(57)【要約】  方法および装置は、濃度および接合深さ両方の必要条件を満たすプラズマドーピングシステムにおけるドーパントプロフィール調整ソリューションの提供を目的とする。バイアス傾斜およびバイアス傾斜速度の調整が実行されることにより望ましいドーパントプロフィールが得られ、その結果、プラズマドーピングシステムにおけるデバイススケーリングには欠かせない縦横方向における浅い階段接合が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一のワークピースのプラズマ注入方法であって、
一のプラズマドーピングチャンバに一のドーパントガスを導入することにより、前記ドーパントガスのイオンを含む一のプラズマを形成する工程であって、該プラズマは、前記ワークピースの一の表面または該表面近くに一のプラズマシースを有する工程と、
前記プラズマシースを横切る前記ドーパントガスイオンを前記ワークピースに向けて加速させ、かつ、前記ドーパントガスを前記ワークピースに注入するよう、一の注入電圧バイアスを傾斜させる工程とを含み、
前記注入電圧バイアスを傾斜させる工程は、前記ワークピースに注入されるドーパントガスイオンの保有線量および表面近くの濃度を最大化する、方法。
【請求項２】
前記注入電圧バイアスを傾斜させる工程は、線形傾斜させる工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記注入電圧バイアスを傾斜させる工程は、非線形傾斜させる工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記注入電圧バイアスを傾斜させる工程は、前記傾斜の速度を調整する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記注入電圧バイアスを傾斜させる工程は、それと共にデューティサイクルを傾斜させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記注入電圧バイアスを傾斜させる工程は、それと共に少なくとも１つの注入プロセスパラメータを変更する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの注入プロセスパラメータは、圧力、気体流、気体組成、高周波電力、および、温度パラメータを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記注入電圧バイアスを傾斜させる速度は、中性粒子および前記ドーパントガスイオンの堆積速度と一致する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記注入電圧バイアスを傾斜させる速度は、中性粒子および前記ドーパントガスイオンの堆積速度より速い、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記注入電圧バイアスを傾斜させる速度は、中性粒子および前記ドーパントガスイオンの堆積速度より遅い、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記注入電圧バイアスを傾斜させる工程は、逆傾斜させる工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
ドーパントガスイオンを導入する工程に先立ち、中性粒子と前記ドーパントガスイオンとを最初に堆積する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記堆積層の厚みをモニタし、かつ、該モニタされた厚みに応じて前記注入電圧バイアスを傾斜させる工程に一のフィードバック制御を提供する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ワークピースは、一の半導体ウェーハである、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
