JPH0661168A - イオン注入方法および電極形成方法 - Google Patents
イオン注入方法および電極形成方法Info
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- JPH0661168A JPH0661168A JP21124592A JP21124592A JPH0661168A JP H0661168 A JPH0661168 A JP H0661168A JP 21124592 A JP21124592 A JP 21124592A JP 21124592 A JP21124592 A JP 21124592A JP H0661168 A JPH0661168 A JP H0661168A
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- JP
- Japan
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- semiconductor
- region
- ions
- substrate
- irradiated
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- Pending
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】イオン注入時に半導体に生成する照射欠陥の除
去を容易にすること。及びイオンミキシング法を用いて
半導体に電極を形成する場合、ミキシング時に生成する
照射欠陥の除去を容易にすることにある。 【構成】添加物注入やミキシングする前に、半導体基板
を予め非晶質化する。非晶質化は半導体の構成元素を照
射して行う。この時、構成元素の照射時のエネルギーを
２種類以上にすることにより、照射領域を完全に非晶質
化する。イオンの飛程近傍での点欠陥量を減少させる。 【効果】イオン注入やミキシング時に生成した欠陥クラ
スターの除去が容易になる。
去を容易にすること。及びイオンミキシング法を用いて
半導体に電極を形成する場合、ミキシング時に生成する
照射欠陥の除去を容易にすることにある。 【構成】添加物注入やミキシングする前に、半導体基板
を予め非晶質化する。非晶質化は半導体の構成元素を照
射して行う。この時、構成元素の照射時のエネルギーを
２種類以上にすることにより、照射領域を完全に非晶質
化する。イオンの飛程近傍での点欠陥量を減少させる。 【効果】イオン注入やミキシング時に生成した欠陥クラ
スターの除去が容易になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板へのイオン
注入時に形成する照射欠陥の除去が容易なイオン注入方
法、およびその方法が行える半導体製造装置に関する。
注入時に形成する照射欠陥の除去が容易なイオン注入方
法、およびその方法が行える半導体製造装置に関する。
【０００２】また、イオンミキシング法を適用して半導
体用電極をする場合に半導体基板中に形成される照射欠
陥の除去を容易に行える電極形成方法およびその方法が
行える電極製造装置に関する。
体用電極をする場合に半導体基板中に形成される照射欠
陥の除去を容易に行える電極形成方法およびその方法が
行える電極製造装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】従来の技術は特開昭63−185016号記載の
ように、絶縁物上に非晶質半導体薄膜を形成後、該非晶
質半導体薄膜にホウ素イオンを所定間隔で局所的に導入
し、その後、熱処理を行い粒径の大きい且つバラツキの
ない半導体結晶粒を形成していた。非晶質半導体薄膜は
他結晶半導体薄膜に半導体構成元素イオンを照射するこ
とにより形成している。ただし、この時の注入エネルギ
ーは一種類である。
ように、絶縁物上に非晶質半導体薄膜を形成後、該非晶
質半導体薄膜にホウ素イオンを所定間隔で局所的に導入
し、その後、熱処理を行い粒径の大きい且つバラツキの
ない半導体結晶粒を形成していた。非晶質半導体薄膜は
他結晶半導体薄膜に半導体構成元素イオンを照射するこ
とにより形成している。ただし、この時の注入エネルギ
ーは一種類である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、イオ
ンの飛程近傍において完全に非晶質化しないため、イオ
ン照射後のアニールでエピタキシャル相の成長に伴って
点欠陥が集積し、欠陥クラスターが形成するため、完全
に欠陥クラスターを取り除くことが容易でなかった。
ンの飛程近傍において完全に非晶質化しないため、イオ
ン照射後のアニールでエピタキシャル相の成長に伴って
点欠陥が集積し、欠陥クラスターが形成するため、完全
