JPH11238485A - Ion implanting method - Google Patents
Ion implanting methodInfo
- Publication number
- JPH11238485A JPH11238485A JP10058850A JP5885098A JPH11238485A JP H11238485 A JPH11238485 A JP H11238485A JP 10058850 A JP10058850 A JP 10058850A JP 5885098 A JP5885098 A JP 5885098A JP H11238485 A JPH11238485 A JP H11238485A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- ion implantation
- ion
- ions
- sputtering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 46
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 39
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 22
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 14
- 229910018404 Al2 O3 Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001793 charged compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N triethylaluminium Chemical compound CC[Al](CC)CC VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本願の発明は、Ａｌのイオン
を注入するためのイオン注入方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion implantation method for implanting Al ions.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば半導体装置の製造に際して、イオ
ン注入によってＳｉ基板にＰ型の拡散層を形成する場合
の不純物としては、Ｂが一般的に用いられてきた。しか
し、最近、電力用の高耐圧の半導体装置等の製造に際し
て、不純物濃度が低く且つ深いＰ型の拡散層を形成する
ために、Ｂよりも拡散係数の大きいＡｌを不純物として
用いることが考えられている。2. Description of the Related Art In manufacturing a semiconductor device, for example, B has been generally used as an impurity when a P-type diffusion layer is formed on a Si substrate by ion implantation. However, recently, when manufacturing a high-breakdown-voltage semiconductor device for electric power or the like, it is conceivable to use Al having a larger diffusion coefficient than B as an impurity in order to form a deep P-type diffusion layer having a low impurity concentration. ing.
【０００３】ところで、イオン注入を行う際の不純物の
イオン化方式としては電子衝突型と呼ばれる方式が多く
採用されているが、この方式のイオン源のなかでも、殆
ど総ての種類の元素をイオン化することのできるニール
セン型イオン源が半導体装置等の量産のために用いられ
ている。[0003] By the way, as a method of ionizing impurities at the time of performing ion implantation, a method called an electron collision type is often employed. Among ion sources of this method, almost all kinds of elements are ionized. Nielsen ion sources that can be used are used for mass production of semiconductor devices and the like.
【０００４】図５、６は、本願の発明の第１従来例を実
行するためのニールセン型イオン源及びそのイオン化原
理を示している。図５に示す様に、この第１従来例を実
行するためのニールセン型イオン源１１では、導電性の
アークチャンバ１２を正の数百Ｖに帯電させ、Ｗ製のフ
ィラメント１３に数十〜数百Ａの電流を流してこのフィ
ラメント１３から電子１４を熱的に放出させ、パイプ１
５からアークチャンバ１２内へ、Ａｌを含む気体の分子
１６を供給する。FIGS. 5 and 6 show a Nielsen ion source for implementing the first conventional example of the present invention and the ionization principle thereof. As shown in FIG. 5, in a Nielsen-type ion source 11 for implementing the first conventional example, a conductive arc chamber 12 is charged to a positive several hundred volts, and a tens to several tens of A current of 100 A is passed to thermally emit electrons 14 from the filament 13, and the pipe 1
The gas molecules 16 containing Al are supplied into the arc chamber 12 from 5.
【０００５】図６（ａ）に示す様に、アークチャンバ１
２内へ供給された中性の分子１６は核外に電子１４を保
有している。しかし、フィラメント１３から放出された
電子１４はアークチャンバ１２の壁面に向かって引き寄
せられるので、この電子１４が、図６（ｂ）に示す様
に、中性の分子１６と衝突してその核外の電子１４を分
子１６から分離させる。[0005] As shown in FIG.
Neutral molecules 16 supplied into 2 have electrons 14 outside the nucleus. However, since the electrons 14 emitted from the filament 13 are attracted toward the wall of the arc chamber 12, the electrons 14 collide with the neutral molecules 16 and become extranuclear as shown in FIG. Electrons 14 are separated from the molecules 16.
【０００６】このため、図６（ｃ）に示す様に、中性の
分子１６が正の分子イオン１７になり、図６（ｄ）に示
す様に、分子イオン１７がアークチャンバ１２の壁面と
反発して飛び回って周囲の分子１６と衝突する。この衝
突によって、図６（ｅ）に示す様に、Ａｌ等である原子
１８や原子イオン１９が発生し、分子１６は次第に原子
１８や原子イオン１９へ分解されていく。As a result, as shown in FIG. 6C, the neutral molecules 16 become positive molecular ions 17, and as shown in FIG. It repels and flies and collides with the surrounding molecules 16. Due to this collision, as shown in FIG. 6E, atoms 18 and atomic ions 19 such as Al are generated, and the molecules 16 are gradually decomposed into atoms 18 and atomic ions 19.
