JPS63239940A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS63239940A JPS63239940A JP7169187A JP7169187A JPS63239940A JP S63239940 A JPS63239940 A JP S63239940A JP 7169187 A JP7169187 A JP 7169187A JP 7169187 A JP7169187 A JP 7169187A JP S63239940 A JPS63239940 A JP S63239940A
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- wafer
- substrate
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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】
Ｃ＠明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、イオン注入工程を含む半導体装置の製造方法
に関する。
に関する。
（従来の技術）
半導体装置を製造するに当り、甚板に不純物をイオン注
入することにより所定の４１型１（ｊ を形成する技術
はよ（知ら几ている。半導本漫僅の高速（ヒ、高集積比
１ｃ伴りてイオン注入工程の、１ｉｌＪ脚性に対する安
水も高いものとなりている。例えば。
入することにより所定の４１型１（ｊ を形成する技術
はよ（知ら几ている。半導本漫僅の高速（ヒ、高集積比
１ｃ伴りてイオン注入工程の、１ｉｌＪ脚性に対する安
水も高いものとなりている。例えば。
Ｇａ Ａ ｓ集漬回烙でに、−投に半絶縁性基板を用い
てイオン圧入により活ａｒｔｉｔ形成し、またイオン注
入により活性１−２形戎し、またイオン注入によりソー
ス、トンインの高ｔａ度１ｉ１’２形成することが行わ
れている。
てイオン圧入により活ａｒｔｉｔ形成し、またイオン注
入により活性１−２形戎し、またイオン注入によりソー
ス、トンインの高ｔａ度１ｉ１’２形成することが行わ
れている。
この噛の不純・物の分布に、基板（以下ウェーハと呼ぶ
）ＩＣ対するイオンの入射角度に大きく依存することが
知らｎ”Ｃいる（内富池、「イオン注入Ｂｉ、＋１（Ｇ
ａＡｓＩＣへの応用）」月刊Ｓｅｍ１ ｃｏｎｄｕｃｔ
ｏｒＷＯｒｌｄＰ７４〜８１ １９８６ ２月号）。コ
；ＣＩＣ示すれるイオン注入方法は、ＧａＡｓの恭結晶
の（１００）面の表面を持つウェーハに対して、入射角
（Δｎｇｌｅｏｆ 工ｎｃｉｄｅｈｃｅ ：θ）と回
転角（Ａｚｉｍｕｔｈａｌ Ａｎｇｌｅ；ψ ） とすれば、 θ＝１０＠ １００くψく３００ の角度でイオンビームの中心がウェーハ中心に注入する
ように行りている。このような角度でウェーハにイオン
を注入すればウェーハの結晶講義と注入不純物の原子半
径との関係で不純物原子が特定の圧入方向で深く注入さ
れるいわゆるチャネリング現象を２さえることができる
。この為、ウェーハの一定の深さの不純物領域を得るこ
とができる。実際にウェーハにイオンを圧入する揚廿は
。
）ＩＣ対するイオンの入射角度に大きく依存することが
知らｎ”Ｃいる（内富池、「イオン注入Ｂｉ、＋１（Ｇ
ａＡｓＩＣへの応用）」月刊Ｓｅｍ１ ｃｏｎｄｕｃｔ
ｏｒＷＯｒｌｄＰ７４〜８１ １９８６ ２月号）。コ
；ＣＩＣ示すれるイオン注入方法は、ＧａＡｓの恭結晶
の（１００）面の表面を持つウェーハに対して、入射角
（Δｎｇｌｅｏｆ 工ｎｃｉｄｅｈｃｅ ：θ）と回
転角（Ａｚｉｍｕｔｈａｌ Ａｎｇｌｅ；ψ ） とすれば、 θ＝１０＠ １００くψく３００ の角度でイオンビームの中心がウェーハ中心に注入する
ように行りている。このような角度でウェーハにイオン
を注入すればウェーハの結晶講義と注入不純物の原子半
径との関係で不純物原子が特定の圧入方向で深く注入さ
れるいわゆるチャネリング現象を２さえることができる
。この為、ウェーハの一定の深さの不純物領域を得るこ
とができる。実際にウェーハにイオンを圧入する揚廿は
。
上述した角度からイオンビーム２致度広げて行う。
このようにイオンビームを故度広げてイオン注入を行う
と２インチウェーハ迄はチャネリング現象が起こらな（
一定の栗さの不純物領域を得ることができる。
と２インチウェーハ迄はチャネリング現象が起こらな（
一定の栗さの不純物領域を得ることができる。
し７１）シ、２インチウェーハ以上の大きな通のウェー
ハに対しては上述した角度からイオンビームＰ数度広げ
て照射した場合、先に示した注入角度以外から注入され
