JPH01241738A - 液体金属イオン源 - Google Patents
液体金属イオン源Info
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- JPH01241738A JPH01241738A JP6875988A JP6875988A JPH01241738A JP H01241738 A JPH01241738 A JP H01241738A JP 6875988 A JP6875988 A JP 6875988A JP 6875988 A JP6875988 A JP 6875988A JP H01241738 A JPH01241738 A JP H01241738A
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- Electron Sources, Ion Sources (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】
〔目 次〕
概要
産業上の利用分野
従来の技術 (第3図)発明が解決しよ
うとする課題(第4図)課題を解決するための手段 作用 実施例 本発明の1実施例 (第1.2図)発明の効果 〔概 要〕 液体金属イオン源に関し、 ターゲット上でのビーム径を容易に小さくすることがで
きるうえ、イオンビームにおけるイオン電流密度分布が
すそをほとんど引かないようにすることができる液体金
属イオン源を提供することを目的としている。
うとする課題(第4図)課題を解決するための手段 作用 実施例 本発明の1実施例 (第1.2図)発明の効果 〔概 要〕 液体金属イオン源に関し、 ターゲット上でのビーム径を容易に小さくすることがで
きるうえ、イオンビームにおけるイオン電流密度分布が
すそをほとんど引かないようにすることができる液体金
属イオン源を提供することを目的としている。
液体金属溜内に少なくとも液体金属源とエミッタチップ
を有する液体金属イオン源において、前記液体金属源を
、PL−3t合金で構成する。
を有する液体金属イオン源において、前記液体金属源を
、PL−3t合金で構成する。
本発明は、液体金属イオン源に係り、詳しくは、特に微
細なイオンビームを安定に形成することができる液体金
属イオン源に関する。
細なイオンビームを安定に形成することができる液体金
属イオン源に関する。
液体金属イオンは、液体金属溜、エミフタチソプにニー
ドルともいう)、液体金属源(例えば単体の金属ではG
a、I n、B i、Au等)から構成されており、例
えばイオンビーム照射装置のイオン源として使用される
ものである。この装置は液体金属イオン源の他に静電レ
ンズ、偏向器、EXB質量分離器等で構成されており、
例えばGaAs’Jの化合物半導体へのマスクレスイオ
ン注入(レジスト等を用いないイオン注入のこと)を行
うことができる。不純物としては、P型不純物ではBe
、Zn、n型不純物ではSiがよく用いられる。また液
体金属イオン源から放出されるイオンは静電レンズを用
いることにより微細スポット(要求されている微細スポ
ット径は0.1μm以下)に絞られ、液体金属イオン源
から放出されるイオンにより形成される微細な集束イオ
ンビーム(以下、単にイオンビームと記す)は偏向器に
よりターゲット上の任意の場所に照射される。更に液体
金属源として合金を用いる場合、通常合金を構成する全
ての金属イオンが放出され、これらの種々のイオンはE
XB質量分離器を用いることにより所望のイオン種だけ
を選択することができる。
ドルともいう)、液体金属源(例えば単体の金属ではG
a、I n、B i、Au等)から構成されており、例
えばイオンビーム照射装置のイオン源として使用される
ものである。この装置は液体金属イオン源の他に静電レ
ンズ、偏向器、EXB質量分離器等で構成されており、
例えばGaAs’Jの化合物半導体へのマスクレスイオ
ン注入(レジスト等を用いないイオン注入のこと)を行
うことができる。不純物としては、P型不純物ではBe
、Zn、n型不純物ではSiがよく用いられる。また液
体金属イオン源から放出されるイオンは静電レンズを用
いることにより微細スポット(要求されている微細スポ
ット径は0.1μm以下)に絞られ、液体金属イオン源
から放出されるイオンにより形成される微細な集束イオ
ンビーム(以下、単にイオンビームと記す)は偏向器に
よりターゲット上の任意の場所に照射される。更に液体
金属源として合金を用いる場合、通常合金を構成する全
ての金属イオンが放出され、これらの種々のイオンはE
XB質量分離器を用いることにより所望のイオン種だけ
を選択することができる。
ところで、液体金属イオン源から放出されるイオンによ
り微細なイオンビームを形成する場合、ターゲット上で
のビーム形状を決定する要素の1つに、放出されるイオ
ンの初速炭分布、すなわちエネルギー分布がある。
り微細なイオンビームを形成する場合、ターゲット上で
