JPS6074515A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS6074515A JPS6074515A JP18195383A JP18195383A JPS6074515A JP S6074515 A JPS6074515 A JP S6074515A JP 18195383 A JP18195383 A JP 18195383A JP 18195383 A JP18195383 A JP 18195383A JP S6074515 A JPS6074515 A JP S6074515A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- reactive gas
- gas
- molecules
- semiconductor substrate
- 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
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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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１）発明の技術分野
本発明は半導体装置の製造方法に係り、特にクラスクイ
オンビーム蒸着装置を用いた拡散ソースの製造方法に関
する。
オンビーム蒸着装置を用いた拡散ソースの製造方法に関
する。
（２）技術の背景
近年半導体ディバイスの製造においてはイオン注入技術
を用いたドーピング手段が多く用いられている。
を用いたドーピング手段が多く用いられている。
ドーピング技術としては熱拡散方法によってドーピング
を行なう方法が従来から知られているが。
を行なう方法が従来から知られているが。
これに変わってイオン注入技術を用いるドーピング方法
が発展し、低濃度のドーピングから高濃度のドーピング
（例えばプリデボ）を行ない得る高濃度イオン注入装置
が出現している。
が発展し、低濃度のドーピングから高濃度のドーピング
（例えばプリデボ）を行ない得る高濃度イオン注入装置
が出現している。
しかし、これらイオン注入装置は装置が大型化するだけ
でなく、加速電圧として数十〜数百ＫＶの加速電圧を必
要としている。
でなく、加速電圧として数十〜数百ＫＶの加速電圧を必
要としている。
（３）従来技術の問題点
上記した様なイオン注入装置では高濃度のイオン注入で
は単位時間当りの注入イオンが多（なるためウェハ等の
基板表面がチャージアップして種々の問題を発生し、特
にゲート用の酸化膜等を破壊したりする。実際にソース
等の拡散ではドーズ量は１０１″’ ｃｍ−２程度必要
とするが浅い接合のために上記した様に高い加速電圧を
用いる必要はない。
は単位時間当りの注入イオンが多（なるためウェハ等の
基板表面がチャージアップして種々の問題を発生し、特
にゲート用の酸化膜等を破壊したりする。実際にソース
等の拡散ではドーズ量は１０１″’ ｃｍ−２程度必要
とするが浅い接合のために上記した様に高い加速電圧を
用いる必要はない。
（４）発明の目的
本発明は上記従来の欠点に鑑み、数ＫＶ〜数十ＫＶ程度
の低エネルギーで拡散の行えるクラスタイオンビーム法
を用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的と
するものである。
の低エネルギーで拡散の行えるクラスタイオンビーム法
を用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的と
するものである。
（５）発明の構成
そして上記目的は本発明によれば少くとも１個のノズル
を有する密閉型ルツボ内に反応性ガスを充填して加熱さ
せ、上記密閉型ルツボ内の圧力よりも低い圧力の真空ベ
ルジャ内に噴出させて上記反応性ガスをクラスタ化して
該真空ベルジャ内に配設した半導体基板面にドーピング
して拡散ソースとすることを特徴とする半導体装置の製
造方法を提供することで達成される。
を有する密閉型ルツボ内に反応性ガスを充填して加熱さ
せ、上記密閉型ルツボ内の圧力よりも低い圧力の真空ベ
ルジャ内に噴出させて上記反応性ガスをクラスタ化して
該真空ベルジャ内に配設した半導体基板面にドーピング
して拡散ソースとすることを特徴とする半導体装置の製
造方法を提供することで達成される。
（６）発明の実施例
以下２本発明の一実施例を図面によって詳記する。
第１図は本発明の一実施例を示すクラスタイオンビーム
式の蒸着装置を示す路線的側面図である。
式の蒸着装置を示す路線的側面図である。
同図に於て１はベルジャ等の真空容器であり、該真空容
器内は排気系路１ａにより少くとも１Ｏ−５Ｔｏｒｒ以
下の高真空雰囲気に排気される。１ｂは反応性ガス又は
不活性ガスを真空容器内に供給し、真空容器内の圧力を
１０〜１０Ｔｏｒｒ程度に保つ様にする。
器内は排気系路１ａにより少くとも１Ｏ−５Ｔｏｒｒ以
下の高真空雰囲気に排気される。１ｂは反応性ガス又は
不活性ガスを真空容器内に供給し、真空容器内の圧力を
１０〜１０Ｔｏｒｒ程度に保つ様にする。
２は真空容器１内に配設したルツボ３に連通ずる反応性
ガス挿入管であり、該ルツボは少くとも１個のノズル４
を有し、該ノズルは０．２〜０，４ ｖｎａ程度のアパ
チャが形成され、且つノズル構成は密閉型と成されてい
る。該密閉型ルツボ３内には反応性ガス挿入管２から半
