JP3293929B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に係り、特に、不純物イオンの注入深さを浅くし、浅い
接合を形成する半導体装置の製造方法に関する。
に係り、特に、不純物イオンの注入深さを浅くし、浅い
接合を形成する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、半導体装置の微細化及び高集
積化が進むにつれて、横方向は勿論のこと、縦方向（上
下方向）の縮小化も要求されてきている。この要求に対
処する方法の一つとして、浅い接合を形成することが挙
げられる。この浅い接合を形成する方法としては、例え
ば、半導体基板に低エネルギーで不純物イオンを注入
し、当該不純物イオンの注入深さ（打ち込み深さ）を浅
くする方法や、活性化すべき不純物イオンが軽い元素で
ある場合は、その元素を重い分子の形にして注入し、注
入深さを浅くする方法、プリインプラ、注入した不純物
イオンの拡散を抑制する低温アニールやＲＴＡ（Rapid
Thermal Annealing ）等、種々の方法が紹介されてい
る。
積化が進むにつれて、横方向は勿論のこと、縦方向（上
下方向）の縮小化も要求されてきている。この要求に対
処する方法の一つとして、浅い接合を形成することが挙
げられる。この浅い接合を形成する方法としては、例え
ば、半導体基板に低エネルギーで不純物イオンを注入
し、当該不純物イオンの注入深さ（打ち込み深さ）を浅
くする方法や、活性化すべき不純物イオンが軽い元素で
ある場合は、その元素を重い分子の形にして注入し、注
入深さを浅くする方法、プリインプラ、注入した不純物
イオンの拡散を抑制する低温アニールやＲＴＡ（Rapid
Thermal Annealing ）等、種々の方法が紹介されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記低
エネルギーで不純物イオンを注入する方法は、不純物イ
オンが軽い元素の場合、その注入深さを十分に浅くする
ことができないという問題があった。また、欠陥回復、
活性化のためのアニールを行うと、前記不純物イオンの
拡散が大きく、十分に浅い接合深さを得ることが困難で
あるという問題があった。
エネルギーで不純物イオンを注入する方法は、不純物イ
オンが軽い元素の場合、その注入深さを十分に浅くする
ことができないという問題があった。また、欠陥回復、
活性化のためのアニールを行うと、前記不純物イオンの
拡散が大きく、十分に浅い接合深さを得ることが困難で
あるという問題があった。
【０００４】一方、軽い元素を重い分子の形にして注入
する方法は、注入深さを浅くすることができる反面、前
記分子の注入後の挙動は、原子イオン単位となる。従っ
て、欠陥回復、活性化のためのアニールを行う際の拡散
が大きく、十分に浅い接合深さを得ることが困難である
という問題があった。また、例えば、ボロン（Ｂ）のよ
うな軽い元素を注入する場合は、フッ化ボロン（Ｂ
Ｆ2 ）のように重い分子の形にして注入するが、後に行
うアニールの際に、フッ素（Ｆ）が酸化膜に拡散して膜
厚増加を引き起こしたり、接合リークが発生する等、分
子化のために付加した不純物元素の挙動により、素子特
性の劣化を引き起こし易いという問題もあった。
する方法は、注入深さを浅くすることができる反面、前
記分子の注入後の挙動は、原子イオン単位となる。従っ
て、欠陥回復、活性化のためのアニールを行う際の拡散
が大きく、十分に浅い接合深さを得ることが困難である
という問題があった。また、例えば、ボロン（Ｂ）のよ
うな軽い元素を注入する場合は、フッ化ボロン（Ｂ
Ｆ2 ）のように重い分子の形にして注入するが、後に行
うアニールの際に、フッ素（Ｆ）が酸化膜に拡散して膜
厚増加を引き起こしたり、接合リークが発生する等、分
子化のために付加した不純物元素の挙動により、素子特
性の劣化を引き起こし易いという問題もあった。
【０００５】また、プリインプラは、プリインプラ時に
生じた欠陥を十分に回復するためのアニールを行うと、
不純物イオンの拡散が大きくなり、十分に浅い接合深さ
を得ることができないという問題があった。そしてま
た、低温アニールは、不純物イオンの注入深さが浅くな
ければ効果がないという問題があった。また、ＳＲ光照
射による低温結晶化と共に研究が進められているが、未
だ十分な効果を挙げられる手法は確立されていない。
生じた欠陥を十分に回復するためのアニールを行うと、
不純物イオンの拡散が大きくなり、十分に浅い接合深さ
を得ることができないという問題があった。そしてま
た、低温アニールは、不純物イオンの注入深さが浅くな
ければ効果がないという問題があった。また、ＳＲ光照
射による低温結晶化と共に研究が進められているが、未
だ十分な効果を挙げられる手法は確立されていない。
