JP2000277448A - 結晶材料の製造方法および半導体素子 - Google Patents
結晶材料の製造方法および半導体素子Info
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- JP2000277448A JP2000277448A JP11083187A JP8318799A JP2000277448A JP 2000277448 A JP2000277448 A JP 2000277448A JP 11083187 A JP11083187 A JP 11083187A JP 8318799 A JP8318799 A JP 8318799A JP 2000277448 A JP2000277448 A JP 2000277448A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 イオン注入による損傷が十分に回復された結
晶材料の製造方法および半導体素子の製造方法を提供す
ることである。 【解決手段】 ｎ型６Ｈ−ＳｉＣにＡｌイオンを注入し
た後、波長２４８ｎｍのＫｒＦレーザを発振時間が１μ
秒以下の１または複数のパルスとして照射し、ＳｉＣ結
晶を溶融させずにイオン注入による照射損傷を回復させ
る。レーザ光の１パルス当たりの照射エネルギー密度は
０．２〜１．５Ｊ／ｃｍ2 とする。
晶材料の製造方法および半導体素子の製造方法を提供す
ることである。 【解決手段】 ｎ型６Ｈ−ＳｉＣにＡｌイオンを注入し
た後、波長２４８ｎｍのＫｒＦレーザを発振時間が１μ
秒以下の１または複数のパルスとして照射し、ＳｉＣ結
晶を溶融させずにイオン注入による照射損傷を回復させ
る。レーザ光の１パルス当たりの照射エネルギー密度は
０．２〜１．５Ｊ／ｃｍ2 とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオン注入された
結晶材料の製造方法およびイオン注入法を用いた半導体
素子の製造方法に関する。
結晶材料の製造方法およびイオン注入法を用いた半導体
素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体、誘電体結晶等の結晶材料にイオ
ン注入により不純物を添加すると、イオンによる照射損
傷が生じ、結晶性が劣化する。そのため、結晶材料の照
射損傷をアニールすることにより結晶性を回復させる必
要がある。従来は、結晶材料の結晶性を回復させるため
に熱アニールを行っている。例えば、Ｓｉ（シリコン）
を用いた半導体素子では、イオン注入とその後の熱アニ
ールとの組み合わせが、素子製造プロセスにおいて一般
的に用いられている。
ン注入により不純物を添加すると、イオンによる照射損
傷が生じ、結晶性が劣化する。そのため、結晶材料の照
射損傷をアニールすることにより結晶性を回復させる必
要がある。従来は、結晶材料の結晶性を回復させるため
に熱アニールを行っている。例えば、Ｓｉ（シリコン）
を用いた半導体素子では、イオン注入とその後の熱アニ
ールとの組み合わせが、素子製造プロセスにおいて一般
的に用いられている。
【０００３】しかしながら、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、Ｇ
ａＮ（窒化ガリウム）、有機半導体等を用いた半導体素
子や誘電体光導波素子などでは、熱アニールを行っても
十分に照射損傷を除去することができない。また、熱ア
ニールを行うと、相転移や真性点欠陥が発生したり、構
成元素が蒸発し、または構成元素の平衡蒸気圧の違いに
起因する分解が生じたり、化学量論比からのずれが生じ
る場合もある。これらの結果、熱アニールによりイオン
注入による照射損傷を実質的に回復させることができな
い。
ａＮ（窒化ガリウム）、有機半導体等を用いた半導体素
子や誘電体光導波素子などでは、熱アニールを行っても
十分に照射損傷を除去することができない。また、熱ア
ニールを行うと、相転移や真性点欠陥が発生したり、構
成元素が蒸発し、または構成元素の平衡蒸気圧の違いに
起因する分解が生じたり、化学量論比からのずれが生じ
る場合もある。これらの結果、熱アニールによりイオン
注入による照射損傷を実質的に回復させることができな
い。
【０００４】熱アニール以外の結晶性回復方法として
は、イオン注入されたＳｉＣにおいてレーザアニールを
行うことが検討されている（S. Ahmed, C. J. Barbero,
and T.W. Sigmon, Appl．Phys. Lett. 66, 712 (199
5)）。この論文では、ＳｉＣにイオン注入した後にレー
ザアニールを行ったことが報告されている。しかし、レ
ーザ光の照射によりＳｉＣ結晶を融解させているため、
表面付近の分解や平坦性の劣化が生じる。このように、
従来のレーザアニールは、表面状態の劣化や低スループ
プット等の問題から実用化されていない。
は、イオン注入されたＳｉＣにおいてレーザアニールを
行うことが検討されている（S. Ahmed, C. J. Barbero,
and T.W. Sigmon, Appl．Phys. Lett. 66, 712 (199
5)）。この論文では、ＳｉＣにイオン注入した後にレー
ザアニールを行ったことが報告されている。しかし、レ
ーザ光の照射によりＳｉＣ結晶を融解させているため、
表面付近の分解や平坦性の劣化が生じる。このように、