導体基板５にソース拡散層等を形成すべきガス５ａが導
入される。
ガス挿入管であり、該ルツボは少くとも１個のノズル４
を有し、該ノズルは０．２〜０，４ ｖｎａ程度のアパ
チャが形成され、且つノズル構成は密閉型と成されてい
る。該密閉型ルツボ３内には反応性ガス挿入管２から半
導体基板５にソース拡散層等を形成すべきガス５ａが導
入される。
該ガスとしては通常のドーピング用ガスであるアルシン
（Ａ３Ｈ３）、ジポラン（８２Ｈ５）。
（Ａ３Ｈ３）、ジポラン（８２Ｈ５）。
ホスフィン（ＰＨ３）等が導入される。
半導体基板５は基板保持部材６ａに保持され。
更に基板保持部材６ａの後部には必要に応じて該半導体
基板を加熱するヒータ７を配設する。
基板を加熱するヒータ７を配設する。
９はシャッタ保持部材で該シャッタ保持部材に植立した
ピン１０にシャッタ８が回動自在に枢着されている。
ピン１０にシャッタ８が回動自在に枢着されている。
該シャッタは半導体基板上にソース拡散を行なう必要の
ない時に用いるものである。
ない時に用いるものである。
前記ルツボ３の周囲には電子放出用のフィラメント１１
を配置し、ルツボには正電位を与えてフィラメント１１
からの電子を加速してルツボ表面に当てて加熱する加熱
手段を設ける。加熱手段としては抵抗加熱法、輻射加熱
法等の適宜の方法を用いることが可能である。特に本発
明では反応性ガスを加熱するので固体を溶融させる場合
と異なり、高温度にする必要はない。尚１２は熱遮蔽板
を示す。
を配置し、ルツボには正電位を与えてフィラメント１１
からの電子を加速してルツボ表面に当てて加熱する加熱
手段を設ける。加熱手段としては抵抗加熱法、輻射加熱
法等の適宜の方法を用いることが可能である。特に本発
明では反応性ガスを加熱するので固体を溶融させる場合
と異なり、高温度にする必要はない。尚１２は熱遮蔽板
を示す。
上記構成に於てルツボ３内に上記した様な反応性ガス等
を導入し、ルツボ３内の圧力は真空容器内の圧力より高
くなる様に加熱する。加熱温度と蒸気圧との関係はガス
の種類に応じて定まり加熱温度を上げればドーピング成
形速度を早くするこ５− とができる。ルツボ内の圧力と真空容器内の圧力を適当
に選択した時にノズル４から噴出したガス蒸気は噴出時
に断熱膨張による急激な冷却現象によって上記したルツ
ボ内に導入した反応性ガスの分子又は原子はファンデル
ワールス力で緩く結合した状態となって数１０〜数１０
０の分子が塊となったクラスタが形成される。
を導入し、ルツボ３内の圧力は真空容器内の圧力より高
くなる様に加熱する。加熱温度と蒸気圧との関係はガス
の種類に応じて定まり加熱温度を上げればドーピング成
形速度を早くするこ５− とができる。ルツボ内の圧力と真空容器内の圧力を適当
に選択した時にノズル４から噴出したガス蒸気は噴出時
に断熱膨張による急激な冷却現象によって上記したルツ
ボ内に導入した反応性ガスの分子又は原子はファンデル
ワールス力で緩く結合した状態となって数１０〜数１０
０の分子が塊となったクラスタが形成される。
このようにクラスタ化された反応性ガスの蒸発分子又は
原子は噴出時の運動エネルギーによって半導体基板面上
に放出されてシャッタ８が開かれていレバ基板５の表面
に当たってマイグレーション効果によりドーピングがな
される。
原子は噴出時の運動エネルギーによって半導体基板面上
に放出されてシャッタ８が開かれていレバ基板５の表面
に当たってマイグレーション効果によりドーピングがな
される。
すなわち基板にシリコン基板を選択すればＰＨ３等の反
応性ガスによってソース拡散層を形成し得る。
応性ガスによってソース拡散層を形成し得る。
第２図は本発明の更に他の実施例を示すものであり、第
１図と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。１６はイオン化手段であり。
１図と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。１６はイオン化手段であり。
平行板状に形成した網状のイオン化用の陽極１３と該陽
極を囲繞するフィラメント１４と、Ｉ蔽板６一 １５とを有し、更にイオン化手段１６と半導体基板５間
には適宜電源より蒸発ガスを加速する加速電極１７が配
設されている。
極を囲繞するフィラメント１４と、Ｉ蔽板６一 １５とを有し、更にイオン化手段１６と半導体基板５間
には適宜電源より蒸発ガスを加速する加速電極１７が配
設されている。
この様な構成によるとクラスタ化した蒸発した反応性ガ
スの分子又は原子はイオン化手段１６内に流入してクラ
スタ化した分子又は原子の１つだけがイオン化される。
スの分子又は原子はイオン化手段１６内に流入してクラ
スタ化した分子又は原子の１つだけがイオン化される。
すなわち加熱されたフィラメントから放出した電子は陽
極１３に印加された電圧で加速されてクラスタ化した分
子又は原子の１個に衝突してイオン化がなされる。この
ために比電荷ｅ／ｍは極めて小さく基板をチャージアッ
プしてゲート用の酸化膜等を破壊することはない。
極１３に印加された電圧で加速されてクラスタ化した分
子又は原子の１個に衝突してイオン化がなされる。この
ために比電荷ｅ／ｍは極めて小さく基板をチャージアッ
プしてゲート用の酸化膜等を破壊することはない。
この様にイオン化されたイオンビーム１８は加速電極１
７で加速されて基板に衝突しこの衝撃で個々の分子又は
原子に分離して基板のドーピングが成される。
７で加速されて基板に衝突しこの衝撃で個々の分子又は
