JPS63202018A - 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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- JPS63202018A JPS63202018A JP3478487A JP3478487A JPS63202018A JP S63202018 A JPS63202018 A JP S63202018A JP 3478487 A JP3478487 A JP 3478487A JP 3478487 A JP3478487 A JP 3478487A JP S63202018 A JPS63202018 A JP S63202018A
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- Drying Of Semiconductors (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。
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〕
この発明は半導体装置の製造方法に関し、特に不純物添
加（ドーピング）工程のうちでもその高速化・高集積化
に重要なイオン注入技術に関する。
加（ドーピング）工程のうちでもその高速化・高集積化
に重要なイオン注入技術に関する。
一般に、半導体装置用のイオン注入装置は、次の２種類
に大別される。
に大別される。
（１）中電流イオン注入装置（注入ｆｆ１２Ｘ１０１１
〜５ Ｘ １０ ”ｃｍ−２位まで） 第５図のように、軸チャネリングを避けるため、鉛直面
から傾斜角（φ）が７°傾いたプラテン１の表面に半導
体基板（ウェーハ）２をセットして、水平方向１１Ｂ
＋ 、 ３１ｐ ＋ 、 ７５Ａ ｓ＋などのイオンビ
ーム１０を注入するものである。このイオンビーム１０
は、通常１．５ｒｎはど離れたところから電界により上
下、左右に約２．５°遍向されて、ウェーハ全面を静電
スキャンしている。従って、イオンビームのウェーハ２
に対する入射角は、上下方向に７±２．５°、左右方向
に上２゜５゜になっている。
〜５ Ｘ １０ ”ｃｍ−２位まで） 第５図のように、軸チャネリングを避けるため、鉛直面
から傾斜角（φ）が７°傾いたプラテン１の表面に半導
体基板（ウェーハ）２をセットして、水平方向１１Ｂ
＋ 、 ３１ｐ ＋ 、 ７５Ａ ｓ＋などのイオンビ
ーム１０を注入するものである。このイオンビーム１０
は、通常１．５ｒｎはど離れたところから電界により上
下、左右に約２．５°遍向されて、ウェーハ全面を静電
スキャンしている。従って、イオンビームのウェーハ２
に対する入射角は、上下方向に７±２．５°、左右方向
に上２゜５゜になっている。
（２）高電流イオン注入装置く注入ｆｆ１５Ｘ１０１５
ｃｍ を越えるもの） 第６図のように、ディスク３の外周にウェーハ２が１０
〜２０枚固定されている。イオンビーム１０ち固定され
ていて、ディスク３が毎分８００回転しながら回転軸と
直交する左右方向に１回かＪｔ数十回平行移動して全ウ
ェーハ表面をメカニカルスキャンしている。
ｃｍ を越えるもの） 第６図のように、ディスク３の外周にウェーハ２が１０
〜２０枚固定されている。イオンビーム１０ち固定され
ていて、ディスク３が毎分８００回転しながら回転軸と
直交する左右方向に１回かＪｔ数十回平行移動して全ウ
ェーハ表面をメカニカルスキャンしている。
この場合は、中電流イオン注入装置とは違ってディスク
３の表面とウェーハ２の表面は平行で、イオンビーム１
０がウェーハ２の垂直入射する（入射角０°）ようにな
ったものが多い。これはＬ Ｄ Ｄ （Ｌｉｇｂｔｌｙ
Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）ｉ造などで、シャドウ現象
によるオフセットゲート効果を防止するためである。
３の表面とウェーハ２の表面は平行で、イオンビーム１
０がウェーハ２の垂直入射する（入射角０°）ようにな
ったものが多い。これはＬ Ｄ Ｄ （Ｌｉｇｂｔｌｙ
Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）ｉ造などで、シャドウ現象
によるオフセットゲート効果を防止するためである。
このような中電流イオン注入装置を用いてバイポーラ集
積回路のイオン注入を行なう工程で、この集積回路中に
形成される抵抗素子の抵抗値のばらつきが±５〜±１５
