DE4013929A1

DE4013929A1 - Verfahren zum herstellen eines halbleiterbauelements

Info

Publication number: DE4013929A1
Application number: DE4013929A
Authority: DE
Inventors: Yoshitaka Tsunashima; Kenji Todori; Kikuo Yamabe
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-05-02
Filing date: 1990-04-30
Publication date: 1990-11-08
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: US5173440A; DE4013929C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements, insbesondere ein Verfahren zum Einbringen von Störstellen während der Herstellung des Bauelements.

In jüngster Zeit wurden die Bauteile von integrierten Halbleiterschaltungen mehr und mehr miniaturisiert, und die Integrationsdichte wurde erhöht. Derzeit erscheint es fast unmöglich, eine weitere Miniaturisierung der Bauteile zu erreichen. Um deshalb das Leistungsvermögen und die Zuverlässigkeit hochintegrierter Schaltungen zu verbessern, ist es notwendig, andere Maßnahmen als die weitere Miniaturisierung der Bauteile zu ergreifen. Um dieser Situation gerecht zu werden, wurden Technologien zur Ausbildung von Nuten in der Oberfläche eines Halbleitersubstrats und das Laminieren einer Halbleiterschicht, einer Isolierschicht, einer Metallschicht etc. in einer dreidimensionalen Struktur entwickelt.

So wurde beispielsweise bei einem MOS-Kondensator als Bestandteil eines dynamischen RAM (DRAM) ein Verfahren studiert, welches auf einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats Nuten vorsieht und Kondensatoren in den Nuten ausbildet, um die Kapazität der Kondensatoren zu erhöhen und gleichzeitig die von den Kondensatoren belegte Fläche zu vergrößern. Um aber die Zuverlässigkeit zu erhöhen und einen Schutz gegen ein Durchschlagen der Kondensatoren aufgrund deren Alterung zu erlangen, ist es erforderlich, das Potential der oberen Elektrode auf 0 bis 5 Volt zu legen, um den Inhalt des Speichers erkennen zu können. Aus diesem Grund wurde ein Verfahren entwickelt, nach dem auf einer Oberfläche des Siliciumsubstrats eine Störstellen-Diffusionsschicht gebildet wurde, deren Dichte 10×10¹⁸ cm^-3 bei dem Leitungstyp des Substrats entgegengesetztem Leitungstyp betrug.

Da in einem DRAM mehrere Zellen angeordnet sind, ergibt sich jedoch das Problem, daß die Isolations-Stehspanung zwischen den Störstellen-Diffusionsschichten der in den Nuten gebildeten Kondensatoren absinkt, wenn der Abstand zwischen den Nuten bei der Bildung dicht angeordneter Bauteile reduziert wird.

Es sei zum Beispiel angenommen, daß eine n-leitende Störstellen- Diffusionsschicht an einer Nutenfläche eines p-leitenden Substrats gebildet ist. Um das oben erwähnte Problem zu lösen, wird von einem Verfahren Gebrauch gemacht, bei dem auf der Nutenfläche eine p-leitende Störstellen-Diffusionsschicht gebildet wird, die in der Dichte geringfügig höher ist als das unterhalb der Störstellen-Diffusionsschicht liegende Substrat, um eine Doppel-Diffusionsschicht oder eine sogenannte HIC-Struktur zu schaffen. Die HIC- Struktur ist bekanntlich gekennzeichnet durch die hervorragende Vermeidung von sogenannten Softfehlern, selbst wenn die Kapazität der Kondensatoren reduziert ist.

Allerdings ist es äußerst schwierig, eine Doppel-Diffusionsschicht auf der Oberfläche der Nuten mit hoher Genauigkeit auszubilden. So zum Beispiel vermag die Ionenimplantation, eine allgemein bekannte Dotiermethode, keine gleichförmige Störstellen-Dichte in die Boden- und die Seitenwände der Nut einzubringen. Um eine gleichförmige Störstellen- Dichte in den Boden und in die Seitenwände der Nut einzubringen, kann man ein sogenanntes dotiertes Glas, das ist eine Störstellen (Störstoffe) enthaltende Siliciumoxidschicht, verwenden. Um jedoch die in dem dotierten Glas enthaltenen Störstoffe aus dem Glas hrauszudiffundieren, um eine Diffusionsschicht zu bilden, ist es notwendig, eine Schichtbildung (aus dotiertem Glas), eine Störstellendiffusion und eine Schichttrennung für jede Art von zu diffundierenden Störstoffen durchzuführen, was die Anzahl der Schritte beträchtlich erhöht.

Es erscheint möglich, die Anzahl der Schritte zu reduzieren, wenn ein dotiertes Glas verwendet wird, welches mehrere Arten von Dotierstoffen enthält. Allerdings ist es beim derzeitgen Stand der Technik äußerst schwierig, die Diffusion mehrerer Arten von Störstoffen aus dem dotierten Glas heraus so zu steuern, daß man ein gewünschtes Profil der diffundierten Störstellen erhält. Aus diesem Grund wurde diese Methode bislang noch nicht in die Praxis umgesetzt.

In der Tat wurde nicht nur die oben erläuterte Störstoff- Diffusionsmethode unter Verwendung von mehreren Arten von Störstoffen enthaltendem dotierten Glas, sondern auch die Methode des Diffundierens von Störstoffen aus einem dotierten Glas jeglicher Art als nicht praktikabel angesehen, da diese Methoden nicht imstande sind, die Diffusion der Störstoffe in zufriedenstellender Weise zu steuern.

Es wurde also bislang als unmöglich erachtet, ein Halbleiterbauelement mit einer Doppel-Diffusionsschicht auf der Nutenoberfläche herzustellen. In der Tat war es praktisch unmöglich, eine Doppel-Diffusionsschicht geeigneter Gestalt auf der Nutenoberfläche zu bilden.

Weiterhin werden ohne Beschränkung auf das obige Beispiel eines DRAM Methoden zum Diffundieren von Störstellen aus einer Siliciumoxidschicht, die mehrere Arten von Störstoffen enthält, als nicht praktikabel angesehen, da keine Möglichkeit der Steuerung der Störstoffdiffusion besteht.

Die Methode des Diffundierens einer einzelnen Art von Störstoffen weist folgende Probleme auf: Ein Problem liegt in der Steuerung der Tiefe der Störstoff-Diffusionsschicht. Die Tiefe dieser Störstoff-Diffusionsschicht muß gering sein, um die Komponenten des Bauelements zu miniaturisieren. Es ist aber sehr schwierig, eine flache Implantation von Störstoffen mit relativ hoher Dichte zu erreichen.