に欠陥クラスターを取り除くことが容易でなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、イオン照射により半導体基板を非晶質化する時、イ
オンの注入エネルギーを変化させたものである。
に、イオン照射により半導体基板を非晶質化する時、イ
オンの注入エネルギーを変化させたものである。
【０００６】
【作用】イオン照射を用いて半導体基板を非晶質化する
時、２種類以上のエネルギーでイオン照射することによ
り、高エネルギーで照射したイオンの飛程近傍領域で完
全に非晶質化していない部分が非晶質化する。それによ
り、非晶質化層界面に存在している点欠陥の量が減少す
る。これによって、アニール時の欠陥クラスターの生
成，成長が抑制される。
時、２種類以上のエネルギーでイオン照射することによ
り、高エネルギーで照射したイオンの飛程近傍領域で完
全に非晶質化していない部分が非晶質化する。それによ
り、非晶質化層界面に存在している点欠陥の量が減少す
る。これによって、アニール時の欠陥クラスターの生
成，成長が抑制される。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の半導体素子製造方法の一実施
例を図１で説明する。液体窒素温度から融点の１５％の
範囲において半導体基板１温度を一定に制御しながら、
基板２に高エネルギーの半導体の構成元素イオン２を照
射する。これにより、飛程近傍領域４以外は非晶質領域
３となる。次に、低エネルギーの半導体構成元素イオン
５を照射する。これにより、照射領域は完全な非晶質領
域６となる。非晶質化する時の高エネルギーと低エネル
ギー照射の順番は順不動である。また、照射時のエネル
ギーは２種類以上でも構わない。添加物注入領域７以外
の部分にはマスク８を被せ、照射されないようにする。
この後、非晶質領域６に添加物イオン９を注入する。注
入後、アニールにより再結晶化させる。
例を図１で説明する。液体窒素温度から融点の１５％の
範囲において半導体基板１温度を一定に制御しながら、
基板２に高エネルギーの半導体の構成元素イオン２を照
射する。これにより、飛程近傍領域４以外は非晶質領域
３となる。次に、低エネルギーの半導体構成元素イオン
５を照射する。これにより、照射領域は完全な非晶質領
域６となる。非晶質化する時の高エネルギーと低エネル
ギー照射の順番は順不動である。また、照射時のエネル
ギーは２種類以上でも構わない。添加物注入領域７以外
の部分にはマスク８を被せ、照射されないようにする。
この後、非晶質領域６に添加物イオン９を注入する。注
入後、アニールにより再結晶化させる。
【０００８】上記の手法を用い、Ｎ型シリコン基板１０
にＮＰＮ接合を形成する過程を図２で説明する。まず、
フォトマスク１１を被せたＮ型シリコン基板１０を冷却
し、基板温度を−４０℃とする。基板温度はイオン照射
中一定になるように制御する。冷却後、４００ｋｅＶシ
リコンイオン１２を１×１０16個照射する。これによ
り、飛程近傍領域１３以外では非晶質領域１４となる。
次に、２００ｋｅＶシリコンイオン１５を１×１０16個
照射する。この２種類のエネルギーを持つシリコンイオ
ンの照射で、４００ｋｅＶシリコン飛程の近傍で完全に
非晶質化していない領域１３が完全な非晶質化領域１６
となる。この後、４０ｋｅＶボロンイオン１７を１×１
０13個注入し、Ｐ層１８を形成する。Ｐ層１８を形成
後、７００℃で１時間アニールして再結晶化をはかる。
にＮＰＮ接合を形成する過程を図２で説明する。まず、
フォトマスク１１を被せたＮ型シリコン基板１０を冷却
し、基板温度を−４０℃とする。基板温度はイオン照射
中一定になるように制御する。冷却後、４００ｋｅＶシ
リコンイオン１２を１×１０16個照射する。これによ
り、飛程近傍領域１３以外では非晶質領域１４となる。
次に、２００ｋｅＶシリコンイオン１５を１×１０16個
照射する。この２種類のエネルギーを持つシリコンイオ
ンの照射で、４００ｋｅＶシリコン飛程の近傍で完全に
非晶質化していない領域１３が完全な非晶質化領域１６
となる。この後、４０ｋｅＶボロンイオン１７を１×１
０13個注入し、Ｐ層１８を形成する。Ｐ層１８を形成
後、７００℃で１時間アニールして再結晶化をはかる。
【０００９】次に、本発明の電極を製造するまでの一実
施例を図３で説明する。マスク１９を被せた半導体基板
２０に高エネルギーの半導体の構成元素イオン２１を照
射する。これにより、飛程近傍領域２２以外は非晶質領
域２３となる。次に、低エネルギーの半導体構成元素イ
オン２４を照射する。これにより、照射領域は完全な非
晶質領域２５となる。非晶質化する時の高エネルギーと
低エネルギー照射の順番は順不動である。また、照射時
