JPH0323627A - プラズマドーピング方法及びその装置 - Google Patents
プラズマドーピング方法及びその装置Info
- Publication number
- JPH0323627A JPH0323627A JP1158657A JP15865789A JPH0323627A JP H0323627 A JPH0323627 A JP H0323627A JP 1158657 A JP1158657 A JP 1158657A JP 15865789 A JP15865789 A JP 15865789A JP H0323627 A JPH0323627 A JP H0323627A
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- Japan
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- electrode
- magnetic field
- doping
- plasma
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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の製造プロセスにおいて不純物層を
形成するドーピングに関し、特にプラズマを利用してド
ーピングを行うプラズマドーピング方法及びその装置に
関するものである．従来の技術 プラズマを利用したドーピ、ング方法は、特開昭５６−
１３８９２１号公報等において開示されている． このプラズマドーピングを行う従来装置の一例を第４図
により説明する．第４図において、３１は真空チャンバ
ーで、圧力制御バルブ３２を介して真空ボンプ３３に接
続されている．３４は不純物を含むガスを供給するガス
供給口である．真空チャンバー３１の内部には互いに平
行に下部電極３５と上部電極３６が配設されている．３
７は高周波電源で下部電極３５に接続され、上部電極３
６はアースされている．３８は陰極降下電圧（Ｖれ）測
定用の電圧計である．３９は下部電極３５上に設置され
た被処理物である． 以上の構威において、真空チャンバー３１内を真空ボン
プ３３にて真空にし、高周波電源３７にて下部電極３５
に高周波電圧を印加することによって上部電極３６との
間でグロー放電を発生させるとともにガス供給口３４か
ら不純物を含むガスを供給することによってプラズマを
発生させることによって、このプラズマから放出された
不純物のイオンや活性化された不純物原子を被処理物３
９の表面に照射し、不純物を被処理物３９の表面にドー
ピングしている． 発明が解決しようとする課題 ところが、上記のように平行に配置した平板状の下部電
極と上部電極の間でグロー放電させるだけの構成では、
高密度のプラズマが得られないため、能率的にドーピン
グすることができず、ドーピングに時間がかかり、また
所定のドーピングを行うのに高温で長時間の処理が必要
であるため半導体装置の特性を悪化させたり、製品の歩
留まりが低下するという問題があった。また、再現性を
良くするには真空度を高める必要があるが、高真空域（
５ Ｘ １ ０−”Ｔｏｒｒ以下）では放電自体が不安
定なものとなるという問題があった。
形成するドーピングに関し、特にプラズマを利用してド
ーピングを行うプラズマドーピング方法及びその装置に
関するものである．従来の技術 プラズマを利用したドーピ、ング方法は、特開昭５６−
１３８９２１号公報等において開示されている． このプラズマドーピングを行う従来装置の一例を第４図
により説明する．第４図において、３１は真空チャンバ
ーで、圧力制御バルブ３２を介して真空ボンプ３３に接
続されている．３４は不純物を含むガスを供給するガス
供給口である．真空チャンバー３１の内部には互いに平
行に下部電極３５と上部電極３６が配設されている．３
７は高周波電源で下部電極３５に接続され、上部電極３
６はアースされている．３８は陰極降下電圧（Ｖれ）測
定用の電圧計である．３９は下部電極３５上に設置され
た被処理物である． 以上の構威において、真空チャンバー３１内を真空ボン
プ３３にて真空にし、高周波電源３７にて下部電極３５
に高周波電圧を印加することによって上部電極３６との
間でグロー放電を発生させるとともにガス供給口３４か
ら不純物を含むガスを供給することによってプラズマを
発生させることによって、このプラズマから放出された
不純物のイオンや活性化された不純物原子を被処理物３
９の表面に照射し、不純物を被処理物３９の表面にドー
ピングしている． 発明が解決しようとする課題 ところが、上記のように平行に配置した平板状の下部電
