JPS60150535A - 電界放出型イオンビ−ム発生装置用液体金属イオン源 - Google Patents
電界放出型イオンビ−ム発生装置用液体金属イオン源Info
- Publication number
- JPS60150535A JPS60150535A JP475484A JP475484A JPS60150535A JP S60150535 A JPS60150535 A JP S60150535A JP 475484 A JP475484 A JP 475484A JP 475484 A JP475484 A JP 475484A JP S60150535 A JPS60150535 A JP S60150535A
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- Japan
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- type
- ion source
- liquid metal
- ion
- ion beam
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/26—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field effect ion sources, thermionic ion sources
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/022—Details
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physical Vapour Deposition (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】
この発明はイオン加工装置、イオン注入装置・などに用
いる電界放出型イオンビーム発生装置の液体金属イオン
源に関するものである。
いる電界放出型イオンビーム発生装置の液体金属イオン
源に関するものである。
ガリウム砒素等の半導体基板結晶にレーザ、発光ダイオ
ード、光検知器などの光デバイス、バイポーラトランジ
スタ、電界効果型トランジスタなどの電子デバイスを形
成する場合、p型、n型又は双方の不純物イオンの注入
が必要であシ、当然のことながらイオン注入工程では、
イオン注入装置のイオン源の取り替え、マスクの位置合
せ等煩雑な作業の繰返しが行わnる。一方、最近提案さ
れているサブミクロンのオーダで収束されたイオンビー
ムを用いるマスクレスイオン注入方法ではノ・−ドウエ
ア上の変更を無くシ、すべてソフトウェアでプロセスを
制御することが可能と考えらnる。
ード、光検知器などの光デバイス、バイポーラトランジ
スタ、電界効果型トランジスタなどの電子デバイスを形
成する場合、p型、n型又は双方の不純物イオンの注入
が必要であシ、当然のことながらイオン注入工程では、
イオン注入装置のイオン源の取り替え、マスクの位置合
せ等煩雑な作業の繰返しが行わnる。一方、最近提案さ
れているサブミクロンのオーダで収束されたイオンビー
ムを用いるマスクレスイオン注入方法ではノ・−ドウエ
ア上の変更を無くシ、すべてソフトウェアでプロセスを
制御することが可能と考えらnる。
しかしいずnのイオン注入方法に於ても工程の途中でイ
オン源を交換するような場合はイオン発生部とイオン加
速収束系、イオン偏向電極系の間に厳しい精度で軸合せ
を行う必要がある。
オン源を交換するような場合はイオン発生部とイオン加
速収束系、イオン偏向電極系の間に厳しい精度で軸合せ
を行う必要がある。
更に、サブミクロン以上の精度にて既にイオン手間を取
ることになる。
ることになる。
従って、一つのイオン発生部よりイオン源を交換するこ
と;&(、p型、n型及びアイソレーションのための不
純物イオンを選択的に発生できれば殆どの集積回路デバ
イス作成工程中で)・−ドウエアの変更、調整を行うこ
と々く、ソフトウェアの制御のみで同一基板に高集積化
された信頼度の高い光−電子デバイスの製造が容易に可
能となる。
と;&(、p型、n型及びアイソレーションのための不
純物イオンを選択的に発生できれば殆どの集積回路デバ
イス作成工程中で)・−ドウエアの変更、調整を行うこ
と々く、ソフトウェアの制御のみで同一基板に高集積化
された信頼度の高い光−電子デバイスの製造が容易に可
能となる。
■−■族化合物半導体基板結晶イオン注入を行うための
イオン種としてはこれまで、p型ではB(3Xn型では
Sjが代表的なものであることが知られており、これら
のイオン種はイオン注入において使用され、良好な活性
化率を示している。
イオン種としてはこれまで、p型ではB(3Xn型では