原子に分離して基板のドーピングが成される。
尚上記実施例ではクラスタ化するために１つのルツボを
設けた場合を説明したが分子線エピタキシャル装置のよ
うに複数の異なる反応性ガスを有するルツボから基板に
積層するドーピング用のガスに応じてこれらを切換或い
は併用して動作させる様にしても良い。
設けた場合を説明したが分子線エピタキシャル装置のよ
うに複数の異なる反応性ガスを有するルツボから基板に
積層するドーピング用のガスに応じてこれらを切換或い
は併用して動作させる様にしても良い。
（７）発明の効果
本発明は叙上の如く構成し、動作するので低いエネルギ
ーで拡散を行なうことができ、又非常に浅い拡散層（数
百人）が得られ、又イオン化させた場合には基板をチャ
ージアンプして損傷することなく、従来のシングルビー
ムのイオン注入とは異なり大量のビーム搬送が簡単な装
置で行ない得る特徴を有する。
ーで拡散を行なうことができ、又非常に浅い拡散層（数
百人）が得られ、又イオン化させた場合には基板をチャ
ージアンプして損傷することなく、従来のシングルビー
ムのイオン注入とは異なり大量のビーム搬送が簡単な装
置で行ない得る特徴を有する。
第１図は本発明のクラスタイオンビーム法を用いた蒸着
用の半導体装置を示す路線的構成図、第２図は他の実施
例の半導体装置を示す路線的構成図である。 １・・・ベルジャ等の真空容器 ２・ ・・反応性ガス挿入管 ３・・・ルツ ボ ４・・・ノズル ５・・・ 半導体基板 ５ａ・・・反応性ガス ６・・・ドーピング部 ６ａ・・・基 板保持部材 ８・・・シャッタ １１・・・フィラメント １６・・・イオン化手段 １
７・・・加速電極 ９− 第１図
用の半導体装置を示す路線的構成図、第２図は他の実施
例の半導体装置を示す路線的構成図である。 １・・・ベルジャ等の真空容器 ２・ ・・反応性ガス挿入管 ３・・・ルツ ボ ４・・・ノズル ５・・・ 半導体基板 ５ａ・・・反応性ガス ６・・・ドーピング部 ６ａ・・・基 板保持部材 ８・・・シャッタ １１・・・フィラメント １６・・・イオン化手段 １
７・・・加速電極 ９− 第１図
Claims (2)
- （１）少くとも１個のノズルを有する密閉型ルツボ内に
反応性ガスを充填して加熱させ、上記密閉型ルツボ内の
圧力よりも低い圧力の真空ベルジャ内に噴出させて上記
反応性ガスをクラスタ化して該真空ベルジャ内に配設し
た半導体基板面にドーピングして拡散ソースとすること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - （２）クラスタ化された反応性ガスをイオン化手段に加
えてイオン化すると共にイオン化されたクラスタイオン
ビームを加速手段を通じて前記半導体基板面にドーピン
グしてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18195383A JPS6074515A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18195383A JPS6074515A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6074515A true JPS6074515A (ja) | 1985-04-26 |
Family
ID=16109756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18195383A Pending JPS6074515A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6074515A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10188833A (ja) * | 1996-12-26 | 1998-07-21 | Toshiba Corp | イオン発生装置及びイオン照射装置 |
| US6379089B1 (en) * | 1999-06-30 | 2002-04-30 | Nicotec Co., Ltd. | Separation type hole saw |
| JP2010232668A (ja) * | 2002-06-26 | 2010-10-14 | Semequip Inc | Ｎ及びｐ型クラスターイオン及び陰イオンの注入によるｃｍｏｓ素子の製造方法 |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP18195383A patent/JPS6074515A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10188833A (ja) * | 1996-12-26 | 1998-07-21 | Toshiba Corp | イオン発生装置及びイオン照射装置 |
| US6379089B1 (en) * | 1999-06-30 | 2002-04-30 | Nicotec Co., Ltd. | Separation type hole saw |
| JP2010232668A (ja) * | 2002-06-26 | 2010-10-14 | Semequip Inc | Ｎ及びｐ型クラスターイオン及び陰イオンの注入によるｃｍｏｓ素子の製造方法 |
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