％もあり、トランジスタの電流増幅率のばらつきはその
数倍にも達している。この理由は次のように説明される
。
積回路のイオン注入を行なう工程で、この集積回路中に
形成される抵抗素子の抵抗値のばらつきが±５〜±１５
％もあり、トランジスタの電流増幅率のばらつきはその
数倍にも達している。この理由は次のように説明される
。
バイポーラ集積回路用の半導体基板の結晶面は正確な（
１１１）面ではなく、エピタキシャル成長時のフィシュ
アイ転位欠陥の発生を防ぐため、第７図に示すように、
オフオリエンテーション角として右向きに４°ずらしで
あるのが一般的である。
１１１）面ではなく、エピタキシャル成長時のフィシュ
アイ転位欠陥の発生を防ぐため、第７図に示すように、
オフオリエンテーション角として右向きに４°ずらしで
あるのが一般的である。
このためイオン注入の際、オリエンテーションフラット
（ＯＦ）２１が右側に来たときは、チャネリングを防ぐ
ためのプラテン傾角（通常７°）をオフオリエンテーシ
ョン角４°がキャンセルすることになるうえ、静電スキ
ャン角±２．４°を考えると、ウェーハ上下方向でイオ
ンビームのウェーハの（１１１）面に対する入射角が３
゜ニ２１° （０，６°〜５．４°〉となって、入射角
０６°のウェーハ上部では完全にチャネリングして、注
入イオンが深く侵入して層抵抗が小さくなり、入射角５
・１°のウェーハ下部では正常なイオン注入が行なわれ
、特性のばらつきが大きくなる。
（ＯＦ）２１が右側に来たときは、チャネリングを防ぐ
ためのプラテン傾角（通常７°）をオフオリエンテーシ
ョン角４°がキャンセルすることになるうえ、静電スキ
ャン角±２．４°を考えると、ウェーハ上下方向でイオ
ンビームのウェーハの（１１１）面に対する入射角が３
゜ニ２１° （０，６°〜５．４°〉となって、入射角
０６°のウェーハ上部では完全にチャネリングして、注
入イオンが深く侵入して層抵抗が小さくなり、入射角５
・１°のウェーハ下部では正常なイオン注入が行なわれ
、特性のばらつきが大きくなる。
Ｍ ＯＳ集積回路では、高電流イオン注入装置でイオン
注入を行なう工程で抵抗素子の抵抗値のばらつきが±１
０％にも達し、ＭＯＳ ＦＥ”ＦのＶ、のはらつきも
大きい。
注入を行なう工程で抵抗素子の抵抗値のばらつきが±１
０％にも達し、ＭＯＳ ＦＥ”ＦのＶ、のはらつきも
大きい。
このＭｏ ｓ ｚ積回路は、通常エピタキシャル成長を
行なわないので、正確な（１００）面の半導体基板くオ
フオリエンテーションのないもの）が用いられる。その
ために、垂直（イオンビーム入射角Ｏ°）にイオン注入
する高′１ｕ流イオン注入装置ではウェーハ全面にわた
ってチャネリングを起すことになる。実際には、クラン
プリングによってウェーハがディスクの冷却板に押えつ
けられ、凸面になってウェーハ周辺部ではイオンビーム
の入射角か２°近くに達するため、ウェーハの中央部の
みで注入イオンがチャネリングして侵入深さが大きくな
る傾向がみられる。
行なわないので、正確な（１００）面の半導体基板くオ
フオリエンテーションのないもの）が用いられる。その
ために、垂直（イオンビーム入射角Ｏ°）にイオン注入
する高′１ｕ流イオン注入装置ではウェーハ全面にわた
ってチャネリングを起すことになる。実際には、クラン
プリングによってウェーハがディスクの冷却板に押えつ
けられ、凸面になってウェーハ周辺部ではイオンビーム
の入射角か２°近くに達するため、ウェーハの中央部の
みで注入イオンがチャネリングして侵入深さが大きくな
る傾向がみられる。
このイオン注入工程では、注入量によって中電流イオン
注入装置と高電流イオン注入装置を使い分けていて、は
とんど総ての半導体装置は両方のタイプのイオン注入装
置を使い分けなければならないため、いずれかの装置に
よるチャネリング発生の片寄りによる大きなばらつきを
避けることかできなかった９ 本発明の目的は、このような問題を解決し、中電流イオ
ン注入装置、高電流イオン注入装置のいずれでイオン注
入してもばらつきが大きくならないようにした半導体装
置の製造方法を提供することにある。
注入装置と高電流イオン注入装置を使い分けていて、は
とんど総ての半導体装置は両方のタイプのイオン注入装
置を使い分けなければならないため、いずれかの装置に
よるチャネリング発生の片寄りによる大きなばらつきを
避けることかできなかった９ 本発明の目的は、このような問題を解決し、中電流イオ
ン注入装置、高電流イオン注入装置のいずれでイオン注
入してもばらつきが大きくならないようにした半導体装