極と上部電極の間でグロー放電させるだけの構成では、
高密度のプラズマが得られないため、能率的にドーピン
グすることができず、ドーピングに時間がかかり、また
所定のドーピングを行うのに高温で長時間の処理が必要
であるため半導体装置の特性を悪化させたり、製品の歩
留まりが低下するという問題があった。また、再現性を
良くするには真空度を高める必要があるが、高真空域（
５ Ｘ １ ０−”Ｔｏｒｒ以下）では放電自体が不安
定なものとなるという問題があった。
これに対して、特開昭６１−２６２１９号公報には、不
純物を添加すべき被処理物上の領域に磁界を与えること
によって、被処理物上の領域に高密度のプラズマを発生
させることが開示されている．しかし、その場合にはプ
ラズマが磁界の中に入り込んでイオンシースが狭くなり
、その結果陰極降下電圧が下がってしまい、高密度のプ
ラズマによって不純物のイオンや活性化した不純物原子
が多量に発生しても陰極降下電圧が低いために被処理物
表面にドーピングされないという問題がある。
純物を添加すべき被処理物上の領域に磁界を与えること
によって、被処理物上の領域に高密度のプラズマを発生
させることが開示されている．しかし、その場合にはプ
ラズマが磁界の中に入り込んでイオンシースが狭くなり
、その結果陰極降下電圧が下がってしまい、高密度のプ
ラズマによって不純物のイオンや活性化した不純物原子
が多量に発生しても陰極降下電圧が低いために被処理物
表面にドーピングされないという問題がある。
本発明は上記従来の問題点に鑑み、ドーピングを能率的
にかつ再現性よく行うことができるプラズマドーピング
方法及びその装置を提供することを目的とする。
にかつ再現性よく行うことができるプラズマドーピング
方法及びその装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明のプラズマドーピング方法は、上記目的を達或す
るために、平行電極の一方の電極上に被処理物を設置し
た真空チャンバー内に、不純物を含むガスを導入すると
ともに、−平行電極間に高周波電圧を印加し、さらに被
処理物と対向する電極側に磁界を形成して高密度のプラ
ズマを形成し、被処理物表面に不純物層を形戒すること
を特徴とする． 又、本発明のプラズマドーピング装置は、排気手段に接
続された真空チ中ンバーと、この真空チャンバー内に不
純物を含むガスを導入する手段と、真空チャンバーの内
部に配設されかつ一方の電極上に被処理物を設置可能な
平行電極と、平行電極間に高周波電圧を印加する手段と
、被処理物を設置しない電極に配置されたマグネットと
を備えていることを特徴とする． 又、マグネットは被処理物を設置しない電極近傍に磁界
を形戒するように真空チャンバーの外部に配置してもよ
い． 作 用 本発明によると、真空チャンバー内に不純物を含むガス
を導入して平行電極間に高周波電圧を印加し、かつ被処
理物と対向する電極側に磁界を形成することによって、
この被処理物と対向する電極側に高密度のプラズマが形
成されるとともに、プラズマと被処理物との間に大きな
イオンシースが形成されて高い陰極降下電圧ＶａＣが得
られ、高密度のプラズマによって発生した不純物のイオ
ンや活性化した不純物原子が効果的に被処理物表面にド
ーピングされる．又、磁界を印加することによって真空
チャンバー内の真空度に高めても放電が安定して行われ
、再現性の良いドーピングを行うことができる。
るために、平行電極の一方の電極上に被処理物を設置し
た真空チャンバー内に、不純物を含むガスを導入すると
ともに、−平行電極間に高周波電圧を印加し、さらに被
処理物と対向する電極側に磁界を形成して高密度のプラ
ズマを形成し、被処理物表面に不純物層を形戒すること
を特徴とする． 又、本発明のプラズマドーピング装置は、排気手段に接
続された真空チ中ンバーと、この真空チャンバー内に不
純物を含むガスを導入する手段と、真空チャンバーの内
部に配設されかつ一方の電極上に被処理物を設置可能な
平行電極と、平行電極間に高周波電圧を印加する手段と
、被処理物を設置しない電極に配置されたマグネットと
を備えていることを特徴とする． 又、マグネットは被処理物を設置しない電極近傍に磁界
を形戒するように真空チャンバーの外部に配置してもよ
い． 作 用 本発明によると、真空チャンバー内に不純物を含むガス
を導入して平行電極間に高周波電圧を印加し、かつ被処
理物と対向する電極側に磁界を形成することによって、
この被処理物と対向する電極側に高密度のプラズマが形
成されるとともに、プラズマと被処理物との間に大きな
イオンシースが形成されて高い陰極降下電圧ＶａＣが得
られ、高密度のプラズマによって発生した不純物のイオ
ンや活性化した不純物原子が効果的に被処理物表面にド
