JPH03255622A - 不純物の導入装置及びその導入方法 - Google Patents
不純物の導入装置及びその導入方法Info
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- JPH03255622A JPH03255622A JP2053428A JP5342890A JPH03255622A JP H03255622 A JPH03255622 A JP H03255622A JP 2053428 A JP2053428 A JP 2053428A JP 5342890 A JP5342890 A JP 5342890A JP H03255622 A JPH03255622 A JP H03255622A
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Landscapes
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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。
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
本発明は固体の表面近傍に不純物を導入する装置及びそ
の導入方法に関するものであり、特に半導体装置製造分
野の不純物導入に関すん従来の技術 プラズマ発生装置を用いて不純物を導入する時に（上
例えばアブライドフィジクス レターズｖｏ１５３、ｐ
ｐ２０５９、１９８８に記載のごとく第３図に示した装
置を用いも 以下に第３図を参照しながら説明すも こ
の図面はＥＣＲタイプのイオンソースを用い必要に応じ
てＲＦ等の高周波を印加しうる構造の装置であも チェ
ンバーは大きく分けて、ＥＣＲイオンソース２と反応チ
ェンバー４に分かれも これらのチェンバー内壁６は高
真空を維持するに足る機械的強度を有する金属材料で構
成される事が一般的であも これらのチェンバー内雰囲
気はターボ分子ポンプ８等の真空ポンプを用いて高真空
に保たれも この例では５Ｘ１０−’ｔ ｏ ｒ ｒ以
上の高真空である。不純物を導入する対象の試料に例え
ばシリコンウェハー１０を用いるならばそれに適した形
のウェハーホルダー１２を作威しウェハー１０を装着す
ムこの場合ホルダー１２は冷却材を使用する事によって
ウェハー１０を冷却（この場合は８０”Ｃ以下）するこ
とが出来も 高真空のチェンバーに所望のガスを導入し
マイクロ波発生装置１４からマイクロ波導波管１６を
介して導かれたマイクロ波と、磁場によってプラズマ（
図示せず）を発生させも このプラズマは自らのポテン
シャルと発散磁界によってウェハー１０に到達する。更
に例えば均一性を向上させる等の他の目的がある場合に
ζよ ウェハーホルダー１２に高周波電源２ｏから高周
波等（直流バイアスでも可）を印加する事によりプラズ
マを整える事が出来も この様にして、適切な真空度
ガス導入量 マイクロ波・高周波のパワーを維持した設
定の時間ウェハー１０をプラズマに曝すとウェハー表面
１０ａに適切な量の不純物を導入する事が出来る。
の導入方法に関するものであり、特に半導体装置製造分
野の不純物導入に関すん従来の技術 プラズマ発生装置を用いて不純物を導入する時に（上
例えばアブライドフィジクス レターズｖｏ１５３、ｐ
ｐ２０５９、１９８８に記載のごとく第３図に示した装
置を用いも 以下に第３図を参照しながら説明すも こ
の図面はＥＣＲタイプのイオンソースを用い必要に応じ
てＲＦ等の高周波を印加しうる構造の装置であも チェ
ンバーは大きく分けて、ＥＣＲイオンソース２と反応チ
ェンバー４に分かれも これらのチェンバー内壁６は高
真空を維持するに足る機械的強度を有する金属材料で構
成される事が一般的であも これらのチェンバー内雰囲
気はターボ分子ポンプ８等の真空ポンプを用いて高真空
に保たれも この例では５Ｘ１０−’ｔ ｏ ｒ ｒ以
上の高真空である。不純物を導入する対象の試料に例え
ばシリコンウェハー１０を用いるならばそれに適した形
のウェハーホルダー１２を作威しウェハー１０を装着す
ムこの場合ホルダー１２は冷却材を使用する事によって
ウェハー１０を冷却（この場合は８０”Ｃ以下）するこ
とが出来も 高真空のチェンバーに所望のガスを導入し
マイクロ波発生装置１４からマイクロ波導波管１６を
介して導かれたマイクロ波と、磁場によってプラズマ（
図示せず）を発生させも このプラズマは自らのポテン
