JP2705520B2 - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- JP2705520B2 JP2705520B2 JP5156732A JP15673293A JP2705520B2 JP 2705520 B2 JP2705520 B2 JP 2705520B2 JP 5156732 A JP5156732 A JP 5156732A JP 15673293 A JP15673293 A JP 15673293A JP 2705520 B2 JP2705520 B2 JP 2705520B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン注入装置に関
し、更に詳しくは、半導体基板の内部に向けて不純物を
導入するためのイオン注入装置に関する。
し、更に詳しくは、半導体基板の内部に向けて不純物を
導入するためのイオン注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造工程においては、半導
体基板中に所望の不純物層を形成するために、イオン注
入装置が広く用いられている。図７は、従来のイオン注
入装置の概要を示す模式的側面図である。イオン注入装
置は、イオン発生装置１、イオン引出し電極２、前部分
析マグネット３、加速管４、後部分析マグネット５、及
び、エンドステーション７から構成されている。
体基板中に所望の不純物層を形成するために、イオン注
入装置が広く用いられている。図７は、従来のイオン注
入装置の概要を示す模式的側面図である。イオン注入装
置は、イオン発生装置１、イオン引出し電極２、前部分
析マグネット３、加速管４、後部分析マグネット５、及
び、エンドステーション７から構成されている。
【０００３】イオン引出し電極２は、イオン発生装置１
で生成されるイオンを引き出して、前部分析マグネット
３に供給する。前部分析マグネット３では、所望のイオ
ンのみが選別されて、真空に引かれた加速管４に送られ
る。加速管４内で加速電界により加速されたイオンは、
更に後部分析マグネット５で所望のイオンのみが選別さ
れた後、イオン照射部を成すエンドステーション７内で
ターゲットを成す半導体基板８に注入される。
で生成されるイオンを引き出して、前部分析マグネット
３に供給する。前部分析マグネット３では、所望のイオ
ンのみが選別されて、真空に引かれた加速管４に送られ
る。加速管４内で加速電界により加速されたイオンは、
更に後部分析マグネット５で所望のイオンのみが選別さ
れた後、イオン照射部を成すエンドステーション７内で
ターゲットを成す半導体基板８に注入される。
【０００４】一般に、イオン注入装置では、選別された
単一のイオンを使用し、加速管内部の圧力を１×１０-6
Ｔｏｒｒ以下の高真空とし、一定の加速電界を加速管内
部で与える方式が採用される。このような場合には、半
導体基板に注入された不純物の濃度（イオン個数／c
m3）と半導体基板表面からの距離である深さ（μm）と
の関係、即ち不純物プロファイルは、図８（ａ）に示し
たように、単一のピークから成る分布を有することが知
られている。
単一のイオンを使用し、加速管内部の圧力を１×１０-6
Ｔｏｒｒ以下の高真空とし、一定の加速電界を加速管内
部で与える方式が採用される。このような場合には、半
導体基板に注入された不純物の濃度（イオン個数／c
m3）と半導体基板表面からの距離である深さ（μm）と
の関係、即ち不純物プロファイルは、図８（ａ）に示し
たように、単一のピークから成る分布を有することが知
られている。
【０００５】近年、半導体デバイスの微細化及び高性能
化の傾向に伴い、半導体基板中の不純物プロファイルを
任意に制御する高度な基板制御技術の必要性が高まって
いる。かかる要請に応えるため、高エネルギーイオン注
入技術を用いたイオン注入装置が、比較的低ドーズ量領
域で、ＣＭＯＳのウエル形成、素子分離、ソフトエラー
防止等の埋込層の形成に採用され、比較的高ドーズ量領
域で、埋込みコレクタ、ゲッタリング用の埋込み析出層
等の形成に採用される。
化の傾向に伴い、半導体基板中の不純物プロファイルを
任意に制御する高度な基板制御技術の必要性が高まって
いる。かかる要請に応えるため、高エネルギーイオン注
入技術を用いたイオン注入装置が、比較的低ドーズ量領
域で、ＣＭＯＳのウエル形成、素子分離、ソフトエラー
防止等の埋込層の形成に採用され、比較的高ドーズ量領
域で、埋込みコレクタ、ゲッタリング用の埋込み析出層
