JPH0941138A - ガスクラスターイオンビームによるイオン注入法 - Google Patents
ガスクラスターイオンビームによるイオン注入法Info
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- JPH0941138A JPH0941138A JP7195515A JP19551595A JPH0941138A JP H0941138 A JPH0941138 A JP H0941138A JP 7195515 A JP7195515 A JP 7195515A JP 19551595 A JP19551595 A JP 19551595A JP H0941138 A JPH0941138 A JP H0941138A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/48—Ion implantation
Abstract
(57)【要約】
【課題】 接合形成部の浅層化を可能とし、次世代高集
積デバイスの実現が可能とする。 【解決手段】 基板にガスクラスターイオンビームを照
射して、衝突時に、基板内のクラスターイオン注入方向
前方周辺に、衝撃波を生じさせ、基板内に非晶質領域を
形成させ、基板中に注入されたクラスターイオンをその
非晶質領域を通過させ、チャネリング現象をともなうこ
となく、基板内にイオンを注入する。
積デバイスの実現が可能とする。 【解決手段】 基板にガスクラスターイオンビームを照
射して、衝突時に、基板内のクラスターイオン注入方向
前方周辺に、衝撃波を生じさせ、基板内に非晶質領域を
形成させ、基板中に注入されたクラスターイオンをその
非晶質領域を通過させ、チャネリング現象をともなうこ
となく、基板内にイオンを注入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガスクラスター
イオンビームによるイオン注入法に関するものである。
さらに詳しくは、この発明は、次世代高集積デバイスの
開発に特に有用である、新しいガスクラスターイオンビ
ームによるイオン注入法に関するものである。
イオンビームによるイオン注入法に関するものである。
さらに詳しくは、この発明は、次世代高集積デバイスの
開発に特に有用である、新しいガスクラスターイオンビ
ームによるイオン注入法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、電気通信産業、電
子電機機器産業、自動車産業、及び産業機械産業等の様
々な産業において、エレクトロニクスの発展は非常にめ
ざましいものがある。そして、さらなる高機能及び高性
能なエレクトロニクス製品の開発のためには、次世代高
集積デバイスの実現が必要とされている。
子電機機器産業、自動車産業、及び産業機械産業等の様
々な産業において、エレクトロニクスの発展は非常にめ
ざましいものがある。そして、さらなる高機能及び高性
能なエレクトロニクス製品の開発のためには、次世代高
集積デバイスの実現が必要とされている。
【０００３】このような状況において、従来より、集積
度を向上させ、次世代高集積デバイスを実現するため
に、半導体の接合形成部を非常に浅くすることが考慮さ
れている。例えば、現実的にも６４ＭのＤＲＡＭにおい
ては、その接合形成部が０．１ミクロンメートル以下、
また、２５６ＭのＤＲＡＭにおいては、その値よりもさ
らに浅い接合形成部が必要とされている。
度を向上させ、次世代高集積デバイスを実現するため
に、半導体の接合形成部を非常に浅くすることが考慮さ
れている。例えば、現実的にも６４ＭのＤＲＡＭにおい
ては、その接合形成部が０．１ミクロンメートル以下、
また、２５６ＭのＤＲＡＭにおいては、その値よりもさ
らに浅い接合形成部が必要とされている。
【０００４】このように接合形成部の浅層化のために
は、イオンを基板の浅い領域内にのみ注入させることが
必要になるが、そのための方法としては、例えば、１）
