JPS61216320A - 半導体装置の製法 - Google Patents

半導体装置の製法

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JPS61216320A
JPS61216320A JP5718285A JP5718285A JPS61216320A JP S61216320 A JPS61216320 A JP S61216320A JP 5718285 A JP5718285 A JP 5718285A JP 5718285 A JP5718285 A JP 5718285A JP S61216320 A JPS61216320 A JP S61216320A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
ion implantation
impurity ion
line
main surface
Prior art date
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Pending
Application number
JP5718285A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Matsuoka
裕 松岡
Yasuhiro Kawasaki
康弘 川崎
Yasutaka Suemune
末宗 康孝
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPS61216320A publication Critical patent/JPS61216320A/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

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  • Junction Field-Effect Transistors (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】 ll上立皿■且1 本発明は、半導体基板に対する不純物イオンの打込処理
によって、その半導体基板内に、その主面側から、予定
の深さを有し且つ予定の不純物濃度を有する不純物イオ
ン打込領域を形成する工程を含む半導体装置の製法に関
する。
1未立盈I 半導体基板に対する不純物イオンの打込処理によって、
その半導体基板内に、その主面側から、予定の深さを有
し且つ予定の不純物濃度を有する不純物イオン打込領域
を形成する工程を含む半導体装置の製法として、従来、
不純物イオンの打込処理を、不純物イオン打込領域にチ
ャンネリング効果を生ぜしめないように、半導体基板の
主面の方線に対して予定の角度だけ傾斜している方向か
ら行うことを、半導体基板の主面上でみて予定の1つの
向きから行う、という方法が提案されている。
なお、この場合の不純物イオンの打込処理は、例えば、
半導体基板が、ダイヤモンド型結晶構造を有する3i結
晶、または閃亜鉛鉱型結晶構造を有するGaAS結晶で
なり、且つ主面を(100)面としている場合、その半
導体基板の主面の方線に対してほぼ7度という予定の角
度φだけ傾斜している方向から行うことを、半導体基板
の主面上でみて、[0111方向に沿う線とほぼ20度
の角度θをなす線に沿っている予定の1つの向きから行
っている。
このような不純物イオンの打込処理によって、半導体基
板内に不純物イオン打込領域を形成する理由は、もし、
不純物イオンの打込処理を、半導体基板の主面の方線に
対して、上述した予定の角度だけ傾斜していない方向か
ら行うことを、半導体基板の主面上でみて、上述した予
定の1つの向き以外の向きから行うとすれば、チャンネ
リング効果によって、不純物イオン打込領域が、各部均
一の深さを有し且つ各部均一な不純物濃度を有するもの
として形成されないからである。
が  しようとする  。
しかしながら、上述した従来の方法の場合、不純物イオ
ンの打込領域を行う工程において、不純物イオンの発生
源を、線源乃至面源にすることが困難であることから、
その不純物イオンの発生源が点源である場合、その点源
である不純物イオンの発生源が、半導体基板との間で有
限の距離を保っているため、半導体基板の各部について
、不純物イオンの打込処理が、半導体基板の主面の方線
に対して上述した予定の角度だけ傾斜している方向から
行なうことを、半導体基板の主面上でみて上述した予定
の向きから、行なわれていない。
従って、不純物イオンの発生源が点源である場合、不純
物イオン打込領域を、各部均一の深さを有し且つ各部均
一な不純物濃度を有するものとして形成することができ
ない、という欠点を有していた。
このため、半導体基板内に、不純物イオン打込領域を1
数形成し、その半導体基板を用い、そして、例えば、そ
の多数の打込領域をそれぞれ半導体活性層とする電界効
果トランジスタを多数形成し、よって、それら多数の電
界効果トランジスタを有する半導体集積回路を製造した
場合、その半導体集積回路が、広い範囲に亘つて閾値電
圧の分布を有する多数の電界効果トランジスタを有する
ものとして形成される、という不都合を有していた。
。 を 決するための手 よって、本発明は、上述した欠点を有しない、新規な半
