JPS6230315A

JPS6230315A - 電子銃装置

Info

Publication number: JPS6230315A
Application number: JP16773485A
Authority: JP
Inventors: Sumio Sakai; 酒井　純朗; Shunichi Murakami; 俊一村上; Tetsuo Ishida; 哲夫石田
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1985-07-31
Filing date: 1985-07-31
Publication date: 1987-02-09
Also published as: JPH051974B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、加速電子を被試料に照射して蒸発させると共
に生成させたイオンの電位を正電位に保持して基板方向
にイオンを加速させることによって、対向する位置に配
置した基板上に薄膜を堆積させるよう構成した電子銃装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、電子衝撃によって、るつぼに入れた被試料を加熱
して蒸発させ、るつぼに対向して配置した基板上に薄膜
を堆積させることが行われている。

例えば、第３図に示すように、電圧ＶＦＩを用いて電子
発生源１例えばフィラメントを加熱して放出させた電子
を、電子加速電圧Ｖｅ１によって加速する。このとき、
加速される電子は、るつぼ６内れ、図中点線を用いて示
す電子流２の如き軌跡を通って被試料４の表面を照射す
る。そして、電子流２によって照射された被試料４は、
照射の衝撃により溶解されて蒸発し、中性粒子となるが
、その粒子の一部が電子との衝突の際にイオン化される
。蒸発した蒸気は、るつぼ６に対向して配置しである基
板８上に堆積する。一方、イオン化したイオンは、図に
示すように、負の基板印加電圧Ｖ、１１が裁板８に印加
しであるため、効率良好に基板８上に引き込まれ、堆積
する。このように、基板８に負電位を印加しているのは
、るつぼ６が真空容器（図示してない）と同電位である
ため、イオンを加速することができないからである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、イオン化したイオンを基板８上に効率良好に堆
積させるために装置に対し、負電位を基板８に印加しで
あるため、所望のイオンのみならす、装置内で発生した
非所望のイオンまでも、図中矢印を用いて示すように、
基板８上に引き込んでしまう。このため、非所望のイオ
ンが基板８上に引き込まれて不純物となり、所望の高品
質の薄■りを堆積させることができないという問題点が
あった。

ｃ問題点を解決するための手段〕本発明は、前記問題点を解決するために、加速電子を被
試料に照射して蒸発させ、かつ生成させたイオンの電位
を正電位に保持させると共に、被試料に対向する位置に
基板を配置する構成を採用することにより、被試料の蒸
気および所望のイオンのみを基板上に照射して高品質の
薄膜を堆積させている。

第１図に示す本発明の１実施例構成を用いて問題点を解
決するだめの手段を説明する。

第１図において、イオン加速電圧５は、るつぼ６内に格
納されている被試料４の電位を正電位に保持させること
によって、生成されたイオンを基板８方向に加速させる
ものである。この被試料４は、電子加速手段によって生
成された電子流２によって照射されている。

電子加速手段は、電子を照射する電子発生源１、電子を
加速する電圧を供給する電子加速電圧７、イオン加速電
圧５、および電子流２の如き軌跡を描かすための磁石３
から構成されている。

基板８は、薄膜を堆積させるもの例えばシリコン基板で
ある。

〔作用〕

第１図に示すような構成を採用し、加速電子を被試１１
４に照射して蒸発させると共ムこ、電子ｆＪｊ　ＴＨに
よってイオン化させる。蒸発した蒸気は、当該被試料４
に対向して配置した基板８上に１１を積される。一方、
イオン化されたイオンは、被試料４がイオン加速電圧５
によって正電位に保持されているため、接地電位に保持
されている基板８上に向かっていわば放射される態様で
堆積される。これら両者の堆積は、同時に基板８上に生
している。

このように、基板８が接地電位に保持されているオンを
引き込むことがなく、高品質の膜が堆積される。

〔実施例〕

第１図は本発明の１実施例構成を示す。図中、１は電子
発生源、２は電子流、３は磁石、４は被試料、５はイオ
ン加速電圧、６はるつぼ、７は電子加速電圧、８は基板
を表す。第１図において、磁石３、被試料４およびるつ
ぼ６は、夫々断面図を示す。

電子発生源１より放出された電子流２は、電子加速電圧
７とイオン加速電圧５との和の電圧によって加速され、
磁石３によって生しる磁界によって図中点線を用いて示
すように曲げられて被試料４を照射する。加速電子の照
射によ、って、被試料４は、エネルギーを与えられる。

