JP3289987B2 - 不純物のドーピング方法及びそれに使用する装置 - Google Patents
不純物のドーピング方法及びそれに使用する装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体薄膜素子の製造
における不純物のドーピング方法及びそれに使用する装
置に関し、特にアクティブマトリックス方式の液晶ディ
スプレイ等に用いられる薄膜トランジスタの製造におけ
る不純物のドーピング方法及びそれに使用する装置に関
する。
における不純物のドーピング方法及びそれに使用する装
置に関し、特にアクティブマトリックス方式の液晶ディ
スプレイ等に用いられる薄膜トランジスタの製造におけ
る不純物のドーピング方法及びそれに使用する装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、薄膜トランジスタの製造において
は、例えば図２（ａ）に示すように、水素希釈のホスフ
ィン（ＰＨ3 ）のような価電子制御用の不純物を含む気
体５５を、高周波電源５４から供給される高周波電力に
よって放電分解し、生成したイオンを質量分離せずに直
流高圧電源５６による直流電界によって加速し、大口径
のイオンビーム５８として半導体薄膜５７に一括して打
ち込むことにより、ドーピング層を形成するという方法
が採られている。尚、この場合、イオンの照射・注入を
行う真空槽４１への半導体薄膜５７の搬入や真空槽４１
からの搬出は、真空槽に接続された緩衝槽４８を介して
行われる［Ａ． Ｙｏｓｈｉｄａ， ｅｔａｌ ： Ｊ
ｐｎ Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． ５６（１９９
１）Ｌ１１８］。
は、例えば図２（ａ）に示すように、水素希釈のホスフ
ィン（ＰＨ3 ）のような価電子制御用の不純物を含む気
体５５を、高周波電源５４から供給される高周波電力に
よって放電分解し、生成したイオンを質量分離せずに直
流高圧電源５６による直流電界によって加速し、大口径
のイオンビーム５８として半導体薄膜５７に一括して打
ち込むことにより、ドーピング層を形成するという方法
が採られている。尚、この場合、イオンの照射・注入を
行う真空槽４１への半導体薄膜５７の搬入や真空槽４１
からの搬出は、真空槽に接続された緩衝槽４８を介して
行われる［Ａ． Ｙｏｓｈｉｄａ， ｅｔａｌ ： Ｊ
ｐｎ Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． ５６（１９９
１）Ｌ１１８］。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方法を採用した場合、大面積処理は容易である
が、以下のような課題がある。すなわち、試料としての
半導体薄膜５７を大気中から緩衝槽４８を介して真空槽
４１へ搬入する際や、真空槽４１から緩衝槽４８を介し
て大気中へ搬出する際には、不純物を含む気体５５の除
去及びパージを行う必要があるため、高周波放電及びイ
オン加速用の直流電圧を一旦停止させねばならない（図
２（ｂ））。従って、真空槽４１内に新たに搬入される
試料にイオンの照射・注入を行なうためには、ガスの導
入、ガス圧の制御、高周波の印加及び制御、マッチング
制御、直流電圧の印加等の作業を改めて行わねばなら
ず、その結果、試料へのイオンの照射・注入以外の作業
に時間を奪われ、生産性の低下を招くという課題があっ
た。
ような方法を採用した場合、大面積処理は容易である
が、以下のような課題がある。すなわち、試料としての
半導体薄膜５７を大気中から緩衝槽４８を介して真空槽
４１へ搬入する際や、真空槽４１から緩衝槽４８を介し
て大気中へ搬出する際には、不純物を含む気体５５の除
去及びパージを行う必要があるため、高周波放電及びイ
オン加速用の直流電圧を一旦停止させねばならない（図
２（ｂ））。従って、真空槽４１内に新たに搬入される
試料にイオンの照射・注入を行なうためには、ガスの導
入、ガス圧の制御、高周波の印加及び制御、マッチング
制御、直流電圧の印加等の作業を改めて行わねばなら
ず、その結果、試料へのイオンの照射・注入以外の作業
に時間を奪われ、生産性の低下を招くという課題があっ
