JP2002043243A - Ion doping apparatus and thin film semiconductor manufactured by using the same and display - Google Patents
Ion doping apparatus and thin film semiconductor manufactured by using the same and displayInfo
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Landscapes
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- Liquid Crystal (AREA)
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- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路等
を作製する際に使用されるドーピング装置およびそれを
用いて作製されるトランジスタ集積回路や表示素子およ
びその製造方法に関するものである。特に本発明は大面
積基板を処理する目的に好ましい構成を有するイオンド
ーピング装置を用いて作製される表示素子に関する。例
えば、真性な多結晶の半導体材料に対して、イオンビー
ムを照射することによって、該半導体材料に不純物を与
えるものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a doping apparatus used for manufacturing a semiconductor integrated circuit and the like, a transistor integrated circuit and a display element manufactured using the same, and a method for manufacturing the same. In particular, the present invention relates to a display element manufactured using an ion doping apparatus having a preferable configuration for processing a large-area substrate. For example, an impurity is imparted to an intrinsic polycrystalline semiconductor material by irradiating the semiconductor material with an ion beam.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路等の作製において、半導
体中にn型やp型の不純物領域を形成する場合に、n型やp
型の導電型をとする不純物（n型不純物／p型不純物）イ
オンを高電圧にて加速し、注入する方法が知られてお
り、特に、半導体集積回路を作製する際に、広く用いら
れている。2. Description of the Related Art In the fabrication of semiconductor integrated circuits and the like, when an n-type or p-type impurity region is formed in a semiconductor, an n-type or p-type impurity region is formed.
A method of accelerating and implanting impurity (n-type impurity / p-type impurity) ions having a conductivity type of a high voltage at a high voltage is known, and is widely used particularly when manufacturing a semiconductor integrated circuit. I have.
【０００３】それ以外にも、ｎまたはｐ型不純物を有す
るプラズマを起こし、このプラズマ中のイオンを高電圧
によって加速し、イオン流として半導体中にドーピング
する方法が知られている。この方法は、イオンドーピン
グ法と呼ばれるている。In addition, there is known a method in which a plasma having an n-type or p-type impurity is generated, ions in the plasma are accelerated by a high voltage, and the semiconductor is doped as an ion stream. This method is called an ion doping method.
【０００４】イオンドーピング法によるドーピン装置の
構造は、イオン注入法によるドーピング装置に比べると
簡単である。例えば、ｐ型不純物としてボロンを注入す
る場合には、ボロン化合物であるジボラン（Ｂ2Ｈ6）等
の気体において、ＲＦ放電その他の方法によって、プラ
ズマを発生させ、これに高電圧をかけて、ボロンを有す
るイオンを引き出して、半導体中に照射する。プラズマ
を発生させるために気相放電をおこなうので、ドーピン
グ装置内の真空度は比較的高い。The structure of a doping device based on the ion doping method is simpler than that of a doping device based on the ion implantation method. For example, when boron is implanted as a p-type impurity, plasma is generated by RF discharge or another method in a gas such as diborane (B 2 H 6 ), which is a boron compound, and a high voltage is applied to the plasma. Boron-containing ions are extracted and irradiated into the semiconductor. Since a gas-phase discharge is performed to generate plasma, the degree of vacuum in the doping apparatus is relatively high.
【０００５】現在、比較的大面積の基板に対して均一に
不純物を添加するにはイオンドーピング装置が使用され
ることが多い。イオンドーピング装置は質量分離をおこ
なわず、大面積のイオンビームが比較的容易に得られる
ためである。一方、イオン注入装置は質量分離をおこな
う必要があるため、ビームの一様性を保ったまま、ビー
ム面積を大きくすることは難しい。よって、イオン注入
装置は、大面積基板には不適当である。しかし、ドーピ
ング装置においても水素の含有率が高いため、水素をあ
らかじめめ分離して効率良く不純物を注入するためにも
質量分離付きイオンドーピングが求められている。At present, an ion doping apparatus is often used to uniformly add impurities to a substrate having a relatively large area. This is because the ion doping apparatus does not perform mass separation, and a large-area ion beam can be obtained relatively easily. On the other hand, since the ion implantation apparatus needs to perform mass separation, it is difficult to increase the beam area while maintaining beam uniformity. Therefore, the ion implantation apparatus is not suitable for a large-area substrate. However, since the content of hydrogen is high even in a doping apparatus, ion doping with mass separation is required to separate hydrogen in advance and to efficiently implant impurities.
【０００６】近年、半導体素子プロセスの低温化に関し
て盛んに研究が進められている。その大きな理由は、安
価なガラスやプラスティック等の絶縁基板上に半導体素
子を形成する必要が生じているからである。その他にも
素子の微小化や素子の多層化に伴う需要もある。In recent years, research has been actively conducted on lowering the temperature of semiconductor device processes. The major reason is that a semiconductor element needs to be formed on an insulating substrate such as inexpensive glass or plastic. In addition, there is a demand accompanying miniaturization of elements and multilayering of elements.
【０００７】ガラス等の絶縁基板は、従来高温プロセス
で使われている石英基板と比較して加工性に富み、大面
積化が容易で、なおかつ、安価である等、様々なメリッ
トがある。しかしながら、基板の大面積化に伴い、従来
のドーピングプロセスとは性質の異なる装置を開発しな
ければならない。An insulating substrate made of glass or the like has various merits, such as being more workable than a quartz substrate conventionally used in a high-temperature process, being easy to increase in area, and being inexpensive. However, with the increase in the area of the substrate, a device having properties different from those of the conventional doping process must be developed.
【０００８】大面積基板を処理する必要のあるアクティ
ブマトリクス型液晶ディスプレー等の作製においては、
イオン注入法は、この点で不利であり、その欠点を補う
という目的で、イオンドーピング法について研究開発が
おこなわれている。In the production of an active matrix type liquid crystal display or the like that needs to process a large area substrate,
The ion implantation method is disadvantageous in this respect, and research and development on the ion doping method are being conducted for the purpose of compensating for the disadvantages.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来のイオンドーピン
グ装置の概要を図１および図２に示す。図１は主として
イオン源およびイオンの加速装置の概要を示す。また、
図２はイオンドーピング装置全体の構造を示す。まず、
図１にしたがって説明する。イオンはプラズマ空間４に
おいて発生する。FIG. 1 and FIG. 2 show an outline of a conventional ion doping apparatus. FIG. 1 mainly shows an outline of an ion source and an ion accelerator. Also,
FIG. 2 shows the structure of the entire ion doping apparatus. First,
This will be described with reference to FIG. Ions are generated in the plasma space 4.
【００１０】すなわち、電極３と網状電極６との間に高
周波電源１およびマッチングボックス２によって高周波
電力を印加することで、減圧されたプラズマ空間４にプ
ラズマを生じさせる。プラズマを発生させる初期には水
素等を雰囲気に導入し、プラズマが安定した後には、ド
ーピングガスであるジボランやホスフィン（ＰＨ3）を
導入する。That is, high-frequency power is applied between the electrode 3 and the mesh electrode 6 by the high-frequency power supply 1 and the matching box 2 to generate plasma in the decompressed plasma space 4. At the initial stage of plasma generation, hydrogen or the like is introduced into the atmosphere, and after the plasma is stabilized, doping gas such as diborane or phosphine (PH 3 ) is introduced.
【００１１】電極３とチャンバーの外壁（網状電極６と
同電位）は絶縁体５によって絶縁される。このようにし
て発生したプラズマからイオン流が取り出されるが、そ
れには、引き出し電極１０および引き出し電源８が用い
られる。このようにして引き出されたイオン流は抑制電
極１１および抑制電源９によって形状を整えられた後、
加速電極１２および加速電源７によって必要とするエネ
ルギーまで加速される。The electrode 3 and the outer wall of the chamber (the same potential as the mesh electrode 6) are insulated by an insulator 5. The ion flow is extracted from the plasma generated in this way, and for this, the extraction electrode 10 and the extraction power supply 8 are used. After the ion current thus extracted is shaped by the suppression electrode 11 and the suppression power supply 9,
The required energy is accelerated by the acceleration electrode 12 and the acceleration power supply 7.
【００１２】次に図２について説明する。イオンドーピ
ング装置は大きく分けて、イオン源・加速装置１３、ド
ーピング室１５、電源装置１４、ガスボックス１９、排
気装置２０よりなる。Next, FIG. 2 will be described. The ion doping apparatus is roughly divided into an ion source / accelerator 13, a doping chamber 15, a power supply 14, a gas box 19, and an exhaust device 20.
【００１３】すなわち、図２では、イオン流は上から下
に流れる。電源装置１４は主としてイオンの発生・加速
に用いられる電源を集約したもので、図１の高周波電源
１、マッチングボックス２、加速電源７、引き出し電源
８、抑制電源９を含む。That is, in FIG. 2, the ion flow flows from top to bottom. The power supply device 14 mainly integrates power supplies used for generating and accelerating ions, and includes the high-frequency power supply 1, the matching box 2, the acceleration power supply 7, the extraction power supply 8, and the suppression power supply 9 in FIG.
【００１４】ドーピング室１５には基板ホルダー１７が
設けられ、被ドーピング材１６がその上に設置される。
基板ホルダーは一般にイオン流と平行な軸にそって回転
できるように設計される。イオン源・加速装置１３とド
ーピング室１５は排気装置２０によって排気される。も
ちろん、イオン源・加速装置１３とドーピング室１５と
が独立の排気装置によって排気されてもよい。A substrate holder 17 is provided in the doping chamber 15, and a material 16 to be doped is set thereon.
The substrate holder is generally designed to be able to rotate along an axis parallel to the ion flow. The ion source / accelerator 13 and the doping chamber 15 are exhausted by the exhaust device 20. Of course, the ion source / accelerator 13 and the doping chamber 15 may be evacuated by independent exhaust devices.
【００１５】ガスボックス１９からはガスラインを経由
して、ドーピング室１５にドーピングガスが送られる。
図２の装置ではイオン源・加速装置１３と被ドーピング
材１６の間にガス供給口が設けられているが、イオン源
のプラズマ空間４の近傍に設けることも可能である。ド
ーピングガスは水素等で希釈して用いられるのが一般的
である。A doping gas is sent from the gas box 19 to the doping chamber 15 via a gas line.
Although the gas supply port is provided between the ion source / accelerator 13 and the material 16 to be doped in the apparatus shown in FIG. 2, it may be provided near the plasma space 4 of the ion source. The doping gas is generally used after being diluted with hydrogen or the like.
【００１６】従来のイオンドーピング装置では、処理で
きる基板（被ドーピング材）の面積はイオン源１３にお
けるプラズマ空間４の断面積と等しいかそれ以下であっ
た。これはドーピングの均一性によって要求された条件
である。図3は、イオン流に垂直な断面の様子を示す。
すなわち、イオン源・加速装置１３はHおよびVという大
きさであるが、ドーピング室１５および被ドーピング材
１７はその中におさまる程度の大きさである。そして、
HとVは同程度の大きさである。In the conventional ion doping apparatus, the area of the substrate (material to be doped) that can be processed is equal to or smaller than the cross-sectional area of the plasma space 4 in the ion source 13. This is a condition required by doping uniformity. FIG. 3 shows a cross section perpendicular to the ion flow.
In other words, the ion source / accelerator 13 has a size of H and V, but the doping chamber 15 and the material to be doped 17 are small enough to fit therein. And
H and V are about the same size.
【００１７】したがって、基板がより大きくなるとプラ
ズマ空間４はさらに大きくなることが要求される。しか
も、プラズマは２次元的に均一であることが要求され
る。しかしながら、プラズマ空間は無限に大きくするこ
とは困難である。なぜなら、プラズマの発生が均一でな
くなるからである。これは主として分子の平均自由工程
がプラズマ空間の断面に比較して十分に小さくなるため
である。このため、プラズマ空間の１辺の長さをを0.8
ｍ以上とすることは困難である。Therefore, as the size of the substrate increases, the size of the plasma space 4 must be further increased. Moreover, the plasma is required to be two-dimensionally uniform. However, it is difficult to make the plasma space infinitely large. This is because the generation of plasma is not uniform. This is mainly because the mean free path of molecules is sufficiently smaller than the cross section of the plasma space. Therefore, the length of one side of the plasma space should be 0.8
It is difficult to set it to m or more.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明においては、イオ
ンの断面を縦横比で2以上10000（10000対１）以下の線
状もしくは長方形とし、かつ、ドーピング中に被ドーピ
ング材を、イオン流の長手方向に垂直（短手方向）に10
mm/sec以上の速度で往復移動させることを特徴とする。
この方法をとることにより、プラズマは長手方向の均一
性のみが要求されることなり、短手方向が無視できる。
また、ドーピング量をつねにモニターすることによりよ
り均一にドーピングを行うことが可能となる。さらに均
一性が変化したときはプラズマにフィードバックをかけ
て長手方向の均一性をさらに高めることも可能である。According to the present invention, the ion has a cross section of a linear or rectangular shape having an aspect ratio of 2 or more and 10000 (10000 to 1) or less, and the material to be doped is doped with an ion current during doping. 10 perpendicular to the longitudinal direction (transverse direction)
It is characterized by reciprocating at a speed of mm / sec or more.
