JPH11176765A - イオン注入損傷を抑制した浅接合形成方法 - Google Patents
イオン注入損傷を抑制した浅接合形成方法Info
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- JPH11176765A JPH11176765A JP10245203A JP24520398A JPH11176765A JP H11176765 A JPH11176765 A JP H11176765A JP 10245203 A JP10245203 A JP 10245203A JP 24520398 A JP24520398 A JP 24520398A JP H11176765 A JPH11176765 A JP H11176765A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体基板の内部に存在するイオン注入によ
る損傷が復旧できる浅接合形成する方法を提供する。 【解決手段】 イオン注入方法で半導体基板の内部に不
純物を注入した後、電子ビームを半導体基板に照射する
ことによって、後続する熱処理工程で半導体基板の内部
に存在するイオン注入損傷が広がることを防止して半導
体素子の浅接合を形成する。これにより、後続熱処理工
程でイオン注入された不純物が半導体基板の内部に広が
る深さを縮めて半導体装置の高集積化に適した浅接合を
具現できる。
る損傷が復旧できる浅接合形成する方法を提供する。 【解決手段】 イオン注入方法で半導体基板の内部に不
純物を注入した後、電子ビームを半導体基板に照射する
ことによって、後続する熱処理工程で半導体基板の内部
に存在するイオン注入損傷が広がることを防止して半導
体素子の浅接合を形成する。これにより、後続熱処理工
程でイオン注入された不純物が半導体基板の内部に広が
る深さを縮めて半導体装置の高集積化に適した浅接合を
具現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路の製
造方法に係り、より詳細にはイオン注入工程を利用して
浅接合（Shallow junction）を形成する方法に関する。
造方法に係り、より詳細にはイオン注入工程を利用して
浅接合（Shallow junction）を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、半導体素子に用いられるトランジ
スタの形成において、動作速度を向上させながら、高集
積化を成すための代表的な例は、短チャンネル素子を実
現することである。しかし、トランジスタのチャンネル
の長さがあまり短くなると、パンチスルー現象のような
問題点が発生する。従って、最近は短チャンネル素子を
形成しながら発生するパンチスルーのような問題をトラ
ンジスタのソース及びドレインを形成するための接合の
深度を浅接合として解決している。一般的な浅接合はイ
オン注入工程でイオン注入エネルギーを減少させて形成
するが、実際は半導体素子の高集積化に相応できる浅接
合を実現するには限界がある。それはイオン注入エネル
ギーを低くして不純物のイオン注入の深度を浅くして
も、後続する熱処理工程で注入されたホウ素のような不
純物が、物質自体の高い拡散力のため半導体基板の内部
に広がって目的とする程度の浅接合が実現し難いためで
ある。
スタの形成において、動作速度を向上させながら、高集
積化を成すための代表的な例は、短チャンネル素子を実
現することである。しかし、トランジスタのチャンネル
の長さがあまり短くなると、パンチスルー現象のような
問題点が発生する。従って、最近は短チャンネル素子を
形成しながら発生するパンチスルーのような問題をトラ
ンジスタのソース及びドレインを形成するための接合の
深度を浅接合として解決している。一般的な浅接合はイ
オン注入工程でイオン注入エネルギーを減少させて形成
するが、実際は半導体素子の高集積化に相応できる浅接
合を実現するには限界がある。それはイオン注入エネル
ギーを低くして不純物のイオン注入の深度を浅くして
も、後続する熱処理工程で注入されたホウ素のような不
純物が、物質自体の高い拡散力のため半導体基板の内部
に広がって目的とする程度の浅接合が実現し難いためで
ある。
【０００３】一方、イオン注入工程に続く熱処理工程
は、イオン注入工程で高いエネルギーを有するイオンビ
ームによって損傷された半導体基板の表面を治癒するた
