JPS58106822A - 不純物導入方法 - Google Patents

不純物導入方法

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JPS58106822A
JPS58106822A JP56203714A JP20371481A JPS58106822A JP S58106822 A JPS58106822 A JP S58106822A JP 56203714 A JP56203714 A JP 56203714A JP 20371481 A JP20371481 A JP 20371481A JP S58106822 A JPS58106822 A JP S58106822A
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JP
Japan
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film
mask
wafer
photo resist
pattern
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Pending
Application number
JP56203714A
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English (en)
Inventor
Yasuo Wada
恭雄 和田
Takeshi Kimura
剛 木村
Masatoshi Utaka
正俊 右高
Hidehito Obayashi
大林 秀仁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58106822A publication Critical patent/JPS58106822A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture 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
    • H01L21/18Manufacture 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
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H01L21/266Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation using masks

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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明紘不純物導入方法に関し、詳しくは、貫通孔を有
するマスクを介してイオン打込みによって不純物を導入
する方法に関する。
周知のように1半導体基板などへ所望不純物を導入する
方法として、熱拡散法とイオン打込み法が、歳も広(用
いられた。
熱拡散法は、第1図に示したように、5totJ[や8
imN*膜など、拡散温度における不純物O拡散係数が
、不純物を拡散すべき基板のそれよシも著しく小さい膜
をマスク2に用いて、不純物をドープしたドープドオキ
サイド3などから、不純物を基1jlK導入して、拡散
領域4を形成する方法である。
イオン打込みは、第2図に示したように、sio。
膜6などをマスクにして、基板5などの所望部分に、加
速されたイオン7を打込んで、打込み領域8を形成する
。この場合、マスクは十分厚いものを使用して、不純物
が所望部分のみに選択的に導入されるようにすることが
必要である。
上記いずれの方法を用いても、ウェーハ内の全面に同一
の拡散を行なうのは容易であるが、則−ウェーハ内に異
なる拡散を行なうときは、種々の問題が生ずる。
たとえば、コ/プリメンタリーMO8(以下、0MO8
と記す)を形成する丸めのプロセスにおいては、高濃度
のn[領域と高濃度のpm領域を隣接して形成する必要
がある。
この場合、マスクとして用いたStO,膜を除去する際
に、中導体デバイスの特性上重要な、下地の810.膜
も、同時にエッチされ、得られるデバイスの特性が著し
く低下したシ、あるいは、表面の段差が大きくなってし
まうので、上記Sin、膜の下にSi、N4膜を設け、
下地の8i0.膜がエッチされるのを防止している。
しかし、この方法を用いると、jlIIi拡散層とp型
拡散層の両者を形成するために、下記のように、合計1
5工程を必要とする。
1、基板上に810.膜成長 2.8i、N4膜堆積 3、SiO,膜堆積 4、レジスト1stnm拡散層形成) 5.8i0.膜エッチ 6、レジスト膜除去 7、ヒ素イオン打込み 8.810!膜全面除去 9.8i0@膜堆積 10、レジスト工程(p型拡散層形成)11、8!0.
