JPH08162433A - イオンドーピング装置のクリーニング方法 - Google Patents
イオンドーピング装置のクリーニング方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマを発生させて、これを高電圧で加速
するドーピング装置のクリーニング方法に関し、特に、
硼素のクリーニング方法を提供する。 【構成】 ドーピング装置のチャンバー内にＣｌＦ3 等
のフッ化ハロゲンを導入し、ドーピングの際に、チャン
バー内壁に付着した硼素をフッ化硼素（ＢＦ3 等）とし
て、ガス化・除去せしめる。
するドーピング装置のクリーニング方法に関し、特に、
硼素のクリーニング方法を提供する。 【構成】 ドーピング装置のチャンバー内にＣｌＦ3 等
のフッ化ハロゲンを導入し、ドーピングの際に、チャン
バー内壁に付着した硼素をフッ化硼素（ＢＦ3 等）とし
て、ガス化・除去せしめる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路等を作
製する際に使用されるドーピング装置のクリーニングす
る方法に関するものである。
製する際に使用されるドーピング装置のクリーニングす
る方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路等の作製において、半導
体中にＮ型やＰ型の不純物領域を形成する場合に、Ｎ型
やＰ型の導電型を呈せしめる不純物（Ｎ型不純物／Ｐ型
不純物）のイオンを高い電圧で加速して、照射・注入す
る方法が知られている。特に、イオンの質量と電荷比を
分離する方法はイオン注入法と呼ばれ、半導体集積回路
を作製する際に、広く用いられている。
体中にＮ型やＰ型の不純物領域を形成する場合に、Ｎ型
やＰ型の導電型を呈せしめる不純物（Ｎ型不純物／Ｐ型
不純物）のイオンを高い電圧で加速して、照射・注入す
る方法が知られている。特に、イオンの質量と電荷比を
分離する方法はイオン注入法と呼ばれ、半導体集積回路
を作製する際に、広く用いられている。
【０００３】それ以外にも、Ｎ／Ｐ型不純物を有するプ
ラズマを発生させ、このプラズマ中のイオンを高い電圧
によって加速し、半導体中に注入する方法が知られてい
る。この方法は、イオンドーピング法もしくはプラズマ
ドーピング法と呼ばれる。例えば、Ｐ型不純物として硼
素を注入する場合には、硼素化合物であるジボラン（Ｂ
2 Ｈ6 ）等の気体において、ＲＦ放電その他の方法によ
って、プラズマをを発生させ、これに高い電圧をかけ
て、硼素を有するイオンを引き出して、半導体中に照射
する。
ラズマを発生させ、このプラズマ中のイオンを高い電圧
によって加速し、半導体中に注入する方法が知られてい
る。この方法は、イオンドーピング法もしくはプラズマ
ドーピング法と呼ばれる。例えば、Ｐ型不純物として硼
素を注入する場合には、硼素化合物であるジボラン（Ｂ
2 Ｈ6 ）等の気体において、ＲＦ放電その他の方法によ
って、プラズマをを発生させ、これに高い電圧をかけ
て、硼素を有するイオンを引き出して、半導体中に照射
する。
【０００４】一般に、前者は装置が複雑で高価であり、
処理できる基板面積が小さいのに対し、後者では装置が
簡単で安価であり、処理できる基板面積も大きいという
特徴を有する。このため、大面積基板を処理する必要の
あるアクティブマトリクス型液晶ディスプレー等の作製
に用いられることが考えられている。
処理できる基板面積が小さいのに対し、後者では装置が
簡単で安価であり、処理できる基板面積も大きいという
特徴を有する。このため、大面積基板を処理する必要の
あるアクティブマトリクス型液晶ディスプレー等の作製
に用いられることが考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、後者の
装置では、ドーピングする元素が装置（チャンバー）の
内壁にも付着し、頻繁にチャンバー内壁をクリーニング
することが求められていた。特に、微量の不純物ドーピ
ングによって弱いＮ型やＰ型のドーピングをおこなおう
とする場合には、チャンバー内壁に付着した異種の導電
型不純物によって半導体素子の特性が大きく影響され、
実質的に微量ドーピングを再現性良くおこなうには、チ
ャンバーをこまめにクリーニングする必要があった。
装置では、ドーピングする元素が装置（チャンバー）の
内壁にも付着し、頻繁にチャンバー内壁をクリーニング
することが求められていた。特に、微量の不純物ドーピ
ングによって弱いＮ型やＰ型のドーピングをおこなおう
とする場合には、チャンバー内壁に付着した異種の導電
型不純物によって半導体素子の特性が大きく影響され、
実質的に微量ドーピングを再現性良くおこなうには、チ
ャンバーをこまめにクリーニングする必要があった。
【０００６】クリーニングはウェットエッチングによっ
ておこなわれていた。そのため、クリーニングの度にチ
ャンバーが大気開放され、十分な真空度まで排気するの
に非常に長い時間がかかった。ドーピング装置であるの
で、チャンバーの内壁に大気成分の元素が付着している
と、ドーピングの際にそれらが混入することとなるの
で、完全に脱ガスをおこなう必要がある。このため、装
置の稼働率が低下することが問題となっていた。
ておこなわれていた。そのため、クリーニングの度にチ
ャンバーが大気開放され、十分な真空度まで排気するの
に非常に長い時間がかかった。ドーピング装置であるの
で、チャンバーの内壁に大気成分の元素が付着している
と、ドーピングの際にそれらが混入することとなるの
で、完全に脱ガスをおこなう必要がある。このため、装
置の稼働率が低下することが問題となっていた。
【０００７】以上のことから、チャンバーを大気開放す
る必要の無いドライプロセスによるクリーニング（ドラ
イ・クリーニング）が必要とされた。これまでのドライ
・クリーニングは、チャンバー内にプラズマを発生させ
ることによりスパッタもしくは化学反応により、内壁に
付着した元素を除去する方法が採用されているが、その
場合には、プラズマの広がりや、ドーピング装置自体の
プラズマの発生する部分が限られているため、チャンバ
ーの隅まで十分にクリーニングできないこととが問題で
あった。
る必要の無いドライプロセスによるクリーニング（ドラ
イ・クリーニング）が必要とされた。これまでのドライ
・クリーニングは、チャンバー内にプラズマを発生させ
ることによりスパッタもしくは化学反応により、内壁に
付着した元素を除去する方法が採用されているが、その
場合には、プラズマの広がりや、ドーピング装置自体の
プラズマの発生する部分が限られているため、チャンバ
ーの隅まで十分にクリーニングできないこととが問題で
あった。
【０００８】図１は一般的なイオンドーピング装置の概