めに施される。しかし、このような熱処理工程は半導体
基板に対する熱処理に過ぎないため、イオン注入により
半導体基板に形成された損傷は浅接合に逆行する不純物
の拡散をさらに触発できる。したがって、イオン注入工
程に連続する熱処理によって浅接合を形成するにはまだ
多くの問題がある。
は、イオン注入工程で高いエネルギーを有するイオンビ
ームによって損傷された半導体基板の表面を治癒するた
めに施される。しかし、このような熱処理工程は半導体
基板に対する熱処理に過ぎないため、イオン注入により
半導体基板に形成された損傷は浅接合に逆行する不純物
の拡散をさらに触発できる。したがって、イオン注入工
程に連続する熱処理によって浅接合を形成するにはまだ
多くの問題がある。
【０００４】従って、イオン注入工程時、半導体基板に
発生した損傷を復旧するための多くの努力がなされてき
た。このような努力の代表的な研究がSolid-state scie
nceAnd Technology、(10.1985) pp.2473-2475にJ.E.Soc
により”Furnace and RapidThermal Annealing of p+/n
junctions in BF2 ＋-Implanted Silicon”という題目
で開示されている。
発生した損傷を復旧するための多くの努力がなされてき
た。このような努力の代表的な研究がSolid-state scie
nceAnd Technology、(10.1985) pp.2473-2475にJ.E.Soc
により”Furnace and RapidThermal Annealing of p+/n
junctions in BF2 ＋-Implanted Silicon”という題目
で開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明が達成しようと
する技術的な課題は、電子ビームの照射によるキュアリ
ング（curing）工程を有する浅接合形成方法を提供する
ことである。
する技術的な課題は、電子ビームの照射によるキュアリ
ング（curing）工程を有する浅接合形成方法を提供する
ことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によるイオン注入
損傷を抑制した浅接合形成方法は、まず、イオン注入方
法で半導体基板に不純物を注入する。続いて、前記半導
体基板に発生したイオン注入損傷を復旧するために電子
ビームを照射する。最後に、前記半導体基板の不純物を
活性化するための熱処理工程を実施する。
損傷を抑制した浅接合形成方法は、まず、イオン注入方
法で半導体基板に不純物を注入する。続いて、前記半導
体基板に発生したイオン注入損傷を復旧するために電子
ビームを照射する。最後に、前記半導体基板の不純物を
活性化するための熱処理工程を実施する。
【０００７】このとき、前述した本発明は次のような特
徴によって実施することがさらに望ましい。前記イオン
注入方法は前記半導体基板に注入された不純物のドーズ
が単位面積当り１×１013乃至１×１016個の範囲内で注
入されるように施される。前記イオン注入方法は不純物
が注入された深さが５００乃至２０００Åになるように
施される。このため、前記イオン注入はイオン注入エネ
ルギーが１乃至１００ｋｅＶの範囲内で進行する。前記
イオン注入方法は導電型がネガティブ型（n-type）の不
純物、例えばリンまたはヒ素（Ａｓ）を利用して進行で
き、その結果ｎ＋／ｐ接合が形成される。前記イオン注
入方法は導電型がポジティブ型（p-type）の不純物、例
えばホウ素または二フッ化ホウ素（ＢＦ2 ）を利用して
進行でき、その結果ｐ＋／ｎ接合が形成される。前記電
子ビームの照射はそのエネルギーが１乃至５０ｋｅＶの
範囲で施され、不活性気体、例えばアルゴンまたはヘリ
ウムのような化学的に安定した気体を雰囲気ガスで進行
する。前記活性化熱処理は急速熱処理（ＲＴＡ、 Rapid
Thermal Annealing）または炉での熱処理で進行する。
前記急速熱処理は９００乃至１１００℃の範囲で施され
ることが望ましいし、前記炉での熱処理はその温度が８
００乃至９００℃の範囲で施されることが望ましい。
徴によって実施することがさらに望ましい。前記イオン
注入方法は前記半導体基板に注入された不純物のドーズ
が単位面積当り１×１013乃至１×１016個の範囲内で注
入されるように施される。前記イオン注入方法は不純物