By adopting this method, the plasma only needs to be uniform in the longitudinal direction, and the transverse direction can be ignored.
Further, by constantly monitoring the doping amount, it becomes possible to perform doping more uniformly. When the uniformity further changes, it is possible to feed back the plasma to further improve the longitudinal uniformity.
【００１９】よってこれまで以上の大面積の被ドーピン
グ材である基板の処理が可能となる。プラズマの長手方
向、すなわち1次元の均一性のみを課題とし、２次元的
な均一性が問題とならないのは、以上の方法でドーピン
グがおこなわれるためである。Therefore, it is possible to process a substrate which is a material to be doped with a larger area than ever before. The reason that only the one-dimensional uniformity is a problem in the longitudinal direction of the plasma, that is, the two-dimensional uniformity is not a problem is that doping is performed by the above method.
【００２０】本発明では、原理的には基板の１辺の長さ
はプラズマの長さによって制約されるものの、他の１辺
の長さにはドーピング室の大きさ以外に制約要因がな
い。放電空間の幅が十分に狭ければ、長手方向の均一性
が10ｍ程度保たれたプラズマは容易に発生できる。もち
ろん、そのときのイオンビームの幅はセンチメートルオ
ーダーである。In the present invention, in principle, the length of one side of the substrate is limited by the length of the plasma, but the length of the other side has no limiting factor other than the size of the doping chamber. If the width of the discharge space is sufficiently small, plasma having uniformity in the longitudinal direction of about 10 m can be easily generated. Of course, the width of the ion beam at that time is on the order of centimeters.
【００２１】したがって、このような線状または長方形
状イオンドーピング装置は、大面積基板、あるいは、多
数の基板枚数を同じに連続して処理するのに適してい
る。例えば、最大10[ｍ]×A[ｍ]の基板に比較的容易に
ドーピングをおこなうことができる。Aはドーピング装
置の大きさのみに制約される。Therefore, such a linear or rectangular ion doping apparatus is suitable for treating a large-area substrate or a large number of substrates continuously in the same manner. For example, doping can be performed relatively easily on a substrate having a maximum of 10 [m] × A [m]. A is limited only by the size of the doping device.
【００２２】請求項1に係る発明は、断面が縦横比で2以
上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形である
イオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基板
を移動させる移動手段とを有するイオンドーピング装置
であって、前記基板に前記イオンビームを照射し、前記
基板の表面がイオンビームと略垂直にあたりながら前記
イオンビームの位置を中心に前記基板が往復移動するこ
とを特徴とするイオンドーピング装置である。According to the first aspect of the present invention, there is provided an ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam having an aspect ratio of 2 to 10,000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate. Irradiating the substrate with the ion beam, wherein the substrate reciprocates around the position of the ion beam while the surface of the substrate is substantially perpendicular to the ion beam. It is an ion doping apparatus.
【００２３】請求項2に係る発明は、断面が縦横比で2以
上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形である
イオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基板
を移動させる移動手段とを有するイオンドーピング装置
であって、前記基板に前記イオンビームを照射し、前記
基板を10mm/sec以上の一定速度でイオンビームと略直行
する方向に往復移動させ、往と復の少なくとも一方にイ
オンビームセンサーを取り付け、ドーピング量の前記長
手方向の均一性をモニターすることを特徴とするイオン
ドーピング装置である。According to a second aspect of the present invention, there is provided an ion beam generating means for generating an ion beam having a linear or rectangular cross section having an aspect ratio of 2 to 10,000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate. Irradiating the substrate with the ion beam, reciprocating the substrate in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, the ion in at least one of the forward and backward An ion doping apparatus characterized in that a beam sensor is attached and the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction is monitored.
【００２４】請求項3に係る発明は、断面が縦横比で2以
上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形である
イオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基板
を移動させる移動手段とを有するイオンドーピング装置
であって、前記基板に前記イオンビームを照射し、前記
基板を10mm/sec以上の一定速度でイオンビームと略直行
する方向に往復移動させ、前記イオンビームセンサーの
モニター量をフィードバックしドーピング量の前記長手
方向の均一性を一定にすることを特徴とするイオンドー
ピング装置である。According to a third aspect of the present invention, there is provided an ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam having an aspect ratio of 2 to 10,000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate. Irradiating the substrate with the ion beam, reciprocating the substrate in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, the monitoring amount of the ion beam sensor An ion doping apparatus characterized in that the longitudinal uniformity of the doping amount in the longitudinal direction is fed back.
【００２５】請求項４に係る発明は、断面が縦横比で2
以上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形であ
るイオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基
板を移動させる移動手段とを有し、前記基板に前記イオ
ンビームを照射し、前記基板の表面にイオンビームを略
垂直にあてながら前記イオンビームの位置を中心に前記
基板を往復移動させるイオンドーピング装置を用い、少
なくともガラスもしくはプラスチックを主成分とした前
記基板上に成膜されたSi薄膜にイオンドーピングするこ
とにより作製されることを特徴とする薄膜トランジスタ
である。According to a fourth aspect of the present invention, the cross section has an aspect ratio of 2
An ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam of 10000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate, irradiating the substrate with the ion beam, Using an ion doping apparatus that reciprocates the substrate around the position of the ion beam while applying the ion beam substantially vertically to the surface, at least a Si thin film formed on the substrate containing glass or plastic as a main component. A thin film transistor which is manufactured by ion doping.
【００２６】請求項5に係る発明は、断面が縦横比で2以
上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形である
イオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基板
を移動させる移動手段とを有し、前記基板に前記イオン
ビームを照射し、前記基板の表面にイオンビームを略垂
直にあてながら前記イオンビームの位置を中心に前記基
板を往復移動させるイオンドーピング装置を用い、少な
くともガラスもしくはプラスチックを主成分とした前記
基板上に成膜されたSi薄膜にイオンドーピングすること
により作製されることを特徴とする薄膜トランジスタ集
積回路である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam having an aspect ratio of not less than 2 and not more than 10,000 (10000 to 1), and a moving means for moving a substrate. Having an ion doping apparatus that irradiates the substrate with the ion beam and reciprocates the substrate around the position of the ion beam while applying the ion beam substantially perpendicularly to the surface of the substrate, using at least glass or A thin film transistor integrated circuit, which is manufactured by ion doping a Si thin film formed on the substrate, which is mainly composed of plastic.
【００２７】請求項6に係る発明は、断面が縦横比で2以
上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形である
イオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基板
を移動させる移動手段とを有し、前記基板に前記イオン
ビームを照射し、前記基板の表面にイオンビームを略垂
直にあてながら前記イオンビームの位置を中心に前記基
板を往復移動させるイオンドーピング装置を用いて、少
なくともガラスもしくはプラスチックを主成分とした前
記基板上に成膜されたSi薄膜にドーピングすることによ
り作製される薄膜トランジスタ集積回路を具備したこと
を特徴とするアレイ基板である。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam having a cross section of 2 to 10,000 (10000 to 1) in aspect ratio, and a moving means for moving the substrate. Having an ion doping apparatus for irradiating the substrate with the ion beam and reciprocating the substrate around the position of the ion beam while applying the ion beam substantially perpendicularly to the surface of the substrate; Alternatively, there is provided an array substrate including a thin film transistor integrated circuit which is manufactured by doping a Si thin film formed on the substrate mainly composed of plastic.
【００２８】請求項7に係る発明は、断面が縦横比で2以
上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形である
イオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基板
を移動させる移動手段とを有し、前記基板に前記イオン
ビームを照射し、前記基板の表面にイオンビームを略垂
直にあてながら前記イオンビームの位置を中心に前記基
板を往復移動させるイオンドーピング装置を用い、少な
くともガラスもしくはプラスチックを主成分とした前記
基板上に成膜されたSi薄膜にドーピングすることにより
作製される薄膜トランジスタ集積回路を具備したことを
特徴とする液晶表示素子である。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam having an aspect ratio of 2 to 10,000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate. Having an ion doping apparatus that irradiates the substrate with the ion beam and reciprocates the substrate around the position of the ion beam while applying the ion beam substantially perpendicularly to the surface of the substrate, using at least glass or A liquid crystal display device comprising: a thin film transistor integrated circuit which is manufactured by doping a Si thin film formed on the substrate, the main component being plastic.
【００２９】請求項8に係る発明は、断面が縦横比で2以
上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形である
イオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基板
を移動させる移動手段とを有し、前記基板に前記イオン
ビームを照射し、前記基板の表面にイオンビームを略垂
直にあてながら前記イオンビームの位置を中心に前記基
板を往復移動させるイオンドーピング装置を用い、前記
基板上に成膜されたSi薄膜にイオンドーピングすること
により作製される薄膜トランジスタ集積回路を具備した
ことを特徴とするEL表示素子である。The invention according to claim 8 is an ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam having a cross section of 2 to 10,000 (10000 to 1) in aspect ratio, and a moving means for moving the substrate. Having an ion doping apparatus that irradiates the substrate with the ion beam and reciprocates the substrate around the position of the ion beam while applying the ion beam substantially vertically to the surface of the substrate; An EL display device comprising a thin film transistor integrated circuit manufactured by ion doping a Si thin film formed on a thin film.
【００３０】請求項9に係る発明は、断面が縦横比で2以
上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形である
イオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基板
を移動させる移動手段とを有し、前記基板に前記イオン
ビームを照射し、前記基板の表面にイオンビームを略垂
直にあてながら前記イオンビームの位置を中心に前記基
板を往復移動させるイオンドーピング装置を用い、少な
くともガラスもしくはプラスチックを主成分とした前記
基板上に成膜されたSi薄膜にイオンドーピングすること
により作製される表示素子を具備したことを特徴とする
携帯電話である。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam having an aspect ratio of 2 to 10,000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate. Having an ion doping apparatus that irradiates the substrate with the ion beam and reciprocates the substrate around the position of the ion beam while applying the ion beam substantially perpendicularly to the surface of the substrate, using at least glass or A mobile phone comprising a display element produced by ion-doping a Si thin film formed on the substrate, which is mainly composed of plastic.
【００３１】請求項10に係る発明は、基板に断面が縦横
比で2以上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方
形であるイオンビームを照射し、前記基板の表面にイオ
ンビームを略垂直にあてながら前記イオンビームの位置
を中心に前記基板を往復移動させてイオンドーピング
し、不純物を活性化するための熱処理により低抵抗化す
ることを特徴とする薄膜トランジスタ集積回路の製造方
法である。According to a tenth aspect of the present invention, the substrate is irradiated with an ion beam whose section is a linear or rectangular shape having an aspect ratio of 2 or more and 10000 (10000 to 1) or less, and applies the ion beam to the surface of the substrate substantially vertically. A method of manufacturing a thin film transistor integrated circuit, wherein the substrate is reciprocated around the position of the ion beam to perform ion doping, and the resistance is reduced by a heat treatment for activating impurities.
【００３２】請求項11に係る発明は、断面が縦横比で2
以上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形であ
るイオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基
板を移動させる移動手段とを有するイオンドーピング装
置であって、前記基板に前記イオンビームを照射し、前
記基板の表面にイオンビームを略垂直にあてながら前記
イオンビームの位置を中心に前記基板を往復移動させ、
薄膜にドーピングした前記不純物を活性化するための熱
処理をイオンドーピング処理とほぼ並行して行うことを
特徴とするイオンドーピング装置である。According to the eleventh aspect, the cross section has an aspect ratio of 2
An ion doping apparatus having an ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam of 10,000 or less (10000 to 1) or less and a moving means for moving a substrate, wherein the substrate is irradiated with the ion beam. And reciprocating the substrate around the position of the ion beam while applying the ion beam substantially vertically to the surface of the substrate,
An ion doping apparatus characterized in that a heat treatment for activating the impurities doped in the thin film is performed almost in parallel with the ion doping treatment.
【００３３】請求項12に係る発明は、基板に断面が縦横
比で2以上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方
形であるイオンビームを照射し、前記基板の表面にイオ
ンビームを略垂直にあてながら前記イオンビームの位置
を中心に前記基板を往復移動させるイオンドーピング処
理方法であって、薄膜にドーピングした前記不純物を活
性化するための熱処理をほぼ並行して行うことを特徴と
するイオンドーピング処理方法である。According to a twelfth aspect of the present invention, the substrate is irradiated with a linear or rectangular ion beam having an aspect ratio of not less than 2 and not more than 10,000 (10000 to 1), so that the ion beam is substantially perpendicular to the surface of the substrate. An ion doping method for reciprocating the substrate around the position of the ion beam while applying heat to the substrate, wherein heat treatment for activating the impurities doped into the thin film is performed substantially in parallel. This is a doping method.