シャルと発散磁界によってウェハー１０に到達する。更
に例えば均一性を向上させる等の他の目的がある場合に
ζよ ウェハーホルダー１２に高周波電源２ｏから高周
波等（直流バイアスでも可）を印加する事によりプラズ
マを整える事が出来も この様にして、適切な真空度
ガス導入量 マイクロ波・高周波のパワーを維持した設
定の時間ウェハー１０をプラズマに曝すとウェハー表面
１０ａに適切な量の不純物を導入する事が出来る。
発明が解決しようとする課題
先に従来例で示した方法を半導体製造に応用する場合の
問題点について説明すも 半導体装置を作成する場合に
不純物を導入する目的は 半導体表面の所望のキャリ
ア濃度の領域を所望の部位に形成する事であも 従って
目的とする特性のキャリアを得るためにＣヨ 特定の
不純物のみを導入しなければならなし〜 しかるに 従
来例で示した装置を用いると主に２つの点で問題が発生
ずん１つ（よ チェンバー構成材料の混入であも 第３
図より明かな様に 発生するプラズマに対してウェハー
１０と同様に反応チェンバー４の内壁モ同電位となる。
問題点について説明すも 半導体装置を作成する場合に
不純物を導入する目的は 半導体表面の所望のキャリ
ア濃度の領域を所望の部位に形成する事であも 従って
目的とする特性のキャリアを得るためにＣヨ 特定の
不純物のみを導入しなければならなし〜 しかるに 従
来例で示した装置を用いると主に２つの点で問題が発生
ずん１つ（よ チェンバー構成材料の混入であも 第３
図より明かな様に 発生するプラズマに対してウェハー
１０と同様に反応チェンバー４の内壁モ同電位となる。
従って、チェンバーの構成材料はプラズマの札テンシャ
ルによってイオンの照射を受は続ける事になも 通常チ
ェンバー（即ちグランド）に対してプラズマは数１０〜
数１００ｅＶのポテンシャルを有していてこのエネルギ
ーに従ってチェンバーがイオンの照射を受けも このエ
ネルギー範囲はスパッタリングが優勢に生じる領域であ
るた取 チェンバーの構成材料がスパッタリングされプ
ラズマ内に混入する。この混入した不必要なイオンが所
望のイオンと混じってウェハー１０に導入されも 真空
チェンバーは通常重金属で構成されているか板 ウェハ
ーに重金属が導入される事になん シリコン半導体の場
合、重金属はキャリアの再結合中心として働くから与え
る悪影響は甚大であも ２つめは 他導電性キャリアの
混入であも 前述したエネルギーのプラズマはデポジシ
ョンをも引き起こす。シリコンにボロンを導入しようと
した場合、ボロンを含むガスを用いてプラズマを発生さ
せるとチェンバー内壁６に金属ボロンが堆積すも この
堆積した金属ボロンは前述したスパッタリングの対象と
なるので、金属材料と同様に再混入する。このた取 同
一チェンバーで多種類の不純物を用いると他の不必要な
不純物を同時に導入してしまｌ、Ｘ、又この量は制御し
にくいので種類の異なる不純物が互いに相殺して、所望
のキャリア濃度が得られなくなん本発明は 上述の問題
点に鑑みてなされ プラズマ反応チェンバー内壁から好
ましくない材料を排除することにより、汚染をなくすと
共に不純物導入を正確に行うことができる不純物の導入
装置及びその導入方法を提供することを目的とすも課題
を解決するための手段 本発明（１）ＣＬ プラズマチェンバーの内壁を機能
性材料で被覆することであん 機能性材料と言う意味（
よ スパッタリングの収率が極めて低い材料である力＼
またはスパッタされてウェハーに混入しても電気的に
問題を引き起こさない材料という意味であも 本発明Ｃ２’）Ｉ−！、 プラズマチェンバーを専用
化して必要な不純物の数だけ装置にチェンバーを設ける
ことであも 作用 本発明は上述の樋底により、任意の不純物を制御性良く
、固体表面に導入する事が可能となる。
ルによってイオンの照射を受は続ける事になも 通常チ
ェンバー（即ちグランド）に対してプラズマは数１０〜
数１００ｅＶのポテンシャルを有していてこのエネルギ
ーに従ってチェンバーがイオンの照射を受けも このエ
ネルギー範囲はスパッタリングが優勢に生じる領域であ
るた取 チェンバーの構成材料がスパッタリングされプ
ラズマ内に混入する。この混入した不必要なイオンが所
望のイオンと混じってウェハー１０に導入されも 真空
チェンバーは通常重金属で構成されているか板 ウェハ
ーに重金属が導入される事になん シリコン半導体の場
合、重金属はキャリアの再結合中心として働くから与え
る悪影響は甚大であも ２つめは 他導電性キャリアの
混入であも 前述したエネルギーのプラズマはデポジシ