Zum Beispiel ist in einem von einem dotierten Oxid Gebrauch machenden Verfahren, bei dem allgemein für p-Störstellen verwendetes Bor in ein Siliciumsubstrat diffundiert wird, indem als Diffusionsquelle eine Bor enthaltende Glasschicht (BSG) verwendet wird, der Diffusionskoeffizient der Glasschicht ein Hundertstel oder mehr, kleiner der Diffusionskoeffizient des Siliciumsubstrats. Daher bestimmt sich in vielen Fällen die Geschwindigkeit einer solchen Störstoffdiffusion durch die Störstellen in der Glasschicht.

Wenn daher Bor-Störstellen mit hoher Dichte, zum Beispiel mit einer Dichte 10²⁰ cm^-3, in ein Siliciumsubstrat eingebracht werden, so muß die Diffusion in einer Atmosphäre relativ hoher Tempratur von mehr als 1000°C durchgeführt werden, wobei eine Bor mit einer Dichte von mehr als 10²⁰ cm^-3 enthaltende BSG-Schicht verwendet wird. Bei einer solchen Diffusion ist es notwendig, einen Wafer langsam in den Diffusionsofen hinein oder aus ihm herauszubewegen, um Spannungen in dem Wafer zu unterdrücken. Während der langsamen Bewegung des Wafers breiten sich die Störstellen wesentlich aus, und die Fläche, in die die Störstellen eingebracht sind, erweitert sich in unerwünschter Weise. Es ist daher äußerst schwierig, eine flache Störstellen-Diffusionsschicht zu bilden.

Es gibt ein Verfahren zum thermischen Diffundieren von Störstellen innerhalb kurzer Zeit. Dieses Verfahren macht Gebrauch von einem Lampenheizungsofen und ist in der Lage, eine flache Störstellenschicht zu bilden. Allerdings besteht der Nachteil, daß die Qualität der Produkte stark schwankt und es schwierig ist, die gewünschten Störstellenschichten mit Konstanz zu erhalten. Die Ausbeute ist also gering.

Aufgabe der Erfindung angesichts der oben aufgezeigten Situation ist es, ein Verfahren zum einfachen Erzeugen einer Diffusionsschicht anzugeben, bei dem die Störstoffdiffusion gut steuerbar ist, wenn Störstellen aus einer Siliciumoxidschicht in eine Halbleiterschicht diffundiert werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird die Diffusionsatmosphäre derart gesteuert, daß spezifische Störstoffe oxidiert oder reduziert werden, um so den Diffusionskoeffizienten der Störstoffe in der Siliciumoxidschicht zu steuern, wenn die Störstoffe aus der die Störstoffe enthaltenden Siliciumoxidschicht in die Halbleiterschicht diffundiert werden.

Als Diffusionsquelle verwendetes dotiertes Glas wird üblicherweise unter Anwendung des CVD-Verfahrens oder eines sogenannten Spin-on-glass-Verfahrens (SOG-Verfahren) gebildet. Die in dem Glas enthaltenen Störstoffe nehmen verschiedene chemische Zustände ein, abhängig von Verfahren und Erfordernissen für die Bildung des dotierten Glases. Die chemischen Zustände der dotierten Störstoffe beeinflussen in starkem Maße das Diffusionsverhalten der Dotierstoffe in dem Glas.

Mit Arsen als Dotier-Störstoff wurde ein Experiment durchgeführt, um das Diffusionsverhalten des Arsens in dem dotierten Glas zu studieren. Man beobachtete, daß die Arsen- Störstoffe mit hoher Geschwindigkeit in dotiertem Glas im oxidierten Zustand diffundiert wurden, wenn Arsen-Störstoffe mit Sauerstoffatomen in dem Siliciumoxidverband eine Verbindung eingingen, während im reduzierten Zustand der Arsen-Störstoffe, bei dem sich die Arsen-Störstoffe mit Wasserstoffatomen in dem Siliciumoxidverband verbanden, die Diffusion der Arsen-Störstoffe in dem dotierten Glas stark retardiert war. Ein ähnliches Phänomen war bei anderen Dotierstoffen als Arsen zu beobachten.

Die vorliegende Erfindung macht Gebrauch von diesem Phänomen. Erfindungsgemäß wird die Diffusionsatmosphäre während der Warmbehandlung so gesteuert, daß der chemische Zustand der Dotierstoffe in dotiertem Glas auf einen Zustand festgelegt ist oder sonst in den anderen Zustand geändert wird, um das Verhalten der Diffusion zu steuern und dadurch die Dotierstoffe unter guter Steuerung in die Halbleiterschicht einzubringen.

Wird dotiertes Glas mit mehreren Arten von Störstoffen verwendet, so wird die Diffusionsatmosphäre so ausgewählt, daß lediglich die Diffusion der spezifizierten Arten von Dotier- Störstoffen gefördert wird, während die Diffusion der übrigen Dotierstoffe unterdrückt wird.

Durch Ändern der Diffusionsatmosphäre im Zuge der Warmbehandlung wird die Diffusion eines spezifischen Dotierstoffes für ein gewisses Zeitintervall gefördert und anschließend für ein weiteres gewisses Zeitintervall unterdrückt, und umgekehrt, um dadurch eine Diffusionsschicht mit einem speziellen Dichteprofil zu erhalten.

Vorzugsweise enthält die Diffusionsatmosphäre 2-60% Wasserstoff zum Zwecke der Reduzierung von Störstoffen.