等の形成に採用される。
【０００６】図８（ｂ）に実線で示した曲線は、ＣＭＯ
ＳのＰウエルをイオン注入技術により形成するときに求
められる不純物プロファイルである。このように一様な
不純物プロファイルを従来のイオン注入装置によって得
る場合には、同図に破線で示したように、例えば３回に
分けてイオン注入を行う必要がある。この場合、各イオ
ン注入により得られる不純物プロファイルＫ３、Ｋ２及
びＫ１は夫々、例えば、加速電圧１０００ｋｅＶでドー
ズ量２Ｅ１３個／cm2、加速電圧３６０ｋｅＶでドーズ
量３Ｅ１２個／cm2、及び加速電圧８０ｋｅＶでドーズ
量３Ｅ１２個／cm2として得られる。
ＳのＰウエルをイオン注入技術により形成するときに求
められる不純物プロファイルである。このように一様な
不純物プロファイルを従来のイオン注入装置によって得
る場合には、同図に破線で示したように、例えば３回に
分けてイオン注入を行う必要がある。この場合、各イオ
ン注入により得られる不純物プロファイルＫ３、Ｋ２及
びＫ１は夫々、例えば、加速電圧１０００ｋｅＶでドー
ズ量２Ｅ１３個／cm2、加速電圧３６０ｋｅＶでドーズ
量３Ｅ１２個／cm2、及び加速電圧８０ｋｅＶでドーズ
量３Ｅ１２個／cm2として得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来のイ
オン注入装置では、平坦化された所望の不純物プロファ
イルを得るためには、イオン注入を複数回に分けて実施
する必要があるので、必要な工程数が多いという問題が
ある。このため、従来から、より簡素な工程で所望の不
純物プロファイルを形成できるイオン注入装置が望まれ
ている。
オン注入装置では、平坦化された所望の不純物プロファ
イルを得るためには、イオン注入を複数回に分けて実施
する必要があるので、必要な工程数が多いという問題が
ある。このため、従来から、より簡素な工程で所望の不
純物プロファイルを形成できるイオン注入装置が望まれ
ている。
【０００８】単一の工程により、所望の不純物プロファ
イルを得る方法としては、次の３つの方法、即ち、イ
オン注入工程中にイオンの加速エネルギーを変化させ
る、同種の元素で相互に異なる荷電状態のイオンを注
入する、及び、複数種類のイオンをターゲットに同時
に打込む方法の何れか、又は、その組合せが考えられる
（例えば、特開平２−３１２２２６号公報）。
イルを得る方法としては、次の３つの方法、即ち、イ
オン注入工程中にイオンの加速エネルギーを変化させ
る、同種の元素で相互に異なる荷電状態のイオンを注
入する、及び、複数種類のイオンをターゲットに同時
に打込む方法の何れか、又は、その組合せが考えられる
（例えば、特開平２−３１２２２６号公報）。
【０００９】上記３つの方法の内、の方法を単独に採
用する場合を考える。この方法は、同種の元素で相互に
異なる荷電状態のイオンが同じ加速電場により加速され
ると、荷電の大きいイオンは、荷電が小さいイオンに比
べて、得られる加速エネルギーが大きいので、基板への
注入エネルギーもそれに従って大きくなるという原理を
利用するものである。
用する場合を考える。この方法は、同種の元素で相互に
異なる荷電状態のイオンが同じ加速電場により加速され
ると、荷電の大きいイオンは、荷電が小さいイオンに比
べて、得られる加速エネルギーが大きいので、基板への
注入エネルギーもそれに従って大きくなるという原理を
利用するものである。
【００１０】ところが、上記の方法の場合、例えば１
価と２価の２種類の荷電状態のイオンを注入イオンとし
て採用するときには、加速管の加速電界は一定としてあ
るので、１価と２価のイオンは夫々固有のエネルギーの
みしか取り得ない。即ち、この方法で得られる不純物プ
ロファイルは、例えば図９に示したように、２つの山か
ら成る分布を有する分散的な不純物プロファイルであ
る。このため、図８（ｂ）に実線で示した如き一様な分
布を有する不純物プロファイルをこの方法で得ることは
出来ない。
価と２価の２種類の荷電状態のイオンを注入イオンとし
て採用するときには、加速管の加速電界は一定としてあ
るので、１価と２価のイオンは夫々固有のエネルギーの
みしか取り得ない。即ち、この方法で得られる不純物プ
ロファイルは、例えば図９に示したように、２つの山か
ら成る分布を有する分散的な不純物プロファイルであ
る。このため、図８（ｂ）に実線で示した如き一様な分
布を有する不純物プロファイルをこの方法で得ることは
出来ない。
【００１１】本発明は、上記に鑑み、半導体装置につい
