JPH09115850A - イオン注入方法及びイオン注入装置 - Google Patents
イオン注入方法及びイオン注入装置Info
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- JPH09115850A JPH09115850A JP7272494A JP27249495A JPH09115850A JP H09115850 A JPH09115850 A JP H09115850A JP 7272494 A JP7272494 A JP 7272494A JP 27249495 A JP27249495 A JP 27249495A JP H09115850 A JPH09115850 A JP H09115850A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】不純物濃度が異なる複数の不純物領域を同時に
形成することができるイオン注入方法及びイオン注入装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】イオン源1から放出されたイオンを前段加
速部6で加速し、質量分析磁石3により所定の質量の不
純物イオンのみを選別する。一方、加熱されたフィラメ
ント13から放出された電子を希ガスに衝突させて、低
速の電子を得る。この電子をイオンビームに注入し、不
純物イオンの一部と電気的に結合させる。そして、電子
と結合しなかった不純物イオンを、後段加速部7により
更に加速又は減速して、前記電気的に中性な不純物とと
もに、ウェハに注入する。
形成することができるイオン注入方法及びイオン注入装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】イオン源1から放出されたイオンを前段加
速部6で加速し、質量分析磁石3により所定の質量の不
純物イオンのみを選別する。一方、加熱されたフィラメ
ント13から放出された電子を希ガスに衝突させて、低
速の電子を得る。この電子をイオンビームに注入し、不
純物イオンの一部と電気的に結合させる。そして、電子
と結合しなかった不純物イオンを、後段加速部7により
更に加速又は減速して、前記電気的に中性な不純物とと
もに、ウェハに注入する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程において、ウェハ等のイオン注入対象(ターゲッ
ト)に不純物イオンを注入するイオン注入方法及びイオ
ン注入装置に関する。
工程において、ウェハ等のイオン注入対象(ターゲッ
ト)に不純物イオンを注入するイオン注入方法及びイオ
ン注入装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のイオン注入装置を示す模式
図である。真空チャンバ42はL字状に屈曲した形状を
しており、この真空チャンバ42の一方の側にはイオン
源41が配設され、他方の側にはウェハ搭載部45が設
けられている。ウェハ搭載部45内にはウェハ取付台4
7が配設されており、このウェハ取付台47にイオン注
入すべきウェハを取付けるようになっている。このウェ
ハ取付台47は、電流計48を介して接地に接続されて
いる。
図である。真空チャンバ42はL字状に屈曲した形状を
しており、この真空チャンバ42の一方の側にはイオン
源41が配設され、他方の側にはウェハ搭載部45が設
けられている。ウェハ搭載部45内にはウェハ取付台4
7が配設されており、このウェハ取付台47にイオン注
入すべきウェハを取付けるようになっている。このウェ
ハ取付台47は、電流計48を介して接地に接続されて
いる。
【0003】また、チャンバ42の屈曲部分には、質量
分析磁石(アナライザーマグネット)43が配設されて
いる。この質量分析磁石43はチャンバ42内に磁界を
発生させ、後述するように、磁界によりイオン源41か
ら放出されたイオンのうち所望の質量の不純物イオンを
選別する。質量分析磁石43とウェハ搭載部45との間
には加速部44が設けられている。この加速部44は、
加速部44が配設された部分のチャンバ軸方向に高電圧
による電界を発生し、この電界によりイオンを加速する
ものである。
分析磁石(アナライザーマグネット)43が配設されて
いる。この質量分析磁石43はチャンバ42内に磁界を
発生させ、後述するように、磁界によりイオン源41か
ら放出されたイオンのうち所望の質量の不純物イオンを
選別する。質量分析磁石43とウェハ搭載部45との間
には加速部44が設けられている。この加速部44は、
加速部44が配設された部分のチャンバ軸方向に高電圧
による電界を発生し、この電界によりイオンを加速する
ものである。
【0004】なお、チャンバ42内には、イオンビーム