が注入された深さが５００乃至２０００Åになるように
施される。このため、前記イオン注入はイオン注入エネ
ルギーが１乃至１００ｋｅＶの範囲内で進行する。前記
イオン注入方法は導電型がネガティブ型（n-type）の不
純物、例えばリンまたはヒ素（Ａｓ）を利用して進行で
き、その結果ｎ＋／ｐ接合が形成される。前記イオン注
入方法は導電型がポジティブ型（p-type）の不純物、例
えばホウ素または二フッ化ホウ素（ＢＦ2 ）を利用して
進行でき、その結果ｐ＋／ｎ接合が形成される。前記電
子ビームの照射はそのエネルギーが１乃至５０ｋｅＶの
範囲で施され、不活性気体、例えばアルゴンまたはヘリ
ウムのような化学的に安定した気体を雰囲気ガスで進行
する。前記活性化熱処理は急速熱処理（ＲＴＡ、 Rapid
Thermal Annealing）または炉での熱処理で進行する。
前記急速熱処理は９００乃至１１００℃の範囲で施され
ることが望ましいし、前記炉での熱処理はその温度が８
００乃至９００℃の範囲で施されることが望ましい。
【０００８】本発明によるイオン注入損傷を抑制した浅
接合形成方法は、イオン注入後半導体基板に形成された
損傷に電子ビームを照射してまず復旧することによっ
て、後続熱処理工程でイオン注入された不純物が半導体
基板の内部に広がる深さを縮めて半導体装置の高集積化
に適した浅接合を具現できる。
接合形成方法は、イオン注入後半導体基板に形成された
損傷に電子ビームを照射してまず復旧することによっ
て、後続熱処理工程でイオン注入された不純物が半導体
基板の内部に広がる深さを縮めて半導体装置の高集積化
に適した浅接合を具現できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図
面、即ち図１乃至図５を参照して詳細に説明する。しか
し、本発明の実施例は種々な他の形態に変形でき、本発
明の範囲が後述する実施例に限定されると解釈してはい
けない。以下の図面を参照した説明は、本発明の実施例
を本発明に関した産業技術分野で平均的な知識を有する
者に本発明をより完全に説明するために提供されるもの
である。図面上で同じ符号は同じ要素を示す。
面、即ち図１乃至図５を参照して詳細に説明する。しか
し、本発明の実施例は種々な他の形態に変形でき、本発
明の範囲が後述する実施例に限定されると解釈してはい
けない。以下の図面を参照した説明は、本発明の実施例
を本発明に関した産業技術分野で平均的な知識を有する
者に本発明をより完全に説明するために提供されるもの
である。図面上で同じ符号は同じ要素を示す。
【００１０】図１は本発明によるフローチャートであ
る。図１によると、半導体基板に対してイオン注入１
０、電子ビーム照射１１、熱処理１２を順次施すことが
示されている。従来の技術による半導体基板内に不純物
を注入する工程はイオン注入と熱処理を一つのセットで
施したが、本発明はイオン注入１０後、熱処理１２前に
電子ビームを照射１１する段階をさらに追加した。これ
で、イオン注入によって半導体基板に発生した損傷に電
子ビームを照射して復旧することによって、イオン注入
された不純物が半導体基板の内部で前記損傷に起因して
異常に広がる問題が防止できる。従って、目的とする程
度の浅接合が実現できる。
る。図１によると、半導体基板に対してイオン注入１
０、電子ビーム照射１１、熱処理１２を順次施すことが
示されている。従来の技術による半導体基板内に不純物
を注入する工程はイオン注入と熱処理を一つのセットで
施したが、本発明はイオン注入１０後、熱処理１２前に
電子ビームを照射１１する段階をさらに追加した。これ
で、イオン注入によって半導体基板に発生した損傷に電
子ビームを照射して復旧することによって、イオン注入
された不純物が半導体基板の内部で前記損傷に起因して
異常に広がる問題が防止できる。従って、目的とする程
度の浅接合が実現できる。
【００１１】図２は本発明による浅接合を形成するため
に用いられる電子ビーム照射装置の概略図であり、図３
は図２の装置で半導体基板に電子ビームの照射過程を説
明するために示す概略図である。
に用いられる電子ビーム照射装置の概略図であり、図３
は図２の装置で半導体基板に電子ビームの照射過程を説
明するために示す概略図である。
【００１２】図２及び図３を参照すると、真空チャンバ
２０はポンピングラインと連結された可変排出弁２６を
利用して真空系を構成する。ガス注入ライン２５を通じ
て最初のイオン化を施すためアルゴンなどの非活性気体