【０００７】アークチャンバ１２内へ気体の分子１６を
供給する方法としては、常温で気体である物質をそのま
ま供給する方法や、常温で液体である物質を加熱した際
に発生する蒸気を供給する方法や、常温では固定である
物質を蒸気発生器（加熱器）内に装填し、蒸気発生器の
温度を高温にした際に発生する装填物質の蒸気を供給す
る方法等がある。As a method of supplying the gas molecules 16 into the arc chamber 12, a method of directly supplying a substance that is a gas at ordinary temperature or a method of supplying vapor generated when a substance that is a liquid at ordinary temperature is heated is used. Alternatively, there is a method in which a substance that is fixed at room temperature is loaded into a steam generator (heater), and the vapor of the loaded substance generated when the temperature of the steam generator is increased is supplied.
【０００８】常温で液体であってＡｌを含有する物質と
しては、〔（ＣＨ3 ）3 Ａｌ〕2 （トリメチルアルミニ
ウム）や〔（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ａｌ〕2 （トリエチルアルミ
ニウム）等があるが、これらの何れもが空気中で自然発
火し水とも爆発的に反応するので、Ａｌのイオン注入を
行うためにはこれらの物質は安全上の観点から使用する
ことができない。As a substance which is liquid at room temperature and contains Al, there are [(CH 3 ) 3 Al] 2 (trimethylaluminum) and [(C 2 H 5 ) 3 Al] 2 (triethylaluminum). Since any of them spontaneously ignite in air and react explosively with water, these substances cannot be used from the viewpoint of safety in order to perform Al ion implantation.
【０００９】常温で固体であってＡｌを含有する物質と
しては、純粋ＡｌやＡｌＣｌ3 （塩化アルミニウム）や
Ａｌ2 Ｏ3 （酸化アルミニウム）等がある。しかし、純
粋Ａｌは気化する前に融解して蒸気発生器外へ流出する
ので、純粋Ａｌでは、イオン化に必要な蒸気圧を長時間
に亘って得ることができなくて、イオン注入を連続的に
行うことができない。Examples of substances which are solid at room temperature and contain Al include pure Al, AlCl 3 (aluminum chloride), Al 2 O 3 (aluminum oxide) and the like. However, since pure Al melts before vaporizing and flows out of the steam generator, pure Al cannot obtain the vapor pressure required for ionization over a long period of time, so that ion implantation must be continuously performed. Can't do it.
【００１０】ＡｌＣｌ3 は、融解する前に昇華するので
蒸気発生器外へは流出しないが、強い潮解性や吸湿性が
ある上に水と激しく反応し、塩化水素を発生し、装置の
内部を腐食させる等の問題があるので、安全上の観点か
ら使用することができない。また、Ａｌ2 Ｏ3 は安全で
安定であるが、Ａｌ2 Ｏ3 の融点は数千度であり、蒸気
発生器の様な小型の加熱器ではＡｌ2 Ｏ3 の蒸気を発生
させるほどの高熱を得ることができないので、気体の分
子１６を供給すること自体ができない。Since AlCl 3 sublimates before melting, it does not flow out of the steam generator, but it has strong deliquescent and hygroscopic properties and reacts violently with water to generate hydrogen chloride, causing the inside of the apparatus to become turbid. It cannot be used from a safety point of view because of problems such as corrosion. Although Al 2 O 3 is safe and stable, the melting point of Al 2 O 3 is several thousand degrees, and a small heater such as a steam generator has a high heat enough to generate Al 2 O 3 vapor. Cannot be obtained, so that the gas molecules 16 cannot be supplied.
【００１１】つまり、Ａｌを含む気体の分子１６をアー
クチャンバ１２内へ供給する図５のニールセン型イオン
源１１を用いる第１従来例では、安全上の観点やイオン
注入を連続的に行うことができないこと等から、量産レ
ベルでＡｌをイオン注入することができなかった。That is, in the first conventional example using the Nielsen-type ion source 11 shown in FIG. 5 for supplying the gas molecules 16 containing Al into the arc chamber 12, it is possible to continuously perform ion implantation from the viewpoint of safety. For this reason, Al cannot be ion-implanted at a mass production level.