従来のレーザアニールは、表面状態の劣化や低スループ
プット等の問題から実用化されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、Ｓｉ
Ｃ、ＧａＮ、有機半導体、誘電体結晶等においては、熱
アニールではイオン注入による照射損傷を十分に除去す
ることができない。そのため、不純物のドーピング手段
としてイオン注入法は採用されず、結晶成長時に不純物
をドーピングする等の手段が用いられている。
Ｃ、ＧａＮ、有機半導体、誘電体結晶等においては、熱
アニールではイオン注入による照射損傷を十分に除去す
ることができない。そのため、不純物のドーピング手段
としてイオン注入法は採用されず、結晶成長時に不純物
をドーピングする等の手段が用いられている。
【０００６】しかしながら、結晶成長時の不純物のドー
ピングでは、ドーピング場所の選択性がなく、素子構造
および素子形成プロセスに著しい制約が生じる。
ピングでは、ドーピング場所の選択性がなく、素子構造
および素子形成プロセスに著しい制約が生じる。
【０００７】また、プロセス上やむなくイオン注入法を
採用する場合においては、イオン注入による照射損傷を
十分に除去することができないため、ドーパントの活性
化率が低いなど、素子の特性面が不十分となる。
採用する場合においては、イオン注入による照射損傷を
十分に除去することができないため、ドーパントの活性
化率が低いなど、素子の特性面が不十分となる。
【０００８】本発明の目的は、イオン注入による損傷が
十分に回復された結晶材料の製造方法を提供することで
ある。
十分に回復された結晶材料の製造方法を提供することで
ある。
【０００９】本発明の他の目的は、イオン注入による損
傷を十分に回復させることが可能な半導体素子の製造方
法を提供することである。
傷を十分に回復させることが可能な半導体素子の製造方
法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係る結晶材料の製造方法は、所定の元素がイオン注入
された結晶材料に、その結晶材料のバンドギャップのエ
ネルギーとほぼ同じかまたはその結晶材料のバンドギャ
ップのエネルギーよりも高いエネルギーのレーザ光を結
晶材料を溶融させない状態で照射するものである。
に係る結晶材料の製造方法は、所定の元素がイオン注入
された結晶材料に、その結晶材料のバンドギャップのエ
ネルギーとほぼ同じかまたはその結晶材料のバンドギャ
ップのエネルギーよりも高いエネルギーのレーザ光を結
晶材料を溶融させない状態で照射するものである。
【００１１】本発明に係る結晶材料の製造方法において
は、結晶材料中の価電子の励起が可能なエネルギーの波
長を有するレーザ光を照射することにより、結晶材料が
溶融しない状態で結晶材料中の価電子が励起される。そ
れにより、結晶材料の分解または相転移の発生なしに結
晶材料を構成する原子間の結合が弱められる。その結
果、イオン注入された結晶材料が固相を保った状態で、
イオン注入の照射損傷により変位した原子および注入さ
れた原子が所定の格子位置に移動し、イオン注入に伴う
照射損傷が除去され、結晶材料の結晶性が回復するとと
もに所望の特性が出現する。
は、結晶材料中の価電子の励起が可能なエネルギーの波
長を有するレーザ光を照射することにより、結晶材料が
溶融しない状態で結晶材料中の価電子が励起される。そ
れにより、結晶材料の分解または相転移の発生なしに結
晶材料を構成する原子間の結合が弱められる。その結
果、イオン注入された結晶材料が固相を保った状態で、
イオン注入の照射損傷により変位した原子および注入さ
れた原子が所定の格子位置に移動し、イオン注入に伴う
照射損傷が除去され、結晶材料の結晶性が回復するとと
もに所望の特性が出現する。
【００１２】特に、本発明に係る結晶材料の製造方法に
よると、結晶材料を溶融させない状態で結晶材料のイオ
ン注入に伴う照射損傷が除去されるので、熱アニールが
困難な結晶材料に対しても表面状態の劣化を伴うことな
く結晶性の回復を行うことが可能となる。
よると、結晶材料を溶融させない状態で結晶材料のイオ
ン注入に伴う照射損傷が除去されるので、熱アニールが
困難な結晶材料に対しても表面状態の劣化を伴うことな
く結晶性の回復を行うことが可能となる。
【００１３】レーザ光を発振時間が１μ秒以下のパルス
として１または複数回の結晶材料に照射することが好ま
しい。この場合、結晶材料の表面にエネルギーが瞬間的
に集中し、結晶材料の表面の温度が瞬間的に上昇するの
と同様に原子の移動が可能になるが、短時間であり、熱
平衡に至らずにエネルギーが拡散するので、熱アニール
で問題となる前記不都合を生じることなく結晶材料の照
射損傷が瞬時にアニールされる。その結果、結晶材料を
溶融させることなく結晶性を回復させることが可能とな
る。
として１または複数回の結晶材料に照射することが好ま
しい。この場合、結晶材料の表面にエネルギーが瞬間的
に集中し、結晶材料の表面の温度が瞬間的に上昇するの
と同様に原子の移動が可能になるが、短時間であり、熱
平衡に至らずにエネルギーが拡散するので、熱アニール
で問題となる前記不都合を生じることなく結晶材料の照
射損傷が瞬時にアニールされる。その結果、結晶材料を
溶融させることなく結晶性を回復させることが可能とな
る。
【００１４】また、結晶材料が溶融しないようにレーザ
光の照射エネルギー密度を設定することが好ましい。そ
れにより、結晶材料の表面状態を劣化させることなく結