Sjが代表的なものであることが知られており、これら
のイオン種はイオン注入において使用され、良好な活性
化率を示している。
しかし、Bg、Siを液体金属イオン源に用いる場合、
いずれも融点が高く、蒸気圧も高いため、融点を下げる
目的で麺との共晶合金の形で使われるのが一般的で、こ
れらの共晶合金、Au−Be、Aw −S iを使って
マスクレスのイオン注入が既に行われている。更に本出
願人はこのAu−Be及びAu −S i共晶合金型の
イオン源の延−1して、双方のイオンを含むAR−81
−Beの三元合金について特願昭57−105398号
にて提案した。
いずれも融点が高く、蒸気圧も高いため、融点を下げる
目的で麺との共晶合金の形で使われるのが一般的で、こ
れらの共晶合金、Au−Be、Aw −S iを使って
マスクレスのイオン注入が既に行われている。更に本出
願人はこのAu−Be及びAu −S i共晶合金型の
イオン源の延−1して、双方のイオンを含むAR−81
−Beの三元合金について特願昭57−105398号
にて提案した。
しかるに、更に技術の進歩によりp型とn型の不純物イ
オンのみでなく、基板に形成した各デバイス間のアイソ
レーションを完全にするために、Bの如きアイソレーシ
ョンのための不純物イオンを寅むような液体金属イオン
源の実現の要求が高まってきた。
オンのみでなく、基板に形成した各デバイス間のアイソ
レーションを完全にするために、Bの如きアイソレーシ
ョンのための不純物イオンを寅むような液体金属イオン
源の実現の要求が高まってきた。
この発明の目的は融点が900℃以下で−あって、p型
、n型及びアイソレーション用不純物イオンを発生する
ことのできる電界放肚型イオンビーム発生装置用液体金
属イオン源を提供することにある。
、n型及びアイソレーション用不純物イオンを発生する
ことのできる電界放肚型イオンビーム発生装置用液体金
属イオン源を提供することにある。
この発明による液体金属イオン源はPd−Pd−8s−
Bの四元合金が92〜94:4〜5°1.5〜2 :
[1,4〜0.6 重量%の組成比で構成されているこ
とを特徴とする。
Bの四元合金が92〜94:4〜5°1.5〜2 :
[1,4〜0.6 重量%の組成比で構成されているこ
とを特徴とする。
上記の四元合金のうち、Pdは母体金属であp、Siは
■−■族化合物半導体に対してn型の不純物となり、B
eはp型の不純物となる。更にBは基板にデバイスを、
製作したときのアイソレーション用の不純虻とな−る。
■−■族化合物半導体に対してn型の不純物となり、B
eはp型の不純物となる。更にBは基板にデバイスを、
製作したときのアイソレーション用の不純虻とな−る。
第1図(4)はPd−Bg金合金組成比と融点の関係を
示すグラフであって、Pri、Be共に単体であると融
点が1500℃前後であるが、Beが2重量%程度含ま
れた合金の融点は約930℃に下がる。−1方、Pd−
8z−合金の場合は第1図の)に示すように、Szが4
〜5重量%Pdに添加された合金は融点が800℃近く
まで下がる。
示すグラフであって、Pri、Be共に単体であると融
点が1500℃前後であるが、Beが2重量%程度含ま
れた合金の融点は約930℃に下がる。−1方、Pd−
8z−合金の場合は第1図の)に示すように、Szが4
〜5重量%Pdに添加された合金は融点が800℃近く
まで下がる。
また、Be−Si合金の場合は第1図(Qに示すよ:う
にSiが60重量%程度含まれたときの合金の融1゜ 坐は1000℃以下となる。更にBの単体の融点は’1
soo℃以上であるが、Bが約6.5重量%含んだPd
−B合金の融点は第1図0に示すように845℃に下が
る。
にSiが60重量%程度含まれたときの合金の融1゜ 坐は1000℃以下となる。更にBの単体の融点は’1
soo℃以上であるが、Bが約6.5重量%含んだPd
−B合金の融点は第1図0に示すように845℃に下が
る。
上記の事実に基き更に検討を重ねた結果、Pdを母体金
属として92〜94重量%に対し、Siを4〜5重量%
、Be 1.5−2重量%、Bを(1,4〜0.6重i
%から構成された四元金“金の融点は900 ℃以下に
なることを見出し、電界放出型イオンビーム発生装置の
液体金属イオン源として好適に用い得ることができる。
属として92〜94重量%に対し、Siを4〜5重量%
、Be 1.5−2重量%、Bを(1,4〜0.6重i
%から構成された四元金“金の融点は900 ℃以下に
なることを見出し、電界放出型イオンビーム発生装置の
液体金属イオン源として好適に用い得ることができる。
母体金属Pdに対するSi 、 Bg 、 Bを組展比
が上記の範囲であると、得られた合金の融点は850〜
890℃程度の範囲であるが、組成比が上記の範囲外と
なると、特にPdやBの添加比が多くなると融点は急激
に上昇し、1000℃以上となると液体金属イオン源と
しては不適当となる。