【００３４】請求項13に係る発明は、断面が縦横比で2
以上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形であ
るイオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基
板を移動させる移動手段とを有し、前記基板に前記イオ
ンビームを照射し、前記基板を10mm/sec以上の一定速度
でイオンビームと略直行する方向に往復移動させ、往と
復の少なくとも一方にイオンビームセンサーを取り付
け、ドーピング量の前記長手方向の均一性をモニター
し、前記モニター量をフィードバックしてドーピング量
の前記長手方向の均一性を一定にしたイオンドーピング
装置を用いて、少なくともガラスもしくはプラスチック
を主成分とした基板上に成膜されたSi薄膜にイオンドー
ピングすることにより作製されることを特徴とする薄膜
トランジスタである。According to the thirteenth aspect, the cross section has an aspect ratio of 2
An ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam of 10000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate, irradiating the substrate with the ion beam, Reciprocate in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, attach an ion beam sensor to at least one of forward and backward, monitor the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction, and monitor the monitor amount. It is manufactured by ion doping a Si thin film formed on a substrate containing at least glass or plastic as a main component by using an ion doping apparatus having a constant doping amount in the longitudinal direction by feedback. A thin film transistor characterized by the above-mentioned.
【００３５】請求項14に係る発明は、断面が縦横比で2
以上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形であ
るイオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基
板を移動させる移動手段とを有し、前記基板に前記イオ
ンビームを照射し、前記基板を10mm/sec以上の一定速度
でイオンビームと略直行する方向に往復移動させ、往と
復の少なくとも一方にイオンビームセンサーを取り付
け、ドーピング量の前記長手方向の均一性をモニター
し、前記モニター量をフィードバックしてドーピング量
の前記長手方向の均一性を一定にしたイオンドーピング
装置を用いて、少なくともガラスもしくはプラスチック
を主成分とした基板上に成膜されたSi薄膜にイオンドー
ピングすることにより作製されることを特徴とする薄膜
トランジスタ集積回路である。According to a fourteenth aspect of the present invention, the section has an aspect ratio of 2
An ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam of 10000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate, irradiating the substrate with the ion beam, Reciprocate in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, attach an ion beam sensor to at least one of forward and backward, monitor the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction, and monitor the monitor amount. It is manufactured by ion doping a Si thin film formed on a substrate containing at least glass or plastic as a main component by using an ion doping apparatus having a constant doping amount in the longitudinal direction by feedback. A thin film transistor integrated circuit characterized by the above-mentioned.
【００３６】請求項15に係る発明は、断面が縦横比で2
以上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形であ
るイオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基
板を移動させる移動手段とを有し、前記基板に前記イオ
ンビームを照射し、前記基板を10mm/sec以上の一定速度
でイオンビームと略直行する方向に往復移動させ、往と
復の少なくとも一方にイオンビームセンサーを取り付
け、ドーピング量の前記長手方向の均一性をモニター
し、前記モニター量をフィードバックしてドーピング量
の前記長手方向の均一性を一定にしたイオンドーピング
装置を用いて、少なくともガラスもしくはプラスチック
を主成分とした基板上に成膜されたSi薄膜にイオンドー
ピングすることにより作製される薄膜トランジスタ集積
回路を具備したことを特徴とするアレイ基板である。According to a fifteenth aspect of the present invention, the cross section has an aspect ratio of 2
An ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam of 10000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate, irradiating the substrate with the ion beam, Reciprocate in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, attach an ion beam sensor to at least one of forward and backward, monitor the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction, and monitor the monitor amount. It is manufactured by ion doping a Si thin film formed on a substrate containing at least glass or plastic as a main component by using an ion doping apparatus having a constant doping amount in the longitudinal direction by feedback. An array substrate comprising a thin film transistor integrated circuit.
【００３７】請求項16に係る発明は、断面が縦横比で2
以上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形であ
るイオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基
板を移動させる移動手段とを有し、前記基板に前記イオ
ンビームを照射し、前記基板を10mm/sec以上の一定速度
でイオンビームと略直行する方向に往復移動させ、往と
復の少なくとも一方にイオンビームセンサーを取り付
け、ドーピング量の前記長手方向の均一性をモニター
し、前記モニター量をフィードバックしてドーピング量
の前記長手方向の均一性を一定にしたイオンドーピング
装置を用いて、少なくともガラスもしくはプラスチック
を主成分とした基板上に成膜されたSi薄膜にイオンドー
ピングすることにより作製される薄膜トランジスタ集積
回路を具備したことを特徴とする液晶表示素子である。According to a sixteenth aspect of the present invention, the section has an aspect ratio of 2
An ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam of 10000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate, irradiating the substrate with the ion beam, Reciprocate in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, attach an ion beam sensor to at least one of forward and backward, monitor the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction, and monitor the monitor amount. It is manufactured by ion doping a Si thin film formed on a substrate containing at least glass or plastic as a main component by using an ion doping apparatus having a constant doping amount in the longitudinal direction by feedback. A liquid crystal display device comprising a thin film transistor integrated circuit.
【００３８】請求項17に係る発明は、断面が縦横比で2
以上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形であ
るイオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基
板を移動させる移動手段とを有し、前記基板に前記イオ
ンビームを照射し、前記基板を10mm/sec以上の一定速度
でイオンビームと略直行する方向に往復移動させ、往と
復の少なくとも一方にイオンビームセンサーを取り付
け、ドーピング量の前記長手方向の均一性をモニター
し、前記モニター量をフィードバックしてドーピング量
の前記長手方向の均一性を一定にしたイオンドーピング
装置を用いて、少なくともガラスもしくはプラスチック
を主成分とした基板上に成膜されたSi薄膜にイオンドー
ピングすることにより作製される薄膜トランジスタ集積
回路を具備したことを特徴とするEL表示素子である。According to the seventeenth aspect, the cross section has an aspect ratio of 2
An ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam of 10000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate, irradiating the substrate with the ion beam, Reciprocate in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, attach an ion beam sensor to at least one of forward and backward, monitor the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction, and monitor the monitor amount. It is manufactured by ion doping a Si thin film formed on a substrate containing at least glass or plastic as a main component by using an ion doping apparatus having a constant doping amount in the longitudinal direction by feedback. An EL display device including a thin film transistor integrated circuit.
【００３９】請求項18に係る発明は、断面が縦横比で2
以上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形であ
るイオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基
板を移動させる移動手段とを有し、前記基板に前記イオ
ンビームを照射し、前記基板を10mm/sec以上の一定速度
でイオンビームと略直行する方向に往復移動させ、往と
復の少なくとも一方にイオンビームセンサーを取り付
け、ドーピング量の前記長手方向の均一性をモニター
し、前記モニター量をフィードバックしてドーピング量
の前記長手方向の均一性を一定にしたイオンドーピング
装置を用いて、少なくともガラスもしくはプラスチック
を主成分とした基板上に成膜されたSi薄膜にイオンドー
ピングすることにより作製されることを特徴とする表示
素子を具備したことを特徴とする携帯電話である。According to the eighteenth aspect of the present invention, the section has an aspect ratio of 2
An ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam of 10000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate, irradiating the substrate with the ion beam, Reciprocate in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, attach an ion beam sensor to at least one of forward and backward, monitor the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction, and monitor the monitor amount. It is manufactured by ion doping a Si thin film formed on a substrate containing at least glass or plastic as a main component by using an ion doping apparatus having a constant doping amount in the longitudinal direction by feedback. A mobile phone provided with a display element characterized by the above-mentioned.
【００４０】請求項19に係る発明は、前記基板に断面が
縦横比で2以上10000（10000対１）以下の線状あるいは
長方形であるイオンビームを照射し、前記基板を10mm/s
ec以上の一定速度でイオンビームと略直行する方向に往
復移動させ、ドーピング量の前記長手方向の均一性をモ
ニターし、前記モニター量をフィードバックしてドーピ
ング量の前記長手方向の均一性を一定にしてイオンドー
ピングした後、ドーピングした前記不純物を活性化する
ための熱処理により低抵抗化することを特徴とする薄膜
トランジスタ集積回路の製造方法である。The invention according to claim 19 is characterized in that the substrate is irradiated with a linear or rectangular ion beam having a cross section of 2 to 10000 (10000 to 1) in aspect ratio, and the substrate is irradiated with 10 mm / s.
Reciprocate in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of ec or more, monitor the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction, and feed back the monitored amount to make the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction constant. A method for manufacturing a thin film transistor integrated circuit, wherein the resistance is reduced by a heat treatment for activating the doped impurity after ion doping by ion doping.
【００４１】請求項20に係る発明は、断面が縦横比で2
以上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形であ
るイオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基
板を移動させる移動手段とを有し、前記基板に前記イオ
ンビームを照射し、前記基板を10mm/sec以上の一定速度
でイオンビームと略直行する方向に往復移動させ、往と
復の少なくとも一方にイオンビームセンサーを取り付
け、ドーピング量の前記長手方向の均一性をモニター
し、前記モニター量をフィードバックしてドーピング量
の前記長手方向の均一性を一定にしたイオンドーピング
装置であって、薄膜にドーピングした前記不純物を活性
化するための熱処理がイオンドーピング処理とほぼ並行
して行うことができることを特徴とするイオンドーピン
グ装置である。According to a twentieth aspect of the present invention, the cross section has an aspect ratio of 2
An ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam of 10000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate, irradiating the substrate with the ion beam, Reciprocate in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, attach an ion beam sensor to at least one of forward and backward, monitor the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction, and monitor the monitor amount. An ion doping apparatus in which the longitudinal uniformity of the doping amount is fed back to be constant, wherein the heat treatment for activating the impurities doped into the thin film can be performed substantially in parallel with the ion doping treatment. This is a characteristic ion doping apparatus.
【００４２】請求項21に係る発明は、断面が縦横比で2
以上10000（10000対１）以下の線状あるいは長方形であ
るイオンビームを発生するイオンビーム発生手段と、基
板を移動させる移動手段とを有し、前記基板に前記イオ
ンビームを照射し、前記基板を10mm/sec以上の一定速度
でイオンビームと略直行する方向に往復移動させ、往と
復の少なくとも一方にイオンビームセンサーを取り付
け、ドーピング量の前記長手方向の均一性をモニター
し、前記モニター量をフィードバックしてドーピング量
の前記長手方向の均一性を一定にしたイオンドーピング
装置であって、薄膜にドーピングした前記不純物を活性
化するための熱処理をイオンドーピング処理とほぼ並行
して行うことを特徴とするイオンドーピング処理方法で
ある。According to a twenty-first aspect of the present invention, the cross section has an aspect ratio of 2
An ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam of 10000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate, irradiating the substrate with the ion beam, Reciprocate in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, attach an ion beam sensor to at least one of forward and backward, monitor the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction, and monitor the monitor amount. An ion doping apparatus in which the longitudinal uniformity of the doping amount is fed back to be constant, wherein a heat treatment for activating the impurities doped into the thin film is performed substantially in parallel with the ion doping treatment. This is an ion doping method.
【００４３】請求項22に係る発明は、前記Si薄膜が多結
晶シリコン薄膜であることを特徴とする請求項１から21
のいずれかに記載の薄膜トランジスタである。The invention according to claim 22 is characterized in that the Si thin film is a polycrystalline silicon thin film.
A thin film transistor according to any one of the above.
【００４４】請求項23に係る発明は、前記イオンビーム
から水素単体（H1,H2,H3）を質量分離法で取り除き、リ
ン（PHx）やボロン（B2Hx）のみを照射して不純物をド
ーピングすることを特徴とする請求項１から22のいずれ
かに記載の薄膜トランジスタである。According to a twenty- third aspect of the present invention, the simple hydrogen (H 1 , H 2 , H 3 ) is removed from the ion beam by a mass separation method, and only the phosphorus (PH x ) or boron (B 2 H x ) is irradiated. 23. The thin film transistor according to claim 1, wherein the thin film transistor is doped with an impurity.
【００４５】請求項24に係る発明は、多結晶シリコン膜
は、非晶質シリコン膜を、短波長の高エネルギーパルス
レーザ光照射により、多結晶シリコンに変換した多結晶
シリコン膜であることを特徴とする、請求項２２に記載
の薄膜トランジスタの製造方法である。The invention according to claim 24 is characterized in that the polycrystalline silicon film is a polycrystalline silicon film obtained by converting an amorphous silicon film into polycrystalline silicon by irradiating a short-wavelength high-energy pulsed laser beam. A method for manufacturing a thin film transistor according to claim 22.
