JPS63153817A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS63153817A JPS63153817A JP61302110A JP30211086A JPS63153817A JP S63153817 A JPS63153817 A JP S63153817A JP 61302110 A JP61302110 A JP 61302110A JP 30211086 A JP30211086 A JP 30211086A JP S63153817 A JPS63153817 A JP S63153817A
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
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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】
〔概要〕
本発明の半導体装置の製造方法は、集束イオンビームの
電流密度を変化させながら走査して半導体基板表面に該
イオンビームを注入することを特許とする。これにより
マスクなしに半導体基板表面の微細領域に傾斜ポテンシ
ャルを有する不純物領域な形成することができる。
電流密度を変化させながら走査して半導体基板表面に該
イオンビームを注入することを特許とする。これにより
マスクなしに半導体基板表面の微細領域に傾斜ポテンシ
ャルを有する不純物領域な形成することができる。
（産業上の利用分野）
本発明は半導体装置の製造方法に関するものであり、更
に詳しく言えば電荷転送の転送路として用いられる傾斜
ポテンシャルを有する不純物領域を形成する方法に関す
るものである。
に詳しく言えば電荷転送の転送路として用いられる傾斜
ポテンシャルを有する不純物領域を形成する方法に関す
るものである。
〔従来の技喜〕 ・
傾斜ポテンシャルを有する不純物領域を利用して電荷転
送する方法は、２次元のインターライン型の固体撮像装
置の垂直転送路に多く用いられている。これはＣＯＤ等
の能動素子で構成する場合に比べ、小面積で形成できる
からである。
送する方法は、２次元のインターライン型の固体撮像装
置の垂直転送路に多く用いられている。これはＣＯＤ等
の能動素子で構成する場合に比べ、小面積で形成できる
からである。
第３図は従来の傾斜ポテンシャルを有する不純物領域の
形成方法を説明する図であり、１はｐｙＩＩＳｉ基板、
２はＳｉ基板ｌ上に形成された５ｉＯｚｌ！である。
形成方法を説明する図であり、１はｐｙＩＩＳｉ基板、
２はＳｉ基板ｌ上に形成された５ｉＯｚｌ！である。
３はイオン注入マスク用のレジスト膜であり、該レジス
ト膜には、図のように左方から右方に向かうて開口幅が
徐々に大きくなったスリット、（ターンが形成されてい
る。なお右端は、傾斜ポテンシャルの不純物領域から転
送された電荷を紙面に対して垂直方向に転送するための
ＣＯＤの不純物領域であり、開口幅は十分大きい。
ト膜には、図のように左方から右方に向かうて開口幅が
徐々に大きくなったスリット、（ターンが形成されてい
る。なお右端は、傾斜ポテンシャルの不純物領域から転
送された電荷を紙面に対して垂直方向に転送するための
ＣＯＤの不純物領域であり、開口幅は十分大きい。
この状態で上方から！１型不純物イオン（例えばリンイ
オン）を注入し、更に活性化のための熱熱理を行なうと
、熱拡散により図において、横方向に不純物濃度が連続
的に変化して分布する状態となる。これにより傾斜ポテ
ンシャルを有する不純物領域を形成することができる。
オン）を注入し、更に活性化のための熱熱理を行なうと
、熱拡散により図において、横方向に不純物濃度が連続
的に変化して分布する状態となる。これにより傾斜ポテ
ンシャルを有する不純物領域を形成することができる。
（発明が解決しようとする問題点〕
ところで従来例のレジスト膜にスリットパターンを形成
して不純物を注入する方法によれば、スリットの形成に
微細加工を要し、特にスリットの小さいところでは適正
寸法のパターニングが困難である。このため不純物濃度
分布にムラが生じて傾斜ポテンシャルに凹凸ができ、転
送効率の低下を招く。
して不純物を注入する方法によれば、スリットの形成に
微細加工を要し、特にスリットの小さいところでは適正
寸法のパターニングが困難である。このため不純物濃度
分布にムラが生じて傾斜ポテンシャルに凹凸ができ、転