プラズマドーピング装置であって、
一のプラズマドーピングチャンバと、
前記プラズマドーピングチャンバ内に配置される一のプラテンと、
前記プラズマドーピングチャンバに結合される一のガス供給源であって、前記プラズマドーピングチャンバに一のドーパントガスを導入し、かつ、該ドーパントガスのイオンを含む一のプラズマを生成する一のガス供給源と、
前記プラズマからの前記ドーパントガスイオンを前記ワークピースに向けて加速させ、かつ、該ワークピースに前記ドーパントガスイオンを注入するよう、一の注入電圧バイアスを生成する一の電圧源であって、前記注入電圧バイアスは、前記ワークピースに注入されるドーパントガスイオンの保有線量および表面近くの濃度を最大化するよう傾斜される電圧源と、
を含むプラズマドーピング装置。
【請求項１６】
前記注入電圧バイアスは、線形に傾斜される、請求項１５に記載のプラズマドーピング装置。
【請求項１７】
前記注入電圧バイアスは、非線形に傾斜される、請求項１５に記載のプラズマドーピング装置。
【請求項１８】
前記注入電圧バイアスの速度は調整される、請求項１５に記載のプラズマドーピング装置。
【請求項１９】
前記注入電圧バイアスは、デューティサイクルの傾斜と共に傾斜される、請求項１５に記載のプラズマドーピング装置。
【請求項２０】
前記注入電圧バイアスは、少なくとも1つの注入プロセスパラメータの変更と共に傾斜される、請求項１５に記載のプラズマドーピング装置。
【請求項２１】
前記少なくとも1つのプロセスパラメータは、圧力、気体流、気体組成、高周波電力、および、温度パラメータを含む、請求項２０に記載のプラズマドーピング装置。
【請求項２２】
前記注入電圧バイアスが傾斜される速度は、中性粒子および前記ドーパントガスイオンの堆積速度と一致する、請求項１５に記載のプラズマドーピング装置。
【請求項２３】
前記注入電圧バイアスが傾斜される速度は、中性粒子および前記ドーパントガスイオンの堆積速度より速い、請求項１５に記載のプラズマドーピング装置。
【請求項２４】
前記注入電圧バイアスが傾斜される速度は、中性粒子および前記ドーパントガスイオンの堆積速度より遅い、請求項１５に記載のプラズマドーピング装置。
【請求項２５】
前記注入電圧バイアスは、逆に傾斜される、請求項１５に記載のプラズマドーピング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願明細書に記載される装置および方法は、概ね、濃度および接合深さ両方の必要条件を満たす、プラズマドーピング（ＰＬＡＤ）用途におけるプロフィール調整ソリューションを提供することに関する。より詳しくは、本願明細書に記載される装置および方法は、デバイススケーリングニーズに欠かせない縦横方向における階段接合を提供することを目的とする。
本出願は、２００５年３月１５日に出願された米国仮出願番号６０／６６２，０１８「プラズマイオン注入におけるプロフィール調整」の利益を主張し、その内容を参照することによりここに組み込む。
【背景技術】
【０００２】
プラズマドーピングシステムは、すでに周知であり、半導体ウェーハにおける浅い接合の形成、および、比較的低エネルギーイオンで高電流を必要とする他の用途に用いられる。プラズマドーピングシステムにおいて、半導体ウェーハは、陰極として機能する導電プラテン上に載置され、かつ、プラズマドーピングチャンバ内に配置される。イオン化ドーピングガスがチャンバ内に導入され、プラテンと陽極またはチャンバ壁との間に電圧パルスが印加されることにより、ドーパントガスのイオンを含むプラズマが形成される。プラズマは、ウェーハ近傍にプラズマシースを有する。印加されたパルスによりプラズマ内のイオンはプラズマシースを横断して加速され、ウェーハ内に注入される。注入の深さは、ウェーハと陽極との間に印加される電圧に関連する。非常に低い注入エネルギーが実現する。このようなプラズマドーピングシステムの例は、アメリカ特許第５、３５４、３８１（シェン）、アメリカ特許第６、０２０、５９２（リーベルト他）、および、アメリカ特許第６、１８２、６０４（ゲクナー）に記載されている。上記プラズマドーピングシステムでは、印加された電圧パルスがプラズマを生じ、該プラズマからウェーハへと陽イオンを加速させる。他のタイプのプラズマシステムでは、例えば、プラズマドーピングチャンバの内部または外部に配置されるアンテナからの誘導結合高周波電力により連続したプラズマが生成される。アンテナは、高周波電源に接続される。プラテンと陽極との間に周期的に電圧パルスが印加されることにより、プラズマ内のイオンがウェーハへと加速される。