ョンをも引き起こす。シリコンにボロンを導入しようと
した場合、ボロンを含むガスを用いてプラズマを発生さ
せるとチェンバー内壁６に金属ボロンが堆積すも この
堆積した金属ボロンは前述したスパッタリングの対象と
なるので、金属材料と同様に再混入する。このた取 同
一チェンバーで多種類の不純物を用いると他の不必要な
不純物を同時に導入してしまｌ、Ｘ、又この量は制御し
にくいので種類の異なる不純物が互いに相殺して、所望
のキャリア濃度が得られなくなん本発明は 上述の問題
点に鑑みてなされ プラズマ反応チェンバー内壁から好
ましくない材料を排除することにより、汚染をなくすと
共に不純物導入を正確に行うことができる不純物の導入
装置及びその導入方法を提供することを目的とすも課題
を解決するための手段 本発明（１）ＣＬ プラズマチェンバーの内壁を機能
性材料で被覆することであん 機能性材料と言う意味（
よ スパッタリングの収率が極めて低い材料である力＼
またはスパッタされてウェハーに混入しても電気的に
問題を引き起こさない材料という意味であも 本発明Ｃ２’）Ｉ−！、 プラズマチェンバーを専用
化して必要な不純物の数だけ装置にチェンバーを設ける
ことであも 作用 本発明は上述の樋底により、任意の不純物を制御性良く
、固体表面に導入する事が可能となる。
又 特に半導体装置製造に本発明のようなプラズマドー
ピングを用いる際には電気的に悪影響を及ぼす不必要な
不純物を除去し得るので、極めて高性能の半導体装置を
作製する事ができも実施例 （実施例１） 以下に第１図を参照しなが転 本発明の１実施例につい
て説明すも 第１図は本発明の主旨から明かな様に 基
本的な構造は従来例で示したものと同一であム この図
面はＥＣＲタイプのイオンソースを用１．Ｘ、必要に応
じてＲＦ等の高周波を印加しうる構造の装置である。チ
ェンバーは大きく分けて、ＥＣＲイオンソース２と反応
チェンバー４に分かれる。これらのチェンバー内壁６は
高真空を維持するに足る機械的強度を有する金属材料で
構成される事が一般的である。このチェンバーの内壁６
！Ｑ Ｓ １又は○を含んだ物質またはガスを導入
してプラズマを発生させ、いわゆるプラズマＣＶＤ法を
用いてＳｉまたはシリコン酸化物薄膜を被覆させ、それ
を機能性材料２２として用いる。本実施例では高純度の
シリコンを用いている。
ピングを用いる際には電気的に悪影響を及ぼす不必要な
不純物を除去し得るので、極めて高性能の半導体装置を
作製する事ができも実施例 （実施例１） 以下に第１図を参照しなが転 本発明の１実施例につい
て説明すも 第１図は本発明の主旨から明かな様に 基
本的な構造は従来例で示したものと同一であム この図
面はＥＣＲタイプのイオンソースを用１．Ｘ、必要に応
じてＲＦ等の高周波を印加しうる構造の装置である。チ
ェンバーは大きく分けて、ＥＣＲイオンソース２と反応
チェンバー４に分かれる。これらのチェンバー内壁６は
高真空を維持するに足る機械的強度を有する金属材料で
構成される事が一般的である。このチェンバーの内壁６
！Ｑ Ｓ １又は○を含んだ物質またはガスを導入
してプラズマを発生させ、いわゆるプラズマＣＶＤ法を
用いてＳｉまたはシリコン酸化物薄膜を被覆させ、それ
を機能性材料２２として用いる。本実施例では高純度の
シリコンを用いている。
これらのチェンバー内雰囲気はターボ分子ポンプ８等の
真空ポンプを用いて高真空に保たれる。この例では５Ｘ
１０−’ｔｏｒｒ以上の高真空である。
真空ポンプを用いて高真空に保たれる。この例では５Ｘ
１０−’ｔｏｒｒ以上の高真空である。
不純物を導入する対象の試料に例えばシリコンウェハー
１０を用いるならばそれに適した形のウェハーホルダー
１２を作成しウェハー１０を装着する。この場°合ホル
ダー１２は冷却材を使用する事によってウェハー１０を
冷却（この場合は８０”Ｃ以下）することが出来も こ
の例では前記ウェハーホルダー１２やウェハーホルダー
を支えるロッド２４等の金属材料の表面をも高純度のシ
リコンで被覆した 高真空のチェンバーに所望のガスを
導入し マイクロ波発生装置１４からマイクロ波導波管
１６を介して導かれたマイクロ波と、磁場によってプラ
ズマを発生させる。このプラズマは自らのポテンシャル
と発散磁界によってウェハー１０に到達すん 更に均一
性を向上させるために ウェハーホルダー１２に高周波
電源２０から高周波等を印可する事によりプラズマを整
えたこの様にして、本実施例では反応用に用いる真空チ
ェンバーの内壁を機能性材料で被覆しておく事によって
、ウェハー表面１０ａに必要な不純物だけを汚染を伴う
ことなく正確に導入する事ができる。
１０を用いるならばそれに適した形のウェハーホルダー
１２を作成しウェハー１０を装着する。この場°合ホル
ダー１２は冷却材を使用する事によってウェハー１０を
冷却（この場合は８０”Ｃ以下）することが出来も こ
の例では前記ウェハーホルダー１２やウェハーホルダー
を支えるロッド２４等の金属材料の表面をも高純度のシ
リコンで被覆した 高真空のチェンバーに所望のガスを
導入し マイクロ波発生装置１４からマイクロ波導波管
１６を介して導かれたマイクロ波と、磁場によってプラ
ズマを発生させる。このプラズマは自らのポテンシャル
と発散磁界によってウェハー１０に到達すん 更に均一
性を向上させるために ウェハーホルダー１２に高周波
電源２０から高周波等を印可する事によりプラズマを整
えたこの様にして、本実施例では反応用に用いる真空チ
ェンバーの内壁を機能性材料で被覆しておく事によって
、ウェハー表面１０ａに必要な不純物だけを汚染を伴う
ことなく正確に導入する事ができる。
（実施例２）
第２図を用いて本発明の第２の実施例について説明すも
本実施例は異なる種類の不純物が混合しない様に 即
ち他の不純物を導入した際に付随してチェンバー壁に付
着もしくは堆積した物質が本来の不純物を導入する際に
混入する事を防ぐたべ チェンバーを専用化して必要な
不純物の数だけ不純物の導入装置にチェンバーを設ける
。従って、基本的には第１の実施例で述べたチェンバー
を組み合わせて用いる。このた幽 個々の不純物導入プ
ロセスは本発明の第１の実施例で記述したものと全く同
様である。多くの種類の不純物を連続して導入する場合
にＣＬ チェンバー間に真空搬送系２６を設（す、所
謂マルチチェンバーの形式を採れば良１．％ な耘 実施例１．２では 真空槽内にＳ】又は０を含ん
だ物質またはガスを導入してプラズマを発生させ、いわ
ゆるプラズマＣＶＤ法を用いて形成したＳｌまたはシリ
コン酸化物薄膜を真空槽内壁被覆機能材料として用いて
いる力交 あらかじめプラズマ溶射によって形成した機
能材料薄膜を内壁に具備した真空槽を用いる力＼ また
はあらかじめ溶剤に混入させたシリコン酸化物微粉末を
塗布する方法で形成したシリコン酸化膜を内壁に具備し
た真空槽を用いても同様の効果を有すん発明の効果 以上述べた様に本発明によれば 固体基板に不純物を導
入する際に不要の不純物の導入を完全に阻止できるた幽
希望通りの性能を持つ不純物層を形成する事が出来も
特に 半導体に応用した場合に（よ 所望の電気特性
を得られるため高性能の超ＬＳＩを製造する事が出来る
。
本実施例は異なる種類の不純物が混合しない様に 即
ち他の不純物を導入した際に付随してチェンバー壁に付
着もしくは堆積した物質が本来の不純物を導入する際に
混入する事を防ぐたべ チェンバーを専用化して必要な
不純物の数だけ不純物の導入装置にチェンバーを設ける
。従って、基本的には第１の実施例で述べたチェンバー
を組み合わせて用いる。このた幽 個々の不純物導入プ
ロセスは本発明の第１の実施例で記述したものと全く同
様である。多くの種類の不純物を連続して導入する場合
にＣＬ チェンバー間に真空搬送系２６を設（す、所
謂マルチチェンバーの形式を採れば良１．％ な耘 実施例１．２では 真空槽内にＳ】又は０を含ん
だ物質またはガスを導入してプラズマを発生させ、いわ
ゆるプラズマＣＶＤ法を用いて形成したＳｌまたはシリ
コン酸化物薄膜を真空槽内壁被覆機能材料として用いて
いる力交 あらかじめプラズマ溶射によって形成した機
能材料薄膜を内壁に具備した真空槽を用いる力＼ また
はあらかじめ溶剤に混入させたシリコン酸化物微粉末を
塗布する方法で形成したシリコン酸化膜を内壁に具備し
た真空槽を用いても同様の効果を有すん発明の効果 以上述べた様に本発明によれば 固体基板に不純物を導
入する際に不要の不純物の導入を完全に阻止できるた幽
希望通りの性能を持つ不純物層を形成する事が出来も
特に 半導体に応用した場合に（よ 所望の電気特性
を得られるため高性能の超ＬＳＩを製造する事が出来る
。
第１図は本発明の第１の実施例の装置構成概略図 第２
図は本発明の第２の実施例の装置構成概略は 第３図は
従来例の装置構成概略図であも２・・・ＥＣＲイオンソ
ー入 ４・・・反応チェンバー６・・・チェンバー内壁
８・・・ターボ分子ポンプ、 １０・・・ウェハー、
１２・・・ウェハーホルダー １４・・・マイクロ波
発生装置 １６・・・マイクロ波導波管、２０・・・高
周波電淑 ２２・・・機能性材料 ２４・・・ロッド。
図は本発明の第２の実施例の装置構成概略は 第３図は
従来例の装置構成概略図であも２・・・ＥＣＲイオンソ
ー入 ４・・・反応チェンバー６・・・チェンバー内壁
８・・・ターボ分子ポンプ、 １０・・・ウェハー、
１２・・・ウェハーホルダー １４・・・マイクロ波
発生装置 １６・・・マイクロ波導波管、２０・・・高
周波電淑 ２２・・・機能性材料 ２４・・・ロッド。
Claims (8)
- （１）プラズマを用いた不純物の導入装置であって、内
壁を機能材料薄膜で被覆した構造の真空槽を有すること
により、プラズマを発生させる真空槽の機械的構成材料
自体のプラズマへの混入を避けることを特徴とする不純
物の導入装置。 - （２）プラズマを用いた不純物の導入装置であって、所
望の特定の元素、分子毎に専用のプラズマ発生室を設け
るために、二つまたは複数の同等の機能を有する真空槽
を具備することを特徴とする不純物の導入装置。 - （３）真空槽内にＳｉ又はＯを含んだ物質またはガスを
導入してプラズマを発生させ、プラズマＣＶＤ法を用い
て形成したＳｉまたはシリコン酸化物薄膜を前記真空槽
内壁被覆機能材料として用いてなることを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項に記載の不純物の導入
装置。 - （４）あらかじめプラズマ溶射によって形成した機能材
料薄膜を内壁に具備した真空槽を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項または第２項に記載の不純物の
導入装置。 - （５）あらかじめ溶剤に混入させたシリコン酸化物微粉
末を塗布する方法で形成したシリコン酸化膜を内壁に具
備した真空槽を有することを特徴とする特許請求の範囲
第１項または第２項に記載の不純物の導入装置。 - （６）プラズマを用いて固体基板に不純物を導入する際
に 所望する不純物以外の元元素、分子の混入を避ける
ため、用いる装置の真空槽内壁を機能材料で被覆してか
ら行うことを特徴とする不純物の導入方法。 - （７）プラズマを用いた不純物の導入方法であって、目
的とする特定の元素、分子毎に異なる真空槽を用え、目
的以外の２種類もしくは複数の元素、分子の混入を避け
ることを特徴とする不純物の導入方法。 - （８）真空槽内にＳｉ又はＯを舎んだ物質もしくはガス
を導入してプラズマを発生させ、プラズマＣＶＤ法を用
いて形成したＳｉ又はシリコン酸化物薄膜を前記真空槽
内壁被覆機能材料として用いることを特徴とする特許請
求の範囲第７項に記載の不純物の導入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2053428A JP2780419B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 不純物の導入装置及びその導入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2053428A JP2780419B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 不純物の導入装置及びその導入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03255622A true JPH03255622A (ja) | 1991-11-14 |
| JP2780419B2 JP2780419B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=12942569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2053428A Expired - Lifetime JP2780419B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 不純物の導入装置及びその導入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2780419B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07142421A (ja) * | 1993-11-22 | 1995-06-02 | Nec Corp | 半導体装置のシャロージャンクション形成方法および形成装置 |
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