略図を示す。チャンバー１の形状は様々なものが可能で
あり、図に示すような円筒形以外のものでもよい。チャ
ンバーにはドーピングに用いるガス、例えば、図に示す
ようなジボラン（Ｂ2 Ｈ6 ）やフォスフィン（ＰＨ3 ）
を供給するための配管を接続し、また、チャンバー内を
排気するための手段も設ける。ジボランやフォスフィン
は水素等で希釈して用いることが一般的である。チャン
バー内は大きく３つの領域に分けられる。すなわち、プ
ラズマソース、イオン加速領域、イオン照射領域であ
る。
略図を示す。チャンバー１の形状は様々なものが可能で
あり、図に示すような円筒形以外のものでもよい。チャ
ンバーにはドーピングに用いるガス、例えば、図に示す
ようなジボラン（Ｂ2 Ｈ6 ）やフォスフィン（ＰＨ3 ）
を供給するための配管を接続し、また、チャンバー内を
排気するための手段も設ける。ジボランやフォスフィン
は水素等で希釈して用いることが一般的である。チャン
バー内は大きく３つの領域に分けられる。すなわち、プ
ラズマソース、イオン加速領域、イオン照射領域であ
る。
【０００９】チャンバー上方のプラズマソース３では、
ＲＦ放電その他の方法でプラズマを発生させる。そし
て、そこで生じたイオンをプラズマソース下のイオン加
速領域で加速する。加速されたイオンはイオン照射領域
の試料台２上の試料に照射され、不純物がドーピングさ
れる。
ＲＦ放電その他の方法でプラズマを発生させる。そし
て、そこで生じたイオンをプラズマソース下のイオン加
速領域で加速する。加速されたイオンはイオン照射領域
の試料台２上の試料に照射され、不純物がドーピングさ
れる。
【００１０】イオン加速領域には、図中に示すように複
数のスリット状の電極を設け、これに電圧をかけること
によって、イオンを引き出し、また、加速する。電極４
と５はイオンを引き出すためのもので、これは、電源８
によって制御される。電極５と７の間には電源９によっ
て高い電圧がかけられ、この間でイオンが加速される。
必要に応じては電源１０によって電極６に逆電圧をか
け、イオンを減速することも可能である。
数のスリット状の電極を設け、これに電圧をかけること
によって、イオンを引き出し、また、加速する。電極４
と５はイオンを引き出すためのもので、これは、電源８
によって制御される。電極５と７の間には電源９によっ
て高い電圧がかけられ、この間でイオンが加速される。
必要に応じては電源１０によって電極６に逆電圧をか
け、イオンを減速することも可能である。
【００１１】さて、図から明らかなように、通常のイオ
ンドーピング装置ではプラズマを発生させる領域はプラ
ズマソース３に限られており、とてもチャンバー内壁全
体にプラズマを行き渡らせることは不可能である。しか
しながら、ドーピング不純物のイオンはドーピング領域
まで達するように設計されている。しかも、イオンの流
れには指向性が少ないので、途中の内壁や電極に付着す
る可能性は非常に高い。そして、このように付着した不
純物は別のドーピングの際に、イオンでたたき出され
て、再度、試料に注入されることとなる。
ンドーピング装置ではプラズマを発生させる領域はプラ
ズマソース３に限られており、とてもチャンバー内壁全
体にプラズマを行き渡らせることは不可能である。しか
しながら、ドーピング不純物のイオンはドーピング領域
まで達するように設計されている。しかも、イオンの流
れには指向性が少ないので、途中の内壁や電極に付着す
る可能性は非常に高い。そして、このように付着した不
純物は別のドーピングの際に、イオンでたたき出され
て、再度、試料に注入されることとなる。
【００１２】このため、プラズマによるドライ・クリー
ニングは一時的なもので、定期的にウェットエッチング
によるクリーニングが必要であった。本発明は以上の問
題点に鑑みてなされたものであり、プラズマを用いない
で、チャンバー内のドライ・クリーニング、特に、硼素
のドライ・クリーニングをおこなう方法を提供する。
ニングは一時的なもので、定期的にウェットエッチング
によるクリーニングが必要であった。本発明は以上の問
題点に鑑みてなされたものであり、プラズマを用いない
で、チャンバー内のドライ・クリーニング、特に、硼素
のドライ・クリーニングをおこなう方法を提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明においては、ドー
ピング後に、チャンバー内にフッ化ハロゲンを導入する
ことにより、不純物、特に硼素をエッチングすることを
特徴とする。フッ化ハロゲンとしては、ＣｌＦ、ＣｌＦ
3 、ＢｒＦ、ＢｒＦ3 、ＩＦ、ＩＦ3 の少なくとも１つ
を用いることが好ましい。特に、ＣｌＦ、ＣｌＦ3 はフ
ッ化作用が強く、硼素は常温でＢＦ3 となり、気化して
除去される。ＣｌＦ、ＣｌＦ3 を構成する塩素、フッ素
は除去しやすい元素で、また、半導体素子の特性を悪化
させることが少ない。
ピング後に、チャンバー内にフッ化ハロゲンを導入する
ことにより、不純物、特に硼素をエッチングすることを
特徴とする。フッ化ハロゲンとしては、ＣｌＦ、ＣｌＦ
3 、ＢｒＦ、ＢｒＦ3 、ＩＦ、ＩＦ3 の少なくとも１つ
を用いることが好ましい。特に、ＣｌＦ、ＣｌＦ3 はフ
ッ化作用が強く、硼素は常温でＢＦ3 となり、気化して
除去される。ＣｌＦ、ＣｌＦ3 を構成する塩素、フッ素
は除去しやすい元素で、また、半導体素子の特性を悪化
させることが少ない。
【００１４】本発明を実施するには、図１に示すよう
に、イオンドーピング装置のチャンバーにフッ化ハロゲ
ンガスを導入する手段を設ければよい。フッ化ハロゲン
は、窒素やアルゴン等で希釈して用いるとよい。また、
必要によっては、フッ化ハロゲンを除害する装置を設け
ればよい。なお、フッ化ハロゲンはフッ化作用が強力で
あるので、チャンバー内壁は石英のように、フッ化ハロ
ゲンに対して安定な材料を用いることが好ましい。ま
た、チャンバーや試料台には、アルミニウムのように、
フッ化ハロゲンと作用して、表面に安定な不動体を形成
する材料を用いてもよい。
に、イオンドーピング装置のチャンバーにフッ化ハロゲ
ンガスを導入する手段を設ければよい。フッ化ハロゲン
は、窒素やアルゴン等で希釈して用いるとよい。また、
必要によっては、フッ化ハロゲンを除害する装置を設け
ればよい。なお、フッ化ハロゲンはフッ化作用が強力で
あるので、チャンバー内壁は石英のように、フッ化ハロ
ゲンに対して安定な材料を用いることが好ましい。ま
た、チャンバーや試料台には、アルミニウムのように、
フッ化ハロゲンと作用して、表面に安定な不動体を形成
する材料を用いてもよい。
【００１５】
【作用】フッ化ハロゲンはフッ化力が極めて強く、硼素
はフッ化されて、ＢＦ3 という気体となる。温度を１０