て、所望により一様な不純物プロファイルを有する不純
物層を形成できる、実用的且つ具体的なイオン注入装置
を提供することを目的とする。
て、所望により一様な不純物プロファイルを有する不純
物層を形成できる、実用的且つ具体的なイオン注入装置
を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のイオン注入装置は、イオン発生装置と、該
イオン発生装置からイオンを引き出すイオン引出し電極
と、前記引き出されたイオンが導入され、該イオンを内
部で加速する加速管と、前記加速されたイオンをターゲ
ットに照射する照射部とを備えるイオン注入装置におい
て、前記加速管の内部の真空度を設定する圧力調節手段
を備えることを特徴とする。
め、本発明のイオン注入装置は、イオン発生装置と、該
イオン発生装置からイオンを引き出すイオン引出し電極
と、前記引き出されたイオンが導入され、該イオンを内
部で加速する加速管と、前記加速されたイオンをターゲ
ットに照射する照射部とを備えるイオン注入装置におい
て、前記加速管の内部の真空度を設定する圧力調節手段
を備えることを特徴とする。
【００１３】一般に、加速管内部を所定の真空度に維持
すると、加速管内部に導入されたイオンは、その真空度
に応じて加速管内に存在する気体残留分子と、ある確率
で衝突して荷電変換を生ずるため、荷電変換後のイオン
に与えられるエネルギーがそれ以前に比べて異なる値に
なる。本発明は、この原理を利用するものである。
すると、加速管内部に導入されたイオンは、その真空度
に応じて加速管内に存在する気体残留分子と、ある確率
で衝突して荷電変換を生ずるため、荷電変換後のイオン
に与えられるエネルギーがそれ以前に比べて異なる値に
なる。本発明は、この原理を利用するものである。
【００１４】
【作用】圧力調節手段によって、イオン注入工程中に加
速管内部の真空度を所定値に設定することで、加速管内
部に導入されたイオンと加速管内の気体残留分子とを衝
突させ、夫々のイオンに与えられる加速エネルギーがこ
の位置の前後において変化し、且つ、この衝突により生
ずる荷電変換の位置が個々のイオン毎に異なることを利
用し、得られる不純物プロファイルを平坦化すると共
に、加速管を出るときのイオンが有する全体的なエネル
ギーを設定された真空度によって制御する。
速管内部の真空度を所定値に設定することで、加速管内
部に導入されたイオンと加速管内の気体残留分子とを衝
突させ、夫々のイオンに与えられる加速エネルギーがこ
の位置の前後において変化し、且つ、この衝突により生
ずる荷電変換の位置が個々のイオン毎に異なることを利
用し、得られる不純物プロファイルを平坦化すると共
に、加速管を出るときのイオンが有する全体的なエネル
ギーを設定された真空度によって制御する。
【００１５】
【実施例】図面を参照して本発明を更に詳しく説明す
る。図１は、本発明の一実施例のイオン注入装置の構成
を示す模式的側面図である。イオン注入装置は、イオン
発生装置１、イオン引出し電極２、前部分析マグネット
３、加速管４、加速管圧力調節手段１０、及び、エンド
ステーション７から構成される。ここで、イオンを選別
する後部分析マグネットは採用されていない。
る。図１は、本発明の一実施例のイオン注入装置の構成
を示す模式的側面図である。イオン注入装置は、イオン
発生装置１、イオン引出し電極２、前部分析マグネット
３、加速管４、加速管圧力調節手段１０、及び、エンド
ステーション７から構成される。ここで、イオンを選別
する後部分析マグネットは採用されていない。
【００１６】イオン発生装置１は、加熱したフィラメン
トからの熱電子を利用してイオン源を成す所定の気体状
の元素又は化合物をイオン化する。イオン引出し電極２
は、イオン発生装置１で生成されたイオンを電界により
引き出して、これを前部分析マグネット３に供給する。
引き出し電極２は、前部分析マグネット３との関係でイ
オンに付与したいエネルギーにより、その引出し電圧が
設定される。
トからの熱電子を利用してイオン源を成す所定の気体状
の元素又は化合物をイオン化する。イオン引出し電極２
は、イオン発生装置１で生成されたイオンを電界により
引き出して、これを前部分析マグネット３に供給する。
引き出し電極２は、前部分析マグネット３との関係でイ
オンに付与したいエネルギーにより、その引出し電圧が
設定される。
【００１７】前部分析マグネット３は、電極２から供給
されたイオンを磁場により質量分析して、所望の質量及
び荷電を有するイオンのみを選別する。分析マグネット
