JPS62237651A - イオン打ち込み装置用イオン源 - Google Patents
イオン打ち込み装置用イオン源Info
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- JPS62237651A JPS62237651A JP8171686A JP8171686A JPS62237651A JP S62237651 A JPS62237651 A JP S62237651A JP 8171686 A JP8171686 A JP 8171686A JP 8171686 A JP8171686 A JP 8171686A JP S62237651 A JPS62237651 A JP S62237651A
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Landscapes
- 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】
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体のＰＮ接合形成などに用いるイオン打
ち込み装置のイオン源に関するものである。
ち込み装置のイオン源に関するものである。
（従来の技術と発明が解決しようとする問題点）半導体
素子の高集積化に伴ない、サブミクロンのスケールでの
ドライプロセスの要求が強くなってきている。サブミク
ロンの要求に対し近年、液体金属イオン源を使ったフォ
ーカストイオンビーム（ＦＩＢ）の開発が行なわれ大き
な成果をおさめつつある。待にマスクレスで直接所要イ
オンを微細領域に打ち込めるため、プロセスの簡略化に
多大の利点をもたらす。しかし、現時点ではイオン打ち
込みプロセスにおいてイオン源が発生するイオン種は一
種類にかぎられるため一回の試料室開閉では一種類の打
ち込み層しか形成できなかった。周知の様に半導体デバ
イスではＰＮ接合を形成する事がしばしばであり、特に
ＩＣデバイスでは局所的に場所を変えて、濃度を変えて
、深さを変えて、ＰＮ接合を形成する事が要求される。
素子の高集積化に伴ない、サブミクロンのスケールでの
ドライプロセスの要求が強くなってきている。サブミク
ロンの要求に対し近年、液体金属イオン源を使ったフォ
ーカストイオンビーム（ＦＩＢ）の開発が行なわれ大き
な成果をおさめつつある。待にマスクレスで直接所要イ
オンを微細領域に打ち込めるため、プロセスの簡略化に
多大の利点をもたらす。しかし、現時点ではイオン打ち
込みプロセスにおいてイオン源が発生するイオン種は一
種類にかぎられるため一回の試料室開閉では一種類の打
ち込み層しか形成できなかった。周知の様に半導体デバ
イスではＰＮ接合を形成する事がしばしばであり、特に
ＩＣデバイスでは局所的に場所を変えて、濃度を変えて
、深さを変えて、ＰＮ接合を形成する事が要求される。
従って一回の試料室開閉で複数イオンのダブルドーピン
グまたはトリプルドーピングが可能であればプロセス設
計上大きな進展が期待される。
グまたはトリプルドーピングが可能であればプロセス設
計上大きな進展が期待される。
本発明の目的は複数のイオン種を、任意の場所に任意の
ドーズ址で、任意の深さに打ち込む事が制御可能なイオ
ン打ち込み装置用イオン）原を単一のイオン源によって
提供する事にある。
ドーズ址で、任意の深さに打ち込む事が制御可能なイオ
ン打ち込み装置用イオン）原を単一のイオン源によって
提供する事にある。
（問題点を解決するための手段）
本発明によるイオン源は少なくとも２種類の元素からな
る共晶合金による低融点金属を液体金属イオン源とし、
発生する２種類以上のイオンを電磁マグネットで選択巳
、かつ同一軌道上に乗せる事を特徴とするイオン打ち込
み装置用イオンである。
る共晶合金による低融点金属を液体金属イオン源とし、
発生する２種類以上のイオンを電磁マグネットで選択巳
、かつ同一軌道上に乗せる事を特徴とするイオン打ち込
み装置用イオンである。
（作用）
本発明の上記構成を説明するにあたり、多元合金の共晶
化によって低融点金属が得られる事について述べる。一
般に適当な２種の金属を合金化すると特定の組成で共晶
点を有し、融点が下る事が知られている。第２図はＣｄ
とＳｎ系でＣｄの融点３２１°Ｃ１Ｓｎの融点２３２°
Ｃが共晶点で６６．５４°Ｃに下る事を示した相図（コ
ンスティチューションオヴバイナリアロイ：エリオット
：マクグローヒル１９６５）（Ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏ
ｎ ｏｆＢｉｎａｒｙ Ａ１１ｏｙｓ、 Ｆｉｒｓ
ｔ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ： Ｒ−Ｐ−Ｅｌｌｉｏ
ｔｔ：ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ １９６５）である。半
導体ＧａＡｓにおいてＣｄはｐ型ドーパントとして働き
、Ｓｎはｎ型ドーパントとして作用する。従ってこの合
金系を低融点液体金属イオン源として用いれば単一のイ
オン源で２種類のイオンを発生する事が可能になる。
化によって低融点金属が得られる事について述べる。一