膜エッチ    。
12、レジスト膜除去 13、ホウ素イオン打込み 14.8int膜全面除去 15、 Si、N、膜除去 本発明の目的は、上記従来の問題を解決し、従来よシは
るかく少ない数の工程によって、異なる不純物領域を形
成することのできる不純物導入方法を提供することでめ
る。
上記目的を達成するため、本発明は、所望の貫通孔を有
する着脱可能なマスクをめらかしめ用意し、このマスク
をウェーハとマスク合わせを行なって、所定の位置関係
で装置し、このマスクを介してイオン打込みを行なうも
のである。
以下、実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
実施例1 まず、本発明において用いられるマスクの製法について
説明する。第3図囚に示すように、比抵KIOΩ備のシ
リコンウェーハI IC) (100面)上に、熱酸化
によって厚さ1,000人の810.liI。
12を生長させ、sin、とNHaの混合ガスを用いる
周知OCVD (Chemical ■apor 1)
eposition)法に!2て、厚!1.20OAO
8l、N4g1st−堆積させた後、厚さ4,000人
のA/、膜14を真空蒸着法によって堆積する。
つぎに1第3図■に示すように、ホトレジスト膜を全面
に塗布し、露光と現像を行なって、所望の形状を有はる
ホトレジストパターン15を形成する。このホトレジス
トパターン15をマスクに用いて、上記At膜14、s
s、N、膜13およびS tO,膜12を、それぞれC
C44,CF4およびCF、とH8の混合ガスを反応ガ
スとして用いる反応性スパッタエツチングによってエッ
チし、上記シリコンウェーハ11の表面を露出させる。
上記ホトレジストパターン15を除去した後、上記シリ
コンウェーハ11をエッチすると、第3図(Qに示すよ
うに、貫通孔を有する3層マスクパターンが、シリコン
ウェーハ11上に保持されたマスクが形成される。
実施例2 第41囚に示すように1比抵抗1090のpliシリコ
ンウェーハ16上に、厚さ2μmのホトレジスト(AZ
1350J :商品名、米国シラブレー社製)膜を塗布
し良後、所望部分へゆ露光し、さらに現俸液としt7M
P312(商品名、米国シラプレー社製)と水の1:1
混合液を用いて現像を行なって、所望の形状を有するホ
トレジストハタ−ン1屓を形成する。
第4図■に示すように1上記シリコンウエーハ16の露
出された表面上に1厚さ2μmのNi膜18をメッキ法
によって堆積する。
つぎに、上記レジストパターン17を、周知手段によっ
て除去し、第4図(Qに示したように、貫通孔を有する
Nl膜1Bをマスクパターンとするマスクが形成される
。なお、第4図0は、Ni膜18をシリコン基板16に
よって保持した場合を示したが、このシリコン基板16
を除去することも可能である。
実施例3 上記実施例に示した方法によって形成されたマスクを使
用すゐ際のマスク合わせに2いて説明すゐ。
本発v4において用いられるマスクは、マスクパターン
を貫1するように形成された合わせマークによって、マ
スク合わせが行なわれる。
合わせマークの形状は、種々のものを用いることができ
るが、本実施例においては、第51囚に示すように、幅
16μm1長さ206μmの長方形を組み合わせた十字
型ツクターン20を用い、これを、シリコンウェーノ・
上に形成された幅10μm1長さ200μmの長方形を
組み合わせた十字型/くターン19と合致させて、マス
ク合わせを行なった。
両パターンの合致は目視によって行ない、シリコンウェ
ーハ上の十字パターン19が、マスクに形成されたパタ
ーン20の内側に、第5図面に示すように、正しく入っ
た状態になったとき、マスク合わせが完了する。なお、
第5図(4)は、マスク合わせが不十分で、シリコンウ
ェーノーが圧に片寄ったときの状態を示している。この
ような簡単な操作によって、はぼ±1μm程度の合わせ
精度を得ることができた。
実施例4 本実施例は、マスク合わせ自動的に行なった例を示す。
第6図囚、@に示すように、シリコンウェーノ・27上
に、凹凸を持った十字型合わせパターン21およびマス
ク28に十字型合わせパターン22を、それぞれ形成す
る。
光源23からの光24を、ハーフミラ−26によって反
射させ、マスク28の有する合わせパターン22を介し
て、シリコンウェーハ27の表面に導く0両合わせパタ
ーン22.21が合致していないときは、光はつ、エー
ハ27の平坦な表面によって1800反射され、ハーフ
ミラ−26を介して光検出器25に入射する。
しかし、マスク28の有する合わせパターン22の下方
に、凹凸を持った合わせパターン21が位置すると、反
射光はウェーハ27の表面に垂直な方向ではなく、側方
に向うので、光検出器25の出力は低下する。
し九がって、光検出器25の出力が最小となるように、
ウェーハ27とマスク28の位置を調節すればよく、こ
の方法によって、合わせ精度として、はぼ±0.5μm
を得ることができた。
実施例5 第71囚に示すように、比抵抗109mのp型シリコン
基板31の(100)面上に1周知のシリコンプロセス
