JPH0415916A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- JPH0415916A JPH0415916A JP2120768A JP12076890A JPH0415916A JP H0415916 A JPH0415916 A JP H0415916A JP 2120768 A JP2120768 A JP 2120768A JP 12076890 A JP12076890 A JP 12076890A JP H0415916 A JPH0415916 A JP H0415916A
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- Japan
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- semiconductor substrate
- temperature
- ion implantation
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- Pending
Links
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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〕
この発明はイオン注入装置に関し、特にイオンが照射さ
れる半導体基板を高温に保持し、注入層を浅（形成する
とともに基板へのダメージを小さく抑える櫟にしたもの
である。
れる半導体基板を高温に保持し、注入層を浅（形成する
とともに基板へのダメージを小さく抑える櫟にしたもの
である。
〔従来の技術）
第３図は従来のイオン注入装置の構成を示す説明図で、
図に示すように従来のイオン注入装置は、注入するイオ
ン種を発生させるイオン源＋１１、発生した種々のイオ
ンの中から所望のイオン種のみを選別する質量分析機（
２）、選別されたイオンを所望の速度に加速する加速Ｉ
Ｉ（３１及び、半導体基板（４）を支持するウエハホー
ルダ（５）と、その冷却Ｖｔ ｉｌＦ ｆ６１から構成
されている。
図に示すように従来のイオン注入装置は、注入するイオ
ン種を発生させるイオン源＋１１、発生した種々のイオ
ンの中から所望のイオン種のみを選別する質量分析機（
２）、選別されたイオンを所望の速度に加速する加速Ｉ
Ｉ（３１及び、半導体基板（４）を支持するウエハホー
ルダ（５）と、その冷却Ｖｔ ｉｌＦ ｆ６１から構成
されている。
イオン源（１）によって発生されるイオンは、所望のイ
オン１や種類のみではないために、質量分析機（２）に
よって所望のイオンのみを取り出す。この取り出された
イオンは加速機（３）によって所望のエネルギーに加速
される。この時の加速電界が大きい程イオンの持つ工ふ
ルギーは大きく、半導体基板の深くまでイオンを注入す
ることができる。即ち、加速機（３）の加速電界を制御
することによって、イオンの注入深さ（Ｐｒｏｊｅｃｔ
ｉｕｎ Ｒａｎｇｅ：Ｒｐ）をコントロールしている。
オン１や種類のみではないために、質量分析機（２）に
よって所望のイオンのみを取り出す。この取り出された
イオンは加速機（３）によって所望のエネルギーに加速
される。この時の加速電界が大きい程イオンの持つ工ふ
ルギーは大きく、半導体基板の深くまでイオンを注入す
ることができる。即ち、加速機（３）の加速電界を制御
することによって、イオンの注入深さ（Ｐｒｏｊｅｃｔ
ｉｕｎ Ｒａｎｇｅ：Ｒｐ）をコントロールしている。
近年半導体素子の微細化・高性能化に伴い、拡散層深さ
を小さくし浅い接合を形成することが重要である。浅い
接合を形成するためにはイオンの注入深さを小さくする
必要がある。注入されたイオンは半導体基板を構成する
原子例えばＳｉ及び、その電子との衝突経緯を経てエネ
ルギーを失ない止まる。注入イオンの待つエネルギーの
大きい場合には、イオンと電子の衝突によるエネルギー
損失が支配的であるが、イオンの持つ玉名ルギーの低下
とともに、Ｓｉ 原子との衝突によるエネルギー損失が
支配的となる。電子との衝突の場合に比べて原子との衝
突による損失エネルギーは大きく、イオンは急激にエネ
ルギーを失ない、やがて注入イオンは停止する。また、
衝突を同時に注入イオンは散乱を受けるために、深さ方
向にもそれと垂直な方向にもある程度のひろがりを持っ
た濃度分布となる。また、散乱されたイオンの進行方向
によっては基板原子による散乱断面積の小さい方向に一
致し、深くまでイオンが注入される（チャネリング現象
）。
を小さくし浅い接合を形成することが重要である。浅い
接合を形成するためにはイオンの注入深さを小さくする