低い加速電圧によりイオン注入を行う方法、２）ＢＦ3
等の化合物ガスを用いて構成原子の持つエネルギーを等
価的に減少させる方法などが検討されている。しかしな
がら、１）の低い加速電圧によりイオン注入を行う方法
においては、そのイオン注入過程において、イオンビー
ム電流量が低下してしまうため、必要なイオン注入量を
得るために非常に長い時間が必要となるという問題があ
り、生産工程において効率的な方法ではない。
は、イオンを基板の浅い領域内にのみ注入させることが
必要になるが、そのための方法としては、例えば、１）
低い加速電圧によりイオン注入を行う方法、２）ＢＦ3
等の化合物ガスを用いて構成原子の持つエネルギーを等
価的に減少させる方法などが検討されている。しかしな
がら、１）の低い加速電圧によりイオン注入を行う方法
においては、そのイオン注入過程において、イオンビー
ム電流量が低下してしまうため、必要なイオン注入量を
得るために非常に長い時間が必要となるという問題があ
り、生産工程において効率的な方法ではない。
【０００５】一方、２）のＢＦ3 等の化合物ガスを用い
て構成原子の持つエネルギーを等価的に減少させる方法
においては、１）の方法のようにイオン注入の時間は長
くはならない。しかしながら、注入されたＦ原子等のも
つ特性が、基板に対して非常に悪い影響を与えるという
問題がある。またさらに、この方法では基板結晶に沿っ
てイオンが注入されるチャネリング現象を回避すること
ができないため、イオンが基板の浅い領域だけではなく
奥深くまで注入されてしまうという問題もある。 この
発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであ
り、従来技術の欠点を解消し、チャネリング現象を回避
することができ、短時間で基板の浅層部のみへのイオン
注入を行うことができる新しいイオン注入法を提供する
ことを目的としている。
て構成原子の持つエネルギーを等価的に減少させる方法
においては、１）の方法のようにイオン注入の時間は長
くはならない。しかしながら、注入されたＦ原子等のも
つ特性が、基板に対して非常に悪い影響を与えるという
問題がある。またさらに、この方法では基板結晶に沿っ
てイオンが注入されるチャネリング現象を回避すること
ができないため、イオンが基板の浅い領域だけではなく
奥深くまで注入されてしまうという問題もある。 この
発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであ
り、従来技術の欠点を解消し、チャネリング現象を回避
することができ、短時間で基板の浅層部のみへのイオン
注入を行うことができる新しいイオン注入法を提供する
ことを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、常温常圧で気体状の物質の原子
または分子の集合からなるガスクラスターをイオン化し
て形成したガスクラスターイオンビームを基板に照射す
ることにより基板内浅層部にイオンを注入することを特
徴とするガスクラスターイオンビームによるイオン注入
法を提供する。
を解決するものとして、常温常圧で気体状の物質の原子
または分子の集合からなるガスクラスターをイオン化し
て形成したガスクラスターイオンビームを基板に照射す
ることにより基板内浅層部にイオンを注入することを特
徴とするガスクラスターイオンビームによるイオン注入
法を提供する。
【０００７】そしてまた、この発明は、ガスクラスター
イオンビームの基板への衝突により基板内のクラスター
イオン注入方向前方周辺に発生する衝撃波により非晶質
領域の形成を助長させ、クラスターイオンをこの非晶質
領域を通過させて基板内に注入することを特徴とするガ
スクラスターイオンビームによるイオン注入法を提供す
る。
イオンビームの基板への衝突により基板内のクラスター
イオン注入方向前方周辺に発生する衝撃波により非晶質
領域の形成を助長させ、クラスターイオンをこの非晶質