が真空チャンバ内部に供給される。微細な網膜状のアノ
ードグリッド２３と絶縁体２１によって取囲まれたカソ
ード２２は、アノードグリッド２３と所定間隔離隔され
てイオン加速領域２４が確保される。アノードグリッド
２３に１００ボルト以下の低電圧を供給する低電圧電源
３０と、カソード２２に−５００乃至−３０、０００ボ
ルトの高電圧を供給する高電圧電源３１が真空チャンバ
２０の外部に構成される。半導体基板２８はアノード２
３の下部に所定間隔離隔されてイオン化領域２７の下部
で、半導体基板２８を加熱するための加熱ランプ２９上
に積載される。
２０はポンピングラインと連結された可変排出弁２６を
利用して真空系を構成する。ガス注入ライン２５を通じ
て最初のイオン化を施すためアルゴンなどの非活性気体
が真空チャンバ内部に供給される。微細な網膜状のアノ
ードグリッド２３と絶縁体２１によって取囲まれたカソ
ード２２は、アノードグリッド２３と所定間隔離隔され
てイオン加速領域２４が確保される。アノードグリッド
２３に１００ボルト以下の低電圧を供給する低電圧電源
３０と、カソード２２に−５００乃至−３０、０００ボ
ルトの高電圧を供給する高電圧電源３１が真空チャンバ
２０の外部に構成される。半導体基板２８はアノード２
３の下部に所定間隔離隔されてイオン化領域２７の下部
で、半導体基板２８を加熱するための加熱ランプ２９上
に積載される。
【００１３】次いで、動作原理を説明すると、可変排出
弁２６によって真空チャンバ２０の内部の圧力が調節さ
れる。真空チャンバ２０は、常圧を有する初期状態から
１乃至２００ミリバー（mbar）の圧力に減圧する。工程
が進行される間カソード２２に高電圧電源３１によって
−５００乃至−３０、０００ボルトの高電圧が印加さ
れ、低電圧電源３０によってアノードグリッド２３に直
流電源が印加される。アノードグリッド２３に印加され
る電圧は、カソード２２から放出される電子を調節する
ときに利用される。電子放出を開始するためには、半導
体基板２８とカソード２２間の空間に存在するイオンソ
ースガス、例えばアルゴンガスがイオン化されるべきで
ある。これは自然的に発生するガンマ線（γ−ray）ま
たはチャンバ内に印加された高電圧によって人為的にな
されうる。一度中性のイオンソースガスからイオン化領
域２７で正イオン３５と負イオン３２、３３、３４が形
成されると、正イオン３５は弱い陰電荷がかかっている
アノードグリッド２３に引かれ、微細な網膜状のアノー
ドグリッド２３を通過した後、イオン加速領域２４で加
速される。加速されたイオンは高い運動エネルギーを有
しながらカソード２２の表面に衝撃し、カソード２２の
表面は正イオンの高エネルギー衝撃によって電子を放出
する。カソード２２の表面から放出された電子は、アノ
ードグリッド２３を通過して高い運動エネルギーを有し
ながら半導体基板２８の内部に浸透する。一方、カソー
ド２２から放出した電子の一部はイオン化領域２７に存
在するイオンソースガスを再びイオン化し、以後前述し
た過程を反復する。
弁２６によって真空チャンバ２０の内部の圧力が調節さ
れる。真空チャンバ２０は、常圧を有する初期状態から
１乃至２００ミリバー（mbar）の圧力に減圧する。工程
が進行される間カソード２２に高電圧電源３１によって
−５００乃至−３０、０００ボルトの高電圧が印加さ
れ、低電圧電源３０によってアノードグリッド２３に直
流電源が印加される。アノードグリッド２３に印加され
る電圧は、カソード２２から放出される電子を調節する
ときに利用される。電子放出を開始するためには、半導
体基板２８とカソード２２間の空間に存在するイオンソ
ースガス、例えばアルゴンガスがイオン化されるべきで
ある。これは自然的に発生するガンマ線（γ−ray）ま
たはチャンバ内に印加された高電圧によって人為的にな
されうる。一度中性のイオンソースガスからイオン化領
域２７で正イオン３５と負イオン３２、３３、３４が形
成されると、正イオン３５は弱い陰電荷がかかっている
アノードグリッド２３に引かれ、微細な網膜状のアノー
ドグリッド２３を通過した後、イオン加速領域２４で加
速される。加速されたイオンは高い運動エネルギーを有
しながらカソード２２の表面に衝撃し、カソード２２の
表面は正イオンの高エネルギー衝撃によって電子を放出
する。カソード２２の表面から放出された電子は、アノ
ードグリッド２３を通過して高い運動エネルギーを有し
ながら半導体基板２８の内部に浸透する。一方、カソー