般に適当な２種の金属を合金化すると特定の組成で共晶
点を有し、融点が下る事が知られている。第２図はＣｄ
とＳｎ系でＣｄの融点３２１°Ｃ１Ｓｎの融点２３２°
Ｃが共晶点で６６．５４°Ｃに下る事を示した相図（コ
ンスティチューションオヴバイナリアロイ：エリオット
：マクグローヒル１９６５）（Ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏ
ｎ ｏｆＢｉｎａｒｙ Ａ１１ｏｙｓ、 Ｆｉｒｓ
ｔ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ： Ｒ−Ｐ−Ｅｌｌｉｏ
ｔｔ：ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ １９６５）である。半
導体ＧａＡｓにおいてＣｄはｐ型ドーパントとして働き
、Ｓｎはｎ型ドーパントとして作用する。従ってこの合
金系を低融点液体金属イオン源として用いれば単一のイ
オン源で２種類のイオンを発生する事が可能になる。
（実施例）
次に本発明の実施例の構造を図面に基づいて説明する。
第１図は本実施例の構成図を示す。キャピラリー型イオ
ン源電極１の中に充填された共晶合金２はイオン源電極
１の周辺にまかれた抵抗加熱ヒーター３によって液体状
態にまで加熱される。もちろん室温において液体状態を
示す共晶合金であればその必要はない。イオン源電極中
の液体状態の金属は表面張力と電界電極４との釣り合い
で円錐状に突出する。電界があるしきい値に達っすると
その先端から液体金属の原子や分子のイオンの放出が始
まる、電極４の極性によって陽イオンを取り出す事も陰
イオンを取り出す事も可能である。電極４の中心孔から
出射されたイオンは多段加速電界電極５によって任意の
速度に設定された後電磁マグネット６によって偏向を受
けた後試料室７に導入され試料８に打ち込まれる。打ち
込まれるイオン種は共晶合金２の種類によって多種のイ
オンが考えられるが、多段加速電界電極５によって与え
られるイオン速度と電磁マグネット６の磁場強度によっ
て与えられる曲率によって試料室７内の試料８への入射
軌道を同一にする事は容易である。イオン極性の違いも
電磁マグネット６の極性を反転する事により同一軌道に
乗せる事が可能である。イオン源１から出るイオン効率
が分子イオン、あるいは多荷イオンの場合の方が高い場
合にもそれぞれ対応は容易である。なおこれらのイオン
光学系は筐体９で１Ｏ−９ＴＯＲ程度の高真空中におさ
められている。
ン源電極１の中に充填された共晶合金２はイオン源電極
１の周辺にまかれた抵抗加熱ヒーター３によって液体状
態にまで加熱される。もちろん室温において液体状態を
示す共晶合金であればその必要はない。イオン源電極中
の液体状態の金属は表面張力と電界電極４との釣り合い
で円錐状に突出する。電界があるしきい値に達っすると
その先端から液体金属の原子や分子のイオンの放出が始
まる、電極４の極性によって陽イオンを取り出す事も陰
イオンを取り出す事も可能である。電極４の中心孔から
出射されたイオンは多段加速電界電極５によって任意の
速度に設定された後電磁マグネット６によって偏向を受
けた後試料室７に導入され試料８に打ち込まれる。打ち
込まれるイオン種は共晶合金２の種類によって多種のイ
オンが考えられるが、多段加速電界電極５によって与え
られるイオン速度と電磁マグネット６の磁場強度によっ
て与えられる曲率によって試料室７内の試料８への入射
軌道を同一にする事は容易である。イオン極性の違いも
電磁マグネット６の極性を反転する事により同一軌道に
乗せる事が可能である。イオン源１から出るイオン効率
が分子イオン、あるいは多荷イオンの場合の方が高い場
合にもそれぞれ対応は容易である。なおこれらのイオン
光学系は筐体９で１Ｏ−９ＴＯＲ程度の高真空中におさ
められている。
（発明の効果）
以上、詳述したように本発明によれば従来の単一イオン
型イオン打ち込み装置とは異なり、−回の打ち込みプロ
セスにおいて複数のイオン種の打ち込みにより、局所的
な箇所にＰＮ接合をつくる事が出来る。
型イオン打ち込み装置とは異なり、−回の打ち込みプロ
セスにおいて複数のイオン種の打ち込みにより、局所的
な箇所にＰＮ接合をつくる事が出来る。
例えばＣｄ−８ｎ系を使うならば、ｎｏｄｏｐｅ Ｇａ
Ａｓに１１４ｃｄを電磁マグネット６の磁場を調整して
打ち込み、次に１２０Ｓｎの軌道が試料８に達っする様
に電磁マグネット６を再調整して打ち込む。打ち込み後
の適切なアニーリングによってＰＮ接合をつくる事が出
来る。
Ａｓに１１４ｃｄを電磁マグネット６の磁場を調整して
打ち込み、次に１２０Ｓｎの軌道が試料８に達っする様
に電磁マグネット６を再調整して打ち込む。打ち込み後
の適切なアニーリングによってＰＮ接合をつくる事が出
来る。
更に大きな利用法の一例としてＣｒ、Ｆｅの様なＧａＡ
ｓ中で深い準位をつくるイオン種を打ち込む事により局
所的な高抵抗領域をつくる事が出来る。
ｓ中で深い準位をつくるイオン種を打ち込む事により局
所的な高抵抗領域をつくる事が出来る。
この様な素子分離技術上、画期的な進歩をもたらすであ
ろう。なお、任意箇所の打ち込みは第１図においてデフ
レクタ−１０によって、任意深さの打ち込みおよび任意