必要がある。注入されたイオンは半導体基板を構成する
原子例えばＳｉ及び、その電子との衝突経緯を経てエネ
ルギーを失ない止まる。注入イオンの待つエネルギーの
大きい場合には、イオンと電子の衝突によるエネルギー
損失が支配的であるが、イオンの持つ玉名ルギーの低下
とともに、Ｓｉ 原子との衝突によるエネルギー損失が
支配的となる。電子との衝突の場合に比べて原子との衝
突による損失エネルギーは大きく、イオンは急激にエネ
ルギーを失ない、やがて注入イオンは停止する。また、
衝突を同時に注入イオンは散乱を受けるために、深さ方
向にもそれと垂直な方向にもある程度のひろがりを持っ
た濃度分布となる。また、散乱されたイオンの進行方向
によっては基板原子による散乱断面積の小さい方向に一
致し、深くまでイオンが注入される（チャネリング現象
）。
従来のイオン注入装置は以上のように構成されていたの
で、チャネリング現象は注入されるイオンの原子径の小
さなものほど顕者で、浅い接合を形成する上での大きな
問題であった。通常このような現象を制御するために、
基板原子による散乱断面積層が大きくチャネリング現象
の生した上の方向からイオンを射照しているが、基板原
子や電子との衝突によって散乱されたイオンの進行方向
を制御することは極めて困難であり、注入深さの浅いイ
オン注入の実現は不可能であるという問題点があった。
で、チャネリング現象は注入されるイオンの原子径の小
さなものほど顕者で、浅い接合を形成する上での大きな
問題であった。通常このような現象を制御するために、
基板原子による散乱断面積層が大きくチャネリング現象
の生した上の方向からイオンを射照しているが、基板原
子や電子との衝突によって散乱されたイオンの進行方向
を制御することは極めて困難であり、注入深さの浅いイ
オン注入の実現は不可能であるという問題点があった。
この発明は上記のような間超点を解決するためんなされ
たもので、微細で高性能な素子形成上不可欠な浅い接合
深さを有する拡散層を形成することを目的とする。
たもので、微細で高性能な素子形成上不可欠な浅い接合
深さを有する拡散層を形成することを目的とする。
この発明に係るイオン注入装置は、イオン注入時に半導
体基板を加熱し高温に保持できるような構造とし、基板
温度を高温にし基板原子の格子振動を活性化することに
よって、チャネリング現象を防止し浅い拡散層を形成で
きるようにしたものである。
体基板を加熱し高温に保持できるような構造とし、基板
温度を高温にし基板原子の格子振動を活性化することに
よって、チャネリング現象を防止し浅い拡散層を形成で
きるようにしたものである。
この発明におけるイオン注入装置は、イオン注入時の半
導体基板温度を高温に保持できる様な構造とし、半導体
基板原子の格子振動を活性化して見掛は上の原子間距離
を小さくし、散乱断面積を大きくさせることによって、
注入イオンが基板原子により散乱される確率を大きくし
たので、注入イオンの飛程を短く抑えることができ、浅
い拡散層の形成が可能である。
導体基板温度を高温に保持できる様な構造とし、半導体
基板原子の格子振動を活性化して見掛は上の原子間距離
を小さくし、散乱断面積を大きくさせることによって、
注入イオンが基板原子により散乱される確率を大きくし
たので、注入イオンの飛程を短く抑えることができ、浅
い拡散層の形成が可能である。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例である半導体基板を支持するホ
ールダの裏面からランプ加熱を行い基板温度を高温に保
持できるようにしたイオン注入装置の説明図である。こ
のランプ（７）加熱を行うことによって、ウェハ温度の
変化を急激に変化させることが可能である。ただし、半
導体基板（４）を加熱する方法としてはこの様なランプ
加熱を行う必要はかならずしもなく、例えばヒータによ
る加熱方法等であってもよい、加熱温度は清いほど半導
体基板原子の格子振動が活性化され、本実施例による効
果は大きくなる。ただし、半導体素子形成に際しては通
常数１０℃から１０００ ℃程度が必要で、これ以上に
温度を上昇させることは必ずしも有効ではない、また、
温度調整装置（８）は設定温度が自在に調整できるとと
もに、イオン注入処理中にも設定温度の変更ができる様
な機構を持つ加熱装置であってもよい、このような機能
を有するイオン注入装置では、半導体基板温度を高温に
し基板原子の格子振動を活性化させ散乱断面積を大きく
することが可能で、チャネリング現象を抑制することが
できる。これによって、深さ方向への注入イオンの分布
を急激なものに制御することが可能で、浅い接合を有す
る拡散層を形成できる。
図はこの発明の一実施例である半導体基板を支持するホ
ールダの裏面からランプ加熱を行い基板温度を高温に保