ド２２から放出した電子の一部はイオン化領域２７に存
在するイオンソースガスを再びイオン化し、以後前述し
た過程を反復する。
【００１４】アノードグリッド２３とカソード２２間の
イオン加速領域２４はカソード２２から放出された電子
の平均自由行路より短距離に維持されるため、イオン加
速領域２４ではカソード２２から放出された電子による
イオン化がほとんど発生しなく、もっぱらイオン化領域
２７でだけイオンソースガスのイオン化が起こる。イオ
ン化領域２７で形成されたイオンはアノードグリッド２
３に印加された電圧によって反発したり、誘引される。
即ち、アノードグリッド２３に印加された電圧を調節す
ると、イオン化した正イオンの運動エネルギーを調節で
き、これに相応するカソード２２での電子放出がなされ
る。
イオン加速領域２４はカソード２２から放出された電子
の平均自由行路より短距離に維持されるため、イオン加
速領域２４ではカソード２２から放出された電子による
イオン化がほとんど発生しなく、もっぱらイオン化領域
２７でだけイオンソースガスのイオン化が起こる。イオ
ン化領域２７で形成されたイオンはアノードグリッド２
３に印加された電圧によって反発したり、誘引される。
即ち、アノードグリッド２３に印加された電圧を調節す
ると、イオン化した正イオンの運動エネルギーを調節で
き、これに相応するカソード２２での電子放出がなされ
る。
【００１５】図面に示されていないが、半導体基板２８
は接地されているし、アノードグリッド２３に低電圧が
印加されて、イオン化領域２７には電気場のグラジエン
トがあるが、アノードグリッド２３と半導体基板２８と
の間はイオン加速領域２７に比べると相対的にほとんど
等電位を成していると見なしうる。従って、真空チャン
バ２０の弱い真空条件では荷電されることなく絶縁表面
が電子に露出され、アノードグリッド２３から半導体基
板２８までの雰囲気ガス分子を横切って移動する電子ビ
ームによって再びイオン化された充分な量の正イオンに
よる半導体基板に電荷が蓄積されても中性化される。
は接地されているし、アノードグリッド２３に低電圧が
印加されて、イオン化領域２７には電気場のグラジエン
トがあるが、アノードグリッド２３と半導体基板２８と
の間はイオン加速領域２７に比べると相対的にほとんど
等電位を成していると見なしうる。従って、真空チャン
バ２０の弱い真空条件では荷電されることなく絶縁表面
が電子に露出され、アノードグリッド２３から半導体基
板２８までの雰囲気ガス分子を横切って移動する電子ビ
ームによって再びイオン化された充分な量の正イオンに
よる半導体基板に電荷が蓄積されても中性化される。
【００１６】前記原理による電子ビーム照射は、従来で
はスピンオングラス（ＳＯＧ、SpinOn Glass）をキュア
リングしたり、フォトレジスト（ＰＲ、photoresist）
の硬化を目的として利用されるが、本発明ではイオン注
入によって損傷された半導体基板を復旧するために利用
する。
はスピンオングラス（ＳＯＧ、SpinOn Glass）をキュア
リングしたり、フォトレジスト（ＰＲ、photoresist）
の硬化を目的として利用されるが、本発明ではイオン注
入によって損傷された半導体基板を復旧するために利用
する。
【００１７】一方、前述した図２及び図３に示される電
子ビーム照射装置を利用してイオン注入された半導体基
板に対し電子ビーム照射を次の条件で施せば本発明の最
適の目的を達成できる。ビームエネルギーは０．５乃至
６０ｋＶ、電子ビームの直径は２００ｍｍ、ビーム電流
は１乃至３０ｍＡ、真空度は１乃至１０Ｐａ及び均一度
は±５％の条件で電子ビームを照射する。
子ビーム照射装置を利用してイオン注入された半導体基
板に対し電子ビーム照射を次の条件で施せば本発明の最
適の目的を達成できる。ビームエネルギーは０．５乃至
６０ｋＶ、電子ビームの直径は２００ｍｍ、ビーム電流
は１乃至３０ｍＡ、真空度は１乃至１０Ｐａ及び均一度
は±５％の条件で電子ビームを照射する。
【００１８】図４は本発明による一実施例の結果を説明
するグラフである。図４によると、ホウ素イオン（Ｂ
＋）を半導体基板の内部にイオン注入した後、電子ビー
ムを照射した後のイオン注入された不純物の注入の深度
の変化をＳＩＭＳ（SecondaryIon Mass Spectrometry）
を利用して観察した結果を示す。Ｙ軸は不純物のホウ素
のイオン注入量であり、Ｘ軸はこの時の不純物の拡散の
