JPH07249590A - 半導体の製造方法 - Google Patents
半導体の製造方法Info
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- JPH07249590A JPH07249590A JP10343394A JP10343394A JPH07249590A JP H07249590 A JPH07249590 A JP H07249590A JP 10343394 A JP10343394 A JP 10343394A JP 10343394 A JP10343394 A JP 10343394A JP H07249590 A JPH07249590 A JP H07249590A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリコン基材に活性化後処理を行わずにＰ型
領域を作製すること。 【構成】 高周波イオン源に、イオン源ガスとしてジボ
ランガスを供給し、引き出されたイオンビ−ムによって
ホウ素のイオンをシリコン基材に注入した。イオンエネ
ルギーの変化に拘らず、ホウ素イオンのドーズ量を１×
１０16イオン／ｃｍ2以上とすることにより、活性化の
後処理を行うことなく、Ｐ型領域の低抵抗層を作製する
ことができる。
領域を作製すること。 【構成】 高周波イオン源に、イオン源ガスとしてジボ
ランガスを供給し、引き出されたイオンビ−ムによって
ホウ素のイオンをシリコン基材に注入した。イオンエネ
ルギーの変化に拘らず、ホウ素イオンのドーズ量を１×
１０16イオン／ｃｍ2以上とすることにより、活性化の
後処理を行うことなく、Ｐ型領域の低抵抗層を作製する
ことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン半導体、シリ
コン薄膜トランジスタにおけるＰ形領域を作製する半導
体の製造方法に関する。
コン薄膜トランジスタにおけるＰ形領域を作製する半導
体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＰ形シリコン領域の作製方法とし
ては、例えば、 質量分離したＢ+イオン（ホウ素のプラスイオン。以
下、“+”記号はプラスイオンを表すものとする。）あ
るいはＢＦ2+イオン等のホウ素イオンを必要な領域に注
入し、その後、９００〜１０００℃で注入層の活性化の
ための熱処理（アニール）を行うもの、 ガラス基板を用いた薄膜トランジスタでは、と同様
のイオン注入を行った後、４００〜６００℃で熱処理を
行うもの、があり、これらのイオン注入後における熱処
理に代えてレーザー光を照射する場合もある。
ては、例えば、 質量分離したＢ+イオン（ホウ素のプラスイオン。以
下、“+”記号はプラスイオンを表すものとする。）あ
るいはＢＦ2+イオン等のホウ素イオンを必要な領域に注
入し、その後、９００〜１０００℃で注入層の活性化の
ための熱処理（アニール）を行うもの、 ガラス基板を用いた薄膜トランジスタでは、と同様
のイオン注入を行った後、４００〜６００℃で熱処理を
行うもの、があり、これらのイオン注入後における熱処
理に代えてレーザー光を照射する場合もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のＰ
型領域作製方法にあっては、イオン注入後に注入層活性
化の後処理を行わねばならず、それもかなり高温の処理
工程を要するから、作製工程が全体として複雑化する。
そして、液晶に係るガラス基板上に薄膜トランジスタを
形成する場合、４００℃以上の熱処理しなければならな
いから、ガラス基板としては耐熱温度の高い高価なもの
の使用を要する。
型領域作製方法にあっては、イオン注入後に注入層活性
化の後処理を行わねばならず、それもかなり高温の処理
工程を要するから、作製工程が全体として複雑化する。
そして、液晶に係るガラス基板上に薄膜トランジスタを
形成する場合、４００℃以上の熱処理しなければならな