０℃以上に高めるとより反応性が向上する。本発明人の
研究の結果、燐もしくは砒素と硼素が混在した汚れに関
しても、硼素のみならず、燐や砒素もクリーニングでき
ることを確認したが、これが、燐や砒素がフッ化されて
蒸発するためであるのか、その他の理由のためであるの
かは未確認である。
はフッ化されて、ＢＦ3 という気体となる。温度を１０
０℃以上に高めるとより反応性が向上する。本発明人の
研究の結果、燐もしくは砒素と硼素が混在した汚れに関
しても、硼素のみならず、燐や砒素もクリーニングでき
ることを確認したが、これが、燐や砒素がフッ化されて
蒸発するためであるのか、その他の理由のためであるの
かは未確認である。
【００１６】本発明を用いれば、プラズマを用いないの
で、チャンバー内全体にわたって均一にクリーニングで
きる。また、本発明は、チャンバーにフッ化ハロゲンを
導入するだけで実施できるので、極めて簡便であり、当
然、エッチングに際しては、大気開放の必要がない。そ
のため、設備の稼働率をおとさずにクリーニングでき
る。好ましくは、ドーピングの度ごとにクリーニングを
おこなうとよい。
で、チャンバー内全体にわたって均一にクリーニングで
きる。また、本発明は、チャンバーにフッ化ハロゲンを
導入するだけで実施できるので、極めて簡便であり、当
然、エッチングに際しては、大気開放の必要がない。そ
のため、設備の稼働率をおとさずにクリーニングでき
る。好ましくは、ドーピングの度ごとにクリーニングを
おこなうとよい。
【００１７】例えば、ＣＭＯＳ回路を作製するためには
燐や砒素のようなＮ型不純物と、Ｐ型不純物である硼素
とをドーピングする必要がある。これらのドーピングは
それぞれ別の装置でおこなってもよいが、設備の効率を
高めるためには１台の装置でおこなう方が経済的であ
る。このようなドーピングにおいては、全面にＮ型不純
物をドーピングしたのち、フォトレジスト等でマスクし
て、選択的に硼素をドーピングする方法が採用される。
あるいは、逆に選択的に硼素をドーピングしてから、全
面にＮ型不純物をドーピングしてもよい。
燐や砒素のようなＮ型不純物と、Ｐ型不純物である硼素
とをドーピングする必要がある。これらのドーピングは
それぞれ別の装置でおこなってもよいが、設備の効率を
高めるためには１台の装置でおこなう方が経済的であ
る。このようなドーピングにおいては、全面にＮ型不純
物をドーピングしたのち、フォトレジスト等でマスクし
て、選択的に硼素をドーピングする方法が採用される。
あるいは、逆に選択的に硼素をドーピングしてから、全
面にＮ型不純物をドーピングしてもよい。
【００１８】この場合には、硼素のドーピングされる領
域には、必ず、Ｎ型不純物がドーピングされる。しかし
ながら、Ｎ型不純物のドーピングされる領域に硼素がド
ーピングされるとは限らない。すなわち、Ｎ型不純物の
ドーピングに際しては、チャンバー内部に微量でも硼素
が存在することは好ましくない。逆に、硼素のドーピン
グに際して、チャンバー内部に微量のＮ型不純物が存在
することは問題ではない。なぜなら、硼素のドーピング
される領域には相当量のＮ型不純物が注入されているか
らである。
域には、必ず、Ｎ型不純物がドーピングされる。しかし
ながら、Ｎ型不純物のドーピングされる領域に硼素がド
ーピングされるとは限らない。すなわち、Ｎ型不純物の
ドーピングに際しては、チャンバー内部に微量でも硼素
が存在することは好ましくない。逆に、硼素のドーピン
グに際して、チャンバー内部に微量のＮ型不純物が存在
することは問題ではない。なぜなら、硼素のドーピング
される領域には相当量のＮ型不純物が注入されているか
らである。
【００１９】したがって、このような場合には、硼素の
ドーピングが終了する度に、チャンバーのクリーニング
をおこなうとよい。例えば、最初の基板でＮ型不純物の
ドーピングと硼素のドーピングが終了したのち、本発明
のドライ・クリーニングをおこない、チャンバー内の硼
素を除去してから、次の基板のＮ型不純物のドーピング
と硼素のドーピングをおこなうとよい。あるいは、最初
の基板で、硼素のドーピングをおこなった後に、チャン
バーをクリーニングして、最初の基板のＮ型不純物のド
ーピングと次の基板の硼素のドーピングをおこなっても
よい。
ドーピングが終了する度に、チャンバーのクリーニング
をおこなうとよい。例えば、最初の基板でＮ型不純物の
ドーピングと硼素のドーピングが終了したのち、本発明
のドライ・クリーニングをおこない、チャンバー内の硼
素を除去してから、次の基板のＮ型不純物のドーピング
と硼素のドーピングをおこなうとよい。あるいは、最初
の基板で、硼素のドーピングをおこなった後に、チャン
バーをクリーニングして、最初の基板のＮ型不純物のド
ーピングと次の基板の硼素のドーピングをおこなっても
よい。
【００２０】本発明においては、硼素は確実にチャンバ
ー内壁からエッチングされるので、このような順序でド
ーピングをおこなうと、Ｎ型不純物のドーピングの際に
は、硼素は存在しない。もっとも、硼素のドーピングの
際には、チャンバー内部にはＮ型不純物が存在するが、
硼素のドーピングされる領域には既に相当量のＮ型不純
物が注入されているので、チャンバー内部に存在する微
量のＮ型不純物は無視できる。このような手段は、特に
弱いＮ型領域を有するデバイス（例えば、ＬＤＤ型ＭＯ
Ｓトランジスタ）を作製する場合には有効である。
ー内壁からエッチングされるので、このような順序でド
ーピングをおこなうと、Ｎ型不純物のドーピングの際に
は、硼素は存在しない。もっとも、硼素のドーピングの
際には、チャンバー内部にはＮ型不純物が存在するが、
硼素のドーピングされる領域には既に相当量のＮ型不純
物が注入されているので、チャンバー内部に存在する微
量のＮ型不純物は無視できる。このような手段は、特に
弱いＮ型領域を有するデバイス（例えば、ＬＤＤ型ＭＯ
Ｓトランジスタ）を作製する場合には有効である。
【００２１】また、フッ化ハロゲンによって、フォトレ
ジスト等の有機物がフッ化・気化できることに着目すれ
ば、以下のような、発展的な使用も可能である。すなわ
ち、最初、硼素をドーピングする部分のみを露出したフ
ォトレジストのマスクを有する基板にイオンドーピング
装置で硼素をドーピングする。その後、イオンドーピン
グ装置のチャンバーのクリーニングをおこなうために、
チャンバー内にフッ化ハロゲンガスを導入するのである
が、その際には、硼素のドーピングの終了した基板もチ
ャンバー内に残しておく。その結果、基板上のフォトレ
ジストのマスクも同時に除去できる。
ジスト等の有機物がフッ化・気化できることに着目すれ
ば、以下のような、発展的な使用も可能である。すなわ
ち、最初、硼素をドーピングする部分のみを露出したフ
ォトレジストのマスクを有する基板にイオンドーピング