【０００６】また、ＲＴＡは、枚葉式であるため、スル
ープットが悪い等、装置上の問題が挙げられる。本発明
は、このような従来の問題を解決することを課題とする
ものであり、素子の性能に支障を来すことなく、十分に
浅い接合深さを得ることが可能な半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。
ープットが悪い等、装置上の問題が挙げられる。本発明
は、このような従来の問題を解決することを課題とする
ものであり、素子の性能に支障を来すことなく、十分に
浅い接合深さを得ることが可能な半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、半導体基板に不純物イオン
を注入する第１工程と、前記不純物イオンが注入された
半導体基板に、活性化すべき不純物イオンを内核励起す
る波長のＸ線を照射する第２工程と、前記半導体基板
に、シリコンを内核励起する波長のＸ線を照射する第３
工程と、前記Ｘ線照射後、前記半導体基板にアニールを
行う第４工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の
製造方法を提供するものである。
に、請求項１記載の発明は、半導体基板に不純物イオン
を注入する第１工程と、前記不純物イオンが注入された
半導体基板に、活性化すべき不純物イオンを内核励起す
る波長のＸ線を照射する第２工程と、前記半導体基板
に、シリコンを内核励起する波長のＸ線を照射する第３
工程と、前記Ｘ線照射後、前記半導体基板にアニールを
行う第４工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の
製造方法を提供するものである。
【０００８】また、請求項２記載の発明は、半導体基板
に不純物イオンを注入する第１工程と、前記不純物イオ
ンが注入された半導体基板に、活性化すべき不純物イオ
ンを内核励起し且つシリコンを内核励起する波長のＸ線
を照射する第２工程と、前記Ｘ線照射後、前記半導体基
板にアニールを行う第３工程と、を含むことを特徴とす
る半導体装置の製造方法を提供するものである。
に不純物イオンを注入する第１工程と、前記不純物イオ
ンが注入された半導体基板に、活性化すべき不純物イオ
ンを内核励起し且つシリコンを内核励起する波長のＸ線
を照射する第２工程と、前記Ｘ線照射後、前記半導体基
板にアニールを行う第３工程と、を含むことを特徴とす
る半導体装置の製造方法を提供するものである。
【０００９】そして、請求項３記載の発明は、半導体基
板に注入された不純物元素を選択的に活性化する工程を
含む半導体装置の製造方法であって、前記不純物元素と
他の元素とからなる分子のイオンを前記半導体基板に注
入する第１工程と、前記分子のイオンが注入された半導
体基板に、前記不純物元素を内核励起し且つ前記他の元
素を内核励起しない波長のＸ線を照射する第２工程と、
前記Ｘ線照射後、前記半導体基板にアニールを行う第３
工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法
を提供するものである。また、請求項４記載の発明は、
上記請求項３記載の発明である半導体装置の製造方法に
おいて、前記不純物元素が硼素であり、前記他の元素が
フッ素であることを特徴とするものである。そして、請
求項５記載の発明は、上記請求項２乃至請求項４記載の
発明である半導体装置の製造方法において、前記Ｘ線
が、１８８〜２１０ｅＶのエネルギー帯を含む波長のＸ
線であることを特徴とするものである。
板に注入された不純物元素を選択的に活性化する工程を
含む半導体装置の製造方法であって、前記不純物元素と
他の元素とからなる分子のイオンを前記半導体基板に注
入する第１工程と、前記分子のイオンが注入された半導
体基板に、前記不純物元素を内核励起し且つ前記他の元
素を内核励起しない波長のＸ線を照射する第２工程と、
前記Ｘ線照射後、前記半導体基板にアニールを行う第３
工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法
を提供するものである。また、請求項４記載の発明は、
上記請求項３記載の発明である半導体装置の製造方法に
おいて、前記不純物元素が硼素であり、前記他の元素が
フッ素であることを特徴とするものである。そして、請
求項５記載の発明は、上記請求項２乃至請求項４記載の
発明である半導体装置の製造方法において、前記Ｘ線
が、１８８〜２１０ｅＶのエネルギー帯を含む波長のＸ
線であることを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】請求項１記載の発明によれば、不純物イオンが
注入された半導体基板に、活性化すべき不純物イオンを
内核励起する波長のＸ線を照射することで、前記不純物
イオンのうち活性化したい不純物イオンのみを選択的に