【００４６】請求項25に係る発明は、前記短波長の高エ
ネルギーパルスレーザ光は、ＸｅＣｌエキシマレーザ光
であることを特徴とする、請求項24に記載の薄膜トラン
ジスタの製造方法である。The invention according to claim 25 is the method for manufacturing a thin film transistor according to claim 24, wherein the short-wavelength high-energy pulsed laser beam is a XeCl excimer laser beam.
【００４７】[0047]
【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕図4に本発明の
実施形態の概念図を示す。本発明のイオンドーピング装
置も従来と同様、イオン源・加速装置１３、ドーピング
室１５、電源装置１４、ガスボックス１９、排気装置２
０を有する。しかしながら、従来のものとは異なって、
イオン源・加速装置１３では、断面が線状もしくは長方
形状となるイオン流を発生する。さらに、基板ホルダー
１７がドーピング中に移動するような機構を備えてい
る。イオン流の長手方向は図の紙面に垂直な方向であ
る。さらに被ドーピング材の固定基板にはドーピング量
をモニターするファラデーカップ18が取りつけてある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] FIG. 4 shows a conceptual diagram of an embodiment of the present invention. The ion doping apparatus of the present invention also has an ion source / accelerator 13, a doping chamber 15, a power supply unit 14, a gas box 19, and an exhaust unit 2 as in the prior art.
Has zero. However, unlike the conventional one,
The ion source / accelerator 13 generates an ion flow having a linear or rectangular cross section. Further, a mechanism is provided so that the substrate holder 17 moves during doping. The longitudinal direction of the ion flow is a direction perpendicular to the plane of the drawing. Further, a Faraday cup 18 for monitoring the doping amount is attached to the fixed substrate of the material to be doped.
【００４８】本発明のイオンドーピング装置では、処理
できる基板（被ドーピング材）の形状はイオン源１３に
おけるプラズマ空間４の断面の形状とは関係がない。た
だし、基板の短い方の１辺の長さはプラズマ空間４の長
手方向の長さと等しいかそれ以下であることが要求され
る。基板の他の１辺の大きさについては、ドーピング室
の大きさ、ドーピング装置の大きさのみに制約される。In the ion doping apparatus of the present invention, the shape of the substrate (material to be doped) that can be processed has no relation to the shape of the cross section of the plasma space 4 in the ion source 13. However, the length of one shorter side of the substrate is required to be equal to or less than the length of the plasma space 4 in the longitudinal direction. The size of the other side of the substrate is limited only by the size of the doping chamber and the size of the doping apparatus.
【００４９】図5は、イオン流に垂直な断面の様子を示
す。すなわち、イオン源・加速装置１３（H×V）の形状
は、ドーピング室１５および被ドーピング材１７の形状
に制約されない。イオン流の断面の形状が線状もしくは
長方形であるのでV＜H（＝イオン流の断面の長手方向の
長さ）である。FIG. 5 shows a cross section perpendicular to the ion flow. That is, the shape of the ion source / accelerator 13 (H × V) is not limited by the shapes of the doping chamber 15 and the material 17 to be doped. Since the cross-sectional shape of the ion flow is linear or rectangular, V <H (= the length of the cross-section of the ion flow in the longitudinal direction).
【００５０】イオン流が長手方向に均一であるのみで、
短手方向の均一性を問われないため、短手方向にイオン
強度、イオン種の分布があっても問題がない。このこと
はイオン流から特定の軽イオン（例えば、Ｈ+、Ｈ
2 +等）を除去する上で有効である。さらにドーピングモ
ニター量をフィードバックすることによりつねにセッテ
ィングした均一性を維持できる。Only when the ion flow is uniform in the longitudinal direction,
Since the uniformity in the short direction is not required, there is no problem even if the ion intensity and the ion species are distributed in the short direction. This means that certain light ions (eg, H + , H
It is effective in removing 2 + etc.). Further, by feeding back the doping monitor amount, the uniformity set at all times can be maintained.
【００５１】従来のイオンドーピング装置では２次元で
の均一性が要求されたので、実質的にイオンを分離する
ことは不可能であった。しかしながら、本発明では簡単
に分離することも可能である。In the conventional ion doping apparatus, since two-dimensional uniformity is required, it is impossible to substantially separate ions. However, in the present invention, separation can be easily performed.
【００５２】なお、従来の半導体製造技術では、イオン
注入技術が知られているが、その際にはイオン流を電磁
的に偏向させて、固定した基板に走査するという技術が
知られている。しかしながら、そのような方法は、イオ
ンをドーピングする場合には適切でなく、本発明のよう
にイオン流は固定とし、そのイオン流を中心にして基板
を往復移動させる方が好ましい。In the conventional semiconductor manufacturing technology, an ion implantation technology is known. In this case, a technology is known in which an ion current is electromagnetically deflected to scan a fixed substrate. However, such a method is not suitable for ion doping, and it is preferable to fix the ion flow and reciprocate the substrate around the ion flow as in the present invention.
【００５３】なぜならば、電磁的なイオン流の偏向技術
では、重いイオンに比較して、軽いイオンの方がはるか
に偏向されやすく、したがって、均一に走査することが
できないからである。わずかに質量数は１つ異なるだけ
でも、不均一な分布が生じるので、本発明の目的とする
イオンドーピング技術に適用することは好ましくない。This is because light ions are much more likely to be deflected than heavy ions in the electromagnetic ion current deflection technique, and therefore cannot be scanned uniformly. Even a slight difference in the mass number results in non-uniform distribution, so that it is not preferable to apply the present invention to the ion doping technique aimed at.
【００５４】本発明のイオンドーピング装置には、従来
のイオン装置においてすでに知られているイオン集束装
置やイオン質量分離装置を付加してもよい。さらに、本
発明のような線状あるいは長方形状のイオンをもつイオ
ンドーピング技術において、イオンの質量分離が容易で
ある。The ion doping apparatus of the present invention may be provided with an ion focusing apparatus or an ion mass separation apparatus already known in the conventional ion apparatus. Further, in the ion doping technique having linear or rectangular ions as in the present invention, mass separation of ions is easy.
【００５５】一般にイオンドーピングをおこなうと、イ
オンの被照射物への入射に伴う被照射物の原子格子の損
傷や結晶格子の非晶質化等が生じる。また、ドーパント
は、ただ半導体材料に打ち込むだけではキャリアとして
働かない。これらの不都合を解消するためのいくつかの
工程が、ドーピング後に必要である。In general, when ion doping is performed, damage to the atomic lattice of the irradiated object, amorphization of the crystal lattice, and the like occur due to the incidence of ions on the irradiated object. Also, the dopant does not act as a carrier merely by being implanted into the semiconductor material. Several steps are needed after doping to eliminate these disadvantages.
【００５６】上記工程で、最も一般的な方法は熱アニー
ルあるいは光アニールである。これらのアニールにより
ドーパントを半導体材料格子に結合させることができ
る。ただし、光アニールの場合には、その光が前記格子
損傷箇所等に届かなければならない。In the above steps, the most common method is thermal annealing or optical annealing. These anneals can couple the dopant to the semiconductor material lattice. However, in the case of light annealing, the light must reach the above-mentioned lattice damage portion.
【００５７】また、前記アニールで解消仕切れない準位
（不結合手）を消すための、水素を添加する工程もかな
り一般的に行われている。該工程を以下水素化工程と呼
ぶ。水素は３５０℃程度の温度で容易に半導体材料内に
進入し、上記準位を消す働きをする。Further, a process of adding hydrogen for eliminating a level (unbonded hand) that cannot be eliminated by the annealing is also quite generally performed. This step is hereinafter referred to as a hydrogenation step. Hydrogen easily enters the semiconductor material at a temperature of about 350 ° C. and functions to eliminate the above level.
【００５８】いずれにせよ、これらのドーピング後の工
程を設けることは、工程数を増やし、コストやスループ
ットの面でよくない。熱アニールと水素化をドーピング
時に同時に行ってしまうことにより、あるいは、それら
の工程の一部をドーピング時におこなうことにより、ア
ニール工程・水素化工程の省略もしくは処理時間の短
縮、ないしは処理温度等の低減等を図ることができる。In any case, providing these post-doping steps increases the number of steps and is not favorable in terms of cost and throughput. Omit the annealing and hydrogenation steps, shorten the processing time, or reduce the processing temperature by performing thermal annealing and hydrogenation at the same time as doping, or by performing part of those steps during doping. Etc. can be achieved.
【００５９】水素とドーパントを同時に半導体材料に添
加することは比較的容易である。すなわち、水素で希釈
したドーパントを水素ごとイオン化して、ドーピングを
すればよい。例えば、水素で希釈した、フォスフィン
（ＰＨ3）を用いて図１や図２に示すドーピング装置で
イオンの注入をおこなえば、燐を含むイオン（例えば、
ＰＨ3 +やＰＨ2 +等）と同時に水素イオン（例えば、Ｈ2 +
やＨ+）も注入される。It is relatively easy to simultaneously add hydrogen and a dopant to a semiconductor material. That is, doping may be performed by ionizing the hydrogen-diluted dopant together with the hydrogen. For example, if ions are implanted with phosphine (PH 3 ) diluted with hydrogen using the doping apparatus shown in FIGS. 1 and 2, phosphorus-containing ions (for example,
PH 3 + , PH 2 +, etc.) and hydrogen ions (eg, H 2 +
And H + ) are also implanted.
【００６０】しかしながら、水素は、リン・ボロン等の
ドーパントを含むイオンに対してあまりにも軽く、加速
されやすいため基板奥深くまで入る。一方、ドーパント
を含むイオンは比較的浅い部分にとどまるので、該水素
がドーパント起因の欠陥を修復するには、熱アニール等
で水素を移動させなければならない。However, hydrogen is too light for ions containing dopants such as phosphorus and boron and is easily accelerated, so that it enters deep into the substrate. On the other hand, ions containing a dopant remain in a relatively shallow portion, so that the hydrogen must be moved by thermal annealing or the like in order for the hydrogen to repair a defect caused by the dopant.
【００６１】ところで、線状イオンビームを用いると、
上述のように、質量分離器をイオン流の途中において所
望のイオンのみ基板に照射することが可能となる。異な
る質量のイオンを分離したのち、必要なイオンのみに電
圧で加速し、このビームを半導体材料に照射することに
より、選択的に必要なイオンを均一性を維持しながら打
ち込むというドーピング方法である。By the way, when a linear ion beam is used,
As described above, it becomes possible to irradiate the substrate only with desired ions in the middle of the ion flow with the mass separator. This is a doping method in which, after separating ions having different masses, only necessary ions are accelerated by a voltage, and this beam is irradiated on a semiconductor material to selectively implant necessary ions while maintaining uniformity.
【００６２】またドーパントに対するアニール工程や水
素化工程の一部もしくは全部をドーピングと同時におこ
なうことも可能となる。アニールをしながらドーピング
することによりドーパントが直ちに活性化される。この
効果により、後のドーパント活性化工程が不要となる。It is also possible to perform part or all of the annealing step and the hydrogenation step for the dopant simultaneously with the doping. By doping while annealing, the dopant is immediately activated. This effect eliminates the need for a subsequent dopant activation step.
【００６３】本発明のイオンドーピング装置と線状レー
ザー光を利用するレーザーアニール装置を同一チャンバ
ー内に設けることも有効である。すなわち、本発明が線
状イオン流により基板を走査しつつドーピングする工程
を特色とすることと、他の発明である線状レーザー光を
用いたレーザーアニール法が、同様な機構を必要とする
こと、および、両装置を用いる工程が連続することに着
目すれば、両者を別個の装置とするより、同一の装置に
組み込むことは効果的である。It is also effective to provide the ion doping apparatus of the present invention and a laser annealing apparatus using linear laser light in the same chamber. That is, the present invention is characterized by the step of doping while scanning the substrate with the linear ion current, and the laser annealing method using linear laser light, which is another invention, requires a similar mechanism. If attention is paid to the fact that the steps using both devices are continuous, it is more effective to incorporate them into the same device than to make them both separate devices.
【００６４】例えば、特開平７−２８３１５１号公報に
は、多チャンバー真空処理装置において、イオンドーピ
ングチャンバーとレーザーアニールチャンバーとを有す
るものが開示されている。従来のイオンドーピング装置
は面状の断面を有するイオン流の一括照射を基本とし、
場合によっては、基板を回転させる必要があったので、
イオンドーピングチャンバーとレーザーアニールチャン
バーとを一体化させるという考えはなかった。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-283151 discloses a multi-chamber vacuum processing apparatus having an ion doping chamber and a laser annealing chamber. Conventional ion doping equipment is based on batch irradiation of an ion stream having a planar cross section,
In some cases, it was necessary to rotate the substrate,
There was no idea to integrate the ion doping chamber and the laser annealing chamber.
