JPS6142911A - イオン注入による導電層形成方法 - Google Patents
イオン注入による導電層形成方法Info
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- JPS6142911A JPS6142911A JP59164444A JP16444484A JPS6142911A JP S6142911 A JPS6142911 A JP S6142911A JP 59164444 A JP59164444 A JP 59164444A JP 16444484 A JP16444484 A JP 16444484A JP S6142911 A JPS6142911 A JP S6142911A
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Classifications
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- 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
- 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
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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】
（産業上の利用分野）
本発明はイオン注入による導電層形成方法に関し、特に
高抵抗性化合物半導体基板にイオン注入するととによシ
導電層を形成する方法に関する０（従来技術）・ ＧａＡｓ 、ＩｎＰ等の化合物半導体は、 従来の８４
Ｋ比べて高電子移動度、高電子飽和速度を呈する半導
体であ）、今後の超高速論理ＩＣ用材料として注目され
ている〇 一方、ＩＣ用材料としては、ウェーハ内での不純物濃度
、動作層厚みが均一で、しかもそれが再現性良く得られ
ることが必要である。この様な均質な動作層を再現性良
く実現する１方法として、最近、辷れらの材料（ＧａＡ
ｓ基板等）へのイオン注入技術が検討されている。
高抵抗性化合物半導体基板にイオン注入するととによシ
導電層を形成する方法に関する０（従来技術）・ ＧａＡｓ 、ＩｎＰ等の化合物半導体は、 従来の８４
Ｋ比べて高電子移動度、高電子飽和速度を呈する半導
体であ）、今後の超高速論理ＩＣ用材料として注目され
ている〇 一方、ＩＣ用材料としては、ウェーハ内での不純物濃度
、動作層厚みが均一で、しかもそれが再現性良く得られ
ることが必要である。この様な均質な動作層を再現性良
く実現する１方法として、最近、辷れらの材料（ＧａＡ
ｓ基板等）へのイオン注入技術が検討されている。
しかしながら、従来、化合物半導体、例えばＧａＡｓ基
板へのイオン注入技術は必ずしも確立されておらず、ク
エーハ内での膜の均一性、あるいはクエー゛へ間での再
現性も満足のいくものではなかりた。
板へのイオン注入技術は必ずしも確立されておらず、ク
エーハ内での膜の均一性、あるいはクエー゛へ間での再
現性も満足のいくものではなかりた。
その原因として、イオン注入後、注入イオンの衝撃によ
る結晶欠陥を回復させ、注入イオンを活性化するに必要
な熱処理（アニール）の際、ＧａＡｓ。
る結晶欠陥を回復させ、注入イオンを活性化するに必要
な熱処理（アニール）の際、ＧａＡｓ。
ＩｎＰ等を高抵抗化するためにドープされているクロム
（Ｃｒ）が拡散し、活性化によって生じた可動キャリア
（電子）を把えることが知られている０また。Ｃｒの量
が非常国少ないか、おるいは無添加の基板の場合にも、
結晶中の炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）等の残留不純物
がアニール中に拡散。
（Ｃｒ）が拡散し、活性化によって生じた可動キャリア
（電子）を把えることが知られている０また。Ｃｒの量
が非常国少ないか、おるいは無添加の基板の場合にも、
結晶中の炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）等の残留不純物
がアニール中に拡散。
移動する現象も生じるし、更には、それらの量が、同一
クエーハでも面内でばらついていたシ、あるいはウェー
ハ間でばらついていたシすることも、イオン注入による
導電層膜の均一性、再現性を阻む要因であった０ 上記の様な問題点を解決する方法として発明者は先に特
願昭５６−０７１６２１号において、深いレベルを形成
する第１の不純物イオンを表面よシ４０００Ａ以上に深
く注入し、次に導電層形成のための第２の不純物イオン
を２０００Ａ以下の深さで注入し、しかる後にアニール
によシ注入不純物を活性化させる方法を提案した。この
原理は、Ｏｒ等の不純物が、イオン注入により生じた結
晶損傷の大きい領域（注入イオンが最高温度を呈す領域
）に向って拡散し、捕獲される現象（ゲッタリング効果
）を用いて、結晶内部の不純物を深い領域で捕獲し表面