晶性を回復させることが可能となる。
光の照射エネルギー密度を設定することが好ましい。そ
れにより、結晶材料の表面状態を劣化させることなく結
晶性を回復させることが可能となる。
【００１５】結晶材料にレーザ光のパルスを１回照射し
てもよい。この場合にも、結晶材料の表面に瞬間的にエ
ネルギーが集中するので、結晶材料を溶融させることな
く結晶性を回復させることが可能となる。また、結晶材
料にレーザ光のパルスを複数回照射してもよい。それに
より、アニールがさらに進行し、結晶性が十分に回復す
るとともに、十分な特性が得られる。
てもよい。この場合にも、結晶材料の表面に瞬間的にエ
ネルギーが集中するので、結晶材料を溶融させることな
く結晶性を回復させることが可能となる。また、結晶材
料にレーザ光のパルスを複数回照射してもよい。それに
より、アニールがさらに進行し、結晶性が十分に回復す
るとともに、十分な特性が得られる。
【００１６】イオン注入およびレーザ光の照射を交互に
複数回行ってもよい。レーザ光の照射により結晶性の回
復が可能なイオン注入量には限度がある。そのため、結
晶性の回復可能な量のイオン注入およびレーザ光の照射
を交互に複数回繰り返すことにより、結晶材料の結晶性
を回復させつつ多量の元素をイオン注入することが可能
となる。
複数回行ってもよい。レーザ光の照射により結晶性の回
復が可能なイオン注入量には限度がある。そのため、結
晶性の回復可能な量のイオン注入およびレーザ光の照射
を交互に複数回繰り返すことにより、結晶材料の結晶性
を回復させつつ多量の元素をイオン注入することが可能
となる。
【００１７】結晶材料が化合物半導体であってもよい。
この場合にも、化合物半導体を溶融させない状態でレー
ザ光の照射が行われるので、化合物半導体の構成元素の
平衡蒸気圧の違いに起因する分解や化学量論比からのず
れが生じない。特に、化合物半導体が炭化ケイ素であっ
てもよい。この場合にも、炭化ケイ素の表面状態を劣化
させることなく結晶性を十分に回復させることができ
る。
この場合にも、化合物半導体を溶融させない状態でレー
ザ光の照射が行われるので、化合物半導体の構成元素の
平衡蒸気圧の違いに起因する分解や化学量論比からのず
れが生じない。特に、化合物半導体が炭化ケイ素であっ
てもよい。この場合にも、炭化ケイ素の表面状態を劣化
させることなく結晶性を十分に回復させることができ
る。
【００１８】レーザ光を１パルス当たり０．２Ｊ／ｃｍ
2 以上１．５Ｊ／ｃｍ2 以下の照射エネルギー密度のパ
ルスとして炭化ケイ素に照射することが好ましい。それ
により、炭化ケイ素の構成元素の蒸発を防止しつつ結晶
性を十分に回復させることができる。
2 以上１．５Ｊ／ｃｍ2 以下の照射エネルギー密度のパ
ルスとして炭化ケイ素に照射することが好ましい。それ
により、炭化ケイ素の構成元素の蒸発を防止しつつ結晶
性を十分に回復させることができる。
【００１９】炭化ケイ素にイオン注入される原子は、Ｂ
（ホウ素）、Ｇａ（ガリウム）、Ｉｎ（インジウム）、
Ｐ（リン）、Ａｓ（砒素）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｓｃ
（スカンジウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウ
ム）、Ｏ（酸素）、Ｃ（炭素）、Ｓｉ（シリコン）、Ｇ
ｅ（ゲルマニウム）、Ｓｎ（スズ）、Ａｌ（アルミニウ
ム）およびＮ（窒素）のうちいずれか１種類の原子また
は複数種類の原子であってもよい。それにより、ｎ型ま
たはｐ型または半絶縁性の炭化ケイ素が得られる。
（ホウ素）、Ｇａ（ガリウム）、Ｉｎ（インジウム）、
Ｐ（リン）、Ａｓ（砒素）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｓｃ
（スカンジウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウ
ム）、Ｏ（酸素）、Ｃ（炭素）、Ｓｉ（シリコン）、Ｇ
ｅ（ゲルマニウム）、Ｓｎ（スズ）、Ａｌ（アルミニウ
ム）およびＮ（窒素）のうちいずれか１種類の原子また
は複数種類の原子であってもよい。それにより、ｎ型ま
たはｐ型または半絶縁性の炭化ケイ素が得られる。
【００２０】また、化合物半導体が、ガリウム、アルミ
ニウム、インジウムおよびホウ素の少なくとも１つを含
むIII 族窒化物半導体であってもよい。この場合にも、
III族窒化物半導体の表面状態を劣化させることなく、
結晶性を回復させ、導電性を制御することができる。
ニウム、インジウムおよびホウ素の少なくとも１つを含
むIII 族窒化物半導体であってもよい。この場合にも、
III族窒化物半導体の表面状態を劣化させることなく、
結晶性を回復させ、導電性を制御することができる。
【００２１】さらに、結晶材料が、誘電体結晶、または
ダイヤモンドであってもよい。この場合に、表面状態を
劣化させることなく、結晶性を回復させることができ
る。
ダイヤモンドであってもよい。この場合に、表面状態を
劣化させることなく、結晶性を回復させることができ
る。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る結晶材料の製
造方法および半導体素子の製造方法の例を説明する。
造方法および半導体素子の製造方法の例を説明する。
【００２３】第１の例では、ＳｉＣに不純物元素をイオ