【０００３】
プラズマ注入に用いられるドーパントガス種は、ウェーハの表面に堆積され得る原子または分子フラグメントへの注入プロセスの間に分解または分離されてよい。ドーパントガス分子が分離することにより生じる原子または分子フラグメントは、本願明細書中「中性粒子」と呼ばれる。注入プロセスの間に分離するドーパントガス種の例は、ＡｓＨ３、ＰＨ３、ＢＦ３、および、Ｂ２Ｈ６を含む。例えば、アルシンガスＡｓＨ３は、注入されるウェーハの表面に堆積され得るＡｓ、ＡｓＨ、および、ＡｓＨ２に分離してよい。これらの堆積した表面層は、線量非再現性、線量の不均一性、および、線量の測定問題など、数々の問題を引き起こしかねない。特に、堆積表面層を形成する中性粒子は、線量測定システムでは測定されない。さらに、ドーパントの深さプロフィールは、堆積表面層それ自体によって、また、注入されたイオンへのその影響によって変化する。さらに、ウェーハがこのような装置で引き続き処理される場合、堆積表面層は、アニーラのような他の装置を汚染してしまう可能性がある。
【０００４】
したがって、濃度および接合深さ両方の必要条件を満たすプラズマドーピング用途におけるプロフィール調整ソリューションを提供することが求められる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、濃度および接合深さ両方の必要条件を満たすプラズマドーピングシステムにおけるドーパントプロフィール調整ソリューションを提供する方法および装置を含む。望ましいドーパントプロフィールを得るべくバイアス傾斜およびバイアス傾斜速度の調整が実行され、その結果、プラズマドーピングシステムにおけるデバイススケーリングに欠かせない縦横方向における浅い階段接合が実現する。注入電圧バイアスの傾斜は、線形または非線形傾斜であってよい。注入電圧バイアスを傾斜させる速度は、調整でき、速度は、堆積速度に関連して変化し得る。具体的には、注入電圧バイアスを傾斜させる速度は、堆積速度より速くても、遅くても、または、同じでもよい。注入電圧バイアスは、デューティサイクルを傾斜させること、および、少なくとも１つの注入プロセスパラメータを変化させることと共に傾斜されてよい。ドーパントの縦横方向における広がりを最小限にしつつ、保有線量および表面近くの濃度を最大化するよう、傾斜および調整が実行される。
【０００６】
本発明の第1の態様は、ワークピースのプラズマ注入方法を目的とし、方法は、プラズマドーピングチャンバにドーパントガスを導入する工程と、ドーパントガスイオンをワークピースに向けて加速すべく、注入電圧バイアスを傾斜させる工程とを含む。注入電圧バイアスは、ワークピースに注入されるドーパントガスイオンの保有線量および表面近くの濃度を最大化すべく傾斜される。
【０００７】
本発明の第２の態様は、プラズマドーピング装置を目的とする。プラズマドーピング装置は、ワークピースにドーパントガスイオンを注入するための、プラズマドーピングチャンバと、プラテンと、ガス供給源と、電圧源と含む。電圧源は、プラズマからワークピースに向けてドーパントガスイオンを加速する注入電圧バイアスを生成し、該注入電圧バイアスは、ワークピースに注入されるドーパントガスイオンの保有線量および表面近くの濃度を最大化するよう傾斜される。
【０００８】
本発明の上記および他の特徴は、以下に述べる本発明の実施形態のより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施形態が以下の図面を参照して詳細に説明される。同様の符号は、同様の構成要素を示す。