のビーム形状を決定する要素の1つに、放出されるイオ
ンの初速炭分布、すなわちエネルギー分布がある。
従って、このエネルギー分布を小さくしてターゲット上
でのビーム径を小さくできる液体金属イオン源が望まれ
ている。
でのビーム径を小さくできる液体金属イオン源が望まれ
ている。
第3図は従来の液体金属イオン源の一例の構成を示す概
略図である。
略図である。
1は例えばスチレンススチール(モリブデンでもよい)
からなる引き出し電極、2は例えばタンタルからなる液
体金属溜、3は例えばAu−Si−Be (Au−Si
、Pd−Ni−Si−Be−B合金でもよい)合金から
なる液体金属源、4はエミッタチップ(ニードルともい
う)、5は例えばタングステンからなるフィラメントで
、加熱手段として機能する。6は開口部、7はイオンで
ある。
からなる引き出し電極、2は例えばタンタルからなる液
体金属溜、3は例えばAu−Si−Be (Au−Si
、Pd−Ni−Si−Be−B合金でもよい)合金から
なる液体金属源、4はエミッタチップ(ニードルともい
う)、5は例えばタングステンからなるフィラメントで
、加熱手段として機能する。6は開口部、7はイオンで
ある。
次に、第3図に示す液体金属イオン源の動作原理につい
て簡単に説明する。
て簡単に説明する。
まず、Au−Si−Be合金の液体金属源3を液体金属
溜2内に充填し、フィラメント5を印加して液体金属溜
2、液体金属源3及びエミッタチップ4を加熱すること
により液体金属源3を溶解する。次いで、引き出し電極
1に対して、5〜10KVの正の電圧をエミッタチップ
4に印加する。
溜2内に充填し、フィラメント5を印加して液体金属溜
2、液体金属源3及びエミッタチップ4を加熱すること
により液体金属源3を溶解する。次いで、引き出し電極
1に対して、5〜10KVの正の電圧をエミッタチップ
4に印加する。
この時、第3図に示すA部の如く、エミックチップ4表
面上を、溶解した液体金属源3がつたわっていく、そし
て、エミッタチップ4の先端上の溶解した液体金属源3
がイオン化して、第3図に示す8部からイオン7 (A
u゛、Au!*、Si”、S i to等)が飛び出す
。
面上を、溶解した液体金属源3がつたわっていく、そし
て、エミッタチップ4の先端上の溶解した液体金属源3
がイオン化して、第3図に示す8部からイオン7 (A
u゛、Au!*、Si”、S i to等)が飛び出す
。
上記のような液体金属イオン源は、例えばイオンビー1
、照射装置のイオン源として使用することができ、例え
ばGaAs等の化合物半導体へのマスクレスイオン注入
を行うことができる。具体的には基板にソース、ドレイ
ン領域をイオン注入により形成する場合に利用できる。
、照射装置のイオン源として使用することができ、例え
ばGaAs等の化合物半導体へのマスクレスイオン注入
を行うことができる。具体的には基板にソース、ドレイ
ン領域をイオン注入により形成する場合に利用できる。
しかしながら、このような従来の液体金属イオン源にあ
っては、第4図に示す°ようにSiの1価イオンのエネ
ルギ分布が半値幅Cの如<15〜20e■と大きく、ま
たその分布はDの如く大きなすそを引いており、このよ
うなエネルギ分布を有するイオン種を用いてイオンビー
ムを形成すると、ターゲット上でのビーム径を小さくす
ることが難しくなるうえ、イオンビーム自身も大きくす
そをひいてしまうという問題点があった。
っては、第4図に示す°ようにSiの1価イオンのエネ
ルギ分布が半値幅Cの如<15〜20e■と大きく、ま
たその分布はDの如く大きなすそを引いており、このよ
うなエネルギ分布を有するイオン種を用いてイオンビー
ムを形成すると、ターゲット上でのビーム径を小さくす
ることが難しくなるうえ、イオンビーム自身も大きくす
そをひいてしまうという問題点があった。
そこで本発明は、ターゲット上でのビーム径を容易に小
さくすることができるうえ、イオンビームがすそをほと
んど引かないようにすることができる液体金属イオン源
を提供することを目的としている。
さくすることができるうえ、イオンビームがすそをほと
んど引かないようにすることができる液体金属イオン源
を提供することを目的としている。
本発明による液体金属イオン源は上記目的達成のため、
液体金属溜内に少なくとも液体金属源とエミ・7ターチ
ソプを有する液体金属イオン源において、前記液体金属
源を、Pt−Si合金で構成している。
液体金属溜内に少なくとも液体金属源とエミ・7ターチ
ソプを有する液体金属イオン源において、前記液体金属
源を、Pt−Si合金で構成している。
本発明において、液体金属源をPt−Si合金で構成し
たとは、液体金属源をPt−Si合金のみで構成する場
合の態様と、ptとSiの他に悪影響のない程度の金属
(例えば、Be、B等)を含有させて構成する場合の態
様とを含むものである。
たとは、液体金属源をPt−Si合金のみで構成する場
合の態様と、ptとSiの他に悪影響のない程度の金属
(例えば、Be、B等)を含有させて構成する場合の態