【００１２】図７は、本願の発明の第２従来例を実行す
るためのニールセン型イオン源を示している。この第２
従来例を実行するためのニールセン型イオン源２１で
は、アークチャンバ２２の内面に常温で安定なＡｌ2 Ｏ
3 板２３を設置し、導電性のアークチャンバ２２を正の
電圧に帯電させ、フィラメント２４に電流を流してこの
フィラメント２４から電子を熱的に放出させ、パイプ２
５からアークチャンバ２２内へＡｒガス２６を供給す
る。FIG. 7 shows a Nielsen-type ion source for implementing a second conventional example of the present invention. This second
In a Nielsen-type ion source 21 for implementing the conventional example, an Al 2 O
3 plate 23 is installed, the conductive arc chamber 22 is charged to a positive voltage, a current is applied to the filament 24, and electrons are thermally emitted from the filament 24, and the pipe 2
5 supplies the Ar gas 26 into the arc chamber 22.
【００１３】フィラメント２４から熱的に放出された電
子とアークチャンバ２２内へ供給されたＡｒガス２６と
が衝突してＡｒイオン２７が発生し、電子とＡｒイオン
２７とがＡｌ2 Ｏ3 板２３に衝突する。この衝突の衝撃
でＡｌ2 Ｏ3 板２３の表面がスパッタされてＡｌ２８や
Ｏが発生し、更にこれらのＡｌ２８やＯとＡｒイオン２
７等とが衝突してＡｌイオン等が発生する。The electrons thermally discharged from the filament 24 collide with the Ar gas 26 supplied into the arc chamber 22 to generate Ar ions 27, and the electrons and Ar ions 27 are converted to the Al 2 O 3 plate 23. Collide with Due to the impact of this collision, the surface of the Al 2 O 3 plate 23 is sputtered to generate Al 28 and O, and these Al 28 and O and Ar ions 2
7 and the like collide to generate Al ions and the like.
【００１４】図２中の点線は、図７に示したニールセン
型イオン源２１を用いる第２従来例で発生させたＡｌイ
オンのビーム電流量を示している。この図２中の点線で
示されている様に、Ａｌイオンのビーム電流量は１８
９．２〜２０６．４μＡで安定しており、８時間以上に
亘って連続的にイオン注入することもできる。The dotted line in FIG. 2 shows the beam current of Al ions generated in the second conventional example using the Nielsen ion source 21 shown in FIG. As shown by the dotted line in FIG. 2, the beam current amount of Al ions is 18
It is stable at 9.2 to 206.4 μA, and can be continuously ion-implanted for 8 hours or more.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかし、図７に示した
ニールセン型イオン源２１を用いる第２従来例で発生さ
せたＡｌイオンのビーム電流量である２００μＡ程度は
量産レベルとは言い難く、半導体装置を量産するために
は、少なくとも１０００μＡ以上のビーム電流量のＡｌ
イオンを発生させる必要がある。従って、本願の発明
は、大電流のＡｌイオンビームを発生させることができ
て、量産レベルでＡｌをイオン注入することができるイ
オン注入方法を提供することを目的としている。However, the beam current of about 200 .mu.A of Al ions generated in the second conventional example using the Nielsen-type ion source 21 shown in FIG. 7 is hardly a mass production level. In order to mass-produce the device, it is necessary to use a beam current of at least 1000 μA
It is necessary to generate ions. Accordingly, an object of the present invention is to provide an ion implantation method capable of generating a large current Al ion beam and implanting Al at a mass production level.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】請求項１に係るイオン注
入方法では、Ａｌ化合物の少なくとも表面が腐食してい
るので、この表面は物理的な衝撃に対して脆く、しか
も、純粋ＡｌではなくＡｌ化合物を用いているので、Ａ
ｌイオンが存在している高温のプラズマ雰囲気中でもＡ
ｌ化合物の融解を防止することができる。このため、Ａ
ｌ化合物の表面に対するスパッタによってこのＡｌ化合
物から大量のＡｌを発生させることができる。According to the ion implantation method of the present invention, since at least the surface of the Al compound is corroded, the surface is fragile against physical impact, and is not pure Al but Al. Since a compound is used, A
Even in a high temperature plasma atmosphere where l ions exist
1 can prevent melting of the compound. Therefore, A
A large amount of Al can be generated from this Al compound by sputtering on the surface of the 1 compound.