るイオンもあり、チャネリングが生じる領域が発生する
。そのため、ウェーへ全面で均一な深さの不純物領域を
得ることはできないので、ウェーハ全面に１例えばシ冒
ットキゲート型電界効果トランジスタ（ＭＥ８ＦＥＴ）
を形成した場合、動ｌ／ｌ″ｊｉ１の不純物＃に度分布
にばらつきが生じ、Ｍ８ＳＦＥＴのｒｉｊ４直は不均一
となる。
ハに対しては上述した角度からイオンビームＰ数度広げ
て照射した場合、先に示した注入角度以外から注入され
るイオンもあり、チャネリングが生じる領域が発生する
。そのため、ウェーへ全面で均一な深さの不純物領域を
得ることはできないので、ウェーハ全面に１例えばシ冒
ットキゲート型電界効果トランジスタ（ＭＥ８ＦＥＴ）
を形成した場合、動ｌ／ｌ″ｊｉ１の不純物＃に度分布
にばらつきが生じ、Ｍ８ＳＦＥＴのｒｉｊ４直は不均一
となる。
また、ウェーハの表面に垂直に不純物のイオン注入を行
りた時にチャネリングを生じないような方向のウェーハ
をインゴットから切り出し、表面に垂直にイオン注入と
行う例として＃開昭６１−２２０４２４号公報があるが
、このようなウェーハを琳結晶のインゴットから切り出
すのは困難である。
りた時にチャネリングを生じないような方向のウェーハ
をインゴットから切り出し、表面に垂直にイオン注入と
行う例として＃開昭６１−２２０４２４号公報があるが
、このようなウェーハを琳結晶のインゴットから切り出
すのは困難である。
（発明が解決しようとする問題点）
以上述べたように、従来のイオン注入角度から（１００
）面を表面とする基板へイオン圧入した場８２インｆ径
より大きな匝の千４体つェーへになるとチャネリングを
起す領域が元生し均一な深さの不純物領域を得ることは
できず２インチ匝より大きなウェーへ上に特性の同じ半
導体ｉｔを一度に設けることができなかりた◎ 本発明は以上の問題点ＩＣ鑑みなさ几たもので２インチ
より大きなウェーハに対してもチャネリングを起こさな
い角度を見出し、その角度からイオン注入を行りて、（
１００）面の表面とするウェーハ面に均一な深さの不純
物領域を得るようにした半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。
）面を表面とする基板へイオン圧入した場８２インｆ径
より大きな匝の千４体つェーへになるとチャネリングを
起す領域が元生し均一な深さの不純物領域を得ることは
できず２インチ匝より大きなウェーへ上に特性の同じ半
導体ｉｔを一度に設けることができなかりた◎ 本発明は以上の問題点ＩＣ鑑みなさ几たもので２インチ
より大きなウェーハに対してもチャネリングを起こさな
い角度を見出し、その角度からイオン注入を行りて、（
１００）面の表面とするウェーハ面に均一な深さの不純
物領域を得るようにした半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。
〔発明の構成〕
（問題点を解決するための手段）
上記目的を達成するために１本尾明に、立方晶の単結晶
構造を持つ半導体の（１００）面を表面とするウェーハ
に１表面の去俵方向と 石なす角１支θを１１°〜１５°とし、基板（１１０：
）ｌ方向から石まわりに（１００）方向を佃として回転
する角度ψ９１８’〜３５°にしてイオンを圧入するこ
とを持畝としている。
構造を持つ半導体の（１００）面を表面とするウェーハ
に１表面の去俵方向と 石なす角１支θを１１°〜１５°とし、基板（１１０：
）ｌ方向から石まわりに（１００）方向を佃として回転
する角度ψ９１８’〜３５°にしてイオンを圧入するこ
とを持畝としている。
（作用）
本発明では、（１１０）面から３１以上の角度を持った
領域と（０１０）面から１．８°以上の角度を持りた領
域と（１０３）面から２．６°以上の角度を持りた領域
の交わりた領域つまり、チャネリングを起こさないｉｉ
頁域の中央近くからウェーハへイオンを住人している。
領域と（０１０）面から１．８°以上の角度を持りた領
域と（１０３）面から２．６°以上の角度を持りた領域
の交わりた領域つまり、チャネリングを起こさないｉｉ
頁域の中央近くからウェーハへイオンを住人している。
この角度からイオンビームがあるａｌｆの広がりと持コ
て２インチロ匝以上のウェーハ面に住人さｎるため、イ
オンは、ウェーハ内Ｃチャネリングすることなく、一定
の深さのイオン＠城？得ることができる。従って２イン
チロ匝以上の広い茨面のウェーハに持回（閾ｆ直）の同
じ手導体湊・童（ＭＥＳＦｇＴ）を多数得ることができ
る。
て２インチロ匝以上のウェーハ面に住人さｎるため、イ
オンは、ウェーハ内Ｃチャネリングすることなく、一定
の深さのイオン＠城？得ることができる。従って２イン
チロ匝以上の広い茨面のウェーハに持回（閾ｆ直）の同
