JP3502185B2 - イオン注入方法 - Google Patents
イオン注入方法Info
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- JP3502185B2 JP3502185B2 JP08658395A JP8658395A JP3502185B2 JP 3502185 B2 JP3502185 B2 JP 3502185B2 JP 08658395 A JP08658395 A JP 08658395A JP 8658395 A JP8658395 A JP 8658395A JP 3502185 B2 JP3502185 B2 JP 3502185B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、超ＬＳＩの製造等に
用いられるイオン注入方法に関するものである。
用いられるイオン注入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体の不純物ドーピング方法としてイ
オン注入方法が用いられている。このイオン注入方法に
おいて、ボロンイオンは砒素や燐イオンに比してビーム
電流が小さく生産性が悪いと言う問題がある。またボロ
ンは質量数が小さいため、浅く形成するときには低いエ
ネルギーで使われることが多い。そのために注入装置の
構造上ビーム電流を十分効率良く得ることが難しい等の
問題が大きく、高いビーム電流が強く望まれている。
オン注入方法が用いられている。このイオン注入方法に
おいて、ボロンイオンは砒素や燐イオンに比してビーム
電流が小さく生産性が悪いと言う問題がある。またボロ
ンは質量数が小さいため、浅く形成するときには低いエ
ネルギーで使われることが多い。そのために注入装置の
構造上ビーム電流を十分効率良く得ることが難しい等の
問題が大きく、高いビーム電流が強く望まれている。
【０００３】ボロンイオンを生成するためのＢ2 Ｈ6 ガ
スは、ビーム利用効率が非常に高く、ＢＦ3 ガスに比べ
て高いボロンビーム電流を得ることができる。しかしな
がら、通常では、ＢＦ3 ガスを主に使用する。その理由
は、自然界に質量数１１のボロン（Ｂ）が約４／５存在
しており、質量数１０の同位体のボロン（Ｂ）は約１／
５存在していることに起因している。つまりＢ2 Ｈ6 を
用いたときの質量数１１のボロンには、質量数１０のボ
ロンによるＢＨ分子イオンが質量数１１のボロンと全く
同じ質量数となってしまい、混入が生じる。これを図３
を用いて説明する。
スは、ビーム利用効率が非常に高く、ＢＦ3 ガスに比べ
て高いボロンビーム電流を得ることができる。しかしな
がら、通常では、ＢＦ3 ガスを主に使用する。その理由
は、自然界に質量数１１のボロン（Ｂ）が約４／５存在
しており、質量数１０の同位体のボロン（Ｂ）は約１／
５存在していることに起因している。つまりＢ2 Ｈ6 を
用いたときの質量数１１のボロンには、質量数１０のボ
ロンによるＢＨ分子イオンが質量数１１のボロンと全く
同じ質量数となってしまい、混入が生じる。これを図３
を用いて説明する。
【０００４】図３は従来のイオン注入方法におけるイオ
ン化を示す模式図である。この図３に示すように、イオ
ンソース１の中にフィラメント２があり、その中に普通
のＢ2 Ｈ6 ガス４を導入してイオン化を行う。出てくる
イオンの種類は、質量数１のＨ（以下、「Ｈ1 」とい
う）、質量数１０のＢ（以下、「Ｂ10」という）、Ｂ10
＋Ｈ1 （以下、「ＢＨ11」という）、質量数１１のＢ
（以下、「Ｂ11」という）、Ｂ11＋Ｈ1 （以下、「ＢＨ
12」という）のイオンが発生しているが、この後の質量
分析において質量数１１を分離すると、Ｂ11とＢＨ11と
が混じって選択される。このときのビームスペクトルを
図４に示す。ここでＢ10を用いて注入することも考えら
れるが、Ｂ11の方が存在確率が約４倍と高いため、ほぼ
４倍のビーム電流を得ることができる。したがってより
高いビーム電流を必要とするイオン注入では、Ｂ11しか
使用しない。
ン化を示す模式図である。この図３に示すように、イオ
ンソース１の中にフィラメント２があり、その中に普通
のＢ2 Ｈ6 ガス４を導入してイオン化を行う。出てくる
イオンの種類は、質量数１のＨ（以下、「Ｈ1 」とい
う）、質量数１０のＢ（以下、「Ｂ10」という）、Ｂ10
＋Ｈ1 （以下、「ＢＨ11」という）、質量数１１のＢ
（以下、「Ｂ11」という）、Ｂ11＋Ｈ1 （以下、「ＢＨ
12」という）のイオンが発生しているが、この後の質量
分析において質量数１１を分離すると、Ｂ11とＢＨ11と
が混じって選択される。このときのビームスペクトルを
図４に示す。ここでＢ10を用いて注入することも考えら
