JPS5832346A - イオン注入法 - Google Patents
イオン注入法Info
- Publication number
- JPS5832346A JPS5832346A JP12955181A JP12955181A JPS5832346A JP S5832346 A JPS5832346 A JP S5832346A JP 12955181 A JP12955181 A JP 12955181A JP 12955181 A JP12955181 A JP 12955181A JP S5832346 A JPS5832346 A JP S5832346A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- alloy
- ion
- ions
- base plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- 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】
本発明はイオン注入法に係シ、特に、液体金親イオンＳ
ｔ−用いたイオン注入法に関する＠従来、半導体基板の
任意の領域に不純物元素をイオン注入する場合、フォト
レジスト或いは二酸化シリ；ン（８１０ｓ）Ｋよるイオ
ン注入マスクを設け、該マスクを通してイオン注入を打
力うマスクイオン注入法が主に行なわれている。しかし
、マスクを使うイオン注入では、１４ｍ以下の黴細なパ
ターンを形成す為事が困難であるばか）でなく１パター
ンが黴１１１ｉｂＫなるに従いマスクの影による拘−性
の悪化や、マスク周辺でマスク材０一部が半導体基板中
ヘノツタオンにより注入されるために生じ為電気的特性
０１ｌＡＩＩＡ領域Ｏ割金が増大するなどマスクを通し
てＯ微細領域へＯイオン注入は困峻となる・ これら−微細領域へのイオン注入の諸間髄を解決する一
方法として不純物イオンビーム１０．１μｍ以下に絞り
、半導体基板の任意の微少部位に直警イオン注入するマ
スクレスイオン注入法という技術が考えられている。し
かしイオン注入に必ｗｅ輝度を持すて、０．１μｍ以下
にイオンビームを絞る事は著しく困離である・イオンビ
ーム発生法は、高周波放電、アーク放電皓あるが、成体
金属よりの電界蒸発型イオン９のみがζＯ条件を満す・
しかじ、液体金属よ）Ｏ電界豚発イオン−ｃ以下液体金
属イオン＊）でイオン化できる元ｊｌＫ＃ｉ、以下に述
べるような多く０ＩＩＩＩｌｉＩがあり、半導体飯歯の
製造Ｋ１ｆｔ？要な不純物元素をこの方法でイオン化す
る事は峻しい〇 液体金属イオン参でイオン化できる元嵩鉱、次にあげる
２つの条件を満足しなければならない・イオン−金属は
タングステン■或いは毫すブデン（Ｍ４） ）から成る
針電１上に付着され石のでｓ １０００℃以上で溶融す
る元素でけ針電１／ＩＡ−ｉｌＸ該温度で嬉−するｅこ
のため、イオン−として用いる元素は比較的低融Ｊ＃を
持つもので擾ければならない・重九針電極の先端に最も
電界が集中することｋようてす・このとき融点でｅ３Ｈ
気圧が高いと熱的要因による蒸発が電ＩＩ先端以外から
多量に生じるが、電極先端外近辺での電界は電極先端に
比べて小さいため１発した粒子はイオン化畜れずに発生
するという問題があゐ・ 従９て１電１先端以外から発生す１１１１発ビームの 孝量を抑える九めに融点でａｌｌＡ気圧が低い元素であ
る必要がある。
ｔ−用いたイオン注入法に関する＠従来、半導体基板の
任意の領域に不純物元素をイオン注入する場合、フォト
レジスト或いは二酸化シリ；ン（８１０ｓ）Ｋよるイオ
ン注入マスクを設け、該マスクを通してイオン注入を打
力うマスクイオン注入法が主に行なわれている。しかし
、マスクを使うイオン注入では、１４ｍ以下の黴細なパ
ターンを形成す為事が困難であるばか）でなく１パター
ンが黴１１１ｉｂＫなるに従いマスクの影による拘−性
の悪化や、マスク周辺でマスク材０一部が半導体基板中
ヘノツタオンにより注入されるために生じ為電気的特性
０１ｌＡＩＩＡ領域Ｏ割金が増大するなどマスクを通し
てＯ微細領域へＯイオン注入は困峻となる・ これら−微細領域へのイオン注入の諸間髄を解決する一
