JPS6246517A - イオン打込みにおけるマスク構造 - 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】 主ｌ上図科且分賢 この発明は、比較的高いドーズ量の不純物イオンを選択
打込みする際のマスク構造に関する。

従来ｑ１五 半導体基板中へ不純物を導入する技術の一つとしてイオ
ン打込み技術が知られている。

このイオン打込みを行う場合の一例を説明する。

例えば、シリコンからなる半導体基板の表面にシリコン
酸化膜等からなる表面保護膜を成長させ、ホトリソグラ
フィ技術でもって前記表面保護膜の一部を窓開けする。

次いで、前記半導体基板を熱処理することそ前記窓開は
部に熱酸化膜を成長させる。この表面保護膜をマスクと
して適当な不純物イオンを打込む。これにより、事実上
マスクとなるシリコン酸化膜の表面部分にも不純物イオ
ンが打込まれるが、この不純物イオンは半導体基板の表
面にまで到達しないように前記シリコン酸化膜の膜厚を
設定しているから、イオン打込層が形成される領域は熱
酸化膜がある部分の半導体基板の表面に限定されること
となる。

＜”しよ゛と　るユ　占 しかして、前記不純物イオンの打込み量を高ドーズとし
、形成すべきイオン打込層を高濃度にする場合、上述し
たマスクとしての表面保護膜にも当然高ドーズ量の不純
物イオンが打込まれる。

ところで、前記表面保護膜は比較的硬質なシリコン酸化
膜であることから、当該表面保護膜に打込まれる不純物
イオンの衝撃を、当該表面保護膜がその下部の半導体基
板の表面に伝える結果、その部分の結晶欠陥を引き起こ
す。この結晶欠陥は、デバイスの形成後にＰＮ接合のリ
ーク電流を発生させる原因となる。

この発明は上記事情に着目して創案されたもので、特に
高ドーズ量の不純物イオンを打込む場合に、マスクによ
り覆った部分の半導体基板の表面付近の結晶欠陥を防止
するイオン打込みにおけるマスク構造を提供することを
目的としている。

口　占　ゞ　　るための 上記目的を達成するため、この発明は、マスクとする表
面保護膜の上に、イオン打込みによる衝撃を吸収する衝
撃吸収層を形成し、マスクを多層構造にした。即ち、前
記衝撃吸収層は、表面保護膜よりも軟質なものである。

飢 前記衝撃吸収層により、イオン打込みによる衝撃が吸収
され、当該衝撃吸収層と表面保護膜とで覆った半導体基
板の表面に前記衝撃が伝わらないようになる。

災施皿 第１図はこの発明の一実施例を示す縦断面図である。

同図において、１は例えばシリコンからなる半導体基板
で、この半導体基板１の表面には例えばシリコン酸化膜
からなる表面保護膜２が形成されている。この表面保護
膜２の一部は窓開けされていて、この窓開は部２工には
、熱酸化膜２２が当該表面保護膜２よりも薄く形成され
ている。さらに、３は衝撃吸収層であって、窓開は部２
１の熱酸化膜２２以外の表面保護膜２上を覆うように形
成されている。この衝撃吸収層３は、ポリシリコンやレ
ジスト等が考えられ、要するに表面保護膜２よりも軟質
であって、加速された不純物イオンの衝撃を吸収するも
のであればよい。なお、レジストは、ポリシリコンより
も安価であるという利点がある一方、ポリシリコンは、
イオン打込み後においてレジストよりも除去しやすいと
いう利点があるため、形成すべきデバイスにより適宜使
い別けるのが好ましい。

このように、イオン打込みのマスクは、表面保護膜２と
衝撃吸収層３とからなる多層構造になっている。

しかして、上記したマスクが形成された半導体基板１中
に不純物イオンを打込むと、表面保護膜２の窓開は部２
１からは、不純物イオンが熱酸化膜２２を通過して半導
体基板１の結晶格子中で衝突しながら内部に進む。一方
、衝撃吸収層３で覆った部分にも不純物イオンが打込ま
れるが、その際加速された不純物イオンの衝撃は当該衝
撃吸収層３により吸収されつつその内部で停止する。つ
まり従来のように前記衝撃が半導体基板１に伝わらない
から、衝撃吸収層３および表面保護膜２で覆った部分の
半導体基板１の特に表面の結晶欠陥を引き起こすことは
ない。