Durch Verwendung einer solchen Diffusionsatmosphäre werden der Störstoff-Diffusionskoeffizient in einer Störstoffe enthaltenden Schicht und ein Segregationskoeffizient an der Grenzschicht der die Störstoffe enthaltenden Schicht und der Halbleiterschicht erhöht, wodurch eine gute Steuerung des Diffusionsprofils ermöglicht wird, was beispielsweise eine Herabsetzung der Diffusionstiefe gestattet.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1(a) bis 1(d) Schritte bei der Herstellung eines MOSFET gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2(a) eine grafische Darstellung des Störstoffprofils in einer Störstoff-Diffusionsschicht eines nach dem Verfahren nach Fig. 1 hergestellten MOSFET,

Fig. 2(b) eine grafische Darstellung des Störstoffprofils in der Störstoff-Diffusionsschicht eines nach einem herkömmlichen Verfahren gebildeten MOSFETs,

Fig. 3 eine grafische Darstellung des Meßergebnisses der chemischen Kombination von Arsen in dotiertem Glas, ermittelt durch eine durch Röntgenstrahlen angeregte Elektronen-Spektralanalyse,

Fig. 4(a) bis 4(d) Schritte bei der Herstellung eines MOS- Kondensators gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5(a) eine grafische Darstellung des Störstoffprofils in der durch die Schritte nach Fig. 4(b) gebildeten Diffusionsschicht,

Fig. 5(b) eine grafische Darstellung des Störstoffprofils in der durch die Schritte nach Fig. 4(c) gebildeten Diffusionsschicht,

Fig. 6(a) bis 6(d) die Schritte der Herstellung eines sogenannten Graben-MOS-Kondensators mit Hilfe eines dritten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung,

Fig. 7(a) eine grafische Darstellung des Dichteprofils der Diffusionsschicht des Graben-MOS-Kondensators gemäß der Erfindung,

Fig. 7(b) und 7(c) grafische Darstellungen der entsprechenden Dichteprofile der Diffusionsschichten zweier verschiedener Kontrollbeispiele,

Fig. 8(a) bis 8(d) Schritte der Herstellung eines MOSFETs gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 9 eine grafische Darstellung der jeweiligen Dichteprofile der Diffusionsschichten des MOSFETs unter verschiedenen Atmosphären.

Fig. 1(a) bis 1(d) sind dem Verfahrensfortschritt entsprechende Querschnittansichten, welche die Bildung sehr dünner n⁺- und n⁻-Diffusionsschichten, die als Source- bzw. Drain- Zonen eines MOSFETs dienen, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellen.

Wie in Fig. 1(a) zu sehen ist, wird in einem p-leitenden (100)-Siliciumsubstrat, das einen spezifischen Widerstand von 10 Ω · cm aufweist, mit Hilfe eines herkömmlichen LOCOS- Verfahrens eine Bauelement-Trennisolierschicht 2 gebildet. Dann wird eine Siliciumoxidschicht mit einer Dicke von 10 nm sowie eine Poly-Siliciumschicht mit einer Dicke von 300 nm aufgebracht. Das sich dadurch ergebende halbfertige Produkt wird mittels Fotolithografie und reaktivem Ionenätzen mit einem Muster versehen, um eine Gate-Isolierschicht 3 und eine Gate-Elektrode 4 zu erhalten.

Anschließend wird gemäß Fig. 1(b) auf der gesamten Oberfläche des Substrats eine Siliciumnitridschicht gebildet, und diese wird mit einem Resistmaterial-Film überzogen. Anschließend erfolgt ein an sich bekannter Musterbildungsprozeß, bei dem der Resistfilm 6 als Ätzmaske in einer Bauelement- Trennzone stehenbleibt. Die Siliciumnitridschicht wird mit Ausnahme der von dem Resistfilm bedeckten Siliciumnitridschicht 5 a sowie mit Ausnahme der Siliciumnitridschicht 5 b an dem Seitenwandabschnitt der Gate-Elektrode durch reaktives Ionenätzen fortgeätzt.

Dann wird der Resistfilm 6 fortgeätzt, und es wird dotiertes Glas 8 mit einer Dicke von 100 nm, dem Arsen mit einer Dichte von 6×10²⁰ cm^-3 hinzugefügt ist, unter Verwendung des LPCVD-Verfahrens (chemisches Niederdruck-Aufdampfen) aufgebracht. Wie in Fig. 1(c) gezeigt ist, wird eine Heizvorrichtung mit einer Lampe dazu verwendet, das sich ergebende Produkt 60 Minuten lang in einer Stickstoffatmosphäre, die 10% Sauerstoff enthält und eine Temperatur von 1000°C hat, einer Warmbehandlung zu unterwerfen. Es erfolgt ein rasches thermisches Glühen (RTA=Rapid Thermal Annealing) bei 1200°C während 2 Minuten in einer 100%-Stickstoffatmosphäre, um Arsen-Störstellen sehr flach aus dem dotierten Glas 8 in das Siliciumsubstrat einzubringen und die Source- und Drain-Zonen einer DDD-Struktur (doppelt diffundierten Drain-Struktur) zu bilden, welche eine n⁻-Diffusionsschicht 9 und eine n⁺-Diffusionsschicht 10 umfaßt. Es erfolgt eine Warmbehandlung in einer reduzierenden Atmospähre bei sehr niedriger Temperatur während einer langen Zeitspanne, um die Diffusion von Arsen aus dem dotierten Glas 8 zu unterdrücken und dadurch eine n⁻-Diffusionsschicht 9 zu erhalten, in welcher Arsen-Störstellen mit geringer Tiefe und niedriger Dichte diffundiert sind. Anschließend wird mit einer Hochtemperatur-Warmbehandlung, bei der die Fest-Lösungsdichte (Dichte der festen Lösung) von Arsen in dem Siliciumsubstrat hoch ist, dazu verwendet, eine Diffusionsschicht mit hoher Arsendichte auf der Oberfläche der Siliciumschicht zu bilden, was zu einer tieferen n⁻-Diffusionsschicht 9 relativ geringer Dichte mit einer Arsendichte von 1×10¹⁸ cm^-3 und einer Arsen-Diffusionstiefe von 0,1 µm sowie zu einer flachen n⁺-Diffusionsschicht 10 hoher Dichte mit einer Arsen-Diffusionstiefe von 0,07 µm und einer Arsendichte von 1×10²⁰ cm^-3 führt, die so laminiert sind, daß ein stufenähnliches Dichteprofil vorhanden ist.

Anschließend wird dotiertes Glas mit dem hinzugegebenen Arsen unter Verwendung einer verdünnten Flußsäure fortgeätzt, es wird eine isolierende Zwischenschicht 11 aufgebracht, und es wird ein Kontaktloch für die Verdrahtung gebildet.

Anschließend werden gemäß Fig. 1(d) mit herkömmlichen Verfahren ein Barrierenmetall 12 und eine Leitung 13 gebildet, um einen MOS-Transistor zu vervollständigen.