の収束等を行うレンズ(図示せず)及びイオンビームを
偏向するスキャナ(図示せず)が設けられており、ウェ
ハの任意の位置にイオンを注入することができるように
なっている。また、ウェハ取付部47がイオンビームに
垂直な平面上を移動できるようにしたものもある。この
ように構成されたイオン注入装置において、イオン源4
1から放出された不純物イオンは質量分析磁石43によ
り形成された磁界により進行方向が曲げられる。この場
合に、不純物イオンの曲がる割合は不純物イオンの質量
に関係する。従って、磁界の強さを調整することによ
り、特定の質量の不純物イオンのみをウェハ搭載部45
に向かう方向に取り出し、他のイオンを除去することが
できる。
の収束等を行うレンズ(図示せず)及びイオンビームを
偏向するスキャナ(図示せず)が設けられており、ウェ
ハの任意の位置にイオンを注入することができるように
なっている。また、ウェハ取付部47がイオンビームに
垂直な平面上を移動できるようにしたものもある。この
ように構成されたイオン注入装置において、イオン源4
1から放出された不純物イオンは質量分析磁石43によ
り形成された磁界により進行方向が曲げられる。この場
合に、不純物イオンの曲がる割合は不純物イオンの質量
に関係する。従って、磁界の強さを調整することによ
り、特定の質量の不純物イオンのみをウェハ搭載部45
に向かう方向に取り出し、他のイオンを除去することが
できる。
【0005】この質量分析磁石43により選別された特
定の質量の不純物イオンは、次に、加速部44により加
速される。この不純物イオンをウェハ取付台47に取付
けたウェハに注入することにより、ウェハに不純物領域
を形成することができる。この場合に、ウェハに注入さ
れた不純物イオンによる電荷はウェハ取付台47から電
流計48を通って接地に流れるので、電流計48の値に
基づいてウェハに注入された不純物イオンの量を知るこ
とができる。また、加速部44による不純物イオンの加
速を調整することにより、不純物の注入深さを調整する
ことができる。
定の質量の不純物イオンは、次に、加速部44により加
速される。この不純物イオンをウェハ取付台47に取付
けたウェハに注入することにより、ウェハに不純物領域
を形成することができる。この場合に、ウェハに注入さ
れた不純物イオンによる電荷はウェハ取付台47から電
流計48を通って接地に流れるので、電流計48の値に
基づいてウェハに注入された不純物イオンの量を知るこ
とができる。また、加速部44による不純物イオンの加
速を調整することにより、不純物の注入深さを調整する
ことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のイオン注入装置においては、加速部44でイオ
ンに付与するエネルギーにより不純物の注入深さが決定
されるので、例えば図5に示すように、ウェハ51上に
形成されたレジスト52の開口部を介してウェハ51の
表面の浅い部分に高濃度不純物層53を形成し、深い部
分に低濃度不純物層54を形成する場合に、使用するマ
スク(レジスト52)が共通であるにも拘らず、イオン
注入を複数回実施する必要が有り、煩雑であるという問
題点がある。
た従来のイオン注入装置においては、加速部44でイオ
ンに付与するエネルギーにより不純物の注入深さが決定
されるので、例えば図5に示すように、ウェハ51上に
形成されたレジスト52の開口部を介してウェハ51の
表面の浅い部分に高濃度不純物層53を形成し、深い部
分に低濃度不純物層54を形成する場合に、使用するマ
スク(レジスト52)が共通であるにも拘らず、イオン
注入を複数回実施する必要が有り、煩雑であるという問
題点がある。
【0007】本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて
創作されたものであり、不純物濃度が異なる複数の不純
物領域を同時に形成することができるイオン注入方法及
びイオン注入装置を提供することを目的とするものであ
る。
創作されたものであり、不純物濃度が異なる複数の不純
物領域を同時に形成することができるイオン注入方法及
びイオン注入装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、イオン
源から放出された不純物イオンに電界を加えて前記不純
物イオンを加速し、加速された不純物イオンのビームに
電子を注入して不純物の一部を電気的に中性化し、その
後不純物イオンに電界を加えて該不純物イオンの速度を
変え、前記中性化した不純物とともにイオン注入対象に
注入することを特徴とするイオン注入方法により解決す
る。
源から放出された不純物イオンに電界を加えて前記不純
物イオンを加速し、加速された不純物イオンのビームに
電子を注入して不純物の一部を電気的に中性化し、その