装置で硼素をドーピングする。その後、イオンドーピン
グ装置のチャンバーのクリーニングをおこなうために、
チャンバー内にフッ化ハロゲンガスを導入するのである
が、その際には、硼素のドーピングの終了した基板もチ
ャンバー内に残しておく。その結果、基板上のフォトレ
ジストのマスクも同時に除去できる。
【００２２】その後、Ｎ型不純物のドーピングをおこな
えば、Ｎ型不純物は基板全面にドーピングされることと
なる。その際には、基板が試料台上に存在する必要はな
く、また、ドーピング装置が枚葉処理（１枚１枚しか処
理できない）方式のものであっても、チャンバー内には
複数の基板が存在してもよい。例えば、ドーピング工程
で１０枚の基板を処理する場合には、硼素のドーピング
を１０枚の基板について１枚１枚おこなった後、これら
の基板を同一チャンバーの別の場所にストックしてお
く。そして、チャンバーのクリーニングをおこなった
（同時に基板上のフォトレジストのマスクも除去され
る）後に、再び、基板の１枚１枚にＮ型不純物のドーピ
ングをおこなってもよい。
えば、Ｎ型不純物は基板全面にドーピングされることと
なる。その際には、基板が試料台上に存在する必要はな
く、また、ドーピング装置が枚葉処理（１枚１枚しか処
理できない）方式のものであっても、チャンバー内には
複数の基板が存在してもよい。例えば、ドーピング工程
で１０枚の基板を処理する場合には、硼素のドーピング
を１０枚の基板について１枚１枚おこなった後、これら
の基板を同一チャンバーの別の場所にストックしてお
く。そして、チャンバーのクリーニングをおこなった
（同時に基板上のフォトレジストのマスクも除去され
る）後に、再び、基板の１枚１枚にＮ型不純物のドーピ
ングをおこなってもよい。
【００２３】このような方式を採用すれば、基板を外部
に取り出す手間が省け、かつ、フォトレジストの除去と
イオンドーピング装置のチャンバーのクリーニングが同
時におこなえるので量産性が向上し、経済的である。
に取り出す手間が省け、かつ、フォトレジストの除去と
イオンドーピング装置のチャンバーのクリーニングが同
時におこなえるので量産性が向上し、経済的である。
【００２４】
〔実施例１〕 図２に本実施例を示す。本実施例はＣＭ
ＯＳ回路を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成し
た例である。図２の左側にはＮチャネル型ＴＦＴの、右
側にはＰチャネル型ＴＦＴの作製工程断面図を示す。ま
ず、基板（コーニング１７３７）２０１上に厚さ２００
〜２０００Åの下地酸化珪素膜２０２をスパッタリング
法やプラズマＣＶＤ法によって形成した。さらに、ＬＰ
ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法、スパッタリング法等の方
法によって、非晶質珪素膜を３００〜１５００Å堆積
し、これを５５０〜６５０℃、４〜４８時間の窒素中、
もしくは真空中の加熱によって結晶化させた。
ＯＳ回路を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成し
た例である。図２の左側にはＮチャネル型ＴＦＴの、右
側にはＰチャネル型ＴＦＴの作製工程断面図を示す。ま
ず、基板（コーニング１７３７）２０１上に厚さ２００
〜２０００Åの下地酸化珪素膜２０２をスパッタリング
法やプラズマＣＶＤ法によって形成した。さらに、ＬＰ
ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法、スパッタリング法等の方
法によって、非晶質珪素膜を３００〜１５００Å堆積
し、これを５５０〜６５０℃、４〜４８時間の窒素中、
もしくは真空中の加熱によって結晶化させた。
【００２５】そして、この結晶化した珪素膜をエッチン
グして、ＴＦＴ領域（活性層）を形成した。そして、ゲ
イト酸化膜として機能する厚さ５００〜１５００Åの酸
化珪素膜２０３を堆積し、多結晶珪素膜（厚さ５０００
Å）によるゲイト電極２０４、２０５を形成した。そし
て、ゲイト電極をマスクとするイオンドーピング法によ
って燐の注入をおこない、低濃度のＮ型不純物領域２０
６、２０７を形成した。イオンドーピング装置は図１に
示したものを用いた。ドーズ量は５×１０12原子／ｃｍ
2 とした。（図２（Ａ））
グして、ＴＦＴ領域（活性層）を形成した。そして、ゲ
イト酸化膜として機能する厚さ５００〜１５００Åの酸
化珪素膜２０３を堆積し、多結晶珪素膜（厚さ５０００
Å）によるゲイト電極２０４、２０５を形成した。そし
て、ゲイト電極をマスクとするイオンドーピング法によ
って燐の注入をおこない、低濃度のＮ型不純物領域２０
６、２０７を形成した。イオンドーピング装置は図１に
示したものを用いた。ドーズ量は５×１０12原子／ｃｍ
2 とした。（図２（Ａ））
【００２６】その後、Ｎチャネル型ＴＦＴの領域（左
側）をフォトレジスト２０８でマスクし、この状態で、
イオンドーピング法によって高濃度の硼素のドーピング
をおこなった。ドーピング装置は、先の低濃度のＮ型不
純物領域２０６、２０７を形成した際に用いたものと同
じものを用いた。ドーズ量は１×１０15原子／ｃｍ2 、
加速電圧は６５ｋＶとした。この結果、先の燐のドーピ
ングによって、弱いＮ型となった不純物領域２０７は強
いＰ型に反転し、Ｐ型不純物領域２０９となった。（図
２（Ｂ））
側）をフォトレジスト２０８でマスクし、この状態で、
イオンドーピング法によって高濃度の硼素のドーピング
をおこなった。ドーピング装置は、先の低濃度のＮ型不
純物領域２０６、２０７を形成した際に用いたものと同
じものを用いた。ドーズ量は１×１０15原子／ｃｍ2 、
加速電圧は６５ｋＶとした。この結果、先の燐のドーピ
ングによって、弱いＮ型となった不純物領域２０７は強
いＰ型に反転し、Ｐ型不純物領域２０９となった。（図
２（Ｂ））
【００２７】ドーピング装置から基板を取り出したの
ち、ドーピング装置のチャンバー内にＣｌＦ3 と窒素の
混合ガスを流した。本実施例では、チャンバー内圧力は
５ｔｏｒｒ、温度は２５℃、ＣｌＦ3 の流量は２００ｓ
ｃｃｍ、窒素の流量は１００ｓｃｃｍとした。本実施例
では、所定時間だけＣｌＦ3 を供給した後、供給を停止
し、窒素パージをおこなった。このようにして、ドーピ
ング装置のチャンバーのクリーニングをおこなった。
ち、ドーピング装置のチャンバー内にＣｌＦ3 と窒素の
混合ガスを流した。本実施例では、チャンバー内圧力は
５ｔｏｒｒ、温度は２５℃、ＣｌＦ3 の流量は２００ｓ
ｃｃｍ、窒素の流量は１００ｓｃｃｍとした。本実施例
では、所定時間だけＣｌＦ3 を供給した後、供給を停止
し、窒素パージをおこなった。このようにして、ドーピ