方法として不純物イオンビーム１０．１μｍ以下に絞り
、半導体基板の任意の微少部位に直警イオン注入するマ
スクレスイオン注入法という技術が考えられている。し
かしイオン注入に必ｗｅ輝度を持すて、０．１μｍ以下
にイオンビームを絞る事は著しく困離である・イオンビ
ーム発生法は、高周波放電、アーク放電皓あるが、成体
金属よりの電界蒸発型イオン９のみがζＯ条件を満す・
しかじ、液体金属よ）Ｏ電界豚発イオン−ｃ以下液体金
属イオン＊）でイオン化できる元ｊｌＫ＃ｉ、以下に述
べるような多く０ＩＩＩＩｌｉＩがあり、半導体飯歯の
製造Ｋ１ｆｔ？要な不純物元素をこの方法でイオン化す
る事は峻しい〇 液体金属イオン参でイオン化できる元嵩鉱、次にあげる
２つの条件を満足しなければならない・イオン−金属は
タングステン■或いは毫すブデン（Ｍ４） ）から成る
針電１上に付着され石のでｓ １０００℃以上で溶融す
る元素でけ針電１／ＩＡ−ｉｌＸ該温度で嬉−するｅこ
のため、イオン−として用いる元素は比較的低融Ｊ＃を
持つもので擾ければならない・重九針電極の先端に最も
電界が集中することｋようてす・このとき融点でｅ３Ｈ
気圧が高いと熱的要因による蒸発が電ＩＩ先端以外から
多量に生じるが、電極先端外近辺での電界は電極先端に
比べて小さいため１発した粒子はイオン化畜れずに発生
するという問題があゐ・ 従９て１電１先端以外から発生す１１１１発ビームの 孝量を抑える九めに融点でａｌｌＡ気圧が低い元素であ
る必要がある。
半導体装置を製造する上で必要な不純物元素で１
あゐイオｒ（８）％’／譬！：ｌ２（８１）、七ｖｙ（
Ｂｅ）、ｋ３１（ムＳ１、りン枦）、ボ■ン（２））等
はすべて液体金楓イオン−として用いることはできない
・ζＯため、これらの不純物を金（ムＵ）、白金（Ｐｉ
）等の金属と合金化して液体金属イオン−としての条件
を満たすようＫＬ、該合金を金属イオン−としてイオン
化すゐ例はあｈが、ムｕ、ｐｉは半導体懐１ｆｅ４１性
に有害な元素であるため箋該合金をイオン化した優、イ
オンビーム憂質量分ａ＠に通すことＫよ嘗てＡｕ、ｐｔ
を除き、必要な元１１ｏみをＭＲり出し、基板にイオン
注入する必要がある・しかじ、質量分離器を通すとイオ
ンビームを細く絞る事が―離とな如、基板に黴−なイオ
ン注入領域を形成することは不可能である・ 本発明の目的は一半導体装置展造上必要な不純物でイオ
ン注入法を用いて導入できる元！ｌを液体金属イオン源
として使用で１為ようにし、質量分離器を通す仁となく
基板にイオン注入することにようて做細なイオン注入領
域を形成すゐ方法を提供するためにある・。
Ｂｅ）、ｋ３１（ムＳ１、りン枦）、ボ■ン（２））等
はすべて液体金楓イオン−として用いることはできない
・ζＯため、これらの不純物を金（ムＵ）、白金（Ｐｉ
）等の金属と合金化して液体金属イオン−としての条件
を満たすようＫＬ、該合金を金属イオン−としてイオン
化すゐ例はあｈが、ムｕ、ｐｉは半導体懐１ｆｅ４１性
に有害な元素であるため箋該合金をイオン化した優、イ
オンビーム憂質量分ａ＠に通すことＫよ嘗てＡｕ、ｐｔ
を除き、必要な元１１ｏみをＭＲり出し、基板にイオン
注入する必要がある・しかじ、質量分離器を通すとイオ
ンビームを細く絞る事が―離とな如、基板に黴−なイオ
ン注入領域を形成することは不可能である・ 本発明の目的は一半導体装置展造上必要な不純物でイオ
ン注入法を用いて導入できる元！ｌを液体金属イオン源
として使用で１為ようにし、質量分離器を通す仁となく
基板にイオン注入することにようて做細なイオン注入領
域を形成すゐ方法を提供するためにある・。
液体金属イｙｙ−でイオン化できる元素は、一連したよ
うｋｌｌｌｋ膚が比較的低く１然も融点での無気圧が低
い事が必要であゐ・１１嘗て５ＢｓａＢ等は融点が高（
１曾たムｓｏ ｌｉｅ ８・、Ｐ等は融点で０１気圧が
高％／′％仁とからイオン−として用いる事はできない
。
うｋｌｌｌｋ膚が比較的低く１然も融点での無気圧が低
い事が必要であゐ・１１嘗て５ＢｓａＢ等は融点が高（
１曾たムｓｏ ｌｉｅ ８・、Ｐ等は融点で０１気圧が
高％／′％仁とからイオン−として用いる事はできない
。