後不純物イオンに電界を加えて該不純物イオンの速度を
変え、前記中性化した不純物とともにイオン注入対象に
注入することを特徴とするイオン注入方法により解決す
る。
【0009】また、第2に、上述した課題は、真空チャ
ンバと、不純物イオンを発生し前記真空チャンバ内に放
出するイオン源と、このイオン源から放出された不純物
イオンに電界を加えて加速する第1の加速手段と、この
第1の加速手段により加速された不純物イオンのビーム
に電子を供給する電子供給手段と、該電子供給手段より
もイオン進行方向の前方に設けられ、不純物イオンに電
界を加えて該不純物イオンを更に加速又は減速する第2
の加速手段とを有することを特徴とするイオン注入装置
により解決する。
ンバと、不純物イオンを発生し前記真空チャンバ内に放
出するイオン源と、このイオン源から放出された不純物
イオンに電界を加えて加速する第1の加速手段と、この
第1の加速手段により加速された不純物イオンのビーム
に電子を供給する電子供給手段と、該電子供給手段より
もイオン進行方向の前方に設けられ、不純物イオンに電
界を加えて該不純物イオンを更に加速又は減速する第2
の加速手段とを有することを特徴とするイオン注入装置
により解決する。
【0010】本発明においては、第1の加速手段により
加速された不純物イオンのビームに電子を注入して、不
純物の一部を電気的に中性化する。この電気的に中性の
不純物は、第2の加速手段で加速されることなく、イオ
ン注入対象に注入される。一方、電子と結合しなかった
不純物イオンは、第2の加速手段で更に加速又は減速さ
れて、前記中性の不純物とは異なるエネルギーで前記イ
オン注入対象に注入される。これにより、イオン注入対
象に、相互に異なる深さで複数の不純物領域を同時に形
成することができる。
加速された不純物イオンのビームに電子を注入して、不
純物の一部を電気的に中性化する。この電気的に中性の
不純物は、第2の加速手段で加速されることなく、イオ
ン注入対象に注入される。一方、電子と結合しなかった
不純物イオンは、第2の加速手段で更に加速又は減速さ
れて、前記中性の不純物とは異なるエネルギーで前記イ
オン注入対象に注入される。これにより、イオン注入対
象に、相互に異なる深さで複数の不純物領域を同時に形
成することができる。
【0011】なお、イオンビームに注入する電子の速度
が遅いほど電子と不純物イオンとが結合しやすくなる。
このため、電子発生装置から放出される電子の速度が速
い場合は、電子を希ガスと衝突させて、電子の速度を低
下させることが好ましい。
が遅いほど電子と不純物イオンとが結合しやすくなる。
このため、電子発生装置から放出される電子の速度が速
い場合は、電子を希ガスと衝突させて、電子の速度を低
下させることが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照して説明する。 (第1の形態)図1は本発明の第1の形態に係るイオン
注入装置を示す模式図である。真空チャンバ2はL字状
に屈曲しており、この真空チャンバ2の一端側にはイオ
ン源1が配設され、他端側にはウェハ搭載部5が設けら
れている。また、チャンバ2の屈曲部分には質量分析磁
石3が設けられている。
て、添付の図面を参照して説明する。 (第1の形態)図1は本発明の第1の形態に係るイオン
注入装置を示す模式図である。真空チャンバ2はL字状
に屈曲しており、この真空チャンバ2の一端側にはイオ
ン源1が配設され、他端側にはウェハ搭載部5が設けら
れている。また、チャンバ2の屈曲部分には質量分析磁
石3が設けられている。
【0013】イオン源1は、例えばハロゲン化物などの
ガスをプラズマ状態にして、イオン化した不純物を真空
チャンバ2内に放出する。質量分析磁石3はチャンバ2
内に磁界を発生し、後述するように、この磁界により所
定の質量の不純物イオンのみを選別する。また、ウェハ
搭載部5内にはウェハ取付台17が配設されており、こ
のウェハ取付台17にイオン注入すべきウェハを取付け
るようになっている。このウェハ取付台17は、電流計
18を介して接地に接続されている。
ガスをプラズマ状態にして、イオン化した不純物を真空
チャンバ2内に放出する。質量分析磁石3はチャンバ2
内に磁界を発生し、後述するように、この磁界により所
定の質量の不純物イオンのみを選別する。また、ウェハ
搭載部5内にはウェハ取付台17が配設されており、こ
のウェハ取付台17にイオン注入すべきウェハを取付け
るようになっている。このウェハ取付台17は、電流計
18を介して接地に接続されている。
【0014】イオン源1と質量分析磁石3との間には前
段加速部6が設けられており、質量分析磁石3とウェハ
搭載部5との間には後段加速部7が設けられている。こ
れらの加速部6,7は、いずれもその加速部6,7が配
