JPH0329318A - イオン注入処理装置および不純物拡散層の形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体基板への不純物のイオン注入および注
入された不純物の活性化のための熱処理を行うイオン注
入処理装置とこのイオン注入処理装置を使った不純物拡
散層の形成方法に関するものである。

し従来の技術』 従来、イ゜オン注入された半導体基板はその表面に付着
している種々の汚染を除去するために、酸やアルカリ等
による洗浄処理を行った後、イオン注入された所望の不
純物を活性化する為に、窒素・酸素などのガス雰囲気中
で、９ｏｏ″Ｏ〜１２００”Ｑの拡散炉ｃ”３０分〜２
時間、またはラピッドサーマルアニール法などにより熱
処理されていた。

また、複雑な不純物分布を必要とする場合には、イオン
注入による不純物注入と上記方法による熱処理を繰り返
し行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の不純物拡散層の形成方法では各工程間の移動、基
板の移し替え時に半導体基板が汚染されるため、熱処理
を行う前６ζ酸・アルカリによる前処理が必要であった
。また、このようなイオン注入・熱処理方法では、イオ
ン注入による半導体基板のダメージの回復とイオン注入
された不純物の活性化の為に高温の熱処理が必要であり
、従って不純物の再分布が起こる。複雑かつ急峻な不純
物分布をもつ拡散層を形成するにはイオン注入工程・前
処理工程・熱処理工程を重ねて行うため工程数が多くな
って汚染も増えかつ処理時間がふえる等の問題点があっ
た。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、半導体基板をイオン注入部と熱処理部を相互
に・移行させる機構をもつイオン注入処理装置により半
導体基板を大気にさらさないため、汚染を無くすことが
できるとともに、その装置を使用することにより複雑か
つ急峻な不純物分布をもつ拡散層を形成することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るイオン注入処理装置は同一真空槽にイオ
ン注入部と熱処理部を備え、半導体基板をイオン注入部
と熱処理部で相互に移行できるようξこして工程間での
汚染を少なくするとともに、処理時間を短縮できるよう
ｆこしたものである。

また、このイオン注入処理装置を使用した拡散層の形成
方法はイオン注入と熱処理０）一連の工程を繰り返し行
うことによって、イオン注入条件と熱処理条件を細かく
制御し、所望の不純物分布を得るようにしたものである
。

（作用」 この発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、同
一真空槽にイオン注入部と短時間で夾板を昇温させる熱
処理部とを設けることによって、イオン注入と注入後の
不純物活性化とを同一装置内で行うことができ、両工程
間における汚染の発生がない。また、基板をイオン注入
部と熱処理部で相互に移行させる機構を備えているため
、イオン注入と熱処理の一連の工程を繰り返し連続して
行うことができる。また、本装置を使用して不純物拡散
層を形成する場合イオン注入による不純物の投影飛程を
半導体基板の深部より順次浅くしていき、且つ熱処理条
件を低温から高温へと変化させていくことにより、複雑
な不純物分布をもつ拡散層や、急峻な不純物分布をもつ
拡散層を得ることができる。また、イオン注入による１
回の不純物注入量と２０　Ｘ　１０”　ａｔｏｒＬ／／
Ｃｒｌｌ以下とすることにより、半導体基板が非品質化
することがないので、イオン注入によるダメージの回復
やイオン注入された不純物の活性化を低温で行うことが
でき、その結果熱処理による不純物の再分布を少なくす
ることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明により形成された不純物分布の一実施
例を示す曲線図、第２図は第１図のような不純物分布を
形成するためのイオン注入直後の不純物分布を示す分布
図である。まず、最初に投影飛程Ａの領域ヘビ１ク濃度
がａになるような条件でイオン注入を行った後、例えば
６００″Ｏｌ２０秒窒素雰囲気中で熱処理を行い、次に
、投影飛程Ｂの領域へピーク濃度がｂになるような条件
でイオン注入を行った後、７００″０　６０秒窒素雰囲
気中で熱処理を行う。次に、投影飛程Ｃの領域へピーク
濃度がＣになるような条件でイオン注入を行った後、１
０００″０３０秒窒素雰囲気中で熱処理を行う。

このようにイオン注入による不純物の投影飛程を半導体
基板の深部より順次浅くしていき、熱処理条件を低温か
ら高温へ順次上昇させていくことｆこより複雑な不純物
分布や急峻な不純物分布をもつ拡散層が得られる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、同一真空櫓でイオン
注入と熱処理ができ且つ、半導体基板をイオン注入部と
熱処理部を相互に移行できるように構成したので、イオ
ン注入と熱処理の一連の工程が連続して、汚染されるこ
となく繰り返し行え、また、イオン注入による投影飛程
と注入量・熱処理の温度・時間などの条件をかえること
によりイオン注入のダメージを抑制し、不純物の活性化
効熱がよく、熱処理による再分布が少ない複雑かっ急峻
な不純物分布をもつ拡散層が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明により形成された不純物分布の実施例
を示す曲線図、第２図は第１図の不純物分布を得るため
の各々のイオン注入工程別の不純物分布図を示す。 図において、Ａ，Ｂ，Ｃは投影飛程、ａ，ｂ，Ｃは不純
物濃度を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）同一真空槽内に半導体基板に対して不純物をイオ
   ン注入するイオン注入部と、このイオン注入された半導
   体基板を短時間で高温加熱して上記半導体基板に注入さ
   れた不純物を活性化させる熱処理部と、上記半導体基板
   を大気にさらすことなくイオン注入部と熱処理部で相互
   に移行させる機構を備えたことを特徴とするイオン注入
   処理装置。
2. （２）請求項１記載のイオン注入処理装置を使用してイ
   オン注入と熱処理の一連の工程を複数回繰り返し連続し
   て行う方法であつて、各イオン注入による不純物の投影
   飛程を半導体基板の深部より順次浅くしていき、且つ、
   各熱処理条件を、最初の熱処理温度から順次上昇させて
   いくことを特徴とする不純物拡散層の形成方法。