本尭明社１半導体基板構成元集の−り或い＃ｉ該基板構
成元事関の合金と必要な不純物元素とを合金とし、液体
金属イオン＃とじて用いることができるようｋした−の
である・今、ヒ化ガツウム（Ｇ ｍ Ａ ｓ）ＩＭｊｉ
ｌｌｌＢ ｉ ｔ−イオン注入した場合について考えて
みることｋする・Ｇａをペースとしてｓ鳳を１０−含有
した合金を用いると、皺合金の融点は純粋なＧａＯ融点
２＠、ｓｃより上昇するが５ｏｏｔ：以下ｒ１に、＆・
従って、合金比を選べば９Ｇ（１以下で液体にする仁と
が可能となる・また、該合金ａｍ分離することな（Ｇａ
Ａｓ基板注入しても、Ｇａは基板構成元素である光め何
ら電気的骨性に影響を与えることはない。
成元事関の合金と必要な不純物元素とを合金とし、液体
金属イオン＃とじて用いることができるようｋした−の
である・今、ヒ化ガツウム（Ｇ ｍ Ａ ｓ）ＩＭｊｉ
ｌｌｌＢ ｉ ｔ−イオン注入した場合について考えて
みることｋする・Ｇａをペースとしてｓ鳳を１０−含有
した合金を用いると、皺合金の融点は純粋なＧａＯ融点
２＠、ｓｃより上昇するが５ｏｏｔ：以下ｒ１に、＆・
従って、合金比を選べば９Ｇ（１以下で液体にする仁と
が可能となる・また、該合金ａｍ分離することな（Ｇａ
Ａｓ基板注入しても、Ｇａは基板構成元素である光め何
ら電気的骨性に影響を与えることはない。
この様ＫＧａＡ口基板ではＧａと不純物、インジウムリ
ン（ＩｆｉＰ）基板ではＩｎと不純物−アルミニつムｈ
ｌ（ムＩＧａムＳ）基板ではアル（ＪＬ？ム（ム１）或
いはａｍ或いはアルｔ−ラムオリラム（ム１Ｇ―）含金
と廿て不純物との合金等を用いれば質量分離することな
くイオン注入することができる・ 以下一本尭一の一実施例を説明することｋする。
ン（ＩｆｉＰ）基板ではＩｎと不純物−アルミニつムｈ
ｌ（ムＩＧａムＳ）基板ではアル（ＪＬ？ム（ム１）或
いはａｍ或いはアルｔ−ラムオリラム（ム１Ｇ―）含金
と廿て不純物との合金等を用いれば質量分離することな
くイオン注入することができる・ 以下一本尭一の一実施例を説明することｋする。
図面は本実＠〇一実施例を説明する九めＯ鋏雪Ｏ断薗−
である・ ＧａＡｓ基１１Ｋ対して不純物と１ｋｈ元素Ｓ轟を該基
ｓｉｍ如幅ｅ人するととにする・ＧａＡ＠基１１０構成
元素であるＧａＫｇｉを約１０１１書有した合金１を液
体金属イオン−とし、先端の曲率ｋＩＰ径ｔ０１〜ＩＪ
ＩｍＫｍ（したタングステン針電Ｉｋ！に付着させ、該
電極２の温度を９００ｔＫｌ、て該含金１を溶融すゐ・
針電１１２と１−２ｍｍφＯ＊０ＩＩｖ％え引き出し電
−３との関ＫＩＫＶｔ）電圧を印加すると溶融し九合金
ｌが該電１８０先端で電界蒸発及び電界電鴫してイオン
化され九本子が飛び出し、ｘｓｓｈｏイオン電流管得る
・このとき、イオン比はほぼ合金比と同一である・取ｐ
出せえイオンの ビー２病、引き出し電極ＳＫ開いてい為穴から ４
゜ｌμ人のイオンビームを得ることができた・該イオン
ビームを５０ＫＶＯ電圧を印加して加速させ、該加速さ
せたビームを静電レンズ４によシイオン−とほぼ尋普率
Ｏ像をＧａム＄基ＩＩｓ上に結ばせる・該ビームを偏向
電極６にようて曲げ、該基板５０任意Ｏ位置に任意Ｏ量
だけイオン注入すゐ・イオン注入量は基［ＩＫ流れ込む
イオンビーム電流を一定すればわかる・尚、針電＠２、
引き出し電極３、静電レンズ４、基’４［５、偏向電極
６はＩＸＩＧ’３’Ｏｒｒ以下に排気し九義雪本体に収
納される・このよう＃ＩＣ−ｖスクレスでイオン注入さ
れた基板は鋏基板上に保■膜を付は熱処理する・このよ
うにして単位画横ＩＩ轟え）５ｘ１６ ｃｍ ａｓ
ｔイオンを注入し九所ｓ ８１０活性化率として約４０
−を得九・ 本発明によれば、半導体に必要な不純物元素を液体金属
イオン瀞として用いることがで自、ｌクイオンビームを
質量分離器に通すことなく基１１１にイオン注入でＩゐ
働 ａｗｅ簡単な説明 一画は本実−〇−奥施例を説−する九めＯ飯置０断ｍｌ
ｌである・
である・ ＧａＡｓ基１１Ｋ対して不純物と１ｋｈ元素Ｓ轟を該基
ｓｉｍ如幅ｅ人するととにする・ＧａＡ＠基１１０構成
元素であるＧａＫｇｉを約１０１１書有した合金１を液
体金属イオン−とし、先端の曲率ｋＩＰ径ｔ０１〜ＩＪ