３では、例えば２価イオンのみが選別される。この選別
は、所望の不純物プロファイルを制御性よく得るために
行われる。図２は、選別されたイオンが有するエネルギ
ー分布を示す。同図のごとく、２価イオンが有するエネ
ルギーは、イオン引出し電極における引出し電圧をＥ0
をすると、２Ｅ0のみとなり、単一のエネルギーを有す
るイオンのみが選別されて加速管４に導かれる。
されたイオンを磁場により質量分析して、所望の質量及
び荷電を有するイオンのみを選別する。分析マグネット
３では、例えば２価イオンのみが選別される。この選別
は、所望の不純物プロファイルを制御性よく得るために
行われる。図２は、選別されたイオンが有するエネルギ
ー分布を示す。同図のごとく、２価イオンが有するエネ
ルギーは、イオン引出し電極における引出し電圧をＥ0
をすると、２Ｅ0のみとなり、単一のエネルギーを有す
るイオンのみが選別されて加速管４に導かれる。
【００１８】加速管圧力調節手段１０は、加速管を真空
に引くためのスロットルバルブ１１及びターボ分子ポン
プ１２と、加速管４内の真空度を検出する電離度真空計
１３と、検出された真空度と設定された真空度とを比較
してスロットルバルブ１１の開度を制御する真空度設定
器１４とから構成される。真空度設定器１４は、その設
定値が必要な濃度に従って予め設定され、単一のイオン
注入工程中にはその設定値が一定に維持される。
に引くためのスロットルバルブ１１及びターボ分子ポン
プ１２と、加速管４内の真空度を検出する電離度真空計
１３と、検出された真空度と設定された真空度とを比較
してスロットルバルブ１１の開度を制御する真空度設定
器１４とから構成される。真空度設定器１４は、その設
定値が必要な濃度に従って予め設定され、単一のイオン
注入工程中にはその設定値が一定に維持される。
【００１９】真空度設定器１４により設定される真空度
は、１×１０-6〜１×１０-2の範囲である。これよりも
低い圧力値は、気体残留分子の数が少く、イオンと気体
残留分子との衝突の確率が低く、所望の一様な不純物プ
ロファイルが得られない。また、これより高い圧力値で
は、良好な精度で濃度の制御が得られないおそれがあ
る。加速管内の真空度は、好ましくは、１×１０-5〜１
×１０-3の範囲に設定する。
は、１×１０-6〜１×１０-2の範囲である。これよりも
低い圧力値は、気体残留分子の数が少く、イオンと気体
残留分子との衝突の確率が低く、所望の一様な不純物プ
ロファイルが得られない。また、これより高い圧力値で
は、良好な精度で濃度の制御が得られないおそれがあ
る。加速管内の真空度は、好ましくは、１×１０-5〜１
×１０-3の範囲に設定する。
【００２０】加速管４中に、前部分析マグネット３を通
過した２価イオンが導かれると、そのときの真空度に応
じて、ある確率で加速管中の気体残留分子と、２価イオ
ンとが衝突して、イオンの荷電変換が起る。その様子を
図３に基づいて説明する。長さＬの加速管に導かれた２
価イオン１５は、加速管の始端からある距離ｘの位置
で、加速管中の残留分子１６と衝突して、電荷を気体残
留分子１６に与えると共に自らは１価イオンに変化す
る。
過した２価イオンが導かれると、そのときの真空度に応
じて、ある確率で加速管中の気体残留分子と、２価イオ
ンとが衝突して、イオンの荷電変換が起る。その様子を
図３に基づいて説明する。長さＬの加速管に導かれた２
価イオン１５は、加速管の始端からある距離ｘの位置
で、加速管中の残留分子１６と衝突して、電荷を気体残
留分子１６に与えると共に自らは１価イオンに変化す
る。
【００２１】衝突により１価となったイオン１８は、衝
突後には、距離（Ｌ−ｘ）の間で１価イオンとして加速
されるので、その後、加速電界により与えられるエネル
ギーは、その位置迄に荷電変換を生じなかった他のイオ
ンに与えられるエネルギーに比べると１／２になる。
突後には、距離（Ｌ−ｘ）の間で１価イオンとして加速
されるので、その後、加速電界により与えられるエネル
ギーは、その位置迄に荷電変換を生じなかった他のイオ
ンに与えられるエネルギーに比べると１／２になる。
【００２２】加速管から出るイオンは、全体として、荷
電変換の起る位置の相違に対応して、相互に異なるエネ
ルギーを有する１価イオンがある割合で混在するように
なる。一般に、加速管内で残留ガスとの衝突により１価
となったイオンの個数と、荷電変換を起こさなかったイ
オンの個数との比、即ち混入率Ｍ（％）は、次式によっ
て表わされる。 Ｍ＝（１−ｅｘｐ（−Ｌ／λ））・１００ （１） ここで、Ｌは加速管の長さ、λはイオンの平均自由行程
