JPH02218122A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH02218122A JPH02218122A JP3863789A JP3863789A JPH02218122A JP H02218122 A JPH02218122 A JP H02218122A JP 3863789 A JP3863789 A JP 3863789A JP 3863789 A JP3863789 A JP 3863789A JP H02218122 A JPH02218122 A JP H02218122A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion implantation
- semiconductor device
- amorphousness
- ion
- degree
- 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
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 13
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000005280 amorphization Methods 0.000 claims description 9
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 claims description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 13
- 230000002950 deficient Effects 0.000 abstract 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- -1 phosphorus ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000009525 mild injury Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009528 severe injury Effects 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (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
本発明は半導体装置を製造するための不純物のイオン注
入の方法に関する。
入の方法に関する。
従来の技術
従来この種のイオン注入技術としては、イオン発生源か
らのイオンを質量分析系で選別し、２０〜２００ＫｅＶ
の高電圧で加速して、半導体結晶中に注入して半導体結
晶の格子位置を不純物イオンで置換する方法が一般的で
ある。このイオン注入の際に、結晶の表面はイオン衝撃
で損傷を受け、いわゆるアモルファス（非晶質〉層が形
成され、不純物は電気的にも不活性である。しかし、注
入後の数１００℃のアニール処理によって結晶性は回復
し、注入された不純物は結晶格子位置に落ちついて、電
気的にも活性化される。
らのイオンを質量分析系で選別し、２０〜２００ＫｅＶ
の高電圧で加速して、半導体結晶中に注入して半導体結
晶の格子位置を不純物イオンで置換する方法が一般的で
ある。このイオン注入の際に、結晶の表面はイオン衝撃
で損傷を受け、いわゆるアモルファス（非晶質〉層が形
成され、不純物は電気的にも不活性である。しかし、注
入後の数１００℃のアニール処理によって結晶性は回復
し、注入された不純物は結晶格子位置に落ちついて、電
気的にも活性化される。
発明が解決しようとする課題
このような半導体製造におけるイオン注入は、注入によ
る損傷（アモルファス層）形成とアニールによる結晶性
回復が重要な問題となっている。
る損傷（アモルファス層）形成とアニールによる結晶性
回復が重要な問題となっている。
一般に強度の損傷によってアモルファス化が起った時の
方が、軽度の損傷でアモルファス化の起らない時よりも
、結晶性の回復は完全である。したがって、注入工程で
は、アモルファス化の程度の測定が非常に重要である。
方が、軽度の損傷でアモルファス化の起らない時よりも
、結晶性の回復は完全である。したがって、注入工程で
は、アモルファス化の程度の測定が非常に重要である。
ところが、アモルファス仕度の測定には簡便な方法がな
（、得られた半導体デバイスの特性からイオン注入条件
の良否を大まかに判定するしかなかった。そのためにイ
オン注入条件そのものを最適化しにくいという問題があ
った。
（、得られた半導体デバイスの特性からイオン注入条件
の良否を大まかに判定するしかなかった。そのためにイ
オン注入条件そのものを最適化しにくいという問題があ
った。
本発明はこのような問題点を解決するもので、注入によ
る損傷を完全に回復させるためのアモルファス化の度合
の測定にもとすいたイオン注入の方法を提供するもので
ある。
る損傷を完全に回復させるためのアモルファス化の度合
の測定にもとすいたイオン注入の方法を提供するもので
ある。
課題を解決するための手段
課題を解決するために本発明は、注入による結晶の損傷