【００１７】請求項２に係るイオン注入方法では、スパ
ッタとＡｌ化合物の少なくとも表面の腐食との両方を行
う第１のガスを用いるので、Ａｌ化合物の表面を腐食さ
せつつこの表面に対するスパッタを行うことができて、
Ａｌ化合物から大量のＡｌを簡易に発生させることがで
きる。In the ion implantation method according to the second aspect, since the first gas which performs both sputtering and corrosion of at least the surface of the Al compound is used, sputtering is performed on this surface while corroding the surface of the Al compound. Is completed,
A large amount of Al can be easily generated from the Al compound.
【００１８】請求項３に係るイオン注入方法では、スパ
ッタとＡｌ化合物の少なくとも表面の腐食との両方を行
う第１のガスとしてフッ素系ガスを用いるので、Ａｌ化
合物の少なくとも表面を効果的に腐食させることができ
て、Ａｌ化合物から大量のＡｌを効率的に発生させるこ
とができる。In the ion implantation method according to the third aspect, since the fluorine-based gas is used as the first gas for performing both sputtering and corrosion of at least the surface of the Al compound, at least the surface of the Al compound is effectively corroded. Thus, a large amount of Al can be efficiently generated from the Al compound.
【００１９】請求項４に係るイオン注入方法では、スパ
ッタとＡｌ化合物の少なくとも表面の腐食との両方を行
う第１のガスと、スパッタのみを行う第２のガスとの両
方を用いるので、スパッタで発生させたＡｌと第１のガ
スとが反応して反応生成物が電気系統に堆積しても、こ
の堆積した反応生成物を第２のガスによるスパッタで除
去することができる。According to the ion implantation method of the present invention, since both the first gas for performing both the sputtering and the corrosion of at least the surface of the Al compound and the second gas for performing only the sputtering are used, the sputtering is performed. Even if the generated Al reacts with the first gas to deposit a reaction product on the electric system, the deposited reaction product can be removed by sputtering with the second gas.
【００２０】請求項５に係るイオン注入方法では、スパ
ッタのみを行う第２のガスとして不活性ガスを用いるの
で、第２のガスの取扱いが簡単であり、電気系統に堆積
した反応生成物を簡易に除去することができる。In the ion implantation method according to the fifth aspect, since the inert gas is used as the second gas for performing only the sputtering, the handling of the second gas is simple, and the reaction products deposited on the electric system can be easily removed. Can be removed.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本願の発明の第１及び第２
実施形態を、図１〜４を参照しながら説明する。図１
が、第１実施形態を実行するためのニールセン型イオン
源の要部を示している。この第１実施形態でも、上述の
第２従来例を実行するための図７に示したニールセン型
イオン源２１を用いる。しかし、この第１実施形態で
は、Ａｒガス２６の代わりにＳｉＦ4 ガス３１（図３）
をパイプ２５からアークチャンバ２２内へ供給する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the first and second embodiments of the present invention will be described.
An embodiment will be described with reference to FIGS. FIG.
Shows essential parts of a Nielsen-type ion source for executing the first embodiment. Also in the first embodiment, the Nielsen ion source 21 shown in FIG. 7 for executing the second conventional example is used. However, in the first embodiment, instead of the Ar gas 26, the SiF 4 gas 31 (FIG. 3)
Is supplied from the pipe 25 into the arc chamber 22.
【００２２】このため、図１に示す様に、ＳｉＦ4 ガス
３１に含まれているフッ素やその化合物等であるフッ素
含有物３２がＡｌ2 Ｏ3 板２３に付着しその表面と反応
して、Ａｌ2 Ｏ3 板２３の表面に腐食層３３が形成され
る。一方、フィラメント２４から熱的に放出された電子
３４や、この電子３４との衝突でＳｉＦ4 ガス３１が分
解して発生した分子や原子のイオン３５等が、Ａｌ2 Ｏ
3 板２３に衝突する。For this reason, as shown in FIG. 1, fluorine contained in the SiF 4 gas 31 or a fluorine-containing substance 32 such as a compound thereof adheres to the Al 2 O 3 plate 23 and reacts with the surface thereof. A corrosion layer 33 is formed on the surface of the Al 2 O 3 plate 23. On the other hand, and electronic 34 which is thermally released from the filament 24, an ion 35 like molecules or atoms that SiF 4 gas 31 is generated by decomposition in the collision with the electrons 34, Al 2 O
It collides with the three plates 23.