導電層への影響を軽減させるものであるｏしかしながら
発明者の実験では、その効果は必ずしも完全といえず、
特ＫＣｒ濃度の大きい結晶の場合あるいはＣ等の残留不
純物＃Ｅ度の高い結晶基板の場合には、導電層特性の制
御性。
クエーハでも面内でばらついていたシ、あるいはウェー
ハ間でばらついていたシすることも、イオン注入による
導電層膜の均一性、再現性を阻む要因であった０ 上記の様な問題点を解決する方法として発明者は先に特
願昭５６−０７１６２１号において、深いレベルを形成
する第１の不純物イオンを表面よシ４０００Ａ以上に深
く注入し、次に導電層形成のための第２の不純物イオン
を２０００Ａ以下の深さで注入し、しかる後にアニール
によシ注入不純物を活性化させる方法を提案した。この
原理は、Ｏｒ等の不純物が、イオン注入により生じた結
晶損傷の大きい領域（注入イオンが最高温度を呈す領域
）に向って拡散し、捕獲される現象（ゲッタリング効果
）を用いて、結晶内部の不純物を深い領域で捕獲し表面
導電層への影響を軽減させるものであるｏしかしながら
発明者の実験では、その効果は必ずしも完全といえず、
特ＫＣｒ濃度の大きい結晶の場合あるいはＣ等の残留不
純物＃Ｅ度の高い結晶基板の場合には、導電層特性の制
御性。
再現性に若干の問題が有った０
（発明の目的）
本発明は、上記の如き問題点に鑑みて成されたものであ
シ、その目的は、基板結晶中の不純物濃度の如何にかか
わらず、制御されたイオン注入導電層を再現性良く形成
するイオン注入による導電層形成方法を提供することで
ある。
シ、その目的は、基板結晶中の不純物濃度の如何にかか
わらず、制御されたイオン注入導電層を再現性良く形成
するイオン注入による導電層形成方法を提供することで
ある。
（発明の構成）
本発明によれば、高抵抗性化合物半導体基板の一表面に
、該半導体基板中で深い不純物レベルを形成するかある
いは電気的に中性な第１の不純物イオンを、該表面から
５ｏｏｏＡ以上の深い領域に最高濃度領域をもつごとく
注入し、しかる後に前記半導体基板を５００℃以上で１
時間以上熱処理する工程と、導電層を形成するだめの第
２の不純物イオンを前記最高濃度領域よりも浅い領域に
最高濃度領域をもつごとく注入する工程とを含むことを
特徴とするイオン注入による導電層形成方法が得られる
。
、該半導体基板中で深い不純物レベルを形成するかある
いは電気的に中性な第１の不純物イオンを、該表面から
５ｏｏｏＡ以上の深い領域に最高濃度領域をもつごとく
注入し、しかる後に前記半導体基板を５００℃以上で１
時間以上熱処理する工程と、導電層を形成するだめの第
２の不純物イオンを前記最高濃度領域よりも浅い領域に
最高濃度領域をもつごとく注入する工程とを含むことを
特徴とするイオン注入による導電層形成方法が得られる
。
（発明の作用原理）
本発明においては、深い領域に第１の不純物イオンを注
入したあと高温（５００υ以上）で長時間（１時間以上
）アニールすることにより、基板結晶内部あるいは表面
側の残留不純物をｇｌの不純物注入によシ生ぜしめた損
傷（結晶欠陥）Ｋ十分ゲッタリングせしめて、しかる後
に表面に導電層形成用のイオン注入を行うものである。
入したあと高温（５００υ以上）で長時間（１時間以上
）アニールすることにより、基板結晶内部あるいは表面
側の残留不純物をｇｌの不純物注入によシ生ぜしめた損
傷（結晶欠陥）Ｋ十分ゲッタリングせしめて、しかる後
に表面に導電層形成用のイオン注入を行うものである。
アニールの温度、時間に関しては、発明者は。
ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板等の化合物半導体結晶基板に
ついて実験した所、温度としては５００°０以上１時ｌ
ａ１は１時間以上が特に効果的でありた。また、第１の
注入イオンの最高ａ度領域がｓ ｏ ｏ ｏｉ未溝の場
合には、その影響が表面層゛まで現われ、実用的でなか
った。
ついて実験した所、温度としては５００°０以上１時ｌ
ａ１は１時間以上が特に効果的でありた。また、第１の
注入イオンの最高ａ度領域がｓ ｏ ｏ ｏｉ未溝の場
合には、その影響が表面層゛まで現われ、実用的でなか
った。
（実施例）
次に、本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。
る。
第１図（５）〜（Ｉｌ、第２図は本発明の一笑施例を説
明するための図であシ、第１図（５）〜（ｇは導電層形
成の主要工程を工程順に示す断面図、第２図は注入イオ
ンの深さ方向のグロ７アイルを示す図である０ 先ず、第１図（Ａ）Ｋ示すように、 ７ｔＪ抵抗（比抵
抗≧１０７Ｏ−ｃＩｒＬ） ＧａＡｓ基板１１中に１０
ｔ３．；２のドーズ量のホウ素（Ｂ）を例えば３００
ＫｅＶの加速度で深く注入する。この時の注入ホウ素７
’３の最高濃度位置は第２図のグロファイル２１に示す
ごとく表面から約０．６μｍ、その部分での密度は約３
Ｘ １０ ”ａｎ−”となっている。
明するための図であシ、第１図（５）〜（ｇは導電層形
成の主要工程を工程順に示す断面図、第２図は注入イオ