送効率の低下を招く。
本発明はかかる従来例の問題点に鑑みて創作されたもの
で、不純物濃度分布の制御が容易で、所定の傾斜ポテン
シャルを有する不純物領域が形成可能な半導体装置の製
造方法の提供を目的とする。
で、不純物濃度分布の制御が容易で、所定の傾斜ポテン
シャルを有する不純物領域が形成可能な半導体装置の製
造方法の提供を目的とする。
本発明の第１の製造装置の製造方法は、集束イオンビー
ムの電流密度を連続的に、又は、ステップ状に変化させ
ながら該イオンビームを走査することにより、一導電型
の半導体基板表面に傾斜ポテンシャルを有する反対導電
型の不純物領域を形成することを特徴とする。
ムの電流密度を連続的に、又は、ステップ状に変化させ
ながら該イオンビームを走査することにより、一導電型
の半導体基板表面に傾斜ポテンシャルを有する反対導電
型の不純物領域を形成することを特徴とする。
本発明の第２の半導体装置の製造方法は、集束イオンビ
ームの電流密度を連続的に又はステップ状に変換させな
がら該イオンビームを走査し、また前記工程前、又は前
記工程後に半導体基板と反対導電型の不純物イオンの集
束イオンビームを電流密度を一定にして走査することに
より、または拡散法を用いて半導体基板と反対導電型の
不純物を均一にドープすることにより、一導電型の半導
体基板表面に傾斜ポテンシャルを有する反対導電型の不
純物領域を形成することを特徴とする。
ームの電流密度を連続的に又はステップ状に変換させな
がら該イオンビームを走査し、また前記工程前、又は前
記工程後に半導体基板と反対導電型の不純物イオンの集
束イオンビームを電流密度を一定にして走査することに
より、または拡散法を用いて半導体基板と反対導電型の
不純物を均一にドープすることにより、一導電型の半導
体基板表面に傾斜ポテンシャルを有する反対導電型の不
純物領域を形成することを特徴とする。
集束イオンのビーム径は０．１〜Ｉｇｍと非常に小さい
ため、マスクなしに基板の所定の微細領域に直接イオン
注入できる。このイオン注入のドーズ量はイオンビーム
の電流密度で決定される。従って１例えば計算機制御に
よってイオンビームの電流密度を徐々に連続的に上昇さ
せて走査することにより、傾斜ポテンシャルを生成する
不純物領域を形成することができる。
ため、マスクなしに基板の所定の微細領域に直接イオン
注入できる。このイオン注入のドーズ量はイオンビーム
の電流密度で決定される。従って１例えば計算機制御に
よってイオンビームの電流密度を徐々に連続的に上昇さ
せて走査することにより、傾斜ポテンシャルを生成する
不純物領域を形成することができる。
同様に、イオンビームの電流密度をステップ状に上昇さ
せて走査することにより、傾斜ポテンシャルを生成する
不純物領域を形成することができる。
せて走査することにより、傾斜ポテンシャルを生成する
不純物領域を形成することができる。
次に図を参照しながら本発明の実施例について説明する
。第１図は固体撮像装置に適用された第１の本発明の詳
細な説明図である。
。第１図は固体撮像装置に適用された第１の本発明の詳
細な説明図である。
同図（ａ）は傾斜ポテンシャルを有する不純物領域を形
成する方法を示す断面図、同図（ｂ）は集束イオンビー
ムの走査方向に対するビームの電流密度の変化を示す図
、同図（Ｃ）は注入イオンの不純物濃度分布を示す図、
同図（ｄ）はポテンシャル分布を示す図である。
成する方法を示す断面図、同図（ｂ）は集束イオンビー
ムの走査方向に対するビームの電流密度の変化を示す図
、同図（Ｃ）は注入イオンの不純物濃度分布を示す図、
同図（ｄ）はポテンシャル分布を示す図である。
なお同図（ａ）における第１の転送ゲート、蓄積ゲート
、第２の転送ゲートは傾斜ポテンシャルの不純物領域か
ら転送された電荷をＣＯＤに排出する手段であり、また
該ＣＯＤは紙面垂直方向に電荷を転送する手段である。
、第２の転送ゲートは傾斜ポテンシャルの不純物領域か
ら転送された電荷をＣＯＤに排出する手段であり、また
該ＣＯＤは紙面垂直方向に電荷を転送する手段である。
いまｐ型Ｓｉ基板４（基板濃度ＩＸ１０１ｌＸ１０１Ｓ
に傾斜ポテンシャルを有するｎ型不純物領域を形成する
ためビーム径０．１１Ｌｍφのリンイオン（Ｐ・）の集
束イオンビームを加速エネルギー１００Ｋｅｌｆ、ビー
ム走査速度１０ Ｃｍ ／ Ｓの条件で走査する。この
とき集束イオンビームの電流密度は液体金属イオン源に
加える電界強度を計算機によって制御することにより、