導体装置の製法を提案せんとするものである。
本発明による半導体装置の製法は、半導体基板に対する
不純物イオンの打込処理によって、上記半導体基板内に
、その主面側から、予定の深さを有し且つ予定の不純物
濃度を有する不純物イオン打込領域を形成させる工程を
含む半導体装置の製法において、その不純物イオンの打
込処理を、不純物イオン打込領域にチャンネリング効果
を生ぜしめないように、上記半導体基板の主面の方線に
対して一定の角度だけ傾斜している方向から行うことを
、上記半導体基板の主面上でみて複数の子定の向きから
行う、という方法である。
作用・効果 このような本発明による半導体装置の製法によれば、い
ま、半導体基板の主面の方線に対して一定の角度だけ傾
斜している方向から、半導体基板に対して行う不純物イ
オンの打込処理を、半導体基板の主面上でみて複数の子
定の向きから順次行って、半導体基板内に、不純物イオ
ン打込領域を形成する場合、その不純物イオン打込領域
は、第2回目の不純物イオンの打込処理後でみたとき、
第1回目の不純物イオンの打込処理後、第2回目の不純
物イオンの打込処理前でみたときよりも、より深い深さ
を有し且つより高い不純物濃度を有して形成されるとと
もに、より各部均一の深さを有し且つより各部均一な不
純物濃度を有しているものとして形成される。
従って、上述した不純物イオンの打込処理を複数回順次
行う場合の各回の不純物イオンの打込処理を、1回の不
純物イオンの打込処理によって予定の不純物濃度を有す
る不純物イオン打込領域を最終的に形成するときの不純
物イオンの打込聞を複数の量に分割したときのその各量
を以て、すなわち、例えば複数弁の1の打込量を以て行
えば、所要の深さを有し且つ所要の不純物濃度を有する
不純物イオン打込領域を、1回の不純物イオンの打込処
理によって所要の深さを有し且つ所要の不純物濃度を有
する不純物イオン打込領域を形成する従来の方法の場合
に比し、より各部均一な厚さを有し且つより各部均一な
不純物濃度を有するものとして形成することができる。
実施例 次に、第1図を伴なって、本発明による半導体装置の製
法の実施例を述べよう。
第1図は、閃亜鉛型結晶構造を有するGaAS結晶でな
り、且つ主面2を(100)面としている半絶縁性半導
体基板1に対する、3iイオンでなるn型不純物イオン
の打込処理によって、その半導体基板1内に、その主面
2側から予定の深さを有し且つ不純物濃度を有する多数
の不純物イオン打込領域を同時に形成し、次に、その多
数の不純物イオン打込領域が形成されている半導体基板
1を用いて、その多数の不純物イオン打込領域をそれぞ
れ半導体活性層とする多数の電界効果トランジスタを形
成し、よって、それら多数の電界効果トランジスタを有
する半導体集積回路を製造する場合に適用された、本発
明よる半導体装置の製法の一例におけるめ、上述した多
数の不純物イオン打込領域を上述した半導体基板に形成
する場合を示す。
本発明による上述した半導体装置の製法の一例は、まず
、上述した半絶縁性半導体基板1に対する上述した不純
物イオンの打込処理を、第1図Aに示すように、半導体
基板1の主面2の方線Oに対してほぼ7度という予定の
角度ψだけ傾斜している方向から、第1回目の不純物イ
オンの打込処理として行うことを、半導体基板1の主面
2上でみて、[011]方向に沿う線Aとほぼ20度の
角度θをなす線B1に沿っている予定の向きC1から行
う。
次に、同じ不純物イオンを用いたその打込処理を、第1
図Bに示すように、半導体基板1の主面2の方線Oに対
して同じ予定の角度ψだけ傾斜している方向から、第2
回目の不純物イオンの打込処理として行うことを、半導
体基板1の主面2上でみて、上述した線へとほぼ(90
°+θ)の角度をなす線B2に沿っている予定の向きC
2から行う。
次に、同じ不純物イオンを用いたその打込処理を、第1
図Cに示すように、半導体基板1の主面2の方線Oに対
して同じ予定の角度ψだけ傾斜している方向から、第3
回目の不純物イオンの打込処理として行うことを、半導
体基板1の主面2上でみて、上述した線Aとほぼ(18
0°+θ)の角度をなす線B3に沿っている予定の向き
C3から行う。
次に、同じ不純物イオンを用いたその打込処理を、第1
図りに示すように、半導体基板1の主面2の方IIOに
対して同じ予定の角ψだけ傾斜している方向から、第2
回目の不純物イオンの打込処理として行うことを、半導
体基板1の主面2上でみて、上述した線Aとほぼ(27
0°+θ)の角度をなす線B4に沿っている予定の向き
C4から行う。
以上のようにして、半導体基板1内に、その主面2側か
ら、予定の深さを有し且つ予定の不純物濃度を有する多
数の不純物イオン打込領域を同時に形成する。
次に、上述したようにして多数の不純物イオン打込領域
を形成している半導体基板1を用いて、その半導体基板
1内に、その主面2側から多数の不純物イオン打込領域
をその幅方向にそれぞれ横切って延長している多数の高
いn型不純物濃度を有するソース領域及びドレイン領域
を、例えばそれ自体は公知のイオン打込法によって形成
する。
次に、例えば7.00℃〜800℃の温度での熱アニー
ル処理によって、多数の不純物イオン打込領域、及びそ
の多数の不純物イオン打込領域をその幅方向に横切って
いる多数のソース領域及びドレイン領域の不純物を活性
化させ、多数の不純物イオン打込領域を多数の半導体装
置層として得る。