た。
【０００４】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ため、試料の搬入・搬出等のイオンの照射・注入以外の
作業に要する時間を最小限に抑え、薄膜トランジスタ等
の半導体薄膜素子の生産性を向上させることのできる不
純物のドーピング方法及びそれに使用する装置を提供す
ることを目的とする。
ため、試料の搬入・搬出等のイオンの照射・注入以外の
作業に要する時間を最小限に抑え、薄膜トランジスタ等
の半導体薄膜素子の生産性を向上させることのできる不
純物のドーピング方法及びそれに使用する装置を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る不純物のドーピング方法は、真空槽内
に試料を搬入し、価電子制御用の不純物を含む気体の放
電により生成したイオンを、直流電界により加速して試
料に照射・注入し、イオン注入後の試料を真空槽から搬
出する不純物のドーピング方法であって、試料の搬入及
び搬出を真空槽に接続した緩衝槽を介して行うに際し、
大気中と緩衝槽との間の試料の搬送時には、緩衝槽を真
空槽から遮断すると共に、緩衝槽内を大気と実質的に同
じ雰囲気にし、緩衝槽と真空槽との間の試料の搬送時に
は、緩衝槽を大気から遮断すると共に、緩衝槽を前記放
電が停止しない条件下の雰囲気にすることを特徴とす
る。
め、本発明に係る不純物のドーピング方法は、真空槽内
に試料を搬入し、価電子制御用の不純物を含む気体の放
電により生成したイオンを、直流電界により加速して試
料に照射・注入し、イオン注入後の試料を真空槽から搬
出する不純物のドーピング方法であって、試料の搬入及
び搬出を真空槽に接続した緩衝槽を介して行うに際し、
大気中と緩衝槽との間の試料の搬送時には、緩衝槽を真
空槽から遮断すると共に、緩衝槽内を大気と実質的に同
じ雰囲気にし、緩衝槽と真空槽との間の試料の搬送時に
は、緩衝槽を大気から遮断すると共に、緩衝槽を前記放
電が停止しない条件下の雰囲気にすることを特徴とす
る。
【０００６】また、前記本発明方法においては、荷電子
制御用の不純物を含む気体が、前記不純物元素の水素化
合物を含むのが好ましい。また、本発明の不純物のドー
ピング装置は、真空槽内に試料を搬入する手段と、価電
子制御用の不純物を含む気体の高周波放電により生成し
たイオンを、直流電界により加速して試料に照射・注入
する手段と、イオン注入後の試料を真空槽から搬出する
不純物のドーピング装置であって、 前記試料の搬入側及
び搬出側にそれぞれ真空槽に接続した緩衝槽を備え、 大
気側と緩衝槽との間の試料の搬送時には、緩衝槽と真空
槽との通気を遮断する手段を備え、緩衝槽内を大気側と
実質的に同じ雰囲気にし、 緩衝槽と前記真空槽との間の
試料の搬送時には、緩衝槽を大気側から遮断する手段を
備え、緩衝槽を前記高周波放電が停止しない条件下の雰
囲気にする保持することを特徴とする。 前記ドーピング
装置においては、前記真空槽には、価電子制御用の不純
物を含む気体の高周波放電により生成したイオンを、直
流電界により加速して試料に照射・注入するための手段
を備え、前記緩衝槽には、一対のゲートバルブを有し、
一方のゲートバルブを介して前記真空槽に接続され、か
つ、真空排気機構及び気体の供給・除去機構が設けられ
た緩衝槽を備えたことが好ましい。
制御用の不純物を含む気体が、前記不純物元素の水素化
合物を含むのが好ましい。また、本発明の不純物のドー
ピング装置は、真空槽内に試料を搬入する手段と、価電
子制御用の不純物を含む気体の高周波放電により生成し
たイオンを、直流電界により加速して試料に照射・注入
する手段と、イオン注入後の試料を真空槽から搬出する
不純物のドーピング装置であって、 前記試料の搬入側及
び搬出側にそれぞれ真空槽に接続した緩衝槽を備え、 大
気側と緩衝槽との間の試料の搬送時には、緩衝槽と真空
槽との通気を遮断する手段を備え、緩衝槽内を大気側と
実質的に同じ雰囲気にし、 緩衝槽と前記真空槽との間の
試料の搬送時には、緩衝槽を大気側から遮断する手段を
備え、緩衝槽を前記高周波放電が停止しない条件下の雰
囲気にする保持することを特徴とする。 前記ドーピング