領域を通過させて基板内に注入することを特徴とするガ
スクラスターイオンビームによるイオン注入法を提供す
る。
【０００８】さらにまたこの発明は、上記方法において
クラスターイオンのサイズが１０以上で、クラスターイ
オンの加速電圧が５ｋＶ以上とすることをもその態様と
している。
クラスターイオンのサイズが１０以上で、クラスターイ
オンの加速電圧が５ｋＶ以上とすることをもその態様と
している。
【０００９】
【発明の実施の形態】この発明は、上記の方法を特徴と
し、基板の浅層部への選択的なイオン注入を可能として
いる。そこで、まず、この方法の原理的側面を説明する
と、以下の通りである。すなわち、ガスクラスターイオ
ンビームの照射による基板損傷、つまり基板内の結晶構
造の非晶質化のメカニズムは、分子動力学法により考察
することができる。まず図１および図２は、３４９個の
Ａｒ原子からなるガスクラスターイオンビームをＳｉ
（１００）基板に照射し、イオンビームと基板との衝突
後約３００ｆｓにおけるＳｉ基板とＳｉ原子の様子を示
したものであり、図１は、加速電圧５０ｋｅＶの照射、
図２は、加速電圧２００ｋｅＶの照射をそれぞれ示して
いる。図１および図２に示されているように、Ｓｉ原子
が基板の深さ方向に乱れ、結晶構造が非晶質化されてい
るのがわかる。この非晶質化はガスクラスターイオンビ
ームと基板との衝突時に発生する衝撃波により起こる現
象である。一般に、衝撃波は縮む媒質中を伝搬する強い
圧縮波であり、この衝撃波の波面においては、密度や圧
力などの物理量が不連続的に変化しており、この衝撃波
により非常に大きなエネルギーが発生され、このエネル
ギーにより基板内の結晶構造が非晶質化される。
し、基板の浅層部への選択的なイオン注入を可能として
いる。そこで、まず、この方法の原理的側面を説明する
と、以下の通りである。すなわち、ガスクラスターイオ
ンビームの照射による基板損傷、つまり基板内の結晶構
造の非晶質化のメカニズムは、分子動力学法により考察
することができる。まず図１および図２は、３４９個の
Ａｒ原子からなるガスクラスターイオンビームをＳｉ
（１００）基板に照射し、イオンビームと基板との衝突
後約３００ｆｓにおけるＳｉ基板とＳｉ原子の様子を示
したものであり、図１は、加速電圧５０ｋｅＶの照射、
図２は、加速電圧２００ｋｅＶの照射をそれぞれ示して
いる。図１および図２に示されているように、Ｓｉ原子
が基板の深さ方向に乱れ、結晶構造が非晶質化されてい
るのがわかる。この非晶質化はガスクラスターイオンビ
ームと基板との衝突時に発生する衝撃波により起こる現
象である。一般に、衝撃波は縮む媒質中を伝搬する強い
圧縮波であり、この衝撃波の波面においては、密度や圧
力などの物理量が不連続的に変化しており、この衝撃波
により非常に大きなエネルギーが発生され、このエネル
ギーにより基板内の結晶構造が非晶質化される。
【００１０】原子のまたは分子の集合塊であるクラスタ
ーイオンが基板に衝突する時、基板の表面は超高圧力で
圧縮される。そのため基板上面の圧力は数万気圧にもな
る。この圧縮された基板中を衝撃波は伝搬して行く。こ
のことは図３および図４からも明らかである。すなわ
ち、図３は、Ａｒガスクラスターイオンビームを加速電
圧１００ｋｅＶでＡｕ基板に照射した場合の時間経過と
Ａｕ基板表面の圧力との関係を示している。
ーイオンが基板に衝突する時、基板の表面は超高圧力で
圧縮される。そのため基板上面の圧力は数万気圧にもな
る。この圧縮された基板中を衝撃波は伝搬して行く。こ
のことは図３および図４からも明らかである。すなわ
ち、図３は、Ａｒガスクラスターイオンビームを加速電
圧１００ｋｅＶでＡｕ基板に照射した場合の時間経過と
Ａｕ基板表面の圧力との関係を示している。
【００１１】また、図４は、Ａｒガスクラスターイオン
ビームを加速電圧１００ｋｅＶでＡｕ基板に照射した場
合のＡｕ基板内のＡｕ原子の密度変化を示している。た
とえば図４は、Ａｒガスクラスターイオンビームを照射