ン注入する。不純物元素としては、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、
Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｏ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓ
ｎ、Ｓｃ、Ａｌ、Ｎ等を用いる。これらの複数種類の不
純物元素のうちいずれか１種類または複数種類の不純物
元素をイオン注入してもよい。
ン注入する。不純物元素としては、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、
Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｏ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓ
ｎ、Ｓｃ、Ａｌ、Ｎ等を用いる。これらの複数種類の不
純物元素のうちいずれか１種類または複数種類の不純物
元素をイオン注入してもよい。
【００２４】その後、ＳｉＣに波長２４８ｎｍのＫｒＦ
パルスレーザまたは波長３０８ｎｍのＸｅＣｌパルスレ
ーザの光パルスを１回または複数回照射することにより
レーザアニールを行う。
パルスレーザまたは波長３０８ｎｍのＸｅＣｌパルスレ
ーザの光パルスを１回または複数回照射することにより
レーザアニールを行う。
【００２５】ＫｒＦパルスレーザまたはＸｅＣｌパルス
レーザの１パルス当たりの発振時間は１μ秒以下とす
る。また、ＫｒＦパルスレーザまたはＸｅＣｌパルスレ
ーザの１パルス当たりの照射エネルギー密度は０．２〜
１．５Ｊ／ｃｍ2 とする。
レーザの１パルス当たりの発振時間は１μ秒以下とす
る。また、ＫｒＦパルスレーザまたはＸｅＣｌパルスレ
ーザの１パルス当たりの照射エネルギー密度は０．２〜
１．５Ｊ／ｃｍ2 とする。
【００２６】このようにして、イオン注入による照射損
傷が回復するとともに、注入された不純物元素が活性化
する。このＳｉＣを用いてトランジスタ、発光素子、受
光素子等の種々の半導体素子を製造することができる。
傷が回復するとともに、注入された不純物元素が活性化
する。このＳｉＣを用いてトランジスタ、発光素子、受
光素子等の種々の半導体素子を製造することができる。
【００２７】第２の例として、ＧａＮ系半導体に不純物
元素をイオン注入する。ここで、ＧａＮ系半導体とは、
ＧａＮ、ＧａＩｎＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮ等の
III族窒化物半導体である。不純物元素としては、Ｂ
ｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、
Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｂａ等を用いる。
元素をイオン注入する。ここで、ＧａＮ系半導体とは、
ＧａＮ、ＧａＩｎＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮ等の
III族窒化物半導体である。不純物元素としては、Ｂ
ｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、
Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｂａ等を用いる。
【００２８】その後、ＧａＮ系半導体に所定の波長のパ
ルスレーザの光パルスを１回または複数回照射すること
によりレーザアニールを行う。この場合、ＧａＮ系半導
体のバンドギャップのエネルギーとほぼ同じかまたはＧ
ａＮ系半導体のバンドギャップのエネルギーよりも高い
エネルギーの波長を有するレーザ光を用いる。
ルスレーザの光パルスを１回または複数回照射すること
によりレーザアニールを行う。この場合、ＧａＮ系半導
体のバンドギャップのエネルギーとほぼ同じかまたはＧ
ａＮ系半導体のバンドギャップのエネルギーよりも高い
エネルギーの波長を有するレーザ光を用いる。
【００２９】また、レーザ光の照射によりＧａＮ系半導
体が溶融しないようにレーザ光の１パルス当たりの発振
時間および１パルス当たりの照射エネルギー密度を設定
する。
体が溶融しないようにレーザ光の１パルス当たりの発振
時間および１パルス当たりの照射エネルギー密度を設定
する。
【００３０】このようにして、ＧａＮ系半導体の照射損
傷が回復するとともに、注入された不純物元素が活性化
する。このＧａＮ系半導体を用いてトランジスタ、発光
素子、受光素子等の種々の半導体素子を製造することが
できる。
傷が回復するとともに、注入された不純物元素が活性化
する。このＧａＮ系半導体を用いてトランジスタ、発光
素子、受光素子等の種々の半導体素子を製造することが
できる。
【００３１】第３の例として、誘電体結晶に不純物元素
をイオン注入した後、パルスレーザの光パルスを１回ま
たは複数回照射することによりレーザアニールを行う。
誘電体結晶としては、ニオブ酸リチウム、チタン酸リチ
ウム等が挙げられる。
をイオン注入した後、パルスレーザの光パルスを１回ま
たは複数回照射することによりレーザアニールを行う。
誘電体結晶としては、ニオブ酸リチウム、チタン酸リチ
ウム等が挙げられる。
【００３２】この場合にも、誘電体結晶のバンドギャッ
プのエネルギーとほぼ同じかまたは誘電体結晶のバンド
