JPH0457320A - イオン注入方法 - 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】 「発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は半導体製造に適用されるイオン注入方法に関す
る。

（従来の技術） 半導体製造、例えばＭＯＳトランジスタではソース、ド
レインの形成にイオン注入が適用されている。このイオ
ン注入はイオン源において生成された不純物のイオンを
引き出して質量分析部により所要の質量のイオンを取り
出し、次にこのイオンを加速部により加速する。この加
速されたイオンは偏向部により走査されて第１２図に示
すように５ｉｎ２から形成される半導体ウェハ１の全面
に一様に照射される。この際、イオンビームはチャネリ
ング防止のために第１３図に示すように半導体ウェハ１
に対して７°程度傾いてＦイ射している。これにより、
イオンは半導体ウェハ１に打ち込まれ、半導体ウェハ１
にはｎ″層のソース、ドレインか形成される。ところか
、イオンビームは半導体ウェハ１に対して傾いて照射さ
れるので、ｎ″層のソース、ドレインはｐｏｌｙｓｉに
より形成される電極２に対してずれａか生したり、入り
込みｂか生しる。

又、ＭＯＳトランジスタにはＬ　Ｄ　Ｄ　（ｌｉｇｈｔ
ｌｙｄｏｐｅｄ　ｄｒａｉｎ　）構造、二重拡散トレイ
ン（ｄｏｕｂｌｅｄＨｆｕｓｅｄ　ｄｒａｉｎ）構造か
ある。これら構造は局部的な高電界発生を押さえるため
のものである。このうちＬＤＤ構造はＣＶＤ膜等をマス
クとしてチャネルとドレインとの間に濃いｎ層（ｎ層）
と薄いｎ層（ｎ−）とを形成したものである。ところか
、マスクとなるＣＶＤ膜の膜厚コントロールか非常に困
難であり、ｎ層は電極２に対してすれたり、入り込んだ
りする。又、二重拡散ドレイン構造は熱処理の拡散を利
用しているので、この拡散をコントロールするのか困難
であり上記同様にｎ層は電極２に対してずれたり、入り
込んたりする。

（発明か解決しようとする課題） 以上のようなイオン注入方法では、例えばｋｉＯＳトラ
ンジスタを製造する場合にソース、ドレインとなるｎ層
の形成位置か電極に対してずれたり、入り込んだりする
。

そこで本発明は、所要位置にｎ層又はｐ層を高精度に形
成できるイオン注入方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するだめの手段と作用） 本発明は、イオン源で生成されたイオンを加速して半導
体ウェハの表面に打ち込んでｎ層又はｐ層を形成するイ
オン注入方法において、半導体ウェハにおけるｎ層又は
ｐ層を形成しない部分にレジストを形成し所定の入射角
度によりイオンを半導体ウェハに照射して上記目的を達
成しようとするイオン注入方法である。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面をり照して説明す
る。

第１図はイオン注入方法を適用したイオン注入装置の構
成図である。イオン源１０は不純物、例えばＰ、Ｂ、Ａ
ｓのうちいずれか１つのイオンを生成する機能を有して
いる。このイオン源１０の開口の上方には引き出し電極
１１か配置され、この引き出し電極１１により引き出さ
れたイオンか質量分析部１２に入るようになっている。

この質量分析部１２は入ったイオンのうち所要の質量の
イオンを取り出す機能を有している。この質量分析部１
２の取出し口には加速部１３か設けられ、この加速部１
３により半導体ウェハ１４における所要の侵入深さに応
したエネルギになるように加速される。この加速部１３
のイオン出力方向には偏向部］５か設けられている。こ
の偏向部１５は加速されたイオンを走査して５１０２か
ら成る半導体ウニへ１４全面に一様に照射されるように
するもので、Ｘスキャン電極１６とＹスキャン電極１７
とを有している。

半導体ウェハ１４は半導体ホルダ１８に保持されている
。この半導体ホルダ〕８は第２図に示すように複数の半
導体ウェハ１４を保持し、かつ所定の回転速度で回転す
る機構になっている。又、この半導体ホルダ１８は軸１
９を中心に回動自在となっている。すなわち、この軸１
９にはモータ２０の回転軸が連結されており、このモー
タ２０はモータ駆動回路２１により駆動される。

次に上記の如く構成された装置でのＭＯＳトランジスタ
の製造方法について説明する。

先ず、５１０２から成る半導体ウェハ１４上には第３図
に示すようにＬ　ＯＧ　ＯＳ　（ｌｏｃａｌｏｘｉｄａ
ｔｉｏｎ　ｏｆ　５ｉｌｉｃｏｎ）法によりＭＯＳ）ラ
ンジスタを形成する領域か作られる。そして、ＬＳＩプ
コセスにより電極２２かｐｏｌｙｓｉにより形成される
。

次に半導体ホルダ１８は保持している半導体ウェハ１へ
のイオンビームの照射角度かＯｏとなるように設定され
る。この状態にイオン源〕０においてＡｓのイオンが生
成される。このイオンは弓き出し電極１１によりイオン
源１０から引き出されて質量分析部１２に入る。この質
量分析部１２は所要の質量のイオンを取出す。このイオ
ンは加速部１３に入り、この加速部１３はイオンを半導
体ウェハ１４における所要の侵入深さに応したエネルギ
になるように加速する。この加速されたイオンは偏向部
１５に入り、この偏向部１５はＸスキャン電極１６及び
Ｙスキャン電極１７によりイオンが半導体ウェハ１４全
面に一様に照射されるように走査する。この走査により
半導体ウェハ１４には第４図に示すようにＡｓのイオン
ビームが入射角度０６で照射される。このイオン注入に
より半導体ウェハ１４における電極２２の両端には各ｎ
−層が形成される。ここで、ｎ−層のうち図面上左側か
ソースとなり、右側かドレインとなる。