した領域付近のＡｕ原子密度は約１０〜２０％も瞬時的
に増加していることを示している。以上のように、ガス
クラスターイオンビームと基板との衝突時に発生する衝
撃波により基板内の損傷層の形成、つまり結晶構造の非
晶質化が引き起こされる。
ビームを加速電圧１００ｋｅＶでＡｕ基板に照射した場
合のＡｕ基板内のＡｕ原子の密度変化を示している。た
とえば図４は、Ａｒガスクラスターイオンビームを照射
した領域付近のＡｕ原子密度は約１０〜２０％も瞬時的
に増加していることを示している。以上のように、ガス
クラスターイオンビームと基板との衝突時に発生する衝
撃波により基板内の損傷層の形成、つまり結晶構造の非
晶質化が引き起こされる。
【００１２】そして、このような基板の非晶質化によ
り、基板結晶に沿ってイオンが注入されてしまうチャネ
リングイオン注入現象を回避することが可能となる。つ
まりイオンの進行方向がどの方向から見ても、非晶質化
によって乱雑に原子が並んでいればチャネリングイオン
注入現象を回避することができる。この発明において
は、上記の通り、原子または分子の塊状集合状態のクラ
スターから形成されたイオンビームを基板に衝突させる
ことにより基板内に衝撃波を発生させ、この衝撃波によ
り基板内に非晶質領域を形成させることによりチャネリ
ングイオン注入現象を回避し、基板内の浅層部に選択的
にイオン注入を行う。
り、基板結晶に沿ってイオンが注入されてしまうチャネ
リングイオン注入現象を回避することが可能となる。つ
まりイオンの進行方向がどの方向から見ても、非晶質化
によって乱雑に原子が並んでいればチャネリングイオン
注入現象を回避することができる。この発明において
は、上記の通り、原子または分子の塊状集合状態のクラ
スターから形成されたイオンビームを基板に衝突させる
ことにより基板内に衝撃波を発生させ、この衝撃波によ
り基板内に非晶質領域を形成させることによりチャネリ
ングイオン注入現象を回避し、基板内の浅層部に選択的
にイオン注入を行う。
【００１３】この場合の注入イオンについては、その種
類に特に限定はない。常温常圧で気体状の各種物質とし
てのガスクラスターのイオンが用いられる。このような
物質としては、たとえばＡｒ，Ｈｅ等の希ガス、Ｏ2 ，
Ｎ2 ，ＣＯ，ＣＯ2 ，ＮＨ3，ＮＯX ，ＳＯX ，Ｓ
Ｆ6 ，ＢＣｌ3 ，ＢＦ3 ，ＡS ＨX ，ＰＨX ，Ｂ2 Ｈ6
等の酸素、窒素、酸化物、窒化物、硫化物、ハロゲン化
物、水素化物、ホウ化物、さらには有機金属化合物、有
機物等の各種のものが挙げられる。
類に特に限定はない。常温常圧で気体状の各種物質とし
てのガスクラスターのイオンが用いられる。このような
物質としては、たとえばＡｒ，Ｈｅ等の希ガス、Ｏ2 ，
Ｎ2 ，ＣＯ，ＣＯ2 ，ＮＨ3，ＮＯX ，ＳＯX ，Ｓ
Ｆ6 ，ＢＣｌ3 ，ＢＦ3 ，ＡS ＨX ，ＰＨX ，Ｂ2 Ｈ6
等の酸素、窒素、酸化物、窒化物、硫化物、ハロゲン化
物、水素化物、ホウ化物、さらには有機金属化合物、有
機物等の各種のものが挙げられる。
【００１４】そして、これら物質は、この発明の発明者
によってすでに提案されているように、これら物質の圧
縮ガスを膨張型ノズルより噴出し、スキマーより取り出
したガスクラスターとする。そして、電子線を照射する
等によりイオン化して、クラスターイオンとすることが
できる。圧縮ガスの圧力、膨張型ノズルの大きさや形状
等を制御することで、クラスターのサイズ（集合の大き
さ）を選択することができる。
によってすでに提案されているように、これら物質の圧
縮ガスを膨張型ノズルより噴出し、スキマーより取り出
したガスクラスターとする。そして、電子線を照射する
等によりイオン化して、クラスターイオンとすることが
できる。圧縮ガスの圧力、膨張型ノズルの大きさや形状
等を制御することで、クラスターのサイズ（集合の大き
さ）を選択することができる。
【００１５】たとえば図５は、ガスクラスターイオンビ
ームの照射装置を示したものである。この装置で、たと
えば３０ｋｅＶのＡｒクラスターイオンを照射する場