様とを含むものである。
本発明では、液体金属イオン源がPt−Si合金で構成
されている。
されている。
したがって、第2図に示すようにSiの1価イオンのエ
ネルギ分布が半値幅Eの如く5〜1QeVと小さく、ま
たその分布はFの如くすそを引いていない。このため、
このようなエネルギ分布を有するイオン種を用いてイオ
ンビームを形成すれば、ターゲット上でのビーム径が小
さくなり、イオンビーム自身がすそをほとんど引かなく
なる。
ネルギ分布が半値幅Eの如く5〜1QeVと小さく、ま
たその分布はFの如くすそを引いていない。このため、
このようなエネルギ分布を有するイオン種を用いてイオ
ンビームを形成すれば、ターゲット上でのビーム径が小
さくなり、イオンビーム自身がすそをほとんど引かなく
なる。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明に係る液体金属イオン源の一実施例の構
成を示す概略図である。
成を示す概略図である。
この図において、第3図と同一符号は同一または相当部
分を示し、3aはモル%がptで80%、Siで20%
の、PL−Si合金からなる液体金属源(本発明に係る
液体金属源に該当する)で融点がおよそ900℃である
。
分を示し、3aはモル%がptで80%、Siで20%
の、PL−Si合金からなる液体金属源(本発明に係る
液体金属源に該当する)で融点がおよそ900℃である
。
次に、その動作原理について説明する。
まず、動作原理自体は第3図に示す従来のものとほぼ同
様で、pt−st金合金液体金属源3aを液体金属溜2
内に充填し、フィラメント5を印加して液体金属溜2、
液体金属R3aおよびエミッタチップ4を加熱すること
により液体金属源3aが溶解する。次いで、液体金属源
3aを950〜1000℃に設定し、引き出し電極1に
対して6〜8KVの正の電圧をエミッタチップ4に印加
する。
様で、pt−st金合金液体金属源3aを液体金属溜2
内に充填し、フィラメント5を印加して液体金属溜2、
液体金属R3aおよびエミッタチップ4を加熱すること
により液体金属源3aが溶解する。次いで、液体金属源
3aを950〜1000℃に設定し、引き出し電極1に
対して6〜8KVの正の電圧をエミッタチップ4に印加
する。
この時、第1図に示すA部の如く、エミッタチップ4表
面上を、溶解した液体金属源3aがつたわっていく。そ
して、エミッタチップ4の先端上の溶解した液体金属源
3aがイオン化して、第1図に示すB部からイオン(P
M 、P t”、Si”、S2゛)が飛び出す。
面上を、溶解した液体金属源3aがつたわっていく。そ
して、エミッタチップ4の先端上の溶解した液体金属源
3aがイオン化して、第1図に示すB部からイオン(P
M 、P t”、Si”、S2゛)が飛び出す。
この液体金属イオン源は、第3図に示す従来のものと同
様、例えばイオンビーム照射装置のイオン源として使用
され、例えばGaAs等の化合物半導体へのマスクレス
イオン注入を行うことができる。
様、例えばイオンビーム照射装置のイオン源として使用
され、例えばGaAs等の化合物半導体へのマスクレス
イオン注入を行うことができる。
すなわち、上記実施例では、液体金属源3aをPt−S
i合金で構成したので、第2図に示すようにSiの1価
イオンのエネルギー分布が半値幅Eの如く5〜1QeV
と小さく、またその分布はFの如くすそを引いていない
。このため、このようなエネルギー分布を有するイオン
種を用いてイオンビームを形成すれば、ターゲット上で
のビーム径を容易に小さくすることができるうえ、イオ
ンビーム自身がすそをほとんど引かないようにすること
ができる。
i合金で構成したので、第2図に示すようにSiの1価
イオンのエネルギー分布が半値幅Eの如く5〜1QeV
と小さく、またその分布はFの如くすそを引いていない
。このため、このようなエネルギー分布を有するイオン
種を用いてイオンビームを形成すれば、ターゲット上で
のビーム径を容易に小さくすることができるうえ、イオ
ンビーム自身がすそをほとんど引かないようにすること
ができる。
上記実施例では、Siの1価イオンは2価のSiイオン
に比べて低加速エネルギーのイオンビームを形成する場
合に有利である。これは装置(例えばイオンビーム照射
装置)が例えば最大100に■、最小40Vというよう
に、下限が設定されている場合特に顕著となる。また、
基板に例えばソース、ドレイン領域を形成する際、上記
のようなSiの1価イオンを用いて低加速エネルギーで
イオン注入すれば、基板内へ入射するSiイオンの散乱
が小さいので、2価のSiイオンを用いる場合より微細
な注入分布を有する領域を安定に形成できる。これは、
高集積化の際に特に有利となる。
に比べて低加速エネルギーのイオンビームを形成する場
合に有利である。これは装置(例えばイオンビーム照射
装置)が例えば最大100に■、最小40Vというよう
に、下限が設定されている場合特に顕著となる。また、