次にドレインの上部に第５図に示すようにレジスト２３
が形成される。このレジスト２３は厚さｔて電極２２に
おけるソース側の端部からの距離ΔＬとなっている。一
方、半導体ホルダ１８は保持している半導体ウェハ１４
へのイオンビームの照射角度か１０″〜２０°となるよ
うに設定される。この入射角度１０°〜２０″はレジス
ト２３の厚さｔ及び電極２２のソース側の端部からの距
離ΔＬにより設定される。この状態にイオン源１０にお
いてＡｓのイオンか生成されて質量分析部１２に入る。

なお、この際のＡｓイオンは濃度が薄くなっている。こ
のイオンは上記同様に質量分析部１２により所要質量の
イオンが取出されて加速部１３により加速され、さらに
偏向部１５のＸスキャン電極１６及びＹスキャン電極１
７により半導体ウェハ１４全面に一様に照射されるよう
に走査される。この走査により半導体ウニ／Ｘ１４には
第５図に示すようにＡｓのイオンビームか入射角度１０
°〜２０６で照射される。かくして、ソースにｎ′″層
か形成される。この後にレジスト２３か除去される。

次にソースの上部に第６図に示すようにレジスト２４が
形成される。このレジスト２４は厚さｔ′で電極２２に
おけるソース側の端部からの距離ΔＬ′となっている。

一方、半導体ホルダ１８は保持している半導体ウェハ１
４へのイオンビームの照射角度か一１０°〜−２０°と
なるように設定される。この入射角度−１０°〜−２０
°は上記同様にレジスト厚さｔ′及び距離ΔＬ′により
設定される。この状態にイオン源１０においてＡｓのイ
オンか生成されて質量分析部１２に入る。

なお、この際のＡｓイオンは濃度が濃くなっている。こ
のイオンは質量分析部１２により所要質量のイオンが取
出されて加速部１３により加速され、さらにＸスキャン
電極１６及びＹスキャン電極１７により半導体ウェハ１
４全面に一様に照射されるように走査される。この走査
により半導体ウェハ１４には第６図に示すようにＡｓの
イオンビームか入射角度−１０°〜−２０６で照射され
る。

かくして、ドレインにｎ′″層が形成される。

この後、レジスト２４が除去され、第７図に示すように
電極に対してドレイン及びソースは、イオンか傾いて注
入されたので、ｎ−層は電極両端からなだらかに厚（な
る。

このように上記一実施例においては、半導体ウェハ１４
におけるｎ層を形成しない部分にレジスト２３．２４を
形成し所定の入射角度で半導体ウェハ１４に照射するよ
うにしたので、ｎ層の形成位置を電極２２に対して入り
込んだり、ずれたすせずに所定位置に形成できる。しか
も、イオン注入法は、イオンの数と半導体ウェハ１４で
の侵入深さを加速度や注入時間により正確に制御でき、
かつ半導体ウェハ１４全面に一様に注入でき、さらに微
小部分へのイオン注入もできるので、所定位置に高精度
にｎ層を形成できる。ｎ層は傾いてなだらかに厚く形成
されるので、高電界発生を抑えることができる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものてなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形しても良い。例えば、ｐ
ｎ接合をその端部を揃えて形成する場合に適用できる。

先ず、第８図に示すように半導体ウェハ３０上にレジス
ト３１を形成してイオンビームを入射角度０°で照射す
る。このイオンビーム照射によりｎ層層か形成される。

次に第９図に示すように別の不純物のイオンを入射角度
をもって半導体ウェハ３０に照射する。このイオンビー
ム照射によりｐ＋＋層かその端部においてなたらかに厚
くなるように形成される。次に熱処理か行われ、ｐ”層
は第１０図に示すように拡散してｐ゛となり端部かｎ層
層と一致する。

又、ｎ層の形成位置はイオンビームの照射角度に限らず
レジストの厚さを変えることにより制御できる。この場
合、レジスト端部からｎ層の形成位置までの距離ΔＬｏ
　（−ΔＬ＋、ΔＬ２）は第１１図に示すようにレジス
ト厚ｔ。（−１１２）とした場合、 ΔＬｏ−レジスト厚ｔ。ｘ　　ｔａｎθ（θ〜入射角度
） により設定される。

さらに、形成する層はｎ層に限らす不純物を変えてｐ層
を形成しても良い。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、所要位置にｎ層又
はｐ層を高精度に形成できるイオン注入方法を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明に係わるイオン注入方法を説
明するための図であって、第１図は同方法を適用したイ
オン注入装置の構成図、第２図は半導体ホルダの正面図
、第３図乃至第７図はＭＯＳトランジスタの製造工程を
示す図、第８図乃至第１０図は同方法を適用したｐｎ接
合の製造工程図、第１１図はイオンビームの照射角度の
設定を説明するための図、第１２図及び第１３図は従来
技術を説明するための図である。 １０・・・イオン源、１１・・・取り出し電極、１２・
質量分析部、１３・・・加速部、１４・・・半導体ウェ
ハ１５・・・偏向部、１８・・・半導体ホルダ、１９・
・・軸、２０・・・モ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　イオン源で生成されたイオンを加速して半導体ウエハ
   の表面に打ち込んでｎ層又はｐ層を形成するイオン注入
   方法において、前記半導体ウエハにおける前記ｎ層又は
   前記ｐ層を形成しない部分にレジストを形成し所定の入
   射角度により前記イオンを前記半導体ウエハに照射する
   ことを特徴とするイオン注入方法。