濃度の打ち込みは一次イオン光学レンズ系１１およびア
パーチャ１２によって実施可能である。
ろう。なお、任意箇所の打ち込みは第１図においてデフ
レクタ−１０によって、任意深さの打ち込みおよび任意
濃度の打ち込みは一次イオン光学レンズ系１１およびア
パーチャ１２によって実施可能である。
また共晶合金２を更に多元合金によって３種類以上のイ
オンをとり出す事も可能である。
オンをとり出す事も可能である。
第１図は本発明の実施例の構成図、第２図はＣｄ−８ｎ
系の相図である。 １・・・イオン電極 ２・・・共晶合金 ３・・・加熱ヒーター ４・・・電界電極 ５・・・多段加速電界電極 ６・・・電磁マグネット ７・・・試料室 ８・・・試料 ９・・・筐ｆ本 １０・・・デフレクタ− １１・・・−次イオン光学レンズ系 １２・・・アパーチャ １３・・・イオン軌道 ′
二゛＼・、、’：＋、ニー、 ｔ （−・・Ｊ、ｊ
系の相図である。 １・・・イオン電極 ２・・・共晶合金 ３・・・加熱ヒーター ４・・・電界電極 ５・・・多段加速電界電極 ６・・・電磁マグネット ７・・・試料室 ８・・・試料 ９・・・筐ｆ本 １０・・・デフレクタ− １１・・・−次イオン光学レンズ系 １２・・・アパーチャ １３・・・イオン軌道 ′
二゛＼・、、’：＋、ニー、 ｔ （−・・Ｊ、ｊ
Claims (1)
- 多種の半導体に対しドナーとなる元素とアクセプターと
なる元素の少なくとも２種類以上の元素からなる共晶合
金を液体金属イオン源となし、発生する２種類以上のイ
オンを電磁マグネットで選択しかつ、同一軌道上に乗せ
る事を特徴とするイオン打ち込み装置用イオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8171686A JPS62237651A (ja) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | イオン打ち込み装置用イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8171686A JPS62237651A (ja) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | イオン打ち込み装置用イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62237651A true JPS62237651A (ja) | 1987-10-17 |
Family
ID=13754126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8171686A Pending JPS62237651A (ja) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | イオン打ち込み装置用イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62237651A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1956630A1 (en) * | 2007-02-06 | 2008-08-13 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Achromatic mass separator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60200433A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-09 | Agency Of Ind Science & Technol | 電界放出型液体金属イオン源 |
-
1986
- 1986-04-08 JP JP8171686A patent/JPS62237651A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60200433A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-09 | Agency Of Ind Science & Technol | 電界放出型液体金属イオン源 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1956630A1 (en) * | 2007-02-06 | 2008-08-13 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Achromatic mass separator |
| US8049180B2 (en) | 2007-02-06 | 2011-11-01 | Ict, Integrated Circuit Testing Gesellschaft Fur Halbleiterpruftechnik Mbh | Achromatic mass separator |
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