である。λは、σを衝突断面積、Ｎを残留分子数とする
と、 λ＝１／Ｎσ （２） である。
電変換の起る位置の相違に対応して、相互に異なるエネ
ルギーを有する１価イオンがある割合で混在するように
なる。一般に、加速管内で残留ガスとの衝突により１価
となったイオンの個数と、荷電変換を起こさなかったイ
オンの個数との比、即ち混入率Ｍ（％）は、次式によっ
て表わされる。 Ｍ＝（１−ｅｘｐ（−Ｌ／λ））・１００ （１） ここで、Ｌは加速管の長さ、λはイオンの平均自由行程
である。λは、σを衝突断面積、Ｎを残留分子数とする
と、 λ＝１／Ｎσ （２） である。
【００２３】残留分子数Ｎは、Ｐを加速管中の真空度、
Ａをアボガドロ数、Ｖを理想気体１モルの容積であると
すると、 Ｎ＝８．９×１０-6・Ａ・Ｐ／Ｖ （３） と表わされる。
Ａをアボガドロ数、Ｖを理想気体１モルの容積であると
すると、 Ｎ＝８．９×１０-6・Ａ・Ｐ／Ｖ （３） と表わされる。
【００２４】適当な真空度を選択することで、加速管４
を通過したイオンのエネルギー分布として、例えば図４
に示したエネルギー分布が得られる。ここで、Ｅ2は２
価イオンが有するエネルギーであり、Ｅ1は、荷電変換
で１価となったイオンの有するエネルギーである。１価
イオンの有するエネルギーＥ1は、加速管４内で衝突し
た位置ｘにより夫々異なる値となり、同図に示したよう
に、全体として連続したエネルギー分布を有するイオン
が得られる。
を通過したイオンのエネルギー分布として、例えば図４
に示したエネルギー分布が得られる。ここで、Ｅ2は２
価イオンが有するエネルギーであり、Ｅ1は、荷電変換
で１価となったイオンの有するエネルギーである。１価
イオンの有するエネルギーＥ1は、加速管４内で衝突し
た位置ｘにより夫々異なる値となり、同図に示したよう
に、全体として連続したエネルギー分布を有するイオン
が得られる。
【００２５】また、２価イオンが有するエネルギーＥ2
の強度ｂと、１価イオンが有するエネルギーＥ1の強度
ａとの関係は、混入率の定義により （ｂ／ａ）・１００＝Ｍ （４） であるので、式１〜３から、加速管４内の真空度を制御
することによって、２価イオンに対する１価イオンの成
分比率を任意に制御することが出来る。
の強度ｂと、１価イオンが有するエネルギーＥ1の強度
ａとの関係は、混入率の定義により （ｂ／ａ）・１００＝Ｍ （４） であるので、式１〜３から、加速管４内の真空度を制御
することによって、２価イオンに対する１価イオンの成
分比率を任意に制御することが出来る。
【００２６】図４に示した成分比率のイオンを半導体基
板に照射することにより、例えば図５に示す不純物プロ
ファイルが得られる。ここで、Ｌ１は全体の不純物プロ
ファイルを、Ｌ２は２価イオンによるプロファイルを、
Ｌ３は１価イオンによるプロファイルを夫々示してい
る。半導体基板の浅い位置には主として１価イオンが、
深い位置には主として２価イオンが夫々注入されること
が理解される。このように、全体として注入イオンが基
板中の特定の深さ位置に集中することがなく、不純物を
ほぼ一様に分布させることが出来る。また、加速管内の
真空度Ｐの値により、その一様な部分における不純物濃
度も所望の値に制御できる。
板に照射することにより、例えば図５に示す不純物プロ
ファイルが得られる。ここで、Ｌ１は全体の不純物プロ
ファイルを、Ｌ２は２価イオンによるプロファイルを、
Ｌ３は１価イオンによるプロファイルを夫々示してい
る。半導体基板の浅い位置には主として１価イオンが、
深い位置には主として２価イオンが夫々注入されること
が理解される。このように、全体として注入イオンが基
板中の特定の深さ位置に集中することがなく、不純物を
ほぼ一様に分布させることが出来る。また、加速管内の
真空度Ｐの値により、その一様な部分における不純物濃
度も所望の値に制御できる。
【００２７】図６は、本発明の第二の実施例のイオン注
入装置の構成を示す模式的側面図である。この実施例で
は、圧力調節手段２０が、ターボポンプ２１、リークバ
ルブ２２、Ａｒガスボンベ２３、電離度真空計２４、及
び真空度設定器２５で構成されており、その他の構成は
第一の実施例と同様である。
入装置の構成を示す模式的側面図である。この実施例で
は、圧力調節手段２０が、ターボポンプ２１、リークバ
ルブ２２、Ａｒガスボンベ２３、電離度真空計２４、及
び真空度設定器２５で構成されており、その他の構成は
第一の実施例と同様である。