装置においては、前記真空槽には、価電子制御用の不純
物を含む気体の高周波放電により生成したイオンを、直
流電界により加速して試料に照射・注入するための手段
を備え、前記緩衝槽には、一対のゲートバルブを有し、
一方のゲートバルブを介して前記真空槽に接続され、か
つ、真空排気機構及び気体の供給・除去機構が設けられ
た緩衝槽を備えたことが好ましい。
【０００７】
【作用】前記本発明方法の構成によれば、高周波放電及
びイオン加速用の直流電圧を停止させる必要がないた
め、高周波放電を開始するためのガスの導入、ガス圧の
制御、高周波の印加及び制御、マッチング制御、直流電
圧の印加等の作業を省略して、試料の搬入・搬出等のイ
オン注入処理以外に要する時間を最小限に抑えることが
でき、その結果、試料の搬送とイオンの照射・注入を逐
次連続して行うことができるので、薄膜トランジスタ等
の半導体薄膜素子の生産性を向上させることができる。
びイオン加速用の直流電圧を停止させる必要がないた
め、高周波放電を開始するためのガスの導入、ガス圧の
制御、高周波の印加及び制御、マッチング制御、直流電
圧の印加等の作業を省略して、試料の搬入・搬出等のイ
オン注入処理以外に要する時間を最小限に抑えることが
でき、その結果、試料の搬送とイオンの照射・注入を逐
次連続して行うことができるので、薄膜トランジスタ等
の半導体薄膜素子の生産性を向上させることができる。
【０００８】また、前記本発明方法の構成において、価
電子制御用の不純物を含む気体が、前記不純物元素の水
素化合物を含むという好ましい構成によれば、良好な特
性を有するドーピング層を形成することができる。
電子制御用の不純物を含む気体が、前記不純物元素の水
素化合物を含むという好ましい構成によれば、良好な特
性を有するドーピング層を形成することができる。
【０００９】また、前記本発明装置の構成によれば、本
発明方法を効率良く合理的に実施することができる。
発明方法を効率良く合理的に実施することができる。
【００１０】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。図１は、本発明に係る不純物のドーピング
方法及びそれに使用する装置の一実施例を示す概略図で
ある。
に説明する。図１は、本発明に係る不純物のドーピング
方法及びそれに使用する装置の一実施例を示す概略図で
ある。
【００１１】図１（ａ）に示すように、イオンの照射・
注入を行なう真空槽１には、高周波放電によるイオン源
２、イオンを引出し加速する電極３、接地電位の電極
４、イオン源２にガスを供給するガス導入管５、真空排
気管６、試料台７及び緩衝槽８、９を接続するためのゲ
ートバルブ１０、１１が設けられている。
注入を行なう真空槽１には、高周波放電によるイオン源
２、イオンを引出し加速する電極３、接地電位の電極
４、イオン源２にガスを供給するガス導入管５、真空排
気管６、試料台７及び緩衝槽８、９を接続するためのゲ
ートバルブ１０、１１が設けられている。
【００１２】ガス導入管５は、流量制御装置１２及びバ
ルブ１３を介してガスボンベ（図示せず）に接続されて
おり、これによりＰＨ3 とＨ2 の混合ガスやＢ2 Ｈ6 と
Ｈ2の混合ガス等のドーピングガスを真空槽１及びイオ
ン源２に適量だけ供給することができる。この場合、ガ
ス導入管５を真空槽１内でイオンビーム２０を取り囲む
形状にし、該ガス導入管５に間隔をあけてガス噴出孔を
設ければ、イオン源２へのドーピングガスの供給を均一
に行うことができる。また、ガス導入管５は、イオン源
２に直接接続してもよく、ガスの種類・系統数に応じ
て、流量制御装置１２及びガス導入管５に至る配管を増
やせばよい。ちなみに、試料としてシリコン薄膜を用い
る場合には、ＰＨ3 とＨ2 の混合ガスを用いることによ
り、良好な特性を有するｎ型ドーピング層を形成するこ
とができる。さらに、イオンの照射・注入後に加熱処理
を行えば、ドーピング層の損傷を回復し、イオン注入物
を活性化させることができるので、より良好な特性を示
す半導体薄膜素子を作製することができる。
ルブ１３を介してガスボンベ（図示せず）に接続されて
おり、これによりＰＨ3 とＨ2 の混合ガスやＢ2 Ｈ6 と
Ｈ2の混合ガス等のドーピングガスを真空槽１及びイオ