大半は熱となって被試料４の温度を上昇させ、蒸気を発
生させる。

また、電子衝撃によって一部がイオン化される。

このイオン化されたイオンには、真空容器およびれてい
る。一方、堆積されるべき基板８は、接地電位に保持さ
れている。このため、基板８上には、蒸気による被試料
４の堆積と、被試料４のイオンによる堆積とが同時に行
われる。このような構成を採用することにより、第３図
に示す従来例のように、基板８に対してイオン加速電圧
を印加することによる真空系内に発生した非所望の不純
物イオンを基板８上に取り込むような、いわゆる汚染を
生じさせることがない。尚、上記基板８の電位は、接地
電位に必ずしも限定されるものではなく、るつぼ６の電
位よりも低ければ正電位であってもよい。

第２図は本発明の他の実施例構成を示す。これは、第１
図に示す構成に、イオン化機構を付加したものである。

イオン化機構は、電子を放出する電子発生源１０、被試
料４と同電位に保持された円筒状のグリッド９、および
電子加速電圧■、２１２から構成されている。

第２図に示す、るつぼ６内、の被試料４から蒸発した蒸
気が、イオン化機構を構成するグリッド９の内側を通過
する際に、電子発生源１０から放射されて加速された電
子によって衝撃されると、イオン化される。このイオン
化されたイオンは、被試料４が電子衝撃された時に生し
たイオンに合算される。そして、合算されたイオンは、
基板８北に到達し、既述したように、被試料４の蒸気と
一体となって所望の高品質の薄膜を堆積させる。これは
、本発明の電子銃装置を用いることによって、基板８に
到達する所望のイオン量が増大したことによる高品質の
薄膜を堆積させることができること、および装置の内部
で発生した非所望の不純物イオンを基＋Ｉｉ　８に引き
込まない構成を採用したことによるものである。

最近、分子線エビタギシャル法によって、真空中で結晶
シリコンなどの表面に良質なシリコンおよびゲルマニウ
ムなどの結晶膜を形成することが試みられている。この
試みは、従来の真空蒸着法に比較して格段に不純物の少
ない膜を得ることが肝要であり、本発明の如き不純物の
混入の少ない装置を用いる必要がある。また、蒸気のみ
ならず、イオンを用いて基板上に充分なエネルギーを供
給して、結晶の品質を向上させる試みがなされている。

従来の第３図に示すような構成では、基板８に引き込む
イオンの量を増大させると、これにつれて不純物の量も
多くなってしまうという問題があった。しかし、本発明
によれば、基板８に照射するイオンの量を増大させても
、不純物を誘因することがない。このため、堆積させた
シリコンなどの結晶膜の品質を良好にすることが可能と
なる。

また、従来、分子線エピタキシー装置を用いて例えばホ
ウ素をドーピングすることは、低蒸気圧のために困難で
あった。しかし、本発明を用いれば、低蒸気圧であるホ
ウ素のイオンを発生させることが可能となる。このため
、本発明の電子銃装置を用いてシリコンを基板８上に１
１！、積させつつ、本発明の他の電子銃装置を用いてイ
オン化したホウ素を基板８上にいわばドーピングする態
様で堆積させることにより、半導体素子の電極取出部な
どの高濃度ドープ領域を作成することができる。

（発明の効果〕以上説明したように、本発明によれば、加速電子を被試
料に照射して蒸発させ、かつ生成させたイオンの電位を
正電位に保持すると共に、被試料に対向する位置に基板
を配置する構成を採用しており、しかも基板が装置に対
して接地電位であるため、被試料の蒸気および所望のイ
オンのみを基板に到達させ、高品質の薄膜を堆積させる
ことができる。そして、被試料と基板との間に、蒸気を
イオン化させるイオン化機構を配置することにより、被
試料のイオン量を増大させて、更に高品質の薄膜をＩＩ
Ｃ積させることもできる。また、本発明を分子線エピタ
キシー装置として用い、基板上に薄膜を堆積させつつ、
所望のイオンのみを高純度でドーピングすることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例構成図、第２図は本発明の他
の実施例構成図、第３図は従来の電子銃装置の構成図を
示す。図中、■、１０は電子発生源、２は電子流、３は磁石、
４は被試料、５はイオン加速電圧、６はるつぼ、７．１
２は電子加速電圧、８は基板、９はグリッドを表す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子を加速して被試料を照射し、この被試料を蒸
発させると共にイオンを生成させるよう構成した電子銃
装置において、電子を加速して被試料を照射する電子加速手段と、所望の膜を堆積させる基板に対して、被試料を正電位に
保持するイオン加速電圧とを備え、電子加速手段によっ
て加速した電子を被試料に照射して発生させた蒸気およ
びイオンを用いて、基板上に所望の膜を堆積させるよう
構成したことを特徴とする電子銃装置。
（２）前記被試料と前記基板との間にイオン化手段を設
けると共に、このイオン化手段によって生成したイオン
の電位を、基板に対して正電位に保持するよう構成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の電子
銃装置。