１０〜２０ｍＡ／Ｃｍ２ と変化させる。これにより第
２図に示すようにＳｉ基板上に実効ドーズ量５〜１０Ｘ
１０ｔ５／ｃｍ２ で注入することができる。
に傾斜ポテンシャルを有するｎ型不純物領域を形成する
ためビーム径０．１１Ｌｍφのリンイオン（Ｐ・）の集
束イオンビームを加速エネルギー１００Ｋｅｌｆ、ビー
ム走査速度１０ Ｃｍ ／ Ｓの条件で走査する。この
とき集束イオンビームの電流密度は液体金属イオン源に
加える電界強度を計算機によって制御することにより、
１０〜２０ｍＡ／Ｃｍ２ と変化させる。これにより第
２図に示すようにＳｉ基板上に実効ドーズ量５〜１０Ｘ
１０ｔ５／ｃｍ２ で注入することができる。
この後、温度８００℃で１時間程度の熱処理を施すと注
入イオンは活性化し、第２図に示すように、３〜１０ｅ
Ｖの範囲の傾斜ポテンシャルを有するｎ塁不純物領域Ｂ
が形成される。
入イオンは活性化し、第２図に示すように、３〜１０ｅ
Ｖの範囲の傾斜ポテンシャルを有するｎ塁不純物領域Ｂ
が形成される。
いまｎＩ！不純物領域６の長さを７ ｍ ｍとすると、
ポテンシャルの勾配、すなわち電界は１０ ｅ Ｖ ／
ｃ ｍ程度となる。従って電子の移動度を１５００ｃ
ｍ２／マ１１３と仮定すれば、ｎ！！不純、物領域６
の左方から第１の転送ゲートまで転送に要する時間は４
７ＪＬ３となる。ところで画素数が５００ Ｘ４００の
固体撮像素子において３０フレーム／Ｓの読み出しを行
なう場合、各画素から読み出す平均の転送時間は８３Ｉ
Ｌｓであるから、実施例によれば十分な時間的余裕があ
る。
ポテンシャルの勾配、すなわち電界は１０ ｅ Ｖ ／
ｃ ｍ程度となる。従って電子の移動度を１５００ｃ
ｍ２／マ１１３と仮定すれば、ｎ！！不純、物領域６
の左方から第１の転送ゲートまで転送に要する時間は４
７ＪＬ３となる。ところで画素数が５００ Ｘ４００の
固体撮像素子において３０フレーム／Ｓの読み出しを行
なう場合、各画素から読み出す平均の転送時間は８３Ｉ
Ｌｓであるから、実施例によれば十分な時間的余裕があ
る。
なお実施例では、集束イオンビームの電流密度を連続的
に変化させる場合について説明したが、電流密度をステ
ップ状に変化させながら走査してもよい、この場合も熱
処理による活性化の結果、同様の単調増加する傾斜ポテ
ンシャルを有するｎｉｌ不純物領域を形成することがで
きる。
に変化させる場合について説明したが、電流密度をステ
ップ状に変化させながら走査してもよい、この場合も熱
処理による活性化の結果、同様の単調増加する傾斜ポテ
ンシャルを有するｎｉｌ不純物領域を形成することがで
きる。
次に第２の本発明の実施例について説明する。
この場合は、集束イオンビームの電流密度を連続的に、
又はステップ状に変化させて走査するとともに、該集束
イオンビームと反対導電型の集束イオンビームの電流密
度を一定に保って走査することにより、または拡散法に
よって反対導電型の不純物を均一にドープすることによ
り傾斜ポテンシャルを有する不純物領域を形成する。こ
のときの不純物の実効キャリア濃度はドナーイオンと７
クセブタイオンとの濃度差で与えられる。
又はステップ状に変化させて走査するとともに、該集束
イオンビームと反対導電型の集束イオンビームの電流密
度を一定に保って走査することにより、または拡散法に
よって反対導電型の不純物を均一にドープすることによ
り傾斜ポテンシャルを有する不純物領域を形成する。こ
のときの不純物の実効キャリア濃度はドナーイオンと７
クセブタイオンとの濃度差で与えられる。
このように第２の本発明の実施例によれば、実効キャリ
ア濃度がドナーイオンと７クセプタイオンとの濃度差で
与えられるので、一方の集束イオンビームだけではキャ
リア濃度の制御が困難な場合にも容易に所定の濃度に設
定することができるという効果がある。
ア濃度がドナーイオンと７クセプタイオンとの濃度差で
与えられるので、一方の集束イオンビームだけではキャ
リア濃度の制御が困難な場合にも容易に所定の濃度に設
定することができるという効果がある。
以上説明したように１本発明によれば集束イオンビーム
のビーム径が小さいので、微細構造のスリットパターン
のマスクを用いないで傾斜ポテンシャルを有する不純物
領域を形成することができる。これによりホトリソグラ
フィが不要となり。
のビーム径が小さいので、微細構造のスリットパターン
のマスクを用いないで傾斜ポテンシャルを有する不純物
領域を形成することができる。これによりホトリソグラ