ン源２に適量だけ供給することができる。この場合、ガ
ス導入管５を真空槽１内でイオンビーム２０を取り囲む
形状にし、該ガス導入管５に間隔をあけてガス噴出孔を
設ければ、イオン源２へのドーピングガスの供給を均一
に行うことができる。また、ガス導入管５は、イオン源
２に直接接続してもよく、ガスの種類・系統数に応じ
て、流量制御装置１２及びガス導入管５に至る配管を増
やせばよい。ちなみに、試料としてシリコン薄膜を用い
る場合には、ＰＨ3 とＨ2 の混合ガスを用いることによ
り、良好な特性を有するｎ型ドーピング層を形成するこ
とができる。さらに、イオンの照射・注入後に加熱処理
を行えば、ドーピング層の損傷を回復し、イオン注入物
を活性化させることができるので、より良好な特性を示
す半導体薄膜素子を作製することができる。
【００１３】真空排気管６はバルブ１４を介して真空ポ
ンプ１５に接続されており、該真空ポンプ１５によって
真空排気を行なうことにより、イオン源２の圧力を高周
波放電に適した１０-1〜１０-2Ｐａに保持することがで
きる。イオン源２に高周波放電を発生させるための高周
波電力は、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源１６に
よって供給される。この高周波の周波数は、１００ｋＨ
ｚや２７．１２ＭＨｚなど、１３．５６ＭＨｚ以外であ
ってもよい。また、高周波だけでなく、永久磁石や電磁
石によってイオン源２に磁場を印加することにより、発
生するプラズマ１７の密度を高めて、イオンの量を増加
させることもできる。
ンプ１５に接続されており、該真空ポンプ１５によって
真空排気を行なうことにより、イオン源２の圧力を高周
波放電に適した１０-1〜１０-2Ｐａに保持することがで
きる。イオン源２に高周波放電を発生させるための高周
波電力は、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源１６に
よって供給される。この高周波の周波数は、１００ｋＨ
ｚや２７．１２ＭＨｚなど、１３．５６ＭＨｚ以外であ
ってもよい。また、高周波だけでなく、永久磁石や電磁
石によってイオン源２に磁場を印加することにより、発
生するプラズマ１７の密度を高めて、イオンの量を増加
させることもできる。
【００１４】電極３には直流高圧電源１８によって直流
電圧が印加され、これによりプラズマ１７に電位を与え
てイオンを加速することができる。直流電圧としては
０．５ｋＶ以上が印加され、加速電圧に応じて直流高電
圧を印加する電極を複数枚にする。
電圧が印加され、これによりプラズマ１７に電位を与え
てイオンを加速することができる。直流電圧としては
０．５ｋＶ以上が印加され、加速電圧に応じて直流高電
圧を印加する電極を複数枚にする。
【００１５】以上の構成により、真空槽１内の試料１９
にイオンビーム２０を照射し、ドーピング層を形成する
ことができる。真空槽１に接続される緩衝槽８はイオン
の注入処理を行う試料２１をストックしておくためのも
のであり、緩衝槽９はイオンの注入処理を終えた試料２
２をストックしておくためのものである。この場合、試
料２１のそれぞれを試料台に載せた状態で緩衝槽８にス
トックし、試料台ごと搬送するようにしてもよい。緩衝
槽８、９には、それぞれガス導入管２３、２４が設けら
れており、該ガス導入管２３、２４にはそれぞれ流量制
御装置２５、２７及びバルブ２６、２８を介してガスボ
ンベ（図示せず）が接続されている。これにより、緩衝
槽８、９に、イオン源２に供給するガスと同種のガスを
供給することができるようにされている。例えば、イオ
ン源２に水素希釈の５％ＰＨ3 を供給している場合に
は、同じ水素希釈の５％ＰＨ3 を緩衝槽８、９に供給す
ることができる。また、緩衝槽８、９には、それぞれ真
空排気管２９、３０が設けられており、該真空排気管２
９、３０にはそれぞれバルブ３１、３２を介して真空ポ
ンプ３３、３４が接続されている。そして、真空ポンプ
３３、３４によって真空排気を行うことにより、高周波
放電のための圧力を維持することができるようにされて
いる。尚、真空槽１内の高周波放電が停止しなければ、
緩衝槽８、９には濃度の異なる水素希釈のＰＨ3や、水