ーピングされる．又、磁界を印加することによって真空
チャンバー内の真空度に高めても放電が安定して行われ
、再現性の良いドーピングを行うことができる。
又、被処理物に対向する電極にマグネットを配置し、又
はこの電極の近傍に磁界を形成するように真空チャンバ
ーの外部にマグネットを配置するという簡単な手段を付
加したプラズマドーピング装置にて上記のように能率的
に再現性のよいドーピングが可能となる． 実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する． 本発明の第１実施例を示す第１図において、１は真空チ
ャンバーで、圧力制御バルブ２を介して真空ボンプ３に
接続されている．４は不純物を含むガスを供給するガス
供給口である．真空チャンバー１の内部には互いに平行
に平板状の下部電極５と上部電極６が配設されている．
７は、１３．５６ＭＨＺの高周波電源で下部電極５に接
続されている．８は陰極降下電圧（ｖｄｃ）測定用の電
圧計である．上部電極６はアースされており、かつ下部
電極５との対向面に沿って磁界を形戒するようにマグネ
ット９が配置されている．１０は下部電極５上に設置さ
れた被処理物である．次に、動作を説明する．下部電極
６上に６インチのＳｉ基板から或る被処理物ＩＯを設置
して、真空ボンプ３にて排気しながら圧力制御バルプ２
を制御することによって真空チャンバー１内を２Ｘ １
０−”Ｔｏｒｒに保ち、同時にガス供給口４から不純
物ガスとしてＢｘ Ｈａ （Ｈｅベースで５％に希釈
）を１ ０ ｓｅｃｍ導入し、高周波電源７よりｖ，ｃ
測定用電圧計８が−７００Ｖとなるように電力を供給し
、ドーピングを行った．すると、マグネット９により上
部電極６の下部電極５に対する対向面に沿って磁界ｌ１
が形成されているため、高密度のプラズマ１２が上部電
極６の近傍に形成されるとともに、この高密度のプラズ
マ１２と被処理物ＩＯとの間に大きなイオンシースが形
成されて高い陰極降下電圧が得られ、高密度のプラズマ
によって発生した不純物のイオンや活性化した不純物原
子が効果的に被処理物ｌＯの表面にドーピングされる．
その結果、例えば従来被処理物１０の表面に所定のボロ
ン濃度の不純物層を形成するのに１００秒程度のドーピ
ングが必要であったものが、数ｌＯ秒程度のドーピング
によって所定の不純物層を形戒することができ、しかも
再現性も良好であった．又、短時間でドーピングが完了
するので、被処理物１０の温度上昇も少なくて済み、半
導体装置の特性を悪化させたり、製品の歩留まりが低下
するというような不都合も解消される．尚、被処理物全
体の温度上昇は上記のように抑制されるが、さらに表面
温度が１ ２ ０ ”Ｃ以下の一定温度となるように間
歇的に放電することにより低濃度のドーピング制御が可
能となる．又、その場合フォトレジストを用いたドーピ
ングも可能となる． 上記第１実施例では、真空チャンバー１内に、マグネッ
ト９を備えた上部電極６を配置した例を示したが、本発
明は真空チャンバー１をアースしてその一部を電極とし
たものにも適用できる．例えば、第２図に示す第２実施
例の如く、真空チャンバー１の上壁１ａを上部電極１６
とし、この上壁ｌａ上にマグネットｌ９を配置してもよ
い。
はこの電極の近傍に磁界を形成するように真空チャンバ
ーの外部にマグネットを配置するという簡単な手段を付
加したプラズマドーピング装置にて上記のように能率的
に再現性のよいドーピングが可能となる． 実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する． 本発明の第１実施例を示す第１図において、１は真空チ
ャンバーで、圧力制御バルブ２を介して真空ボンプ３に
接続されている．４は不純物を含むガスを供給するガス
供給口である．真空チャンバー１の内部には互いに平行
に平板状の下部電極５と上部電極６が配設されている．
７は、１３．５６ＭＨＺの高周波電源で下部電極５に接
続されている．８は陰極降下電圧（ｖｄｃ）測定用の電
圧計である．上部電極６はアースされており、かつ下部
電極５との対向面に沿って磁界を形戒するようにマグネ
ット９が配置されている．１０は下部電極５上に設置さ
れた被処理物である．次に、動作を説明する．下部電極
６上に６インチのＳｉ基板から或る被処理物ＩＯを設置
して、真空ボンプ３にて排気しながら圧力制御バルプ２
を制御することによって真空チャンバー１内を２Ｘ １
０−”Ｔｏｒｒに保ち、同時にガス供給口４から不純
物ガスとしてＢｘ Ｈａ （Ｈｅベースで５％に希釈
）を１ ０ ｓｅｃｍ導入し、高周波電源７よりｖ，ｃ
測定用電圧計８が−７００Ｖとなるように電力を供給し