設された部分のチャンバ軸方向に高電圧による電界を発
生し、この電界によりイオンを加速又は減速するもので
ある。
段加速部6が設けられており、質量分析磁石3とウェハ
搭載部5との間には後段加速部7が設けられている。こ
れらの加速部6,7は、いずれもその加速部6,7が配
設された部分のチャンバ軸方向に高電圧による電界を発
生し、この電界によりイオンを加速又は減速するもので
ある。
【0015】質量分析磁石3と後段加速部7との間には
電子発生装置10が設けられている。この電子発生装置
10は、副チャンバ11と、この副チャンバ11内の空
間と真空チャンバ2内の空間とを接続する連通部12
と、副チャンバ11内に配設されたフィラメント13
と、このフィラメント13に電力を供給する電源14
と、電源14とフィラメント13との間に接続された電
力調整部15とにより構成されている。また、副チャン
バ11には、ガス供給口19が設けられており、このガ
ス供給口19を介して副チャンバ11内にHe又はAr
等の希ガスが供給されるようになっている。
電子発生装置10が設けられている。この電子発生装置
10は、副チャンバ11と、この副チャンバ11内の空
間と真空チャンバ2内の空間とを接続する連通部12
と、副チャンバ11内に配設されたフィラメント13
と、このフィラメント13に電力を供給する電源14
と、電源14とフィラメント13との間に接続された電
力調整部15とにより構成されている。また、副チャン
バ11には、ガス供給口19が設けられており、このガ
ス供給口19を介して副チャンバ11内にHe又はAr
等の希ガスが供給されるようになっている。
【0016】フィラメント13の高電位側は副チャンバ
11の筐体に電気的に接続されており、このフィラメン
ト13の高電位側と接地との間には電流計16が接続さ
れている。また、真空チャンバ2には、連通部12の近
傍にクライオポンプ20が配設されている。なお、真空
チャンバ2内には、イオンビームの収束を行うレンズ
(図示せず)及びイオンビームを偏向するスキャナ(図
示せず)が設けられており、また、ウェハ取付台17
は、取付台駆動機構(図示せず)により、イオンビーム
に垂直な平面上を移動可能になっている。これらのレン
ズ、スキャナ及び取付台駆動機構により、イオンビーム
をウェハの任意の位置に注入することができるようにな
っている。
11の筐体に電気的に接続されており、このフィラメン
ト13の高電位側と接地との間には電流計16が接続さ
れている。また、真空チャンバ2には、連通部12の近
傍にクライオポンプ20が配設されている。なお、真空
チャンバ2内には、イオンビームの収束を行うレンズ
(図示せず)及びイオンビームを偏向するスキャナ(図
示せず)が設けられており、また、ウェハ取付台17
は、取付台駆動機構(図示せず)により、イオンビーム
に垂直な平面上を移動可能になっている。これらのレン
ズ、スキャナ及び取付台駆動機構により、イオンビーム
をウェハの任意の位置に注入することができるようにな
っている。
【0017】以下、上述のように構成されたイオン注入
装置を使用した本発明に係るイオン注入方法について説
明する。まず、チャンバ2内を真空ポンプ(図示せず)
により排気し、チャンバ2内の真空度を約10-5Torrに
する。そして、イオン源1に例えばBF3 ガスを導入
し、このガスをプラズマ状態にしてイオンを発生させ
る。このイオンは、前段加速部6により所定のエネルギ
ーまで加速される。ここでは、前段加速部6により、イ
オンが約50keVのエネルギーに加速されたとする。
装置を使用した本発明に係るイオン注入方法について説
明する。まず、チャンバ2内を真空ポンプ(図示せず)
により排気し、チャンバ2内の真空度を約10-5Torrに
する。そして、イオン源1に例えばBF3 ガスを導入
し、このガスをプラズマ状態にしてイオンを発生させ
る。このイオンは、前段加速部6により所定のエネルギ
ーまで加速される。ここでは、前段加速部6により、イ
オンが約50keVのエネルギーに加速されたとする。
【0018】加速されたイオンは、質量分析磁石3によ
る磁界により進行方向が曲げられる。この場合に、磁界
により曲げられる割合は不純物イオンの質量に関係す
る。従って、磁界の強さを調整することにより、所望の
不純物イオンのみをウェハ搭載部5に向かう方向に取り
出すことができる。ここでは、エネルギーが約50ke
VのBF2 + イオンのみをウェハ搭載部5に向かう方向
に取り出したとする。
る磁界により進行方向が曲げられる。この場合に、磁界
により曲げられる割合は不純物イオンの質量に関係す
る。従って、磁界の強さを調整することにより、所望の
不純物イオンのみをウェハ搭載部5に向かう方向に取り
出すことができる。ここでは、エネルギーが約50ke