ＩｍＫｍ（したタングステン針電Ｉｋ！に付着させ、該
電極２の温度を９００ｔＫｌ、て該含金１を溶融すゐ・
針電１１２と１−２ｍｍφＯ＊０ＩＩｖ％え引き出し電
−３との関ＫＩＫＶｔ）電圧を印加すると溶融し九合金
ｌが該電１８０先端で電界蒸発及び電界電鴫してイオン
化され九本子が飛び出し、ｘｓｓｈｏイオン電流管得る
・このとき、イオン比はほぼ合金比と同一である・取ｐ
出せえイオンの ビー２病、引き出し電極ＳＫ開いてい為穴から ４
゜ｌμ人のイオンビームを得ることができた・該イオン
ビームを５０ＫＶＯ電圧を印加して加速させ、該加速さ
せたビームを静電レンズ４によシイオン−とほぼ尋普率
Ｏ像をＧａム＄基ＩＩｓ上に結ばせる・該ビームを偏向
電極６にようて曲げ、該基板５０任意Ｏ位置に任意Ｏ量
だけイオン注入すゐ・イオン注入量は基［ＩＫ流れ込む
イオンビーム電流を一定すればわかる・尚、針電＠２、
引き出し電極３、静電レンズ４、基’４［５、偏向電極
６はＩＸＩＧ’３’Ｏｒｒ以下に排気し九義雪本体に収
納される・このよう＃ＩＣ−ｖスクレスでイオン注入さ
れた基板は鋏基板上に保■膜を付は熱処理する・このよ
うにして単位画横ＩＩ轟え）５ｘ１６ ｃｍ ａｓ
ｔイオンを注入し九所ｓ ８１０活性化率として約４０
−を得九・ 本発明によれば、半導体に必要な不純物元素を液体金属
イオン瀞として用いることがで自、ｌクイオンビームを
質量分離器に通すことなく基１１１にイオン注入でＩゐ
働 ａｗｅ簡単な説明 一画は本実−〇−奥施例を説−する九めＯ飯置０断ｍｌ
ｌである・
Claims (1)
- 半導体基板の構成元素の一つまたは誼基板構成元素間Ｏ
合金と不純物元素との合金をイオン−金属として該基１
１にイオン注入することを＊＊とするイオン注入法・
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12955181A JPS5832346A (ja) | 1981-08-19 | 1981-08-19 | イオン注入法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12955181A JPS5832346A (ja) | 1981-08-19 | 1981-08-19 | イオン注入法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5832346A true JPS5832346A (ja) | 1983-02-25 |
Family
ID=15012298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12955181A Pending JPS5832346A (ja) | 1981-08-19 | 1981-08-19 | イオン注入法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5832346A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4629931A (en) * | 1984-11-20 | 1986-12-16 | Hughes Aircraft Company | Liquid metal ion source |
| JPH0436948A (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-06 | Shimadzu Corp | 半導体素子製造装置 |
| GB2386247A (en) * | 2002-01-11 | 2003-09-10 | Applied Materials Inc | Ion beam generator |
-
1981
- 1981-08-19 JP JP12955181A patent/JPS5832346A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4629931A (en) * | 1984-11-20 | 1986-12-16 | Hughes Aircraft Company | Liquid metal ion source |