合、室温で、Ｓｉ基板に対して、Ｖａ＜３０ｋＶ、ドー
ズ量＜２×１０16イオン／ｃｍ 2 、クラスターサイズ５
０の条件等が設定される。もちろん、基板の種類にも特
に限定はない。Ｓｉ単結晶、Ｓｉ多結晶、Ｇｅ等の半導
体、化合物半導体等の基板、その他各種の電子デバイス
基板が例示される。
ームの照射装置を示したものである。この装置で、たと
えば３０ｋｅＶのＡｒクラスターイオンを照射する場
合、室温で、Ｓｉ基板に対して、Ｖａ＜３０ｋＶ、ドー
ズ量＜２×１０16イオン／ｃｍ 2 、クラスターサイズ５
０の条件等が設定される。もちろん、基板の種類にも特
に限定はない。Ｓｉ単結晶、Ｓｉ多結晶、Ｇｅ等の半導
体、化合物半導体等の基板、その他各種の電子デバイス
基板が例示される。
【００１６】イオン注入については、基板の種類、注入
するイオン種、注入イオン量、注入イオンの深さ等を考
慮し、そして期待される電子デバイス特性を考えて諸条
件が選ばれることになる。以下、実施例を示し、さらに
詳しくこの発明について説明する。もちろんこの発明は
以下の例によって限定されるものではない。
するイオン種、注入イオン量、注入イオンの深さ等を考
慮し、そして期待される電子デバイス特性を考えて諸条
件が選ばれることになる。以下、実施例を示し、さらに
詳しくこの発明について説明する。もちろんこの発明は
以下の例によって限定されるものではない。
【００１７】
【実施例】実施例１ クラスターサイズの分布が１０００〜５０００で、その
平均サイズが３０００であるＡｒガスクラスターイオン
ビームをドース量１０13〜１０14個、加速電圧１５０ｋ
ＶでＳｉ単結晶基板へ照射した。また、比較のために、
Ａｒモノマーイオン（単原子）ビームを加速電圧５０ｋ
Ｖ、１００ｋＶ、１５０ｋＶでＳｉ単結晶基板に照射し
た。図６は、各々のイオンビームを照射することにより
生成される基板内損傷層のＲＢＳスペクトルの測定結果
を示したものである。この図６より、加速電圧１５０ｋ
ＶでＡｒクラスターイオンビームを照射した場合の損傷
層の深さは約２００Åであるが、Ａｒモノマーイオンビ
ームの場合では、５０ｋＶで約１０００Å、１００ｋＶ
で約２０００Å、１５０ｋＶでは約３０００Åにまで深
くなることがわかる。これにともなって特性の劣化も大
きくなる。Ａｒモノマーイオンビームの照射により損傷
層の深さをクラスターイオンビームの場合の約２００Å
とするためには、加速電圧を約１０ｋＶまで低下させな
ければならない。しかし、加速電圧１０ｋＶでの照射で
は必要ドーズ量を注入させなければならない。しかし、
加速電圧１０ｋＶでの照射では必要ドーズ量を注入させ
るまでに非常に長い時間が必要となってしまうため、効
率的ではない。従って、Ａｒイオンビームを塊状のＡｒ
クラスターイオンビームとすることにより加速電圧を低
下させなくともイオンの侵入による基板の損傷層を極め
て浅く、つまり、浅層部に選択的なイオンの注入を行う
ことができる。このため、浅い結合形成部を形成するこ
とができる。実施例２ クラスターイオンビームのクラスターサイズが基板内の
損傷層、つまり非晶質領域の形成に与える影響を評価し
た。基板表面に関わる測定誤差を少なくするために、Ｓ
ｉ単結晶基板表面に１００Åの酸化層を形成することに
より安定化させ、この基板にドース量５×１０13ｉｏｎ
／ｃｍ2 、及び２．５×１０13ｉｏｎ／ｃｍ2 のＡｒガ
スクラスターイオンビームを加速電圧１５０ｋＶで照射
することによりイオン注入を行った。図７は、Ａｒガス
クラスターイオンビームのクラスターサイズと非晶質化
されるＳｉ原子の数との関係を示したものである。この
図７から明らかなように、クラスターサイズが大きくな
ると非晶質化されるＳｉ原子数は増加する。つまり、損
傷層の深さが増加することがわかる。実施例３ ガスクラスターイオンビームのドース量が損傷層の形成
に与える影響を調べた。Ａｒガスクラスターイオンビー
ムを加速電圧１５０ｋＶでＳｉ単結晶基板に照射した。
図８は、Ａｒガスクラスターイオンビームのドース量と