ギャップのエネルギーよりも高いエネルギーの波長を有
するレーザ光を用いる。また、レーザ光の照射により誘
電体結晶が溶融しないようにレーザ光の１パルス当たり
の発振時間および１パルス当たりの照射エネルギー密度
を設定する。
プのエネルギーとほぼ同じかまたは誘電体結晶のバンド
ギャップのエネルギーよりも高いエネルギーの波長を有
するレーザ光を用いる。また、レーザ光の照射により誘
電体結晶が溶融しないようにレーザ光の１パルス当たり
の発振時間および１パルス当たりの照射エネルギー密度
を設定する。
【００３３】第４の例として、ダイヤモンドに不純物元
素をイオン注入した後、パルスレーザの光パルスを１回
または複数回照射することによりレーザアニールを行
う。
素をイオン注入した後、パルスレーザの光パルスを１回
または複数回照射することによりレーザアニールを行
う。
【００３４】この場合にも、ダイヤモンドのバンドギャ
ップのエネルギーとほぼ同じかまたはダイヤモンドのバ
ンドギャップのエネルギーよりも高いエネルギーの波長
を有するレーザ光を用いる。また、レーザ光の照射によ
りダイヤモンドが溶融しないようにレーザ光の１パルス
当たりの発振時間および１パルス当たりの照射エネルギ
ー密度を設定する。
ップのエネルギーとほぼ同じかまたはダイヤモンドのバ
ンドギャップのエネルギーよりも高いエネルギーの波長
を有するレーザ光を用いる。また、レーザ光の照射によ
りダイヤモンドが溶融しないようにレーザ光の１パルス
当たりの発振時間および１パルス当たりの照射エネルギ
ー密度を設定する。
【００３５】また、上記の第１〜第４の例において、イ
オン注入およびレーザ光の照射を交互に複数回繰り返し
てもよい。それにより、アニールが進行し、イオン注入
による照射損傷を十分に回復させることが可能となる。
オン注入およびレーザ光の照射を交互に複数回繰り返し
てもよい。それにより、アニールが進行し、イオン注入
による照射損傷を十分に回復させることが可能となる。
【００３６】
【実施例】（第１の実施例）第１の実施例として、ｎ型
６Ｈ−ＳｉＣにＡｌイオン（Ａｌ+ ）を注入した試料
に、波長２４８ｎｍのＫｒＦパルスレーザの光パルスを
１回照射することによりレーザアニールを行った。
６Ｈ−ＳｉＣにＡｌイオン（Ａｌ+ ）を注入した試料
に、波長２４８ｎｍのＫｒＦパルスレーザの光パルスを
１回照射することによりレーザアニールを行った。
【００３７】図１はＡｌイオンが注入されたレーザアニ
ール前の試料のＲＢＳ（ラザフォード後方散乱）スペク
トルを示す図である。図１において、〈０００１〉軸ア
ラインスペクトルが白抜き丸印で示され、ランダムスペ
クトルが実線で示されている。
ール前の試料のＲＢＳ（ラザフォード後方散乱）スペク
トルを示す図である。図１において、〈０００１〉軸ア
ラインスペクトルが白抜き丸印で示され、ランダムスペ
クトルが実線で示されている。
【００３８】試料は、ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ（キャリア濃度
約２×１０18ｃｍ-3）に加速電圧５０ｋＶでＡｌイオン
を４×１０14ｃｍ-2注入したものである。
約２×１０18ｃｍ-3）に加速電圧５０ｋＶでＡｌイオン
を４×１０14ｃｍ-2注入したものである。
【００３９】図１において、６００チャンネルから７０
０チャンネルの範囲がイオン注入部に相当する。図１か
ら読み取ったイオン注入部のアラインスペクトルの収量
とランダムスペクトルとの収量の比（以下、収量比と呼
ぶ）χは約７５％である。
０チャンネルの範囲がイオン注入部に相当する。図１か
ら読み取ったイオン注入部のアラインスペクトルの収量
とランダムスペクトルとの収量の比（以下、収量比と呼
ぶ）χは約７５％である。
【００４０】このように、Ａｌイオンの注入により照射
損傷を受けた試料に、波長２４８ｎｍのＫｒＦパルスレ
ーザ光を１パルス照射することによりレーザアニールを
行った。ＫｒＦパルスレーザ光の１パルス当たりの発振
時間は２０ｎ秒である。また、１パルス当たりの照射エ
ネルギー密度は０．８Ｊ／ｃｍ2 である。
損傷を受けた試料に、波長２４８ｎｍのＫｒＦパルスレ
ーザ光を１パルス照射することによりレーザアニールを
行った。ＫｒＦパルスレーザ光の１パルス当たりの発振
時間は２０ｎ秒である。また、１パルス当たりの照射エ
ネルギー密度は０．８Ｊ／ｃｍ2 である。
【００４１】図２はＡｌイオンが注入された試料のＫｒ
Ｆパルスレーザ光の照射後のＲＢＳスペクトルを示す図
である。図２において、〈０００１〉軸アラインスペク
トルが黒丸印で示され、ランダムスペクトルが実線で示
されている。
Ｆパルスレーザ光の照射後のＲＢＳスペクトルを示す図
である。図２において、〈０００１〉軸アラインスペク
トルが黒丸印で示され、ランダムスペクトルが実線で示
されている。
【００４２】図２に示すように、レーザ光の照射による
アニール効果によりレーザ照射部の収量比χは約４４％
まで減少した。
アニール効果によりレーザ照射部の収量比χは約４４％
まで減少した。
【００４３】次に、このレーザアニールを施した試料に
電極を形成して通電特性を測定した。図３は通電特性の
測定に用いた試料の電極配置を示す図である。図３に示
すように、ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板３の表面にＡｌイオン