【００２３】ところが、上述の様にＡｌ2 Ｏ3 板２３の
表面には腐食層３３が形成されており、腐食層３３は物
理的な衝撃に対して脆いので、電子３４やイオン３５等
の衝突によるスパッタによって、Ａｌ2 Ｏ3 板２３の表
面から大量のＡｌ３６やＯが発生する。そして、これら
のＡｌ３６やＯとイオン３５等とが衝突して大量のＡｌ
イオン等が発生する。However, the corroded layer 33 is formed on the surface of the Al 2 O 3 plate 23 as described above, and the corroded layer 33 is vulnerable to physical impact. A large amount of Al 36 and O is generated from the surface of the Al 2 O 3 plate 23 by sputtering. Then, these Al 36 and O collide with ions 35 and the like, and a large amount of Al
Ions and the like are generated.
【００２４】図２中の細線は、この第１実施形態で発生
させたＡｌイオンのビーム電流量を示している。この図
２中の細線で示されている様に、Ａｌイオンのビーム電
流量は１１２３．８〜１２５１．３μＡであり、大電流
のＡｌイオンビームが発生している。ところが、この図
２中の細線から明らかな様に、この第１実施形態では４
時間以上に亘って連続的にイオン注入を行うことができ
ない。The thin line in FIG. 2 indicates the beam current of Al ions generated in the first embodiment. As shown by the thin line in FIG. 2, the beam current amount of Al ions is 1123.8 to 1251.3 μA, and a large current Al ion beam is generated. However, as is apparent from the thin line in FIG.
It is not possible to continuously perform ion implantation over time.
【００２５】図３が、第１実施形態を実行するためのイ
オン注入装置の要部を示している。この図３に示す様
に、イオン注入に際しては、負の高電圧印加電極３７に
よってアークチャンバ２２内のイオンを引き出して加速
してイオンビームを形成し、高電圧印加電極３７とは絶
縁物３８で絶縁されている正の収束電極３９によってこ
のイオンビームを収束して質量分析部（図示せず）へ導
く。第１実施形態では、アークチャンバ２２内のＡｌイ
オンからＡｌのイオンビーム４１が形成され、Ｏ等のイ
オンからその他のイオンビーム４２が形成される。FIG. 3 shows a main part of an ion implantation apparatus for carrying out the first embodiment. As shown in FIG. 3, at the time of ion implantation, ions in the arc chamber 22 are extracted and accelerated by the negative high voltage application electrode 37 to form an ion beam. The ion beam is focused by the insulated positive focusing electrode 39 and guided to a mass analyzer (not shown). In the first embodiment, an Al ion beam 41 is formed from Al ions in the arc chamber 22, and another ion beam 42 is formed from ions such as O.
【００２６】ところが、ＳｉＦ4 ガス３１を用いる第１
実施形態では、Ａｌ３６とＳｉＦ4ガス３１とが反応し
てＡｌ反応生成物４３が形成され、イオン注入時間の経
過に伴ってＡｌ反応生成物４３は絶縁物３８上にも堆積
する。このため、Ａｌ反応生成物４３を介して高電圧印
加電極３７と収束電極３９とが短絡し、場合によっては
電気系統の一部が破損するので、上述の様にこの第１実
施形態では４時間以上のイオン注入を行うことができな
いと考えられる。However, the first method using the SiF 4 gas 31
In the embodiment, the Al 36 reacts with the SiF 4 gas 31 to form an Al reaction product 43, and the Al reaction product 43 is deposited on the insulator 38 as the ion implantation time elapses. As a result, the high-voltage application electrode 37 and the focusing electrode 39 are short-circuited via the Al reaction product 43, and in some cases, a part of the electric system is broken. It is considered that the above ion implantation cannot be performed.
