JPS6295820A - イオン打込み方法 - Google Patents
イオン打込み方法Info
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- JPS6295820A JPS6295820A JP23515185A JP23515185A JPS6295820A JP S6295820 A JPS6295820 A JP S6295820A JP 23515185 A JP23515185 A JP 23515185A JP 23515185 A JP23515185 A JP 23515185A JP S6295820 A JPS6295820 A JP S6295820A
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- ions
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明はイオン打込み方法に関するもので、さらに詳し
くは、自然存在比からずれた同位体組成を持つイオン源
材料を用いたイオン打込み方法に関する。
くは、自然存在比からずれた同位体組成を持つイオン源
材料を用いたイオン打込み方法に関する。
従来のイオン打込み用イオン源材料は、例えばモノシラ
ン（ｓｔＨｂ）の場合、同位体比はその自然存在比、即
ち”５ｉ＝９２．２％、 ”５ｉ＝４．７％、３°５ｉ
＝ａ１％という比率のシリコンの同位体から成っている
。しかしながら、例えば２１１Ｓｉを半導体中にイオン
打込みすると、窒素（Ｎ２）あるいは−欧化炭素（Ｃｏ
）の如く、質量数２８の防害イオンの存在のため、者る
しい場合は２８３ｉは質量数２８の全イオン電流のわず
か５０％程度となってしまう場合があった。このため、
例えば砒化ガリウム（ＧａＡＳ）中にシリコンＳｉ を
打込むと、所定の半分のドナーＩｊｋ度しか得られず、
素子不良の原因となった。
ン（ｓｔＨｂ）の場合、同位体比はその自然存在比、即
ち”５ｉ＝９２．２％、 ”５ｉ＝４．７％、３°５ｉ
＝ａ１％という比率のシリコンの同位体から成っている
。しかしながら、例えば２１１Ｓｉを半導体中にイオン
打込みすると、窒素（Ｎ２）あるいは−欧化炭素（Ｃｏ
）の如く、質量数２８の防害イオンの存在のため、者る
しい場合は２８３ｉは質量数２８の全イオン電流のわず
か５０％程度となってしまう場合があった。このため、
例えば砒化ガリウム（ＧａＡＳ）中にシリコンＳｉ を
打込むと、所定の半分のドナーＩｊｋ度しか得られず、
素子不良の原因となった。
このような不良を防ぐために ２９８ｒあるいは３°Ｓ
ｉを打込むことが試みられたが、同位体の自然存在比が
小さいため、取得できるイオン電流が少なくなる。即ち
２８ＢＨの約１／３０程度と、実用上者るしく制限さ
れたイオン打込みしか実行できなかった。このため、イ
オン打込みに要する時間は、２８ＳＬを用いた場合の３
０倍かかり、工業上大きな問題であった。
ｉを打込むことが試みられたが、同位体の自然存在比が
小さいため、取得できるイオン電流が少なくなる。即ち
２８ＢＨの約１／３０程度と、実用上者るしく制限さ
れたイオン打込みしか実行できなかった。このため、イ
オン打込みに要する時間は、２８ＳＬを用いた場合の３
０倍かかり、工業上大きな問題であった。
本発明はこのような従来技術の問題点を解決するために
なされたもので、高濃度のイオン打込みを高い能率で行
なうことのできるイオン打込み方法を提供することであ
る。
なされたもので、高濃度のイオン打込みを高い能率で行
なうことのできるイオン打込み方法を提供することであ
る。
上記目的を達成するため、本発明は、同位体の自然存在
比と異なる組成を持つ物質をイオン源材料として用いる
ことによシ、大きなイオン電流を得ることを可能にする
ものである。
比と異なる組成を持つ物質をイオン源材料として用いる
ことによシ、大きなイオン電流を得ることを可能にする
ものである。
本発明の概要を以下簡単に説明する。第１図はモノシラ
ン（８ｉＨ４）をソースガスとして用いた場合のイオン
スペクトルを示したもので ３０３１ を自然存在比の
３．１％から、５０チに濃縮した場合である。第２図に
示した従来の自然存在比のソースガスを用いた場合に比
較し、約３０倍の３°Ｓｉ＋イオン電流が得られる。又
、Ｓ ｓ Ｈａの分解で生ずるＳｉＨ”、 ８１Ｈ；等
のイオンの影響も大幅に減らすことができる。即ち、例
えば３０Ｂ、イオンを打込む場合、”８ｉＨ，イオンが
混入し１．このため、不必要かつ有害なＨが、半導体基
板中に買入することになる。自然存在比のＳｉＨ４ガス
をイオンソースガスとして用いた場合には、質量数３０
のイオンのうち、”５ｉＨｚの占める割合は、約５０チ
を超える。
ン（８ｉＨ４）をソースガスとして用いた場合のイオン
スペクトルを示したもので ３０３１ を自然存在比の
３．１％から、５０チに濃縮した場合である。第２図に
示した従来の自然存在比のソースガスを用いた場合に比
較し、約３０倍の３°Ｓｉ＋イオン電流が得られる。又
、Ｓ ｓ Ｈａの分解で生ずるＳｉＨ”、 ８１Ｈ；等
のイオンの影響も大幅に減らすことができる。即ち、例