ング装置のチャンバーのクリーニングをおこなった。
【００２８】一方、この間に、基板上に形成されたフォ
トレジストのマスク２０８を剥離した。そして、プラズ
マＣＶＤ法によって厚さ４０００〜８０００Åの酸化珪
素膜２１０を堆積した。酸化珪素膜２１０の厚さはゲイ
ト電極・配線の高さによって最適な値が異なる。例え
ば、本実施例のごとく、ゲイト電極・配線の高さが５０
００Åの場合には、その１／２〜２倍の２５００Å〜１
μｍが好ましい。本実施例では、５０００Åとした。こ
の成膜工程においては、平坦部での膜厚の均一性ととも
に、ステップカバレージが良好であることも要求され
る。その結果、ゲイト電極・配線の側面部の酸化珪素膜
の厚さは、図２（Ｃ）に点線で示す分だけ厚くなってい
る。（図２（Ｃ））
トレジストのマスク２０８を剥離した。そして、プラズ
マＣＶＤ法によって厚さ４０００〜８０００Åの酸化珪
素膜２１０を堆積した。酸化珪素膜２１０の厚さはゲイ
ト電極・配線の高さによって最適な値が異なる。例え
ば、本実施例のごとく、ゲイト電極・配線の高さが５０
００Åの場合には、その１／２〜２倍の２５００Å〜１
μｍが好ましい。本実施例では、５０００Åとした。こ
の成膜工程においては、平坦部での膜厚の均一性ととも
に、ステップカバレージが良好であることも要求され
る。その結果、ゲイト電極・配線の側面部の酸化珪素膜
の厚さは、図２（Ｃ）に点線で示す分だけ厚くなってい
る。（図２（Ｃ））
【００２９】次に、公知のＲＩＥ法による異方性ドライ
エッチングをおこなうことによって、この酸化珪素膜２
１０のエッチングをおこなった。このエッチングはゲイ
ト絶縁膜２０３との境界までエッチングが達した時点で
終了した。このようなエッチングの終点に関しては、例
えば、ゲイト絶縁膜２０３のエッチングレートを、酸化
珪素膜２１０のものに比較して小さくすることによって
制御可能である。以上の工程によって、ゲイト電極・配
線の側面には概略三角形状の絶縁物（サイドウォール）
２１１、２１２が残った。（図２（Ｄ））
エッチングをおこなうことによって、この酸化珪素膜２
１０のエッチングをおこなった。このエッチングはゲイ
ト絶縁膜２０３との境界までエッチングが達した時点で
終了した。このようなエッチングの終点に関しては、例
えば、ゲイト絶縁膜２０３のエッチングレートを、酸化
珪素膜２１０のものに比較して小さくすることによって
制御可能である。以上の工程によって、ゲイト電極・配
線の側面には概略三角形状の絶縁物（サイドウォール）
２１１、２１２が残った。（図２（Ｄ））
【００３０】その後、再び、イオンドーピング法によっ
て、燐を導入した。このときのドーピング装置は、本発
明のクリーニングが終了した状態である。この場合のド
ーズ量は、図２（Ａ）の工程のドーズ量より１〜３桁多
く、かつ、図２（Ｂ）の工程のドーズ量の１／１０〜２
／３が好ましい。本実施例では、最初の燐のドーピング
のドーズ量の１００倍の５×１０14原子／ｃｍ2 とし
た。しかし、これは図２（Ｂ）の工程の硼素のドーズ量
の半分である。加速電圧は８０ｋＶとした。この結果、
高濃度の燐が導入された領域（ソース／ドレイン）２１
３が形成され、また、サイドウォールの下部には低濃度
不純物領域（ＬＤＤ）２１４が残された。
て、燐を導入した。このときのドーピング装置は、本発
明のクリーニングが終了した状態である。この場合のド
ーズ量は、図２（Ａ）の工程のドーズ量より１〜３桁多
く、かつ、図２（Ｂ）の工程のドーズ量の１／１０〜２
／３が好ましい。本実施例では、最初の燐のドーピング
のドーズ量の１００倍の５×１０14原子／ｃｍ2 とし
た。しかし、これは図２（Ｂ）の工程の硼素のドーズ量
の半分である。加速電圧は８０ｋＶとした。この結果、
高濃度の燐が導入された領域（ソース／ドレイン）２１
３が形成され、また、サイドウォールの下部には低濃度
不純物領域（ＬＤＤ）２１４が残された。
【００３１】一方、Ｐチャネル型ＴＦＴの領域（図の右
側）にも燐がドーピングされたのであるが、先にドーピ
ングされた硼素の濃度が燐の２倍であるのでＰ型のまま
であった。Ｐチャネル型ＴＦＴのＰ型領域は見掛け上、
サイドウォールの下の領域２１６とその外側（チャネル
形成領域の反対側）の領域２１５の２種類存在するよう
に思えるが、電気的特性の面からは両者には大した差が
見られなかった。（図２（Ｅ））
側）にも燐がドーピングされたのであるが、先にドーピ
ングされた硼素の濃度が燐の２倍であるのでＰ型のまま
であった。Ｐチャネル型ＴＦＴのＰ型領域は見掛け上、
サイドウォールの下の領域２１６とその外側（チャネル
形成領域の反対側）の領域２１５の２種類存在するよう
に思えるが、電気的特性の面からは両者には大した差が
見られなかった。（図２（Ｅ））
【００３２】ドーピング工程の終了した後、６００℃で
熱アニールするとにより、不純物の活性化をおこなっ
た。そして、全面に層間絶縁物２１７として、ＣＶＤ法
によって酸化珪素膜を厚さ３０００Å形成し、ＴＦＴの
ソース／ドレインにコンタクトホールを形成し、アルミ
ニウム配線・電極２１８を形成した。以上の工程によっ
て、Ｎチャネル型およびＰチャネル型ＴＦＴよりなるＣ
ＭＯＳ回路が完成された。（図２（Ｆ））
熱アニールするとにより、不純物の活性化をおこなっ
た。そして、全面に層間絶縁物２１７として、ＣＶＤ法
によって酸化珪素膜を厚さ３０００Å形成し、ＴＦＴの
ソース／ドレインにコンタクトホールを形成し、アルミ
ニウム配線・電極２１８を形成した。以上の工程によっ
て、Ｎチャネル型およびＰチャネル型ＴＦＴよりなるＣ
ＭＯＳ回路が完成された。（図２（Ｆ））
【００３３】本実施例では、ゲイト電極・配線にサイド
ウォールを設けることにより、ＬＤＤ２１４を設け、Ｎ
チャネル型ＴＦＴのホットキャリヤ注入による劣化を低
減することができた。しかし、ＬＤＤはソース／ドレイ
ンに対して直列に挿入された寄生抵抗であるので、動作
速度が落ちてしまうという問題があった。したがって、
モビリティーが小さく、ホットキャリヤによる劣化の少
ないＰチャネル型ＴＦＴでは、本実施例のようにＬＤＤ
が存在しないほうが望ましい。なお、ゲイト配線を２層
目配線が横断する部分でもサイドウォールの存在によっ
て段差が緩和され、断線はほとんど見られなかった。
ウォールを設けることにより、ＬＤＤ２１４を設け、Ｎ
チャネル型ＴＦＴのホットキャリヤ注入による劣化を低
減することができた。しかし、ＬＤＤはソース／ドレイ
ンに対して直列に挿入された寄生抵抗であるので、動作
速度が落ちてしまうという問題があった。したがって、
モビリティーが小さく、ホットキャリヤによる劣化の少
ないＰチャネル型ＴＦＴでは、本実施例のようにＬＤＤ
が存在しないほうが望ましい。なお、ゲイト配線を２層
目配線が横断する部分でもサイドウォールの存在によっ
て段差が緩和され、断線はほとんど見られなかった。
【００３４】〔実施例３〕 本実施例を図３を用いて説
明する。本実施例もＣＭＯＳ回路をＴＦＴを用いて構成
した例である。まず、基板（コーニング７０５９）３０
１上に下地酸化膜３０２として厚さ２０００Åの酸化珪
素膜を形成した。そして、プラズマＣＶＤ法やＬＰＣＶ
Ｄ法によって非晶質もしくは結晶性の珪素膜を３００〜
１５００Å、好ましくは５００〜１０００Å形成した。
結晶性珪素膜を得るには、非晶質珪素膜を形成した後、
レーザーもしくはそれと同等な強光を照射する（光アニ
ール）か、５００℃以上の温度で長時間の熱アニールを
おこなえばよい。
明する。本実施例もＣＭＯＳ回路をＴＦＴを用いて構成
した例である。まず、基板（コーニング７０５９）３０
１上に下地酸化膜３０２として厚さ２０００Åの酸化珪
素膜を形成した。そして、プラズマＣＶＤ法やＬＰＣＶ
Ｄ法によって非晶質もしくは結晶性の珪素膜を３００〜
１５００Å、好ましくは５００〜１０００Å形成した。
結晶性珪素膜を得るには、非晶質珪素膜を形成した後、
レーザーもしくはそれと同等な強光を照射する（光アニ
ール）か、５００℃以上の温度で長時間の熱アニールを
おこなえばよい。
【００３５】熱アニールによって結晶化させたのち、光
アニールをおこなって、さらに結晶性を高めてもよい。
また、熱アニールによる結晶化の際に、特開平６−２４
４１０３、同６−２４４１０４に記述されているよう
に、ニッケル等の珪素の結晶化を促進させる元素（触媒
元素）を添加してもよい。
アニールをおこなって、さらに結晶性を高めてもよい。
また、熱アニールによる結晶化の際に、特開平６−２４
４１０３、同６−２４４１０４に記述されているよう
に、ニッケル等の珪素の結晶化を促進させる元素（触媒
元素）を添加してもよい。
【００３６】次に、珪素膜をエッチングして、Ｎチャネ
ル型ＴＦＴ用領域３０３、Ｐチャネル型ＴＦＴ用領域３
０４を形成した。さらに、酸素雰囲気中でのスパッタ法
によって、厚さ５００〜２０００Åの酸化珪素のゲイト
絶縁膜３０５を形成した。ゲイト絶縁膜の形成方法とし
ては、プラズマＣＶＤ法を用いてもよい。
ル型ＴＦＴ用領域３０３、Ｐチャネル型ＴＦＴ用領域３
０４を形成した。さらに、酸素雰囲気中でのスパッタ法
によって、厚さ５００〜２０００Åの酸化珪素のゲイト
絶縁膜３０５を形成した。ゲイト絶縁膜の形成方法とし
ては、プラズマＣＶＤ法を用いてもよい。
【００３７】本発明においてはゲイト絶縁膜は耐圧が十
分に高いことが好ましい。これは、後の陽極酸化工程の
際に、ゲイト電極とシリコン活性層の間に高い電界が印
加されるためである。したがって、プラズマＣＶＤ法に
よって得られる酸化珪素膜によってゲイト絶縁膜を形成
する場合には、原料ガスとして、一酸化二窒素（Ｎ
2Ｏ）もしくは酸素（Ｏ2 ）とモンシラン（ＳｉＨ4 ）
を用いることが好ましかった。
分に高いことが好ましい。これは、後の陽極酸化工程の
際に、ゲイト電極とシリコン活性層の間に高い電界が印
加されるためである。したがって、プラズマＣＶＤ法に
よって得られる酸化珪素膜によってゲイト絶縁膜を形成
する場合には、原料ガスとして、一酸化二窒素（Ｎ
2Ｏ）もしくは酸素（Ｏ2 ）とモンシラン（ＳｉＨ4 ）
を用いることが好ましかった。
【００３８】その後、厚さ２０００Å〜５μｍ、好まし
くは２０００〜６０００Åのアルミニウム膜（０．１〜
０．５重量％のスカンジウムを含有する）をスパッタ法
によって基板全面に成膜した。そして、その表面を陽極
酸化することにより、厚さ１００〜３００Åの酸化アル
ミニウム膜（図示せず）を形成した。酸化アルミニウム
膜の存在により、フォトレジストとの密着性が良く、ま
た、フォトレジストからの電流のリークを抑制すること
により、後の陽極酸化工程において、多孔質陽極酸化物
を側面のみに形成するうえで有効であった。
くは２０００〜６０００Åのアルミニウム膜（０．１〜
０．５重量％のスカンジウムを含有する）をスパッタ法
によって基板全面に成膜した。そして、その表面を陽極
酸化することにより、厚さ１００〜３００Åの酸化アル
ミニウム膜（図示せず）を形成した。酸化アルミニウム
膜の存在により、フォトレジストとの密着性が良く、ま
た、フォトレジストからの電流のリークを抑制すること
により、後の陽極酸化工程において、多孔質陽極酸化物
を側面のみに形成するうえで有効であった。
【００３９】そして、フォトレジスト（例えば、東京応
化製、ＯＦＰＲ８００／３０ｃｐ）をスピンコート法に
よって形成した。これをパターニング、エッチングし
て、ゲイト電極３０８、３０９を形成した。エッチング
に用いたフォトレジストのマスク３０６、３０７はその
まま残した。（図３（Ａ））
化製、ＯＦＰＲ８００／３０ｃｐ）をスピンコート法に
よって形成した。これをパターニング、エッチングし
て、ゲイト電極３０８、３０９を形成した。エッチング
に用いたフォトレジストのマスク３０６、３０７はその
まま残した。（図３（Ａ））
【００４０】次に、フォトレジストのマスクを付けたま
まゲイト電極（Ｎチャネル型ＴＦＴ用ゲイト電極）３０
８のみに電流を通じ、多孔質陽極酸化をおこない、ゲイ
ト電極３０８の側面に多孔質陽極酸化物３１０を形成し
た。陽極酸化は、３〜２０％のクエン酸もしくはショウ
酸、燐酸、クロム酸、硫酸等の酸性水溶液を用いておこ
ない、１０〜３０Ｖの一定電流をゲイト電極に印加すれ
ばよい。本実施例ではｐＨ＝０．９〜１．０のシュウ酸
溶液（３０℃）中で電圧を１０Ｖとし、２０〜８０分、
陽極酸化した。陽極酸化物の厚さは陽極酸化時間によっ
て制御した。このような酸性溶液において陽極酸化をお
こなうと多孔質の陽極酸化物が生成する。本実施例では
多孔質陽極酸化物の厚さは３０００〜１００００Å、例
えば、５０００Åとした。
まゲイト電極（Ｎチャネル型ＴＦＴ用ゲイト電極）３０
８のみに電流を通じ、多孔質陽極酸化をおこない、ゲイ
ト電極３０８の側面に多孔質陽極酸化物３１０を形成し
た。陽極酸化は、３〜２０％のクエン酸もしくはショウ
酸、燐酸、クロム酸、硫酸等の酸性水溶液を用いておこ
ない、１０〜３０Ｖの一定電流をゲイト電極に印加すれ
ばよい。本実施例ではｐＨ＝０．９〜１．０のシュウ酸
溶液（３０℃）中で電圧を１０Ｖとし、２０〜８０分、
陽極酸化した。陽極酸化物の厚さは陽極酸化時間によっ
て制御した。このような酸性溶液において陽極酸化をお
こなうと多孔質の陽極酸化物が生成する。本実施例では
多孔質陽極酸化物の厚さは３０００〜１００００Å、例
えば、５０００Åとした。
【００４１】一方、電流を通じなかったゲイト電極３０
９（Ｐチャネル型ＴＦＴ用ゲイト電極）には、陽極酸化
物は形成されなかった。（図３（Ｂ）） さらに、フォトレジストのマスク３０８、３０９を剥離