内核励起することができる。このため、従来より低いア
ニール温度で活性化及び拡散することができる。従っ
て、不純物イオンの注入深さを浅くする目的で、軽い元
素を重い分子の形にして注入した場合でも、活性化すべ
き軽いイオンのみが内核励起され、分子化のために付加
した重いイオンは、内核励起されない。このため、後に
行うアニール工程において、前記重いイオンは、殆ど活
性化及び拡散しないため、当該重いイオンが素子の性能
に支障を来すことを防止することができる。また、前記
活性化すべき不純物イオンは、前記Ｘ線により内核励起
されたものが、後に行うアニール工程によって拡散する
ため、Ｘ線照射深さをコントロールすることにより、活
性化すべき不純物の拡散深さを制御することができる。
そしてまた、前記活性化すべき不純物イオンは、前記Ｘ
線により内核励起されているため、従来より低いアニー
ル温度で活性化及び拡散することができる。
注入された半導体基板に、活性化すべき不純物イオンを
内核励起する波長のＸ線を照射することで、前記不純物
イオンのうち活性化したい不純物イオンのみを選択的に
内核励起することができる。このため、従来より低いア
ニール温度で活性化及び拡散することができる。従っ
て、不純物イオンの注入深さを浅くする目的で、軽い元
素を重い分子の形にして注入した場合でも、活性化すべ
き軽いイオンのみが内核励起され、分子化のために付加
した重いイオンは、内核励起されない。このため、後に
行うアニール工程において、前記重いイオンは、殆ど活
性化及び拡散しないため、当該重いイオンが素子の性能
に支障を来すことを防止することができる。また、前記
活性化すべき不純物イオンは、前記Ｘ線により内核励起
されたものが、後に行うアニール工程によって拡散する
ため、Ｘ線照射深さをコントロールすることにより、活
性化すべき不純物の拡散深さを制御することができる。
そしてまた、前記活性化すべき不純物イオンは、前記Ｘ
線により内核励起されているため、従来より低いアニー
ル温度で活性化及び拡散することができる。
【００１１】また、前記半導体基板に、該半導体基板を
構成するシリコンを内核励起する波長のＸ線を照射する
ことで、当該シリコンを内核励起することができる。従
って、通常より低いアニール温度で結晶回復が可能とな
り、前記不純物イオンの拡散を抑制することができる。
そして、請求項２記載の発明によれば、不純物イオンが
注入された半導体基板に、活性化すべき不純物イオンを
内核励起し且つ前記半導体基板を構成するシリコンを内
核励起する波長のＸ線を照射することで、前記不純物イ
オンのうち活性化したい不純物イオンのみ選択的に内核
励起すると同時に、当該シリコンも内核励起することが
できる。従って、不純物イオンの注入深さを浅くする目
的で、軽い元素を重い分子の形にして注入した場合で
も、当該重いイオンが素子の性能に支障を来すことを防
止することができ、且つ、Ｘ線照射深さをコントロール
することで、活性化すべき不純物の拡散深さを制御する
ことができる。また、従来より低いアニール温度で活性
化すべき不純物イオンの活性化及び拡散、結晶回復を行
うことができる。
構成するシリコンを内核励起する波長のＸ線を照射する
ことで、当該シリコンを内核励起することができる。従
って、通常より低いアニール温度で結晶回復が可能とな
り、前記不純物イオンの拡散を抑制することができる。
そして、請求項２記載の発明によれば、不純物イオンが
注入された半導体基板に、活性化すべき不純物イオンを
内核励起し且つ前記半導体基板を構成するシリコンを内
核励起する波長のＸ線を照射することで、前記不純物イ
オンのうち活性化したい不純物イオンのみ選択的に内核
励起すると同時に、当該シリコンも内核励起することが
できる。従って、不純物イオンの注入深さを浅くする目
的で、軽い元素を重い分子の形にして注入した場合で
も、当該重いイオンが素子の性能に支障を来すことを防
止することができ、且つ、Ｘ線照射深さをコントロール
することで、活性化すべき不純物の拡散深さを制御する
ことができる。また、従来より低いアニール温度で活性
化すべき不純物イオンの活性化及び拡散、結晶回復を行
うことができる。
【００１２】さらにまた、活性化したい不純物イオンの
内核励起と半導体基板を構成するシリコンの内核励起と
を同時に行えるため、製造コストを削減することができ
ると共に、工程を簡略化することができる。また、請求
項３記載の発明によれば、不純物元素（請求項４記載の
発明であれば、硼素）と他の元素（請求項４記載の発明
であれば、フッ素）とからなる分子のイオンが注入され
た半導体基板に、前記不純物元素を内核励起し且つ前記
他の元素を内核励起しない波長のＸ線を照射すること
で、前記分子のイオンのうち活性化したい不純物元素の
み選択的に内核励起することができる。従って、不純物