いから、ガラス基板としては耐熱温度の高い高価なもの
の使用を要する。
【０００４】本発明は、Ｐ形シリコン領域の作製に際
し、後処理工程をなくし、工程を簡略化し、室温での処
理により耐熱温度の低い安価な基板上に薄膜トランジス
タの作製を可能にすると共に、従来のイオン注入に比べ
て安価なプロセスを可能にする半導体の製造方法の提供
を目的とするものである。
し、後処理工程をなくし、工程を簡略化し、室温での処
理により耐熱温度の低い安価な基板上に薄膜トランジス
タの作製を可能にすると共に、従来のイオン注入に比べ
て安価なプロセスを可能にする半導体の製造方法の提供
を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の半導体の製造方法は、イオン源ガスとし
てジボランガスを用い、質量分離しないイオンビ−ムで
シリコン基材にイオンを注入し、１×１０16イオン／ｃ
ｍ2以上のホウ素を添加することにより、注入後に活性
化処理を行わずにＰ形領域を作製することを特徴とする
ものである。
めに、本発明の半導体の製造方法は、イオン源ガスとし
てジボランガスを用い、質量分離しないイオンビ−ムで
シリコン基材にイオンを注入し、１×１０16イオン／ｃ
ｍ2以上のホウ素を添加することにより、注入後に活性
化処理を行わずにＰ形領域を作製することを特徴とする
ものである。
【０００６】
【作用】ジボランガスによる質量分離しないイオンビ−
ムでシリコン基材にイオンを注入し、１×１０16イオン
／ｃｍ2以上のホウ素を添加すると、イオン注入のみで
イオン注入層をＰ形低抵抗層に変えることができる。
ムでシリコン基材にイオンを注入し、１×１０16イオン
／ｃｍ2以上のホウ素を添加すると、イオン注入のみで
イオン注入層をＰ形低抵抗層に変えることができる。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。図１はシリコン基材に大面積ビームでイオンを注
入する高周波イオン源搭載イオン注入装置の一例につい
ての概略構成図である。高周波イオン源１の放電室２
は、筒状容器部３と、これに絶縁材４を用いて取り付け
られて放電室の上蓋となる高周波フランジ部５とから構
成されており、同フランジ部に設けられたガス導入口６
から放電室にイオン源ガス、水素で希釈されたジボラン
（Ｂ2Ｈ6）ガスが供給される。イオン源１のビーム引き
出し電極系は図では４枚方式の多孔（または多スリッ
ト）電極系を示しており、引き出し電極７、加速電極
８、抑制電極９及び接地電極１０からなる。これら電極
は絶縁材１１，１２，１３を用いて取付け支持されてい
る。引き出し電極系から引き出されたイオンビ−ム１４
は質量分離を行うことなく真空ポンプに接続されて排気
されている真空処理チャンバ１５に導入され、シリコン
基材１６にホウ素（Ｂ）イオンが注入される。
する。図１はシリコン基材に大面積ビームでイオンを注
入する高周波イオン源搭載イオン注入装置の一例につい
ての概略構成図である。高周波イオン源１の放電室２
は、筒状容器部３と、これに絶縁材４を用いて取り付け
られて放電室の上蓋となる高周波フランジ部５とから構
成されており、同フランジ部に設けられたガス導入口６
から放電室にイオン源ガス、水素で希釈されたジボラン
（Ｂ2Ｈ6）ガスが供給される。イオン源１のビーム引き
出し電極系は図では４枚方式の多孔（または多スリッ
ト）電極系を示しており、引き出し電極７、加速電極
８、抑制電極９及び接地電極１０からなる。これら電極
は絶縁材１１，１２，１３を用いて取付け支持されてい
る。引き出し電極系から引き出されたイオンビ−ム１４
は質量分離を行うことなく真空ポンプに接続されて排気
されている真空処理チャンバ１５に導入され、シリコン
基材１６にホウ素（Ｂ）イオンが注入される。
【０００８】イオン源ガスとして５％Ｂ2Ｈ6ガスを用
い、イオンエネルギーを３０〜１００ｋｅＶの範囲で数
段階に変えてボロンイオンをシリコン基材１２としての
Ｎ型シリコンウエハに注入した。なお、イオンビ−ム中