Fig. 2(a) zeigt das Dichteprofil des Arsens in den so gebildeten n⁻- und n⁺-Diffusionsschichten. Zu Vergleichszwecken zeigt Fig. 2(b) die Dichteprofile von Phosphor und Arsen in einer n⁻-Diffusionsschicht (Phosphor) und einer n⁺- Diffusionsschicht (Arsen), die man erhält, wenn man Phosphor bzw. Arsen aus einer Siliciumoxidschicht, die Phosphor und Arsen enthält, in das Siliciumsubstrat bei einer raschen hohen Erhitzung auf 1200°C während 2 Minuten nach herkömmlichen Verfahren diffundiert.

Wie aus dem Vergleich ersichtlich ist, werden flachere n⁻- und n⁺-Diffusionsschichten durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten.

Fig. 3 zeigt die Meßergebnisse der chemischen Zustände von Arsenatomen in dem dotierten Glas mit Hilfe einer Röntgenstrahl- Fotoelektrodenspektrokopie (XPS). In Fig. 3 zeigt die Abszisse die Bindungsenergie. Die Kurve a veranschaulicht die chemischen Zustände der Arsenatome, wenn in einer Stickstoffatmosphäre bei 1000°C 4 Stunden lang eine Warmbehandlung durchgeführt wird, während die Kurve b die chemischen Zustände der Arsenatome zeigt, wenn eine Warmbehandlung in einer 10% Wasserstoff enthaltenden Stickstoffatmosphäre bei 1000°C 1 Stunde lang durchgeführt wird. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, bleibt das Arsen im Fall der Kurve a oxidiert, während im Fall der Kurve b das Arsen reduziert bleibt.

Während bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel das Einbringen von Störstoffen in das Siliciumsubstrat beschrieben wurde, kann es sich bei dem Gegenstand, in dem die Störstellen einzudiffundieren sind, um irgendein anderes Substrat als ein Siliciumsubstrat handeln, zum Beispiel um eine Dünnschicht, ein einkristallines oder ein polykristallines Schichtsubstrat oder um eine amorphe Siliciumschicht oder ein von Silicium verschiedenes Halbleitermaterial.

Während bei dem obigen Ausführungsbeispiel die Diffusion für eine wasserstoffhaltige Atmosphäre beschrieben wurde, kann die Diffusion auch in einer anderen Atmosphäre als einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre durchgeführt werden, solange diese Atmosphäre gewünschte Störstoffe zu reduzieren vermag.

Während bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Bildung der Diffusionsschicht mit dem stufenähnlichen Dichteprofil lediglich unter Verwendung von Arsen als Störstoff erläutert wurde, können auch andere Stoffe als Arsen verwendet werden. Alternativ ist eine Kombination verschiedener Arten von Störstoffen möglich.

Die Bildung eines Graben-MOS-Kondensators mit einer HIC- Struktur in einem Siliciumsubstrat soll im folgenden als zweite Ausführungsform der Erfindung erläutert werden.

Fig. 4(a) bis 4(d) sind dem Fortschritt des Herstellungsverfahrens entsprechende Querschnittansichten eines in der Herstellung befindlichen Graben-MOS-Kondensators, der nach einer Ausführungsform der Erfindung hergestellt wird.

Nach Fig. 4(a) wird in einem p-leitenden (100)-Siliciumsubstrat 21, das einen spezifischen Widerstand von 10 Ω · cm aufweist, unter Verwendung des herkömmlichen LOCOS-Verfahrens eine Bauelement-Trennschicht 22 gebildet. Dann wird als Maske bei der Bildung der Gräben oder Nuten eine Siliciumoxidschicht 23 aufgebracht. Das sich ergebende Produkt wird dann unter Anwendung der Fotolithografie und des reaktiven Ionenätzens mit einem Muster versehen, und anschließend werden mit der Siliciumoxidschicht als Maske Nuten 24 gebildet, wobei ein Ätzgas verwendet wird, welches als Hauptkomponente Kohlenstofftetrachlorid (CCl₄) enthält.

Anschließend wird gemäß Fig. 4(b) die maskierende Siliciumoxidschicht 23 mit verünnter Flußsäure fortgeätzt. Anschließend wird dotiertes Glas 25 mit einer Dicke von 100 nm aufgebracht, wobei dem Glas Bor und Arsen mit Dichten von 2×10²⁰ cm^-3 bzw. 6×10²⁰ cm^-3 hinzugefügt sind. Dies geschieht mit Hilfe des Niederdruck-CVD-Verfahrens. Es erfolgt eine 60 Minuten andauernde Warmbehandlung bei 1000°C in einer 10% Wasserstoff enthaltenden Stickstoffatmosphäre innerhalb eines herkömmlichen Thermodiffusionsofens, um Arsen in dem dotierten Glas 25 zu reduzieren und dadurch die Diffusion des Arsens in dem dotierten Glas zu unterdrücken und um lediglich unreduziertes Bor selektiv aus dem dotierten Glas heraus in das Siliciumsubstrat zu diffundieren und so eine p⁻-Zone 26 in der Oberfläche des Substrats zu bilden.

Weiterhin wird gemäß Fig. 4(c) die Temperatur auf 900°C geändert, es wird eine Stickstoffatmosphäre, die 10% Sauerstoff enthält, ausgewählt, um so das Arsen in dem dotierten Glas 25 in einen einfach oxidierten diffundierten Zustand zu bringen. Anschließend wird die Temperatur auf 1000°C angehoben, es wird eine andere Stickstoffatmosphäre ausgewählt, und es erfolgt eine Warmbehandlung während 30 Minuten, um dadurch Arsen und Bor gleichzeitig aus dem dotierten Glas in das Siliciumsubstrat zu diffundieren und so eine doppelt diffundierte Schicht zu bilden, die eine n⁺- Zone 27 und eine p⁻-Zone 26 umfaßt.

Weiterhin wird gemäß Fig. 4(d) dotiertes Glas 25, dem Arsen und Bor hinzugefügt sind, mit verdünnter Flußsäure fortgeätzt, und dann wird das sich ergebende Produkt in einer 50%-Trockenatmosphäre, in der Argongas verdünnt vorliegt, auf 900°C erwärmt, um eine Siliciumoxidschicht 28 mit einer Dicke von 10 nm als Kondensator-Isolierschicht zu bilden. Zur Vervollständigung des Graben-MOS-Kondensators wird eine Plattenelektrode 29 aus einer polykristallinen Siliciumschicht, der Phosphor hinzugefügt ist, gebildet.