【００２７】図４が、第２実施形態を実行するためのイ
オン注入装置の要部を示している。この第２実施形態で
は、上述の第１実施形態におけるＳｉＦ4 ガス３１の代
わりに、ＳｉＦ4 ガスとＡｒガスとの比率が１：１であ
るＳｉＦ4 ・Ａｒ混合ガス４４をパイプ２５からアーク
チャンバ２２内へ供給する。このため、電子３４やイオ
ン３５等によるＡｌ2 Ｏ3 板２３のスパッタの他に、電
子３４とＡｒガスとの衝突で発生したＡｒイオンによる
Ａｌ2 Ｏ3 板２３のスパッタによっても、Ａｌ３６やＯ
が発生する。FIG. 4 shows a main part of an ion implantation apparatus for implementing the second embodiment. In the second embodiment, instead of the SiF 4 gas 31 in the above-described first embodiment, a SiF 4 .Ar mixed gas 44 in which the ratio of SiF 4 gas to Ar gas is 1: 1 is supplied from a pipe 25 to an arc chamber. 22. Therefore, in addition to the sputtering of the Al 2 O 3 plate 23 by the electrons 34 and the ions 35 and the like, the sputtering of the Al 2 O 3 plate 23 by the Ar ions generated by the collision of the electrons 34 with the Ar gas causes the Al 36 and O 3
Occurs.
【００２８】しかも、高電圧印加電極３７によってＡｌ
のイオンビーム４１やＯ等のイオンビーム４２の他にＡ
ｒのイオンビーム４５も形成されるので、絶縁物３８等
の上に堆積しているＡｌ反応生成物４３をこのＡｒのイ
オンビーム４５によるスパッタで除去することができ
て、高電圧印加電極３７と収束電極３９との短絡を抑制
することができる。Moreover, the high voltage applying electrode 37
In addition to the ion beam 41 and the ion beam 42 such as O,
Since the r ion beam 45 is also formed, the Al reaction product 43 deposited on the insulator 38 and the like can be removed by sputtering with the Ar ion beam 45, and the high voltage application electrode 37 and the A short circuit with the focusing electrode 39 can be suppressed.
【００２９】図２中の実線は、この第２実施形態で発生
させたＡｌイオンのビーム電流量を示している。この図
２中の実線で示されている様に、Ａｌイオンのビーム電
流量は１０５１．８〜１１３９．７μＡであり、大電流
のＡｌイオンビームが発生している。しかも、この図２
中の実線から明らかな様に、この第２実施形態では８時
間以上に亘って連続的にイオン注入を行うことができ
る。The solid line in FIG. 2 shows the beam current of Al ions generated in the second embodiment. As shown by the solid line in FIG. 2, the beam current amount of Al ions is 1051.8 to 1139.7 μA, and a large current Al ion beam is generated. Moreover, this FIG.
As is clear from the solid line therein, in the second embodiment, ion implantation can be performed continuously for 8 hours or more.
【００３０】なお、以上の第１及び第２実施形態では、
Ａｌ2 Ｏ3 板２３の表面にＳｉＦ4ガスで腐食層３３を
形成したが、常温で安定な固体であればＡｌ2 Ｏ3 板２
３以外のＡｌ化合物を用いることができ、また、Ａｌ化
合物の表面に腐食層３３を形成することができればＳｉ
Ｆ4 ガス以外のフッ素系ガスやフッ素系ガス以外のガス
を用いることもできる。In the first and second embodiments described above,
Al 2 O 3 but on the surface of the plate 23 in SiF 4 gas to form a corrosion layer 33, if a stable solid at room temperature Al 2 O 3 plate 2
3 can be used, and if a corrosion layer 33 can be formed on the surface of the Al compound, Si
A fluorine-based gas other than the F 4 gas or a gas other than the fluorine-based gas can also be used.
【００３１】また、上述の第２実施形態では、Ａｌ反応
生成物４３をスパッタで除去するためにＡｒガスを用い
たが、Ａｌ反応生成物４３をスパッタで除去することが
できれば、Ａｒガス以外の不活性ガスや不活性ガス以外
のガスを用いることもできる。また、本願の発明は、半
導体装置の製造以外にも用いることができる。In the above-described second embodiment, Ar gas is used to remove the Al reaction product 43 by sputtering. However, if the Al reaction product 43 can be removed by sputtering, any other material than Ar gas may be used. An inert gas or a gas other than the inert gas may be used. Further, the invention of the present application can be used for purposes other than the manufacture of semiconductor devices.