、ドーピングを行った．すると、マグネット９により上
部電極６の下部電極５に対する対向面に沿って磁界ｌ１
が形成されているため、高密度のプラズマ１２が上部電
極６の近傍に形成されるとともに、この高密度のプラズ
マ１２と被処理物ＩＯとの間に大きなイオンシースが形
成されて高い陰極降下電圧が得られ、高密度のプラズマ
によって発生した不純物のイオンや活性化した不純物原
子が効果的に被処理物ｌＯの表面にドーピングされる．
その結果、例えば従来被処理物１０の表面に所定のボロ
ン濃度の不純物層を形成するのに１００秒程度のドーピ
ングが必要であったものが、数ｌＯ秒程度のドーピング
によって所定の不純物層を形戒することができ、しかも
再現性も良好であった．又、短時間でドーピングが完了
するので、被処理物１０の温度上昇も少なくて済み、半
導体装置の特性を悪化させたり、製品の歩留まりが低下
するというような不都合も解消される．尚、被処理物全
体の温度上昇は上記のように抑制されるが、さらに表面
温度が１ ２ ０ ”Ｃ以下の一定温度となるように間
歇的に放電することにより低濃度のドーピング制御が可
能となる．又、その場合フォトレジストを用いたドーピ
ングも可能となる． 上記第１実施例では、真空チャンバー１内に、マグネッ
ト９を備えた上部電極６を配置した例を示したが、本発
明は真空チャンバー１をアースしてその一部を電極とし
たものにも適用できる．例えば、第２図に示す第２実施
例の如く、真空チャンバー１の上壁１ａを上部電極１６
とし、この上壁ｌａ上にマグネットｌ９を配置してもよ
い。
又、以上の実施例では真空チャンバー１内に配置された
上部電極６又は真空チャンバー１の一部から威る上部電
極１６にマグネット９、１９を配置した例を示したが、
第３図に示す第３実施例の如く、上部電極６の下部電極
５に対する対向面の近傍に、この対向面に沿う磁界を形
成するように、真空チャンバー１の外部にマグネット２
９を配置してもよい． 発明の効果 本発明によれば、真空チャンバー内に不純物を含むガス
を導入して平行電極間に高周波電圧を印加し、かつ被処
理物と対向する電極側に磁界を形成することによって、
この被処理物と対向する電極側に高密度のプラズマが形
成されるとともに、プラズマと被処理物との間に大きな
イオンシースが形戒されて高い陰極降下電圧が得られ、
高密度のプラズマによって発生した不純物のイオンや活
性化した不純物原子が効果的に被処理物表面にドーピン
グされ、能率的にドーピングすることができる．又、そ
のために被処理物の温度上昇も少なくて済み、温度上昇
による不都合も解消することができる．又、磁界を印加
することによって真空チャンバー内の真空度に高めても
放電が安定して行われ、再現性の良いドーピングを行う
ことができる． 又、被処理物に対向する電極にマグネットを配置し、又
はその近傍に磁界を形戒するように真空チャンバーの外
部にマグネットを配置するという簡単な手段を付加した
プラズマドーピング装置にて上記のように能率的に再現
性のよいドーピングが可能となる等、大なる効果を発揮
する．
上部電極６又は真空チャンバー１の一部から威る上部電
極１６にマグネット９、１９を配置した例を示したが、
第３図に示す第３実施例の如く、上部電極６の下部電極
５に対する対向面の近傍に、この対向面に沿う磁界を形
成するように、真空チャンバー１の外部にマグネット２
９を配置してもよい． 発明の効果 本発明によれば、真空チャンバー内に不純物を含むガス
を導入して平行電極間に高周波電圧を印加し、かつ被処
理物と対向する電極側に磁界を形成することによって、
この被処理物と対向する電極側に高密度のプラズマが形
成されるとともに、プラズマと被処理物との間に大きな
イオンシースが形戒されて高い陰極降下電圧が得られ、
高密度のプラズマによって発生した不純物のイオンや活
性化した不純物原子が効果的に被処理物表面にドーピン
グされ、能率的にドーピングすることができる．又、そ
のために被処理物の温度上昇も少なくて済み、温度上昇
による不都合も解消することができる．又、磁界を印加
することによって真空チャンバー内の真空度に高めても
放電が安定して行われ、再現性の良いドーピングを行う
ことができる． 又、被処理物に対向する電極にマグネットを配置し、又
はその近傍に磁界を形戒するように真空チャンバーの外
部にマグネットを配置するという簡単な手段を付加した
プラズマドーピング装置にて上記のように能率的に再現
性のよいドーピングが可能となる等、大なる効果を発揮
する．
第１図は本発明の第１実施例の概略構成図、第２図は本
発明の第２実施例の概略構威図、第３図は本発明の第３
実施例の概略構威図、第４図は従来例の概略構威図であ
る． １・・・・・・真空チャンバー ３・・・・・・真空ポ