【００６５】しかしながら、本発明のように、イオンド
ーピング装置も線状レーザーアニール装置と同様な搬送
機構によって基板を移動しつつドーピングをおこなうと
いう場合には、イオンドーピングチャンバーとレーザー
アニールチャンバーを別に設ける必要はなく、むしろ、
一体化した方が量産性の面で有利である。すなわち、イ
オン流の断面の長手方向とレーザー光の断面の長手方向
とを平行に配置し、この間を基板が上記方向に垂直に移
動させればよい。かくすることによりイオンドーピング
工程とレーザーアニール工程を連続的におこなえる。However, in the case where the ion doping apparatus performs the doping while moving the substrate by the same transport mechanism as the linear laser annealing apparatus as in the present invention, it is necessary to provide an ion doping chamber and a laser annealing chamber separately. But rather,
The integration is advantageous in terms of mass productivity. That is, the longitudinal direction of the cross section of the ion stream and the longitudinal direction of the cross section of the laser beam may be arranged in parallel, and the substrate may be moved vertically between them. By doing so, the ion doping step and the laser annealing step can be performed continuously.
【００６６】線状イオン処理装置に線状レーザーアニー
ル装置を組み合わせることは、２つの工程を同時におこ
なうことによる工程数の短縮の効果に加えて、基板の汚
染の可能性を低減する効果もある。The combination of the linear ion processing apparatus with the linear laser annealing apparatus has the effect of reducing the number of steps by simultaneously performing the two steps and the effect of reducing the possibility of contamination of the substrate.
【００６７】さらに、本発明のイオンドーピング装置を
用いると以下のような特色を有するドーピング処理をお
こなうことが可能となる。Further, by using the ion doping apparatus of the present invention, it is possible to perform a doping process having the following features.
【００６８】〔実施の形態２〕図７に本実施例を示す。
図７は本実施の形態のイオン源・加速装置の構成の概略
を示す。まず、図７にしたがって説明する。[Embodiment 2] FIG. 7 shows this embodiment.
FIG. 7 schematically shows the configuration of the ion source / accelerator of the present embodiment. First, a description will be given with reference to FIG.
【００６９】長方形状の断面を有するプラズマ空間２４
では、プラズマ発生電極２３、２６に高周波電源２１よ
り高周波電力を印加して、プラズマが発生する。このプ
ラズマは引き出し電極３０および引き出し電源２８によ
って引き出され、さらに抑制電極３１、抑制電源２９に
よって形状・分布を整えた後、加速電極３２、加速電源
２７によって、必要とするエネルギーまで加速される。The plasma space 24 having a rectangular cross section
Then, high-frequency power is applied from the high-frequency power source 21 to the plasma generating electrodes 23 and 26 to generate plasma. This plasma is extracted by the extraction electrode 30 and the extraction power supply 28, and after the shape and distribution are adjusted by the suppression electrode 31 and the suppression power supply 29, the plasma is accelerated to the required energy by the acceleration electrode 32 and the acceleration power supply 27.
【００７０】本実施の形態ではプラズマ発生用電極２３
と２６の間隔を5ｃｍ、長さを100ｃｍ、引き出し電極３
０、抑制電極３１、加速電極３２の空洞部の断面の短手
方向の長さを7ｃｍ、長手方向の長さを150ｃｍとすると
よい結果が得られた。In this embodiment, the plasma generating electrode 23 is used.
And 26 are 5cm apart, 100cm long, and lead electrode 3
0, good results were obtained when the length of the cross section of the cavity of the suppression electrode 31 and the acceleration electrode 32 was 7 cm in the short direction and 150 cm in the long direction.
【００７１】なお、イオンドーピング装置全体の構成は
図3で示されたものと同様にするとよい。本実施の形態
では、イオンの質量分離がおこなわれずに導入されるの
で、例えば、ドーピングガスとして、水素で希釈したホ
スフィンを用いた場合には、重いイオン（ＰＨ3 +、ＰＨ
2 +等）も軽いイオン（例えば、Ｈ+、Ｈ2 +等）も同じ面
密度で導入される。同様なことは硼素やアンチモンの注
入においても生じる。The configuration of the entire ion doping apparatus may be the same as that shown in FIG. In the present embodiment, ions are introduced without mass separation. For example, when phosphine diluted with hydrogen is used as a doping gas, heavy ions (PH 3 + , PH 3 +
2 + etc.) light ions (e.g., H +, H 2 +, etc.) are also introduced at the same areal density. The same occurs with boron or antimony implantation.
【００７２】このことは、再結晶化の際に低温で結晶化
するという利点がある。すなわち、材料中のＳｉ−Ｈ結
合同士が、水素分子を離脱するような縮合過程を経て、
Ｓｉ−Ｓｉ結合を形成するためである。This has the advantage that crystallization is performed at a low temperature during recrystallization. That is, the Si-H bonds in the material undergo a condensation process of releasing hydrogen molecules,
This is for forming a Si-Si bond.
【００７３】〔実施の形態３〕本実施の形態は、実施の
形態２で示したイオンドーピング装置のイオン源・イオ
ン加速装置において、質量分離装置を設けた例を示す。
本実施の形態を図７を用いて説明する。図７は本実施の
形態のイオン源・加速装置の構成の概略を示す。まず、
図７にしたがって説明する。長方形状の断面を有するプ
ラズマ空間２４では、プラズマ発生電極２３、２６に高
周波電源２１より高周波電力を印加して、プラズマが発
生する。[Embodiment 3] This embodiment shows an example in which a mass separator is provided in the ion source / ion accelerator of the ion doping apparatus shown in Embodiment 2.
This embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 schematically shows the configuration of the ion source / accelerator of the present embodiment. First,
This will be described with reference to FIG. In the plasma space 24 having a rectangular cross section, high frequency power is applied to the plasma generating electrodes 23 and 26 from the high frequency power supply 21 to generate plasma.
【００７４】このプラズマは引き出し電極３０および引
き出し電源２８によって引き出され、加速電源２７によ
って加速される。This plasma is extracted by the extraction electrode 30 and the extraction power supply 28 and accelerated by the acceleration power supply 27.
【００７５】その後、抑制電極３１、抑制電源２９によ
って形状・分布を整えた後、加速電極３２、加速電源３
３によって、必要とするエネルギーまで加速される。な
お、プラズマの長手方向の均一性が十分であれば、抑制
電極３１は設けなくてもよい。また、本実施の形態のよ
うな磁場を印加する装置８５およびスリットは抑制電極
と加速電極の間でも、また、加速電極と被ドーピング材
の間に置かれてもよい。Then, after the shape and distribution are adjusted by the suppression electrode 31 and the suppression power supply 29, the acceleration electrode 32 and the acceleration power supply 3 are adjusted.
3 accelerates to the required energy. If the uniformity of the plasma in the longitudinal direction is sufficient, the suppression electrode 31 may not be provided. Further, the device 85 and the slit for applying a magnetic field as in the present embodiment may be placed between the suppression electrode and the acceleration electrode or between the acceleration electrode and the material to be doped.
【００７６】本実施の形態のように、軽い水素系イオン
を除去する場合には、実施の形態１で述べたような再結
晶化における水素離脱縮合反応が起こりにくい。この問
題を解決するには、目的とする不純物のドーピング工程
の前もしくは後に、同程度の深さになるような水素のみ
のドーピングをおこなえばよい。これには質量分離を具
備したこのドーピング装置で同時に行うことができる。When light hydrogen-based ions are removed as in this embodiment, the hydrogen elimination-condensation reaction in the recrystallization as described in Embodiment 1 does not easily occur. In order to solve this problem, doping with only hydrogen may be performed before or after the step of doping with the target impurity so as to have the same depth. This can be done simultaneously in this doping device with mass separation.
【００７７】〔実施の形態４〕本実施の形態は、本発明
のイオンドーピング装置と線状レーザー光を利用するレ
ーザーアニール装置を同一チャンバー内に設けた装置に
関する。すなわち、本発明が線状イオン流により基板を
走査しつつドーピングする工程を特色とすることと、他
の発明である線状レーザー光を用いたレーザーアニール
法が、同様な機構を必要とすることに着目したものであ
る。[Embodiment 4] The present embodiment relates to an apparatus in which the ion doping apparatus of the present invention and a laser annealing apparatus using linear laser light are provided in the same chamber. That is, the present invention is characterized by the step of doping while scanning the substrate with the linear ion current, and the laser annealing method using linear laser light, which is another invention, requires a similar mechanism. It pays attention to.
【００７８】例えば、特開平７−２８３１５１号公報に
は、多チャンバー真空処理装置において、イオンドーピ
ングチャンバーとレーザーアニールチャンバーとを有す
るものが開示されている。従来のイオンドーピング装置
は面状の断面を有するイオン流の一括照射を基本とし、
場合によっては、基板を回転させる必要があったので、
イオンドーピングチャンバーとレーザーアニールチャン
バーとを一体化させるのは困難であった。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-283151 discloses a multi-chamber vacuum processing apparatus having an ion doping chamber and a laser annealing chamber. Conventional ion doping equipment is based on batch irradiation of an ion stream having a planar cross section,
In some cases, it was necessary to rotate the substrate,
It has been difficult to integrate the ion doping chamber and the laser annealing chamber.
【００７９】しかしながら、本発明のように、イオンド
ーピング装置も線状レーザーアニール装置と同様な搬送
機構によって基板を移動しつつドーピングをおこなうと
いう場合には、イオンドーピングチャンバーとレーザー
アニールチャンバーを別に設ける必要はなく、むしろ、
一体化した方が量産性の面で有利である。すなわち、イ
オン流の断面の長手方向とレーザー光の断面の長手方向
とを平行に配置し、この間を基板が上記方向に垂直に移
動させればよい。よってイオンドーピング工程とレーザ
ーアニール工程を連続的におこなえる。However, when the ion doping apparatus performs the doping while moving the substrate by the same transport mechanism as the linear laser annealing apparatus as in the present invention, it is necessary to provide an ion doping chamber and a laser annealing chamber separately. But rather,
The integration is advantageous in terms of mass productivity. That is, the longitudinal direction of the cross section of the ion stream and the longitudinal direction of the cross section of the laser beam may be arranged in parallel, and the substrate may be moved vertically between them. Therefore, the ion doping step and the laser annealing step can be performed continuously.
【００８０】本実施の形態を図6を用いて説明する。図6
は本実施の形態の装置の断面の概念図である。This embodiment will be described with reference to FIG. Figure 6
FIG. 2 is a conceptual diagram of a cross section of the device of the present embodiment.
【００８１】本発明のイオンドーピング兼レーザーアニ
ール装置は、他の実施の形態のイオンドーピング装置と
同様、イオン源・加速装置６３、ドーピング室６５、電
源装置６４、ガスボックス６９、排気装置７０を有す
る。しかしながら、それに加えて、レーザー装置６１、
光学系６２を有する。また、予備室６８も有する。もち
ろん、ドーピング室６５にはレーザー光を導入するため
の窓７３を例えば図８の様に設ける。レーザー光導入用
の窓７３はイオン流導入のための窓７２と平行に設けら
れる。The ion doping / laser annealing apparatus of the present invention has an ion source / accelerator 63, a doping chamber 65, a power supply 64, a gas box 69, and an exhaust unit 70, like the ion doping apparatus of the other embodiments. . However, in addition to that, the laser device 61,
It has an optical system 62. It also has a spare room 68. Of course, the doping chamber 65 is provided with a window 73 for introducing a laser beam, for example, as shown in FIG. The window 73 for introducing a laser beam is provided in parallel with the window 72 for introducing an ion stream.
【００８２】基板６６は基板ホルダー６７に保持され、
基板ホルダー６７は搬送機構７１によって、ドーピング
室６５を少なくとも１方向に移動する。基板ホルダー６
７にはヒーター等を設けてもよい。イオン流の長手方向
とは図の紙面に垂直な方向である。The substrate 66 is held by a substrate holder 67,
The substrate holder 67 moves the doping chamber 65 in at least one direction by the transfer mechanism 71. Substrate holder 6
7 may be provided with a heater or the like. The longitudinal direction of the ion flow is a direction perpendicular to the plane of the drawing.
【００８３】〔実施の形態５〕本実施の形態では、イオ
ン形成手段をもつ装置と、イオンを加速する手段をもつ
装置に関しては、図４に示す装置と同様な構成のものを
用いる。図7には本実施の形態で使用するイオンドーピ
ング装置の概念図を示す。ドーパントガスは高周波電源
より高周波電力の印加されたプラズマ発生電極によりイ
オン化される。このイオンは引き出し電極により引き出
される。[Embodiment 5] In this embodiment, a device having ion forming means and a device having means for accelerating ions have the same configuration as the device shown in FIG. FIG. 7 shows a conceptual diagram of an ion doping apparatus used in the present embodiment. The dopant gas is ionized by a plasma generating electrode to which high frequency power is applied from a high frequency power supply. These ions are extracted by the extraction electrode.
