JP2936950B2 - イオン注入方法 - Google Patents
イオン注入方法Info
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- JP2936950B2 JP2936950B2 JP5082607A JP8260793A JP2936950B2 JP 2936950 B2 JP2936950 B2 JP 2936950B2 JP 5082607 A JP5082607 A JP 5082607A JP 8260793 A JP8260793 A JP 8260793A JP 2936950 B2 JP2936950 B2 JP 2936950B2
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- plasma
- phosphorus
- ion
- sample
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、イオン源から引き出
したイオンビームを質量分離を行うことなく試料に照射
してイオン注入を行う非質量分離型のイオン注入装置を
用いて、少なくとも、リンイオンを含むイオンビームを
引き出して試料にリンを注入するイオン注入方法に関す
る。
したイオンビームを質量分離を行うことなく試料に照射
してイオン注入を行う非質量分離型のイオン注入装置を
用いて、少なくとも、リンイオンを含むイオンビームを
引き出して試料にリンを注入するイオン注入方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】非質量分離型のイオン注入装置の一例を
図１に示す。この装置は、イオンドーピング装置とも呼
ばれるものであり、処理室３４と、それに取り付けられ
たイオン源２とを備えている。
図１に示す。この装置は、イオンドーピング装置とも呼
ばれるものであり、処理室３４と、それに取り付けられ
たイオン源２とを備えている。
【０００３】処理室３４には、注入対象物である試料３
６が収納される。またこの処理室３４は、図示しない真
空排気装置によって真空排気される。
６が収納される。またこの処理室３４は、図示しない真
空排気装置によって真空排気される。
【０００４】イオン源２は、この例ではいわゆる容量結
合型の高周波イオン源であり、高周波放電によってプラ
ズマ８を発生かつ保持するためのプラズマ室４と、この
プラズマ室４内のプラズマ８から電界の作用でイオンビ
ーム２２を引き出す引出し電極系１０とを備えている。
合型の高周波イオン源であり、高周波放電によってプラ
ズマ８を発生かつ保持するためのプラズマ室４と、この
プラズマ室４内のプラズマ８から電界の作用でイオンビ
ーム２２を引き出す引出し電極系１０とを備えている。
【０００５】プラズマ室４は、側壁４ａ、背面板４ｂお
よび引出し電極系１０の引出し電極１２によって囲まれ
ており、この例ではこの側壁４ａおよび背面板４ｂがそ
れぞれ電極（放電電極）を兼ねており、両者間に高周波
電源２４が接続されている。
よび引出し電極系１０の引出し電極１２によって囲まれ
ており、この例ではこの側壁４ａおよび背面板４ｂがそ
れぞれ電極（放電電極）を兼ねており、両者間に高周波
電源２４が接続されている。
【０００６】引出し電極系１０は、この例では４枚の多
孔電極、即ち引出し電極１２、加速電極１３、抑制電極
１４および接地電極１５で構成されている。引出し電極
１２には引出し電源２８からイオンビーム引出し用の正
電圧が、加速電極１３には加速電源３０からイオンビー
ム加速用の正電圧が、抑制電極１４には抑制電源３２か
ら逆流電子抑制用の負電圧が、それぞれ供給される。接
地電極１５は接地されている。１８〜２１は絶縁碍子で
ある。
孔電極、即ち引出し電極１２、加速電極１３、抑制電極
１４および接地電極１５で構成されている。引出し電極
１２には引出し電源２８からイオンビーム引出し用の正
電圧が、加速電極１３には加速電源３０からイオンビー
ム加速用の正電圧が、抑制電極１４には抑制電源３２か
ら逆流電子抑制用の負電圧が、それぞれ供給される。接
地電極１５は接地されている。１８〜２１は絶縁碍子で
ある。
【０００７】動作例を説明すると、処理室３４内に試料
３６を収納してそこを真空排気しながら、イオン源２の
プラズマ室４内にガス導入口５から所望のガス６を導入
し、側壁４ａと背面板４ｂ間に高周波電源２４から高周
波電力を供給すると、側壁４ａと背面板４ｂ間で高周波
放電が起こりそれによってガス６が分解されてプラズマ
８が作られる。このプラズマ８中のイオンは、高電圧を
印加した引出し電極系１０によってイオンビーム２２と
して引き出される。引き出されたイオンビーム２２は、
質量分離を行うことなくそのまま試料３６に照射され、
イオン注入が行われる。
３６を収納してそこを真空排気しながら、イオン源２の