し、酒石酸のアンモニア溶液（ｐＨ＝６．９〜７．１）
に基板を浸し、ゲイト電極３０５、３０９に電流を流し
て、バリヤ型の陽極酸化をおこなった。陽極酸化の条件
は特開平５−２６７６６７に示される条件を使用した。
この結果、ゲイト電極の側面と上面に緻密なバリヤ型陽
極酸化物被膜３１１、３１２が厚さ１２００Å形成され
た。（図３（Ｃ））
９（Ｐチャネル型ＴＦＴ用ゲイト電極）には、陽極酸化
物は形成されなかった。（図３（Ｂ）） さらに、フォトレジストのマスク３０８、３０９を剥離
し、酒石酸のアンモニア溶液（ｐＨ＝６．９〜７．１）
に基板を浸し、ゲイト電極３０５、３０９に電流を流し
て、バリヤ型の陽極酸化をおこなった。陽極酸化の条件
は特開平５−２６７６６７に示される条件を使用した。
この結果、ゲイト電極の側面と上面に緻密なバリヤ型陽
極酸化物被膜３１１、３１２が厚さ１２００Å形成され
た。（図３（Ｃ））
【００４２】このようにほぼ中性の溶液での陽極酸化に
よって得られる陽極酸化物は緻密で硬く、耐圧も高い。
耐圧は陽極酸化時に印加した最高電圧の７０％以上であ
る。このような陽極酸化物はバリヤ型陽極酸化物と呼ば
れる。そして、Ｎチャネル型ＴＦＴを形成する領域をフ
ォトレジストのマスク３１３によって被覆し、イオンド
ーピング法によって、硼素を注入した。加速電圧は６５
ｋＶ、ドーズ量は１×１０15原子／ｃｍ2 とした。（図
３（Ｄ））
よって得られる陽極酸化物は緻密で硬く、耐圧も高い。
耐圧は陽極酸化時に印加した最高電圧の７０％以上であ
る。このような陽極酸化物はバリヤ型陽極酸化物と呼ば
れる。そして、Ｎチャネル型ＴＦＴを形成する領域をフ
ォトレジストのマスク３１３によって被覆し、イオンド
ーピング法によって、硼素を注入した。加速電圧は６５
ｋＶ、ドーズ量は１×１０15原子／ｃｍ2 とした。（図
３（Ｄ））
【００４３】ドーピング終了後、基板をドーピング装置
チャンバーに残したまま、１ｔｏｒｒの圧力において、
ＣｌＦ3 を流した。ＣｌＦ3 の流量は５００ｓｃｃｍと
した。また、基板は１００℃に加熱した。このようにし
て、フォトレジストのマスク３１３をアッシング（灰
化）したが、基板が加熱されていたために、反応が活発
で、常温の場合に比較して、アッシング時間が１／３〜
１／５と大幅に短縮できた。また、同時にドーピング装
置のチャンバー内壁に付着していた硼素をも除去でき
た。
チャンバーに残したまま、１ｔｏｒｒの圧力において、
ＣｌＦ3 を流した。ＣｌＦ3 の流量は５００ｓｃｃｍと
した。また、基板は１００℃に加熱した。このようにし
て、フォトレジストのマスク３１３をアッシング（灰
化）したが、基板が加熱されていたために、反応が活発
で、常温の場合に比較して、アッシング時間が１／３〜
１／５と大幅に短縮できた。また、同時にドーピング装
置のチャンバー内壁に付着していた硼素をも除去でき
た。
【００４４】次に、ドーピング装置から基板を取り出
し、ドライエッチング装置に移した。そして、ゲイト電
極の周囲のバリヤ型陽極酸化物３１１、３１２および多
孔質陽極酸化物３１０をマスクとしてドライエッチング
法によって酸化珪素膜３０５をエッチングした。多孔質
陽極酸化物３１０の下の酸化珪素膜はエッチングされず
に残った。
し、ドライエッチング装置に移した。そして、ゲイト電
極の周囲のバリヤ型陽極酸化物３１１、３１２および多
孔質陽極酸化物３１０をマスクとしてドライエッチング
法によって酸化珪素膜３０５をエッチングした。多孔質
陽極酸化物３１０の下の酸化珪素膜はエッチングされず
に残った。
【００４５】さらに、燐酸、酢酸、硝酸の混合溶液（ア
ルミ混酸）を用いて多孔質陽極酸化物のみをエッチング
した。アルミ混酸はアルミニウムや多孔質陽極酸化物は
エッチングするが、バリヤ型陽極酸化物被膜３１１、３
１２はほとんどエッチングしない。本実施例では、ゲイ
ト電極の周囲はバリヤ型陽極酸化物被膜で覆われている
ので、この工程でゲイト電極３０８、３０９には何ら変
化がなかった。
ルミ混酸）を用いて多孔質陽極酸化物のみをエッチング
した。アルミ混酸はアルミニウムや多孔質陽極酸化物は
エッチングするが、バリヤ型陽極酸化物被膜３１１、３
１２はほとんどエッチングしない。本実施例では、ゲイ
ト電極の周囲はバリヤ型陽極酸化物被膜で覆われている
ので、この工程でゲイト電極３０８、３０９には何ら変
化がなかった。
【００４６】その後、蓋谷、基板をイオンドーピング装
置に戻し、Ｎチャネル型ＴＦＴの珪素領域３０３に燐を
導入した。ここでは、ドーピングは２段階に分けておこ
なった。まず、１０〜３０ｋｅＶの比較的低い加速電圧
で５×１０14原子／ｃｍ2 の比較的高いドーズ量で燐イ
オンを注入した。この際には、加速電圧が低いため、イ
オンの侵入深さが浅く、シリコンが露出している領域３
１５を中心として燐が注入された。なお、この際、Ｐ型
領域３１４にも燐がドーピングされるが、既にそれを打
ち消すだけの硼素がドーピングされているので、Ｐ型領
域３１４はＰ型のままである。
置に戻し、Ｎチャネル型ＴＦＴの珪素領域３０３に燐を
導入した。ここでは、ドーピングは２段階に分けておこ
なった。まず、１０〜３０ｋｅＶの比較的低い加速電圧
で５×１０14原子／ｃｍ2 の比較的高いドーズ量で燐イ
オンを注入した。この際には、加速電圧が低いため、イ
オンの侵入深さが浅く、シリコンが露出している領域３
１５を中心として燐が注入された。なお、この際、Ｐ型
領域３１４にも燐がドーピングされるが、既にそれを打
ち消すだけの硼素がドーピングされているので、Ｐ型領
域３１４はＰ型のままである。
【００４７】次に、６０〜９５ｋｅＶの比較的高い加速
電圧で１×１０12〜１×１０14原子／ｃｍ2 の比較的低
いドーズ量で燐イオンを注入した。この際には、加速電
圧が高いため、イオンが深くまで侵入し、ゲイト絶縁膜
で覆われている領域３１６にも燐が注入された。この結
果、高濃度の燐がドーピングされた領域３１５と低濃度
の燐がドーピングされた領域（すなわちＬＤＤ）３１６
が形成された。（図３（Ｅ））
電圧で１×１０12〜１×１０14原子／ｃｍ2 の比較的低
いドーズ量で燐イオンを注入した。この際には、加速電
圧が高いため、イオンが深くまで侵入し、ゲイト絶縁膜
で覆われている領域３１６にも燐が注入された。この結
果、高濃度の燐がドーピングされた領域３１５と低濃度
の燐がドーピングされた領域（すなわちＬＤＤ）３１６
が形成された。（図３（Ｅ））
【００４８】ドーピングされた不純物の活性化はレーザ
ーを用いておこなった。レーザーとしては、ＫｒＦエキ
シマーレーザー（波長２４８ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅ
ｃ）を用いた。レーザーのエネルギー密度は２００〜４
００ｍＪ／ｃｍ2 、好ましくは２５０〜３００ｍＪ／ｃ
ｍ2 とした。この結果、Ｎ型およびＰ型領域が活性化さ
れた。特に、Ｎ型領域３１５、Ｐ型領域３１４のシート
抵抗は２００〜８００Ω／□であった。
ーを用いておこなった。レーザーとしては、ＫｒＦエキ
シマーレーザー（波長２４８ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅ
ｃ）を用いた。レーザーのエネルギー密度は２００〜４
００ｍＪ／ｃｍ2 、好ましくは２５０〜３００ｍＪ／ｃ
ｍ2 とした。この結果、Ｎ型およびＰ型領域が活性化さ
れた。特に、Ｎ型領域３１５、Ｐ型領域３１４のシート
抵抗は２００〜８００Ω／□であった。
【００４９】その後、全面に層間絶縁物３１６として、
プラズマＣＶＤ法によって酸化珪素膜を厚さ３０００〜
６０００Å形成した。これは、窒化珪素膜あるいは酸化
珪素膜と窒化珪素膜の多層膜であってもよい。そして、
層間絶縁物３１６にコンタクトホールを形成し、チタン
の電極・配線３１７を形成した。（図３（Ｆ））
プラズマＣＶＤ法によって酸化珪素膜を厚さ３０００〜
６０００Å形成した。これは、窒化珪素膜あるいは酸化
珪素膜と窒化珪素膜の多層膜であってもよい。そして、
層間絶縁物３１６にコンタクトホールを形成し、チタン
の電極・配線３１７を形成した。（図３（Ｆ））
【００５０】
【発明の効果】本発明によって、半導体集積回路作製に
用いるイオンドーピング装置のクリーニングが実に簡便
におこなえるようになった。そのため、得られる半導体
素子も異種元素による汚染が減少し、好ましい特性のも
のが、高い歩留りで得られるようになった。本発明によ
ってもたらされる効果は上述の通りである。実施例で
は、ＴＦＴを中心に説明したが、通常の半導体集積回路
においても同様な効果が期待できることは明らかであろ
う。このように本発明は工業上、有益なものである。
用いるイオンドーピング装置のクリーニングが実に簡便
におこなえるようになった。そのため、得られる半導体
素子も異種元素による汚染が減少し、好ましい特性のも
のが、高い歩留りで得られるようになった。本発明によ
ってもたらされる効果は上述の通りである。実施例で
は、ＴＦＴを中心に説明したが、通常の半導体集積回路
においても同様な効果が期待できることは明らかであろ
う。このように本発明は工業上、有益なものである。
【図１】 本発明に用いるイオンドーピング装置の概略
を示す。
を示す。
【図２】 実施例１によるＴＦＴの作製工程断面図を示
す。
す。
【図３】 実施例２によるＴＦＴの作製工程断面図を示
す。
す。
１ イオンドーピング装置のチャンバー ２ 試料台 ３ プラズマソース ４〜７ 電極 ８〜１０ 電源
Claims (3)
- 【請求項１】 放電によって生じた硼素を有するプラズ
マを高電圧で加速することによって、硼素を半導体中に
注入するドーピング装置において、 該ドーピング装置のチャンバー内にフッ化ハロゲンを有
する気体を流すことにより、チャンバー内壁に付着した
硼素を除去することを特徴とするイオンドーピング装置
のクリーニング方法。 - 【請求項２】 請求項１において、フッ化ハロゲンはＣ
ｌＦ、ＣｌＦ3 、ＢｒＦ、ＢｒＦ3 、ＩＦ、ＩＦ3 の少
なくとも１つであることを特徴とすることを特徴とする
イオンドーピング装置のクリーニング方法。 - 【請求項３】 請求項１において、硼素を有するプラズ
マはジボランを有する気体の放電によって得られる。照
射することによってなされることを特徴とすることを特
徴とするイオンドーピング装置のクリーニング方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33018194A JP3609131B2 (ja) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | イオンドーピング装置のクリーニング方法 |
| US08/567,279 US6033973A (en) | 1994-12-06 | 1995-12-05 | Ion doping device and method of cleaning ion doping system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33018194A JP3609131B2 (ja) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | イオンドーピング装置のクリーニング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162433A true JPH08162433A (ja) | 1996-06-21 |
| JP3609131B2 JP3609131B2 (ja) | 2005-01-12 |
Family
ID=18229738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33018194A Expired - Fee Related JP3609131B2 (ja) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | イオンドーピング装置のクリーニング方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6033973A (ja) |
| JP (1) | JP3609131B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100431913B1 (ko) * | 1998-03-27 | 2004-05-20 | 액셀리스 테크놀로지스, 인크. | 이온 소오스의 공정중 세정을 위한 시스템 및 방법 |
| KR100765619B1 (ko) * | 2006-07-19 | 2007-10-09 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 제조용 이온주입장비의 오염된 표면 제거 방법 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3801730B2 (ja) | 1997-05-09 | 2006-07-26 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | プラズマｃｖｄ装置及びそれを用いた薄膜形成方法 |
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