のエネルギーは２種類以上でも構わない。この後、電極
形成領域に電極用金属２６を蒸着する。蒸着後、電極用
金属もしくは半導体構成元素イオン２７を照射し、界面
をミキシングさせミキシング領域２８を形成する。ミキ
シング後アニールを行い、再結晶化させる。
施例を図３で説明する。マスク１９を被せた半導体基板
２０に高エネルギーの半導体の構成元素イオン２１を照
射する。これにより、飛程近傍領域２２以外は非晶質領
域２３となる。次に、低エネルギーの半導体構成元素イ
オン２４を照射する。これにより、照射領域は完全な非
晶質領域２５となる。非晶質化する時の高エネルギーと
低エネルギー照射の順番は順不動である。また、照射時
のエネルギーは２種類以上でも構わない。この後、電極
形成領域に電極用金属２６を蒸着する。蒸着後、電極用
金属もしくは半導体構成元素イオン２７を照射し、界面
をミキシングさせミキシング領域２８を形成する。ミキ
シング後アニールを行い、再結晶化させる。
【００１０】上記の手法を用い、Ｎ型シリコン基板２９
にＮＰＮ接合を形成し、電極を取付けるまでの過程を図
５で説明する。まず、フォトマスク３０を被せる。その
後、Ｎ型シリコン基板２９を冷却し、基板温度を−４０
℃とする。基板温度はイオン照射中一定になるように制
御する。冷却後、４００ｋｅＶシリコンイオン３１を１
×１０16個照射する。これにより飛程近傍領域３２以外
は非晶質化領域３３となる。次に、２００ｋｅＶシリコ
ンイオン３４を１×１０16個照射する。この２種類のエ
ネルギーを持つシリコンイオンの照射で、４００ｋｅＶ
シリコン飛程の近傍で完全に非晶質化していない領域３
２が非晶質化する。この後、フォトマスク３０を除去
し、新たに、添加物注入領域以外にフォトマスク３５を
被せる。その後、４０ｋｅＶボロンイオン３７を１×１
０13個注入しＰ層３６を形成する。注入後、フォトマス
ク３５を除去し、電極形成領域以外新たにフォトマスク
３８を被せる。この後モリブデン３９を０.３μｍ 蒸着
する。蒸着後、３００ｋｅＶシリコンイオン４０を５×
１０15個照射し、モリブデン３９とシリコン基板２９界
面にモリブデンシリサイド４１を形成し電極とする。電
極形成後、７００℃で１時間アニールし、再結晶化をは
かる。
にＮＰＮ接合を形成し、電極を取付けるまでの過程を図
５で説明する。まず、フォトマスク３０を被せる。その
後、Ｎ型シリコン基板２９を冷却し、基板温度を−４０
℃とする。基板温度はイオン照射中一定になるように制
御する。冷却後、４００ｋｅＶシリコンイオン３１を１
×１０16個照射する。これにより飛程近傍領域３２以外
は非晶質化領域３３となる。次に、２００ｋｅＶシリコ
ンイオン３４を１×１０16個照射する。この２種類のエ
ネルギーを持つシリコンイオンの照射で、４００ｋｅＶ
シリコン飛程の近傍で完全に非晶質化していない領域３
２が非晶質化する。この後、フォトマスク３０を除去
し、新たに、添加物注入領域以外にフォトマスク３５を
被せる。その後、４０ｋｅＶボロンイオン３７を１×１
０13個注入しＰ層３６を形成する。注入後、フォトマス
ク３５を除去し、電極形成領域以外新たにフォトマスク
３８を被せる。この後モリブデン３９を０.３μｍ 蒸着
する。蒸着後、３００ｋｅＶシリコンイオン４０を５×
１０15個照射し、モリブデン３９とシリコン基板２９界
面にモリブデンシリサイド４１を形成し電極とする。電
極形成後、７００℃で１時間アニールし、再結晶化をは
かる。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、イオン注入によって生
成する照射欠陥の除去が容易になる。これによって、ア
ニール時の添加物の拡散が抑制でき、半導体デバイスの
高集積化がはかれる。
成する照射欠陥の除去が容易になる。これによって、ア
ニール時の添加物の拡散が抑制でき、半導体デバイスの
高集積化がはかれる。
【００１２】また、イオンミキシング法を用いて、電極
を形成する場合も、ミキシング時に形成する照射欠陥の
除去が容易になり、高集積化がはかれる。
を形成する場合も、ミキシング時に形成する照射欠陥の
除去が容易になり、高集積化がはかれる。
【図１】半導体素子の製造方法を示す図である。
【図２】Ｎ型シリコン基板にＰＮＰ接合を形成する過程
を示す図である。
を示す図である。
【図３】イオンミキシング法を用いた電極の形成過程を
示す図である。
示す図である。
【図４】Ｎ型シリコン基板にＰＮＰ接合を形成し電極を
形成するまでの過程を示す図である。
形成するまでの過程を示す図である。
１…半導体基板、２，２１…高エネルギーの半導体構成
元素イオン、３，１４，２３，３３…非晶質領域、４，
１３，２２，３２…飛程近傍領域、５，２４…低エネル
ギーの半導体構成元素イオン、６，１６，２５…完全な