れるが、Ｂ11の方が存在確率が約４倍と高いため、ほぼ
４倍のビーム電流を得ることができる。したがってより
高いビーム電流を必要とするイオン注入では、Ｂ11しか
使用しない。
【０００５】また、ＢＦ3 ガスを用いた場合に高いビー
ム電流をとることができない理由としては、ＢＦ2 イオ
ン、ＢＦイオン、Ｆイオンなどが高い電流で発生してい
るからである。このためにＢの電流値はＡｓやＰに比べ
て１／３以下と低くなる。さらにはＢＦ3 ガスの問題点
としては、Ｆが腐食系のガスであることでガス系の配管
トラブルが高い確率で発生する。またＢＦ3 ガスにおい
て質量数１１のボロンを濃縮したエンリッチガスが使わ
れ出している。このガスを用いて上昇するビーム電流は
せいぜい２５％程度である。これらのことからもさらに
高いビーム電流が要求されている。
ム電流をとることができない理由としては、ＢＦ2 イオ
ン、ＢＦイオン、Ｆイオンなどが高い電流で発生してい
るからである。このためにＢの電流値はＡｓやＰに比べ
て１／３以下と低くなる。さらにはＢＦ3 ガスの問題点
としては、Ｆが腐食系のガスであることでガス系の配管
トラブルが高い確率で発生する。またＢＦ3 ガスにおい
て質量数１１のボロンを濃縮したエンリッチガスが使わ
れ出している。このガスを用いて上昇するビーム電流は
せいぜい２５％程度である。これらのことからもさらに
高いビーム電流が要求されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法では、
ボロンイオンの注入において、Ｂ2 Ｈ6 ガスを用いた場
合には高いビーム電流を得られるがビーム純度が劣り、
ＢＦ3 ガスを用いた場合にはボロンのビーム電流を十分
高くすることができず、また腐食による配管事故の起こ
る確率が高いという問題を有していた。
ボロンイオンの注入において、Ｂ2 Ｈ6 ガスを用いた場
合には高いビーム電流を得られるがビーム純度が劣り、
ＢＦ3 ガスを用いた場合にはボロンのビーム電流を十分
高くすることができず、また腐食による配管事故の起こ
る確率が高いという問題を有していた。
【０００７】この発明はかかる点に鑑み、純度の高いボ
ロンイオンの高ビーム電流を得ることができ、また腐食
による配管事故の起こる確率が低いイオン注入方法を提
供することを目的とする。
ロンイオンの高ビーム電流を得ることができ、また腐食
による配管事故の起こる確率が低いイオン注入方法を提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のイオン注
入方法は、イオン注入のイオン生成のための原料ガスと
してＢ2 Ｈ6 ガスを用い、Ｂ2 Ｈ6 ガスを構成するボロ
ンは、質量数１１のボロンを９０％以上含むことを特徴
とする。
入方法は、イオン注入のイオン生成のための原料ガスと
してＢ2 Ｈ6 ガスを用い、Ｂ2 Ｈ6 ガスを構成するボロ
ンは、質量数１１のボロンを９０％以上含むことを特徴
とする。
【０００９】 請求項２記載のイオン注入方法は、請求
項１記載のイオン注入方法において、Ｂ2 Ｈ6 ガスをＨ
2 ガスで希釈することを特徴とする。
項１記載のイオン注入方法において、Ｂ2 Ｈ6 ガスをＨ
2 ガスで希釈することを特徴とする。
【００１０】
【作用】この発明によれば、イオン生成のための原料ガ
スとして、質量数１１のボロンが大部分を占め、質量数
１０のボロンをほとんど含まないＢ2 Ｈ6 ガスを用いる
ことにより、従来のＢＦ3 ガスを用いた場合は比べて
２．５倍以上の高ビーム電流を得ることができ、ビーム
純度も高いものとなる。さらに、水素系のガスであるた
めに腐食による配管事故が起こる確率は、低いものであ
る。
スとして、質量数１１のボロンが大部分を占め、質量数
１０のボロンをほとんど含まないＢ2 Ｈ6 ガスを用いる
ことにより、従来のＢＦ3 ガスを用いた場合は比べて
２．５倍以上の高ビーム電流を得ることができ、ビーム
純度も高いものとなる。さらに、水素系のガスであるた
めに腐食による配管事故が起こる確率は、低いものであ
る。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
図１はこの発明の一実施例のイオン注入方法におけるイ
オン化を示す模式図である。図１において、１はイオン
ソース、２はフィラメント、３は質量数１１のボロンを
濃縮して作られたエンリッチＢ2 Ｈ6 ガスを示す。
図１はこの発明の一実施例のイオン注入方法におけるイ
オン化を示す模式図である。図１において、１はイオン
ソース、２はフィラメント、３は質量数１１のボロンを
濃縮して作られたエンリッチＢ2 Ｈ6 ガスを示す。
【００１２】この実施例では、ボロンイオンの生成のた
