半導体用語集
ダメージ
英語表記：damage
<p>「超高エネルギーイオン注入」 の項以降に述べたように、高エネルギーイオン注入による不純物ドーピングは、 トランジスタの電極層のように高濃度を必要としない領域に限られ、むしろドーピング量は基盤のドーピングレベル程度の比較的低濃度である。これは高エネルギーイオン注入によってドーピングされる不純物が基盤深くに分布する、高エネルギーイオン注入の特徴である。
</p><p>電極層形成のように高濃度でイオン注入が行われる多くの場合、注入層は非晶質化する。非晶質化した注入層の再結晶化は、非質層と基盤界面から起こり、イオン注入層の結晶性は良好な状態へ戻る。非晶質層と基盤界面には転位欠陥が形成されることがあるが、イオン注入条件の最適化によってこれを防ぐことができる。高エネルギーイオン注入は最初に述べたように、その多くが低濃度のドーピングを目的としていることから、不純物が分布する部分には局所的にイオン注入損傷が形成されるのみである。</p><p>また、イオンが通過した領域ではイオンと原子の衝突確率は小さいものの、ノックオンされた基盤原子も大きなエネルギーを持って基盤内を散乱するため、いわゆるアモルファスクラスタではなく、点欠陥が注入されたイオンの軌跡の周りに分布する。このように部分的に欠陥が導入されたイオン注入層の結晶性の回復においては、低エネルギーイオン注入層にくらべ、微小欠陥が残留するといわれている。
</p><p>超高エネルギーイオン注入を行う場合には、低エネルギーイオン注入にくらべ、装置からの汚染防止が難しいイオンが装置内を通過する際には装置内の残留ガスと衝突し、中性粒子として基盤まで到達し基盤へ侵入するのを防ぐために、低エネルギー装置ではデイフレクタにオフセットをかけることで中性粒子の除去ができるが、高エネルギーイオンをディフレクタによって選別するためには高電圧が必要であることと、ウェハの大口径化とあいまって、高エネルギー装置では中性粒子の除去が困難である。</p><p>また、装置内に設置されるアパーチャ(注入マスク、スリット)などにもイオンビームは衝突するので、これらの部分からスパッタされた原子による汚染を防ぐため、基盤表面に保護膜を形成する場合があるが、高エネルギーイオン注入ではスパッタされた原子も高エネルギー粒子となるため、保護膜が薄いと効果がなく保護膜を通過して基盤へ侵入することとなり、残留ガスに起因する中性粒子の選別とともに、高エネルギーイオン注入時のスパッタ汚染の防止は低エネルギーイオン注入の場合とは異なる対策が必要である。装置内の真空度を高くする、イオンビームが走行する距離を小さくするために、基盤支持機構のメカニカルスキャンの採用やスパッタされにくいアパーチャ材の採用など装置固有の問題がある。</p>
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