【００３２】[0032]
【発明の効果】請求項１に係るイオン注入方法では、Ａ
ｌ化合物の表面に対するスパッタによってこのＡｌ化合
物から大量のＡｌを発生させることができるので、大電
流のＡｌイオンビームを発生させることができて、量産
レベルでＡｌをイオン注入することができる。According to the ion implantation method according to the first aspect, A
Since a large amount of Al can be generated from this Al compound by sputtering on the surface of the 1 compound, a large current Al ion beam can be generated, and Al ions can be implanted at a mass production level.
【００３３】請求項２に係るイオン注入方法では、Ａｌ
化合物の表面を腐食させつつこの表面に対するスパッタ
を行うことができて、Ａｌ化合物から大量のＡｌを簡易
に発生させることができるので、大電流のＡｌイオンビ
ームを簡易に発生させることができて、量産レベルで且
つ簡易にＡｌをイオン注入することができる。In the ion implantation method according to the second aspect, the Al
Sputtering can be performed on this surface while corroding the surface of the compound, and a large amount of Al can be easily generated from the Al compound, so that a large current Al ion beam can be easily generated, Al can be easily ion-implanted at a mass production level.
【００３４】請求項３に係るイオン注入方法では、Ａｌ
化合物の少なくとも表面を効果的に腐食させることがで
きて、Ａｌ化合物から大量のＡｌを効率的に発生させる
ことができるので、更に高い量産レベルでＡｌをイオン
注入することができる。According to the third aspect of the present invention, the ion implantation method
Since at least the surface of the compound can be effectively corroded and a large amount of Al can be efficiently generated from the Al compound, Al can be ion-implanted at a higher mass production level.
【００３５】請求項４に係るイオン注入方法では、スパ
ッタで発生させたＡｌと第１のガスとが反応して反応生
成物が電気系統に堆積しても、この堆積した反応生成物
を第２のガスによるスパッタで除去することができるの
で、反応生成物による電気系統の短絡を抑制することが
できて、長時間に亘って連続的に量産レベルでＡｌをイ
オン注入することができる。In the ion implantation method according to the fourth aspect, even if Al generated by sputtering reacts with the first gas and a reaction product is deposited on the electric system, the deposited reaction product is deposited on the second gas. , It is possible to suppress short-circuiting of the electrical system due to reaction products, and to continuously implant Al at a mass production level for a long time.
【００３６】請求項５に係るイオン注入方法では、スパ
ッタのみを行う第２のガスの取扱いが簡単であり、電気
系統に堆積した反応生成物を簡易に除去することができ
るので、長時間に亘って連続的に量産レベルで且つ簡易
にＡｌをイオン注入することができる。In the ion implantation method according to the fifth aspect, the handling of the second gas for performing only the sputtering is simple, and the reaction products deposited on the electric system can be easily removed, so that the method can be performed for a long time. Al can be easily and continuously ion-implanted at a mass production level.
【図１】本願の発明の第１実施形態を実行するためのイ
オン源の要部の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of an ion source for carrying out a first embodiment of the present invention.
【図２】本願の発明の第１及び第２実施形態並びに第２
従来例における連続注入時間とビーム電流量との関係を
示すグラフである。FIG. 2 shows first and second embodiments and a second embodiment of the present invention.
9 is a graph showing a relationship between a continuous injection time and a beam current amount in a conventional example.
【図３】第１実施形態を実行するためのイオン注入装置
の要部の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a main part of an ion implantation apparatus for executing the first embodiment.
【図４】第２実施形態を実行するためのイオン注入装置
の要部の模式図である。FIG. 4 is a schematic view of a main part of an ion implantation apparatus for executing a second embodiment.
【図５】本願の発明の第１従来例を実行するためのイオ
ン源の要部の模式図である。FIG. 5 is a schematic view of a main part of an ion source for carrying out a first conventional example of the present invention.
【図６】第１従来例における動作原理を説明するための
模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the operation principle in the first conventional example.
【図７】第２従来例を実行するためのイオン源の要部の
模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram of a main part of an ion source for executing a second conventional example.
２３…Ａｌ2 Ｏ3 板（Ａｌ化合物）、３１…ＳｉＦ4 ガ
ス（第１のガス）、３３…腐食層、３６…Ａｌ23: Al 2 O 3 plate (Al compound), 31: SiF 4 gas (first gas), 33: Corrosion layer, 36: Al
Claims (5)
物の前記表面をスパッタしてＡｌを発生させ、このＡｌ
のイオンを注入することを特徴とするイオン注入方法。At least a surface of an Al compound whose surface is corroded is sputtered to generate Al.