次に、または、その前に、多数の半導体活性層のそれぞ
れについて、そのソース領域及びドレイン領域間の領域
において、半導体活性層との間でショットキ接合を形成
するように、例えばWでなるゲート電極を形成する。
次に、上述した熱アニール処理を行って後、多数の半導
体活性層をその幅方向に横切って延長している多数のソ
ース領域及びドレイン領域にそれぞれについて、そのソ
ース領域及びドレイン領域にそれぞれソース電極及びド
レイン電極をオーミックに付す。
以上のようにして、半導体基板1を用いて、多数の電界
効果トランジスタを有する半導体集積回路を形成した。
しかるときは、その半導体集積回路を構成している半導
体基板1の上述した線A上に形成されている多数の電界
効果トランジスタが、第2図で線21に示すように、僅
かな範囲にしか亘って分布していない閾値電圧を有する
ものとして得られた。
また、半導体基板1の上述した線へと直交する線上に形
成されている多数の電界効果トランジスタが、第2図で
線22に示ずように、同様に、僅かな範囲にしか亘って
分布していない閾値電圧を有するものとして得られた。
因みに、従来の技術の欄で上述した従来の半導体装置の
製法によって、上述した半導体基板1に上述したと同様
の多数の半導体活性層を、第1図へで上述した不純物イ
オンの打込処理をただ1回行って形成し、そして、それ
ら多数の半導体活性層を形成している半導体基板を用い
て、上述したと同様にして、多数の電界効果トランジス
タを有する半導体集積回路を形成した場合、その半導体
基板1の上述した線A上に形成されている多数の電界効
果トランジスタが、第2図で線23に示すように、広い
範囲に亘って分布している閾値電圧を有して得られた。
なお、上述においては、本発明を、半絶縁性半導体基板
を用いて、多数の電界効果トランジスタを形成している
半導体集積回路を製造する場合に適用した場合の実施例
を述べたが、他の半導体基板を用いて、種々の半導体集
積回路を製造する場合にも、不純物イオンの打込処理を
、上述した半導体基板の主面の方線に対して傾斜してい
る方向から行うときのその一定の傾斜角度を、上述した
角度から変更させ、また、上述した半導体基板の主面上
でみた複数の子定の向きを、上述した数の上述した予定
の向きから変更させて適用し、上述したと同様の優れた
作用効果を得ることができることは明らかであろう。
勿論、上述した半導体基板に対する打込処理を、半導体
基板の主面上でみた複数の子定の向きに同時に行うこと
もでき、その他、本発明の精神を脱することなしに、種
々の変型、変更をなし得るであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による半導体装置の製法の実施例にお
ける、半導体基板に多数の不純物イオン打込領域を形成
する工程を示す路線的斜視図である。 第2図は、本発明による第1図に示す半導体基板に多数
の不純物イオン打込領域を形成する工程をとって後、そ
の半導体基板を用いて、多数の電界効果トランジスタを
形成したときの、それら多数の電界効果トランジスタの
閾値電圧の分布を、従来の方法によって形成された、同
様の多数の電界効果トランジスタの同様の閾値電圧の分
布と対比して示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半導体基板に対する不純物イオンの打込処理によって、
    上記半導体基板内に、その主面側から、予定の深さを有
    し且つ予定の不純物濃度を有する不純物イオン打込領域
    を形成する工程を含む半導体装置の製法において、 上記不純物イオンの打込処理を、不純物イオン打込領域
    にチャンネリング効果を生ぜしめないように、上記半導
    体基板の主面の方線に対して一定の角度だけ傾斜してい
    る方向から行うことを、上記半導体基板の主面上でみて
    複数の予定の向きから行うことを特徴とする半導体装置
    の製法。
JP5718285A 1985-03-20 1985-03-20 半導体装置の製法 Pending JPS61216320A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63252426A (ja) * 1986-06-04 1988-10-19 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法及び製造装置
JPS63274767A (ja) * 1987-04-30 1988-11-11 Mitsubishi Electric Corp イオン注入方法
JPH0399429A (ja) * 1989-09-12 1991-04-24 Fujitsu Ltd イオン注入法
US5453153A (en) * 1987-11-13 1995-09-26 Kopin Corporation Zone-melting recrystallization process
US8343859B2 (en) * 2005-05-04 2013-01-01 Hynix Semiconductor Inc. Non-uniform ion implantation apparatus and method thereof

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