次に、衝撃吸収層３をポリシリコンとする場合のマスク
の形成方法の一例を第２図に従って説明する。

■　半導体基板１の表面にシリコン酸化膜からなる表面
保護膜２を形成する。次に、表面保護膜２上にポリシリ
コンからなる衝撃吸収層３をＣＶＤ装置等でもって形成
する（第２図（ａｌ参照）。なお、表面保護膜２および
衝撃吸収層３の膜厚は、打込むべき不純物イオンのドー
ズ量により適宜設定するのが好ましい。ここでは、例え
ば表面保護膜２の膜厚を約０．５μｍに、また衝撃吸収
層３の膜厚を約１μｍにそれぞれ設定する。

■　衝撃吸収層３の表面にレジスト４をパターン付けす
る。このレジスト４をマスクとして衝撃吸収層３の一部
をエツチングし、窓開けする（第２、　　図（ｂｌ参照
）。

■　前記ホトレジスト４を除去した後、窓開けした衝撃
吸収層３をマスクとして表面保護膜２をエツチングし、
窓開けする（第２図（Ｃ１参照）。

■　半導体基板ｌを酸素雰囲気中にて熱処理することに
より、窓開は部２１に熱酸化膜２２を形成する（第２図
（ｄ）参照）。

この後で不純物イオンをイオン打込み装置にて打込み、
熱処理することで不純物イオンの活性化を行い、衝撃吸
収層３つまりポリシリコンを除去する。後は順次他の工
程を経て所望のデバイスを形成させる。なお、前記衝撃
吸収層３の除去はドライエ・ンチングにて簡単に行える
。

また、衝撃吸収層３をレジストにする場合のマスクの形
成方法の一例を第３図に従って説明する。

■　半導体基板１の表面にシリコン酸化膜からなる表面
保護膜２を形成する。次にレジスト５をホトリソグラフ
ィ技術にてパターン付けする。このレジスト５をマスク
として前記表面保護膜２の一部をエツチングし、窓開け
する（第３図（ａ）参照）。

■　前記レジスト５を除去した後、半導体基板１を酸素
雰囲気中にて熱処理することにより、表面保護膜２の窓
開は部２１に熱酸化膜２２を形成する（第３図（ｂｌ参
照）。

■　レジストを例えばスピン塗布して、ホトリソグラフ
ィ技術を行うことにより、窓開は部２１つまり熱酸化膜
２２を除く表面保護膜２上にレジストからなる衝撃吸収
層３を形成する（第３図（Ｃ）参照）。

この状態にて上記と同様にして不純物イオンを打込み、
当該不純物イオンの活性化をした後、前記衝撃吸収Ｎ３
つまりレジストを除去する。

発ユ■羨果 以上説明したようにこの発明によれば、加速された不純
物イオンの衝撃は衝撃吸収層で吸収されて、前記衝撃が
半導体基板にまで伝わらないから、半導体基板の特に表
面の結晶欠陥を引き起こすことはない。従って、デバイ
ス形成後において、イオン打込みによる結晶欠陥に伴う
リーク電流の発生を有効に防止できる。結果的に、高ド
ーズ量の不純物イオンを打込む場合に優れたマスク構造
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は
衝撃吸収層３をポリシリコンとした場合のマスクの形成
方法の一例を示す工程説明図、第３図は衝撃吸収層３を
レジストとした場合のマスクの形成方法の一例を示す工
程説明図である。 １・・・半導体基板 ２・・・表面保護膜 ３・・・衝撃吸収層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板の表面に形成され、かつ、半導体基板
   中にイオン打込層を形成すべき領域の膜厚が他のそれよ
   りも薄くなっている表面保護膜と、前記膜厚の薄い部分
   以外の表面保護膜を覆うと共に、イオン打込みの衝撃を
   前記半導体基板に伝えずに吸収する衝撃吸収層とからな
   ることを特徴とするイオン打込みにおけるマスク構造。