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に従うプラズマドーピングシステムのブロック図である。
【図２Ａ−２Ｂ】本発明の一実施形態に従う注入傾斜バイアス電圧のグラフである。
【図３】本発明の一実施形態に従う、５段階バイアス傾斜のＳＩＭＳとＲｓデータとの比較を示す。
【図４】本発明の一実施形態に従うバイアス傾斜のドーパントプロフィールを示す。
【図５Ａ−５Ｃ】本発明の実施形態に従う、デューティサイクル傾斜と組み合わされたバイアス傾斜を示す。
【図６】本発明の実施形態に従う、バイアス傾斜と関連付けられた様々な堆積速度のドーパントプロフィールへの効果を示す。
【図７】本発明の実施形態に従う、逆バイアス傾斜の接合プロフィールを示す。
【図８】本発明の一実施形態に従う、初期堆積を有するプロセスによるバイアス傾斜の接合プロフィールを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
半導体デバイス製造のイオン注入プロセスでは、四角いドーパントプロフィールが望ましい。ビームライン注入器からなどの単一エネルギー性入射イオンでは、ドーパントプロフィールは一般的にガウス分布である。ＰＬＡＤプロフィールは、表面近くでピークに達する傾向にあり、そのプロフィールの終端は、同じ注入エネルギーのビームライン終端に近づいていく。特定のプロフィール形状が望まれる用途では、注入エネルギーおよび線量を変更することによりプロフィール調整が為し得る。ＰＬＡＤ用途では、注入の間に表面の堆積が生じ、堆積の厚さにより変化するバイアス電圧を印加することにより、四角いプロフィールが得られる。本発明の一実施形態では、ドーパントの縦横方向における広がりを最小限にしつつ、保有線量および表面近くの濃度を最大化するよう、ＰＬＡＤ用途におけるバイアス電圧の傾斜および／または傾斜速度を制御する方法が記載される。
【００１２】
プラズマ注入プロセス中は、一般的に、プラズマからの中性粒子および低エネルギーイオンによりウェーハ表面に堆積が生じる。この堆積は、ゼロから始まり、例えば１００オングストロームなどの小さな値から例えば２Ｅ１６などの高線量注入の終わりに向けての注入を通じて徐々に増加する。ウェーハ表面上に堆積する薄膜は、注入するイオンの侵入深さを妨げ、注入プロセスを通じてイオン注入を徐々に浅くさせることができる。本発明の一実施形態は、注入工程を通じて注入電圧を徐々に上げることにより、堆積の増加を補償する。このような補償は、堆積速度が様々な化学的性質および条件により異なるという事実を考慮に入れる。補償は、予めプログラムされたソフトウェアルックアップテーブルまたは注入システムに設置されたその場のモニタデバイスのいずれかにより達成され得る。プラズマ注入工程を通じて表面堆積の厚さを変化させることにより、イオンの注入深さは、プラズマ注入工程を通じてしかるべく変化してよい。それによって注入特性が変化するので、注入は、注入時間に影響を与える線量、バイアス周波数、パルス幅、および、他のプロセスパラメータに反応しやすくなる。
【００１３】
典型的な注入プロセスでは、表面近くのドーパント濃度の増加は、プロフィールの領域の終端における比例増加を生じさせる。縦横両方の接合深さは、イオンエネルギーおよび終端濃度に反応しやすい。深い接合は、通常、デバイス性能に負の影響をもたらす。表面近くの高ドーパント濃度を要求する用途では、高注入線量が必要とされるが、注入エネルギーは接合ターゲットにより制限される。低エネルギーで一つ問題なのは、高線量注入が低ウェーハスループットをもたらすという点である。ＰＬＡＤでは、低エネルギーイオンも表面堆積によりブロックされる可能性があり、保有線量の低下を招く。高バイアス電圧は、線量ターゲットを満たすが接合ターゲットは満たさない可能性がある。
【００１４】