注入層２が形成されている。このＡｌイオン注入層２に
は、上記のようにレーザ光が照射されている。Ａｌイオ
ン注入層２の表面に所定間隔を隔てて１対のＡｌ／Ｔｉ
電極１を形成し、ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板３の裏面に所定
間隔を隔てて１対のＷ／Ｔｉ電極４を形成し、各電極間
の通電特性を調べた。なお、試料の各電極部のみが電極
アニールのためのレーザ光の照射によりオーミック特性
を示すようにアニールされ、試料の電極部以外の領域に
は電極アニールのためのレーザ光および熱は一切加えら
れていない。
電極を形成して通電特性を測定した。図３は通電特性の
測定に用いた試料の電極配置を示す図である。図３に示
すように、ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板３の表面にＡｌイオン
注入層２が形成されている。このＡｌイオン注入層２に
は、上記のようにレーザ光が照射されている。Ａｌイオ
ン注入層２の表面に所定間隔を隔てて１対のＡｌ／Ｔｉ
電極１を形成し、ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板３の裏面に所定
間隔を隔てて１対のＷ／Ｔｉ電極４を形成し、各電極間
の通電特性を調べた。なお、試料の各電極部のみが電極
アニールのためのレーザ光の照射によりオーミック特性
を示すようにアニールされ、試料の電極部以外の領域に
は電極アニールのためのレーザ光および熱は一切加えら
れていない。
【００４４】図４はｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板３の裏面に形
成されたＷ／Ｔｉ電極４間に通電した場合の電流−電圧
特性の測定結果を示す図である。また、図５はＡｌイオ
ン注入層２の表面に形成されたＡｌ／Ｔｉ電極１間に通
電した場合の電流−電圧特性の測定結果を示す図であ
る。さらに、図６はＡｌイオン注入層２の表面のＡｌ／
Ｔｉ電極１とｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板３の裏面のＷ／Ｔｉ
電極４との間に通電した場合の電流−電圧特性の測定結
果を示す図である。
成されたＷ／Ｔｉ電極４間に通電した場合の電流−電圧
特性の測定結果を示す図である。また、図５はＡｌイオ
ン注入層２の表面に形成されたＡｌ／Ｔｉ電極１間に通
電した場合の電流−電圧特性の測定結果を示す図であ
る。さらに、図６はＡｌイオン注入層２の表面のＡｌ／
Ｔｉ電極１とｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板３の裏面のＷ／Ｔｉ
電極４との間に通電した場合の電流−電圧特性の測定結
果を示す図である。
【００４５】図４に示すように、Ｗ／Ｔｉ電極４間に通
電した場合にはオーミック特性が得られた。すなわち、
ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板３は通電性を有することがわか
る。また、図５に示すように、Ａｌ／Ｔｉ電極１間に通
電した場合にもオーミック特性が得られた。すなわち、
レーザ光が照射されたＡｌイオン注入層２は導電性を有
することがわかる。また、図６に示すように、Ａｌ／Ｔ
ｉ電極１とＷ／Ｔｉ電極４との間に通電した場合には整
流特性が得られた。したがって、Ａｌイオン注入層２と
ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板３との界面にｐｎ接合が形成され
ていることが示された。
電した場合にはオーミック特性が得られた。すなわち、
ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板３は通電性を有することがわか
る。また、図５に示すように、Ａｌ／Ｔｉ電極１間に通
電した場合にもオーミック特性が得られた。すなわち、
レーザ光が照射されたＡｌイオン注入層２は導電性を有
することがわかる。また、図６に示すように、Ａｌ／Ｔ
ｉ電極１とＷ／Ｔｉ電極４との間に通電した場合には整
流特性が得られた。したがって、Ａｌイオン注入層２と
ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板３との界面にｐｎ接合が形成され
ていることが示された。
【００４６】このように、ｎ型６Ｈ−ＳｉＣにＡｌイオ
ンを注入し、レーザアニールを行うことにより、照射損
傷が回復するとともに、注入されたＡｌが活性化し、ｐ
型ＳｉＣ層が形成される。
ンを注入し、レーザアニールを行うことにより、照射損
傷が回復するとともに、注入されたＡｌが活性化し、ｐ
型ＳｉＣ層が形成される。
【００４７】次に、Ａｌイオンが注入された上記の試料
のレーザアニール前後の深さ方向の分布をＳＩＭＳ（２
次イオン質量分析法）により測定した。図７はイオン注
入された試料のレーザアニール前後の深さ方向のＡｌの
分布の測定結果示す図である。図７において、レーザ光
の照射前の試料中のＡｌ濃度を点線で示し、レーザ光の
照射後の試料中のＡｌ濃度を実線で示す。図７に示すよ
うに、レーザアニール前後でＡｌ濃度の深さ方向の分布
に変化がないことから、レーザ照射による溶融は生じて
いないことが示された。
のレーザアニール前後の深さ方向の分布をＳＩＭＳ（２
次イオン質量分析法）により測定した。図７はイオン注
入された試料のレーザアニール前後の深さ方向のＡｌの