持できるようにしたイオン注入装置の説明図である。こ
のランプ（７）加熱を行うことによって、ウェハ温度の
変化を急激に変化させることが可能である。ただし、半
導体基板（４）を加熱する方法としてはこの様なランプ
加熱を行う必要はかならずしもなく、例えばヒータによ
る加熱方法等であってもよい、加熱温度は清いほど半導
体基板原子の格子振動が活性化され、本実施例による効
果は大きくなる。ただし、半導体素子形成に際しては通
常数１０℃から１０００ ℃程度が必要で、これ以上に
温度を上昇させることは必ずしも有効ではない、また、
温度調整装置（８）は設定温度が自在に調整できるとと
もに、イオン注入処理中にも設定温度の変更ができる様
な機構を持つ加熱装置であってもよい、このような機能
を有するイオン注入装置では、半導体基板温度を高温に
し基板原子の格子振動を活性化させ散乱断面積を大きく
することが可能で、チャネリング現象を抑制することが
できる。これによって、深さ方向への注入イオンの分布
を急激なものに制御することが可能で、浅い接合を有す
る拡散層を形成できる。
即ち、半導体基板を室温状態にしてイオン圧入を行って
いた従来の場合に比べて、本実施例では半導体基板を高
温に保持するため半導体基板原子は格子振動がより活発
であって、近隣する原子と原子の間隔は見掛は上狭くな
る。このため、注入イオンと半導体基板原子との衝突確
率が大きくなる。
いた従来の場合に比べて、本実施例では半導体基板を高
温に保持するため半導体基板原子は格子振動がより活発
であって、近隣する原子と原子の間隔は見掛は上狭くな
る。このため、注入イオンと半導体基板原子との衝突確
率が大きくなる。
このため、第２図のように従来の点線に示すような注入
イオンの分布が深さ方向へ広がった分布になる主原因で
あるチャネリング現象が制御される。
イオンの分布が深さ方向へ広がった分布になる主原因で
あるチャネリング現象が制御される。
さらに、従来のものに比べて半導体基板を高温に保持し
ているために、イオン注入によるダメ−ジは小さく、半
導体素子を形成する原子の格子振動が活発であるために
、イオン注入時に注入イオンと半導体基板原子が衝突し
て生しる格子欠陥などのダメージの回復が容易である。
ているために、イオン注入によるダメ−ジは小さく、半
導体素子を形成する原子の格子振動が活発であるために
、イオン注入時に注入イオンと半導体基板原子が衝突し
て生しる格子欠陥などのダメージの回復が容易である。
このため、従来はイオン注入後に半導体基板を−たび高
温に保持することによって行っていた熱処理の時間が短
縮化もしくは無くすることが可能である。
温に保持することによって行っていた熱処理の時間が短
縮化もしくは無くすることが可能である。
以上のようにこの発明によれば、半導体基板を高温に保
持できる機構を設けたので、イオン注入時に半導体基板
原子の格子振動を活性化し衝突断面積を大きくした状態
で処理することが可能で、従来に比べてチャネリング現
象が制御され深さ方向への注入イオン分布を急峻にし、
より浅い接合を形成することができると同時に半導体基
板温度が高いことから基板に残存するダメージが小さく
、イオン注入後に行う熱処理時間を短縮もしくは無くす
ることができる。
持できる機構を設けたので、イオン注入時に半導体基板
原子の格子振動を活性化し衝突断面積を大きくした状態
で処理することが可能で、従来に比べてチャネリング現
象が制御され深さ方向への注入イオン分布を急峻にし、
より浅い接合を形成することができると同時に半導体基
板温度が高いことから基板に残存するダメージが小さく
、イオン注入後に行う熱処理時間を短縮もしくは無くす
ることができる。
第１図はこの発明の一実施例によるイオン注入装置の構
成を示す説明図、第２図はこの発明によって実現される
深さ方向への注入イオン濃度分布曲線図、第３図は従来
のイオン注入装置の構成を示す説明図である。 閲において、（１１はイオン源、（２）は質量分析器、
（３）は加速器、（４）は半導体基板、（５）は半導体
基板ホールダ、（６）は冷却装置、（７）はランプ、（
８）は温度調整装置を示す。 尚、図中、同一符号は同一 または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第１図 第２図 ブ′ｑさ ２ 貿１分＃ｒ体 ３・かυ連作 ４μｍ１体基板 ５、半導ｆ参基扱ホル２ ６ 々ｆ、ｐ考弓夏
成を示す説明図、第２図はこの発明によって実現される
深さ方向への注入イオン濃度分布曲線図、第３図は従来
のイオン注入装置の構成を示す説明図である。 閲において、（１１はイオン源、（２）は質量分析器、
（３）は加速器、（４）は半導体基板、（５）は半導体
基板ホールダ、（６）は冷却装置、（７）はランプ、（