ンの深さ方向のグロ７アイルを示す図である０ 先ず、第１図（Ａ）Ｋ示すように、 ７ｔＪ抵抗（比抵
抗≧１０７Ｏ−ｃＩｒＬ） ＧａＡｓ基板１１中に１０
ｔ３．；２のドーズ量のホウ素（Ｂ）を例えば３００
ＫｅＶの加速度で深く注入する。この時の注入ホウ素７
’３の最高濃度位置は第２図のグロファイル２１に示す
ごとく表面から約０．６μｍ、その部分での密度は約３
Ｘ １０ ”ａｎ−”となっている。
次に、第１図（Ｂ）に示すよって、表面に厚み約０、３
． ｔｔｍの５ｉＯ１膜１２を熱ＣＶＤ法で被着せしめ
たあと、Ｈ！雰囲気中で６００℃、１０時間の熱処理を
行う。このとき、結晶基板１１内部及び表面側のＯｒ、
Ｃ，Ｓｊ等の不純物はイオン注入によル生じた損傷部に
向って拡散し、捕獲される。
． ｔｔｍの５ｉＯ１膜１２を熱ＣＶＤ法で被着せしめ
たあと、Ｈ！雰囲気中で６００℃、１０時間の熱処理を
行う。このとき、結晶基板１１内部及び表面側のＯｒ、
Ｃ，Ｓｊ等の不純物はイオン注入によル生じた損傷部に
向って拡散し、捕獲される。
次に第１図（ｑに示すようｆｃ、８ｉ０１膜１２を除去
した後、導電層を形成するための２８６．、；ｊイオン
１４をｌ ＯＯＫｅＶで２ Ｘ Ｉ Ｏ”ＣＩＬ−”の
ドーズ量だけ注入する（注入プロファイルを第２図２２
に示す）０ 、次に、第１図（ρに示すよ５に％再び熱ＣＶＤ法によ
シ８１０Ｂ膜（厚み０．３μｍ）１５を被着せしめ、注
入２８３．ｆｆｉ、を活性化するためのアニールを。
した後、導電層を形成するための２８６．、；ｊイオン
１４をｌ ＯＯＫｅＶで２ Ｘ Ｉ Ｏ”ＣＩＬ−”の
ドーズ量だけ注入する（注入プロファイルを第２図２２
に示す）０ 、次に、第１図（ρに示すよ５に％再び熱ＣＶＤ法によ
シ８１０Ｂ膜（厚み０．３μｍ）１５を被着せしめ、注
入２８３．ｆｆｉ、を活性化するためのアニールを。
Ｈ，雰囲気中で８００℃２０分間行う０最ｖｋＫＳｉＯ
，膜を除去すれば本案施例の導電層が形成される。
，膜を除去すれば本案施例の導電層が形成される。
本実施例方法においては、導電層はＣｒ、 Ｃ，８ｉ等
の不純物が引き払った領域に形成されるために導電層が
再現性良く得られる。発明者の実験では、深い領域への
注入を全く行なわない通常の方法によシ形ａした導電層
を用いたＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴのしきい値電圧の標準
偏差σＶＴが約１ｓ ｏ ｍｖ（Ｖｔ＝−Ｏ，ＳＶ）で
ありたのに対し、本発明におけるよりに深い注入を行い
更に長時間アニールを施すことによシσｖ’ｒは約３０
ｍＶに改善された。
の不純物が引き払った領域に形成されるために導電層が
再現性良く得られる。発明者の実験では、深い領域への
注入を全く行なわない通常の方法によシ形ａした導電層
を用いたＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴのしきい値電圧の標準
偏差σＶＴが約１ｓ ｏ ｍｖ（Ｖｔ＝−Ｏ，ＳＶ）で
ありたのに対し、本発明におけるよりに深い注入を行い
更に長時間アニールを施すことによシσｖ’ｒは約３０
ｍＶに改善された。
以上、本発明の実施例の効果を説明したが、本発明によ
る方法はｓ ＧａＡｓの他ＩｎＰ等の化合物半導体にも
応用できることは、その原理上言う迄もない。また第１
の注入不純物としてＢ岬の不活性元素を選んだが、活性
化しても結晶中で旅いレベルを形成する不純物（クロム
、酸素、鉄等）ならば採用することができる。さらにア
ニール時に表面に５ｉＯ１膜を被せたが、保護膜無しで
の７ニールも轟然適用可能である０ （発明の効果） − 以上説明したとおシ、本発明によれば、基板結超高速論
理用ＩＣの製造に効果を発揮することができる。
る方法はｓ ＧａＡｓの他ＩｎＰ等の化合物半導体にも
応用できることは、その原理上言う迄もない。また第１
の注入不純物としてＢ岬の不活性元素を選んだが、活性
化しても結晶中で旅いレベルを形成する不純物（クロム
、酸素、鉄等）ならば採用することができる。さらにア
ニール時に表面に５ｉＯ１膜を被せたが、保護膜無しで
の７ニールも轟然適用可能である０ （発明の効果） − 以上説明したとおシ、本発明によれば、基板結超高速論
理用ＩＣの製造に効果を発揮することができる。
第１図四〜（Ｉ）、第２図は本発明の一実施例を説明す
る為の図で、第１図四〜（Ｑは工程順に示した断面図、
第２図は注入イオンの探さ方向のプロファイルを示す図
である。 １１・・・・・・高抵抗性ＧａＡａ基板、１２・・・・
・・旧へ膜、１３・・・・・・Ｂ注入イオン％１４・・
団・ｄｉ注入イオン、１５・・・・・・８４０ｇ膜、２
１・・川・Ｂの濃度の深さ方向プロファイル、２２・・
・・・・５ｉｌ１度の深さ方向プロファイル。 ＄１図 尊 ２．１１゜
る為の図で、第１図四〜（Ｑは工程順に示した断面図、
第２図は注入イオンの探さ方向のプロファイルを示す図
である。 １１・・・・・・高抵抗性ＧａＡａ基板、１２・・・・
・・旧へ膜、１３・・・・・・Ｂ注入イオン％１４・・
団・ｄｉ注入イオン、１５・・・・・・８４０ｇ膜、２