Das sich ergebende Produkt wird dann 60 Minuten lang in einer 10% Wasserstoff enthaltenden Stickstoffatmosphäre einer Warmbehandlung bei 1000°C unterzogen, um in dem dotierten Glas 25 Arsen zu reduzieren und dessen Diffusion in das dotierte Glas zu unterdrücken und um selektiv lediglich Bor aus dem dotierten Glas in das Siliciumsubstrat zu diffundieren (Fig. 4 (b)). Fig. 5(a) zeigt die Dichteprofile des Arsens und des Bors in dem so erhaltenen Siliciumsubstrat. Fig. 5(b) zeigt die Profile der Dotierstoff-Störstellen, die 30 Minuten lang in einer ausgewählten Stickstoffatmosphäre einer Warmbehandlung unterzogen wurden (Fig. 4 (c)). Aus den Profilen der Störstoffe in Fig. 5(a) ist ersichtlich, daß das Arsen in dem dotierten Glas 25 in der 10% Wasserstoff enthaltenden Stickstoffatmosphäre reduziert wird und daß die Diffusion von Arsen derart unterdrückt wird, daß das Arsen lediglich in dem dotierten Glas verbleibt und nur Bor selektiv aus dem dotierten Glas in das Siliciumsubstrat diffundiert. Man ersieht außerdem aus dem Dotierstoffprofil in Fig. 5(b), daß Arsen durch die Warmbehandlung in der sauerstoffhaltigen Atmosphäre erneut oxidiert wird und daß anschließend Arsen und Bor gemeinsam durch die Warmbehandlung in der Stickstoffatmosphäre in das Siliciumsubstrat 21 diffundiert werden, um eine hervorragende Doppel-Diffusionsschicht zu bilden, die die n⁺-Zone 27 und die p⁻-Zone 26 enthält.

Es ist verständlich, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Vielzahl von Arten von Dotierstoffen in einer komplizierten Konfiguration bei guter Steuerung mit einem einfachen Prozeß diffundiert werden.

Bei der obigen Beschreibung des Ausführungsbeispiels sind die Atmosphäre zum Reduzieren der Störstoffe, die Atmosphäre zum Oxidieren der Störstoffe und die Atmosphäre zum Reduzieren von keinerlei Störstoffen als nacheinander ausgewählt dargestellt. Allerdings läßt sich die Ablauffolge dieser Prozesse nach Bedarf ändern.

Weiterhin wurde die Warmbehandlung in den einzelnen Atmosphären als lediglich einmal durchgeführt beschrieben. Die Warmbehandlung kann jedoch mit einer gewünschten Häufigkeit wiederholt werden. Außerdem bezog sich die Beschreibung auf das Ändern einer Atmosphäre in ein und demselben Gerät. Man kann jedoch verschiedene Geräte für verschiedene Atmosphären einsetzen, wenn jeweils eine andere Atmosphäre ausgewählt wird.

Im folgenden wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, bei der wie bei dem Verfahren zur Bildung eines Graben-Kondensators nach dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Diffusionsquellen-Schicht ein Doppelschicht-Siliciumglas 35 a, welches Bor enthält (PSG-Schicht: B-Dichte =6×10¹⁹ Atome/cm³), und eine Siliciumglasschicht 35 b (BAsSG-Schicht: B-Dichte=6×10¹⁹ Atome/cm³, As-Dichte= 5×10²⁰ Atome/cm³) aufweist, wenn eine Diffusionsschicht 36 an der inneren Graben- oder Nutenwand gebildet wird.

Fig. 6(a) bis 6(d) sind Schnittansichten, die die Herstellungsschritte bei der Herstellung eines Graben-MOS-Kondensators nach dem erfindungsgemäßen Verfahren darstellen.

Nach Fig. 6(a) wird mit herkömmlichen Verfahren in einem p- leitenden (100)-Siliciumsubstrat 31, das einen spezifischen Widerstand von 10 Ω · cm aufweist, eine Nut 34 gebildet.

Anschließend wird gemäß Fig. 6(b) ein Quellengas, welches TEOS (Tetraethoxy-Silan) und TEB (Triethylborat) enthält, zur Bildung einer BSG-Schicht 35 a mit einer Dicke von 3 nm verwendet. Anschließend wird TEOA (Tetraethoxy-Arsin) dem Quellengas hinzugefügt, um einen BAsSG-Film 35 b aufzubringen und dadurch dotiertes Glas (eine Störstoffe enthaltende Schicht) 35 als Diffusionsquelle zu bilden. Die gesamte Schichtdicke wird auf 100 nm eingestellt.

Mit einem herkömmlichen thermischen Diffusionsofen werden Störstoffe aus dem dotierten Glas 35 in das Siliciumsubstrat 31 diffundiert. Um die Diffusion von Arsen aus der Störstoffe enthaltenden Schicht 35 zu unterdrücken, während B diffundiert wird, erfolgt eine 60 Minuten dauernde Warmbehandlung in einem 10% Wasserstoff enthaltenden inerten Gas bei einer Temperatur von 900°C, um Arsen in dem dotierten Glas 35 zu reduzieren. Dann erfolgt 4 Stunden lang eine Warmbehandlung bei 1000°C, um nicht reduziertes Bor zu veranlassen, selektiv aus dem dotierten Glas in das Siliciumsubstrat zu diffundieren und eine p⁻-Zone 26 zu bilden.

Wie in Fig. 6(c) gezeigt ist, wird die Temperatur auf 900°C geändert, und es wird eine 10% Sauerstoff enthaltende Stickstoffatmosphäre ausgewählt, so daß das Arsen in dem dotierten Glas 35 in einen leicht oxidierten und diffundierten Zustand gebracht wird. Anschließend wird die Temperatur auf 1000°C angehoben, es wird eine Stickstoffatmosphäre ausgewählt, und es erfolgt eine 20 Minuten dauernde Warmbehandlung, um dadurch zu veranlassen, daß Arsen und Bor gleichzeitig aus dem dotierten Glas in das Siliciumsubstrat diffundieren, so daß eine doppelte Diffusionsschicht mit einer n⁺-Zone 37 und einer p⁻-Zone 36 gebildet wird. Anschließend wird das dotierte Glas 35 mit verdünnter Flußsäure fortgeätzt.