VのBF2 + イオンのみをウェハ搭載部5に向かう方向
に取り出したとする。
【0019】一方、電子発生装置10では、電源14か
ら電力が供給されてフィラメント13が加熱し、この加
熱したフィラメント13から副チャンバ11内に電子が
放出される。この電子は、ガス供給口19から供給され
たHe又はAr等の希ガスと衝突し、低エネルギー(低
速)の2次電子が放出される。そして、この電子は連通
部12を通って真空チャンバ2内に入り、質量分析磁石
3により選別されたBF2 + イオンの一部と電気的に結
合する。BF2 + イオンは、電子と結合することにより
電気的に中性なBF2 となる。チャンバ2内は高真空に
維持されているので、この電気的に中性なBF2 は前段
加速部6により加速された速度を維持したまま、ウェハ
搭載部5に向けて移動する。
ら電力が供給されてフィラメント13が加熱し、この加
熱したフィラメント13から副チャンバ11内に電子が
放出される。この電子は、ガス供給口19から供給され
たHe又はAr等の希ガスと衝突し、低エネルギー(低
速)の2次電子が放出される。そして、この電子は連通
部12を通って真空チャンバ2内に入り、質量分析磁石
3により選別されたBF2 + イオンの一部と電気的に結
合する。BF2 + イオンは、電子と結合することにより
電気的に中性なBF2 となる。チャンバ2内は高真空に
維持されているので、この電気的に中性なBF2 は前段
加速部6により加速された速度を維持したまま、ウェハ
搭載部5に向けて移動する。
【0020】なお、電力調整部15によりフィラメント
13に印加する電圧を調整することにより、フィラメン
ト13から放出される電子の量、ひいては電気的に中性
な不純物の量を調整することができる。質量分析磁石3
により選別された不純物イオンの一部は、上述の如く電
子発生装置10から放出された電子と結合して電気的に
中性の不純物(BF2 )となるが、電子と結合しなかっ
た不純物イオン(BF2 + )は、後段加速部7により更
に加速又は減速される。ここでは、後段加速部7により
イオンの流れ方向と逆方向に電界を加えて、イオンのエ
ネルギーを25keVまで減少させたとする。
13に印加する電圧を調整することにより、フィラメン
ト13から放出される電子の量、ひいては電気的に中性
な不純物の量を調整することができる。質量分析磁石3
により選別された不純物イオンの一部は、上述の如く電
子発生装置10から放出された電子と結合して電気的に
中性の不純物(BF2 )となるが、電子と結合しなかっ
た不純物イオン(BF2 + )は、後段加速部7により更
に加速又は減速される。ここでは、後段加速部7により
イオンの流れ方向と逆方向に電界を加えて、イオンのエ
ネルギーを25keVまで減少させたとする。
【0021】このようにして、エネルギーが50keV
の電気的に中性な不純物(BF2 )と、エネルギーが2
5keVの不純物イオン(BF2 + )を同時にウェハに
注入することができる。この場合に、ウェハに注入され
た不純物イオンによる電荷は、電流計18を介して接地
に流れるので、電流計18の指示値に基づいてウェハに
注入されたイオンの量を知ることができる。
の電気的に中性な不純物(BF2 )と、エネルギーが2
5keVの不純物イオン(BF2 + )を同時にウェハに
注入することができる。この場合に、ウェハに注入され
た不純物イオンによる電荷は、電流計18を介して接地
に流れるので、電流計18の指示値に基づいてウェハに
注入されたイオンの量を知ることができる。
【0022】また、フィラメント13から放出されイオ
ンと結合しなかった電子はチャンバ筐体に吸収される。
そして、フィラメント13から放出されてイオンと結合
した電子に相当する量の電荷が接地から電流計16を介
してフィラメント13、電源14及び電力調整部15に
より構成される回路に流れるので、電流計16の指示値
に基づいて、電気的に中性化したイオンの量を知ること
ができる。
ンと結合しなかった電子はチャンバ筐体に吸収される。
そして、フィラメント13から放出されてイオンと結合
した電子に相当する量の電荷が接地から電流計16を介
してフィラメント13、電源14及び電力調整部15に
より構成される回路に流れるので、電流計16の指示値
に基づいて、電気的に中性化したイオンの量を知ること
ができる。
【0023】なお、副チャンバ11内に供給された希ガ
スは連通部12を介してチャンバ2内に流入するが、副
チャンバ11の容積はチャンバ2の容積に比して十分小
さく設定されており、また副チャンバ11からチャンバ
2内に流入する希ガスの量は連通部12により制限され
るとともに、連通部12の近傍にクライオポンプ20が
配設されているので、希ガスによるチャンバ2内の真空
度の変化を抑制することができる。