のホウ素イオンの割合を評価したところＢ2Ｈｘ+の形で
１５〜２０％含まれていることが判った。注入後、熱処
理等の活性化を行わずに注入層の抵抗の評価を行った。
図２はビームエネルギーをパラメータとするホウ素イオ
ンのドーズ量とウエハのシート抵抗の測定結果を示す図
である。ウエハに注入されたイオンビームの電力強度は
０．４Ｗ／ｃｍ2であり、シート抵抗はウエハのイオン
注入側表面に電流通電用の２本のプローブ及び電圧測定
用の２本のプローブを接触させる４端子法により測定し
た。
い、イオンエネルギーを３０〜１００ｋｅＶの範囲で数
段階に変えてボロンイオンをシリコン基材１２としての
Ｎ型シリコンウエハに注入した。なお、イオンビ−ム中
のホウ素イオンの割合を評価したところＢ2Ｈｘ+の形で
１５〜２０％含まれていることが判った。注入後、熱処
理等の活性化を行わずに注入層の抵抗の評価を行った。
図２はビームエネルギーをパラメータとするホウ素イオ
ンのドーズ量とウエハのシート抵抗の測定結果を示す図
である。ウエハに注入されたイオンビームの電力強度は
０．４Ｗ／ｃｍ2であり、シート抵抗はウエハのイオン
注入側表面に電流通電用の２本のプローブ及び電圧測定
用の２本のプローブを接触させる４端子法により測定し
た。
【０００９】ホウ素イオンのドーズ量が１×１０14〜１
×１０15イオン／ｃｍ2までは未注入時と同じシート抵
抗値を示し、注入量の増加に伴い、シート抵抗は全体と
して、増加してピーク点に達し、それから減少する傾向
を示す。ドーズ量１×１０14〜１×１０15イオン／ｃｍ
2の部分はイオンエネルギー４０ｋｅＶ及び１００ｋｅ
Ｖについて測定しており、イオンエネルギーがさらに低
い３０ｋｅＶの場合、５×１０15イオン／ｃｍ2で未注
入時と同じシート抵抗値であった。しかし、何れのイオ
ンエネルギーの場合でも、注入量が１×１０16イオン／
ｃｍ2においてシート抵抗は未注入時の値より増加し、
低イオンエネルギーの場合には、３０ｋｅＶ，４０ｋｅ
Ｖ，特に４０ｋｅＶのときに見られるように、シート抵
抗値のピーク点は高注入量側に移ることが認められる。
×１０15イオン／ｃｍ2までは未注入時と同じシート抵
抗値を示し、注入量の増加に伴い、シート抵抗は全体と
して、増加してピーク点に達し、それから減少する傾向
を示す。ドーズ量１×１０14〜１×１０15イオン／ｃｍ
2の部分はイオンエネルギー４０ｋｅＶ及び１００ｋｅ
Ｖについて測定しており、イオンエネルギーがさらに低
い３０ｋｅＶの場合、５×１０15イオン／ｃｍ2で未注
入時と同じシート抵抗値であった。しかし、何れのイオ
ンエネルギーの場合でも、注入量が１×１０16イオン／
ｃｍ2においてシート抵抗は未注入時の値より増加し、
低イオンエネルギーの場合には、３０ｋｅＶ，４０ｋｅ
Ｖ，特に４０ｋｅＶのときに見られるように、シート抵
抗値のピーク点は高注入量側に移ることが認められる。
【００１０】Ｎ型シリコンウエハの注入層がＰ型領域に
反転していれば、ウエハの厚さ方向にＰＮ層が形成され
るから、注入層がＰ型になったか否かは、ウエハの表裏
間の抵抗値を測定し、表裏間の二つ方向での抵抗値に差
が生じているか否かにより判る。各イオンエネルギーに
おける測定点印にダッシュ’印が付されているのは注入
層がＰ型低抵抗層に反転していたことを示しており、イ
オンエネルギー３０，５０及び８０ｋｅＶの場合、ドー
ズ量が１×１０16イオン／ｃｍ2でＰ型領域に反転しＰ
型低抵抗層が形成されていることが認められ、４０ｋｅ
Ｖのときには５×１０15イオン／ｃｍ2で反転してお
り、１００ｋＶの場合は３×１０16イオン／ｃｍ2でＰ
型領域が形成されていることが認められた。そして、各
イオンエネルギーにおけるこれらドーズ量以上のとき注
入層は何れもＰ型領域に反転している。
反転していれば、ウエハの厚さ方向にＰＮ層が形成され
るから、注入層がＰ型になったか否かは、ウエハの表裏
間の抵抗値を測定し、表裏間の二つ方向での抵抗値に差
が生じているか否かにより判る。各イオンエネルギーに