が上記の範囲であると、得られた合金の融点は850〜
890℃程度の範囲であるが、組成比が上記の範囲外と
なると、特にPdやBの添加比が多くなると融点は急激
に上昇し、1000℃以上となると液体金属イオン源と
しては不適当となる。
上述の四元合金の製造方法の一例を述べると、BN (
窒化ホウ素)製のルツボを用い、PdとSiを所定量混
合し、1600℃の温度で加熱して溶融したのち、温度
を900℃程度に下げ、その状態7CBe及びBを所定
量添加することにより溶融し、しかる後に均一に分散さ
せ、所定の形状に成形する。
窒化ホウ素)製のルツボを用い、PdとSiを所定量混
合し、1600℃の温度で加熱して溶融したのち、温度
を900℃程度に下げ、その状態7CBe及びBを所定
量添加することにより溶融し、しかる後に均一に分散さ
せ、所定の形状に成形する。
第2図はこの発明の四元合金を液体金属イオン源として
用いて基板結晶にイオンを注入する一実施例を示し、/
は電界放出型イオン発生部であって、エミッタ電極−の
先端付近のリザーバに四元合金3を液体金属イオン源と
して装填する。エミッタ電極コを所定の温度で加熱して
合金3が溶融したら、エミッタ電極コとその前方に配置
さf′I−たイオン引き出し電極グに数KVの電圧を印
加すると、電界蒸発、電界電離などにより、電極先端部
より四つの元素を混合したイオンビーム3が放出される
ことになシ、曲数収束系tを通って質量分離器7へ導か
れる。偏量分離器7では混合イオンビーム5より目的と
するイオンビームタのみを選択的に分離、放出する。放
出された目的とするイオンのビーム9はイオン収束系1
0にて収束され、偏向電極//によシ基板結晶gの所定
の位置に照射してイオンを注入し、パターンの描画を行
う。目的とするイオンの注入が完了したら、質量分離器
7に指令信号を送り、次の目的とするイオンのみを選択
的に分離、放出させ、前述と同様に所定の位置にイオン
の注入を行う。
用いて基板結晶にイオンを注入する一実施例を示し、/
は電界放出型イオン発生部であって、エミッタ電極−の
先端付近のリザーバに四元合金3を液体金属イオン源と
して装填する。エミッタ電極コを所定の温度で加熱して
合金3が溶融したら、エミッタ電極コとその前方に配置
さf′I−たイオン引き出し電極グに数KVの電圧を印
加すると、電界蒸発、電界電離などにより、電極先端部
より四つの元素を混合したイオンビーム3が放出される
ことになシ、曲数収束系tを通って質量分離器7へ導か
れる。偏量分離器7では混合イオンビーム5より目的と
するイオンビームタのみを選択的に分離、放出する。放
出された目的とするイオンのビーム9はイオン収束系1
0にて収束され、偏向電極//によシ基板結晶gの所定
の位置に照射してイオンを注入し、パターンの描画を行
う。目的とするイオンの注入が完了したら、質量分離器
7に指令信号を送り、次の目的とするイオンのみを選択
的に分離、放出させ、前述と同様に所定の位置にイオン
の注入を行う。
:上述の如く、この発明による四元合金を電界放出型イ
オンビーム発生装置の液体金属イオン1源として用いる
ことによシ、一つのイオン原毛n1 p型、アイソレー
ション用不純物イオンを発生することができ、従ってイ
オン注入工程中にイオン源を取り替えることなく、任意
の不純物イオンを同一基板結晶上に連続注入することが
でき、且つ形成されたデバイス間のアイソレーションも
できるので、最近提案さ九ているサブミクロンのオーダ
で収束されたイオンビームによるマスクレスイオン注入
に利用し、高集積化された電子デバイス、光デバイスが
容易に形成さnることになる。
オンビーム発生装置の液体金属イオン1源として用いる
ことによシ、一つのイオン原毛n1 p型、アイソレー
ション用不純物イオンを発生することができ、従ってイ
オン注入工程中にイオン源を取り替えることなく、任意
の不純物イオンを同一基板結晶上に連続注入することが
でき、且つ形成されたデバイス間のアイソレーションも
できるので、最近提案さ九ているサブミクロンのオーダ
で収束されたイオンビームによるマスクレスイオン注入
に利用し、高集積化された電子デバイス、光デバイスが
容易に形成さnることになる。
次にこの発明の実施例を述べる。
BN製ルツボの中にPdを9′5.27、s7を4.5
1入れ約1600℃で加熱し、完全に溶融したら、温度
を900℃まで下げ、更にBgを1.82、Bを0.5
1添加し、溶融させて四元合金を得た。この合金の融点
は約850℃であった。
1入れ約1600℃で加熱し、完全に溶融したら、温度
を900℃まで下げ、更にBgを1.82、Bを0.5
1添加し、溶融させて四元合金を得た。この合金の融点
は約850℃であった。
この四元合金を第2図に示した如き構造のイオンビーム
発生装置のエミッタ電極のリザーバに液体金属イオン源
として装填し、エミッタ電極を約850℃に加熱し、エ