フィが不要となり。
またドライ化が可能となるので、製造が容易となる。
第１図は本発明の実施例に係る半導体装１の製造方法を
説明する図、 第２図は本発明の実施例によって形成された半導体装置
の特性を説明する図、 第３図は従来例の半導体装置の製造方法を説明する図で
ある。 （符号の説明） １．４・・・ｐＨｓｉ基板。 ２．５・・・５ｉ０２膜。 ３・・・レジスト膜、 ６・・・ｎ１ｊｌ不純物領域。
説明する図、 第２図は本発明の実施例によって形成された半導体装置
の特性を説明する図、 第３図は従来例の半導体装置の製造方法を説明する図で
ある。 （符号の説明） １．４・・・ｐＨｓｉ基板。 ２．５・・・５ｉ０２膜。 ３・・・レジスト膜、 ６・・・ｎ１ｊｌ不純物領域。
Claims (2)
- （１）集束イオンビームの電流密度を連続的に、又は、
ステップ状に変化させながら該イオンビームを走査する
ことにより、一導電型の半導体基板表面に傾斜ポテンシ
ャルを有する反対導電型の不純物領域を形成することを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - （２）集束イオンビームの電流密度を連続的に又はステ
ップ状に変換させながら該イオンビームを走査し、また
前記工程前、又は前記工程後に半導体基板と反対導電型
の不純物イオンの集束イオンビームを電流密度を一定に
して走査することにより、または拡散法を用いて半導体
基板と反対導電型の不純物を均一にドープすることによ
り、一導電型の半導体基板表面に傾斜ポテンシャルを有
する反対導電型の不純物領域を形成することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61302110A JPS63153817A (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61302110A JPS63153817A (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63153817A true JPS63153817A (ja) | 1988-06-27 |
Family
ID=17905048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61302110A Pending JPS63153817A (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63153817A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0436948A (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-06 | Shimadzu Corp | 半導体素子製造装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58223321A (ja) * | 1982-06-22 | 1983-12-24 | Toshiba Corp | イオン注入方法 |
| JPS6199381A (ja) * | 1984-10-22 | 1986-05-17 | Fujitsu Ltd | 電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-12-17 JP JP61302110A patent/JPS63153817A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58223321A (ja) * | 1982-06-22 | 1983-12-24 | Toshiba Corp | イオン注入方法 |
| JPS6199381A (ja) * | 1984-10-22 | 1986-05-17 | Fujitsu Ltd | 電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0436948A (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-06 | Shimadzu Corp | 半導体素子製造装置 |
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