おける測定点印にダッシュ’印が付されているのは注入
層がＰ型低抵抗層に反転していたことを示しており、イ
オンエネルギー３０，５０及び８０ｋｅＶの場合、ドー
ズ量が１×１０16イオン／ｃｍ2でＰ型領域に反転しＰ
型低抵抗層が形成されていることが認められ、４０ｋｅ
Ｖのときには５×１０15イオン／ｃｍ2で反転してお
り、１００ｋＶの場合は３×１０16イオン／ｃｍ2でＰ
型領域が形成されていることが認められた。そして、各
イオンエネルギーにおけるこれらドーズ量以上のとき注
入層は何れもＰ型領域に反転している。
【００１１】図３はイオンエネルギーの変化に対し注入
層がＰ型領域に反転している注入量をプロットした特性
図である。イオンエネルギーが２０ｋｅＶ以下の場合に
ついても測定したものであり、角印で示す２０ｋｅＶ以
下の部分のイオンビ−ム電力強度は０．０５Ｗ／ｃｍ2
であり、丸印点は図２に係る０．４Ｗ／ｃｍ2の電力強
度による測定点である。ドーズ量５×１０15イオン／ｃ
ｍ2でＰ型領域が形成されていたイオンエネルギー４０
ｋｅＶのときの測定点を除くと８０ｋｅＶまではドーズ
量１×１０16イオン／ｃｍ2でＰ型領域が形成されてお
り、図３の各角印及び丸印点を結ぶ線より上のドーズ量
領域は注入層がＰ型に反転する領域である。したがっ
て、Ｎ型シリコン基材に対するホウ素イオンのドーズ量
を１×１０16イオン／ｃｍ2以上とすることにより、熱
処理等の活性化処理を行うことなく注入層をＰ型領域に
反転させることができる。
層がＰ型領域に反転している注入量をプロットした特性
図である。イオンエネルギーが２０ｋｅＶ以下の場合に
ついても測定したものであり、角印で示す２０ｋｅＶ以
下の部分のイオンビ−ム電力強度は０．０５Ｗ／ｃｍ2
であり、丸印点は図２に係る０．４Ｗ／ｃｍ2の電力強
度による測定点である。ドーズ量５×１０15イオン／ｃ
ｍ2でＰ型領域が形成されていたイオンエネルギー４０
ｋｅＶのときの測定点を除くと８０ｋｅＶまではドーズ
量１×１０16イオン／ｃｍ2でＰ型領域が形成されてお
り、図３の各角印及び丸印点を結ぶ線より上のドーズ量
領域は注入層がＰ型に反転する領域である。したがっ
て、Ｎ型シリコン基材に対するホウ素イオンのドーズ量
を１×１０16イオン／ｃｍ2以上とすることにより、熱
処理等の活性化処理を行うことなく注入層をＰ型領域に
反転させることができる。
【００１２】このように、イオンを注入するのみで注入
層をＰ型領域に反転させることができるが、イオン注入
に伴う注入層の温度はイオンビ−ムの電力強度が０．４
Ｗ／ｃｍ2のとき３００℃に達せず、０．０５Ｗ／ｃｍ2
では１５０℃未満に留まる。
層をＰ型領域に反転させることができるが、イオン注入
に伴う注入層の温度はイオンビ−ムの電力強度が０．４
Ｗ／ｃｍ2のとき３００℃に達せず、０．０５Ｗ／ｃｍ2
では１５０℃未満に留まる。
【００１３】上述の実施例ではＮ型シリコン基材にＰ型
領域を形成するものについて示したが、Ｎ型シリコン基
材のホウ素イオン注入層をＰ型低抵抗層に反転させるこ
とができたことから、本発明は、ホウ素イオンのドーズ
量を１×１０16イオン／ｃｍ2以上とすることにより、
活性化後処理を要しない、Ｎ型不純物が添加されていな
いシリコン基材におけるＰ型領域の作製に適用すること
ができる。
領域を形成するものについて示したが、Ｎ型シリコン基
材のホウ素イオン注入層をＰ型低抵抗層に反転させるこ
とができたことから、本発明は、ホウ素イオンのドーズ
量を１×１０16イオン／ｃｍ2以上とすることにより、
活性化後処理を要しない、Ｎ型不純物が添加されていな
いシリコン基材におけるＰ型領域の作製に適用すること
ができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、シリコン半導体のＰ型領域作製に際し、イオン注
入後の後処理工程が省略できる。そして熱処理を要しな
いから、プロセスの低温化が可能となり、室温での処理
により、液晶用の安価なガラス基板上に薄膜トランジス
タを作成することができる。