【００８４】さらに、本実施の形態のドーピング装置
は、イオンビームに磁場を加える手段８５を備えてい
る。その結果、軽イオン（水素を主成分とするイオン）
は大きく偏向する。一方、重イオン（ドーパントを含む
イオン）の偏向はわずかである。本実施例の装置では、
重イオンの通過路には抑制電極、加速電極を設け、該イ
オンビームが選択的に加速され、基板に照射される。Further, the doping apparatus of the present embodiment is provided with a means 85 for applying a magnetic field to the ion beam. As a result, light ions (ion mainly composed of hydrogen)
Greatly deflects. On the other hand, the deflection of heavy ions (ions including dopants) is slight. In the device of the present embodiment,
A suppression electrode and an acceleration electrode are provided in the passage of the heavy ions, and the ion beam is selectively accelerated and irradiated on the substrate.
【００８５】しかしながら、軽イオンに関しては、通路
に加速電極が設けられていないので、引き出し電極によ
り加速されたエネルギーのままステージ上の基板に照射
される。However, with respect to light ions, since the accelerating electrode is not provided in the passage, the substrate on the stage is irradiated with the energy accelerated by the extraction electrode.
【００８６】本実施の形態では、イオンビームは滝のよ
うにカーテン状をなして、基板に照射される。基板全体
にまんべんなくドーパントがゆき渡るように、基板を走
査させながら、ドーピングを行う。ドーズ量は基板の走
査速度と、イオン電流値で制御する。このときの走査の
方向はドーパントにより形成される該カーテン面に対し
て概略垂直とする。In this embodiment mode, the substrate is irradiated with the ion beam in a curtain shape like a waterfall. The doping is performed while scanning the substrate so that the dopant spreads evenly over the entire substrate. The dose is controlled by the scanning speed of the substrate and the ion current value. The scanning direction at this time is substantially perpendicular to the curtain surface formed by the dopant.
【００８７】本装置が形成するイオンの滝は幅1.5ｍで
ある。本装置はリンまたはボロンをドーパントとして、
半導体材料に添加する目的で使用する。上記イオンには
PHx +またはB2Hx +イオンの他に多量のＨ2 +イオンが含ま
れている。本実施の形態では濃度５％程度に水素で希釈
した半導体用PH3もしくはB2H6ガスを使用した。The ion falls formed by the present apparatus are 1.5 m wide. This device uses phosphorus or boron as dopant
Used for adding to semiconductor materials. The above ions
It contains a large amount of H 2 + ions in addition to PH x + or B 2 H x + ions. In this embodiment, PH 3 or B 2 H 6 gas for semiconductor diluted with hydrogen to a concentration of about 5% is used.
【００８８】本実施の形態の場合は、加速されるイオン
の大多数が電荷１のものなので、前述の加速度はイオン
の質量のみに依存すると考えて良い。本実施の形態に使
用するガスに含まれるイオン、Ｈ2 +イオンの分子量は
２、ＰＨy +イオンの分子量は３４程度、Ｂ2Ｈx +イオン
の分子量は２４〜２６程度、である。また、上記速度成
分vの質量依存を考慮に入れると、Ｈ2 +イオンは、ドー
パントを含むイオンと比較して１０〜１００倍の加速度
を、該イオン流の垂直方向にうけることがわかる。よっ
て、磁場をイオン流に加えることでイオン流の質量分離
ができる。In the case of the present embodiment, since the majority of the ions to be accelerated have electric charge 1, it can be considered that the aforementioned acceleration depends only on the mass of the ions. The molecular weight of ions and H 2 + ions contained in the gas used in this embodiment is 2, the molecular weight of PH y + ions is about 34, and the molecular weight of B 2 H x + ions is about 24 to 26. Also, taking into account the mass dependence of the velocity component v, it can be seen that H 2 + ions are subjected to an acceleration 10 to 100 times that of ions containing dopants in the vertical direction of the ion flow. Therefore, mass separation of the ion flow can be performed by applying a magnetic field to the ion flow.
【００８９】ドーパントを含むイオン流の向きを殆ど変
えることなく、Ｈ2 +イオンの流れのみを適当に変えるに
は、引き出し電圧を7kV程度とするとよかった。In order to appropriately change only the flow of H 2 + ions without changing the direction of the ion flow including the dopant, it is preferable to set the extraction voltage to about 7 kV.
【００９０】質量分離するための磁場を形成する場所は
引出電極の直後とする。イオンの運動エネルギーがまだ
小さいうちにイオンを曲げれば、少ないエネルギーでイ
オンを大きく曲げることが可能だからである。引き出し
電極直後で曲げられたＨ2 +イオンは抑制電極、加速電極
の中を通過することなくステージ上の基板に達する。こ
の様にすると、基板入射時のＨ2 +イオンの速度を抑える
ことができる。The place where the magnetic field for mass separation is formed is immediately after the extraction electrode. If the ions are bent while the kinetic energy of the ions is still small, the ions can be greatly bent with a small energy. The H 2 + ions bent immediately after the extraction electrode reach the substrate on the stage without passing through the suppression electrode and the acceleration electrode. In this way, the velocity of H 2 + ions at the time of incidence on the substrate can be suppressed.
【００９１】この様な速度コントロールすることによ
り、Ｈ2 +イオンとドーパントを含むイオンの基板中での
深さ方向の分布を似通わせることができる。この結果、
Ｈ2 +イオンのもつ運動エネルギーの解放による熱を、よ
り直接的にドーパントに作用させることができるように
なった。該熱は、ドーパントを含むイオンの打ち込みに
より形成された格子欠陥の修復と、ドーパントの活性化
に使われた。さらに、該熱と多量の水素が、格子の不結
合手の終端に使われた。By controlling the velocity as described above, the distribution of H 2 + ions and the ions containing the dopant in the substrate in the depth direction can be made similar. As a result,
The heat generated by releasing the kinetic energy of the H 2 + ions can be more directly applied to the dopant. The heat was used to repair lattice defects formed by implanting ions containing the dopant and to activate the dopant. In addition, the heat and a large amount of hydrogen were used to terminate the dangling bonds of the lattice.
【００９２】一般的に言って、ドーピングによるダメー
ジは半導体材料の特性を著しくおとしめるものであるか
ら、何らかの補修を加えなければならない。従来は、熱
を加えたり、光を照射するといったアニール手段で上記
ダメージの回復を図っていた。あるいは、格子欠陥部分
を終端する目的で水素を該ダメージ部分に添加しアニー
ルにより水素を格子欠陥に結合させる手段も効果的であ
った。Generally speaking, since damage due to doping significantly degrades the properties of a semiconductor material, some repair must be made. Conventionally, the above-mentioned damage has been recovered by annealing means such as applying heat or irradiating light. Alternatively, a means for adding hydrogen to the damaged portion for the purpose of terminating the lattice defect portion and bonding the hydrogen to the lattice defect by annealing was also effective.
【００９３】イオンを照射しながら基板を走査させると
き、本実施の形態では、最初にＨ2 +イオンが基板に打ち
込まれてから、ＰＨy +またはＢ2Ｈx +イオン等のドーパ
ントを含むイオンが打ち込まれるように、基板走査の方
向を決定した。Ｈ2 +イオンは半導体膜を構成する主な原
子と比較して小さくかつ軽いので半導体材料の格子をあ
まり壊すことなく、基板に打ち込まれ、該Ｈ2 +イオンが
失う運動エネルギーにより基板温度が上昇する。When the substrate is scanned while being irradiated with ions, in the present embodiment, first, H 2 + ions are implanted into the substrate, and then ions containing a dopant such as PH y + or B 2 H x + ions are used. The direction of the substrate scanning was determined so that was recorded. H 2 + ions are smaller and lighter than the main atoms constituting the semiconductor film, so they are implanted into the substrate without significantly breaking the lattice of the semiconductor material, and the substrate temperature rises due to the kinetic energy lost by the H 2 + ions. I do.
【００９４】その後、重いドーパントを含むイオンが打
ち込まれる。このときにできる格子欠陥の修復とドーパ
ントの活性化に上昇した基板温度と水素が使われる。か
くして、ドーピングと同時にアニールおよび水素化をお
こなうことができた。Thereafter, ions containing a heavy dopant are implanted. At this time, the elevated substrate temperature and hydrogen are used for repairing lattice defects and activating the dopant. Thus, annealing and hydrogenation could be performed simultaneously with doping.
【００９５】本実施の形態でも、イオンは、滝のように
カーテン状をなして基板９９に照射される。基板全体に
まんべんなくドーパントが行き渡るように、基板を走査
させながら、ドーピングを行う。ドーズ量は基板の走査
速度と、イオン電流値で制御する。このときの走査の方
向はドーパントにより形成される該カーテン面に対して
概略垂直とする。Also in this embodiment, the ions are applied to the substrate 99 in a curtain shape like a waterfall. The doping is performed while scanning the substrate so that the dopant is evenly distributed over the entire substrate. The dose is controlled by the scanning speed of the substrate and the ion current value. The scanning direction at this time is substantially perpendicular to the curtain surface formed by the dopant.
【００９６】本装置が形成するイオンの滝は幅1.5ｍで
ある。本装置はリンまたはボロンをドーパントとして、
半導体材料に添加する目的で使用する。上記イオンには
ＰＨ y +またはＢ2Ｈx +イオンの他に多量のＨ2 +イオンが
含まれている。本実施例では濃度60％程度に水素で希釈
した半導体用ＰＨ3もしくはＢ2Ｈ6ガスを使用した。The ion waterfall formed by this device is 1.5 m wide.
is there. This device uses phosphorus or boron as dopant
Used for adding to semiconductor materials. The above ions
PH y +Or BTwoHx +A large amount of H besides ionsTwo +Ion
include. In this embodiment, the concentration is diluted with hydrogen to about 60%.
Semiconductor PHThreeOr BTwoH6Gas was used.
【００９７】[0097]
【発明の効果】本発明によって、大面積の処理が可能な
イオンドーピング装置が得られる。また、アニール工程
・水素化工程を必要としない、もしくは、それらの工程
の処理時間を短縮し、あるいは、処理温度を低減するこ
とも可能となる。本発明によってもたらされる効果は上
述の通りである。このように本発明は工業上、有益なも
のである。According to the present invention, an ion doping apparatus capable of processing a large area can be obtained. Further, the annealing step and the hydrogenation step are not required, or the processing time of those steps can be reduced, or the processing temperature can be reduced. The effects provided by the present invention are as described above. Thus, the present invention is industrially useful.
【図１】従来のイオンドーピング装置のイオン源・加速
装置の概略を示す図FIG. 1 is a diagram schematically showing an ion source / accelerator of a conventional ion doping apparatus.
【図２】従来のイオンドーピング装置の構成の概略を示
す図FIG. 2 is a view schematically showing a configuration of a conventional ion doping apparatus.
【図３】従来のイオンドーピング装置の構成の概略を示
す図FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of a conventional ion doping apparatus.
【図４】本発明のイオンドーピング装置の構成の概略を
示す図FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an ion doping apparatus of the present invention.
【図５】本発明のイオンドーピング装置の構成の概略を
示す図FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of an ion doping apparatus of the present invention.
【図６】本発明のイオンドーピング装置とアニール装置
の形状の概略を示す図FIG. 6 is a diagram schematically showing the shapes of an ion doping apparatus and an annealing apparatus according to the present invention.
【図７】本発明のイオンドーピング装置のイオン源・加
速装置の概略とアニール装置を示す図FIG. 7 is a diagram showing an outline of an ion source / accelerator of an ion doping apparatus of the present invention and an annealing apparatus.
【図８】本発明のイオンドーピング装置とアニール装置
を上より見た概念図FIG. 8 is a conceptual diagram of the ion doping apparatus and the annealing apparatus of the present invention viewed from above.