分布の測定結果示す図である。図７において、レーザ光
の照射前の試料中のＡｌ濃度を点線で示し、レーザ光の
照射後の試料中のＡｌ濃度を実線で示す。図７に示すよ
うに、レーザアニール前後でＡｌ濃度の深さ方向の分布
に変化がないことから、レーザ照射による溶融は生じて
いないことが示された。
【００４８】なお、Ａｌイオンが注入された上記の試料
のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）による観察では、レーザ
光の照射によるＳｉＣ結晶の溶解やアブレーションを示
す痕跡は見られなかった。
のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）による観察では、レーザ
光の照射によるＳｉＣ結晶の溶解やアブレーションを示
す痕跡は見られなかった。
【００４９】（第２の実施例）第２の実施例として、ｎ
型６Ｈ−ＳｉＣにＡｌイオンを注入した試料に、波長３
０８ｎｍのＸｅＣｌパルスレーザの光パルスを多回数照
射することによりレーザアニールを行った。
型６Ｈ−ＳｉＣにＡｌイオンを注入した試料に、波長３
０８ｎｍのＸｅＣｌパルスレーザの光パルスを多回数照
射することによりレーザアニールを行った。
【００５０】試料は、ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ（キャリア濃度
約２×１０18ｃｍ-3）に加速電圧３０ｋＶでＡｌイオン
を３×１０14ｃｍ-2注入したものである。この試料の一
部の領域に、波長３０８ｎｍのＸｅＣｌパルスレーザ光
を３００００パルスを照射することによりレーザアニー
ルを行い、同じ試料の他の一部の領域に同じＸｅＣｌパ
ルスレーザ光を３０００００パルス照射することにより
レーザアニールを行った。ＸｅＣｌパルスレーザ光の１
パルス当たりの発振時間は２０ｎ秒である。また、１パ
ルス当たりの照射エネルギー密度は約１Ｊ／ｃｍ2 であ
る。
約２×１０18ｃｍ-3）に加速電圧３０ｋＶでＡｌイオン
を３×１０14ｃｍ-2注入したものである。この試料の一
部の領域に、波長３０８ｎｍのＸｅＣｌパルスレーザ光
を３００００パルスを照射することによりレーザアニー
ルを行い、同じ試料の他の一部の領域に同じＸｅＣｌパ
ルスレーザ光を３０００００パルス照射することにより
レーザアニールを行った。ＸｅＣｌパルスレーザ光の１
パルス当たりの発振時間は２０ｎ秒である。また、１パ
ルス当たりの照射エネルギー密度は約１Ｊ／ｃｍ2 であ
る。
【００５１】図８はＡｌイオンが注入された試料のＲＢ
ＳスペクトルのＸｅＣｌレーザ光照射量依存性の測定結
果を示す図である。図８において、レーザ光を３０００
０パルス照射した領域の〈０００１〉軸アラインスペク
トルを白抜き丸印で示し、レーザ光を３０００００パル
ス照射した領域の〈０００１〉軸アラインスペクトルを
黒丸印で示し、レーザ光未照射領域の〈０００１〉軸ア
ラインスペクトルを実線で示し、ランダムスペクトルを
点線で示す。
ＳスペクトルのＸｅＣｌレーザ光照射量依存性の測定結
果を示す図である。図８において、レーザ光を３０００
０パルス照射した領域の〈０００１〉軸アラインスペク
トルを白抜き丸印で示し、レーザ光を３０００００パル
ス照射した領域の〈０００１〉軸アラインスペクトルを
黒丸印で示し、レーザ光未照射領域の〈０００１〉軸ア
ラインスペクトルを実線で示し、ランダムスペクトルを
点線で示す。
【００５２】図８において、６３０チャンネルから６９
５チャンネルの範囲がイオン注入部に相当する。実線で
示したレーザ光未照射領域のイオン注入部の収量比χは
約６４％である。これに対して、白抜き丸印で示したレ
ーザ光を３００００パルス照射した領域では、収量比χ
は約２０％まで減少した。さらに、黒印で示したレーザ
光を３０００００パルス照射した領域では、収量比χは
約１０％まで減少した。
５チャンネルの範囲がイオン注入部に相当する。実線で
示したレーザ光未照射領域のイオン注入部の収量比χは
約６４％である。これに対して、白抜き丸印で示したレ
ーザ光を３００００パルス照射した領域では、収量比χ
は約２０％まで減少した。さらに、黒印で示したレーザ
光を３０００００パルス照射した領域では、収量比χは
約１０％まで減少した。
【００５３】次に、上記の試料の各領域に電極を形成し
て通電特性を測定した。図９は通電特性の測定に用いた
試料の電極配置を示す斜視図である。図９に示すよう
に、ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板１２の表面にＡｌイオン注入
層１１が形成されている。Ａｌイオン注入層１１は、Ｘ
ｅＣｌレーザ光を３０００００パルス照射した照射領域
（以下、３０００００パルス照射領域と呼ぶ。）８、レ
ーザ光未照射領域９、およびＸｅＣｌレーザ光をパルス
を３００００パルス照射した照射領域（以下、３０００
０パルス照射領域と呼ぶ。）１０に分かれる。
て通電特性を測定した。図９は通電特性の測定に用いた
試料の電極配置を示す斜視図である。図９に示すよう
に、ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板１２の表面にＡｌイオン注入
層１１が形成されている。Ａｌイオン注入層１１は、Ｘ
ｅＣｌレーザ光を３０００００パルス照射した照射領域
（以下、３０００００パルス照射領域と呼ぶ。）８、レ