とくにアモルファス仕度を正確に測定し、アニールによ
る結晶の完全な回復のためのイオン注入方法を提供する
。具体的にはラマン散乱法による非結晶性（アモルファ
ス仕度）が８０〜１００％になるようなイオン注入条件
で不純物をイオン注入する半導体装置の製造方法である
。
とくにアモルファス仕度を正確に測定し、アニールによ
る結晶の完全な回復のためのイオン注入方法を提供する
。具体的にはラマン散乱法による非結晶性（アモルファ
ス仕度）が８０〜１００％になるようなイオン注入条件
で不純物をイオン注入する半導体装置の製造方法である
。
作用
この方法により、イオン注入を行なうと、非結晶性が８
０〜１００％では、アニール処理での結晶性の回復が完
蚤であり、得られる半導体装置の電気特性は結晶欠陥に
よる耐圧特性やリーク電流などが著しく減小でき、すぐ
れた半導体装置が得られる。
０〜１００％では、アニール処理での結晶性の回復が完
蚤であり、得られる半導体装置の電気特性は結晶欠陥に
よる耐圧特性やリーク電流などが著しく減小でき、すぐ
れた半導体装置が得られる。
実施例
Ｓｉ結晶（１００）面に不純物としてリンを注入し、イ
オン注入量とアモルファス仕度を求めると第１図のよう
になる。ここでアモルファス仕度はラマン散乱法によっ
て測定し、もとの結晶を０％とし、注入量を増大して完
全にアモルファス化した場合を１００％に規格化しであ
る。第１図のようにリンイオンをイオン電流０．３ｍＡ
、加速電圧１００ＫｅＶの標準的な方法注入すると、１
０〜１０”ｃ＋ｉ−２の注入量で損傷が０〜１００％に
変化する。この図で斜線部分が、アニール処理によって
結晶性が回復する領域でアモルファス仕度８０−１００
％に相当する。したがって図示するようにｌ Ｘ Ｉ
Ｑ”ｃｍ−２のイオン注入量に対しては、標準的な注入
方法では、アモルファス仕度が５０％（Ａ点）で、この
ままではアニールしても結晶性の回復は起らない。
オン注入量とアモルファス仕度を求めると第１図のよう
になる。ここでアモルファス仕度はラマン散乱法によっ
て測定し、もとの結晶を０％とし、注入量を増大して完
全にアモルファス化した場合を１００％に規格化しであ
る。第１図のようにリンイオンをイオン電流０．３ｍＡ
、加速電圧１００ＫｅＶの標準的な方法注入すると、１
０〜１０”ｃ＋ｉ−２の注入量で損傷が０〜１００％に
変化する。この図で斜線部分が、アニール処理によって
結晶性が回復する領域でアモルファス仕度８０−１００
％に相当する。したがって図示するようにｌ Ｘ Ｉ
Ｑ”ｃｍ−２のイオン注入量に対しては、標準的な注入
方法では、アモルファス仕度が５０％（Ａ点）で、この
ままではアニールしても結晶性の回復は起らない。
しかしながら、
（１） リンのイオンビームの電流密度を０．３から
１．５ｍＡに増やして注入したとき、（２）標準のリン
イオン注入（イオン電流 ｍＡ）の後、シリコンのイ
オンをｌＯ口ｃ＋＊−２注入したとき、 いずれもアモルファス仕度は図のＢ点に相当する９０％
となり、アニール処理を行なうと結晶性が回復すること
が確かめられた。
１．５ｍＡに増やして注入したとき、（２）標準のリン
イオン注入（イオン電流 ｍＡ）の後、シリコンのイ
オンをｌＯ口ｃ＋＊−２注入したとき、 いずれもアモルファス仕度は図のＢ点に相当する９０％
となり、アニール処理を行なうと結晶性が回復すること
が確かめられた。
さらに実験によって、アモルファス化を増加するための
方法を調べると、注入時のビーム電流密度のほか、加速
電圧、ビーム径、イオン走査方式、注入基板の温度、イ
オン注入の角度などによって、アモルファス化の程度は
大幅に変化することがわかった。また、目標のイオン注
入量の標準的な注入をした後に、電気的には中性な基板
と同じシリコンや同族のＧｅ、Ｓｎを追加注入しても電
気的に必要なキャリヤ濃度は変えないでアモルファス化
を増大できることを確かめた。
方法を調べると、注入時のビーム電流密度のほか、加速
電圧、ビーム径、イオン走査方式、注入基板の温度、イ
オン注入の角度などによって、アモルファス化の程度は
大幅に変化することがわかった。また、目標のイオン注
入量の標準的な注入をした後に、電気的には中性な基板
と同じシリコンや同族のＧｅ、Ｓｎを追加注入しても電
気的に必要なキャリヤ濃度は変えないでアモルファス化
を増大できることを確かめた。
したがって、室ましいイオン注入を行うためには、所定
のイオン注入することと、ラマン散乱法によりアモルフ
ァス仕度を測定して、結晶性の回復可能なアモルファス
仕度８０〜９８％を達成する必要がある。アモルファス
仕度はＳｉ結晶の場合、８０〜１００％の領域が、結晶
の回復に好都合であるが、実用的には８５〜１００％、
さらに望ましくは９０〜９８％が良い。
のイオン注入することと、ラマン散乱法によりアモルフ
ァス仕度を測定して、結晶性の回復可能なアモルファス
仕度８０〜９８％を達成する必要がある。アモルファス
仕度はＳｉ結晶の場合、８０〜１００％の領域が、結晶
の回復に好都合であるが、実用的には８５〜１００％、
さらに望ましくは９０〜９８％が良い。
発明の効果
以上のように本発明によれば、イオン注入時の結晶性の
回復が完全になり、半導体装置の結晶欠陥によるリーク
電流や耐圧不良が防止できるので半導体メモリー特性や
固体イメージ素子特性が著しく向上する。
回復が完全になり、半導体装置の結晶欠陥によるリーク