ンプ、４・・・・・・ガス供給口、５・・・・・・下部
電極、６、ｌ６・・・・・・上部電極、７・・・・・・
高周波電源、９、１９、２９・・・・・・マグネット、
１０・・・・・・被処理物、ｌｌ２・・・・・・高密度
のプラズマ．
発明の第２実施例の概略構威図、第３図は本発明の第３
実施例の概略構威図、第４図は従来例の概略構威図であ
る． １・・・・・・真空チャンバー ３・・・・・・真空ポ
ンプ、４・・・・・・ガス供給口、５・・・・・・下部
電極、６、ｌ６・・・・・・上部電極、７・・・・・・
高周波電源、９、１９、２９・・・・・・マグネット、
１０・・・・・・被処理物、ｌｌ２・・・・・・高密度
のプラズマ．
Claims (3)
- （１）平行電極の一方の電極上に被処理物を設置した真
空チャンバー内に不純物を含むガスを導入するとともに
、平行電極間に高周波電圧を印加し、さらに被処理物と
対向する電極側に磁界を形成して高密度のプラズマを形
成し、被処理物表面に不純物層を形成することを特徴と
するプラズマドーピング方法。 - （２）排気手段に接続された真空チャンバーと、この真
空チャンバー内に不純物を含むガスを導入する手段と、
真空チャンバーの内部に配設されかつ一方の電極上に被
処理物を設置可能な平行電極と、平行電極間に高周波電
圧を印加する手段と、被処理物を設置しない電極に配置
されたマグネットとを備えていることを特徴とするプラ
ズマドーピング装置。 - （３）排気手段に接続された真空チャンバーと、この真
空チャンバー内に不純物を含むガスを導入する手段と、
真空チャンバーの内部に配設されかつ一方の電極上に被
処理物を設置可能な平行電極と、平行電極間に高周波電
圧を印加する手段と、被処理物を設置しない電極近傍に
磁場を形成するように真空チャンバーの外部に配置され
たマグネットとを備えていることを特徴とするプラズマ
ドーピング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1158657A JPH0323627A (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | プラズマドーピング方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1158657A JPH0323627A (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | プラズマドーピング方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0323627A true JPH0323627A (ja) | 1991-01-31 |
Family
ID=15676502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1158657A Pending JPH0323627A (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | プラズマドーピング方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0323627A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59218727A (ja) * | 1983-05-26 | 1984-12-10 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 半導体基体への不純物導入方法 |
| JPS641226A (en) * | 1987-06-23 | 1989-01-05 | Kokusai Electric Co Ltd | Plasma generator |
-
1989
- 1989-06-21 JP JP1158657A patent/JPH0323627A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59218727A (ja) * | 1983-05-26 | 1984-12-10 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 半導体基体への不純物導入方法 |
| JPS641226A (en) * | 1987-06-23 | 1989-01-05 | Kokusai Electric Co Ltd | Plasma generator |
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