ので、シリコン半導体のＰ型領域作製に際し、イオン注
入後の後処理工程が省略できる。そして熱処理を要しな
いから、プロセスの低温化が可能となり、室温での処理
により、液晶用の安価なガラス基板上に薄膜トランジス
タを作成することができる。
【００１５】イオンビ−ムとして質量分離をしないイオ
ンビ−ムを用いることができるから、大きな注入面積に
対応させることが容易であり、イオンビ−ムを大面積ビ
ームとして発生させることにより、従来装置に比べて電
流密度を大きくすることができ、高速処理が可能であ
り、Ｐ型領域作製のプロセスの簡単化と相俟って、装置
コストを下げることができる。
ンビ−ムを用いることができるから、大きな注入面積に
対応させることが容易であり、イオンビ−ムを大面積ビ
ームとして発生させることにより、従来装置に比べて電
流密度を大きくすることができ、高速処理が可能であ
り、Ｐ型領域作製のプロセスの簡単化と相俟って、装置
コストを下げることができる。
【図１】本発明を実施するイオン注入装置の一例を示す
高周波イオン源搭載イオン注入装置の概略構成図であ
る。
高周波イオン源搭載イオン注入装置の概略構成図であ
る。
【図２】ドーズ量対シート抵抗についての測定結果を示
す特性図である。
す特性図である。
【図３】イオンエネルギー対Ｐ型領域に反転するドーズ
量についての測定結果を示す特性図である。
量についての測定結果を示す特性図である。
１ 高周波イオン源 １４ イオンビ−ム １６ シリコン基材
Claims (1)
- 【請求項１】 イオン源ガスとしてジボランガスを用
い、質量分離しないイオンビ−ムでシリコン基材にイオ
ンを注入し、１×１０16イオン／ｃｍ2以上のホウ素を
添加することにより、注入後に活性化処理を行うことな
くＰ形領域を作製することを特徴とする半導体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10343394A JPH07249590A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 半導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10343394A JPH07249590A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 半導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07249590A true JPH07249590A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=14353910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10343394A Pending JPH07249590A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 半導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07249590A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980053433A (ko) * | 1996-12-26 | 1998-09-25 | 김영환 | 반도체 소자 제조 공정에서의 이온 주입 방법 |
-
1994
- 1994-03-08 JP JP10343394A patent/JPH07249590A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980053433A (ko) * | 1996-12-26 | 1998-09-25 | 김영환 | 반도체 소자 제조 공정에서의 이온 주입 방법 |
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