素のみ、あるいはヘリウムなどの不活性ガスを供給して
もよい。また、緩衝槽８、９と真空槽１との間のゲート
バルブ１０、１１が開いた状態でイオンビーム２０の照
射が安定して行われている場合には、緩衝槽８、９への
ガスの供給や真空排気は停止してもよい。
にイオンビーム２０を照射し、ドーピング層を形成する
ことができる。真空槽１に接続される緩衝槽８はイオン
の注入処理を行う試料２１をストックしておくためのも
のであり、緩衝槽９はイオンの注入処理を終えた試料２
２をストックしておくためのものである。この場合、試
料２１のそれぞれを試料台に載せた状態で緩衝槽８にス
トックし、試料台ごと搬送するようにしてもよい。緩衝
槽８、９には、それぞれガス導入管２３、２４が設けら
れており、該ガス導入管２３、２４にはそれぞれ流量制
御装置２５、２７及びバルブ２６、２８を介してガスボ
ンベ（図示せず）が接続されている。これにより、緩衝
槽８、９に、イオン源２に供給するガスと同種のガスを
供給することができるようにされている。例えば、イオ
ン源２に水素希釈の５％ＰＨ3 を供給している場合に
は、同じ水素希釈の５％ＰＨ3 を緩衝槽８、９に供給す
ることができる。また、緩衝槽８、９には、それぞれ真
空排気管２９、３０が設けられており、該真空排気管２
９、３０にはそれぞれバルブ３１、３２を介して真空ポ
ンプ３３、３４が接続されている。そして、真空ポンプ
３３、３４によって真空排気を行うことにより、高周波
放電のための圧力を維持することができるようにされて
いる。尚、真空槽１内の高周波放電が停止しなければ、
緩衝槽８、９には濃度の異なる水素希釈のＰＨ3や、水
素のみ、あるいはヘリウムなどの不活性ガスを供給して
もよい。また、緩衝槽８、９と真空槽１との間のゲート
バルブ１０、１１が開いた状態でイオンビーム２０の照
射が安定して行われている場合には、緩衝槽８、９への
ガスの供給や真空排気は停止してもよい。
【００１６】以上の構成により、緩衝槽８にストックさ
れている試料２１を順次真空槽１に搬入し、イオンの照
射・注入を行った後、緩衝槽９へ搬出することができる
（図１（ａ））。
れている試料２１を順次真空槽１に搬入し、イオンの照
射・注入を行った後、緩衝槽９へ搬出することができる
（図１（ａ））。
【００１７】緩衝槽８内の試料２１を全て真空槽１へ搬
入し終えたら、ゲートバルブ１０を閉じ、緩衝槽８内の
不純物を含む気体の除去及び窒素ガス等の置換を行う。
次いで、バルブ３５を開いて緩衝槽８内を大気圧にし、
ゲートバルブ３６から新たな試料２１を搬入する（図１
（ｂ））。そして、この間に、真空槽１内で試料へのイ
オンの照射・注入を行い、緩衝槽９へ搬出する。
入し終えたら、ゲートバルブ１０を閉じ、緩衝槽８内の
不純物を含む気体の除去及び窒素ガス等の置換を行う。
次いで、バルブ３５を開いて緩衝槽８内を大気圧にし、
ゲートバルブ３６から新たな試料２１を搬入する（図１
（ｂ））。そして、この間に、真空槽１内で試料へのイ
オンの照射・注入を行い、緩衝槽９へ搬出する。
【００１８】新たな試料２１が搬入された緩衝槽８を真
空にした後、ガスを導入して、真空槽１と同じ雰囲気に
する。緩衝槽８内が真空槽１内と同じ雰囲気になった後
にゲートバルブ１０を開き、試料２１を真空槽１へ搬入
する（図１（ｃ））。そして、この間に、緩衝槽９内の
不純物を含む気体の除去及びパージを行い、バルブ３７
を開いて緩衝槽９内を大気圧にし、ゲートバルブ３８か
らイオン注入後の試料２２を搬出する。尚、真空槽１内
に試料がない場合に、高周波放電を維持した状態でイオ
ン源２に供給するガスを不活性ガスや水素等に切り替
え、イオン源２及び真空槽１内をクリーニングすれば、
イオン源２の動作安定性を高めることができる。
空にした後、ガスを導入して、真空槽１と同じ雰囲気に
する。緩衝槽８内が真空槽１内と同じ雰囲気になった後
にゲートバルブ１０を開き、試料２１を真空槽１へ搬入
する（図１（ｃ））。そして、この間に、緩衝槽９内の
不純物を含む気体の除去及びパージを行い、バルブ３７
を開いて緩衝槽９内を大気圧にし、ゲートバルブ３８か
らイオン注入後の試料２２を搬出する。尚、真空槽１内
に試料がない場合に、高周波放電を維持した状態でイオ
ン源２に供給するガスを不活性ガスや水素等に切り替
え、イオン源２及び真空槽１内をクリーニングすれば、
イオン源２の動作安定性を高めることができる。
【００１９】試料２２を搬出した緩衝槽９を真空にした
後、ガスを導入して、真空槽１と同じ雰囲気にする。そ
して、緩衝槽９内が真空槽１内と同じ雰囲気になった後
にゲートバルブ１１を開き、イオン注入後の試料２２を
緩衝槽９へ搬出する（図１（ａ））。
後、ガスを導入して、真空槽１と同じ雰囲気にする。そ
して、緩衝槽９内が真空槽１内と同じ雰囲気になった後
にゲートバルブ１１を開き、イオン注入後の試料２２を
緩衝槽９へ搬出する（図１（ａ））。
【００２０】以上のような構成としたことにより、高周
波放電及びイオン加速用の直流電圧を停止させる必要が
ないため、イオン源２の高周波放電を開始するためのガ
スの導入、ガス圧の制御、高周波の印加及び制御、マッ
チング制御、直流電圧の印加等の作業を省略して、試料
の搬入・搬出等のイオン注入処理以外に要する時間を最
小限に抑えることができ、その結果、試料の搬送とイオ
ンの注入を逐次連続して行うことができるので、薄膜ト
ランジスタ等の半導体薄膜素子の生産性を向上させるこ
とができる。
波放電及びイオン加速用の直流電圧を停止させる必要が
ないため、イオン源２の高周波放電を開始するためのガ
スの導入、ガス圧の制御、高周波の印加及び制御、マッ
チング制御、直流電圧の印加等の作業を省略して、試料
の搬入・搬出等のイオン注入処理以外に要する時間を最
小限に抑えることができ、その結果、試料の搬送とイオ
ンの注入を逐次連続して行うことができるので、薄膜ト
ランジスタ等の半導体薄膜素子の生産性を向上させるこ
とができる。
【００２１】尚、上記実施例においては、試料の搬入・
搬出を別個の緩衝槽８、９を介して行う構成としている
が、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、１つ
の緩衝槽のみを真空槽１に接続し、試料の搬入・搬出を
同一の緩衝槽を介して行う構成であってもよい。また、
緩衝槽と大気との間に別の処理を行う真空槽や、試料の
搬入・搬出を行う大気導入用の真空槽を付加してもよ
い。
搬出を別個の緩衝槽８、９を介して行う構成としている
が、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、１つ
の緩衝槽のみを真空槽１に接続し、試料の搬入・搬出を
同一の緩衝槽を介して行う構成であってもよい。また、
緩衝槽と大気との間に別の処理を行う真空槽や、試料の
搬入・搬出を行う大気導入用の真空槽を付加してもよ
い。
【００２２】また、上記実施例においては、真空槽１内
で１つの試料について処理する構成を示しているが、必
ずしもこの構成に限定されるものではなく、真空槽１内
の試料台７に複数の試料を搬入・設置し、この試料台７
を回転あるいは往復させながら複数の試料に対し交互に
イオンの照射・注入を行う構成とすることもできる。そ
して、このような構成を採用すれば、生産性のさらなる
向上を図ることができる。
で１つの試料について処理する構成を示しているが、必
ずしもこの構成に限定されるものではなく、真空槽１内
の試料台７に複数の試料を搬入・設置し、この試料台７
を回転あるいは往復させながら複数の試料に対し交互に
イオンの照射・注入を行う構成とすることもできる。そ
して、このような構成を採用すれば、生産性のさらなる
向上を図ることができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る不純
物のドーピング方法によれば、高周波放電及びイオン加
速用の直流電圧を停止させる必要がないため、高周波放
電を開始するためのガスの導入、ガス圧の制御、高周波
の印加及び制御、マッチング制御、直流電圧の印加等の
作業を省略して、試料の搬入・搬出等のイオン注入処理
以外に要する時間を最小限に抑えることができ、その結
果、試料の搬送とイオンの照射・注入を逐次連続して行
うことができるので、薄膜トランジスタ等の半導体薄膜
素子の生産性を向上させることができる。
物のドーピング方法によれば、高周波放電及びイオン加
速用の直流電圧を停止させる必要がないため、高周波放
電を開始するためのガスの導入、ガス圧の制御、高周波
の印加及び制御、マッチング制御、直流電圧の印加等の
作業を省略して、試料の搬入・搬出等のイオン注入処理
以外に要する時間を最小限に抑えることができ、その結
果、試料の搬送とイオンの照射・注入を逐次連続して行
うことができるので、薄膜トランジスタ等の半導体薄膜
素子の生産性を向上させることができる。
【００２４】また、本発明方法の構成において、価電子
制御用の不純物を含む気体が、前記不純物元素の水素化
合物を含むという好ましい構成によれば、良好なドーピ
ング特性を有するドーピング層を形成することができ
る。
制御用の不純物を含む気体が、前記不純物元素の水素化
合物を含むという好ましい構成によれば、良好なドーピ
ング特性を有するドーピング層を形成することができ
る。
【００２５】また、本発明に係る不純物のドーピング方
法に使用する装置の構成によれば、本発明方法を効率良
く合理的に実施することができる。
法に使用する装置の構成によれば、本発明方法を効率良
く合理的に実施することができる。
【図１】本発明に係る不純物のドーピング方法及びそれ
に使用する装置を示す概略図である。
に使用する装置を示す概略図である。
【図２】従来技術を示す概略図である。
１ 真空槽 ２ イオン源 ３ 電極 ４ 接地電位の電極 ５、２３、２４ ガス導入管 ６、２９、３０ 真空排気管 ７ 試料台 ８、９ 緩衝槽 １０、１１、３６、３８ ゲートバルブ １２、２５、２７ 流量制御装置 １３、１４、２６、２８、３１、３２、３５、３７ バ
ルブ １５、３３、３４ 真空ポンプ １６ 高周波電源 １７ プラズマ １８ 直流高圧電源 １９ 試料 ２０ イオンビーム ２１ 注入前の試料 ２２ 注入後の試料
ルブ １５、３３、３４ 真空ポンプ １６ 高周波電源 １７ プラズマ １８ 直流高圧電源 １９ 試料 ２０ イオンビーム ２１ 注入前の試料 ２２ 注入後の試料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−36618（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−29263（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−272643（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−61227（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−371225（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−323820（ＪＰ，Ａ) Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．, Ｖｏｌ．30，Ｎｏ．１Ａ＜Ｐａｒｔ２ Ｌｅｔｔｔｅｒｓ＞ｐ．Ｌ67 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/265 603 C23C 14/56 H01J 37/317 H01L 21/336 H01L 29/786
Claims (4)
- 【請求項１】 真空槽内に試料を搬入し、価電子制御用
の不純物を含む気体の放電により生成したイオンを、直
流電界により加速して試料に照射・注入し、イオン注入
後の試料を真空槽から搬出する不純物のドーピング方法
であって、試料の搬入及び搬出を真空槽に接続した緩衝
槽を介して行うに際し、大気中と緩衝槽との間の試料の
搬送時には、緩衝槽を真空槽から遮断すると共に、緩衝
槽内を大気と実質的に同じ雰囲気にし、緩衝槽と真空槽
との間の試料の搬送時には、緩衝槽を大気から遮断する
と共に、緩衝槽を前記放電が停止しない条件下の雰囲気
にすることを特徴とする不純物のドーピング方法。 - 【請求項２】 価電子制御用の不純物を含む気体が、前
記不純物元素の水素化合物を含む請求項１に記載の不純
物のドーピング方法。 - 【請求項３】 真空槽内に試料を搬入する手段と、価電
子制御用の不純物を含む気体の高周波放電により生成し
たイオンを、直流電界により加速して試料に照射・注入