【００２８】第二の実施例では、ターボ分子ポンプ２１
が加速管４から常時真空引きを行い、加速管４内の圧力
値を計測する電離真空計２４の信号により、リークバル
ブ２２をフィードバック制御する。この場合、リークバ
ルブ２２からＡｒガスを供給することで、所望の真空度
（１×１０-5〜１×１０-3）となるように制御する。こ
の実施例では、Ａｒ分子が残留分子として作用し、先の
実施例と同様に、連続的なエネルギー分布を有するイオ
ンが得られ、ターゲットを成す半導体基板８中に所望の
不純物層を形成できる。
が加速管４から常時真空引きを行い、加速管４内の圧力
値を計測する電離真空計２４の信号により、リークバル
ブ２２をフィードバック制御する。この場合、リークバ
ルブ２２からＡｒガスを供給することで、所望の真空度
（１×１０-5〜１×１０-3）となるように制御する。こ
の実施例では、Ａｒ分子が残留分子として作用し、先の
実施例と同様に、連続的なエネルギー分布を有するイオ
ンが得られ、ターゲットを成す半導体基板８中に所望の
不純物層を形成できる。
【００２９】第一の実施例の場合には、気体残留分子が
予め電荷を帯びている場合があり、その場合には、残留
分子が加速されて半導体基板に照射される場合がある。
しかし、第二の実施例では、リークバルブより導入され
るＡｒは残留電荷を有しないので、半導体基板に残留分
子が照射されるおそれが小さい。なお、例えば、加速管
４の出口にスリットを設けることによっても、所定のイ
オン以外の荷電粒子の半導体基板への照射を少くするこ
とが出来る。
予め電荷を帯びている場合があり、その場合には、残留
分子が加速されて半導体基板に照射される場合がある。
しかし、第二の実施例では、リークバルブより導入され
るＡｒは残留電荷を有しないので、半導体基板に残留分
子が照射されるおそれが小さい。なお、例えば、加速管
４の出口にスリットを設けることによっても、所定のイ
オン以外の荷電粒子の半導体基板への照射を少くするこ
とが出来る。
【００３０】本発明では、従来、出来るだけ高真空下に
維持された加速管内部を、それよりも高い所定の圧力に
維持して、イオンの荷電変換を生じさせることで、従来
よりも平坦で且つ制御された不純物プロファイルを有す
る不純物層を得ることをその骨子とするものであるか
ら、イオンの種類等は必要に応じて選択可能である。
維持された加速管内部を、それよりも高い所定の圧力に
維持して、イオンの荷電変換を生じさせることで、従来
よりも平坦で且つ制御された不純物プロファイルを有す
る不純物層を得ることをその骨子とするものであるか
ら、イオンの種類等は必要に応じて選択可能である。
【００３１】本発明によると、任意の濃度で且つ一様な
不純物プロファイルを有する不純物層を得ることが出来
るので、レトログレードウエル化によるラッチアップ耐
性の向上、ソフトエラー率の改善等、デバイス特性及び
製品の歩留りの向上が可能になる。
不純物プロファイルを有する不純物層を得ることが出来
るので、レトログレードウエル化によるラッチアップ耐
性の向上、ソフトエラー率の改善等、デバイス特性及び
製品の歩留りの向上が可能になる。
【００３２】なお、上記各実施例の構成は単に例示であ
り、本発明は、上記実施例から種々の修正及び変更が可
能である。
り、本発明は、上記実施例から種々の修正及び変更が可
能である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
唯１回の注入行程により、所望の濃度で且つ一様な不純
物プロファイルを有する不純物層を形成できるイオン注
入装置を提供できるので、少ない工程で製造される半導
体装置について、そのデバイス特性及び製品の歩留りの
向上を可能にするという顕著な効果を奏する。
唯１回の注入行程により、所望の濃度で且つ一様な不純
物プロファイルを有する不純物層を形成できるイオン注
入装置を提供できるので、少ない工程で製造される半導
体装置について、そのデバイス特性及び製品の歩留りの
向上を可能にするという顕著な効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例のイオン注入装置の模式的側
面図。
面図。
【図２】図１のイオン注入装置の前部マグネットで選別
されたイオンのエネルギー分布を示すグラフ。
されたイオンのエネルギー分布を示すグラフ。
【図３】加速管内における注入イオンの荷電変換の様子
を示すための説明図。
を示すための説明図。
【図４】図１のイオン注入装置で得られる加速後のイオ
ンのエネルギー分布を示すグラフ。