８）は温度調整装置を示す。 尚、図中、同一符号は同一 または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第１図 第２図 ブ′ｑさ ２ 貿１分＃ｒ体 ３・かυ連作 ４μｍ１体基板 ５、半導ｆ参基扱ホル２ ６ 々ｆ、ｐ考弓夏
Claims (1)
- 半導体基板を常温から１０００℃程度の温度に保持す
る機構を備えたことを特徴とするイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120768A JPH0415916A (ja) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120768A JPH0415916A (ja) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | イオン注入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0415916A true JPH0415916A (ja) | 1992-01-21 |
Family
ID=14794524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2120768A Pending JPH0415916A (ja) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0415916A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6358823B1 (en) * | 2000-04-12 | 2002-03-19 | Institut Fuer Halbleiterphysik Frankfurt (Oder) Gmbh. | Method of fabricating ion implanted doping layers in semiconductor materials and integrated circuits made therefrom |
| JP2002184713A (ja) * | 2000-12-12 | 2002-06-28 | Denso Corp | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
| KR100475929B1 (ko) * | 1997-12-30 | 2005-06-17 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의제조방법 |
| JP2008021974A (ja) * | 2006-05-26 | 2008-01-31 | Cree Inc | 高温イオン注入装置、および高温イオン注入を用いて半導体デバイスを製造する方法 |
-
1990
- 1990-05-09 JP JP2120768A patent/JPH0415916A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100475929B1 (ko) * | 1997-12-30 | 2005-06-17 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의제조방법 |
| US6358823B1 (en) * | 2000-04-12 | 2002-03-19 | Institut Fuer Halbleiterphysik Frankfurt (Oder) Gmbh. | Method of fabricating ion implanted doping layers in semiconductor materials and integrated circuits made therefrom |
| JP2002184713A (ja) * | 2000-12-12 | 2002-06-28 | Denso Corp | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
| JP4581239B2 (ja) * | 2000-12-12 | 2010-11-17 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
| JP2008021974A (ja) * | 2006-05-26 | 2008-01-31 | Cree Inc | 高温イオン注入装置、および高温イオン注入を用いて半導体デバイスを製造する方法 |
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