置の製造方法を提供することにある。
本発明の半導体装置の製造方法は、所定のオフオリエン
テーション角を設定した半導体基板を、所定傾角のプラ
テン上に載置し、この半導体基板面のオリエンテーショ
ンフラットか水平に対して所定角範囲だけ傾斜させてイ
オン注入装置からのイオンビームを前記半導体基板上に
照射してイオン注入することにより、イオン注入による
抵抗値のばらつきを抑えるようにしたことを特徴とする
。
テーション角を設定した半導体基板を、所定傾角のプラ
テン上に載置し、この半導体基板面のオリエンテーショ
ンフラットか水平に対して所定角範囲だけ傾斜させてイ
オン注入装置からのイオンビームを前記半導体基板上に
照射してイオン注入することにより、イオン注入による
抵抗値のばらつきを抑えるようにしたことを特徴とする
。
次に図面により本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例を説明するイオン注入時の斜
視図である。イオンビーム１０の注入される基板（ウェ
ーハ）２は傾斜角φのプラテン１上に設置されている。
視図である。イオンビーム１０の注入される基板（ウェ
ーハ）２は傾斜角φのプラテン１上に設置されている。
中電流イオン注入装置には、半導体からなるウェーハ２
のオリエンテーションフラッ１−２１を任意の角度に揃
える機構がなく、たとえ揃えてからセットしても装置内
で、まちまちの角度に回転してしまうものが多かったが
、最近オリエンテーションフラットを一定の方向に揃え
（フラットファインダと呼ばれている）てから、任意の
一定角度回転する（フラットアライナまたはオリエンタ
と呼ばれている）機構を備えた装置が発表された。
のオリエンテーションフラッ１−２１を任意の角度に揃
える機構がなく、たとえ揃えてからセットしても装置内
で、まちまちの角度に回転してしまうものが多かったが
、最近オリエンテーションフラットを一定の方向に揃え
（フラットファインダと呼ばれている）てから、任意の
一定角度回転する（フラットアライナまたはオリエンタ
と呼ばれている）機構を備えた装置が発表された。
そこでオリエンテーションフラット２１を、第１図の右
方向をスタート地点とし、反時計回りに回転角θ°回転
してイオン注入したサンプルウェーハ２についてアニー
ル後の層抵抗を測定して、第３図の特性図のような結果
を得た。この特性図によると、予想通りオリエンテーシ
ョンフラット２１が右側を向いたとき（θ＝０°のとき
）、プラテン１の傾角φをウェーハ２のオフオリエンテ
ーション角がキャンセルするために、最もチャネリング
しやすく、不純物分布が深さ方向に広がって層抵抗が小
さくなることがわかる。
方向をスタート地点とし、反時計回りに回転角θ°回転
してイオン注入したサンプルウェーハ２についてアニー
ル後の層抵抗を測定して、第３図の特性図のような結果
を得た。この特性図によると、予想通りオリエンテーシ
ョンフラット２１が右側を向いたとき（θ＝０°のとき
）、プラテン１の傾角φをウェーハ２のオフオリエンテ
ーション角がキャンセルするために、最もチャネリング
しやすく、不純物分布が深さ方向に広がって層抵抗が小
さくなることがわかる。
このプラテン傾角７°をオフオリエンテーション角４６
がキャンセルするオリエンテーションフラットを右方向
（θ−０”）にセットすると、チャネリングによるばら
つき、が大きいからといってオリエンテーションフラッ
トを正反対の左方向（θ＝１８０°）にすると、プラテ
ン傾角７°にオフオリエンテーション角４°が加わって
、最もチャネリングしやずい＜１１０＞軸に近づくため
少し層抵抗が下がってしまう。
がキャンセルするオリエンテーションフラットを右方向
（θ−０”）にセットすると、チャネリングによるばら
つき、が大きいからといってオリエンテーションフラッ
トを正反対の左方向（θ＝１８０°）にすると、プラテ
ン傾角７°にオフオリエンテーション角４°が加わって
、最もチャネリングしやずい＜１１０＞軸に近づくため
少し層抵抗が下がってしまう。
従って、第３図かられかるように回転角θが７０ｏ （
第２図＜ａ））、１１０’ 、２５０゜（第２図（ｂ）
）、２９０°のオリエンテーションフラットを水平から
２０°回転した方向にセットしてイオン注入することに
よって、チャネリングによるばらつきを最小にすること
ができることがわかる。
第２図＜ａ））、１１０’ 、２５０゜（第２図（ｂ）
）、２９０°のオリエンテーションフラットを水平から
２０°回転した方向にセットしてイオン注入することに