深度を各々示す。図４の結果を得るために使われた工程
条件を詳細に記述する。まず、イオン注入条件として、
イオン注入エネルギーは１ｋｅＶであり、イオン注入量
は３×１014個／ｃm2 である。後に施される電子ビーム
の照射条件は、エネルギーが６ｋｅＶ、電子ビーム注入
ドーズが２０、０００μＣである。そして最終的に施さ
れる急速熱処理（ＲＴＡ）の条件は１、０００℃で１０
秒間である。この時のホウ素イオンの拡散深度を示す結
果がグラフにおいてＩで示した線である。そして、既存
の技術のように電子ビームの照射段階を経ないでイオン
注入後直ちに急速熱処理を施したときのホウ素イオンの
拡散深度を示す結果が、グラフにおいてＩＩで示した線
である。相互対比された結果からわかるように、不純物
注入深度が０．１μｍ以下でも本発明の効果が顕著に現
れることがわかる。
するグラフである。図４によると、ホウ素イオン（Ｂ
＋）を半導体基板の内部にイオン注入した後、電子ビー
ムを照射した後のイオン注入された不純物の注入の深度
の変化をＳＩＭＳ（SecondaryIon Mass Spectrometry）
を利用して観察した結果を示す。Ｙ軸は不純物のホウ素
のイオン注入量であり、Ｘ軸はこの時の不純物の拡散の
深度を各々示す。図４の結果を得るために使われた工程
条件を詳細に記述する。まず、イオン注入条件として、
イオン注入エネルギーは１ｋｅＶであり、イオン注入量
は３×１014個／ｃm2 である。後に施される電子ビーム
の照射条件は、エネルギーが６ｋｅＶ、電子ビーム注入
ドーズが２０、０００μＣである。そして最終的に施さ
れる急速熱処理（ＲＴＡ）の条件は１、０００℃で１０
秒間である。この時のホウ素イオンの拡散深度を示す結
果がグラフにおいてＩで示した線である。そして、既存
の技術のように電子ビームの照射段階を経ないでイオン
注入後直ちに急速熱処理を施したときのホウ素イオンの
拡散深度を示す結果が、グラフにおいてＩＩで示した線
である。相互対比された結果からわかるように、不純物
注入深度が０．１μｍ以下でも本発明の効果が顕著に現
れることがわかる。
【００１９】図５は本発明によるその他の実施例の結果
を説明するグラフである。図５によると、フッ化ホウ素
イオン（ＢＦ2 ＋）を半導体基板の内部にイオン注入し
た後、電子ビームを照射した後のイオン注入された不純
物の注入深度の変化をＳＩＭＳを利用して観察した結果
を示す。この時の工程進行条件を説明する。まず、イオ
ン注入条件としてイオン注入エネルギーは２ｋｅＶであ
り、イオン注入量は３×１015個／ｃm2 である。以後、
施された電子ビーム照射と急速熱処理（ＲＴＡ）条件は
図４で説明された条件と同一である。図５のグラフで本
発明により電子ビーム照射を追加した時の拡散深度を示
す結果がＩＩＩであり、従来の技術のように電子ビーム
照射段階なしでイオン注入後直ちに急速熱処理を施した
結果がＩＶである。
を説明するグラフである。図５によると、フッ化ホウ素
イオン（ＢＦ2 ＋）を半導体基板の内部にイオン注入し
た後、電子ビームを照射した後のイオン注入された不純
物の注入深度の変化をＳＩＭＳを利用して観察した結果
を示す。この時の工程進行条件を説明する。まず、イオ
ン注入条件としてイオン注入エネルギーは２ｋｅＶであ
り、イオン注入量は３×１015個／ｃm2 である。以後、
施された電子ビーム照射と急速熱処理（ＲＴＡ）条件は
図４で説明された条件と同一である。図５のグラフで本
発明により電子ビーム照射を追加した時の拡散深度を示
す結果がＩＩＩであり、従来の技術のように電子ビーム
照射段階なしでイオン注入後直ちに急速熱処理を施した
結果がＩＶである。
【００２０】一方、図４と図５に示した結果の差異は、
後述する表１の説明を参照するとさらに具体的に理解で
きる。
後述する表１の説明を参照するとさらに具体的に理解で
きる。
【００２１】以上、前述した望ましい実施例で使われた
特定の用語は本発明を詳細に説明する目的で使われたも
のであり、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発
明の範囲を制限するために使用するものではない。
特定の用語は本発明を詳細に説明する目的で使われたも
のであり、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発
明の範囲を制限するために使用するものではない。
【００２２】表１はイオン注入ソースとしてフッ化ホウ