イオンの注入深さを浅くする目的で、軽い元素を重い分
子の形にして注入した場合でも、当該重いイオンが素子
の性能に支障を来すことを防止することができ、且つ、
Ｘ線照射深さをコントロールすることで、活性化すべき
不純物の拡散深さを制御することができる。また、従来
より低いアニール温度で活性化すべき不純物イオンの活
性化及び拡散、結晶回復を行うことができる。また、請
求項５記載の発明によれば、上記請求項２〜４記載の発
明の作用をより確実に発揮することが可能となる。
内核励起と半導体基板を構成するシリコンの内核励起と
を同時に行えるため、製造コストを削減することができ
ると共に、工程を簡略化することができる。また、請求
項３記載の発明によれば、不純物元素（請求項４記載の
発明であれば、硼素）と他の元素（請求項４記載の発明
であれば、フッ素）とからなる分子のイオンが注入され
た半導体基板に、前記不純物元素を内核励起し且つ前記
他の元素を内核励起しない波長のＸ線を照射すること
で、前記分子のイオンのうち活性化したい不純物元素の
み選択的に内核励起することができる。従って、不純物
イオンの注入深さを浅くする目的で、軽い元素を重い分
子の形にして注入した場合でも、当該重いイオンが素子
の性能に支障を来すことを防止することができ、且つ、
Ｘ線照射深さをコントロールすることで、活性化すべき
不純物の拡散深さを制御することができる。また、従来
より低いアニール温度で活性化すべき不純物イオンの活
性化及び拡散、結晶回復を行うことができる。また、請
求項５記載の発明によれば、上記請求項２〜４記載の発
明の作用をより確実に発揮することが可能となる。
【００１３】
【実施例】次に、本発明に係る一実施例について、図面
を参照して説明する。図１ないし図３は、本発明の実施
例に係る半導体装置の製造工程の一部を示す部分断面
図、図４は、本発明の実施例で使用するビームラインを
示す構成図である。
を参照して説明する。図１ないし図３は、本発明の実施
例に係る半導体装置の製造工程の一部を示す部分断面
図、図４は、本発明の実施例で使用するビームラインを
示す構成図である。
【００１４】図４に示すビームラインは、Ｘ線源として
ＳＲリング１０を有し、ＳＲリング１０から照射される
ビーム光の延長線（進路）上には、当該ビーム光を受光
し、受光したビーム光の波長帯の光強度を調整した後、
露光チェンバ１２の所定位置に載置された被露光物（本
実施例では、半導体基板）に当該調整後のビーム光を照
射するフィルタ１２が配設された構成を備えている。な
お、本実施例では、フィルタ１１として、８０μｇ／ｃ
ｍ2 のカーボンフィルタを使用し、ＳＲリング１０のリ
ングカレントは、３００ｍＡとした。
ＳＲリング１０を有し、ＳＲリング１０から照射される
ビーム光の延長線（進路）上には、当該ビーム光を受光
し、受光したビーム光の波長帯の光強度を調整した後、
露光チェンバ１２の所定位置に載置された被露光物（本
実施例では、半導体基板）に当該調整後のビーム光を照
射するフィルタ１２が配設された構成を備えている。な
お、本実施例では、フィルタ１１として、８０μｇ／ｃ
ｍ2 のカーボンフィルタを使用し、ＳＲリング１０のリ
ングカレントは、３００ｍＡとした。
【００１５】先ず、図１に示す工程では、所望の処理が
行われたｎ型半導体基板１内に、浅いｐｎ接合を形成す
るため、軽い元素であるＢ+ （活性化すべき元素）を浅
い位置に注入できるように、これを重い分子の形である
ＢＦ2 + にし、ドーズ量＝５×１０15ｉｏｎｓ／ｃ
ｍ2 、加速エネルギー＝３０ＫｅＶで、半導体基板１に
注入する。この時、ＢＦ2 + の注入ピークの深さは、
０．０３μｍであった。
行われたｎ型半導体基板１内に、浅いｐｎ接合を形成す
るため、軽い元素であるＢ+ （活性化すべき元素）を浅
い位置に注入できるように、これを重い分子の形である
ＢＦ2 + にし、ドーズ量＝５×１０15ｉｏｎｓ／ｃ
ｍ2 、加速エネルギー＝３０ＫｅＶで、半導体基板１に
注入する。この時、ＢＦ2 + の注入ピークの深さは、
０．０３μｍであった。
【００１６】次に、図２に示す工程では、図１に示す工
程で得た半導体基板１を、図４に示すビームラインの露
光チェンバ１２の所定位置に載置する。次いで、前記Ｓ
Ｒリング１０のビームエネルギーを３００ＭｅＶに設定
し、前記半導体基板１を露光する。ここで、前記露光
は、活性化すべき元素であるＢ+ での吸収係数が高く且
つ半導体基板１を構成するシリコンへの吸収係数が高い
エネルギー帯（１８８〜２１０ｅＶ）を含む波長のＸ線
を照射する。なお、照射量は、半導体基板１において、
０．０５μｍの深さ位置まで、十分に内核励起可能な量
である３６ｍＡ・ｍｉｎとした。この時、照射Ｘ線強度
は、０．０４μｍの深さ位置で、１／２程度まで、０．
１μｍの深さ位置で、１／１０程度まで減少した。ま
た、ＢＦ2 +の注入深さは、０．０３μｍであり、Ｘ線