非晶質化されるＳｉ原子数との関係を示したものであ
る。この図８から明らかなように、ドース量が増加する
と、非晶質化されるＳｉ原子数も増加して行き、ドース
量が１０13〜１０14ｉｏｎ／ｃｍ2 付近で飽和する。
平均サイズが３０００であるＡｒガスクラスターイオン
ビームをドース量１０13〜１０14個、加速電圧１５０ｋ
ＶでＳｉ単結晶基板へ照射した。また、比較のために、
Ａｒモノマーイオン（単原子）ビームを加速電圧５０ｋ
Ｖ、１００ｋＶ、１５０ｋＶでＳｉ単結晶基板に照射し
た。図６は、各々のイオンビームを照射することにより
生成される基板内損傷層のＲＢＳスペクトルの測定結果
を示したものである。この図６より、加速電圧１５０ｋ
ＶでＡｒクラスターイオンビームを照射した場合の損傷
層の深さは約２００Åであるが、Ａｒモノマーイオンビ
ームの場合では、５０ｋＶで約１０００Å、１００ｋＶ
で約２０００Å、１５０ｋＶでは約３０００Åにまで深
くなることがわかる。これにともなって特性の劣化も大
きくなる。Ａｒモノマーイオンビームの照射により損傷
層の深さをクラスターイオンビームの場合の約２００Å
とするためには、加速電圧を約１０ｋＶまで低下させな
ければならない。しかし、加速電圧１０ｋＶでの照射で
は必要ドーズ量を注入させなければならない。しかし、
加速電圧１０ｋＶでの照射では必要ドーズ量を注入させ
るまでに非常に長い時間が必要となってしまうため、効
率的ではない。従って、Ａｒイオンビームを塊状のＡｒ
クラスターイオンビームとすることにより加速電圧を低
下させなくともイオンの侵入による基板の損傷層を極め
て浅く、つまり、浅層部に選択的なイオンの注入を行う
ことができる。このため、浅い結合形成部を形成するこ
とができる。実施例２ クラスターイオンビームのクラスターサイズが基板内の
損傷層、つまり非晶質領域の形成に与える影響を評価し
た。基板表面に関わる測定誤差を少なくするために、Ｓ
ｉ単結晶基板表面に１００Åの酸化層を形成することに
より安定化させ、この基板にドース量５×１０13ｉｏｎ
／ｃｍ2 、及び２．５×１０13ｉｏｎ／ｃｍ2 のＡｒガ
スクラスターイオンビームを加速電圧１５０ｋＶで照射
することによりイオン注入を行った。図７は、Ａｒガス
クラスターイオンビームのクラスターサイズと非晶質化
されるＳｉ原子の数との関係を示したものである。この
図７から明らかなように、クラスターサイズが大きくな
ると非晶質化されるＳｉ原子数は増加する。つまり、損
傷層の深さが増加することがわかる。実施例３ ガスクラスターイオンビームのドース量が損傷層の形成
に与える影響を調べた。Ａｒガスクラスターイオンビー
ムを加速電圧１５０ｋＶでＳｉ単結晶基板に照射した。
図８は、Ａｒガスクラスターイオンビームのドース量と
非晶質化されるＳｉ原子数との関係を示したものであ
る。この図８から明らかなように、ドース量が増加する
と、非晶質化されるＳｉ原子数も増加して行き、ドース
量が１０13〜１０14ｉｏｎ／ｃｍ2 付近で飽和する。
【００１８】
【発明の効果】この発明は、以上詳しく説明したよう
に、塊状のガスクラスターイオンビームを基板に衝突さ
せることにより該基板内に衝撃波を生成させ、この衝撃
波により基板内に非晶質領域を形成させることにより、
チャネリングイオン注入現象を回避することができる。
従って、浅い接合形成部を形成することができ、次世代
高集積デバイスの実現が可能となる。
に、塊状のガスクラスターイオンビームを基板に衝突さ
せることにより該基板内に衝撃波を生成させ、この衝撃
波により基板内に非晶質領域を形成させることにより、
チャネリングイオン注入現象を回避することができる。
従って、浅い接合形成部を形成することができ、次世代
高集積デバイスの実現が可能となる。
【図１】加速電圧５０ｋｅＶでのＡｒガスクラスターイ
オンビームによるＳｉ基板の損傷を示した概念図であ
る。
オンビームによるＳｉ基板の損傷を示した概念図であ
る。
【図２】加速電圧２００ｋｅＶでのＡｒガスクラスター