えば３０Ｂ、イオンを打込む場合、”８ｉＨ，イオンが
混入し１．このため、不必要かつ有害なＨが、半導体基
板中に買入することになる。自然存在比のＳｉＨ４ガス
をイオンソースガスとして用いた場合には、質量数３０
のイオンのうち、”５ｉＨｚの占める割合は、約５０チ
を超える。
従ってイオン打込み量と同量の水素が半導体中に打込ま
れてしまうことになる。このような水素は、不純物とし
て、結晶欠陥、析出、放射線損傷等の原因となるため、
望ましくない。
れてしまうことになる。このような水素は、不純物とし
て、結晶欠陥、析出、放射線損傷等の原因となるため、
望ましくない。
一方本発明によれば、３０Ｓｉ＠度を５０％と高くする
ことによシ、２８ＳｉＨ２の影響は ３ＱＳｉの電流が
３０倍になり、その１／２がＨｏであるから全イオン電
流の１／６０以下となるため、半導体中に打込まれる水
素の量を大幅に減らすことができ、上記問題を解決でき
る。
ことによシ、２８ＳｉＨ２の影響は ３ＱＳｉの電流が
３０倍になり、その１／２がＨｏであるから全イオン電
流の１／６０以下となるため、半導体中に打込まれる水
素の量を大幅に減らすことができ、上記問題を解決でき
る。
以下本発明を、実施例に基づき詳細に説明する。
実施例１
第３図は、半絶縁性ＱａＡＳ基板１に、５０チに３°Ｓ
ｉを濃縮したＳｉＨ４をソースガスとして、予めパター
ンを形成した部分に３０ＳｉをＩＸＩＯ１４ｃｍ−”イ
オン打込みし、化学蒸着法（ＣＶＤ法）で、厚さ０．４
μｍの５ｉＯｚ膜２を堆積後、８００℃で２０分間アニ
ールし、ｎ型拡散層３を形成した状Ｂを示す。
ｉを濃縮したＳｉＨ４をソースガスとして、予めパター
ンを形成した部分に３０ＳｉをＩＸＩＯ１４ｃｍ−”イ
オン打込みし、化学蒸着法（ＣＶＤ法）で、厚さ０．４
μｍの５ｉＯｚ膜２を堆積後、８００℃で２０分間アニ
ールし、ｎ型拡散層３を形成した状Ｂを示す。
この時、従来の自然存在比を持つ８ｉＨ４を用いてイオ
ン打込みした場合は、イオン電流が０．５μＡしか取れ
ず、打込みに約１時間を要したが、５０チに３６Ｓ１を
濃縮したものを用いた場合では、イオン電流を約１５μ
Ａとすることができ、打込み時間をわずか２分間と１，
１／３０に短縮することができた。
ン打込みした場合は、イオン電流が０．５μＡしか取れ
ず、打込みに約１時間を要したが、５０チに３６Ｓ１を
濃縮したものを用いた場合では、イオン電流を約１５μ
Ａとすることができ、打込み時間をわずか２分間と１，
１／３０に短縮することができた。
又、” ８１Ｈｆｆイオンの妨害のため、自然存在比の
８ｊＨ４ソースガスを用いた場合はキャリアの活性化率
がたかだか２０チであったものが、５０％”５ｉＨＪを
用いた場合には、Ｈイオンの妨害がないため、活性化率
を６０チ以上に高めることができた。このため、同一の
層抵抗を得るのに、イオン打込み量を１／３に減らすこ
とができ、この結果、ウェーハ１枚当りの処理時間を１
／９０ＧａＡＳ基＆１中に形成したｎ型層３の欠陥も１
桁少なく、キャリア移動度も、１０チ大きくできた。
８ｊＨ４ソースガスを用いた場合はキャリアの活性化率
がたかだか２０チであったものが、５０％”５ｉＨＪを
用いた場合には、Ｈイオンの妨害がないため、活性化率
を６０チ以上に高めることができた。このため、同一の
層抵抗を得るのに、イオン打込み量を１／３に減らすこ
とができ、この結果、ウェーハ１枚当りの処理時間を１
／９０ＧａＡＳ基＆１中に形成したｎ型層３の欠陥も１
桁少なく、キャリア移動度も、１０チ大きくできた。
実施例２
本実施例では、自然存在比と異なる組成のイオンソース
ガスを用いてイオン打込み後、中性子を照射し、いわゆ
る中性子変換ドープ（Ｎｅｕ ｔ ｒｏｎ’ｌ’ｒａｎ
ｓｍｕｔａｔｉｏｎ Ｄｏｐｉｎｇ、 ＮＴＤ ） ｆ
行なう方法およびそれによるデバイスの例を示す。
ガスを用いてイオン打込み後、中性子を照射し、いわゆ
る中性子変換ドープ（Ｎｅｕ ｔ ｒｏｎ’ｌ’ｒａｎ
ｓｍｕｔａｔｉｏｎ Ｄｏｐｉｎｇ、 ＮＴＤ ） ｆ
行なう方法およびそれによるデバイスの例を示す。
第４図（ａ）は、ＦＺ法によシ成長したＰ型１０００Ω
・ｃｍ （１００）面のレリコンウエーハを乾燥酸素中
で酸化し、厚さ２０ｎｍの５ｉＣｈ層１２を形成した後
、イオン打込みのマスクとして、所要部分に、厚さ１μ
ｍのホトレジスト層１３を形成して、３０ＳｉＨ４を７
０％に濃縮したソースガスを用い、３０３ｉｔ加速電圧
３０ ｋｅＶ、打込み量Ｉ Ｘ １０１４ｃｍ−”とい
う条件で打込み、打込み層１４を形成した状態を示す。
・ｃｍ （１００）面のレリコンウエーハを乾燥酸素中
で酸化し、厚さ２０ｎｍの５ｉＣｈ層１２を形成した後
、イオン打込みのマスクとして、所要部分に、厚さ１μ
ｍのホトレジスト層１３を形成して、３０ＳｉＨ４を７
０％に濃縮したソースガスを用い、３０３ｉｔ加速電圧
３０ ｋｅＶ、打込み量Ｉ Ｘ １０１４ｃｍ−”とい
う条件で打込み、打込み層１４を形成した状態を示す。
第４図（ｂ）は、該イオン打込みマスクＢを、通常のホ
トレジスト除去剤で除去後、中性子を照射し、３０３ｉ
（ｎ、Ｂ）”ｐという核変換により、該イオン打込み層
１４をドナー濃度１０”ｃｍ−３のｎ型層に変換し、さ
らに、１０００℃で１時間アニールしてｎ型拡散層１５