基板に例えばソース、ドレイン領域を形成する際、上記
のようなSiの1価イオンを用いて低加速エネルギーで
イオン注入すれば、基板内へ入射するSiイオンの散乱
が小さいので、2価のSiイオンを用いる場合より微細
な注入分布を有する領域を安定に形成できる。これは、
高集積化の際に特に有利となる。
なお、上記実施例では、液体金属源3aをモル比が80
%のptとモル比が20%のStとで構成する場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、モル比が43〜18%のptとモル比が38〜29
%のSiで構成されていればよい。
%のptとモル比が20%のStとで構成する場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、モル比が43〜18%のptとモル比が38〜29
%のSiで構成されていればよい。
上記実施例は、液体金属源3aをP【とSiのみの合金
で構成する場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、ptとSiの他に悪影響のない
程度の金属を含有させて構成していてもよく、具体的に
はBe、B等が含有されていてもよい。
で構成する場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、ptとSiの他に悪影響のない
程度の金属を含有させて構成していてもよく、具体的に
はBe、B等が含有されていてもよい。
本発明によれば、ターゲット上でのビーム径を容易に小
さくすることができるうえ、集束イオンビームがすそを
ほとんど引かないようにすることができるという効果が
ある。
さくすることができるうえ、集束イオンビームがすそを
ほとんど引かないようにすることができるという効果が
ある。
第1図は本発明に係る液体金属イオン源の一実施例の構
成を示す概略図、 第2図は一実施例のStの1価イオンのエネルギ分布を
示す図、 第3図は従来の液体金属イオン源の一例の構成を示す概
略図、 第4図は従来例のSiの1価イオンのエネルギ分布を示
す図である。 1・・・・・・引き出し電極、 2・・・・・・液体金属溜、 3a・・・・・・液体金属源、 4・・・・・・エミッタチップ、 5・・・・・・フィラメント、 6・・・・・・開口部、 7・・・・・・イオン。 汀[lコ1つ5′イインエネルキ°’−(eV)−実方
ヒi“1のS、の1(0イオノの工≠ルキ゛=全斧巾五
ポ1図第2図
成を示す概略図、 第2図は一実施例のStの1価イオンのエネルギ分布を
示す図、 第3図は従来の液体金属イオン源の一例の構成を示す概
略図、 第4図は従来例のSiの1価イオンのエネルギ分布を示
す図である。 1・・・・・・引き出し電極、 2・・・・・・液体金属溜、 3a・・・・・・液体金属源、 4・・・・・・エミッタチップ、 5・・・・・・フィラメント、 6・・・・・・開口部、 7・・・・・・イオン。 汀[lコ1つ5′イインエネルキ°’−(eV)−実方
ヒi“1のS、の1(0イオノの工≠ルキ゛=全斧巾五
ポ1図第2図
Claims (1)
- 液体金属溜内に少なくとも液体金属源とエミッタチップ
を有する液体金属イオン源において、前記液体金属源を
、Pt−Si合金で構成したことを特徴とする液体金属
イオン源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6875988A JPH01241738A (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 液体金属イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6875988A JPH01241738A (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 液体金属イオン源 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01241738A true JPH01241738A (ja) | 1989-09-26 |
Family
ID=13382996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6875988A Pending JPH01241738A (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 液体金属イオン源 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01241738A (ja) |
-
1988
- 1988-03-23 JP JP6875988A patent/JPH01241738A/ja active Pending
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