素を利用し、イオン注入及び電子ビーム照射を施した
後、熱波（Thermal Wave、”ＴＷ”と略称）方法により
半導体基板内に存在するイオン注入損傷程度を評価した
表である。ここで、ＴＷは半導体基板内に存在する損傷
程度を把握するために基板に一定波長を有する波形を照
射した後、スペクトルにより反射される波形から波長の
変化を認知して半導体基板の内部に存在する損傷の程度
を確認する方法である。
素を利用し、イオン注入及び電子ビーム照射を施した
後、熱波（Thermal Wave、”ＴＷ”と略称）方法により
半導体基板内に存在するイオン注入損傷程度を評価した
表である。ここで、ＴＷは半導体基板内に存在する損傷
程度を把握するために基板に一定波長を有する波形を照
射した後、スペクトルにより反射される波形から波長の
変化を認知して半導体基板の内部に存在する損傷の程度
を確認する方法である。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１によると、イオン注入直後の半導体基
板と、電子ビーム照射後の半導体基板に存在する各々の
イオン注入損傷度において、電子ビーム照射の損傷度が
減少したことを示す。即ち、本発明によって浅接合を具
現する場合にはイオン注入損傷度が減少することがわか
る。これは電子ビームを照射するとイオン注入工程で発
生した損傷が半導体基板の内部で復旧されるということ
を意味する。
板と、電子ビーム照射後の半導体基板に存在する各々の
イオン注入損傷度において、電子ビーム照射の損傷度が
減少したことを示す。即ち、本発明によって浅接合を具
現する場合にはイオン注入損傷度が減少することがわか
る。これは電子ビームを照射するとイオン注入工程で発
生した損傷が半導体基板の内部で復旧されるということ
を意味する。
【００２５】一方、イオン注入エネルギーが大きいほ
ど、イオン注入量が大きいほどイオン注入損傷の発生程
度が増加し、イオン注入エネルギーは等しく、イオン注
入量が小さい場合はイオン注入直後の値が大きくなって
いるが、電子ビームによるイオン注入損傷の復旧程度は
より顕著に現れることがわかる。
ど、イオン注入量が大きいほどイオン注入損傷の発生程
度が増加し、イオン注入エネルギーは等しく、イオン注
入量が小さい場合はイオン注入直後の値が大きくなって
いるが、電子ビームによるイオン注入損傷の復旧程度は
より顕著に現れることがわかる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によるイオン注入損傷を抑制した
浅接合形成方法は、イオン注入後半導体基板に形成され
た損傷を電子ビームを照射してまず復旧することによっ
て、後続熱処理工程でイオン注入された不純物が半導体
基板の内部に広がる深さを縮めて半導体装置の高集積化
に適した浅接合を具現できる。
浅接合形成方法は、イオン注入後半導体基板に形成され
た損傷を電子ビームを照射してまず復旧することによっ
て、後続熱処理工程でイオン注入された不純物が半導体
基板の内部に広がる深さを縮めて半導体装置の高集積化
に適した浅接合を具現できる。
【図１】本発明による浅接合形成方法を説明するための
フローチャートである。
フローチャートである。
【図２】本発明による浅接合を形成するために用いられ
る電子ビーム照射装置の概略図である。
る電子ビーム照射装置の概略図である。
【図３】図２の装置による半導体基板に対する電子ビー
ムの照射過程の説明図である。
ムの照射過程の説明図である。
【図４】本発明による一実施例の結果を説明するための
グラフである。
グラフである。
【図５】本発明による他の実施例の結果を説明するため
のグラフである。
のグラフである。
２０…真空チャンバ ２１…絶縁体 ２２…カソード ２３…アノードグリッド ２４…イオン加速領域 ２５…ガス注入ライン ２６…可変排出弁 ２７…イオン化領域 ２８…半導体基板 ２９…加熱ランプ ３０…低電圧電源 ３１…高電圧電源 ３２、３３、３４…負イオン ３５…正イオン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 成 ▲こう▼ 大韓民国京畿道龍仁市器興邑農書里７−１ 番地
Claims (11)
- 【請求項１】 （ａ）イオン注入を利用して半導体基板
に不純物を注入する段階と、 （ｂ）前記半導体基板に電子ビームを照射する段階と、 （ｃ）前記半導体基板の不純物を活性化するために熱処
理する段階とを含むことを特徴とするイオン注入損傷を