イオンビームによるＳｉ基板の損傷を示した概念図であ
る。
イオンビームによるＳｉ基板の損傷を示した概念図であ
る。
【図３】Ａｒクラスターイオンビームを照射した際のＡ
ｕ基板表面の圧力と時間経過との関係を示した関係図で
ある。
ｕ基板表面の圧力と時間経過との関係を示した関係図で
ある。
【図４】Ａｒクラスターイオンビームを照射した際のＡ
ｕ基板内のＡｕ原子の密度変化を示した図である。
ｕ基板内のＡｕ原子の密度変化を示した図である。
【図５】クラスターイオンビームの照射装置を例示した
構成図である。
構成図である。
【図６】この発明の一実施例であるクラスターイオンビ
ームによる基板の損傷層の深さを示した関係図である。
ームによる基板の損傷層の深さを示した関係図である。
【図７】クラスターサイズと基板の損傷層の深さとの関
係を示した関係図である。
係を示した関係図である。
【図８】クラスターイオンビームのドース量と基板の損
傷層の深さとの関係を示した関係図である。
傷層の深さとの関係を示した関係図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 常温常圧で気体状の物質の原子または分
子の集合からなるガスクラスターをイオン化して形成し
たガスクラスターイオンビームを基板に照射することに
より基板内浅層部にイオン注入することを特徴とするガ
スクラスターイオンビームによるイオン注入法。 - 【請求項２】 ガスクラスターイオンビームの基板への
衝突により基板内のクラスターイオン注入方向前方周辺
に発生する衝撃波により非晶質領域の形成を助長させ、
クラスターイオンをこの非晶質領域を通過させて基板内
に注入する請求項１のイオン注入法。 - 【請求項３】 イオン注入によって形成される非晶質領
域を回復させるときに、注入物質が著しく拡散しないよ
うな非晶質領域を形成するクラスターサイズのイオン注
入する請求項１または２のイオン注入法。 - 【請求項４】 ガスクラスターイオンのサイズが１０以
上で、クラスターイオンの加速電圧が５ｋＶ以上である
請求項１ないし３のいずれかのイオン注入法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7195515A JPH0941138A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | ガスクラスターイオンビームによるイオン注入法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7195515A JPH0941138A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | ガスクラスターイオンビームによるイオン注入法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0941138A true JPH0941138A (ja) | 1997-02-10 |
Family
ID=16342373
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP7195515A Pending JPH0941138A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | ガスクラスターイオンビームによるイオン注入法 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPH0941138A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1995
- 1995-07-31 JP JP7195515A patent/JPH0941138A/ja active Pending
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