ンのエネルギー分布を示すグラフ。
【図５】図１のイオン注入装置で得られるターゲット中
の不純物プロファイル。
の不純物プロファイル。
【図６】本発明の第二の実施例のイオン注入装置の模式
的側面図。
的側面図。
【図７】従来のイオン注入装置の構成を示す模式的側面
図。
図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は夫々、従来のイオン注入装
置で得られるターゲット中の不純物プロファイル。
置で得られるターゲット中の不純物プロファイル。
【図９】同種のイオンで荷電状態が異なるイオンにより
得られる不純物プロファイル。
得られる不純物プロファイル。
１ イオン発生装置 ２ イオン引出し電極 ３ 前部分析マグネット ４ 加速管 ７ エンドステーション ８ 半導体基板 １０、２０ 圧力調節手段 １１ スロットルバルブ １２、２１ ターボ分子ポンプ １３、２４ 電離度真空計 １４、２５ 真空度設定器 ２２ リークバルブ ２３ Ａｒガスボンベ
Claims (4)
- 【請求項１】 イオン発生装置と、該イオン発生装置か
らイオンを引き出すイオン引出し電極と、前記引き出さ
れたイオンが導入され、該イオンを内部で加速する加速
管と、前記加速されたイオンをターゲットに照射する照
射部とを備えるイオン注入装置において、前記加速管の
内部の真空度を所定の範囲に設定する圧力調節手段を備
えることを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項２】 前記所定の範囲を１×１０-5〜１×１０
-2Torrとしたことを特徴とする請求項１に記載のイオン
注入装置。 - 【請求項３】 前記イオン引出し電極から引き出された
イオンを所定のイオンのみに選別して前記加速管に供給
するイオン選別装置を更に備えることを特徴とする請求
項１又は２に記載のイオン注入装置。 - 【請求項４】 前記圧力調節手段が、計測された真空度
に従ってアルゴンガスを導入するガス導入部を備えるこ
とを特徴とする請求項１乃至３の一に記載のイオン注入
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156732A JP2705520B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156732A JP2705520B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0737542A JPH0737542A (ja) | 1995-02-07 |
| JP2705520B2 true JP2705520B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=15634124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5156732A Expired - Lifetime JP2705520B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2705520B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19655207C2 (de) * | 1995-11-08 | 2003-05-15 | Applied Materials Inc | Ionenimplantationsanlage mit Abbremslinsenanordnung |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03261060A (ja) * | 1990-03-09 | 1991-11-20 | Hitachi Ltd | イオン注入装置、イオン注入方法およびそれを用いた半導体集積回路装置の製造方法 |
| JPH06251743A (ja) * | 1993-02-25 | 1994-09-09 | Fujitsu Ltd | イオン注入装置 |
-
1993
- 1993-06-28 JP JP5156732A patent/JP2705520B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0737542A (ja) | 1995-02-07 |
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