| JPH0436948A (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-06 | Shimadzu Corp | 半導体素子製造装置 |
| GB2386247A (en) * | 2002-01-11 | 2003-09-10 | Applied Materials Inc | Ion beam generator |
| US6777882B2 (en) | 2002-01-11 | 2004-08-17 | Applied Materials, Inc. | Ion beam generator |
| GB2386247B (en) * | 2002-01-11 | 2005-09-07 | Applied Materials Inc | Ion beam generator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4367429A (en) | Alloys for liquid metal ion sources | |
| US7804073B2 (en) | Liquid metal ion gun | |
| US5399865A (en) | Liquid metal ion source with high temperature cleaning apparatus for cleaning the emitter and reservoir | |
| DE112007000045T5 (de) | Elektronenkanone, Elektronenstrahl-Bestrahlungsgerät und Bestrahlungsverfahren | |
| JPS5832346A (ja) | イオン注入法 | |
| US5739528A (en) | Fast atom beam source | |
| JPS584424B2 (ja) | イオンビ−ム形成方法 | |
| DE1514972B2 (de) | Ionenstoß-Ionenquelle | |
| Ishitani et al. | Development of boron liquid–metal–ion source | |
| JPH0622094B2 (ja) | 液体金属イオン源 | |
| JP2004014309A (ja) | アパーチャおよび集束イオンビーム装置 | |
| Machalett et al. | Mass spectra of Au-Si alloy liquid metal ion sources | |
| Driesel et al. | In situ HV TEM observation of the tip shape of lead liquid metal ion sources | |
| JPH0782119B2 (ja) | イオンビーム照射方法 | |
| JPS60150535A (ja) | 電界放出型イオンビ−ム発生装置用液体金属イオン源 | |
| JPH0360140B2 (ja) | ||
| JPH01209649A (ja) | イオン源用合金の製造方法 | |
| JPS58137943A (ja) | イオン源 | |
| JPS60165717A (ja) | イオン注入方法 | |
| JPH01241738A (ja) | 液体金属イオン源 | |
| JPS58137942A (ja) | イオン源 | |
| JPS61248335A (ja) | 液体金属イオン源 | |
| JPH0449213B2 (ja) | ||
| Georgieva et al. | The effects of source temperature and emission current on the mass spectrum and the angular distribution of the ions emitted by an AuSi field ion source | |
| JP2995581B2 (ja) | 液体金属イオン源 |