を形成した状態を示す。
トレジスト除去剤で除去後、中性子を照射し、３０３ｉ
（ｎ、Ｂ）”ｐという核変換により、該イオン打込み層
１４をドナー濃度１０”ｃｍ−３のｎ型層に変換し、さ
らに、１０００℃で１時間アニールしてｎ型拡散層１５
を形成した状態を示す。
本発明によれば ３０８Ｈの濃度が十分量いため、イオ
ン電流を通常の自然存在比を持つソースガスを用いた場
合に比べ、約３０倍とすることができた。従ってイオン
打込み時間の短縮、”５ＩＨ２イオンの混入に伴なうＨ
（１，６）Ｄという核変換に伴なう重水素の発生防止等
、本発明の効果は大きい。
ン電流を通常の自然存在比を持つソースガスを用いた場
合に比べ、約３０倍とすることができた。従ってイオン
打込み時間の短縮、”５ＩＨ２イオンの混入に伴なうＨ
（１，６）Ｄという核変換に伴なう重水素の発生防止等
、本発明の効果は大きい。
上記実施例に示した如く、本発明によれば、自然存在比
と異なるイオンソース材料を用いることによシ、打込み
時におけるイオン電流を大幅に増大でき、かつイオンの
純度も１〜２桁向上可能なため、これを用いた半導体装
置の性能向上が実現でき、効果は大きい。
と異なるイオンソース材料を用いることによシ、打込み
時におけるイオン電流を大幅に増大でき、かつイオンの
純度も１〜２桁向上可能なため、これを用いた半導体装
置の性能向上が実現でき、効果は大きい。
第１図は本発明の詳細な説明するための図、第２図は従
来技術を示す図、第３図および第４図はそれぞれ本発明
の異なる実施例を示す図でろる。 １．１１・・・半導体基板、２，１２・・・絶縁膜、３
．１４゜１５・・・イオン打込み４．１３・・・イオン
打込みマスク。
来技術を示す図、第３図および第４図はそれぞれ本発明
の異なる実施例を示す図でろる。 １．１１・・・半導体基板、２，１２・・・絶縁膜、３
．１４゜１５・・・イオン打込み４．１３・・・イオン
打込みマスク。
Claims (1)
- １、同位体の存在比が、自然存在比と異なる物質をイオ
ン打込み用ソース材料として用いることを特徴とするイ
オン打込み方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23515185A JPS6295820A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | イオン打込み方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23515185A JPS6295820A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | イオン打込み方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6295820A true JPS6295820A (ja) | 1987-05-02 |
Family
ID=16981803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23515185A Pending JPS6295820A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | イオン打込み方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6295820A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6438700A (en) * | 1987-08-03 | 1989-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | Ion source |
| JP2013521596A (ja) * | 2010-02-26 | 2013-06-10 | アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド | イオン注入システム中のイオン源の寿命および性能を向上させる方法および装置 |
| US9111860B2 (en) | 2009-10-27 | 2015-08-18 | Entegris, Inc. | Ion implantation system and method |
| US9142387B2 (en) | 2009-10-27 | 2015-09-22 | Entegris, Inc. | Isotopically-enriched boron-containing compounds, and methods of making and using same |
| US9171725B2 (en) | 2010-02-26 | 2015-10-27 | Entegris, Inc. | Enriched silicon precursor compositions and apparatus and processes for utilizing same |
| CN105431927A (zh) * | 2013-05-21 | 2016-03-23 | 恩特格里斯公司 | 富集硅的前体组合物及使用其的设备和方法 |