An ion implantation method characterized by implanting ions.
のガスを用いることを特徴とする請求項１記載のイオン
注入方法。2. A first method for performing both sputtering and said corrosion.
2. The ion implantation method according to claim 1, wherein said gas is used.
いることを特徴とする請求項２記載のイオン注入方法。3. The ion implantation method according to claim 2, wherein a fluorine-based gas is used as said first gas.
１のガスとの両方を用いることを特徴とする請求項２記
載のイオン注入方法。4. The ion implantation method according to claim 2, wherein both the second gas for performing only sputtering and the first gas are used.
ることを特徴とする請求項４記載のイオン注入方法。5. The ion implantation method according to claim 4, wherein an inert gas is used as said second gas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10058850A JPH11238485A (en) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | Ion implanting method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10058850A JPH11238485A (en) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | Ion implanting method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11238485A true JPH11238485A (en) | 1999-08-31 |
Family
ID=13096164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10058850A Pending JPH11238485A (en) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | Ion implanting method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11238485A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010080429A (en) * | 2008-08-27 | 2010-04-08 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | Ion source |
| WO2022093404A1 (en) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | Axcelis Technologies, Inc. | Etching aluminum nitride or aluminum oxide to generate an aluminum ion beam |
| WO2023076575A3 (en) * | 2021-10-29 | 2023-06-08 | Axcelis Technologies, Inc. | Shielded gas inlet for an ion source |
-
1998
- 1998-02-24 JP JP10058850A patent/JPH11238485A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010080429A (en) * | 2008-08-27 | 2010-04-08 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | Ion source |
| WO2022093404A1 (en) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | Axcelis Technologies, Inc. | Etching aluminum nitride or aluminum oxide to generate an aluminum ion beam |
| US20220139662A1 (en) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | Axcelis Technologies, Inc. | Etching aluminum nitride or aluminum oxide to generate an aluminum ion beam |
| US11699563B2 (en) | 2020-10-30 | 2023-07-11 | Axcelis Technologies, Inc. | Etching aluminum nitride or aluminum oxide to generate an aluminum ion beam |
| WO2023076575A3 (en) * | 2021-10-29 | 2023-06-08 | Axcelis Technologies, Inc. | Shielded gas inlet for an ion source |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3268180B2 (en) | Ion generator, ion irradiation device, and method of manufacturing semiconductor device | |
| US5977552A (en) | Boron ion sources for ion implantation apparatus | |
| JP5212760B2 (en) | Ion source for ion implanter and repeller therefor | |
| JP6480222B2 (en) | Ion beam apparatus, ion implantation apparatus, and ion beam emission method | |
| KR102044913B1 (en) | Method for generating ion beam having gallium ion and apparatus therefor | |
| JP5652582B2 (en) | Hybrid ion source | |
| EP0098935B1 (en) | Negative ion beam etching process | |
| CA1252581A (en) | Electron beam-excited ion beam source | |
| US5180477A (en) | Thin film deposition apparatus | |
| JPH11238485A (en) | Ion implanting method | |
| JP3325393B2 (en) | Method and apparatus for producing ionic aluminum | |
| Keller et al. | Metal beam production using a high current ion source | |
| JP3660457B2 (en) | Ion generator and ion irradiation device | |
| JPH05102083A (en) | Method and apparatus for dry etching | |
| JP3595442B2 (en) | Ion generation method using SF6 plasma | |
| JP3077697B1 (en) | Ion source | |
| KR900008155B1 (en) | Method and apparatus for forming a thin fim | |
| JP2848590B1 (en) | Electron beam excited plasma generator | |
| JPH05114572A (en) | Formation of plasma containing beryllium and beryllium fluoride | |
| Goncharov et al. | Advanced vacuum arc plasma source: Principles and perspective applications | |
| JP2620474B2 (en) | Ion plating equipment | |
| Sikharulidze | Quantitative analysis in spark source mass spectrometry | |
| JPH10340794A (en) | Plasma-generating apparatus | |
| GB2307594A (en) | Boron ion sources for ion implantation apparatus | |
| JPS62280357A (en) | Ion plating using electron beam evaporation and apparatus therefor |