を用いて、厚さ1μmのフィールド酸化膜32、厚さ5
00人のゲート酸化膜33、厚さ4,000人の多結晶
ジルコンゲート34を形成した。
つぎに、第7図(2)に示すように、上記実施例1に示
し友方法によって形成したマスク35を、実施例3に示
し喪方法にしたがってマスク合わせを行なった後、マス
ク35の有する孔38を介してひ素を100 KeVで
I X 10 ”cm−”打込み、Jlの高濃度打込み
領域36を形成した。
マスク35の位置を変え、ポウ素イオンを30KeVで
3X10”cm−茸打込んで、第7図■に示すように、
p型の高濃度領域37を形成した。
チッ素雰囲気中において950C,20分間アニールを
行なうと、n型領域36の接合深さは0.25μm1層
抵抗は45Ω/口、p型領域37の接合深さは0.3μ
m1層抵抗は70Ω/口であつ九。このようKして形成
された半導体素子の特  −性は良好で、b’iii電
圧およびゲイン定数は、いずれもほぼ期待値に等しい値
を得ることができた。
本実施例においては、nチャネルMO8)ランジスタの
ゲートにはひ素が、pチャネルMO8トランジスタのゲ
ートにはほう素が、それぞれドープされるが、あらかじ
め、各ゲートに高濃度のリンをドープしておくことKよ
って、多結晶シリコンゲートの抵抗を、さらに低くする
ことができる。
また、本実施例では、3 X 10 ”cm−”以上と
いう、比較的高濃度の打込みを行なったが、本発明によ
って、低濃度のイオン打込みを、支障なく行ない得るこ
とはいうまでもない。
上記説明から明らかなように、本発明は、所望の貫通孔
を有する着脱可能なマスクを、イオン打込みすべきウェ
ーハと所望の位置関係にマスク合わせして装着し、上記
マスタを介してイオン打込みを行なうものである。
そのため、レジスト膜やS tO,膜などのマスクの形
成や除去の工程が不要になるなど、所要工程が著しく簡
略化される。
たとえば、n型拡散層とp型拡散層を同時に形成する丸
めKは、先に説明したように、従来の方法では15工程
が必要であるが、本発明によれば、実施例5に示したよ
うに、酸化膜形成、ゲート電極形成、ひ素打込みおよび
ほう素打込みという、わずか4工程でよい。
れる利益は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ従来の不純物拡散シよび
イオン打込みを説明するための図、第3図および第4図
はそれぞれ本発明に用いられるマスクの異なる製法を示
す工程図、第5図および第6図はそれぞれ本発明におけ
る異なるマスク合わせを説明するための図、第7図は本
発明の一実施例を示す工程図である。 1.5.11,16,27.31・・・シリコンウェー
ハ、2,6,12,32.33・・・S10.膜、13
・・・Sl、N、膜、14・・・kt膜、15.17・
・・ホトレジスト膜、18・・・N1膜、19,20゜
21.22・・・合わせパターン、34・・・ゲート電
極、28.35・・・マスク、38・・・貫通孔、3・
・・不純物拡散源、4,8,36.37・・・不純物拡
散層、7・・・イオンビーム、23・・・光源、24・
・・光束、25第3図(A) X 3 図(B) ¥13  図(C) Y 4 図 (A) 舅 4 口(8) fJ 4 口 (C) 第 5 図 (A) 第5図(B)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 所望の貫通孔を有する着脱可能なマ\りを、半導体基板
    と所望の位置関係になるようにマスク合わせして装着し
    た後、上記マスクの貫通孔を介して上記半導体基板にイ
    オン打込みを行なうことを特徴とする不純物導入方法。
JP56203714A 1981-12-18 1981-12-18 不純物導入方法 Pending JPS58106822A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0393280A (ja) * 1989-09-05 1991-04-18 Hamamatsu Photonics Kk ホトダイオードの製造方法
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JP2004158527A (ja) * 2002-11-05 2004-06-03 Hoya Corp イオン注入用ステンシルマスク
US7501214B2 (en) 2003-10-21 2009-03-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device fabrication method and fabrication apparatus using a stencil mask
JP2011513997A (ja) * 2008-03-05 2011-04-28 ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド 太陽電池の連鎖注入の使用

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