よって、チャネリングによるばらつきを最小にすること
ができることがわかる。
この場合、高電流イオン注入装置によるイオン注入工程
においては、オフオリエンテーション角４°があるため
、イオンビームの入射角が０°でも注入イオンのチャネ
リングを避けることができる。
においては、オフオリエンテーション角４°があるため
、イオンビームの入射角が０°でも注入イオンのチャネ
リングを避けることができる。
このように形成されたウェーハの抵抗値は、そのばらつ
きが従来の±５〜±１５％であったものが、本実施例で
は±２〜±８％までに改善した結果が得られた。
きが従来の±５〜±１５％であったものが、本実施例で
は±２〜±８％までに改善した結果が得られた。
〔実施例２〕
ＭＯ３集積回路では、オフオリエンテーション角のない
正確な（１００）面の半導体基板が用いられることが多
い。従って、高電流イオン注入装置を用いたイオン注入
工程による抵抗値のばらつきを低減するには、次のよう
にすればいいことがわかる。
正確な（１００）面の半導体基板が用いられることが多
い。従って、高電流イオン注入装置を用いたイオン注入
工程による抵抗値のばらつきを低減するには、次のよう
にすればいいことがわかる。
半導体基板２の結晶軸を正確な（１００）面ではなくて
、例えば第４図のように、オフオリエンテーション角と
して＜１１１＞軸方向に４°傾ければ、イオンビーム１
０の入射角がＯｏであってもチャネリングが起らない。
、例えば第４図のように、オフオリエンテーション角と
して＜１１１＞軸方向に４°傾ければ、イオンビーム１
０の入射角がＯｏであってもチャネリングが起らない。
この場合も中電流イオン注入装置によるイオン注入工程
においては、第２図（ａ）、（ｂ）のようにオリエンテ
ーションフラットを水平から２０°回転した方向でイオ
ン注入することによって最も均一性が良くなることがわ
かった。
においては、第２図（ａ）、（ｂ）のようにオリエンテ
ーションフラットを水平から２０°回転した方向でイオ
ン注入することによって最も均一性が良くなることがわ
かった。
なお、オフオリエンテーション角をＯｏから４°に変更
するには、インゴットからウェーハをスライスするとき
、少し傾けるだけで済み、この場合、収率が０．４％下
がるのと、ＭＯ３集積回路内の電界効果トランジスタの
相互コンダクタンスｇｍが５％小さくなるだけなので、
その影響は無視することができる。
するには、インゴットからウェーハをスライスするとき
、少し傾けるだけで済み、この場合、収率が０．４％下
がるのと、ＭＯ３集積回路内の電界効果トランジスタの
相互コンダクタンスｇｍが５％小さくなるだけなので、
その影響は無視することができる。
以上説明したように、本発明は、半導体基板のオフオリ
エンテーション角を４°として、イオンビームの入射角
が０°の高電流イオン注入装置ではそのままでイオン注
入し、中電流イオン注入装置でイオン注入するときはプ
ラテンの傾角７°がオフオリテンチージョン角４°で゛
キャンセルされないように半導体基板のオリエンテーシ
ョンフラツ１〜をセラ１〜することによって、抵抗素子
の抵抗値のイオン注入に起因するばらつきを半減するこ
とが可能となり、集積回路を構成するトランジスタやダ
イオードも、よく揃った特性のものが得られるようにな
るという効果がある。
エンテーション角を４°として、イオンビームの入射角
が０°の高電流イオン注入装置ではそのままでイオン注
入し、中電流イオン注入装置でイオン注入するときはプ
ラテンの傾角７°がオフオリテンチージョン角４°で゛
キャンセルされないように半導体基板のオリエンテーシ
ョンフラツ１〜をセラ１〜することによって、抵抗素子
の抵抗値のイオン注入に起因するばらつきを半減するこ
とが可能となり、集積回路を構成するトランジスタやダ
イオードも、よく揃った特性のものが得られるようにな
るという効果がある。
第１図は本発明の一実施例を説明するイオン注入装置の
斜ｒ見図、第２図（ａ）、（ｂ）は本実施例の配置例を
示す斜視図、第３図は本発明の詳細な説明するオリエン
テーションフラットの回転角θと層抵抗ρ５との関係を
示す特性図、第４図は本発明の第２の実施例に用いられ
るＭＯ３集積回路用基板の結晶軸のオフオリエンテーシ
ョンを示す平面図と側面図、第５図は従来の中電流イオ
ン注入装置によるイオン注入時の斜視図、第６図は従来
の高電流イオン注入装置によるイオン注入時の斜視図、
第７図は一般のバイポーラ集積回路用基板の結晶軸のオ
フオリエンテーションを示す平面図および側面図である
。 １・・・中電流イオン注入装置のプラテン、２・・・半