Gemäß Fig. 6(d) wird das so erhaltene Produkt in einer mit 50% Argongas verdünnten Atmosphäre bei 900°C erwärmt, um eine 10 nm dicke Siliciumoxidschicht 38 als Kondensator- Isolierschicht zu bilden. Auf der Siliciumschicht 38 wird eine Plattenelektrode 39 in Form einer polykristallinen Siliciumschicht mit hinzugefügtem Phosphor aufgebracht, um einen Graben-MOS-Kondensator zu erhalten.

Fig. 7(a) zeigt das Dichteprofil der Diffusionsschicht des MOS-Kondensators, wobei aus der Zeichnung offensichtlich ein Idealprofil hervorgeht, bei dem B bis zu einer Tiefe von 500 nm eindiffundiert ist, während As lediglich zu einer geringen Tiefe von 80 nm eindiffundiert ist.

Zum Vergleich zeigt Fig. 7(b) das Dichteprofil einer Diffusionsschicht eines Vergleichsbeispiels, bei dem die Schicht als Diffusionsquelle durch eine einzelne BAsSG-Schicht 35 b gebildet ist, wobei die restliche Struktur exakt die gleiche ist wie bei dem entsprechenden MOS-Kondensator und exakt die gleiche Diffusion durchgeführt wird. Wie aus Fig. 7(b) ersichtlich ist, läßt sich eine ausreichende Diffusionstiefe für das B durch die einzelne BAsSG-Schicht 35 b nicht erhalten. Wenn die Diffusionszeit gesteigert wird, um die Diffusionstiefe von B zu erhöhen, würde das As tiefer als 100 nm von der Oberfläche her eindiffundiert werden, so daß die Differenz in der Diffusionstiefe zwischen B und As sich verringerte und eine ideale Diffusion nicht erzielbar wäre.

Bei der dritten Ausführungsform wurde das in dem dotierten Glas 35 enthaltene Arsen reduziert, und es wurde 4 Stunden lang eine Warmbehandlung bei 1000°C durchgeführt. Fig. 7(c) zeigt in einer ausgezogenen Linie die Dichteprofile der Diffusionsschicht eines Vergleichsbeispiels mit praktisch demselben Aufbau wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel, wobei das Vergleichsbeispiel durch exakt die gleiche Vorgehensweise erhalten wurde wie beim dritten Ausführungsbeispiel, mit der Ausnahme der verkürzten Warmbehandlung während 2,5 Stunden. Aus Fig. 7(c) ist ersichtlich, daß lediglich die Diffusionstiefe des B verringert werden kann.

Fig. 7(c) zeigt auch anhand der gestrichelten Linie das Dichteprofil einer Diffusionsschicht eines Vergleichsbeispiels mit demselben Aufbau wie das Vergleichsbeispiel nach Fig. 7(b). Es wurde durch die gleiche Vorgehensweise erhalten wie das Vergleichsbeispiel nach Fig. 7(b) mit der Ausnahme, daß die Tiefe der BSG-Schicht 2 nm beträgt [die Tiefe der BSG-Schicht nach Fig. 7(b) beträgt 3 nm]. Gemäß Fig. 7(c) läßt sich lediglich die Diffusionstiefe des As in der Tiefe steuern, da die Zeit, die erforderlich ist, damit das As an dem Siliciumsubstrat ankommt, vermutlich verringert ist.

Aus der obigen Betrachtung ist verständlich, daß die jeweiligen Diffusionstiefen von B- und As-Störstoffen unabhängig voneinander dadurch gesteuert werden können, daß man die Zeit, die zur Warmbehandlung in der reduzierenden Atmosphäre erforderlich ist, und die Dicke der BSG-Schicht ändert.

Während bei der dritten Ausführungsform das dotierte Glas eine Doppelschicht aus BAsSG- und BSG-Schichten umfaßt, kann es auch eine Doppelschicht aus AsSG- und BSG-Schichten enthalten. Die Diffusionstiefe der Störstoffe läßt sich unabhängig steuern, indem das dotierte Glas derart gebildet wird, daß die Dichte mindestens eine Art von Störstoffen in dem dotierten Glas als Diffusionsquelle, abhängig von der Dicke des dotierten Glases, variiert und indem man die Zeit für die Warmbehandlung einstellt.

Während die dritte Ausführungsform für den Fall von B und As beschrieben wurde, ist die Erfindung auch anwendbar bei Kombinationen von anderen Störstoffen, zum Beispiel P und Sb, oder auch bei Kombinationen aus drei oder mehr Arten von Störstoffen. Das dotierte Glas als Diffusionsquelle braucht nicht nur eine Doppelschicht zu sein, sondern es kann auch eine Mehrfachschicht mit drei und mehr Lagen sein.

Es versteht sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine Diffusionsschicht aus mehreren dotierenden Störstoffen mit kompliziertem Aufbau bei guter Steuerung und einfach durchzuführendem Herstellungsvorgang bildet.

Im folgenden wird als vierte Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines MOSFETs erläutert.

Gemäß Fig. 8(a) wird in einem n-leitenden Siliciumsubstrat 41, das einen spezifischen Widerstand von 10 Ω · cm aufweist, mit Hilfe des herkömmlichen LOCOS-Verfahrens eine Bauelement- Trennschicht 42 gebildet. Durch thermische Oxidation werden eine Siliciumoxidschicht mit einer Dicke von 10 nm und eine polykristalline Siliciumschicht mit der Dicke von 300 nm gebildet. Das sich ergebende Produkt wird dann unter Anwendung von Fotolithografie und reaktivem Ionenätzen mit einem Muster versehen, um eine Gate-Isolierschicht 43 und eine Gate-Elektrode 44 zu bilden. Anschließend wird mittels CVD eine Siliciumoxidschicht 45 aufgebracht. Dann wird die Siliciumoxidschicht 45 mit einem Muster versehen, wobei von der Methode des Stehenlassens der Seitenwände Gebrauch gemacht wird, wozu anisotrop geätzt wird, damit die Siliciumoxidschicht 45 lediglich an der Seitenwand der Gate-Elektrode 44 stehenbleibt.

Anschließend wird gemäß Fig. 8(b) dotiertes Glas (eine BSG- Schicht) 46 mit einer Dicke von 100 nm mittels CVD aufgebracht, wobei dem Glas B mit einer Dichte von 5×10²¹ cm^-3 zugegeben ist.