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| JP2016524273A (ja) * | 2013-05-02 | 2016-08-12 | プラクスエア・テクノロジー・インコーポレイテッド | 濃縮セレンイオン注入のための供給源および方法 |
| US9455147B2 (en) | 2005-08-30 | 2016-09-27 | Entegris, Inc. | Boron ion implantation using alternative fluorinated boron precursors, and formation of large boron hydrides for implantation |
| US11062906B2 (en) | 2013-08-16 | 2021-07-13 | Entegris, Inc. | Silicon implantation in substrates and provision of silicon precursor compositions therefor |
-
1985
- 1985-10-23 JP JP23515185A patent/JPS6295820A/ja active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9685304B2 (en) | 2009-10-27 | 2017-06-20 | Entegris, Inc. | Isotopically-enriched boron-containing compounds, and methods of making and using same |
| US9111860B2 (en) | 2009-10-27 | 2015-08-18 | Entegris, Inc. | Ion implantation system and method |
| KR20180039189A (ko) * | 2010-02-26 | 2018-04-17 | 엔테그리스, 아이엔씨. | 이온 주입에 사용하기 위한 패키지된 가스 혼합물 |
| US9754786B2 (en) | 2010-02-26 | 2017-09-05 | Entegris, Inc. | Method and apparatus for enhanced lifetime and performance of ion source in an ion implantation system |
| JP2021044553A (ja) * | 2010-02-26 | 2021-03-18 | インテグリス・インコーポレーテッド | イオン注入システム中のイオン源の寿命および性能を向上させる方法および装置 |
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| US9171725B2 (en) | 2010-02-26 | 2015-10-27 | Entegris, Inc. | Enriched silicon precursor compositions and apparatus and processes for utilizing same |
| JP2018073841A (ja) * | 2010-02-26 | 2018-05-10 | インテグリス・インコーポレーテッド | イオン注入システム中のイオン源の寿命および性能を向上させる方法および装置 |
| JP2015122534A (ja) * | 2010-02-26 | 2015-07-02 | アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド | イオン注入システム中のイオン源の寿命および性能を向上させる方法および装置 |
| JP2013521596A (ja) * | 2010-02-26 | 2013-06-10 | アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド | イオン注入システム中のイオン源の寿命および性能を向上させる方法および装置 |
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| JP2016524273A (ja) * | 2013-05-02 | 2016-08-12 | プラクスエア・テクノロジー・インコーポレイテッド | 濃縮セレンイオン注入のための供給源および方法 |
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| JP2016524793A (ja) * | 2013-05-21 | 2016-08-18 | インテグリス・インコーポレーテッド | 濃縮されたケイ素前駆体組成物およびこれを利用するための装置および方法 |
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