じ手導体湊・童（ＭＥＳＦｇＴ）を多数得ることができ
る。
（実施列）
′＄、発明の詳Ｊ刑３夷厖列２用いて説明する。
第１図は１本発明の一渠Ｉ鹿列に係わるイオンの圧入方
法を説明するための図である。
法を説明するための図である。
まず、立方晶であるＧａ Ａ ｓ ｔ％結晶のウェーハ
２μ１口匝が４インチ、次面が（１００） 面であり
、またオリエンテーシ雪ン・７ラツト１１）［１１０］
方向と垂直に設けである。１はイオンビームである。ウ
ェーハ２のほぼ中心にイオンビームの中心６が垂直に照
射されるようにウェーハ２をウェーハセツティング面３
に配置する。
２μ１口匝が４インチ、次面が（１００） 面であり
、またオリエンテーシ雪ン・７ラツト１１）［１１０］
方向と垂直に設けである。１はイオンビームである。ウ
ェーハ２のほぼ中心にイオンビームの中心６が垂直に照
射されるようにウェーハ２をウェーハセツティング面３
に配置する。
次に、ウェーハをこの状態から（１１０）方向を他とし
て傾けることによって先にも示した角度Ｃθ）４をつけ
る。ここでに、このθ４’ｉ１１．５＠にとる（ＷＪ１
図（ａ）〕。
て傾けることによって先にも示した角度Ｃθ）４をつけ
る。ここでに、このθ４’ｉ１１．５＠にとる（ＷＪ１
図（ａ）〕。
次に、ウェーハにθの角度をつけた状態からさらに［１
１０）方向に設けたオリエンテーシ曹ン・フラット？、
ウェーハの次面から視て反時計方向（左回り）に回転さ
せることによりて先にも示した角度（＠５をつける。こ
こでは、この９５を２６゜にとる（第１図（ｂ））。
１０）方向に設けたオリエンテーシ曹ン・フラット？、
ウェーハの次面から視て反時計方向（左回り）に回転さ
せることによりて先にも示した角度（＠５をつける。こ
こでは、この９５を２６゜にとる（第１図（ｂ））。
し乃）る麦、ウェーハ２から照射距離７をあけた立直の
出射点８からイオンビームを若干の角度０９をつけるこ
とにより広げて、ウェーハへ照射する（第１図（Ｃ））
。ＣＣでは、照射録１Ｉｌｉを１．６ ｍ ｈ！。
出射点８からイオンビームを若干の角度０９をつけるこ
とにより広げて、ウェーハへ照射する（第１図（Ｃ））
。ＣＣでは、照射録１Ｉｌｉを１．６ ｍ ｈ！。
びａ３２１に取りた。
以上の操作を経ることによりイオンビームの中心は艮示
角（θ、ψ）＝（１１，５°、２６°）で表わされた角
度からウェーへ２の中心へ照射されるため、照射領域ｌ
Ｏは、ウェーハを含むことができする。
角（θ、ψ）＝（１１，５°、２６°）で表わされた角
度からウェーへ２の中心へ照射されるため、照射領域ｌ
Ｏは、ウェーハを含むことができする。
ここでウェーハ面に対するこのイオンビームの照射角度
に、結晶格子点の原子の大きさを格子定数のｌ／１０と
して結晶格子がどのように見えるかを計算し、格子点が
立体的に重ならないような角度領例の中心部、即ち、 １１″″くθ＜：１５’ １８６くψ＜３５゜ の角度にきまｎ、−’ｃいる。
に、結晶格子点の原子の大きさを格子定数のｌ／１０と
して結晶格子がどのように見えるかを計算し、格子点が
立体的に重ならないような角度領例の中心部、即ち、 １１″″くθ＜：１５’ １８６くψ＜３５゜ の角度にきまｎ、−’ｃいる。
次に第２図に、立方晶のｃｏｏｓ）方向を中心としたス
テレオ投影図のＯａ〜２０＠までの部分及びウェーハの
斜視図と示して１作用を説明する。
テレオ投影図のＯａ〜２０＠までの部分及びウェーハの
斜視図と示して１作用を説明する。
このステレオ投影図で示されている斜保領域つまり、立
方晶の（１１０）面及び（１１０）面から３°以上の角
度領域と（０１０）面から１．８°以上の角ソの領域と
、（１０３）面から１．６以上の角度の領域の重なった
角度の領域は、この角度でイオンが基板に入射し工もチ
ャネリングが起きない角度領域２１ａ及び２１ｂである
。先に示した表示角（θ。
方晶の（１１０）面及び（１１０）面から３°以上の角
度領域と（０１０）面から１．８°以上の角ソの領域と
、（１０３）面から１．６以上の角度の領域の重なった
角度の領域は、この角度でイオンが基板に入射し工もチ
ャネリングが起きない角度領域２１ａ及び２１ｂである
。先に示した表示角（θ。
９））＝（１１，５°、２６°）で災わされる角度’９
Ａ、２２として、このステレオ投影図に示すと、このＡ
。
Ａ、２２として、このステレオ投影図に示すと、このＡ
。
はチャネリングが起きない角度領域２１ａの中央部に立
置している。このＡＩ ２中心として斜線内で最大直通
の円を描（ことにより、ＡＩからイオンを照射した場合
のδを知ることができる。つまりこのδだけ広がりたイ
オンビーム３ウエー八セツテイング面に照射することに
より、この照射領域内にセットされたウェーハ表面には