めのイオンソース１に導入する原料ガスとして、質量数
１１のボロンを濃縮して作られたエンリッチＢ2 Ｈ6 ガ
ス３を用いることを特徴とする。これにより発生するイ
オンは、質量数１のＨ（以下、「Ｈ1 」という）、質量
数１１のＢ（以下、「Ｂ11」という）、Ｂ11＋Ｈ1 （以
下、「ＢＨ12」という）の３種類のイオンが大部分を占
め、そのイオンの構成比率は、Ｂ11が９０％程度を占
め、残りがＢＨ12やＨ1 であり、ＢＨイオンやＨイオン
はわずかしか発生していない。したがって、この後の質
量分析において質量数１１を分離すると、大部分がＢ11
のイオンとなり、Ｂ10＋Ｈ1 の混入がなく、図２のビー
ムスペクトルに示すように、高純度で高いビーム電流を
得ることができる。
めのイオンソース１に導入する原料ガスとして、質量数
１１のボロンを濃縮して作られたエンリッチＢ2 Ｈ6 ガ
ス３を用いることを特徴とする。これにより発生するイ
オンは、質量数１のＨ（以下、「Ｈ1 」という）、質量
数１１のＢ（以下、「Ｂ11」という）、Ｂ11＋Ｈ1 （以
下、「ＢＨ12」という）の３種類のイオンが大部分を占
め、そのイオンの構成比率は、Ｂ11が９０％程度を占
め、残りがＢＨ12やＨ1 であり、ＢＨイオンやＨイオン
はわずかしか発生していない。したがって、この後の質
量分析において質量数１１を分離すると、大部分がＢ11
のイオンとなり、Ｂ10＋Ｈ1 の混入がなく、図２のビー
ムスペクトルに示すように、高純度で高いビーム電流を
得ることができる。
【００１３】以上のようにこの実施例によれば、質量数
１１のボロンを濃縮して作られたエンリッチＢ2 Ｈ6 ガ
ス３を用いることにより、従来のＢＦ3 ガスを用いた場
合と比べて２．５倍以上の高ビーム電流を得ることがで
き、ビーム純度も高いものとなる。さらに、水素系のガ
スであるために腐食による配管事故が起こる確率は、砒
素や燐の時に用いるアルシンやフォスフィンガスとほぼ
同等に、低くなる。
１１のボロンを濃縮して作られたエンリッチＢ2 Ｈ6 ガ
ス３を用いることにより、従来のＢＦ3 ガスを用いた場
合と比べて２．５倍以上の高ビーム電流を得ることがで
き、ビーム純度も高いものとなる。さらに、水素系のガ
スであるために腐食による配管事故が起こる確率は、砒
素や燐の時に用いるアルシンやフォスフィンガスとほぼ
同等に、低くなる。
【００１４】なお、エンリッチＢ2 Ｈ6 ガス３を構成す
るボロンに、質量数１１のボロンが９０％以上含まれて
いれば、上記の効果を得ることができるが、９０％未満
であれば、１０％以上の質量数１０のＢを含むＢＨイオ
ンが混じる可能性が生じるために、精密な超ＬＳＩでの
電気特性上の影響（抵抗値の変動）が生じて期待される
特性が得られなくなる。
るボロンに、質量数１１のボロンが９０％以上含まれて
いれば、上記の効果を得ることができるが、９０％未満
であれば、１０％以上の質量数１０のＢを含むＢＨイオ
ンが混じる可能性が生じるために、精密な超ＬＳＩでの
電気特性上の影響（抵抗値の変動）が生じて期待される
特性が得られなくなる。
【００１５】また、エンリッチＢ2 Ｈ6 ガス３をＨ2 ガ
スで例えば１５％程度に希釈することにより、ボンベの
コスト低減を行うことができる。
スで例えば１５％程度に希釈することにより、ボンベの
コスト低減を行うことができる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
イオン生成のための原料ガスとして、質量数１１のボロ
ンが大部分を占め、質量数１０のボロンをほとんど含ま
ないＢ 2 Ｈ6 ガスを用いることにより、従来のＢＦ3 ガ
スを用いた場合と比べて２．５倍以上の高ビーム電流を
得ることができ、ビーム純度も高いものとなる。さら
に、水素系のガスであるために腐食による配管事故が起
こる確率は、低いものである。Ｂ2 Ｈ6 ガスをＨ2 ガス
で希釈することにより、ボンベのコスト低減を行うこと
ができる。
イオン生成のための原料ガスとして、質量数１１のボロ
ンが大部分を占め、質量数１０のボロンをほとんど含ま
ないＢ 2 Ｈ6 ガスを用いることにより、従来のＢＦ3 ガ
スを用いた場合と比べて２．５倍以上の高ビーム電流を
得ることができ、ビーム純度も高いものとなる。さら
に、水素系のガスであるために腐食による配管事故が起
こる確率は、低いものである。Ｂ2 Ｈ6 ガスをＨ2 ガス
で希釈することにより、ボンベのコスト低減を行うこと
ができる。
【図１】この発明の一実施例のイオン注入方法における
イオン化を示す模式図である。
イオン化を示す模式図である。
【図２】この発明の一実施例におけるイオンのスペクト
ルを示す図である。
ルを示す図である。
【図３】従来のイオン注入方法におけるイオン化を示す
模式図である。