照射効果は、０．０５μｍまでであることから、ＢＦ2
+ 注入時にできた欠陥領域に対応するすべてのシリコン
は、内核励起され、且つ、Ｂ+ も無駄なく内核励起され
る。以上の工程により、Ｂ+ の内核励起及び半導体基板
１を構成するシリコンの内核励起を同時に行った。ここ
で、Ｂ+ を重い分子の形にするために付加した重いＦ2
+ には、前記Ｘ線が吸収され難いため、Ｆ2 + は、殆ど
内核励起されない。このため、後に行うアニール工程に
おいて、Ｆ2 + は、殆ど活性化及び拡散されない。ま
た、前記Ｂ+ は、前記Ｘ線により内核励起されたもの
が、後に行うアニール工程によって拡散するため、Ｘ線
照射深さをコントロールすることにより、Ｂ+ の拡散深
さを制御することができる。
程で得た半導体基板１を、図４に示すビームラインの露
光チェンバ１２の所定位置に載置する。次いで、前記Ｓ
Ｒリング１０のビームエネルギーを３００ＭｅＶに設定
し、前記半導体基板１を露光する。ここで、前記露光
は、活性化すべき元素であるＢ+ での吸収係数が高く且
つ半導体基板１を構成するシリコンへの吸収係数が高い
エネルギー帯（１８８〜２１０ｅＶ）を含む波長のＸ線
を照射する。なお、照射量は、半導体基板１において、
０．０５μｍの深さ位置まで、十分に内核励起可能な量
である３６ｍＡ・ｍｉｎとした。この時、照射Ｘ線強度
は、０．０４μｍの深さ位置で、１／２程度まで、０．
１μｍの深さ位置で、１／１０程度まで減少した。ま
た、ＢＦ2 +の注入深さは、０．０３μｍであり、Ｘ線
照射効果は、０．０５μｍまでであることから、ＢＦ2
+ 注入時にできた欠陥領域に対応するすべてのシリコン
は、内核励起され、且つ、Ｂ+ も無駄なく内核励起され
る。以上の工程により、Ｂ+ の内核励起及び半導体基板
１を構成するシリコンの内核励起を同時に行った。ここ
で、Ｂ+ を重い分子の形にするために付加した重いＦ2
+ には、前記Ｘ線が吸収され難いため、Ｆ2 + は、殆ど
内核励起されない。このため、後に行うアニール工程に
おいて、Ｆ2 + は、殆ど活性化及び拡散されない。ま
た、前記Ｂ+ は、前記Ｘ線により内核励起されたもの
が、後に行うアニール工程によって拡散するため、Ｘ線
照射深さをコントロールすることにより、Ｂ+ の拡散深
さを制御することができる。
【００１７】次いで、図３に示す工程では、図２に示す
工程で得た半導体基板１に、窒素雰囲気中で、６５０
℃、３０分間のアニールを行い、Ｂ+ の活性化及び拡
散、結晶回復を行う。この時、Ｂ+ 及び半導体基板１
は、図２に示す工程において内核励起されているため、
通常より低温のアニール（通常のアニール温度＝８５０
℃以上）で十分なアニール効果を得ることができる。ま
た、Ｘ線照射効果は、半導体基板１における深さが０．
０５μｍまでであるため、それ以上深い位置のシリコン
は、内核励起されていない。従って、この部分のシリコ
ンは、アニール温度だけに影響される励起であり、アニ
ール温度が８５０℃以上の場合に比べ、不純物イオンの
拡散係数が１／１００以上小さくなる。このように、再
結晶化は、殆ど深さ０．０５μｍ以内の領域に生じ、Ｂ
+ の活性化もこの領域で行われるため、半導体基板１の
上部０．０５〜０．１μｍ程度の浅い領域に、ｐ型拡散
層２を形成し、浅いｐｎ接合が形成された。また、Ｆ2
+ は、殆ど活性化及び拡散されないため、従来のよう
に、Ｆ2 + が酸化膜へ拡散して、酸化膜の膜厚増加を引
き起こしたり、接合リークを発生する等、素子の特性に
支障を来すことを防止することができる。
工程で得た半導体基板１に、窒素雰囲気中で、６５０
℃、３０分間のアニールを行い、Ｂ+ の活性化及び拡
散、結晶回復を行う。この時、Ｂ+ 及び半導体基板１
は、図２に示す工程において内核励起されているため、
通常より低温のアニール（通常のアニール温度＝８５０
℃以上）で十分なアニール効果を得ることができる。ま
た、Ｘ線照射効果は、半導体基板１における深さが０．
０５μｍまでであるため、それ以上深い位置のシリコン
は、内核励起されていない。従って、この部分のシリコ
ンは、アニール温度だけに影響される励起であり、アニ
ール温度が８５０℃以上の場合に比べ、不純物イオンの
拡散係数が１／１００以上小さくなる。このように、再
結晶化は、殆ど深さ０．０５μｍ以内の領域に生じ、Ｂ
+ の活性化もこの領域で行われるため、半導体基板１の
上部０．０５〜０．１μｍ程度の浅い領域に、ｐ型拡散
層２を形成し、浅いｐｎ接合が形成された。また、Ｆ2
+ は、殆ど活性化及び拡散されないため、従来のよう
に、Ｆ2 + が酸化膜へ拡散して、酸化膜の膜厚増加を引
き起こしたり、接合リークを発生する等、素子の特性に
支障を来すことを防止することができる。
【００１８】その後、所望の工程を行い、半導体装置を
完成する。なお、本実施例では、ｐ型の不純物イオンと