１，２１ 高周波電源 ２ マッチングボックス ３，２３ プラズマ発生用電極 ４，２４ プラズマ空間 ５ 絶縁体 ６，２６ プラズマ発生用電極 ７，２７ 加速電源 ８，２８ 引き出し電源 ９，２９ 抑制電源 １０，３０ 引き出し電極 １１，３１ 抑制電極 １２，３２ 加速電極 １３，６３ イオン源・加速装置 １４，６４ 電源装置 １５，６５ ドーピング室 １６，６６ 被ドーピング材 １７，６７ 基板ホルダー １８ ファラデーカップ １９，６９ ガスボックス ２０，７０ 排気装置 ６１ レーザー装置 ６２ 光学系 ７１ 搬送機構 ７２ イオン流導入のための窓 ７３ 窓 ８５ イオンビームに磁場を加える手段 1,21 High frequency power supply 2 Matching box 3,23 Plasma generation electrode 4,24 Plasma space 5 Insulator 6,26 Plasma generation electrode 7,27 Acceleration power supply 8,28 Extraction power supply 9,29 Suppression power supply 10,30 Extraction electrode 11, 31 suppression electrode 12, 32 acceleration electrode 13, 63 ion source / accelerator 14, 64 power supply 15, 65 doping chamber 16, 66 material to be doped 17, 67 substrate holder 18 Faraday cup 19, 69 gas box 20, 70 Exhaust device 61 Laser device 62 Optical system 71 Transport mechanism 72 Window for ion flow introduction 73 Window 85 Means for applying a magnetic field to the ion beam
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｊ 37/317 Ｈ０５Ｂ 33/26 Ｚ ５Ｇ４３５ Ｈ０１Ｌ 29/786 Ｈ０１Ｌ 21/265 Ｆ 21/336 Ｇ０２Ｆ 1/136 ５００ Ｈ０５Ｂ 33/10 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１６Ｌ 33/26 Ｆターム(参考） 2H092 JA24 KA04 MA27 MA30 MA35 NA27 3K007 AB18 BB07 CA01 CA05 DA02 FA00 FA01 5C034 CC04 CC19 CD07 5C094 AA14 AA43 AA44 AA55 BA27 DA09 EB02 GB10 HA08 5F110 AA16 AA28 DD01 DD02 GG02 GG13 HJ01 HJ12 PP03 QQ21 5G435 AA17 BB05 BB12 KK05 KK10 LL07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) H01J 37/317 H05B 33/26 Z 5G435 H01L 29/786 H01L 21/265 F 21/336 G02F 1/136 500 H05B 33/10 H01L 29/78 616L 33/26 F term (reference) 2H092 JA24 KA04 MA27 MA30 MA35 NA27 3K007 AB18 BB07 CA01 CA05 DA02 FA00 FA01 5C034 CC04 CC19 CD07 5C094 AA14 AA43 AA44 AA55 BA27 DA09 EB02 DD10A08 DD02 GG02 GG13 HJ01 HJ12 PP03 QQ21 5G435 AA17 BB05 BB12 KK05 KK10 LL07
Claims (25)
以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発生す
るイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動手段
とを有するイオンドーピング装置であって、前記基板に
前記イオンビームを照射し、前記基板の表面がイオンビ
ームと略垂直にあたりながら前記イオンビームの位置を
中心に前記基板が往復移動することを特徴とするイオン
ドーピング装置。1. The cross section has an aspect ratio of 2 or more and 10000 (10000 to 1)
An ion doping apparatus having the following linear or rectangular ion beam generating means for generating an ion beam, and a moving means for moving a substrate, irradiating the substrate with the ion beam, the surface of the substrate is The ion doping apparatus, wherein the substrate reciprocates around the position of the ion beam while being substantially perpendicular to the ion beam.
以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発生す
るイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動手段
とを有するイオンドーピング装置であって、前記基板に
前記イオンビームを照射し、前記基板を10mm/sec以上の
一定速度でイオンビームと略直行する方向に往復移動さ
せ、往と復の少なくとも一方にイオンビームセンサーを
取り付け、ドーピング量の前記長手方向の均一性をモニ
ターすることを特徴とするイオンドーピング装置。2. The cross section has an aspect ratio of 2 or more and 10000 (10000 to 1).
An ion doping apparatus having the following linear or rectangular ion beam generating means for generating an ion beam, and a moving means for moving a substrate, irradiating the substrate with the ion beam, the substrate 10mm / Ion doping characterized by reciprocating in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of at least sec, attaching an ion beam sensor to at least one of forward and backward, and monitoring the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction. apparatus.
以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発生す
るイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動手段
とを有するイオンドーピング装置であって、前記基板に
前記イオンビームを照射し、前記基板を10mm/sec以上の
一定速度でイオンビームと略直行する方向に往復移動さ
せ、前記イオンビームセンサーのモニター量をフィード
バックしドーピング量の前記長手方向の均一性を一定に
することを特徴とするイオンドーピング装置。3. The cross section has an aspect ratio of 2 or more and 10000 (10000 to 1).
An ion doping apparatus having the following linear or rectangular ion beam generating means for generating an ion beam, and a moving means for moving a substrate, irradiating the substrate with the ion beam, the substrate 10mm / An ion doping apparatus characterized by reciprocating in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of at least sec and feeding back the monitored amount of the ion beam sensor to make the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction constant.
以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発生す
るイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動手段
とを有し、前記基板に前記イオンビームを照射し、前記
基板の表面にイオンビームを略垂直にあてながら前記イ
オンビームの位置を中心に前記基板を往復移動させるイ
オンドーピング装置を用い、少なくともガラスもしくは
プラスチックを主成分とした前記基板上に成膜されたSi
薄膜にイオンドーピングすることにより作製されること
を特徴とする薄膜トランジスタ。4. The cross section has an aspect ratio of 2 or more and 10000 (10000 to 1).
It has an ion beam generating means for generating the following linear or rectangular ion beam, and a moving means for moving the substrate, irradiates the substrate with the ion beam, and makes the ion beam substantially perpendicular to the surface of the substrate. Using an ion doping apparatus that reciprocates the substrate around the position of the ion beam while applying the ion beam, a Si film formed on the substrate containing at least glass or plastic as a main component.
A thin film transistor manufactured by ion doping a thin film.
以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発生す
るイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動手段
とを有し、前記基板に前記イオンビームを照射し、前記
基板の表面にイオンビームを略垂直にあてながら前記イ
オンビームの位置を中心に前記基板を往復移動させるイ
オンドーピング装置を用い、少なくともガラスもしくは
プラスチックを主成分とした前記基板上に成膜されたSi
薄膜にイオンドーピングすることにより作製されること
を特徴とする薄膜トランジスタ集積回路。5. The cross section has an aspect ratio of 2 or more and 10000 (10000 to 1).
It has an ion beam generating means for generating the following linear or rectangular ion beam, and a moving means for moving the substrate, irradiates the substrate with the ion beam, and makes the ion beam substantially perpendicular to the surface of the substrate. Using an ion doping apparatus that reciprocates the substrate around the position of the ion beam while applying the ion beam, a Si film formed on the substrate containing at least glass or plastic as a main component.
A thin film transistor integrated circuit manufactured by ion doping a thin film.
以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発生す
るイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動手段
とを有し、前記基板に前記イオンビームを照射し、前記
基板の表面にイオンビームを略垂直にあてながら前記イ
オンビームの位置を中心に前記基板を往復移動させるイ
オンドーピング装置を用いて、少なくともガラスもしく
はプラスチックを主成分とした前記基板上に成膜された
Si薄膜にドーピングすることにより作製される薄膜トラ
ンジスタ集積回路を具備したことを特徴とするアレイ基
板。6. The cross section has an aspect ratio of 2 or more and 10000 (10000 to 1).
It has an ion beam generating means for generating the following linear or rectangular ion beam, and a moving means for moving the substrate, irradiates the substrate with the ion beam, and makes the ion beam substantially perpendicular to the surface of the substrate. A film was formed on the substrate containing at least glass or plastic as a main component by using an ion doping apparatus that reciprocates the substrate around the position of the ion beam while hitting the substrate.
An array substrate comprising a thin film transistor integrated circuit manufactured by doping a Si thin film.
以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発生す
るイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動手段
とを有し、前記基板に前記イオンビームを照射し、前記
基板の表面にイオンビームを略垂直にあてながら前記イ
オンビームの位置を中心に前記基板を往復移動させるイ
オンドーピング装置を用い、少なくともガラスもしくは
プラスチックを主成分とした前記基板上に成膜されたSi
薄膜にドーピングすることにより作製される薄膜トラン
ジスタ集積回路を具備したことを特徴とする液晶表示素
子。7. The section has an aspect ratio of 2 or more and 10000 (10000 to 1).
It has an ion beam generating means for generating the following linear or rectangular ion beam, and a moving means for moving the substrate, irradiates the substrate with the ion beam, and makes the ion beam substantially perpendicular to the surface of the substrate. Using an ion doping apparatus that reciprocates the substrate around the position of the ion beam while applying the ion beam, a Si film formed on the substrate containing at least glass or plastic as a main component.
A liquid crystal display device comprising a thin film transistor integrated circuit manufactured by doping a thin film.
以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発生す
るイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動手段
とを有し、前記基板に前記イオンビームを照射し、前記
基板の表面にイオンビームを略垂直にあてながら前記イ
オンビームの位置を中心に前記基板を往復移動させるイ
オンドーピング装置を用い、前記基板上に成膜されたSi
薄膜にイオンドーピングすることにより作製される薄膜
トランジスタ集積回路を具備したことを特徴とするEL表
示素子。8. The cross section has an aspect ratio of 2 or more and 10000 (10000 to 1).
It has an ion beam generating means for generating the following linear or rectangular ion beam, and a moving means for moving the substrate, irradiates the substrate with the ion beam, and makes the ion beam substantially perpendicular to the surface of the substrate. Using an ion doping apparatus that reciprocates the substrate around the position of the ion beam while hitting the
An EL display device comprising a thin film transistor integrated circuit manufactured by ion doping a thin film.
以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発生す
るイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動手段
とを有し、前記基板に前記イオンビームを照射し、前記
基板の表面にイオンビームを略垂直にあてながら前記イ
オンビームの位置を中心に前記基板を往復移動させるイ
オンドーピング装置を用い、少なくともガラスもしくは
プラスチックを主成分とした前記基板上に成膜されたSi
薄膜にイオンドーピングすることにより作製される表示
素子を具備したことを特徴とする携帯電話。9. The cross section has an aspect ratio of 2 or more and 10000 (10000 to 1).
It has an ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam below, and a moving means for moving a substrate, irradiates the ion beam to the substrate, and makes the ion beam substantially perpendicular to the surface of the substrate. Using an ion doping apparatus that reciprocates the substrate around the position of the ion beam while applying the ion beam to the Si film formed on the substrate containing at least glass or plastic as a main component.
A mobile phone comprising a display element manufactured by ion doping a thin film.
0対１）以下の線状あるいは長方形であるイオンビーム
を照射し、前記基板の表面にイオンビームを略垂直にあ
てながら前記イオンビームの位置を中心に前記基板を往
復移動させてイオンドーピングし、不純物を活性化する
ための熱処理により低抵抗化することを特徴とする薄膜
トランジスタ集積回路の製造方法。10. The cross section of the substrate has an aspect ratio of 2 or more and 10000 (1000
0: 1) The following linear or rectangular ion beam is irradiated, and the substrate is reciprocated around the position of the ion beam while the ion beam is substantially vertically applied to the surface of the substrate, thereby performing ion doping. A method for manufacturing a thin film transistor integrated circuit, wherein resistance is reduced by a heat treatment for activating an impurity.
１）以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発
生するイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動
手段とを有するイオンドーピング装置であって、前記基
板に前記イオンビームを照射し、前記基板の表面にイオ
ンビームを略垂直にあてながら前記イオンビームの位置
を中心に前記基板を往復移動させ、薄膜にドーピングし
た前記不純物を活性化するための熱処理をイオンドーピ
ング処理とほぼ並行して行うことを特徴とするイオンド
ーピング装置。11. An ion doping apparatus having an ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam having a cross section of 2 to 10,000 (10000 to 1) in aspect ratio, and a moving means for moving a substrate. Irradiating the substrate with the ion beam, reciprocating the substrate around the position of the ion beam while applying the ion beam substantially vertically to the surface of the substrate, and activating the impurities doped into the thin film. An ion doping apparatus wherein heat treatment for performing the heat treatment is performed substantially in parallel with the ion doping processing.
0対１）以下の線状あるいは長方形であるイオンビーム
を照射し、前記基板の表面にイオンビームを略垂直にあ
てながら前記イオンビームの位置を中心に前記基板を往
復移動させるイオンドーピング処理方法であって、薄膜
にドーピングした前記不純物を活性化するための熱処理
をほぼ並行して行うことを特徴とするイオンドーピング
処理方法。12. The substrate has a cross-section with an aspect ratio of 2 or more and 10000 (1000
0 to 1) An ion doping method in which the following linear or rectangular ion beam is irradiated, and the substrate is reciprocated around the position of the ion beam while the ion beam is substantially vertically applied to the surface of the substrate. And performing a heat treatment for activating the impurities doped in the thin film substantially in parallel.
