JPS63307724A - 半導体集積回路の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路の製造方法

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JPS63307724A
JPS63307724A JP14462687A JP14462687A JPS63307724A JP S63307724 A JPS63307724 A JP S63307724A JP 14462687 A JP14462687 A JP 14462687A JP 14462687 A JP14462687 A JP 14462687A JP S63307724 A JPS63307724 A JP S63307724A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ions
boron
gas
ion
integrated circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP14462687A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuichi Inoue
修一 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS63307724A publication Critical patent/JPS63307724A/ja
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

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〕 本会、明に半導体集積回路の製造方法に関し、特に浅い
P型拡散層を形成するだめのホウ素イオンの注入方法に
関する。
〔従来の技術〕
半導体集積回路の集iJ#が向上し、また集積回路が0
MO8(相補型MO8)化されるにつれて。
微小Pチャネルトランジスタの要望が強まっている。
一般的にPチャネルトランジスタのノース・ドレイン領
域の形成は、ホウ素イオン(B )のイオン注入で行な
われているが、トランジスタの微小化の際スケーリング
則に従って拡散層の深さくXj )を浅くする必要があ
る。しかしB  rtN型不純物であるヒ素イオン(A
s)、リンイオン(P  )に比べて投影飛程(Rp)
が大きいため、As、P等に比べて1/10程度の注入
エネルギーにしなければ0.2μm程度Oxjを有する
N型拡散層と同程度の浅いP型拡散層を形成できない。
つ1リホウ素イオンのイオン注入法でxjが0.2μm
程度のP型拡散層を形成するには、10kev程度の注
入エネルギーでイオン注入を行なう必要がある。
しかし、イオン注入機においてケ*  10 k e 
y程度の注入エネルギーにおけるイオンのビーム11(
M。
値ri 1 m lk−以下と極めて小さく、そのため
ノース・ドレイン領域として必要なドーズ量である10
1s〜IQ”/crn”程度のイオン注入を行なうため
には2時間以上の作業時間が必要であり、実用的ではな
かった。
そこで浅いP散拡散層を形成するイオン注入として、B
+に替えてニフッ化ホウ素イオン(B Fz+)を用い
る試みが行なわれている。BF2+はシリコン基板表面
直下でホウ素とフッ素に分解し、基板中を進行する。こ
のホウ素のRpは、BF−の加速エネルギー+7)11
/49 (BとHFzとのIi比)で加速したB+のR
pに等しく、IQkeyで注入したB+と同等のRpを
得るにげ約50keyでBFンのイオン注入を行なえば
良い。この注入エネルギーではイオン注入機のビーム電
流の低下は起きず、5 m A程度のビーム’ME流を
得ることが可能である。
そのためP散拡散層のx j rs 0.2μm程度と
浅くでき、しかもイオン注入時間は注入エネルギー1Q
kev(DB+のものに比べて1/10〜t15程度と
なり、実用的なイオン注入法といえる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述したBF、のイオン注入法を用いる
半導体集積回路では、第3図に示すように、必要なホウ
素以外に基板中にフッ素がホウ素102倍注入されるた
め、基板結晶中に転移等の結晶欠陥が高密度に発生する
また、このフッ素rt果檀回路製造中の熱工程で容易に
拡散移動し、MOS)ランジスタの閾値電圧(V?)を
変動させる要因となっている。この様にBF2のイオン
注入ri、半導体デバイス特性を劣化させるフッ素を基
板中に大量に含むという1犬な欠点を有しでいた。
本発明の目的に上記欠点を除去し、不要なイオンを伴な
わずにホウ素イオンを実用的昭間内でイオン注入]7.
浅いP散拡散層を形成することのできる半導体集積回路
の!!!遣方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の半導体集積回路の製輩方法は、N型シリコン基
板中にP散拡散層を形成するためにホウ素イオンをイオ
ン注入する半導体集積回路の製造方法であって、前記ホ
ウ素イオンとしてジボランガス(B2H6)の気体放電
によって生起されたB。
H1+イオン(0≦n≦5)を用いるものである。
〔実施例〕
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第1の実施例におけるシリコン基板中
のホウ素濃度力深さ方向のプロファイルである。
壕ず、(100)シリコン単結晶基板表面を熱酸化し、
厚さ250Aの酸化膜を形成した後、前段加速部のみを
有するイオン注入機でB、H,をアーク放電させたイオ
ン注入機からB、を分離し。
2Qkevの注入エネルギー、ドーズ量1.5X101
5/cm ’の条件でイオン注入した。この時のビーム
電流ri2.7 m Aと十分大きく、またイオン注入
時間1d13分であった。次で表面の酸化膜をバッフ、
  アードフヴ酸で除去した後シリコン基板中の B濃
度を2次イオン質量分析法で測定した。
このイオン注入でB、dシリコン基板表面値下で2つの
ホウ素イオンに分解しシリコン基板中を進行する。その
RI) Ii”110 k e vで注入したB のR
pにほぼ等しいものであった。また、第1図に示したプ
ロファイルからB#度がシリコン基板のN型不純物濃度
10 ”l/ crrt”となるのrtxjが約0.2
μmであることから、十分に浅いP散拡散層が形成され
ていることが判る。この第10′実施例では注入のドー
ズは1.5 X ]、 Q 15/ cm”としたが、
これはB、のドーズ量であって注入されたBL:D量は
その2倍の3×10シ(m”である。
また第1図中に、B を注入エネルギー20kevドー
ズ量3 X 10 ”7cm”の条件で本実施傍lと同
じ処理を行なったシリコン卑″板にイオン注入したプロ
ファイルを示したがsB2の2Qkevに比へてxjr
t深くなっており、B2を用いることによることによる
xjの低域の効果が判る。
第2図は本発明の第2の実施例におけるシリコン基板中
のホウ素濃度の深さ方向のプロファイルである。
第1の実施例同様(100) > ’Jコン単結晶基板
を熱酸化し厚さ250Aの酸化摸を形成した後、シリコ
ンイオン(Si”)を注入エネルギー150key、ド
ーズt 5 X 10 ”7cm” (D条件ティオン
注入する。これrt S iをイオン注入することによ
りシリコン基板をアモルファス化し、チャネリング効果
を防ぐ目的で行なうものであり、比較的良く知られた千
ヤネリング防止法である。その後筒1の実施例と全く同
じ条件で8.をイオン注入する。
この第2の実施例においてはシリコン基板表面直下で8
2イオンが分離して生じたホウ素がチャネリングするこ
と無くシリコン基板中を進行する。
第2図中実線で示したプロファイルが木簡2の実施例に
よるホウ素のプロファイルであるが、チャネリングが抑
制されているためそのプロファイルrit、ss理論曲
線にかなり良く合った形となっている。またそのxjr
t極めて浅くはぼ0.1μmとなっていることが判る。
尚第2図中にσ第2の実施例と同様にシリコン基板をア
そルファス化したのちB+を注入エネルギ−2Qkev
 、ドーズf13 X 10 ”7cm” (D条件で
イオン注入したプロファイルも示した。しかしB+の場
合rt、チャネリングを防止してもその注入深さri第
2の実施例のB2に比べて深くなっており、B!+が実
効的に10k ey程度の低エネルギーで注入されてい
ることが判る。
尚、上記実施例においてに、ホウ素イオンとしてB2を
用いた場合について欣、明したが、他のB2Hn”(n
=1〜5)を用いてもよいことは勿論である。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明にB 2 H@ガスの気体放
電で生じるB雪Hn  を用いて、イオン注入機のビー
ム電流値を下けること無くホウ素の実効凶注入エネルキ
ーを低下させ浅いP型拡散層を形成できるため、微細な
Pチャネルトランジスタを容易に形成できる。従って高
集積度CMO8集積回路が量産性良く製造できる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の第1及び第20爽施例にお
けるシリコン基板中のホウ素濃度の深さ方向のプロファ
イルを従来法と比較して示した図。 第3図は従来の半導体集積回路の製造方法においてHF
、イオンを注入した場合のホウ素とフッ素濃度の深さ方
向のプロファイル図である。 代理人 弁理士  内 原   晋 “ 。 Oo、7     o、2     o、3ンど14.
でΣ こ2ノパーク91・)S 1 図 0    0.7    0.2    0.3深 ご
 こ/A牝つ )2 図 0     0.2     o、、<5にさく胛り 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  N型シリコン基板中にP型拡散層を形成するためにホ
    ウ素イオンをイオン注入する半導体集積回路の製造方法
    において、ジボラン(B_2H_2)ガスの気体放電に
    よって生起されたイオンのうちB_2H_n^+(但し
    0≦n≦5)を分離してイオン注入することを特徴とす
    る半導体集積回路の製造方法。
JP14462687A 1987-06-09 1987-06-09 半導体集積回路の製造方法 Pending JPS63307724A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01225117A (ja) * 1988-03-04 1989-09-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体装置の製造方法及びその製造装置
KR19980053433A (ko) * 1996-12-26 1998-09-25 김영환 반도체 소자 제조 공정에서의 이온 주입 방법
JP2003069014A (ja) * 2001-06-30 2003-03-07 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子の製造方法

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KR19980053433A (ko) * 1996-12-26 1998-09-25 김영환 반도체 소자 제조 공정에서의 이온 주입 방법
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