電流や耐圧不良が防止できるので半導体メモリー特性や
固体イメージ素子特性が著しく向上する。
第１図は本発明の詳細な説明図である。
第
図
Claims (4)
- （１）注入損傷によるアモルファス仕度が６５〜９５％
となるように注入操作して、半導体基板に不純物のイオ
ン注入を行った後、アニールによって再結晶化すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - （２）ラマン散乱法による結晶−非晶質の程度を示す規
格化強度で示した値で、８０〜１００％とすることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製造
方法 - （３）アモルファス化を調整するための注入操作が、注
入不純物のイオン注入条件（加速電圧、温度、ビーム径
、イオン密度、イオン操作方法、ビーム入射角度など）
の変更により、行われることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の半導体装置の製造方法 - （４）アモルファス化を調整するための注入操作が、半
導体基板と同じ族の元素を注入することにより行われる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3863789A JPH02218122A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3863789A JPH02218122A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02218122A true JPH02218122A (ja) | 1990-08-30 |
Family
ID=12530759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3863789A Pending JPH02218122A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02218122A (ja) |
-
1989
- 1989-02-17 JP JP3863789A patent/JPH02218122A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS61220424A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2755214B2 (ja) | 半導体薄膜の形成方法 | |
| JPH02218123A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS61119079A (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| US7112850B2 (en) | Non-volatile memory device with a polarizable layer | |
| JPH0637163A (ja) | イオン注入評価法 | |
| KR100671159B1 (ko) | 디스크방식 임플란트 공정에서 이온빔에 대한 반도체웨이퍼의 배치 방법 | |
| JP2536472B2 (ja) | 多結晶半導体膜の固相成長方法 | |
| WO2016166930A1 (ja) | 半導体装置の製造方法及び半導体装置の評価方法 | |
| JPS58151020A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS6151930A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0234932A (ja) | 半導体ウエハのゲッタリング方法 | |
| JP2744022B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS61127117A (ja) | 多結晶半導体薄膜の形成方法 | |
| JPH03171737A (ja) | 化合物半導体装置の製造方法 | |
| JPS60733A (ja) | 半導体装置とその製造方法 | |
| JPS5984422A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH01147830A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0795537B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0795535B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0468770B2 (ja) | ||
| JPH0235715A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0516174B2 (ja) | ||
| JPS61116842A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH08124872A (ja) | 薄膜半導体装置の製造方法 |