プラズマ室４内にガス導入口５から所望のガス６を導入
し、側壁４ａと背面板４ｂ間に高周波電源２４から高周
波電力を供給すると、側壁４ａと背面板４ｂ間で高周波
放電が起こりそれによってガス６が分解されてプラズマ
８が作られる。このプラズマ８中のイオンは、高電圧を
印加した引出し電極系１０によってイオンビーム２２と
して引き出される。引き出されたイオンビーム２２は、
質量分離を行うことなくそのまま試料３６に照射され、
イオン注入が行われる。
【０００８】例えば、ガス６としてＰＨ3／Ｈ2（水素希
釈のホスフィン）を導入して、リンイオンを含むイオン
ビーム２２を引き出して、試料３６にリンをドーパント
として注入したり、あるいは同じ装置を用いて、ガス６
をＢ2Ｈ6／Ｈ2（水素希釈のジボラン）に切り換えて、
ホウ素を含むイオンビーム２２を引き出して、試料３６
にホウ素をドーパントとして注入したりしている。
釈のホスフィン）を導入して、リンイオンを含むイオン
ビーム２２を引き出して、試料３６にリンをドーパント
として注入したり、あるいは同じ装置を用いて、ガス６
をＢ2Ｈ6／Ｈ2（水素希釈のジボラン）に切り換えて、
ホウ素を含むイオンビーム２２を引き出して、試料３６
にホウ素をドーパントとして注入したりしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにしてイオ
ン源２を長期間使用すると、プラズマ室４の壁面（即ち
側壁４ａ、背面板４ｂ、絶縁碍子１８および引出し電極
１２の内側の面。以下同じ）に、分解されたリンやホウ
素等が付着堆積する。その内、リンは、蒸気圧が比較的
高いので、プラズマ８からの加熱によって再蒸発して、
プラズマ８中に混入するという問題がある。
ン源２を長期間使用すると、プラズマ室４の壁面（即ち
側壁４ａ、背面板４ｂ、絶縁碍子１８および引出し電極
１２の内側の面。以下同じ）に、分解されたリンやホウ
素等が付着堆積する。その内、リンは、蒸気圧が比較的
高いので、プラズマ８からの加熱によって再蒸発して、
プラズマ８中に混入するという問題がある。
【００１０】このようにしてリンがプラズマ８中に混入
すると、リンの注入後に同じ装置を用いて他のイオン
（例えばホウ素）の注入を行う場合、イオンビーム２２
中にリンイオンが含まれてしまい、質量分離を行わない
本件のような装置では、不必要なリンイオンが試料３６
に注入されることになり、必要とするイオンの注入量の
制御性を悪化させると共に、試料３６に形成される半導
体素子の特性に悪影響を及ぼす。
すると、リンの注入後に同じ装置を用いて他のイオン
（例えばホウ素）の注入を行う場合、イオンビーム２２
中にリンイオンが含まれてしまい、質量分離を行わない
本件のような装置では、不必要なリンイオンが試料３６
に注入されることになり、必要とするイオンの注入量の
制御性を悪化させると共に、試料３６に形成される半導
体素子の特性に悪影響を及ぼす。
【００１１】また、リンイオンばかりを注入する場合で
も、プラズマ８中のリンの濃度が、ガス６中の予め定め
たリンの濃度以上になるため、しかもその増加の割合が
不確定なため、注入量の制御性を悪化させる。これは特
に、リンの低濃度注入時に問題になる。
も、プラズマ８中のリンの濃度が、ガス６中の予め定め
たリンの濃度以上になるため、しかもその増加の割合が
不確定なため、注入量の制御性を悪化させる。これは特
に、リンの低濃度注入時に問題になる。
【００１２】上記のような問題は、イオン源２を頻繁に
分解・清掃すれば防げるが、それには多くの時間と手間
がかかる。またその間、装置が停止するので、装置の稼
働率も低下する。
分解・清掃すれば防げるが、それには多くの時間と手間
がかかる。またその間、装置が停止するので、装置の稼
働率も低下する。
【００１３】そこでこの発明は、イオン源のプラズマ室
の壁面に付着堆積したリンがプラズマ中に混入するのを
簡単に防止することができるイオン注入方法を提供する
ことを主たる目的とする。
の壁面に付着堆積したリンがプラズマ中に混入するのを
簡単に防止することができるイオン注入方法を提供する
ことを主たる目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のイオン注入方法は、試料に対するイオン
注入時以外の時に、ジボラン（Ｂ 2 Ｈ 6 ）ガスを用いて
イオン源においてプラズマを発生させて、前記イオン源
のプラズマ室の壁面に付着堆積しているリンの表面をホ
ウ素で覆う処理を行うことを特徴とする。
め、この発明のイオン注入方法は、試料に対するイオン
注入時以外の時に、ジボラン（Ｂ 2 Ｈ 6 ）ガスを用いて
イオン源においてプラズマを発生させて、前記イオン源
のプラズマ室の壁面に付着堆積しているリンの表面をホ
ウ素で覆う処理を行うことを特徴とする。
【００１５】