Gemäß Fig. 8(c) erfolgt eine 30 Minuten dauernde Warmbehandlung in einer 10% Wasserstoff enthaltenden Stickstoffatmosphäre bei 900°C. Auf diese Weise wird das Bor in dem BSG-Film 46 thermisch in das Siliciumsubstrat 41 diffundiert, um eine p-leitende Störstellen-Diffusionsschicht 47 zu erhalten, die eine Source-Drain-Zone mit einer sehr flachen Sperrschichttiefe in der Größenordnung von 0,15 µm und mit einer Störstellendichte in der Größenordnung von 10²¹ cm^-3 in dem Siliciumsubstrat 41 auf jeder Seite der Gate- Elektrode wird. Gleichzeitig wird Bor aus dem BSG-Film 46 in die Gate-Elektrode 44 diffundiert, um dadurch letztere zu einer p-leitenden Siliciumschicht mit geringem Widerstand zu machen. Wenn die Temperatur bei der Warmbehandlung besonders niedrig ist, ist die Diffusion unzureichend, um eine ausreichende Störstellendichte zu erreichen, während bei übermäßig hoher Temperatur die Diffusion nicht gut gesteuert werden kann. Aus diesem Grund empfiehlt sich für die Praxis ein Temperaturbereich von vorzugsweise 700 bis 1100°C.

Anschließend wird eine isolierende Zwischenschicht 48 aufgebracht, es werden Verdrahtungskontaktlöcher gebildet, es werden Elektrodenleitungen 49 aus Metall, z. B. Aluminium oder Molybdän, gebildet, um einen P-Kanal-MOS-Transistor zu vervollständigen.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird aus der BSG-Schicht 46 heraus diffundiert, und die BSG-Schicht 46 bleibt, man kann jedoch die BSG-Schicht 46 mit Flußsäure ätzen und dann die isolierende Zwischenschicht 48 ausbilden.

Fig. 9 zeigt als gestrichelte Linie das Profil der Störstellendichte der so gebildeten Diffusionsschicht. Zum Vergleich zeigt Fig. 9 außerdem als durchgehende Linie das Profil der Störstellendichte einer Diffusionsschicht eines Vergleichsbeispiels, welches durch Diffusion in einer keinen Wasserstoff enthaltenden Stickstoffatmosphäre gebildet wurde. Aus dem Vergleich ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren in der Lage ist, eine hochkonzentrierte Diffusionsschicht bei guter Steuerung zu bilden.

Während bei den obigen Ausführungsbeispielen die Wasserstoff enthaltende Diffusionsatmosphäre aus Stickstoff beschrieben wurde, kann man auch ein inertes Gas verwenden, zum Beispiel Argon oder Helium, das Wasserstoff enthält. Die Dichte des Wasserstoffanteils beträgt vorzugsweise 2- 60%, besonders bevorzugt 5-40%, speziell bevorzugt 5- 20%. Bei einer Dichte von 5-20% erhöht sich der Segregationskoeffizient besonders. Wenn die Dichte weniger als 2% beträgt, wird viel Zeit benötigt, um eine gewünschte Sperrschicht zu erhalten, was in der Praxis unerwünscht ist. Ist die Dichte größer als 60%, kommt es mit einiger Wahrscheinlichkeit zu einer Explosion der Atmosphäre aufgrund der bei der Diffusion entstehenden Hitze, was gefährlich ist.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements, umfassend folgende Schritte:
Bilden einer Störstoffquelle, indem eine Störstoffe (Dotierstoffe) enthaltende Siliciumoxidschicht auf einer Oberfläche einer Halbleiterschicht gebildet wird,
Diffundieren der Störstoffe aus der Siliciumoxidschicht in die Oberfläche der Halbleiterschicht in einer Diffusionsatmosphäre,
dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusionsschritt enthält:
einen Oxidationsschritt zum Oxidieren der Störstoffe in der Siliciumoxidschicht und/oder
einen Reduktionsschritt zum Reduzieren der Störstoffe in der Siliciumoxidschicht durch Steuern der Diffusionsatmosphäre.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduktionsschritt die Durchführung einer Warmbehandlung in einer Wasserstoff enthaltenden Gasatmosphäre beinhaltet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduktionsschritt die Durchführung einer Warmbehandlung in einer Gasatmosphäre, die 2- 60% Wasserstoff enthält, beinhaltet.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduktionsschritt die Durchführung einer Warmbehandlung in einer Gasatmosphäre, die 5- 20% Wasserstoff enthält, beinhaltet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusionsschritt umfaßt:
einen Reduktionsschritt, bei dem die Siliciumoxidschicht einer Reduktionsatmosphäre zur Reduktion des Teils der Störstoffe ausgesetzt wird, um den Teil der Störstoffe in einen für die Diffusion schwierigen Zustand zu bringen,
einen ersten Diffusionsschritt, bei dem die Störstoffe in die Halbleiterschicht diffundiert werden,
einen Oxidationsschritt, bei dem die Siliciumoxidschicht einer Oxidationsatmosphäre zum Oxidieren des Teils der Störstoffe ausgesetzt wird, damit der Teil der Störstoffe in einen leicht zu diffundierenden Zustand zurückgebracht wird, und
einen zweiten Diffusionsschritt zum Diffundieren der Störstoffe in die Halbleiterschicht.

6. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements, umfassend die Schritte:
Bilden einer Störstoffquelle, indem eine mehrere Arten von Störstoffen enthaltende Siliciumoxidschicht auf einer Oberfläche einer Halbleiterschicht gebildet wird,
Diffundieren der mehreren Arten von Störstoffen aus der Siliciumoxidschicht in die Oberfläche der Halbleiterschicht in einer Diffusionsatmosphäre,
dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusionsschritt aufweist:
eine Oxidationsschritt zum Oxidieren einer speziellen Art der Störstoffe in der Siliciumoxidschicht und/oder
einen Reduktionsschritt zum Reduzieren der speziellen Art der Störstoffe in der Siliciumoxidschicht durch Steuern der Diffusionsatmosphäre.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Bilden der Störstoffquelle umfaßt:
Ausbilden einer Siliciumoxidschicht, die eine erste und eine zweite Art von Störstoffen enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusionsschritt umfaßt;
einen Reduktionsschritt, bei dem die Siliciumoxidschicht einer reduzierenden Atmosphäre ausgesetzt wird und die erste Art der Störstoffe reduziert wird, um die erste Art von Störstoffen in einen für die Diffusion schwierigen Zustand zu bringen,
einen ersten Diffusionsschritt zum Diffundieren von sich von der ersten Art der Störstoffe unterscheidenden Störstoffen in die Halbleiterschicht,
einen Oxidationsschritt, bei dem die Siliciumoxidschicht einer oxidierenden Atmosphäre ausgesetzt wird, um die erste Art von Störstoffen in der Siliciumoxidschicht zu oxidieren und die erste Art von Störstoffen in einen für die Diffusion einfachen Zustand zurückzubringen, und
einen zweiten Diffusionsschritt zum Diffundieren der ersten und der zweiten Art von Störstoffen in die Halbleiterschicht hinein.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduktionsschritt und der erste Diffusionsschritt gleichzeitig durchgeführte Schritte sind, bei denen das Erwärmen der Siliciumoxidschicht in einer reduzierenden Atmosphäre auf eine vorbestimmte Temperatur zum Reduzieren der ersten Art von Störstoffen und das Diffundieren von Störstoffen, die sich von der ersten Art von Störstoffen unterscheiden, gleichzeitig durchgeführt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Art von Störstoffen Arsen (As) und die zweite Art von Störstoffen Bor (B) ist.

10. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Art von Störstoffen Antimon (Sb) und die zweite Art von Störstoffen Phosphor (P) ist.

11. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
in einem ersten Schritt zur Bildung einer Störstoffquelle wird eine mindestens eine erste Art von Störstoffen enthaltende Siliciumoxidschicht auf einer Oberfläche einer Halbleiterschicht gebildet,
in einem zweiten Schritt zur Bildung einer Störstoffquelle wird eine mindestens eine zweite Art von Störstoffen enthaltende zweite Siliciumschicht auf der ersten Siliciumoxidschicht gebildet,
die Störstoffe aus der ersten und der zweiten Siliciumoxidschicht werden in einer Diffusionsatmosphäre in die Halbleiterschicht hinein diffundiert,
wobei der Diffusionsschritt umfaßt:
einen Reduktionsschritt, bei dem die Siliciumoxidschicht einer reduzierenden Atmosphäre ausgesetzt wird und die erste Art von Störstoffen reduziert wird, um die ersten Störstoffe in einen schwierig zu diffundierenden Zustand zu bringen,
einen ersten Diffusionsschritt, bei dem sich von der ersten Art unterscheidende Störstoffe in die Halbleiterschicht eindiffundiert werden,
einen Oxidationsschritt, bei dem die Siliciumoxidschicht zum Oxidieren der ersten Art von Störstoffen in der Siliciumoxidschicht einer oxidierenden Atmosphäre ausgesetzt wird, um die erste Art von Störstoffen in einen leicht zu diffundierenden Zustand zurückzubringen, und
einen zweiten Diffusionsschritt, bei dem die erste und die zweite Art von Störstoffen in die Halbleiterschicht diffundiert werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Art von Störstoffen Arsen (As) und die zweite Art von Störstoffen Bor (B) ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Art von Störstoffen Antimon (Sb) und die zweite Art von Störstoffen Phosphor (P) ist.

14. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gate-Elektrode auf der Oberfläche des Halbleiters gebildet wird, bevor die Störstoffquelle gebildet wird, und daß das Bilden der Störstoffquelle die Bildung einer Siliciumschicht umfaßt, welche eine erste und eine zweite Art von Störstoffen desselben Leitungstyps enthält, so daß die Siliciumoxidschicht in Berührung steht mit einer Zone, innerhalb der eine Source-Drain-Zone auszubilden ist, und daß der Diffusionsschritt umfaßt:
Ausbilden einer Störstoffdiffusionsschicht, die eine erste Diffusionsschicht mit einer ersten und einer zweiten Art von Störstoffen in hoher Dichte und eine zweite Diffusionsschicht desselben Leitungstyps um die erste Diffusionsschicht herum mit dem ersten Typ von Störstoffen in geringer Dichte enthält, wobei die Störstoffdiffusionsschicht als Source- Drain-Zone dient, um einen MOS-Transistor zu bilden.

15. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Bilden eines Grabens oder einer Nut in der Oberfläche3 des Halbleitersubstrats,
Ausbilden eines Speicherknotens durch den ersten und den zweiten Schritt der Störstoffquellen-Bildung und durch den Diffusionsschritt,
Bilden einer Kondensator-Isolierschicht auf dem Speicherknoten,
Bilden einer Plattenelektrode auf der Kondensator- Isolierschicht,
wobei das erste Bilden einer Störstoffquelle umfaßt:
Bilden einer ersten Siliciumoxidschicht an der Innenwand der Nut, wobei die erste Siliciumoxidschicht mindestens eine erste Art von Störstoffen enthält, und
wobei das zweite Bilden einer zweiten Störstoffquelle umfaßt:
Ausbilden einer zweiten Siliciumoxidschicht, die mindestens eine zweite Art von Störstoffen enthält, auf der ersten Siliciumoxidschicht, und
wobei der Diffusionsschritt umfaßt:
einen Reduktionsschritt, bei dem die erste Siliciumoxidschicht einer reuzierenden Atmosphäre ausgesetzt wird, um die erste Art von Störstoffen in der ersten Siliciumoxidschicht zu reduzieren und die erste Art von Störstoffen in einen schwierig zu diffundierenden Zustand zu bringen,
einen ersten Diffusionsschritt, bei dem sich von der ersten Art von Störstoffen unterscheidende Störstoffe in der Halbleiterschicht eindiffundiert werden,
einen Oxidationsschritt, bei dem die erste Siliciumoxidschicht einer oxidierenden Atmosphäre ausgesetzt wird, um den ersten Störstoff in der ersten Siliciumoxidschicht zu oxidieren und die erste Art von Störstoffen in einen leicht zu diffundieren Zustand zurückzubringen, und
einen zweiten Diffusionsschritt zum Diffundieren des ersten und des zweiten Störstoffes in die Halbleiterschicht hinein,
um dadurch einen Nut- oder Graben-Kondensator-Speicherknoten zu bilden, der eine erste Diffusionsschicht des einen Leitungstpys an der Innenwand der Nut aufweist, welche die erste Art von Störstoffen in einer hohen Dichte enthält, und der eine zweite Diffusionsschicht um die erste Diffusionsschicht herum aufweist, wobei die zweite Diffusionsschicht den zu der ersten Diffusionsschicht entgegengesetzten Leitungstyp aufweist und die zweite Art von Störstoffen enthält.