して、ＢＦ2 + を使用したが、これに限らず、浅い位置
への注入が可能であれば、他の組成を有する不純物イオ
ンを使用してもよいことは勿論である。そして、この場
合は、重い分子の形で注入するために付加する不純物イ
オンとして、活性化すべき不純物イオンとＸ線吸収の高
いエネルギー帯が異なる物質を選択することが必要であ
る。
完成する。なお、本実施例では、ｐ型の不純物イオンと
して、ＢＦ2 + を使用したが、これに限らず、浅い位置
への注入が可能であれば、他の組成を有する不純物イオ
ンを使用してもよいことは勿論である。そして、この場
合は、重い分子の形で注入するために付加する不純物イ
オンとして、活性化すべき不純物イオンとＸ線吸収の高
いエネルギー帯が異なる物質を選択することが必要であ
る。
【００１９】また、本実施例では、Ｂ+ 及びシリコンを
同時に内核励起するため、両者での吸収係数が高いエネ
ルギー帯（１８８〜２１０ｅＶ）を含む波長のＸ線を照
射したが、これに限らず、重い分子の形で注入するため
に付加する不純物イオンへの吸収形成が小さく、活性化
すべき不純物イオンへの吸収係数が大きいＸ線を選択す
ればよい。
同時に内核励起するため、両者での吸収係数が高いエネ
ルギー帯（１８８〜２１０ｅＶ）を含む波長のＸ線を照
射したが、これに限らず、重い分子の形で注入するため
に付加する不純物イオンへの吸収形成が小さく、活性化
すべき不純物イオンへの吸収係数が大きいＸ線を選択す
ればよい。
【００２０】そして、本実施例では、活性化すべき不純
物イオンとシリコンとを同時に内核励起したが、これに
限らず、活性化すべき不純物イオンへの吸収係数が大き
いＸ線と、シリコンへの吸収係数が大きいＸ線のエネル
ギー帯が一致しない場合は、各々別々に所望のエネルギ
ー帯を含む波長のＸ線を照射すればよい。また、本実施
例で使用したビームラインは、一例であり、ＳＲリング
１０のリングカレントやフィルタ１１の条件等は、使用
するＸ線により任意に決定してよい。
物イオンとシリコンとを同時に内核励起したが、これに
限らず、活性化すべき不純物イオンへの吸収係数が大き
いＸ線と、シリコンへの吸収係数が大きいＸ線のエネル
ギー帯が一致しない場合は、各々別々に所望のエネルギ
ー帯を含む波長のＸ線を照射すればよい。また、本実施
例で使用したビームラインは、一例であり、ＳＲリング
１０のリングカレントやフィルタ１１の条件等は、使用
するＸ線により任意に決定してよい。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、不純物イオンが注入された半導体基板に、
活性化すべき不純物イオンを内核励起する波長のＸ線を
照射し、且つ、半導体基板に、該半導体基板を構成する
シリコンを内核励起する波長のＸ線を照射することで、
前記不純物イオンのうち活性化したい不純物イオンのみ
を選択的に内核励起することができる。従って、不純物
イオンの注入深さを浅くする目的で、軽い元素を重い分
子の形するために付加した重いイオンは、内核励起され
ない結果、後に行うアニール工程において、殆ど活性化
及び拡散しない。このため、前記重いイオンが素子の性
能に支障を来すことを防止することができる。また、前
記活性化すべき不純物イオンは、前記Ｘ線により内核励
起されたものが、後に行うアニール工程によって拡散す
るため、Ｘ線照射深さをコントロールすることにより、
活性化すべき不純物の拡散深さを制御することができ
る。さらに、前記活性化すべき不純物イオン及びシリコ
ンは、前記Ｘ線により内核励起されているため、従来よ
り低いアニール温度で活性化及び拡散、結晶回復を行う
ことができる。この結果、素子の特性に支障を来すこと
なく浅い接合を形成することが可能となる。
明によれば、不純物イオンが注入された半導体基板に、
活性化すべき不純物イオンを内核励起する波長のＸ線を
照射し、且つ、半導体基板に、該半導体基板を構成する
シリコンを内核励起する波長のＸ線を照射することで、
前記不純物イオンのうち活性化したい不純物イオンのみ
を選択的に内核励起することができる。従って、不純物
イオンの注入深さを浅くする目的で、軽い元素を重い分
子の形するために付加した重いイオンは、内核励起され
ない結果、後に行うアニール工程において、殆ど活性化
及び拡散しない。このため、前記重いイオンが素子の性
能に支障を来すことを防止することができる。また、前
記活性化すべき不純物イオンは、前記Ｘ線により内核励
起されたものが、後に行うアニール工程によって拡散す
るため、Ｘ線照射深さをコントロールすることにより、
活性化すべき不純物の拡散深さを制御することができ
る。さらに、前記活性化すべき不純物イオン及びシリコ
ンは、前記Ｘ線により内核励起されているため、従来よ
り低いアニール温度で活性化及び拡散、結晶回復を行う
ことができる。この結果、素子の特性に支障を来すこと