低接触抵抗および低広がり抵抗を得るには高線量または表面濃度が要求される。縦横方向における浅い階段接合は、デバイススケーリングにとって欠かせない。本発明の一実施形態に従い、濃度および接合深さ両方のニーズを満たすＰＬＡＤ用のプロフィール調整ソリューションが提供される。図１は、本発明の実施形態に適切なプラズマイオン注入システムの１つの例を示す。プロセスチャンバ１０は、囲まれた容積１２を定義する。プロセスチャンバ１０内に配置されたプラテンは、半導体ウェーハ２０などの基板を保持する表面を提供する。陽極２４は、プラテン１４と間隔を空けてプロセスチャンバ１０により位置を決められてよい。陽極２４は、どちらも接地されるプロセスチャンバ１０の導電壁に接続されてよい。あるいは、プラテンは、接地され、かつ、負電圧にパルス化される陽極２４に接続される。さらなる実施形態では、陽極２４およびプラテン１４はどちらもグラウンドに対し付勢される。半導体ウェーハ２０および陽極は、プラテン１４を介し高電圧源３０に接続され、その結果、半導体ウェーハ２０は、陰極として機能する。電圧源３０は、約１から２００マイクロ秒において約２０から２０，０００ボルトの大きさの範囲内のパルス、および、約１００ヘルツから２０キロヘルツのパルス繰返し率を提供してよい。しかしながら、これらのパルスパラメータ値は、例に過ぎず、本発明の範囲内であれば他の値が当業者により利用されてもかまわない。
【００１５】
コントローラ５０は、注入のために望ましいドーパントを含むイオン化ガスを半導体ウェーハ２０に供給すべく、ガス供給源（図示せず）からプロセスチャンバ１０へとガスが供給される速度を制御する。この構成は、連続したプロセスガスの流れを望ましい流量および定圧で提供する。ガスの圧力および流れを調整する他の構成を用いてもよいことは、当業者にとり明らかであろう。厚み検出器５２は、プロセスチャンバ１０と連通し、検出された情報をコントローラ５０に提供する。厚み検出器５２は、反射率に基づくその場の膜厚モニタであってよいが、堆積速度についてウェーハ表面を観察するよう用いられる他の既知のセンサであってもよい。プラズマイオン注入システムは、また、システムの構成次第で追加の構成要素を含んでもよい。システムは、通常、望ましい注入プロセスを実施するよう、プラズマイオン注入システムの構成要素を制御しかつモニタするプロセス制御システム（図示せず）を含む。連続的または間断的な高周波エネルギーを利用するシステムは、アンテナまたは誘導コイルに結合される高周波電源を含む。システムは、電子を閉じ込める磁界を提供し、プラズマ密度および空間分布を制御する磁性素子も含んでよい。
【００１６】
動作中、半導体ウェーハ２０は、プラテン１４上に位置し、圧力制御システムは、プロセスチャンバ１０内で望ましい圧力および気体流係数を生成する。電圧源３０が一連の高電圧パルスを半導体ウェーハ２０に印加することにより、半導体ウェーハ２０と陽極２４との間のプラズマ放電領域４８にプラズマ４０が形成される。プラズマ４０は、イオン化ガスの陽イオンを含み、半導体ウェーハ２０の近く、一般的には表面に、プラズマシース４２を有する。高電圧パルス中に陽極２４とプラテン１４との間に存在する電界は、プラズマ４０からプラズマシース４２を横切りプラテン１４へと向かう陽イオンを加速させる。加速されたイオンは、半導体ウェーハ２０に注入されて不純物物質の領域を形成する。陽イオンを半導体ウェーハ２０における望ましい深さまで注入すべくパルス電圧が選択される。半導体ウェーハ２０内に望ましい量の不純物物質を提供すべく、パルス数およびパルス持続時間が選択される。パルス毎の電流は、パルス電圧、パルス幅、パルス周波数、ガス圧力および種、および、電極の可変位置の関数である。例えば、陰極と陽極との間隔は、異なる電圧ごとに調整されてよい。
【００１７】