模式図である。
【図４】従来のイオン注入方法におけるイオンのスペク
トルを示す図である。
トルを示す図である。
１ イオンソース
２ フィラメント
３ エンリッチＢ2 Ｈ6 ガス
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/265
H01J 37/317
C23C 14/48
Claims (2)
- 【請求項１】 イオン注入のイオン生成のための原料ガ
スとしてＢ2 Ｈ6 ガスを用い、前記Ｂ2 Ｈ6 ガスを構成
するボロンは、質量数１１のボロンを９０％以上含むこ
とを特徴とするイオン注入方法。 - 【請求項２】 Ｂ2 Ｈ6 ガスをＨ2 ガスで希釈すること
を特徴とする請求項１記載のイオン注入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08658395A JP3502185B2 (ja) | 1995-04-12 | 1995-04-12 | イオン注入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08658395A JP3502185B2 (ja) | 1995-04-12 | 1995-04-12 | イオン注入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08288233A JPH08288233A (ja) | 1996-11-01 |
| JP3502185B2 true JP3502185B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=13891039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08658395A Expired - Fee Related JP3502185B2 (ja) | 1995-04-12 | 1995-04-12 | イオン注入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3502185B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004079930A (ja) * | 2002-08-22 | 2004-03-11 | Toshiba Corp | 半導体材料、その製造方法、及びｓｏｉ型半導体基板 |
| SG10201605310RA (en) | 2009-10-27 | 2016-08-30 | Entegris Inc | Ion implantation system and method |
| US8062965B2 (en) * | 2009-10-27 | 2011-11-22 | Advanced Technology Materials, Inc. | Isotopically-enriched boron-containing compounds, and methods of making and using same |
| US8598022B2 (en) | 2009-10-27 | 2013-12-03 | Advanced Technology Materials, Inc. | Isotopically-enriched boron-containing compounds, and methods of making and using same |
| TWI689467B (zh) * | 2010-02-26 | 2020-04-01 | 美商恩特葛瑞斯股份有限公司 | 用以增進離子植入系統中之離子源的壽命及性能之方法與設備 |
| MY173480A (en) * | 2013-05-02 | 2020-01-28 | Praxair Technology Inc | Supply source and method for enriched selenium ion implantation |
| CN105637616A (zh) | 2013-08-16 | 2016-06-01 | 恩特格里斯公司 | 基板中的硅注入及提供其硅前体组合物 |
-
1995
- 1995-04-12 JP JP08658395A patent/JP3502185B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08288233A (ja) | 1996-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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