なく浅い接合を形成することが可能となる。
【００２２】そして、請求項２記載の発明によれば、不
純物イオンが注入された半導体基板に、活性化すべき不
純物イオンを内核励起し且つ前記半導体基板を構成する
シリコンを内核励起する波長のＸ線を照射することで、
前記不純物イオンのうち活性化したい不純物イオンのみ
選択的に内核励起すると同時に、当該シリコンも内核励
起することができる。従って、不純物イオンの注入深さ
を浅くする目的で、軽い元素を重い分子の形にするため
に付加した重いイオンが素子の性能に支障を来すことを
防止することができ、且つ、前記活性化すべき不純物イ
オンは、前記Ｘ線により内核励起されたものが、後に行
うアニール工程によって拡散するため、Ｘ線照射深さを
コントロールすることにより、活性化すべき不純物の拡
散深さを制御することができる。また、従来より低いア
ニール温度で活性化すべき不純物イオンの活性化及び拡
散、結晶回復を行うことができる。この結果、工程を簡
略化し、製造コストを削減することができると共に、素
子の特性に支障を来すことなく浅い接合を形成すること
が可能となる。
純物イオンが注入された半導体基板に、活性化すべき不
純物イオンを内核励起し且つ前記半導体基板を構成する
シリコンを内核励起する波長のＸ線を照射することで、
前記不純物イオンのうち活性化したい不純物イオンのみ
選択的に内核励起すると同時に、当該シリコンも内核励
起することができる。従って、不純物イオンの注入深さ
を浅くする目的で、軽い元素を重い分子の形にするため
に付加した重いイオンが素子の性能に支障を来すことを
防止することができ、且つ、前記活性化すべき不純物イ
オンは、前記Ｘ線により内核励起されたものが、後に行
うアニール工程によって拡散するため、Ｘ線照射深さを
コントロールすることにより、活性化すべき不純物の拡
散深さを制御することができる。また、従来より低いア
ニール温度で活性化すべき不純物イオンの活性化及び拡
散、結晶回復を行うことができる。この結果、工程を簡
略化し、製造コストを削減することができると共に、素
子の特性に支障を来すことなく浅い接合を形成すること
が可能となる。
【００２３】また、請求項３記載の発明によれば、不純
物元素（請求項４記載の発明であれば、硼素）と他の元
素（請求項４記載の発明であれば、フッ素）とからなる
分子のイオンが注入された半導体基板に、前記不純物元
素を内核励起し且つ前記他の元素を内核励起しない波長
のＸ線を照射することで、前記分子のイオンのうち活性
化したい不純物元素のみ選択的に内核励起することがで
きる。従って、不純物イオンの注入深さを浅くする目的
で、軽い元素を重い分子の形にして注入した場合でも、
当該重いイオンが素子の性能に支障を来すことを防止す
ることができ、且つ、Ｘ線照射深さをコントロールする
ことで、活性化すべき不純物の拡散深さを制御すること
ができる。また、従来より低いアニール温度で活性化す
べき不純物イオンの活性化及び拡散、結晶回復を行うこ
とができる。この結果、素子の特性に支障を来すことな
く浅い接合を形成することが可能となる。また、請求項
５記載の発明によれば、上記請求項２〜４記載の発明の
作用をより確実に発揮できるという効果がある。
物元素（請求項４記載の発明であれば、硼素）と他の元
素（請求項４記載の発明であれば、フッ素）とからなる
分子のイオンが注入された半導体基板に、前記不純物元
素を内核励起し且つ前記他の元素を内核励起しない波長
のＸ線を照射することで、前記分子のイオンのうち活性
化したい不純物元素のみ選択的に内核励起することがで
きる。従って、不純物イオンの注入深さを浅くする目的
で、軽い元素を重い分子の形にして注入した場合でも、
当該重いイオンが素子の性能に支障を来すことを防止す
ることができ、且つ、Ｘ線照射深さをコントロールする
ことで、活性化すべき不純物の拡散深さを制御すること
ができる。また、従来より低いアニール温度で活性化す
べき不純物イオンの活性化及び拡散、結晶回復を行うこ
とができる。この結果、素子の特性に支障を来すことな
く浅い接合を形成することが可能となる。また、請求項
５記載の発明によれば、上記請求項２〜４記載の発明の
作用をより確実に発揮できるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造工
程の一部を示す部分断面図である。
程の一部を示す部分断面図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造工
程の一部を示す部分断面図である。
程の一部を示す部分断面図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造工
程の一部を示す部分断面図である。
程の一部を示す部分断面図である。
【図４】本発明の一実施例で使用するビームラインを示
す構成図である。