スは連通部12を介してチャンバ2内に流入するが、副
チャンバ11の容積はチャンバ2の容積に比して十分小
さく設定されており、また副チャンバ11からチャンバ
2内に流入する希ガスの量は連通部12により制限され
るとともに、連通部12の近傍にクライオポンプ20が
配設されているので、希ガスによるチャンバ2内の真空
度の変化を抑制することができる。
【0024】図2は半導体ウェハ21と、このウェハ2
1上に形成されたレジスト22とを示す模式図であり、
レジスト22の所定領域には開口部が設けられている。
ウェハ21に照射された不純物イオン及び電気的に中性
な不純物25は、そのエネルギーに応じた深さでウェハ
21内に注入される。すなわち、エネルギーが50ke
Vの電気的に中性な不純物(BF2 )はウェハ21の比
較的深い部分に注入され、エネルギーが25keVの不
純物イオン(BF2 + )はウェハ21の浅い部分に注入
される。このようにして、例えば不純物濃度が4×10
15atom/cm2 の不純物領域24と、不純物濃度が約1
012atom/cm2 の不純物領域23とを同時に形成する
ことができる。
1上に形成されたレジスト22とを示す模式図であり、
レジスト22の所定領域には開口部が設けられている。
ウェハ21に照射された不純物イオン及び電気的に中性
な不純物25は、そのエネルギーに応じた深さでウェハ
21内に注入される。すなわち、エネルギーが50ke
Vの電気的に中性な不純物(BF2 )はウェハ21の比
較的深い部分に注入され、エネルギーが25keVの不
純物イオン(BF2 + )はウェハ21の浅い部分に注入
される。このようにして、例えば不純物濃度が4×10
15atom/cm2 の不純物領域24と、不純物濃度が約1
012atom/cm2 の不純物領域23とを同時に形成する
ことができる。
【0025】本形態においては、このように不純物濃度
が相互に異なる2つの不純物領域を1回のイオン注入工
程で形成することができる。これにより、半導体装置の
製造工程を簡略化することができて、半導体装置の生産
性が著しく向上するという効果が得られる。図3は本形
態をMOSトランジスタのゲート電極へのドーピングに
適用した例を示す図である。まず、ウェハ31の表面に
フィールド酸化膜32及びゲート酸化膜33を形成し、
ゲート酸化膜33上にポリシリコンからなるゲート電極
34を形成する。
が相互に異なる2つの不純物領域を1回のイオン注入工
程で形成することができる。これにより、半導体装置の
製造工程を簡略化することができて、半導体装置の生産
性が著しく向上するという効果が得られる。図3は本形
態をMOSトランジスタのゲート電極へのドーピングに
適用した例を示す図である。まず、ウェハ31の表面に
フィールド酸化膜32及びゲート酸化膜33を形成し、
ゲート酸化膜33上にポリシリコンからなるゲート電極
34を形成する。
【0026】その後、上述のイオン注入装置及びイオン
注入方法により、ゲート電極34に高濃度で不純物が注
入され、ゲート電極34の下方の基板部分に低濃度でイ
オンが注入されるように、前段及び後段加速部6,7の
加速電圧及びフィラメント13に供給する電力を調整し
てイオン注入を行う。これにより、ゲート電極34に不
純物を高濃度でドープすることができるとともに、ゲー
ト電極34の両側の基板31表面にソース・ドレイン領
域35を形成できる。更に、ゲート電極34の下方の基
板部分及びソース・ドレイン領域35の下方の部分に低
濃度不純物領域36,37を同時に形成することができ
る。
注入方法により、ゲート電極34に高濃度で不純物が注
入され、ゲート電極34の下方の基板部分に低濃度でイ
オンが注入されるように、前段及び後段加速部6,7の
加速電圧及びフィラメント13に供給する電力を調整し
てイオン注入を行う。これにより、ゲート電極34に不
純物を高濃度でドープすることができるとともに、ゲー
ト電極34の両側の基板31表面にソース・ドレイン領
域35を形成できる。更に、ゲート電極34の下方の基
板部分及びソース・ドレイン領域35の下方の部分に低
濃度不純物領域36,37を同時に形成することができ
る。
【0027】このようにして形成したMOSトランジス
タは、ソース・ドレイン領域35の周囲に低濃度不純物
領域36,37が設けられているので、ソース・ドレイ
ン領域35の縁部での濃度勾配が緩やかになる。 (その他の形態)上述の形態においては、電子発生装置
10及び後段加速部7がいずれも1組の場合について説
明したが、電子発生装置及び後段加速部をイオンの進行
方向に沿って複数組設けることにより、相互に不純物濃
度が異なる3以上の不純物領域を同時に形成することも
できる。
タは、ソース・ドレイン領域35の周囲に低濃度不純物
領域36,37が設けられているので、ソース・ドレイ
ン領域35の縁部での濃度勾配が緩やかになる。 (その他の形態)上述の形態においては、電子発生装置
10及び後段加速部7がいずれも1組の場合について説
明したが、電子発生装置及び後段加速部をイオンの進行
方向に沿って複数組設けることにより、相互に不純物濃
度が異なる3以上の不純物領域を同時に形成することも
できる。
【0028】また、上述の形態においては、後段加速部
7で不純物イオンを減速させることにより、ウェハ表面
の浅い部分に高濃度不純物領域を形成し、深い部分に低
濃度不純物領域を形成する場合について説明したが、例
えば前段加速部6でイオンを25keVに加速し、後段
加速部7で不純物イオンを50keVに加速するように
すれば、ウェハ表面の浅い部分に低濃度不純物領域を形
成し、深い部分に高濃度不純物領域を形成することがで
きる。
7で不純物イオンを減速させることにより、ウェハ表面
の浅い部分に高濃度不純物領域を形成し、深い部分に低
濃度不純物領域を形成する場合について説明したが、例
えば前段加速部6でイオンを25keVに加速し、後段
加速部7で不純物イオンを50keVに加速するように
すれば、ウェハ表面の浅い部分に低濃度不純物領域を形
成し、深い部分に高濃度不純物領域を形成することがで
きる。
【0029】更に、上述の実施例においては、副チャン
バ11内に希ガスを供給する場合について説明したが、
希ガスを供給しなくてもよい。しかし、フィラメント1
3から放出される電子の速度は比較的速いため、副チャ
ンバ11内に希ガスを供給しない場合は、電子と不純物
イオンとが結合しにくく、十分な量のイオンを中性化す
ることが困難である。従って、上述の如く、副チャンバ
11内には希ガスを供給し、この希ガスに電子を衝突さ
せて定エネルギーの電子を得ることが好ましい。
バ11内に希ガスを供給する場合について説明したが、
希ガスを供給しなくてもよい。しかし、フィラメント1
3から放出される電子の速度は比較的速いため、副チャ
ンバ11内に希ガスを供給しない場合は、電子と不純物
イオンとが結合しにくく、十分な量のイオンを中性化す
ることが困難である。従って、上述の如く、副チャンバ
11内には希ガスを供給し、この希ガスに電子を衝突さ
せて定エネルギーの電子を得ることが好ましい。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1の加速手段により加速された不純物イオンのビーム
に電子を供給してイオンの一部を電気的に中性化し、残
りの不純物イオンを第2の加速手段により更に加速又は
減速するので、ウェハ等のイオン注入対象に不純物濃度
が相互に異なる複数の層を同時に形成することができ
る。これにより、半導体装置の生産性が向上するという
効果を奏する。
第1の加速手段により加速された不純物イオンのビーム
に電子を供給してイオンの一部を電気的に中性化し、残
りの不純物イオンを第2の加速手段により更に加速又は
減速するので、ウェハ等のイオン注入対象に不純物濃度
が相互に異なる複数の層を同時に形成することができ
る。これにより、半導体装置の生産性が向上するという
効果を奏する。
【図1】本発明の実施の形態に係るイオン注入装置を示
す模式図である。
す模式図である。
【図2】本発明に係るイオン注入装置により不純物領域
を形成した半導体装置を示す模式図である。
を形成した半導体装置を示す模式図である。
【図3】本発明をMOSトランジスタのゲート電極への
ドーピングに適用した例を示す模式図である。
ドーピングに適用した例を示す模式図である。
【図4】従来のイオン注入装置を示す模式図である。
【図5】従来の問題点を示す模式図である。
1,41 イオン源 2,42 真空チャンバ 3,43 質量分析磁石 5,45 ウェハ搭載部 6,7,44 加速部 10 電子発生装置 11 副チャンバ 13 フィラメント 16,18,48 電流計 17,47 ウェハ取付台 19 ガス供給口 21,31,51 ウェハ 22,52 レジスト
Claims (3)
- 【請求項1】 イオン源から放出された不純物イオンに
電界を加えて前記不純物イオンを加速し、 加速された不純物イオンのビームに電子を注入して不純
物の一部を電気的に中性化し、 その後不純物イオンに電界を加えて該不純物イオンの速
度を変え、前記中性化した不純物とともにイオン注入対
象に注入することを特徴とするイオン注入方法。 - 【請求項2】 真空チャンバと、 不純物イオンを発生し前記真空チャンバ内に放出するイ
オン源と、 このイオン源から放出された不純物イオンに電界を加え
て加速する第1の加速手段と、 この第1の加速手段により加速された不純物イオンのビ
ームに電子を供給する電子供給手段と、 該電子供給手段よりもイオン進行方向の前方に設けら
れ、不純物イオンに電界を加えて該不純物イオンを更に
加速又は減速する第2の加速手段とを有することを特徴
とするイオン注入装置。 - 【請求項3】 前記電子供給手段は、 前記真空チャンバ内の空間に連通した空間を有する副チ
ャンバと、この副チャンバ内に配設された電子発生手段
と、前記副チャンバ内に希ガスを供給する希ガス供給手
段とにより構成されていることを特徴とする請求項2に
記載のイオン注入装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7272494A JPH09115850A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | イオン注入方法及びイオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7272494A JPH09115850A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | イオン注入方法及びイオン注入装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09115850A true JPH09115850A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17514702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7272494A Withdrawn JPH09115850A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | イオン注入方法及びイオン注入装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09115850A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999001885A1 (en) * | 1997-07-03 | 1999-01-14 | Applied Materials, Inc. | Electron flood apparatus for neutralising charge build up on a substrate during ion implantation |
KR20000023162A (ko) * | 1998-09-16 | 2000-04-25 | 포만 제프리 엘 | 열음극 방전 이온 소스의 수명 연장 방법 |
US6177679B1 (en) | 1998-04-13 | 2001-01-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Ion implanter with impurity interceptor which removes undesired impurities from the ion beam |
KR100392039B1 (ko) * | 1999-02-22 | 2003-07-22 | 가부시끼가이샤 도시바 | 이온 주입법 및 이온 주입 장치 |
-
1995
- 1995-10-20 JP JP7272494A patent/JPH09115850A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999001885A1 (en) * | 1997-07-03 | 1999-01-14 | Applied Materials, Inc. | Electron flood apparatus for neutralising charge build up on a substrate during ion implantation |
US6177679B1 (en) | 1998-04-13 | 2001-01-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Ion implanter with impurity interceptor which removes undesired impurities from the ion beam |
KR20000023162A (ko) * | 1998-09-16 | 2000-04-25 | 포만 제프리 엘 | 열음극 방전 이온 소스의 수명 연장 방법 |
KR100392039B1 (ko) * | 1999-02-22 | 2003-07-22 | 가부시끼가이샤 도시바 | 이온 주입법 및 이온 주입 장치 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030107 |