先に述べたように、プラズマ注入に一般的に用いられるドーパントガス種は、注入プロセスの間に中性粒子に分解され、半導体ウェーハ２０の上に堆積表面層を形成することができる。堆積表面層を形成するドーパントガス種の例は、ＡｓＨ３、ＰＨ３（ホスフィン）、および、Ｂ２Ｈ６を含む。ＢＦ３のようなフッ化物は、特定のプラズマドーピング条件の下で堆積表面層を形成し得る。例えば、アリシンガスは、半導体ウェーハ２０の表面に堆積され得るＡｓ、ＡｓＨ、および、ＡｓＨ２に分解されてよい。同様に、ＢＦ３は半導体ウェーハ２０の表面に堆積され得るＢ、ＢＦおよびＢＦ２に分解されてよい。これら堆積表面層は、線量の非再現性、線量の不均一性、および、測定学上の問題を引き起こす。
【００１８】
本実施形態において、堆積速度は、化学的性質およびプラズマドーピング条件の関数として特徴付けられる。入射イオンへの堆積層の阻止能も特徴付けられる。第1の注入バイアス（Ｖ１）が予め決められた第１のターゲット線量を完了すべく用いられることにより、図２Ａに示す第１の注入期間ｔ１の間に第１の堆積層が成長する。次に、堆積層の厚みに従い調整される第２の注入エネルギーにより、第２の線量を完了すべく第２の注入バイアス（Ｖ２）が用いられる。以降、総注入量に達するまで注入バイアスおよび時間が繰り返される。繰返し数ｎは、特定の用途に従い選択されてよい。堆積速度を化学的性質およびプラズマドーピング条件の関数として特徴付けることにおいて、知識ベースが展開されてよい。プラズマドーピングシステムは、注入プロセスに要求される処方に基づき堆積速度を推定するこの知識ベースにアクセスしてよい。注入バイアス電圧またはバイアス周波数は、注入プロセスを通じて通常増加することにより、ゼロから始まり注入の進行につれて徐々に増加する堆積を補償する。
【００１９】
本発明の他の実施意形態では、総線量が図２Ｂに示されるように至るまで、バイアス電圧は、線形または非線形曲線のいずれかに従い継続的に調整される。その場の膜厚検出器５２および他のプロセスモニタを含むフィードバック制御システムが用いられることにより、注入バイアスまたは周波数の増加は、表面膜を透過するためのさらなる運動量を得るイオンにとって過不足ない。バイアス増加量は、望ましいドーパントプロフィールを得るべく堆積層を補償するのに必要な量とほぼ同じである。
【００２０】
本発明の一実施形態において、方法は、４ｋＶから６ｋＶまでを０．５ｋＶ刻みにした５段階のバイアス傾斜により、Ｂ２Ｈ６プラズマドーピングシステム内でテストされる。図３では、ＳＩＭＳ結果は、６ｋＶと同様の保有線量および表面濃度を示すが、接合深さは５ｋＶの場合より浅く、それらの結果はＲｓデータにより確認される。本発明の実施形態は、極浅接合（ＵＳＪ）形成のような四角いプロフィール、ソース・ドレインエクステンション（ＳＤＥ）、ソース・ドレインおよびポリ・ゲートドーピング、および、高線量、低エネルギー注入を用いた材料修正を必要とするＰＬＡＤプロセスに対し実施されてよい。
【００２１】
本発明の１つの態様では、望ましいドーパントプロフィールは、バイアス傾斜により得られる。この実施形態においては堆積速度に関連付けられる線形バイアス傾斜が実行され、他の実施形態では、同様に堆積速度に関連付けられる非線形バイアス傾斜が実行されることにより、保有線量を最大化する。バイアス傾斜速度は、堆積速度より速くあるいは遅くなるようにも調整されてよい。また、ネットエッチングによるプロセスに対しては逆バイアス傾斜が実行される。バイアス傾斜は、デューティサイクル傾斜と組み合わされることにより、高デューティサイクルバイアス傾斜時に起きるウェーハ表面アークを防止することもできる。また、バイアス傾斜は、１つまたはそれ以上のプロセスパラメータの変更と組み合わされることにより、深いドーパントプロフィールなしに保有線量を最大化することができる。変更される可能性のあるプロセスパラメータの例は、圧力、気体流、気体組成、高周波電力、および、温度を含む。他のプロセスパラメータも変更でき、また、本発明は、いくつかの例として挙げた上述のプロセスパラメータに限定されないことは言うまでもない。任意の状況、堆積、エッチング、あるいは、いずれでもない場合のプロフィール設計も、高表面濃度または深いプロフィール終端のために実行されてよい。チャネリングを減少させるべく初期堆積が実行されてよい。バイアス傾斜のために開閉ループ制御が利用できる。これらの制御ループ内では、インシチュおよびエクスシチュ堆積測定が用いられてよい。