導体基板（ウェーハ）、２１・・・オリエンテーション
フラット（ＯＦ）、３・・・高電流イオン注入装置のデ
ィスク、１０・・・イオンビーム。 代理人 弁理士 内 原 晋と治）タヒ オリエンテーションフラットの回転角 θ１第
３図
斜ｒ見図、第２図（ａ）、（ｂ）は本実施例の配置例を
示す斜視図、第３図は本発明の詳細な説明するオリエン
テーションフラットの回転角θと層抵抗ρ５との関係を
示す特性図、第４図は本発明の第２の実施例に用いられ
るＭＯ３集積回路用基板の結晶軸のオフオリエンテーシ
ョンを示す平面図と側面図、第５図は従来の中電流イオ
ン注入装置によるイオン注入時の斜視図、第６図は従来
の高電流イオン注入装置によるイオン注入時の斜視図、
第７図は一般のバイポーラ集積回路用基板の結晶軸のオ
フオリエンテーションを示す平面図および側面図である
。 １・・・中電流イオン注入装置のプラテン、２・・・半
導体基板（ウェーハ）、２１・・・オリエンテーション
フラット（ＯＦ）、３・・・高電流イオン注入装置のデ
ィスク、１０・・・イオンビーム。 代理人 弁理士 内 原 晋と治）タヒ オリエンテーションフラットの回転角 θ１第
３図
Claims (2)
- （１）所定のオフオリエンテーション角を設定した半導
体基板を、所定傾角のプラテン上に載置し、この半導体
基板面のオリエンテーションフラットが水平に対して所
定角範囲だけ傾斜させてイオン注入装置からのイオンビ
ームを前記半導体基板上に照射してイオン注入すること
により、イオン注入による抵抗値のばらつきを抑えるよ
うにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - （２）オフオリエンテーション角を４°とし、プラテン
の傾角を７°とした時、オリエンテーションフラットの
回転角が水平に対して±２０°である特許請求の範囲第
１項記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3478487A JPS63202018A (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3478487A JPS63202018A (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63202018A true JPS63202018A (ja) | 1988-08-22 |
Family
ID=12423904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3478487A Pending JPS63202018A (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63202018A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63274767A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-11 | Mitsubishi Electric Corp | イオン注入方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61179531A (ja) * | 1985-02-04 | 1986-08-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 結晶へのイオン注入方法 |
-
1987
- 1987-02-17 JP JP3478487A patent/JPS63202018A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61179531A (ja) * | 1985-02-04 | 1986-08-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 結晶へのイオン注入方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63274767A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-11 | Mitsubishi Electric Corp | イオン注入方法 |
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