す構成図である。
１ 半導体基板 ２ ｐ型拡散層 １０ ＳＲリング １１ フィルタ １２ 露光チャンバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−79215（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−152226（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−239616（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−79214（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−105314（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−252077（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/26 H01L 21/324
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体基板に不純物イオンを注入する第
１工程と、前記不純物イオンが注入された半導体基板
に、活性化すべき不純物イオンを内核励起する波長のＸ
線を照射する第２工程と、前記半導体基板に、シリコン
を内核励起する波長のＸ線を照射する第３工程と、前記
Ｘ線照射後、前記半導体基板にアニールを行う第４工程
と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 半導体基板に不純物イオンを注入する第
１工程と、前記不純物イオンが注入された半導体基板
に、活性化すべき不純物イオンを内核励起し且つシリコ
ンを内核励起する波長のＸ線を照射する第２工程と、前
記Ｘ線照射後、前記半導体基板にアニールを行う第３工
程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 半導体基板に注入された不純物元素を選
択的に活性化する工程を含む半導体装置の製造方法であ
って、 前記不純物元素と他の元素とからなる分子のイオンを前
記半導体基板に注入する第１工程と、前記分子のイオン
が注入された半導体基板に、前記不純物元素を内核励起
し且つ前記他の元素を内核励起しない波長のＸ線を照射
する第２工程と、前記Ｘ線照射後、前記半導体基板にア
ニールを行う第３工程と、を含むことを特徴とする半導
体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記不純物元素が硼素であり、前記他の
元素がフッ素であることを特徴とする請求項３記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記Ｘ線が、１８８〜２１０ｅＶのエネ
ルギー帯を含む波長のＸ線であることを特徴とする請求
項２乃至請求項４のいずれかに記載の半導体装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03884693A JP3293929B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03884693A JP3293929B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06252078A JPH06252078A (ja) | 1994-09-09 |
| JP3293929B2 true JP3293929B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=12536569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03884693A Expired - Fee Related JP3293929B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3293929B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4568930B2 (ja) * | 1998-10-16 | 2010-10-27 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP03884693A patent/JP3293929B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06252078A (ja) | 1994-09-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |