JPS58106823A - イオン注入方法 - Google Patents
イオン注入方法Info
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- JPS58106823A JPS58106823A JP56205015A JP20501581A JPS58106823A JP S58106823 A JPS58106823 A JP S58106823A JP 56205015 A JP56205015 A JP 56205015A JP 20501581 A JP20501581 A JP 20501581A JP S58106823 A JPS58106823 A JP S58106823A
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
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- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
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- H01J37/3172—Maskless patterned ion implantation
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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】
発＠Ｏ技術分野
本発明は、半導体装置製造工程時Ｋかけるイオｙ注入方
法Ｏ改良κ係わシ、特κ黴細κ絞クえイオン一−＾によ
るイオン注入方法κ関する発＠ｏｔＩＬｓ的青景 イオ／注入は、半導体鋏置の製造技術において欠かせｔ
％Ａ技書と１ｋ−！５１てｓｐ ’ｉ 、広く用いられ
て％Ｉ１％為．例え社１１１−Ｍａｌｌ−Ｌｌｌではい
スν，シ．ルド電圧Ｖ？Ｏツントー−ル．クエル形成，
アイソレーシ．冫部形成，ソース・ドレイン形成および
ノｆンチスルー訪止等に用いられている．従来のイオン
注入技術では、以下に述べる如＜ ＳｔウエーハＫイオ
ンを均一に注入するようにしていた．第１図（ａ）〜（
１）はイオン注入技術を用いた従来の８トＭＯ８−Ｌ８
Ｉ製造工程を示す断面図である．まず、第１図（ａ）
Ｋ示す如（８１ウエー八１を１０００〔℃〕酸素写囲気
中で２０分間アエールし、約５００（Ｘ）ｏｇｉ酸化ｇ
（８１０，）ｊｔ形成ｆる． 次Ｋ％第１図（ｂ）に示
す如く第１酸化膜２上Ｋ約４０００（Ｘ）のシリコン窒
化膜（８１，Ｎ， ） Ｊを堆積し、この窒化膜Ｊ上に
レジスト４を塗布し、通常のリングラフィによシレジス
トｄターンを形成する．その後、第１図（＠）に示す如
くレジスト４をマスタとして窒化膜３をエッチングし、
この状態で１ ０ ０ （ｋＶ）の硼素（Ｂ＋）イオン
注入を行い、素子間分離の丸めＯＰ層５を形成する。次
いで、第１図（ｄ） Ｋ示す如くレゾスト４を除去した
のち、１０００（Ｃ）酸素雰囲気中で１〔μｍ）０７イ
ールド駿化膜６を形成し、その後窒化膜Ｊを除去する．
次κ、第１図（●）Ｋ示す如く第１酸化膜２を除去した
のち約３ ０ ０ （１）のｒ−｝酸化膜ｒを形成し、
この状態でスレ，シ．ルド電圧ｖ？ｌコントロールのえ
めに７ ０ （ｋＶ）のＣイオ／をウエーハ全面に均一
に注入する．次いで、第１図（ｆ）に示す如くクエーハ
全面Ｋ約３０００（Ｘ）の４リシリプン膜を堆積したの
ち、リソダラフィ技術とエッチング技術とを用いてＩリ
シリコｙｃ−｝Ｊｌを形成する．続いて、第１図（ｇ）
Ｋ示す如｛ｒ−｝酸化展ｔｏ不ｌ！部分を除去し、ｅ．
ｏ状態”ｅ １ ０ Ｇ （ｋＶ）の▲−イオｙＯ注入
を行いノース９＆およびドレイン＃ｂを形成する．次に
、第１図（ト）に示す如（クエーハ全面Ｋ ３ ０ ０
（１）の絶縁酸化膜（ｓｈｏ２）１＃を堆積したＯち
、この酸化膜１０上Ｋ ７０００（Ｘ） Ｃ） １冫酸
Ｉツス膜１１を堆積し、このガラス１ｌｊ．１１を約１
０００１ｔ） ０１１索雰囲気中で加熱し＃ガラス膜１
１Ｃ）表Ｎを平滑化する。しかるのち、νノダラフィ技
術とエッチング技術とを用いフンタクトホールを形成し
、続いてＡＬ膜１２を蒸着したのちその不要部を除去し
てＵ配線層を形成するζとによって、纂ｌ図（ｓ）ＶＣ
示す如〈８１−ＭＯ８−Ｌ８１が形成されるととκなる
。
法Ｏ改良κ係わシ、特κ黴細κ絞クえイオン一−＾によ
るイオン注入方法κ関する発＠ｏｔＩＬｓ的青景 イオ／注入は、半導体鋏置の製造技術において欠かせｔ
％Ａ技書と１ｋ−！５１てｓｐ ’ｉ 、広く用いられ
て％Ｉ１％為．例え社１１１−Ｍａｌｌ−Ｌｌｌではい
スν，シ．ルド電圧Ｖ？Ｏツントー−ル．クエル形成，
アイソレーシ．冫部形成，ソース・ドレイン形成および
ノｆンチスルー訪止等に用いられている．従来のイオン
注入技術では、以下に述べる如＜ ＳｔウエーハＫイオ
ンを均一に注入するようにしていた．第１図（ａ）〜（
１）はイオン注入技術を用いた従来の８トＭＯ８−Ｌ８
Ｉ製造工程を示す断面図である．まず、第１図（ａ）
Ｋ示す如（８１ウエー八１を１０００〔℃〕酸素写囲気
中で２０分間アエールし、約５００（Ｘ）ｏｇｉ酸化ｇ
（８１０，）ｊｔ形成ｆる． 次Ｋ％第１図（ｂ）に示
す如く第１酸化膜２上Ｋ約４０００（Ｘ）のシリコン窒
化膜（８１，Ｎ， ） Ｊを堆積し、この窒化膜Ｊ上に
レジスト４を塗布し、通常のリングラフィによシレジス
トｄターンを形成する．その後、第１図（＠）に示す如
くレジスト４をマスタとして窒化膜３をエッチングし、
この状態で１ ０ ０ （ｋＶ）の硼素（Ｂ＋）イオン
注入を行い、素子間分離の丸めＯＰ層５を形成する。次
いで、第１図（ｄ） Ｋ示す如くレゾスト４を除去した
のち、１０００（Ｃ）酸素雰囲気中で１〔μｍ）０７イ
ールド駿化膜６を形成し、その後窒化膜Ｊを除去する．
次κ、第１図（●）Ｋ示す如く第１酸化膜２を除去した
のち約３ ０ ０ （１）のｒ−｝酸化膜ｒを形成し、
この状態でスレ，シ．ルド電圧ｖ？ｌコントロールのえ
めに７ ０ （ｋＶ）のＣイオ／をウエーハ全面に均一
に注入する．次いで、第１図（ｆ）に示す如くクエーハ
全面Ｋ約３０００（Ｘ）の４リシリプン膜を堆積したの
ち、リソダラフィ技術とエッチング技術とを用いてＩリ
シリコｙｃ−｝Ｊｌを形成する．続いて、第１図（ｇ）
Ｋ示す如｛ｒ−｝酸化展ｔｏ不ｌ！部分を除去し、ｅ．
ｏ状態”ｅ １ ０ Ｇ （ｋＶ）の▲−イオｙＯ注入
を行いノース９＆およびドレイン＃ｂを形成する．次に
、第１図（ト）に示す如（クエーハ全面Ｋ ３ ０ ０
（１）の絶縁酸化膜（ｓｈｏ２）１＃を堆積したＯち
、この酸化膜１０上Ｋ ７０００（Ｘ） Ｃ） １冫酸
Ｉツス膜１１を堆積し、このガラス１ｌｊ．１１を約１
０００１ｔ） ０１１索雰囲気中で加熱し＃ガラス膜１
１Ｃ）表Ｎを平滑化する。しかるのち、νノダラフィ技
術とエッチング技術とを用いフンタクトホールを形成し
、続いてＡＬ膜１２を蒸着したのちその不要部を除去し
てＵ配線層を形成するζとによって、纂ｌ図（ｓ）ＶＣ
示す如〈８１−ＭＯ８−Ｌ８１が形成されるととκなる
。
背景技術の問題点
前述した８１−ＭＯ８−ＬＳＩ製造工程時にお．けるイ
オン注入は、いずれも均一イオン注入であシ、このよう
なイオン注入を施して製作されたＭＯ８ ｝ランジスタ
はそのｒ−シ長やｒ一ト幅等Ｋよシスレック．ルド電圧
Ｖ？ｏ値が異クてしまう．第２図はダート長，とスレ，
シ．ルド電圧Ｖ？との関係を示す特性図で、第３図はｒ
一Ｆ幅とスレッシ，ルド電圧Ｖ？との関係を示す特性図
である．ζＯようＫ｝フンジスタｏｒ−｝長ヤｒ−ト幅
が短かくなるＫ伴い、つ１／１ルトツンゾスタが黴細化
するＫ伴いスレッシ，ルド電圧Ｖ？Ｏコントロールが困
難となる．ｔ九、トツンジスタの微細化κ伴い狭チャネ
ル効果やΔ冫チスルー等が発生し易くなると云う問題が
あク九．発明の目的 本発明はこのよう壜事情を考慮して愈されたもので、そ
の目的とするところは、イオン注入を行って半導体装置
を製造するに際し、トランジスタのスレッシ．ルド電圧
Ｖ？ｏ値を容易かつ正確Ｋ：Ｉ冫トロールすることがで
き、さらにＦツンジスタの微細化κ伴う狭チャネル効果
や／ｌンチスルー等の発生防止に寄与し得ゐイオン注入
方法を提供するととＫある． 発明の概要 最近、共晶合金液体金属イオン源を用いて輝度が高いＢ
” Ｉ Ｐ” ＃▲ｔの黴細ス／，｝用イオンが作られ
るようになっている．ζのような微細寸法イオンＣ−ム
を適時偏向およびプランキングするζとができれば、イ
オン注入領域の注入イオン濃度を自由κ可変できると考
えられる。
オン注入は、いずれも均一イオン注入であシ、このよう
なイオン注入を施して製作されたＭＯ８ ｝ランジスタ
はそのｒ−シ長やｒ一ト幅等Ｋよシスレック．ルド電圧
Ｖ？ｏ値が異クてしまう．第２図はダート長，とスレ，
シ．ルド電圧Ｖ？との関係を示す特性図で、第３図はｒ
一Ｆ幅とスレッシ，ルド電圧Ｖ？との関係を示す特性図
である．ζＯようＫ｝フンジスタｏｒ−｝長ヤｒ−ト幅
が短かくなるＫ伴い、つ１／１ルトツンゾスタが黴細化
するＫ伴いスレッシ，ルド電圧Ｖ？Ｏコントロールが困
難となる．ｔ九、トツンジスタの微細化κ伴い狭チャネ
ル効果やΔ冫チスルー等が発生し易くなると云う問題が
あク九．発明の目的 本発明はこのよう壜事情を考慮して愈されたもので、そ
の目的とするところは、イオン注入を行って半導体装置
を製造するに際し、トランジスタのスレッシ．ルド電圧
Ｖ？ｏ値を容易かつ正確Ｋ：Ｉ冫トロールすることがで
き、さらにＦツンジスタの微細化κ伴う狭チャネル効果
や／ｌンチスルー等の発生防止に寄与し得ゐイオン注入
方法を提供するととＫある． 発明の概要 最近、共晶合金液体金属イオン源を用いて輝度が高いＢ
” Ｉ Ｐ” ＃▲ｔの黴細ス／，｝用イオンが作られ
るようになっている．ζのような微細寸法イオンＣ−ム
を適時偏向およびプランキングするζとができれば、イ
オン注入領域の注入イオン濃度を自由κ可変できると考
えられる。
一方、トランジスタのスレッシ．ルド電圧Ｖ？Ｏ値は，
ｆｆ−｝長およびｒ−｝幅のみならずグー｝部分への注
入イオン濃度Ｋよ）変わることが知られている。
ｆｆ−｝長およびｒ−｝幅のみならずグー｝部分への注
入イオン濃度Ｋよ）変わることが知られている。
本発明はζのような点κ着目し、イオン注入要素領域よ
〉小さな黴細寸法イオンビームを作るためＯイオン銃お
よびイオン光学系ｔＡ偏すると共Ｋ１イオンビー▲を試
料面上で走査する偏向機能およびイオンビー▲をブツン
キンダするプランキング機塾を有したイオン注入装電を