する手段と、イオン注入後の試料を真空槽から搬出する
不純物のドーピング装置であって、 前記試料の搬入側及び搬出側にそれぞれ真空槽に接続し
た緩衝槽を備え、 大気側と緩衝槽との間の試料の搬送時には、緩衝槽と真
空槽との通気を遮断する手段を備え、緩衝槽内を大気側
と実質的に同じ雰囲気にし、 緩衝槽と前記真空槽との間の試料の搬送時には、緩衝槽
を大気側から遮断する手段を備え、緩衝槽を前記高周波
放電が停止しない条件下の雰囲気にする保持することを
特徴とする不純物のドーピング装置。 - 【請求項４】 前記真空槽には、価電子制御用の不純物
を含む気体の高周波放電により生成したイオンを、直流
電界により加速して試料に照射・注入するための手段を
備え、前記緩衝槽には、 一対のゲートバルブを有し、一方のゲ
ートバルブを介して前記真空槽に接続され、かつ、真空
排気機構及び気体の供給・除去機構が設けられた緩衝槽
を備えた請求項３に記載の不純物のドーピング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07972093A JP3289987B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 不純物のドーピング方法及びそれに使用する装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07972093A JP3289987B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 不純物のドーピング方法及びそれに使用する装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06291073A JPH06291073A (ja) | 1994-10-18 |
| JP3289987B2 true JP3289987B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=13698042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07972093A Expired - Fee Related JP3289987B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 不純物のドーピング方法及びそれに使用する装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3289987B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7118996B1 (en) | 1996-05-15 | 2006-10-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Apparatus and method for doping |
| US20030116089A1 (en) * | 2001-12-04 | 2003-06-26 | Walther Steven R. | Plasma implantation system and method with target movement |
| US9437392B2 (en) * | 2011-11-02 | 2016-09-06 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | High-throughput ion implanter |
-
1993
- 1993-04-06 JP JP07972093A patent/JP3289987B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．１Ａ＜Ｐａｒｔ２ Ｌｅｔｔｔｅｒｓ＞ｐ．Ｌ６７ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06291073A (ja) | 1994-10-18 |
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