１）以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発
生するイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動
手段とを有し、前記基板に前記イオンビームを照射し、
前記基板を10mm/sec以上の一定速度でイオンビームと略
直行する方向に往復移動させ、往と復の少なくとも一方
にイオンビームセンサーを取り付け、ドーピング量の前
記長手方向の均一性をモニターし、前記モニター量をフ
ィードバックしてドーピング量の前記長手方向の均一性
を一定にしたイオンドーピング装置を用いて、少なくと
もガラスもしくはプラスチックを主成分とした基板上に
成膜されたSi薄膜にイオンドーピングすることにより作
製されることを特徴とする薄膜トランジスタ。13. An ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam having a cross section of 2 to 10,000 (10000 to 1) in aspect ratio, and moving means for moving a substrate, Irradiating the ion beam,
The substrate is reciprocated in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, an ion beam sensor is attached to at least one of the forward and backward directions, and the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction is monitored, By using an ion doping apparatus that feeds back the monitoring amount and makes the doping amount uniform in the longitudinal direction, ion doping is performed on at least a Si thin film formed on a substrate mainly composed of glass or plastic. A thin film transistor which is manufactured.
１）以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発
生するイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動
手段とを有し、前記基板に前記イオンビームを照射し、
前記基板を10mm/sec以上の一定速度でイオンビームと略
直行する方向に往復移動させ、往と復の少なくとも一方
にイオンビームセンサーを取り付け、ドーピング量の前
記長手方向の均一性をモニターし、前記モニター量をフ
ィードバックしてドーピング量の前記長手方向の均一性
を一定にしたイオンドーピング装置を用いて、少なくと
もガラスもしくはプラスチックを主成分とした基板上に
成膜されたSi薄膜にイオンドーピングすることにより作
製されることを特徴とする薄膜トランジスタ集積回路。14. An ion beam generating means for generating an ion beam having a linear or rectangular cross section having an aspect ratio of 2 or more and 10000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate. Irradiating the ion beam,
The substrate is reciprocated in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, an ion beam sensor is attached to at least one of the forward and backward directions, and the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction is monitored, Using an ion doping apparatus that feeds back the monitoring amount and makes the longitudinal uniformity of the doping amount constant, ion-doping is performed on at least a Si thin film formed on a substrate mainly composed of glass or plastic. A thin film transistor integrated circuit which is manufactured.
１）以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発
生するイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動
手段とを有し、前記基板に前記イオンビームを照射し、
前記基板を10mm/sec以上の一定速度でイオンビームと略
直行する方向に往復移動させ、往と復の少なくとも一方
にイオンビームセンサーを取り付け、ドーピング量の前
記長手方向の均一性をモニターし、前記モニター量をフ
ィードバックしてドーピング量の前記長手方向の均一性
を一定にしたイオンドーピング装置を用いて、少なくと
もガラスもしくはプラスチックを主成分とした基板上に
成膜されたSi薄膜にイオンドーピングすることにより作
製される薄膜トランジスタ集積回路を具備したことを特
徴とするアレイ基板。15. An ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam having a cross-sectional aspect ratio of 2 to 10,000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate, Irradiating the ion beam,
The substrate is reciprocated in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, an ion beam sensor is attached to at least one of the forward and backward directions, and the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction is monitored, By using an ion doping apparatus that feeds back the monitoring amount and makes the doping amount uniform in the longitudinal direction, ion doping is performed on at least a Si thin film formed on a substrate mainly composed of glass or plastic. An array substrate comprising a thin film transistor integrated circuit to be manufactured.
１）以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発
生するイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動
手段とを有し、前記基板に前記イオンビームを照射し、
前記基板を10mm/sec以上の一定速度でイオンビームと略
直行する方向に往復移動させ、往と復の少なくとも一方
にイオンビームセンサーを取り付け、ドーピング量の前
記長手方向の均一性をモニターし、前記モニター量をフ
ィードバックしてドーピング量の前記長手方向の均一性
を一定にしたイオンドーピング装置を用いて、少なくと
もガラスもしくはプラスチックを主成分とした基板上に
成膜されたSi薄膜にイオンドーピングすることにより作
製される薄膜トランジスタ集積回路を具備したことを特
徴とする液晶表示素子。16. An ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam having a cross section of 2 to 10,000 (10000 to 1) in aspect ratio, and moving means for moving the substrate, wherein the substrate Irradiating the ion beam,
The substrate is reciprocated in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, an ion beam sensor is attached to at least one of the forward and backward directions, and the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction is monitored, Using an ion doping apparatus that feeds back the monitoring amount and makes the longitudinal uniformity of the doping amount constant, ion-doping is performed on at least a Si thin film formed on a substrate mainly composed of glass or plastic. A liquid crystal display device comprising a manufactured thin film transistor integrated circuit.
１）以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発
生するイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動
手段とを有し、前記基板に前記イオンビームを照射し、
前記基板を10mm/sec以上の一定速度でイオンビームと略
直行する方向に往復移動させ、往と復の少なくとも一方
にイオンビームセンサーを取り付け、ドーピング量の前
記長手方向の均一性をモニターし、前記モニター量をフ
ィードバックしてドーピング量の前記長手方向の均一性
を一定にしたイオンドーピング装置を用いて、少なくと
もガラスもしくはプラスチックを主成分とした基板上に
成膜されたSi薄膜にイオンドーピングすることにより作
製される薄膜トランジスタ集積回路を具備したことを特
徴とするEL表示素子。17. An ion beam generating means for generating an ion beam having a linear or rectangular cross section having an aspect ratio of 2 to 10,000 (10000 to 1) or less, and moving means for moving a substrate, Irradiating the ion beam,
The substrate is reciprocated in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, an ion beam sensor is attached to at least one of the forward and backward directions, and the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction is monitored, Using an ion doping apparatus that feeds back the monitoring amount and makes the longitudinal uniformity of the doping amount constant, ion-doping is performed on at least a Si thin film formed on a substrate mainly composed of glass or plastic. An EL display device comprising a thin film transistor integrated circuit to be manufactured.
１）以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発
生するイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動
手段とを有し、前記基板に前記イオンビームを照射し、
前記基板を10mm/sec以上の一定速度でイオンビームと略
直行する方向に往復移動させ、往と復の少なくとも一方
にイオンビームセンサーを取り付け、ドーピング量の前
記長手方向の均一性をモニターし、前記モニター量をフ
ィードバックしてドーピング量の前記長手方向の均一性
を一定にしたイオンドーピング装置を用いて、少なくと
もガラスもしくはプラスチックを主成分とした基板上に
成膜されたSi薄膜にイオンドーピングすることにより作
製されることを特徴とする表示素子を具備したことを特
徴とする携帯電話。18. An ion beam generating means for generating a linear or rectangular ion beam having a cross section of 2 to 10,000 (10000 to 1) in aspect ratio, and moving means for moving the substrate, Irradiating the ion beam,
The substrate is reciprocated in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, an ion beam sensor is attached to at least one of the forward and backward directions, and the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction is monitored, By using an ion doping apparatus that feeds back the monitoring amount and makes the doping amount uniform in the longitudinal direction, ion doping is performed on at least a Si thin film formed on a substrate mainly composed of glass or plastic. A mobile phone comprising a display element which is manufactured.
（10000対１）以下の線状あるいは長方形であるイオン
ビームを照射し、前記基板を10mm/sec以上の一定速度で
イオンビームと略直行する方向に往復移動させ、ドーピ
ング量の前記長手方向の均一性をモニターし、前記モニ
ター量をフィードバックしてドーピング量の前記長手方
向の均一性を一定にしてイオンドーピングした後、ドー
ピングした前記不純物を活性化するための熱処理により
低抵抗化することを特徴とする薄膜トランジスタ集積回
路の製造方法。19. A cross section of said substrate having an aspect ratio of 2 or more and 10,000 or more.
The substrate is irradiated with a linear or rectangular ion beam of (10000 to 1) or less, and the substrate is reciprocated in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, so that the doping amount is uniform in the longitudinal direction. Monitoring the properties, feeding back the monitored amount to make the longitudinal uniformity of the doping amount constant and performing ion doping, and then lowering the resistance by a heat treatment for activating the doped impurities. Of manufacturing a thin film transistor integrated circuit.
１）以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発
生するイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動
手段とを有し、前記基板に前記イオンビームを照射し、
前記基板を10mm/sec以上の一定速度でイオンビームと略
直行する方向に往復移動させ、往と復の少なくとも一方
にイオンビームセンサーを取り付け、ドーピング量の前
記長手方向の均一性をモニターし、前記モニター量をフ
ィードバックしてドーピング量の前記長手方向の均一性
を一定にしたイオンドーピング装置であって、薄膜にド
ーピングした前記不純物を活性化するための熱処理がイ
オンドーピング処理とほぼ並行して行うことができるこ
とを特徴とするイオンドーピング装置。20. An ion beam generating means for generating an ion beam having a linear or rectangular cross section having an aspect ratio of 2 or more and 10000 (10000 to 1) or less, and moving means for moving a substrate, Irradiating the ion beam,
The substrate is reciprocated in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, an ion beam sensor is attached to at least one of the forward and backward directions, and the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction is monitored, An ion doping apparatus in which a monitoring amount is fed back to make the doping amount uniform in the longitudinal direction, wherein a heat treatment for activating the impurities doped into the thin film is performed substantially in parallel with the ion doping process. An ion doping apparatus characterized by being able to do.
１）以下の線状あるいは長方形であるイオンビームを発
生するイオンビーム発生手段と、基板を移動させる移動
手段とを有し、前記基板に前記イオンビームを照射し、
前記基板を10mm/sec以上の一定速度でイオンビームと略
直行する方向に往復移動させ、往と復の少なくとも一方
にイオンビームセンサーを取り付け、ドーピング量の前
記長手方向の均一性をモニターし、前記モニター量をフ
ィードバックしてドーピング量の前記長手方向の均一性
を一定にしたイオンドーピング装置であって、薄膜にド
ーピングした前記不純物を活性化するための熱処理をイ
オンドーピング処理とほぼ並行して行うことを特徴とす
るイオンドーピング処理方法。21. An ion beam generating means for generating an ion beam having a linear or rectangular cross section having an aspect ratio of 2 or more and 10000 (10000 to 1) or less, and a moving means for moving a substrate; Irradiating the ion beam,
The substrate is reciprocated in a direction substantially perpendicular to the ion beam at a constant speed of 10 mm / sec or more, an ion beam sensor is attached to at least one of the forward and backward directions, and the uniformity of the doping amount in the longitudinal direction is monitored, An ion doping apparatus in which a monitoring amount is fed back to make the doping amount uniform in the longitudinal direction, wherein a heat treatment for activating the impurities doped into the thin film is performed substantially in parallel with the ion doping process. An ion doping method.
ことを特徴とする請求項１から21のいずれかに記載の薄
膜トランジスタ。22. The thin film transistor according to claim 1, wherein said Si thin film is a polycrystalline silicon thin film.
H3）を質量分離法で取り除き、リン（PHx）やボロン（B
2Hx）のみを照射して不純物をドーピングすることを特
徴とする請求項１から22のいずれかに記載の薄膜トラン
ジスタ。23. A hydrogen simple substance (H 1 , H 2 ,
H 3 ) is removed by mass separation, and phosphorus (PH x ) and boron (B
23. The thin film transistor according to claim 1, wherein the impurity is doped by irradiating only 2 Hx ).
を、短波長の高エネルギーパルスレーザ光照射により、
多結晶シリコンに変換した多結晶シリコン膜であること
を特徴とする、請求項２２に記載の薄膜トランジスタの
製造方法。24. A polycrystalline silicon film, wherein an amorphous silicon film is irradiated with a short-wavelength high-energy pulsed laser beam.
23. The method according to claim 22, wherein the method is a polycrystalline silicon film converted to polycrystalline silicon.
光は、ＸｅＣｌエキシマレーザ光であることを特徴とす
る、請求項24に記載の薄膜トランジスタの製造方法。25. The method according to claim 24, wherein the short-wavelength high-energy pulsed laser beam is a XeCl excimer laser beam.
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| JP2000225021A JP2002043243A (en) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | Ion doping apparatus and thin film semiconductor manufactured by using the same and display |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005005328A (en) * | 2003-06-09 | 2005-01-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method and apparatus for introducing impurity and semiconductor device formed using the same |
| JP2005260139A (en) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Impurity doping method |
-
2000
- 2000-07-26 JP JP2000225021A patent/JP2002043243A/en active Pending
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2005005328A (en) * | 2003-06-09 | 2005-01-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method and apparatus for introducing impurity and semiconductor device formed using the same |
| JP2005260139A (en) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Impurity doping method |
| JP4622275B2 (en) * | 2004-03-15 | 2011-02-02 | パナソニック株式会社 | Impurity introduction method |
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