用い、ｒ−｝長およびｒ−｝幅が短いトランジスタを含
む半導体装置のｒ−｝領域，ソース・ドレイン領域或い
はフィールド領域Ｋイオンを注入するＫ際し、上記領域
のイオン注入の場所によ）注入イオンの濃度を可変する
ようにした方法である． 発明の実施例 以下、本発明の詳細を図示の実施例によクて説明する． 第４図は本発明の一実施例に使用したマイクロイオ／ビ
ーム注入装置を示す概略構成図である．図中２１は液体
金属を保持すると共に加熱するための７イラメント、２
２は工冫，夕、２Ｊはｌ Ｐｔ Ａｍ Ｇｅ系液体金属
合金溜、１４はイ オン引出電極、２５はダリ，ド電極であ〕、これらから
微細寸法イオンビー▲を発射するイオン銃が形成されて
いる．２６はイオンビー▲を０）ｉ − ＯＦＦする良
めのプランキング電極、２１はデツンキンダ用アΔ−チ
ヤｉスク、２＃はイオンＶ一▲を収束するためのアイン
ツェルＭＯ靜電レｙズ（：Ｉ冫デンサレンズ）、ｚｐは
ウィーンフィルタ董の質量分析器、ＪＯはイオンを選択
するためのイオン選択用ア／や−チャマスク、Ｊ１はイ
オンビームを試料面上で走査するための偏向器、ｊ２は
アイ／ツェル型の静電レンズ（対物レン，Ｉｅ）である
．３３は８ｌウエーハ等の試料、Ｊ４は試料３Ｊを固定
保持する試料台、Ｊ５は試料台１４を移動駆動する駆動
モータ、Ｊ＃は試料台Ｊ４の位置を検出すゐレーデ測長
器である．Ｊ１はレジストレーシ．冫のために用いられ
る反射イオン検出器、ＪＪは検出器１１で得られた反射
イオン信号をデジタル信号κ変換するｋ勺変換器である
。３＃は各種制御を行うための計算器、４０はインター
フ，−スである．★え、４１はツィツメント２１の加熱
用電源、４１はイオン銃の高圧電源、４３はバイアス電
源、４４はイオン引出電極２４の高圧電源、４ｊは計算
器Ｓ＃からの７４ターン信号をアナログ信号Ｋ変換する
ためのＩ４ターン信号発生電源である。４−はコンデン
サレンズ２＃Ｏ高圧電源、４１は質量分析器２＃の電場
および磁場を生成するための電源、４１は偏向器Ｊ１の
偏向用電源、４＃は対物レンズＪ１の高圧電源である。
〉小さな黴細寸法イオンビームを作るためＯイオン銃お
よびイオン光学系ｔＡ偏すると共Ｋ１イオンビー▲を試
料面上で走査する偏向機能およびイオンビー▲をブツン
キンダするプランキング機塾を有したイオン注入装電を
用い、ｒ−｝長およびｒ−｝幅が短いトランジスタを含
む半導体装置のｒ−｝領域，ソース・ドレイン領域或い
はフィールド領域Ｋイオンを注入するＫ際し、上記領域
のイオン注入の場所によ）注入イオンの濃度を可変する
ようにした方法である． 発明の実施例 以下、本発明の詳細を図示の実施例によクて説明する． 第４図は本発明の一実施例に使用したマイクロイオ／ビ
ーム注入装置を示す概略構成図である．図中２１は液体
金属を保持すると共に加熱するための７イラメント、２
２は工冫，夕、２Ｊはｌ Ｐｔ Ａｍ Ｇｅ系液体金属
合金溜、１４はイ オン引出電極、２５はダリ，ド電極であ〕、これらから
微細寸法イオンビー▲を発射するイオン銃が形成されて
いる．２６はイオンビー▲を０）ｉ − ＯＦＦする良
めのプランキング電極、２１はデツンキンダ用アΔ−チ
ヤｉスク、２＃はイオンＶ一▲を収束するためのアイン
ツェルＭＯ靜電レｙズ（：Ｉ冫デンサレンズ）、ｚｐは
ウィーンフィルタ董の質量分析器、ＪＯはイオンを選択
するためのイオン選択用ア／や−チャマスク、Ｊ１はイ
オンビームを試料面上で走査するための偏向器、ｊ２は
アイ／ツェル型の静電レンズ（対物レン，Ｉｅ）である
．３３は８ｌウエーハ等の試料、Ｊ４は試料３Ｊを固定
保持する試料台、Ｊ５は試料台１４を移動駆動する駆動
モータ、Ｊ＃は試料台Ｊ４の位置を検出すゐレーデ測長
器である．Ｊ１はレジストレーシ．冫のために用いられ
る反射イオン検出器、ＪＪは検出器１１で得られた反射
イオン信号をデジタル信号κ変換するｋ勺変換器である
。３＃は各種制御を行うための計算器、４０はインター
フ，−スである．★え、４１はツィツメント２１の加熱
用電源、４１はイオン銃の高圧電源、４３はバイアス電
源、４４はイオン引出電極２４の高圧電源、４ｊは計算
器Ｓ＃からの７４ターン信号をアナログ信号Ｋ変換する
ためのＩ４ターン信号発生電源である。４−はコンデン
サレンズ２＃Ｏ高圧電源、４１は質量分析器２＃の電場
および磁場を生成するための電源、４１は偏向器Ｊ１の
偏向用電源、４＃は対物レンズＪ１の高圧電源である。
このような構成のマイクｐイオンビー▲注入装置の動作
は、周知の電子ビーム描画装置と略同様であるので、そ
の詳しい説明は省略する．前記工建，夕２２から放射さ
れたイオンはｆをｓ ２ （一）含む複合イオンである
．これから質量分析器１ｇと選択用アΔ−チャマスク１
０とによ〉冨イオンのみを選択し、対物レンズ１２によ
シ試料ＪＪ上Ｋ，Ｘ／，｝結儂する．イオン源ｏ＊＊は
Ｉ Ｘ １ ０’（▲／ｔｓ” ＊ ｓ ｔ ｒ ）で
、ス４ット直径は０．５〜０．１（μｍ〕の領域で可変
である．したがクて、トツンゾスタのスレッシ．ルド電
圧Ｖ？の制御のためには照射量１０ 〜１０ 〔イオ汐
ｉ〕が必要となるので、４インチ径の８１ウエー八の場
合０． ｊ Ｃ声−ａのビームでイオン注入を行ってい
けば注入時間は約５分となる。
は、周知の電子ビーム描画装置と略同様であるので、そ
の詳しい説明は省略する．前記工建，夕２２から放射さ
れたイオンはｆをｓ ２ （一）含む複合イオンである
．これから質量分析器１ｇと選択用アΔ−チャマスク１
０とによ〉冨イオンのみを選択し、対物レンズ１２によ
シ試料ＪＪ上Ｋ，Ｘ／，｝結儂する．イオン源ｏ＊＊は
Ｉ Ｘ １ ０’（▲／ｔｓ” ＊ ｓ ｔ ｒ ）で
、ス４ット直径は０．５〜０．１（μｍ〕の領域で可変
である．したがクて、トツンゾスタのスレッシ．ルド電
圧Ｖ？の制御のためには照射量１０ 〜１０ 〔イオ汐
ｉ〕が必要となるので、４インチ径の８１ウエー八の場
合０． ｊ Ｃ声−ａのビームでイオン注入を行ってい
けば注入時間は約５分となる。
第５図はイオン照射量とスレ，シ．ルド電圧ｖＴＷとＯ
関係を示す特性図であシ、スレ，シ．ルド電圧Ｖ？がイ
オン照射量と一次の関係になるζとが判る．ｔた、前記
第２図および第３図から判るようκ、ｒ−｝長およびｒ
−｝幅が３〔μ一以下のＭｏｌ！ｉ ｝ランジスタのス
レッシ．ルド電圧Ｖ？は，ｆ−｝部分の寸法およびイオ
ン照射量の関係数で ｖ，，ｍｙ（ｔｓｗ．Ｄ） −−−−−・−−−−
−−−−−−−−−−−−−−｛１）と示される．ここ
で、Ｌはｒ−｝長、ｗ＃ｉｙ−ト幅、Ｄはイオン照射量
である．したがって、前記針算器１＃κ上記第１式の関
係を格納してお自、ｒ−｝寸法Ｋ応じてイオン照射量を
変えゐζとＫよラて前記スレッシ．ルド電圧Ｖ？の制御
が可能となる．Ｓ量ウエー八面内でビーム照射量を変え
る方法は、例えば次のようＫすればよい．％／％ま、前
記プランキング電極２６に電圧ｖ０が与えられるとイオ
ンビームはＯＦＦ （プランキング）されるものとする
．ｔた、偏向電圧は階段状のものとしイオンビー▲がス
テッ！状に走査される４のとする．さらに、イオンビー
▲がある位置ｘ，ＩＩＣとどまる時間をΔｔとし、！ラ
ンキング信号の長さは（ ＶｌＯ ’）Δｔのステッ！
で変えられるものとする．このようＫした場合、！ラン
キング電圧を第６図に示す如く変化させるト位置Ｘ●
＃！１ｐＸｌｔ！●ではイオンビー▲は照射されず％
”ｌ ｅ ！ｌ ｍ ！４ではイオンビー▲照射時間
が（ ９／１ ０ ）ノｔとな）、位置Ｘ▼，２● ，
Ｘ●ではイオンビー▲照射時間が（ ５／１ ０ ）ノ
ｔとなる．かくして任意の位置でイオンピー▲の照射量
を１０Ｒ＃Ｋ変えるζとが可能となる．次κ、上述した
▼イクロホンビー▲装置を使用し、本発明方法を８１−
ＭＯｌｉｌ−ＬｌｉＩ （Ｄ製造工程Ｋ適用した例につ
いて説明する．まず、前記第４図Ｋ示す！イクロホンビ
ー▲装置でＢ”４オンｔ注入可能なものと▲Ｓ イオン
を注入可能なものとを用意し、それぞれイオン加速電圧
を可変できるようκしておく．そして、前記第１図（．
）に示しえｔイオン注入工程の代，ＤＫ％第７図Ｋ示す
如く７イールド部分となるＰ＋層５のみへの１イオン注
入を行う．こむで、Ｂイオンの加速電圧は１０ ０ ［
ｋＶ］Ｋ調節し、Ｐ＋層５の周辺部、つまシ最終的Ｋソ
ース・ ドレイン領域９ｍ，９ｂとなる部分に近接する
場所及びｒ−｝下のチャネル領域と７イールド領域の境
界の注入イオン濃度を他よ）薄《する．これＫよシ、狭
チャネル効果が生じ離〈なるので、微細寸法のトランジ
スタ形成Ｋ極めて有効となる．また、前記纂１図（●）
に示したｔイオ／注入工１ｉ０代シに、第８図に示す如
く最終的Ｋグート領域となる部分のみへＯＩＢ＋イオン
注入を行う．ここで、Ｂ＋イオンの加速電圧は７ Ｏ
（ｋＶ） Ｋ調節し、ダートの短いもの程そＯ注入イオ
ン濃度を濃くする。これによ択ｒ−｝長が３〔μｍ〕以
下の微細寸法トランジスタを形成す為場合Ｋあクても、
そのスレ，シ，ルド電圧Ｖ？Ｏ制御が極めて容易となる
。なお、イオンビー▲のダート部分Ｋ対する位置は、Ｌ
ＢＩ Ｏチッ！内に設けられ九マークからの反射イオン
を利用して高精度κ検出することができた．ｔた、前記
第１図一）Ｋ示した▲Ｓイオン注入工程の代夛に、第９
図κ示す如くソース・ドレイン領域＃ａ，＃ｂのみへＯ
Ａ−イオン注入を行う．ここで、▲■イオンの加速電圧
は１ ０ ０ （ｋＶ）κ調節し、ドレイン領域＃ｂの
ｒ一ト領域に近接する位置の注入イオン濃度を他よ〕薄
〈する．これによル、ノ譬ンチスルー防止効果が顕著と
なシ黴細寸法トラ／Ｊ）スタの形成に極めて有効となる
． かくして形成された！ｉｌｉ−Ｍｏｌ−Ｌ８ｆにおいて
は、ｒ−｝長およびｒ−｝幅が３〔μｍ〕以下の微細寸
法トランジスタにあクてもそのスレ，シ．ルド電圧Ｖ？
を容易に規定値に保持することができた．しかも、狭チ
ャネル効果ヤ／ｌ冫チスルーの発生等が極めて少なく僅
頼性の高いものとなクた． なお、本発明は上述し良夷施例Ｋ限定されるものではな
い．例えば、前記注入イオンはｔ，▲―Ｋ限るものでは
なく、半導体工業で必要とされるｉｉｉ” ｅ Ｇａ”
， ８＠” ｅ Ｐ＋等の液体金属化できるもＯであ
ればよい。ζれＫよシ、８１−ＭＯ８−Ｌ８ＩＫ限らず
ＧａＡａ−ＬＳＩ ｅ ？，セ７ンンジャンクシ．／Ｌ
８夏、その他各種の半導体装置製造工程に適用すること
が可能である．また、イオンビームは円形κ限るもので
はなく、ビーム整形用アノ臂一チャマスク等Ｋよシ適当
カ形状に整形され良もであってもよい．さらに、前記電
子銃としては液体金属イオン銃の他に、ガス電界電離型
等の高輝度を得るζとができるものであればよい。
関係を示す特性図であシ、スレ，シ．ルド電圧Ｖ？がイ
オン照射量と一次の関係になるζとが判る．ｔた、前記
第２図および第３図から判るようκ、ｒ−｝長およびｒ
−｝幅が３〔μ一以下のＭｏｌ！ｉ ｝ランジスタのス
レッシ．ルド電圧Ｖ？は，ｆ−｝部分の寸法およびイオ
ン照射量の関係数で ｖ，，ｍｙ（ｔｓｗ．Ｄ） −−−−−・−−−−
−−−−−−−−−−−−−−｛１）と示される．ここ
で、Ｌはｒ−｝長、ｗ＃ｉｙ−ト幅、Ｄはイオン照射量
である．したがって、前記針算器１＃κ上記第１式の関
係を格納してお自、ｒ−｝寸法Ｋ応じてイオン照射量を
変えゐζとＫよラて前記スレッシ．ルド電圧Ｖ？の制御
が可能となる．Ｓ量ウエー八面内でビーム照射量を変え
る方法は、例えば次のようＫすればよい．％／％ま、前
記プランキング電極２６に電圧ｖ０が与えられるとイオ
ンビームはＯＦＦ （プランキング）されるものとする
．ｔた、偏向電圧は階段状のものとしイオンビー▲がス
テッ！状に走査される４のとする．さらに、イオンビー
▲がある位置ｘ，ＩＩＣとどまる時間をΔｔとし、！ラ
ンキング信号の長さは（ ＶｌＯ ’）Δｔのステッ！
で変えられるものとする．このようＫした場合、！ラン
キング電圧を第６図に示す如く変化させるト位置Ｘ●
＃！１ｐＸｌｔ！●ではイオンビー▲は照射されず％
”ｌ ｅ ！ｌ ｍ ！４ではイオンビー▲照射時間
が（ ９／１ ０ ）ノｔとな）、位置Ｘ▼，２● ，
Ｘ●ではイオンビー▲照射時間が（ ５／１ ０ ）ノ
ｔとなる．かくして任意の位置でイオンピー▲の照射量
を１０Ｒ＃Ｋ変えるζとが可能となる．次κ、上述した
▼イクロホンビー▲装置を使用し、本発明方法を８１−
ＭＯｌｉｌ−ＬｌｉＩ （Ｄ製造工程Ｋ適用した例につ
いて説明する．まず、前記第４図Ｋ示す！イクロホンビ
ー▲装置でＢ”４オンｔ注入可能なものと▲Ｓ イオン
を注入可能なものとを用意し、それぞれイオン加速電圧
を可変できるようκしておく．そして、前記第１図（．
）に示しえｔイオン注入工程の代，ＤＫ％第７図Ｋ示す
如く７イールド部分となるＰ＋層５のみへの１イオン注
入を行う．こむで、Ｂイオンの加速電圧は１０ ０ ［
ｋＶ］Ｋ調節し、Ｐ＋層５の周辺部、つまシ最終的Ｋソ
ース・ ドレイン領域９ｍ，９ｂとなる部分に近接する
場所及びｒ−｝下のチャネル領域と７イールド領域の境
界の注入イオン濃度を他よ）薄《する．これＫよシ、狭
チャネル効果が生じ離〈なるので、微細寸法のトランジ
スタ形成Ｋ極めて有効となる．また、前記纂１図（●）
に示したｔイオ／注入工１ｉ０代シに、第８図に示す如
く最終的Ｋグート領域となる部分のみへＯＩＢ＋イオン
注入を行う．ここで、Ｂ＋イオンの加速電圧は７ Ｏ
（ｋＶ） Ｋ調節し、ダートの短いもの程そＯ注入イオ
ン濃度を濃くする。これによ択ｒ−｝長が３〔μｍ〕以
下の微細寸法トランジスタを形成す為場合Ｋあクても、
そのスレ，シ，ルド電圧Ｖ？Ｏ制御が極めて容易となる
。なお、イオンビー▲のダート部分Ｋ対する位置は、Ｌ
ＢＩ Ｏチッ！内に設けられ九マークからの反射イオン
を利用して高精度κ検出することができた．ｔた、前記
第１図一）Ｋ示した▲Ｓイオン注入工程の代夛に、第９
図κ示す如くソース・ドレイン領域＃ａ，＃ｂのみへＯ
Ａ−イオン注入を行う．ここで、▲■イオンの加速電圧
は１ ０ ０ （ｋＶ）κ調節し、ドレイン領域＃ｂの
ｒ一ト領域に近接する位置の注入イオン濃度を他よ〕薄
〈する．これによル、ノ譬ンチスルー防止効果が顕著と
なシ黴細寸法トラ／Ｊ）スタの形成に極めて有効となる
． かくして形成された！ｉｌｉ−Ｍｏｌ−Ｌ８ｆにおいて
は、ｒ−｝長およびｒ−｝幅が３〔μｍ〕以下の微細寸
法トランジスタにあクてもそのスレ，シ．ルド電圧Ｖ？
を容易に規定値に保持することができた．しかも、狭チ
ャネル効果ヤ／ｌ冫チスルーの発生等が極めて少なく僅
頼性の高いものとなクた． なお、本発明は上述し良夷施例Ｋ限定されるものではな
い．例えば、前記注入イオンはｔ，▲―Ｋ限るものでは
なく、半導体工業で必要とされるｉｉｉ” ｅ Ｇａ”
， ８＠” ｅ Ｐ＋等の液体金属化できるもＯであ
ればよい。ζれＫよシ、８１−ＭＯ８−Ｌ８ＩＫ限らず
ＧａＡａ−ＬＳＩ ｅ ？，セ７ンンジャンクシ．／Ｌ
８夏、その他各種の半導体装置製造工程に適用すること
が可能である．また、イオンビームは円形κ限るもので
はなく、ビーム整形用アノ臂一チャマスク等Ｋよシ適当
カ形状に整形され良もであってもよい．さらに、前記電
子銃としては液体金属イオン銃の他に、ガス電界電離型
等の高輝度を得るζとができるものであればよい。
つま〕、輝度が約Ｉ Ｘ １ ０’［▲／５１’−ｓ
ｔ ｒ ）以下では、イオン注入κ要する時間が天文学
的数字となシ非現実となるためである．その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施するζと
ができる． 発明の効果 以上詳述したようＫ本発明方法Ｋよれば、ダート長およ
びｒ−｝幅が短いトランジスタを含む半導体装置Ｏｌ”
−｝領域、ソース・ドレイン領域或いはフィールド領域
κイオンを注入するに際し、イオン注入の場所によシ注
入イオンの濃度を可変するようにしているので、トラン
ジスタのスレ，シ．ルド電圧を容易、かつ正確にプンＦ
ロールできるのは勿論、特にサプ建クーノの微細寸法ト
ツンジメタＯ狭チャネル効果および・量ンチスル一の発
生防止Ｋ絶大なる効果を発揮する．したがクて、微細寸
法トランジスタを含む各種半導体装置Ｏ製作に極めて有
効となる．
ｔ ｒ ）以下では、イオン注入κ要する時間が天文学
的数字となシ非現実となるためである．その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施するζと
ができる． 発明の効果 以上詳述したようＫ本発明方法Ｋよれば、ダート長およ
びｒ−｝幅が短いトランジスタを含む半導体装置Ｏｌ”
−｝領域、ソース・ドレイン領域或いはフィールド領域
κイオンを注入するに際し、イオン注入の場所によシ注
入イオンの濃度を可変するようにしているので、トラン
ジスタのスレ，シ．ルド電圧を容易、かつ正確にプンＦ
ロールできるのは勿論、特にサプ建クーノの微細寸法ト
ツンジメタＯ狭チャネル効果および・量ンチスル一の発
生防止Ｋ絶大なる効果を発揮する．したがクて、微細寸
法トランジスタを含む各種半導体装置Ｏ製作に極めて有
効となる．
第１図（１）〜０》は従来のイオン注入方法を利用した
ａｉ−ＭＯ８−Ｌ８１裏造工程を示す断面図、第２図は
ｒ−｝長とスレッシ■ルド電圧との関係を示す特性図、
第３図はダート幅とスレッシ．ルｒ電圧との関係を示す
特性図、纂４図は本発明の一実施例方法Ｋ使用したマイ
クｐイオンビー▲注入装置を示す概略構成図、第５図は
Ｂイオ／照射量とスレッＶＩｌｌｆｉｙＰ電圧との関係
を示す特性図、第６図は上記イオンビーム注入装置Ｋよ
るイオン注入量可変作用を説明するための模式図、第１
図乃至第ｉ図はそれぞれ上記実施例方法κ係わるイオン
注入工程を示す断面図である．１…８１ウエーハ、２−
・第１酸化膜、３・−シリプン窒化膜、４−レゾス｝，
ｊ−Ｐ 領域、６・・・フィールド酸化膜、７／−
４’−｝酸化膜、８・・・ＩリシＶプンｒ一ト、９ａ一
・ソース、ｙｂ− ドレイン、１０一絶縁酸化膜、Ｉ
Ｊ−・・り／酸ガラス膜、１１−▲ｔ配線層、ｊ １
−７イラメント、２２−・・工電ツタ％［１・・液体金
属合金溜、１４−・・イオン引出電極、ＺＳ−・・グリ
ッド電極、２６・・・プランキング電極、ｊ Ｆ−・・
プランキング用アパーチャマスク、！＃，ｌ！−静電レ
ンズ、Ｊ！−・試料、３ｒ−反射イオン検出器、Ｊ９・
一計算機、４０・・・インタフ．−ス、４１，〜．４９
−・電源。 −１０６− −１０７− −１０８−
ａｉ−ＭＯ８−Ｌ８１裏造工程を示す断面図、第２図は
ｒ−｝長とスレッシ■ルド電圧との関係を示す特性図、
第３図はダート幅とスレッシ．ルｒ電圧との関係を示す
特性図、纂４図は本発明の一実施例方法Ｋ使用したマイ
クｐイオンビー▲注入装置を示す概略構成図、第５図は
Ｂイオ／照射量とスレッＶＩｌｌｆｉｙＰ電圧との関係
を示す特性図、第６図は上記イオンビーム注入装置Ｋよ
るイオン注入量可変作用を説明するための模式図、第１
図乃至第ｉ図はそれぞれ上記実施例方法κ係わるイオン
注入工程を示す断面図である．１…８１ウエーハ、２−
・第１酸化膜、３・−シリプン窒化膜、４−レゾス｝，
ｊ−Ｐ 領域、６・・・フィールド酸化膜、７／−
４’−｝酸化膜、８・・・ＩリシＶプンｒ一ト、９ａ一
・ソース、ｙｂ− ドレイン、１０一絶縁酸化膜、Ｉ
Ｊ−・・り／酸ガラス膜、１１−▲ｔ配線層、ｊ １
−７イラメント、２２−・・工電ツタ％［１・・液体金
属合金溜、１４−・・イオン引出電極、ＺＳ−・・グリ
ッド電極、２６・・・プランキング電極、ｊ Ｆ−・・
プランキング用アパーチャマスク、！＃，ｌ！−静電レ
ンズ、Ｊ！−・試料、３ｒ−反射イオン検出器、Ｊ９・
一計算機、４０・・・インタフ．−ス、４１，〜．４９
−・電源。 −１０６− −１０７− −１０８−
Claims (4)
- （１） イオン注入要素領域よ）小さな微細寸法イオ
ンビー▲を作る九めのイオン銃およびイオン光学系を具
備すると共κ、イオンＶ一▲を試料面上で走査する偏向
機能およびイオンビー▲をプランキングするプランキン
グ機能を有したイオン注入懐置を用い、ｒ−｝長および
ｒ−｝幅が短いトランジスタを含む半導体装置のｒ−ト
領域，ソース・ｒレイ／領域或いはフィールド領域κイ
オンを注入すゐに際し、上記領域のイオン注入の場所κ
よ》注入イオンＯａｍを可変することを特徴とするイオ
ン注入方法。 - （２） ダート領域へのイオン注入κ際し、ｒ一Ｆ長
Ｏ蝋−いもの程その注入イオ／Ｏ−度を員〈するようκ
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のイオ
ン注入方法． - （３） ソース・ドレイｙ領域へのイオン注入に際し
、ｒレイン領域Ｏ前記ｒ−｝領域Ｋ−ＲＩＩする場所の
注入イオンＯＩＩ度を薄くするようにし良ζとを特徴と
する峙許請求Ｏ範囲第１項記載Ｏイオン注入方法。 - （４）７４−ルド領域へのイオン注入ｋ際し、陳領域Ｏ
前記ソース・ドレイン領域κ近接する鳩所及びｒ−｝下
のチャネル領域とフィールド領域Ｏ塊界Ｏ注入イオンＯ
ＩＩ度を薄くするようｋしたととを特徴とする特許請求
の範ＮＩＩ／Ｅ１項記載Ｏイオン注入方法．
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56205015A JPS58106823A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | イオン注入方法 |
| US06/448,048 US4481042A (en) | 1981-12-18 | 1982-12-08 | Ion implantation method |
| EP82306568A EP0082640B1 (en) | 1981-12-18 | 1982-12-09 | Ion implantation method |
| DE8282306568T DE3277479D1 (en) | 1981-12-18 | 1982-12-09 | Ion implantation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56205015A JPS58106823A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | イオン注入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58106823A true JPS58106823A (ja) | 1983-06-25 |
| JPS643048B2 JPS643048B2 (ja) | 1989-01-19 |
Family
ID=16500029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56205015A Granted JPS58106823A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | イオン注入方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4481042A (ja) |
| EP (1) | EP0082640B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58106823A (ja) |
| DE (1) | DE3277479D1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60143630A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-29 | Fujitsu Ltd | イオン注入方法 |
| JPS6362227A (ja) * | 1986-08-28 | 1988-03-18 | フエアチヤイルド セミコンダクタ コ−ポレ−シヨン | Ｐ型ド−パントの特性のその他のｐ型ド−パントでの修正 |
| JP2005026692A (ja) * | 2003-07-01 | 2005-01-27 | Samsung Electronics Co Ltd | 半導体ウェーハの各領域別に不純物の濃度が異なる集積回路半導体素子およびその製造方法 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61140175A (ja) * | 1984-12-13 | 1986-06-27 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 被膜作製方法 |
| US6784033B1 (en) | 1984-02-15 | 2004-08-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for the manufacture of an insulated gate field effect semiconductor device |
| JPS60243960A (ja) * | 1984-05-18 | 1985-12-03 | Hitachi Ltd | イオンマイクロビ−ム装置 |
| JP2597976B2 (ja) * | 1985-03-27 | 1997-04-09 | 株式会社東芝 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPS61237421A (ja) * | 1985-04-15 | 1986-10-22 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| FR2592224B1 (fr) * | 1985-12-20 | 1988-10-07 | Thomson Csf | Transistor a effet de champ, et circuit integre logique comportant un tel transistor |
| FR2592225B1 (fr) * | 1985-12-20 | 1988-02-05 | Thomson Csf | Transistor hyperfrequence de puissance |
| US5256579A (en) * | 1989-04-03 | 1993-10-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Tunable-frequency Gunn diodes fabrication with focused ion beams |
| DE4339190B4 (de) * | 1992-11-16 | 2006-04-13 | Denso Corp., Kariya | Halbleiter-Beschleunigungsmesser |
| JP2000040691A (ja) * | 1998-07-21 | 2000-02-08 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置製造方法 |
| US7425353B2 (en) * | 2004-01-29 | 2008-09-16 | International Business Machines Corporation | Enhancement of magnetic media recording performance using ion irradiation to tailor exchange coupling |
| US20070195482A1 (en) * | 2006-02-23 | 2007-08-23 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Johnsen-Rahbek electrostatic chuck driven with AC voltage |
| KR200466175Y1 (ko) * | 2011-06-13 | 2013-04-03 | 백미정 | 유희 시설물 결합용 코일 스프링 연결 구조물 |
| CN104538457A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-04-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA953823A (en) * | 1971-08-24 | 1974-08-27 | Western Electric Company, Incorporated | Ion beam control apparatus |
| US4063103A (en) * | 1975-04-11 | 1977-12-13 | Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. | Electron beam exposure apparatus |
| FR2412939A1 (fr) * | 1977-12-23 | 1979-07-20 | Anvar | Implanteur d'ions a fort courant |
| US4283631A (en) * | 1980-02-22 | 1981-08-11 | Varian Associates, Inc. | Bean scanning and method of use for ion implantation |
-
1981
- 1981-12-18 JP JP56205015A patent/JPS58106823A/ja active Granted
-
1982
- 1982-12-08 US US06/448,048 patent/US4481042A/en not_active Expired - Lifetime
- 1982-12-09 EP EP82306568A patent/EP0082640B1/en not_active Expired
- 1982-12-09 DE DE8282306568T patent/DE3277479D1/de not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60143630A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-29 | Fujitsu Ltd | イオン注入方法 |
| JPH0213458B2 (ja) * | 1983-12-29 | 1990-04-04 | Fujitsu Ltd | |
| JPS6362227A (ja) * | 1986-08-28 | 1988-03-18 | フエアチヤイルド セミコンダクタ コ−ポレ−シヨン | Ｐ型ド−パントの特性のその他のｐ型ド−パントでの修正 |
| JP2005026692A (ja) * | 2003-07-01 | 2005-01-27 | Samsung Electronics Co Ltd | 半導体ウェーハの各領域別に不純物の濃度が異なる集積回路半導体素子およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3277479D1 (en) | 1987-11-19 |
| EP0082640A2 (en) | 1983-06-29 |
| EP0082640A3 (en) | 1984-08-22 |
| JPS643048B2 (ja) | 1989-01-19 |
| EP0082640B1 (en) | 1987-10-14 |
| US4481042A (en) | 1984-11-06 |
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