１・・川・Ｂの濃度の深さ方向プロファイル、２２・・
・・・・５ｉｌ１度の深さ方向プロファイル。 ＄１図 尊 ２．１１゜
Claims (1)
- 高抵抗性化合物半導体基板の一表面に、該半導体基板中
で深い不純物レベルを形成するかあるいは電気的に中性
な第１の不純物イオンを、該表面から５０００Å以上の
深い領域に最高濃度領域をもつごとく注入したる後、前
記半導体基板を５００℃以上で１時間以上熱処理する工
程と、導電層を形成するための第２の不純物イオンを前
記第１の不純物イオンに対する最高濃度領域よりも浅い
領域に最高濃度領域をもつごとく注入する工程とを含む
ことを特徴とするイオン注入による導電層形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59164444A JPS6142911A (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | イオン注入による導電層形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59164444A JPS6142911A (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | イオン注入による導電層形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6142911A true JPS6142911A (ja) | 1986-03-01 |
Family
ID=15793284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59164444A Pending JPS6142911A (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | イオン注入による導電層形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6142911A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5141879A (en) * | 1989-08-28 | 1992-08-25 | Herbert Goronkin | Method of fabricating a FET having a high trap concentration interface layer |
| US5162241A (en) * | 1990-07-05 | 1992-11-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a semiconductor device |
| US6255153B1 (en) | 1997-12-30 | 2001-07-03 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device |
| CN113557593A (zh) * | 2019-01-08 | 2021-10-26 | 百及纳米科技(上海)有限公司 | 用于离子受控注入的衬底和制备用于离子受控注入的衬底的方法 |
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1984
- 1984-08-06 JP JP59164444A patent/JPS6142911A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5141879A (en) * | 1989-08-28 | 1992-08-25 | Herbert Goronkin | Method of fabricating a FET having a high trap concentration interface layer |
| US5162241A (en) * | 1990-07-05 | 1992-11-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a semiconductor device |
| US6255153B1 (en) | 1997-12-30 | 2001-07-03 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device |
| CN113557593A (zh) * | 2019-01-08 | 2021-10-26 | 百及纳米科技(上海)有限公司 | 用于离子受控注入的衬底和制备用于离子受控注入的衬底的方法 |
| CN113557593B (zh) * | 2019-01-08 | 2024-06-04 | 百及纳米科技(上海)有限公司 | 用于离子受控注入的衬底和制备用于离子受控注入的衬底的方法 |
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