【００２２】
図４の矢印の長さで示すように、プラズマ注入の間にバイアス電圧が上昇する。各イオンのエネルギーゲインは、堆積層を通じたエネルギー損失と等しいので、基板内のイオン分布は、ほとんど同じままである。上述のように、バイアス電圧の上昇は、時間と共に線形または非線形になり得る堆積速度に従い、時間と共に線形または非線形になることができる。したがって、保有線量は、深いドーパントプロフィールなしで最大化する。
【００２３】
図５Ａ、５Ｂ、および、５Ｃは、ウェーハスループットおよびウェーハのフォトレジストコンディショニングを向上させる低傾斜バイアスでのより高いデューティサイクルを実現するデューティサイクル傾斜と組み合わせたバイアス傾斜を示す。バイアス電圧は、図５Ａに示すような「ＯＮ」期間のみに適用される。しかしながら、バイアス電圧の振幅は、コントローラ５０により制御され、区切られることができる。また、バイアス電圧は、図５Ｂに示されるような低いデューティサイクルで始まり、図５Ｃで示されるような高いデューティサイクルで終わってもよいし、あるいは、バイアス電圧は、図５Ｃで示されるような高いデューティサイクルで始まり、図５Ｂに示されるような低いデューティサイクルで終わってもよい。
【００２４】
図６は、バイアス傾斜が堆積速度に関して変化するときのドーパントプロフィールに対する影響を示す。図６において、ラインＩは、堆積速度より遅いバイアス傾斜を示し、ラインＩＩは、堆積速度と一致するバイアス傾斜を示し、ラインＩＩＩは、堆積速度より速いバイアス傾斜を示す。接触抵抗を下げるべく、表面にピークがあるプロフィールが望まれる一方で、接合深さを制御し賦活するためには浅いかまたはより深いプロフィールが望まれる。
【００２５】
図７は、ネット表面エッチングによるプロセスにおいて逆バイアス傾斜を利用する本発明の一実施形態を示す。イオンエネルギーは、表面除去速度と一致するよう引き下げられるので、基板内のイオン分布は、ほとんど同じままである。再び、バイアス電圧の減少は、表面除去速度に従い、時間とともに線形または非線形になり得る。したがって、保有線量は、深いドーパントプロフィールを生じることなしに最大化する。
【００２６】
図８は、バイアス電圧が予め決められた期間印加されずに初期堆積がなされる本発明の一実施形態を示す。単一の結晶基板が用いられる場合、チャネリングの終端は、初期堆積層に浸透するイオンの角度の広がりにより縮小するかまたは無くなることすらあり得る。それによって、ＳＤＥドーピングにおけるＵＳＪ形成に欠かせないプレ非晶質化注入を必要とせずにチャネリングを減少させることもできる。さらに、入射イオンエネルギー、フラックス、および、堆積速度の知識によりドーパントの横分布をモデル化できる。
【００２７】
ここまで特定の実施形態に関連付けて本発明を説明してきたが、様々な変更、修正および改良が容易に生じ得ることは当業者であれば理解できよう。したがって、上記した本発明の実施形態は、例示に過ぎず、限定を意図するものではない。添付の請求項に定義されるような本発明の趣旨および範囲に逸脱せずに様々な変更がなされ得る。
【図１】
2008533740.tif 000003
【図２Ａ】
2008533740.tif 000004
【図２Ｂ】
2008533740.tif 000005
【図３】
2008533740.tif 000006
【図４】
2008533740.tif 000007
【図５Ａ】
2008533740.tif 000008
【図５Ｂ】
2008533740.tif 000009
【図５Ｃ】
2008533740.tif 000010
【図６】
2008533740.tif 000011
【図７】
2008533740.tif 000012
【図８】
2008533740.tif 000013
【国際調査報告】
2008533740.tif 000014
2008533740.tif 000015
2008533740.tif 000016