ミッタ電極と引き出し電極に6KVを印加することによ
りイオンビームが電極先端よシ放出さfl、た。
発生装置のエミッタ電極のリザーバに液体金属イオン源
として装填し、エミッタ電極を約850℃に加熱し、エ
ミッタ電極と引き出し電極に6KVを印加することによ
りイオンビームが電極先端よシ放出さfl、た。
この放出さ几た混合イオンビームは質量分離器を制御す
ることによシ目的とする元素のイオンビームのみ選択的
に分離し、基板へ導くことができた。
ることによシ目的とする元素のイオンビームのみ選択的
に分離し、基板へ導くことができた。
第1図囚−■はそれぞfLPd −Bg 、 Pd −
Si、Bg−3i、 Pd−B 合金の組成比と融点の
関係を示すグラフ、第2図はイオン注入装置の一実施例
を示す概略構成図である。 /・・・電界放電型イオン発生部、コ・・・エミッタ電
極、3・・・液体金属イオン源、!・・・混合イオンビ
ーム、7・・・質量分離器、り・・・選択イオンビーム
、/2・・・基板結晶。
Si、Bg−3i、 Pd−B 合金の組成比と融点の
関係を示すグラフ、第2図はイオン注入装置の一実施例
を示す概略構成図である。 /・・・電界放電型イオン発生部、コ・・・エミッタ電
極、3・・・液体金属イオン源、!・・・混合イオンビ
ーム、7・・・質量分離器、り・・・選択イオンビーム
、/2・・・基板結晶。
Claims (1)
- Pd −S4− Be −Bの四元合金が92〜94:
4〜5:1.5〜2 : 0.4〜0.6重量係の組成
比で構成されていることを特徴とする電界放出型イオン
ビーム発生装置用液体金属イオン源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP475484A JPS60150535A (ja) | 1984-01-17 | 1984-01-17 | 電界放出型イオンビ−ム発生装置用液体金属イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP475484A JPS60150535A (ja) | 1984-01-17 | 1984-01-17 | 電界放出型イオンビ−ム発生装置用液体金属イオン源 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60150535A true JPS60150535A (ja) | 1985-08-08 |
JPH0358131B2 JPH0358131B2 (ja) | 1991-09-04 |
Family
ID=11592690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP475484A Granted JPS60150535A (ja) | 1984-01-17 | 1984-01-17 | 電界放出型イオンビ−ム発生装置用液体金属イオン源 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60150535A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1987006390A2 (en) * | 1986-04-14 | 1987-10-22 | Hughes Aircraft Company | Liquid metal ion source and alloy for ion emission of multiple ionic species |
EP0248914A1 (en) * | 1985-12-13 | 1987-12-16 | Hitachi, Ltd. | Liquid metal ion source |
-
1984
- 1984-01-17 JP JP475484A patent/JPS60150535A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0248914A1 (en) * | 1985-12-13 | 1987-12-16 | Hitachi, Ltd. | Liquid metal ion source |
WO1987006390A2 (en) * | 1986-04-14 | 1987-10-22 | Hughes Aircraft Company | Liquid metal ion source and alloy for ion emission of multiple ionic species |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0358131B2 (ja) | 1991-09-04 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |