thin cap film is formed by the CVD method as described above, the thin cap film can be formed by a nitride film, and the configuration of the process flow can be simplified. In addition, when formed by a chemical oxidation method or a plasma oxidation method, it is possible to easily lower the temperature.

【0082】また、前記実施の形態1, 2においては、
浅い接合のp形の半導体領域の形成方法に本発明を適用
した場合について説明したが、これに限定されるもので
はなく、例えばn形不純物のリンまたはヒ素(As)等
をドーパントとする浅い接合のn形の半導体領域の形成
にも適用できる。
In Embodiments 1 and 2,
The case where the present invention is applied to the method of forming a p-type semiconductor region having a shallow junction has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a shallow junction using an n-type impurity such as phosphorus or arsenic (As) as a dopant is used. Can be applied to the formation of the n-type semiconductor region.

【0083】したがって、本発明はnチャネル形のMO
S・FETの浅い接合のソース・ドレイン領域の形成方
法にも適用できる。また、pnp形のバイポーラトラン
ジスタの形成方法にも適用できる。また、同一半導体基
板上にMOS・FETとバイポーラトランジスタとを設
けてなる半導体集積回路装置にも適用できる。本発明
は、浅い接合の半導体領域を形成する条件のものに適用
できる。
Therefore, the present invention provides an n-channel type MO.
The present invention is also applicable to a method for forming a source / drain region having a shallow junction of an S-FET. Further, the present invention can be applied to a method of forming a pnp bipolar transistor. Further, the present invention can be applied to a semiconductor integrated circuit device in which a MOS FET and a bipolar transistor are provided on the same semiconductor substrate. The present invention can be applied to a condition for forming a semiconductor region having a shallow junction.

【0084】[0084]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0085】(1).本発明の半導体集積回路装置の製造方
法によれば、導入した不純物の活性化のための熱処理の
直前または初期に薄いキャップ膜を形成することによ
り、その不純物の外方拡散を薄いキャップ膜によって防
止することができるので、目的とする不純物濃度を確保
した状態で、しかも不純物濃度分布が急峻な浅い接合の
半導体領域を形成することが可能となる。したがって、
半導体集積回路装置の素子集積度を向上させることがで
きるとともに、素子特性および素子動作速度を向上させ
ることが可能となる。
(1) According to the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, a thin cap film is formed immediately before or at the initial stage of the heat treatment for activating the introduced impurity, thereby enabling the outside of the impurity to be formed. Since diffusion can be prevented by the thin cap film, it is possible to form a shallow junction semiconductor region having a steep impurity concentration distribution while maintaining a desired impurity concentration. Therefore,
The degree of element integration of the semiconductor integrated circuit device can be improved, and the element characteristics and element operation speed can be improved.

【0086】(2).本発明の半導体集積回路装置の製造方
法によれば、薄いキャップ膜の形成温度を750℃以下
とすることにより、導入した不純物の蒸発や通常の熱拡
散が生じない温度で薄いキャップ膜を形成することが可
能となる。また、酸化速度が遅いので極薄い酸化膜から
なる薄いキャップ膜を制御性良く形成することが可能と
なる。
(2) According to the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, the temperature at which evaporation of introduced impurities and normal thermal diffusion do not occur is reduced by setting the formation temperature of the thin cap film to 750 ° C. or less. Thus, a thin cap film can be formed. Further, since the oxidation rate is low, a thin cap film made of an extremely thin oxide film can be formed with good controllability.

【0087】(3).本発明の半導体集積回路装置の製造方
法によれば、薄いキャップ膜の膜厚を2nm以下とした
ことにより、上記したように、薄いキャップ膜を低温で
形成することが可能となる。また、製造プロセス上にお
いてキャップ膜の除去が必要な場合に、素子分離用の酸
化膜の削れ等のような不具合がほとんど無い状態で容易
に除去処理が可能となる。
(3) According to the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, the thin cap film can be formed at a low temperature as described above by setting the thickness of the thin cap film to 2 nm or less. It becomes possible. Further, when the cap film needs to be removed in the manufacturing process, the removal process can be easily performed in a state where there is almost no trouble such as scraping of an oxide film for element isolation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の半導体集積回路装置の製造方法におけ
る要部の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a main part in a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の製造工程中における要部断面図である。
FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device according to the embodiment of the present invention during a manufacturing step thereof;

【図3】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の図2に続く製造工程中における要部断面図である。
3 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device according to the embodiment of the present invention during a manufacturing step following that of FIG. 2;

【図4】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の図3に続く製造工程中における要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device according to the embodiment of the present invention during the manufacturing step following FIG. 3;

【図5】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の図4に続く製造工程中における要部断面図である。
5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device according to the embodiment of the present invention during a manufacturing step following that of FIG. 4;

【図6】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の図5に続く製造工程中における要部断面図である。
6 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device according to the embodiment of the present invention during a manufacturing step following that of FIG. 5;

【図7】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の図6に続く製造工程中における要部断面図である。
FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device according to the embodiment of the present invention during the manufacturing step following FIG. 6;

【図8】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の図7に続く製造工程中における要部断面図である。
8 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device according to the embodiment of the present invention during a manufacturing step following FIG. 7;

【図9】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の図8に続く製造工程中における要部断面図である。
9 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device according to the embodiment of the present invention, during a manufacturing step following that of FIG. 8;

【図10】本発明の一実施の形態である半導体集積回路
装置の図9に続く製造工程中における要部断面図であ
る。
10 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device according to the embodiment of the present invention, during a manufacturing step following FIG. 9;

【図11】図10の半導体集積回路装置を構成する半導
体領域の不純物濃度分布図である。
11 is an impurity concentration distribution diagram of a semiconductor region included in the semiconductor integrated circuit device of FIG.

【図12】本実施の形態の場合と不純物活性化の熱処理
に先立ってキャップ膜を形成しない技術の場合とにおけ
る半導体基板の深さと不純物濃度との関係を示すグラフ
図である。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the depth of a semiconductor substrate and the impurity concentration in the case of the present embodiment and in the case of a technique in which a cap film is not formed prior to the heat treatment for impurity activation.

【図13】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の製造工程中における要部断面図である。
FIG. 13 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor integrated circuit device according to another embodiment of the present invention during a manufacturing step thereof;

【図14】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の図13に続く製造工程中における要部断面図で
ある。
14 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device according to another embodiment of the present invention during a manufacturing step following that of FIG. 13;

【図15】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の図14に続く製造工程中における要部断面図で
ある。
15 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device according to another embodiment of the present invention during a manufacturing step following FIG. 14;

【図16】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の図15に続く製造工程中における要部断面図で
ある。
16 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device according to another embodiment of the present invention during a manufacturing step following that of FIG. 15;

【図17】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の図16に続く製造工程中における要部断面図で
ある。
17 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device according to another embodiment of the present invention during a manufacturing step following FIG. 16;

【図18】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の図17に続く製造工程中における要部断面図で
ある。
18 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device according to another embodiment of the present invention during a manufacturing step following FIG. 17;

【図19】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の図18に続く製造工程中における要部断面図で
ある。
FIG. 19 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device according to another embodiment of the present invention during a manufacturing step following FIG. 18;

【図20】図19の半導体集積回路装置を構成する半導
体領域の不純物濃度分布図である。
FIG. 20 is an impurity concentration distribution diagram of a semiconductor region included in the semiconductor integrated circuit device of FIG. 19;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 1a 支持基板 1b 絶縁層 1c 薄い半導体層 2 薄いキャップ膜 3a フィールド絶縁膜 3b フィールド絶縁膜 4 溝形分離部 4a 分離溝 4b 分離膜 5 絶縁膜 6 絶縁膜 7 ポリシリコン膜 7a 導体パターン 7a1 ベース引き出し電極 8 絶縁膜 9 開口部 10 真性ベース領域(浅い接合の半導体領域) 11 ベース引き出し領域 12 サイドウォール 13 エミッタ電極 14 層間絶縁膜 15 エミッタ領域 16 バイポーラトランジスタ 17 接続孔 18 第1層配線 19 pチャネル形のMOS・FET 19i ゲート絶縁膜 19g ゲート電極 19g1 導体膜 19g2 シリサイド膜 19d 半導体領域 19d1 低不純物濃度の半導体領域 19d2 高不純物濃度の半導体領域(浅い接合の半導
体領域) 20 キャップ膜 21 サイドウォール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 1a Supporting substrate 1b Insulating layer 1c Thin semiconductor layer 2 Thin cap film 3a Field insulating film 3b Field insulating film 4 Groove separating part 4a Separating groove 4b Separating film 5 Insulating film 6 Insulating film 7 Polysilicon film 7a Conductor pattern 7a1 Base lead electrode 8 Insulating film 9 Opening 10 Intrinsic base region (shallow junction semiconductor region) 11 Base lead region 12 Side wall 13 Emitter electrode 14 Interlayer insulating film 15 Emitter region 16 Bipolar transistor 17 Connection hole 18 First layer wiring 19 p Channel type MOS / FET 19i Gate insulating film 19g Gate electrode 19g1 Conductive film 19g2 Silicide film 19d Semiconductor region 19d1 Low impurity concentration semiconductor region 19d2 High impurity concentration semiconductor region (shallow junction semiconductor region) 20 Cap film 21 Side wall

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本多 光晴 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 永山 智士 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Mitsuharu Honda 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd. Hitachi RLS Engineering Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板に浅い接合の半導体領域を形
成するために、前記半導体基板に所定の不純物を導入す
る工程と、前記所定の不純物を活性化させるための熱処
理の直前または初期に不純物の飛程に比し薄いキャップ
膜を形成する工程とを有することを特徴とする半導体集
積回路装置の製造方法。
A step of introducing a predetermined impurity into the semiconductor substrate so as to form a semiconductor region having a shallow junction in the semiconductor substrate; and a step of introducing an impurity immediately before or at an initial stage of a heat treatment for activating the predetermined impurity. Forming a thin cap film as compared to the range of the semiconductor integrated circuit device.
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記浅い接合の半導体領域がバイポー
ラトランジスタのベース領域であることを特徴とする半
導体集積回路装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said semiconductor region having a shallow junction is a base region of a bipolar transistor.
【請求項3】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記浅い接合の半導体領域がMISト
ランジスタのソース・ドレイン領域であることを特徴と
する半導体集積回路装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said shallow junction semiconductor region is a source / drain region of a MIS transistor.
【請求項4】 請求項1、2または3記載の半導体集積
回路装置の製造方法において、前記所定の不純物を、単
位原子当たり0.1KeV以下の低エネルギーでイオン打
ち込みすることを特徴とする半導体集積回路装置の製造
方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said predetermined impurity is ion-implanted at a low energy of 0.1 KeV or less per unit atom. A method for manufacturing a circuit device.
【請求項5】 請求項1、2、3または4記載の半導体
集積回路装置の製造方法において、前記薄いキャップの
形成温度が750℃以下であることを特徴とする半導体
集積回路装置の製造方法。
5. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the forming temperature of the thin cap is 750 ° C. or less.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の半
導体集積回路装置の製造方法において、前記薄いキャッ
プの膜厚が2nm以下であることを特徴とする半導体集
積回路装置の製造方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said thin cap has a thickness of 2 nm or less. .
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