JPH01105531A - 半導体集積回路の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、能動層がイオン注入により形成された電界効
果−トランジスタ（ＦＥＴ）を含む半導体集積回路の製
造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

化合物半導体を用いたＦＥＴでは、能動層４をイオン注
入またはエピタキシャル成長のいずれかの方法により形
感じており、いずれの方法もそれぞれ長所短所を有して
いる。

イオン注入法の長所としては、レジストなどをマスクに
して選択イオン注入を行うことができるため、素子間分
離の工程が不要であり、さらに、イオン注入の際の注入
エネルギや注入量を制御することで、しきい値電圧を容
易に調整することができることや、製作工程が比較的簡
単であること等が挙げられる。

Ｃ発明が解決しようとする問題点〕 しかし、イオン注入で能動層を形成する場合には、チャ
ンネリングという問題が生ずる。チャンネリングは、イ
オン注入の方向選択やパラレル注入によっても完全には
除去することができないため、結果としてＦＥＴのしき
い値電圧ｖｔｈがウェハ面内で片流れ現象を起こす。第
２図はウェハ１表面におけるしきい値電圧ｖｔｈの片流
れを示したものである。同図（Ａ）はウェハ１表面を複
数の方形領域に区切り、各領域にその領域内の平均しき
い値電圧に応じた模様を施したものであり、同図（Ｂ）
はその模様としきい値電圧との関係を示すものである。

同図では、概ね左上から右下に向かってしきい値電圧ｖ
ｔｈがなだらかに高°くなっていることがわかる。この
ようにウェハ面をマクロ的に眺めたときに、ウェハ面上
に形成されている多数の電界効果トランジスタのしきい
値電圧にどうしてもばらつきが生じてしまう。

〔問題を解決するための手段〕

本発明の半導体集積回路の製造方広は上記問題点に鑑み
て為されたものであり、半導体集積回路が形成されてい
るウェハ表面に対して局所的な照射を行なうレーザビー
ムを走査すること゛により、電界効果トランジスタのし
きい値電圧のウェハ上での巨視的に見たバラツキに応じ
て局所的に異なる温度でアニールを行うものである。

〔作用〕

アニールによりしきい値電圧が高くなる方向にシフトし
、そのシフト量がアニール温度に応じて異なる。

〔実施例〕

通常の製造工程を経て、ウェハ上には既に多数のＦＥＴ
が形成されているものとする。また、ウェハ上にはＦＥ
Ｔのしきい値電圧を計７＃１するためのモニタ用の素子
が散在している。

このようなウェハのモニタ用素子におけるしきい値電圧
をまず測定し、ついで、この測定値からウェハ上での巨
視的に見たしきい値電圧がどの様な方向に片流れを起こ
しているかを把握する。

つぎに、しきい値電圧の片流れに応じて、レーザビーム
により局所的なアニールを行なう。

第１図は、しきい値電圧ｖｔｈのシフトに関するアニー
ル温度依存性を示す特性図である。同図において特性Ａ
は、アニール前の常温（３００Ｋ）でのしきい値電圧が
およそ一〇、３ｖであったものが６００に前後のアニー
ルを行なうことにより零Ｖ前後まで上昇することを示し
、特性Ｂは、常温（３００Ｋ）でのしきい値電圧が一１
ｖ程度であったものが同じ＜　６００に前後のアニール
を行なうことにより−０，７ｖ前後まで上昇することを
示している。このように、アニール処理を施すことによ
りしきい値電圧はシフトする。

そこで、モニタ用素子を計測することで既に認識したウ
ェハ面でのしきい値電圧の片流れに基づいて、レーザビ
ームによる局所的アニールを行なう。すなわち、比較的
低いしきい値電圧を持つ領域に対しては比較的長時間の
照射を行なって高温でのアニールを行ない、比較的高い
しきい値電圧を持つ領域に対しては短時間の照射を行な
って低温のアニールを行なうことにより、ウェハ表面全
体のしきい値電圧のバラツキを小さくする。

本実施例では、レーザビームによるアニール処理を施す
前のしきい値電圧の標準偏差σ　　がｔｈ ３５ｍＶであったのに対し、アニール処理を施した後の
標準偏差σ　　が１６ｍＶに低減し、ウニｔｈ ハ面内でのしきい値電圧のバラツキを大幅に減少させる
ことができた。

なお、レーザビーム走査の方法としては、レーザビーム
照射方向を固定した状態でウェハを移動させる方法と、
ウェハを固定してレーザビームを振らせる方法とがある
が、いずれの方法を用いても走査速度を容易に制御する
ことができる。

また、本実施例では、アニール温度制御のためにレーザ
ビーム照射時間を制御しているが、これに代えて、一定
時間で走査を行ないながら、レーザビーム照射エネルギ
を制御してもよい。

さらに、本実施例では、アニール処理に先立ってしきい
値電圧のウェハ面上でのバラツキを測定しているが、バ
ラツキ状態がＦＥＴの製造装置に依存することから、−
旦つエバ上のしきい値電圧の片流れを測定した後は、以
後同様の片流れが生じるものと推定してアニール処理を
行なってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の半導体集積回路の製造方法
によれば、ウェハ表面に対して局所的な照射を行なうレ
ーザビームを走査することにより、電界効果トランジス
タのしきい値電圧のウェハ上での巨視的に見たバラツキ
に応じて局所的に異なる温度でアニールを行うので、ウ
ェハ面内のしきい値電圧をより均一化することができ、
歩留りの向上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するためのＦＥＴＬき
い値電圧のアニール温度依存特性図、第２図はしきい値
電圧の片流れ現象を示す図である。 特許出願人　　住友電気工業株式会社 代理人弁理士　　　長谷用　　芳　　樹間　　　　　　
　　　塩　　　１）　　辰　　　化アニール温度、に 第　２　囚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、能動層がイオン注入により形成された電界効果トラ
   ンジスタを含む半導体集積回路の製造方法において、前
   記半導体集積回路が形成されているウェハ表面に対して
   局所的な照射を行なうレーザビームを走査することによ
   り、前記電界効果トランジスタのしきい値電圧のウェハ
   上での巨視的にみたバラツキに応じて局所的に異なる温
   度でアニールを行うことを特徴とする半導体集積回路の
   製造方法。 ２、局所的に異なる温度でのアニールをレーザビームの
   走査速度を変化させることにより行なう特許請求の範囲
   第１項記載の半導体集積回路の製造方法。