非晶質領域、７…添加物注入領域、８，１９…マスク、
９…添加物、１０…Ｎ型シリコン基板、１１，３０，３
５，３８…フォトマスク、１２，３１…４００ｋｅＶシ
リコンイオン、１５，３４…２００ｋｅＶシリコンイオ
ン、１７，３７…ボロンイオン、１８，３６…Ｐ層、２
０…半導体基板、２６…電極用金属、２７…電極用金属
もしくは半導体構成元素イオン、２８…ミキシング領
域、２９…Ｎ型シリコン基板、３９…モリブデン、４０
…３００ｋｅＶシリコンイオン、４１…モリブデンシリ
サイド。
元素イオン、３，１４，２３，３３…非晶質領域、４，
１３，２２，３２…飛程近傍領域、５，２４…低エネル
ギーの半導体構成元素イオン、６，１６，２５…完全な
非晶質領域、７…添加物注入領域、８，１９…マスク、
９…添加物、１０…Ｎ型シリコン基板、１１，３０，３
５，３８…フォトマスク、１２，３１…４００ｋｅＶシ
リコンイオン、１５，３４…２００ｋｅＶシリコンイオ
ン、１７，３７…ボロンイオン、１８，３６…Ｐ層、２
０…半導体基板、２６…電極用金属、２７…電極用金属
もしくは半導体構成元素イオン、２８…ミキシング領
域、２９…Ｎ型シリコン基板、３９…モリブデン、４０
…３００ｋｅＶシリコンイオン、４１…モリブデンシリ
サイド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/28 ３０１ Ｔ 9055−4Ｍ (72)発明者 大和田 伸朗 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内
Claims (2)
- 【請求項１】半導体基板を液体窒素温度から、半導体の
融点（絶対温度）の１５％以下の範囲で所定温度とし、
一定になるように制御しながら半導体の構成元素を２種
類以上の加速電圧で注入し注入領域を非晶質化した後、
添加物を注入することを特徴としたイオン注入方法。 - 【請求項２】電極形成領域を半導体の融点（絶対温度）
の１５％以下の範囲で所定温度とし、一定になるように
制御しながら半導体の構成元素を少なくとも２種類以上
の加速電圧で注入領域を非晶質化した後、電極用の金属
を蒸着し、半導体の構成元素もしくは電極用金属を照射
して金属と半導体をミキシングし電極を形成することを
特徴とした電極形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21124592A JPH0661168A (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | イオン注入方法および電極形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21124592A JPH0661168A (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | イオン注入方法および電極形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661168A true JPH0661168A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16602703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21124592A Pending JPH0661168A (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | イオン注入方法および電極形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0661168A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008524840A (ja) * | 2004-12-17 | 2008-07-10 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 過渡的増速拡散を削減するためのイオン注入方法 |
-
1992
- 1992-08-07 JP JP21124592A patent/JPH0661168A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008524840A (ja) * | 2004-12-17 | 2008-07-10 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 過渡的増速拡散を削減するためのイオン注入方法 |
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