抑制した浅接合形成方法。 - 【請求項２】 前記イオン注入は前記半導体基板に注入
された不純物のドーズが単位面積当り１×１013乃至１
×１016個の範囲内で注入されるように施すことを特徴
とする請求項１に記載のイオン注入損傷を抑制した浅接
合形成方法。 - 【請求項３】 前記イオン注入は注入された不純物の深
度が５００乃至２０００Åの範囲で進行することを特徴
とする請求項１に記載のイオン注入損傷を抑制した浅接
合形成方法。 - 【請求項４】 前記イオン注入はイオン注入エネルギー
が１乃至１００ｋｅＶの範囲内で施すことを特徴とする
請求項３に記載のイオン注入損傷を抑制した浅接合形成
方法。 - 【請求項５】 前記イオン注入される不純物はリン、ヒ
素、ホウ素及びフッ化ホウ素よりなる群から選択された
少なくとも一つを使用することを特徴とする請求項１に
記載のイオン注入損傷を抑制した浅接合形成方法。 - 【請求項６】 前記電子ビーム照射は電子ビーム照射装
備のエネルギーが１乃至５０ＫｅＶの範囲で施すことを
特徴とする請求項１に記載のイオン注入損傷を抑制した
浅接合形成方法。 - 【請求項７】 前記電子ビーム照射は不活性気体を雰囲
気ガスとして利用して施すことを特徴とする請求項１に
記載のイオン注入で発生した半導体基板内の欠陥が除去
された浅接合形成方法。 - 【請求項８】 前記不活性気体はアルゴンまたはヘリウ
ムを使用することを特徴とする請求項７に記載のイオン
注入損傷を抑制した浅接合形成方法。 - 【請求項９】 前記活性化熱処理は急速熱処理または炉
での熱処理で施すことを特徴とする請求項１に記載のイ
オン注入損傷を抑制した浅接合形成方法。 - 【請求項１０】 前記急速熱処理は９００乃至１１００
℃の温度範囲で施すことを特徴とする請求項９に記載の
イオン注入損傷を抑制した浅接合形成方法。 - 【請求項１１】 前記炉での熱処理は８００乃至９００
℃の温度範囲で施すことを特徴とする請求項９に記載の
イオン注入損傷を抑制した浅接合形成方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR97P66343 | 1997-12-05 | ||
| KR19970066343 | 1997-12-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11176765A true JPH11176765A (ja) | 1999-07-02 |
Family
ID=19526572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10245203A Withdrawn JPH11176765A (ja) | 1997-12-05 | 1998-08-31 | イオン注入損傷を抑制した浅接合形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11176765A (ja) |
| KR (1) | KR100272173B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007510311A (ja) * | 2003-10-30 | 2007-04-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 電子ビーム処理装置 |
-
1998
- 1998-08-31 JP JP10245203A patent/JPH11176765A/ja not_active Withdrawn
- 1998-11-27 KR KR1019980051263A patent/KR100272173B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007510311A (ja) * | 2003-10-30 | 2007-04-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 電子ビーム処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990062626A (ko) | 1999-07-26 |
| KR100272173B1 (ko) | 2000-11-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051101 |