、チャネリングを起こさない住人角度でイオンが注入さ
れる。
置している。このＡＩ ２中心として斜線内で最大直通
の円を描（ことにより、ＡＩからイオンを照射した場合
のδを知ることができる。つまりこのδだけ広がりたイ
オンビーム３ウエー八セツテイング面に照射することに
より、この照射領域内にセットされたウェーハ表面には
、チャネリングを起こさない住人角度でイオンが注入さ
れる。
ここでは２°である。Ａ、２２と角）斐領域２１ａの関
係と同様に、角度領域２１ｂ内の中心近くに、Ａ、２３
が位置している。さらに、立方晶は四回対称であるため
。
係と同様に、角度領域２１ｂ内の中心近くに、Ａ、２３
が位置している。さらに、立方晶は四回対称であるため
。
Ｂ＋ （１１，５” ＋１１Ｇ＠）２４＋Ｂｔ （１
１，５°、１５４”）２５°０・（１１・５°・２°６
°）２６ 、Ｃ・（１１・５°″４４°）２７、υ、（
１１，５°、２９６°）２８．Ｄ、（１１，５°、３３
４°）２９の各角度はＡ、、Ａ、と結晶学的に等価とな
る角度である。
１，５°、１５４”）２５°０・（１１・５°・２°６
°）２６ 、Ｃ・（１１・５°″４４°）２７、υ、（
１１，５°、２９６°）２８．Ｄ、（１１，５°、３３
４°）２９の各角度はＡ、、Ａ、と結晶学的に等価とな
る角度である。
この各角度から同一ウェーへ上に順次イオンを注入する
ことにより１列えば、フォトレジスト２マスクとするイ
オン注入に影の影響が生ずることがない。さらに照射距
離７が１６６ｍの装置では、ウェーハセツティング面上
の口径約１１ｃｍの円形の投影面にチャネリングを起こ
さない注入角度Ｃイオンビームできる。従りてウェーへ
セツティング明に４インチロ匝のウェーハ２をセットし
、上述した角度でイオン注入することにより、均一な深
さの不純物を得ることができる。
ことにより１列えば、フォトレジスト２マスクとするイ
オン注入に影の影響が生ずることがない。さらに照射距
離７が１６６ｍの装置では、ウェーハセツティング面上
の口径約１１ｃｍの円形の投影面にチャネリングを起こ
さない注入角度Ｃイオンビームできる。従りてウェーへ
セツティング明に４インチロ匝のウェーハ２をセットし
、上述した角度でイオン注入することにより、均一な深
さの不純物を得ることができる。
さらにこのウェーハ全面にイオン注入２行い活性層を設
けてＭ Ｅ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔを形成した場合、閾（直４
ｆＥのイオン注入に起因すると考えられる確率誤差は１
％以内である。したがりてこの４インチウェーハニＩＡ
ＩａＩ直）ｉ司Ｕ ｌ’ｉ４ Ｅ ＳＦ Ｂ Ｔ ｆ
多数１１ｉｃｆがＣきる。
けてＭ Ｅ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔを形成した場合、閾（直４
ｆＥのイオン注入に起因すると考えられる確率誤差は１
％以内である。したがりてこの４インチウェーハニＩＡ
ＩａＩ直）ｉ司Ｕ ｌ’ｉ４ Ｅ ＳＦ Ｂ Ｔ ｆ
多数１１ｉｃｆがＣきる。
尚、これらの角度に力）ぎらず、先に示したチャネリン
グ２起こさない角度領域の中心部である。
グ２起こさない角度領域の中心部である。
１１°くθ＜１５＠
１８°くψ＜３５゜
の角度及びこの角度と結晶学的に等価な角度からイオン
ビーム３ウエー八に照射しても同一の効果２得る。
ビーム３ウエー八に照射しても同一の効果２得る。
以上述べたように、＄発明に２いては、２インチロ匝よ
り大きなウェーハに対してチャネリング？起こさない角
度でイオン？注入できる為、ウェーハ全面に均一な深さ
の不純物領域と形成することが可能となり同じ特性（閾
値）を持った半導体長＃を多数設けることができる。
り大きなウェーハに対してチャネリング？起こさない角
度でイオン？注入できる為、ウェーハ全面に均一な深さ
の不純物領域と形成することが可能となり同じ特性（閾
値）を持った半導体長＃を多数設けることができる。
第１図は、イオンビームに対するウェーハの配（責２示
す図、第２図は、立方晶の［００１）方向を載面に持つ
つニー八へイオンを住人する角度を示す図である。 １・・・イオンビーム、２・・・ウェーハ、３・・・ウ
ェーハセツティング面、４・・・θ、５・・・ψ、６・
・・イオンビームの中心、７・・・照射距離、８・・・
出射点、９・・・δ。 代理人 弁理士 則 近 者 歯 間 竹 花 喜久男 ＣＣ） 第 １ 図
す図、第２図は、立方晶の［００１）方向を載面に持つ
つニー八へイオンを住人する角度を示す図である。 １・・・イオンビーム、２・・・ウェーハ、３・・・ウ
ェーハセツティング面、４・・・θ、５・・・ψ、６・
・・イオンビームの中心、７・・・照射距離、８・・・
出射点、９・・・δ。 代理人 弁理士 則 近 者 歯 間 竹 花 喜久男 ＣＣ） 第 １ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）立方晶の半導体結晶から成る｛１００｝面を表面
とする基板に不純物をイオン注入する工程を有する半導
体装置の製造方法において、前記基板表面の法線方向と
なす角度をθとし、また前記基板の＜１１０＞方向から
右回り＜１００＞方向を軸として回転する角度をψとし
て、表示角（θ，ψ）で表わして、 １１°≦θ≦１５° １８°≦ψ≦３５° を満たす角度から前記基板にイオンを注入することを特
徴とする半導体装置の製造方法。（２）前記基板の＜１
００＞方向にオリエンテーション・フラットを設けたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置
の製造方法。 （３）前記基板は、ＧａＡｓであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製造方法。 （４）前記表示角（θ，ψ）で表わした角度と結晶学的
に等価な角度から前記基板にイオンを注入するようにし
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体
装置の製造方法。 （５）前記基板は、表面が（１００）面で、オリエンテ
ーション・フラットが〔０１１〕方向と垂直であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の
製造方法。（６）前記基板は、表面が（０１０）面で、
オリエンテーション・フラットが〔１０１〕方向と垂直
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半
導体装置の製造方法。（７）前記基板は、表面が（００
１）面で、オリエンテーション・フラットが〔１１０〕
方向と垂直であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7169187A JPS63239940A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7169187A JPS63239940A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63239940A true JPS63239940A (ja) | 1988-10-05 |
Family
ID=13467823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7169187A Pending JPS63239940A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63239940A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63274767A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-11 | Mitsubishi Electric Corp | イオン注入方法 |
| WO2000079581A3 (en) * | 1999-06-21 | 2001-07-05 | Infineon Technologies Corp | Improving mosfet performance by employing an improved method for forming halo implants |
-
1987
- 1987-03-27 JP JP7169187A patent/JPS63239940A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63274767A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-11 | Mitsubishi Electric Corp | イオン注入方法 |
| WO2000079581A3 (en) * | 1999-06-21 | 2001-07-05 | Infineon Technologies Corp | Improving mosfet performance by employing an improved method for forming halo implants |
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