【作用】上記方法によれば、イオン源のプラズマ室の壁
面に付着堆積しているリンの表面をリンよりも蒸気圧の
低いホウ素で覆っておくことができるので、プラズマ室
内でプラズマを発生させたときのリンの再蒸発を抑え
て、リンのプラズマ中への混入を防止することができ
る。また、リンを覆っているホウ素は蒸気圧が低いた
め、そのホウ素自身が再蒸発してプラズマ中に混入する
可能性は少ない。
面に付着堆積しているリンの表面をリンよりも蒸気圧の
低いホウ素で覆っておくことができるので、プラズマ室
内でプラズマを発生させたときのリンの再蒸発を抑え
て、リンのプラズマ中への混入を防止することができ
る。また、リンを覆っているホウ素は蒸気圧が低いた
め、そのホウ素自身が再蒸発してプラズマ中に混入する
可能性は少ない。
【００１６】上記の結果、イオンビーム中に不要なイオ
ンが混じらなくなり、注入量の制御性が向上する。ま
た、試料に形成する半導体素子等の特性も向上する。
ンが混じらなくなり、注入量の制御性が向上する。ま
た、試料に形成する半導体素子等の特性も向上する。
【００１７】しかも、ジボランガスを用いてプラズマを
発生させる処理は、通常のイオン注入処理と同様に行え
るため、簡単に実施することができる。また、イオン源
を分解せずに済むため、時間も手間も多くかからない。
また、上記のような処理は、本来の処理の合間に行うこ
とができるので、装置の稼働率の低下を防ぐことができ
る。
発生させる処理は、通常のイオン注入処理と同様に行え
るため、簡単に実施することができる。また、イオン源
を分解せずに済むため、時間も手間も多くかからない。
また、上記のような処理は、本来の処理の合間に行うこ
とができるので、装置の稼働率の低下を防ぐことができ
る。
【００１８】
【実施例】この実施例では、図１の装置において、試料
３６に対するリンイオンの注入後に、リンよりも蒸気圧
の低い元素の化合物ガスの一例として、５％Ｂ2Ｈ6／Ｈ
2 ガスをガス６としてプラズマ室４に供給して、このガ
スを用いてイオン源２内でプラズマ８を発生させる処理
を行った。このとき、ガス６の流量は２０ｃｃｍ、高周
波電源２４から供給する高周波電力は１００Ｗ、処理時
間は３０分とした。
３６に対するリンイオンの注入後に、リンよりも蒸気圧
の低い元素の化合物ガスの一例として、５％Ｂ2Ｈ6／Ｈ
2 ガスをガス６としてプラズマ室４に供給して、このガ
スを用いてイオン源２内でプラズマ８を発生させる処理
を行った。このとき、ガス６の流量は２０ｃｃｍ、高周
波電源２４から供給する高周波電力は１００Ｗ、処理時
間は３０分とした。
【００１９】このような処理前は、１００％Ｈ2 ガスで
プラズマ８を作ってもイオンビーム２２中にリンイオン
が含まれていたけれども、上記処理後は、１００％Ｈ2
ガスでプラズマ８を作ったときにイオンビーム２２中に
含まれるリンイオンが殆どなくなったことが確かめられ
た。
プラズマ８を作ってもイオンビーム２２中にリンイオン
が含まれていたけれども、上記処理後は、１００％Ｈ2
ガスでプラズマ８を作ったときにイオンビーム２２中に
含まれるリンイオンが殆どなくなったことが確かめられ
た。
【００２０】なお、上記のリンよりも蒸気圧の低い元素
の化合物ガスとしては、当該元素自身のプラズマ８によ
る壁面からの再蒸発を防止する観点から、リンよりも十
分に蒸気圧の低い元素の化合物ガスを用いるのが好まし
い。より具体的には、Ｂ2Ｈ6 を用いるのが好ましい。
の化合物ガスとしては、当該元素自身のプラズマ８によ
る壁面からの再蒸発を防止する観点から、リンよりも十
分に蒸気圧の低い元素の化合物ガスを用いるのが好まし
い。より具体的には、Ｂ2Ｈ6 を用いるのが好ましい。
【００２１】また、イオン源２は、上記例のような高周
波イオン源に限られるものではなく、他のタイプのイオ
ン源、例えばマイクロ波を用いるマイクロ波イオン源
や、フィラメントを有する多極磁場型のバケット型イオ
ン源等でも良いのは勿論である。
波イオン源に限られるものではなく、他のタイプのイオ
ン源、例えばマイクロ波を用いるマイクロ波イオン源
や、フィラメントを有する多極磁場型のバケット型イオ
ン源等でも良いのは勿論である。
【００２２】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、試料に
対するイオン注入時以外の時に、ジボランガスを用いて
イオン源においてプラズマを発生させて、イオン源のプ
ラズマ室の壁面に付着堆積しているリンの表面をホウ素
で覆う処理を行うようにしたので、イオン源のプラズマ
室の壁面に付着堆積したリンの表面をリンよりも蒸気圧
の低いホウ素で覆っておくことができ、それによって、
プラズマ室内でプラズマを発生させたときのリンの再蒸
発を抑えて、リンのプラズマ中への混入を防止すること
ができる。その結果、イオンビーム中に不要なイオンが
混じらなくなり、注入量の制御性が向上する。また、試
料に形成する半導体素子等の特性も向上する。
対するイオン注入時以外の時に、ジボランガスを用いて
イオン源においてプラズマを発生させて、イオン源のプ
ラズマ室の壁面に付着堆積しているリンの表面をホウ素
で覆う処理を行うようにしたので、イオン源のプラズマ
室の壁面に付着堆積したリンの表面をリンよりも蒸気圧
の低いホウ素で覆っておくことができ、それによって、
プラズマ室内でプラズマを発生させたときのリンの再蒸
発を抑えて、リンのプラズマ中への混入を防止すること
ができる。その結果、イオンビーム中に不要なイオンが
混じらなくなり、注入量の制御性が向上する。また、試
料に形成する半導体素子等の特性も向上する。
【００２３】しかも、ジボランガスを用いてプラズマを
発生させる処理は、通常のイオン注入処理と同様に行え
るため、簡単に実施することができる。また、イオン源
を分解せずに済むため、時間も手間も多くかからない。
また、上記のような処理は本来の処理の合間に行うこと
ができるので、装置の稼働率の低下を防ぐことができ
る。
発生させる処理は、通常のイオン注入処理と同様に行え
るため、簡単に実施することができる。また、イオン源
を分解せずに済むため、時間も手間も多くかからない。
また、上記のような処理は本来の処理の合間に行うこと
ができるので、装置の稼働率の低下を防ぐことができ
る。
【図１】非質量分離型のイオン注入装置の一例を示す断
面図である。
面図である。
２ イオン源 ４ プラズマ室 ６ ガス ８ プラズマ １０ 引出し電極系 ２２ イオンビーム ２４ 高周波電源 ３４ 処理室 ３６ 試料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−135037（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−210746（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−255622（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 37/317 C23C 14/48 H01J 37/08 - 37/30 H01L 21/265
Claims (1)
- 【請求項１】 イオン源から引き出したイオンビームを
質量分離を行うことなく試料に照射してイオン注入を行
う非質量分離型のイオン注入装置を用いて、少なくと
も、リンイオンを含むイオンビームを引き出して試料に
リンを注入する方法において、試料に対するイオン注入
時以外の時に、ジボランガスを用いて前記イオン源にお
いてプラズマを発生させて、前記イオン源のプラズマ室
の壁面に付着堆積しているリンの表面をホウ素で覆う処
理を行うことを特徴とするイオン注入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5082607A JP2936950B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | イオン注入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5082607A JP2936950B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | イオン注入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06267494A JPH06267494A (ja) | 1994-09-22 |
| JP2936950B2 true JP2936950B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=13779169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5082607A Expired - Lifetime JP2936950B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | イオン注入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2936950B2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-16 JP JP5082607A patent/JP2936950B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06267494A (ja) | 1994-09-22 |
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