ーザ光未照射領域９、およびＸｅＣｌレーザ光をパルス
を３００００パルス照射した照射領域（以下、３０００
０パルス照射領域と呼ぶ。）１０に分かれる。
【００５４】３０００００パルス照射領域８には１対の
Ａｌ／Ｔｉ電極７を形成し、レーザ光未照射領域６には
１対のＡｌ／Ｔｉ電極６を形成し、３００００パルス照
射領域１０には１対のＡｌ／Ｔｉ電極５を形成した。
Ａｌ／Ｔｉ電極７を形成し、レーザ光未照射領域６には
１対のＡｌ／Ｔｉ電極６を形成し、３００００パルス照
射領域１０には１対のＡｌ／Ｔｉ電極５を形成した。
【００５５】なお、電極は、Ｔｉ膜およびＡｌ膜をこの
順に連続的に真空蒸着することにより形成したものであ
り、熱処理等は一切行っていない。
順に連続的に真空蒸着することにより形成したものであ
り、熱処理等は一切行っていない。
【００５６】図１０は図９の試料の通電特性の測定結果
を示す図である。図１０において、白抜き丸印は電極５
間に通電した場合の電流−電圧特性を示し、黒丸印は電
極７間に通電した場合の電流−電圧特性を示し、実線は
電極６間に通電した場合の電流−電圧特性を示す。
を示す図である。図１０において、白抜き丸印は電極５
間に通電した場合の電流−電圧特性を示し、黒丸印は電
極７間に通電した場合の電流−電圧特性を示し、実線は
電極６間に通電した場合の電流−電圧特性を示す。
【００５７】図１０に示すように、レーザ光未照射領域
９に形成された電極６間に１０Ｖ印加したときの電流値
は数μＡ以下であった。これに対して、３００００パル
ス照射領域１０に形成された電極５間に１０Ｖ印加した
場合には、電流が０．１ｍＡ程度に流れた。また、３０
００００パルス照射領域８に形成された電極７間に１０
Ｖ印加した場合には、電流が０．８ｍＡから２．６ｍＡ
流れた。
９に形成された電極６間に１０Ｖ印加したときの電流値
は数μＡ以下であった。これに対して、３００００パル
ス照射領域１０に形成された電極５間に１０Ｖ印加した
場合には、電流が０．１ｍＡ程度に流れた。また、３０
００００パルス照射領域８に形成された電極７間に１０
Ｖ印加した場合には、電流が０．８ｍＡから２．６ｍＡ
流れた。
【００５８】このように、波長３０８ｎｍのＸｅＣｌレ
ーザ光を照射することにより、波長２４８ｎｍのＫｒＦ
レーザ光を照射した場合と同様に、イオン注入に伴う照
射損傷がアニールにより回復し、注入されたＡｌが活性
化し、導電性が得られることが示された。
ーザ光を照射することにより、波長２４８ｎｍのＫｒＦ
レーザ光を照射した場合と同様に、イオン注入に伴う照
射損傷がアニールにより回復し、注入されたＡｌが活性
化し、導電性が得られることが示された。
【００５９】また、レーザ光の照射をさらに繰り返すこ
とにより、アニールおよび活性化が進行し、さらに低抵
抗化することも示された。
とにより、アニールおよび活性化が進行し、さらに低抵
抗化することも示された。
【００６０】（第３の実施例）第３の実施例として、ｎ
型６Ｈ−ＳｉＣにＮ（窒素）イオン（Ｎ+ ）を注入した
試料に、波長３０８ｎｍのＸｅＣｌレーザの光パルスを
多数回照射した。
型６Ｈ−ＳｉＣにＮ（窒素）イオン（Ｎ+ ）を注入した
試料に、波長３０８ｎｍのＸｅＣｌレーザの光パルスを
多数回照射した。
【００６１】試料は、ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ（キャリア濃度
約２×１０18ｃｍ-3）に加速電圧３０ｋＶでＮイオンを
１×１０15ｃｍ-2注入したものである。この試料の一部
の領域に波長３０８ｎｍのＸｅＣｌパルスレーザ光を３
０００パルス照射することによりレーザアニールを行
い、この試料の他の一部の領域に同じＸｅＣｌパルスレ
ーザ光を３００００パルス照射することによりレーザア
ニールを行った。レーザ光の１パルス当たりの発振時間
は２０ｎ秒である。また、１パルス当たりの照射エネル
ギー密度は約１Ｊ／ｃｍ2 である。
約２×１０18ｃｍ-3）に加速電圧３０ｋＶでＮイオンを
１×１０15ｃｍ-2注入したものである。この試料の一部
の領域に波長３０８ｎｍのＸｅＣｌパルスレーザ光を３
０００パルス照射することによりレーザアニールを行
い、この試料の他の一部の領域に同じＸｅＣｌパルスレ
ーザ光を３００００パルス照射することによりレーザア
ニールを行った。レーザ光の１パルス当たりの発振時間
は２０ｎ秒である。また、１パルス当たりの照射エネル
ギー密度は約１Ｊ／ｃｍ2 である。
【００６２】上記の試料のＲＢＳスペクトルを測定し
た。図１１はＮイオンが注入された試料のＲＢＳスペク
トルのＸｅＣｌレーザ光照射量依存性の測定結果を示す
図である。
た。図１１はＮイオンが注入された試料のＲＢＳスペク
トルのＸｅＣｌレーザ光照射量依存性の測定結果を示す
図である。
【００６３】図１１において、６２０チャンネルから６
９０チャンネルの範囲がイオン注入部に相当する。レー
ザ光を３０００パルス照射した領域の〈０００１〉軸ア
ラインスペクトルを白抜き丸印で示し、レーザ光を３０
０００パルス照射した領域の〈０００１〉軸アラインス
ペクトルを黒印で示し、レーザ光未照射領域の〈０００
１〉軸アラインスペクトルを実線で示し、ランダムスペ
クトルを破線で示す。
９０チャンネルの範囲がイオン注入部に相当する。レー
ザ光を３０００パルス照射した領域の〈０００１〉軸ア
ラインスペクトルを白抜き丸印で示し、レーザ光を３０
０００パルス照射した領域の〈０００１〉軸アラインス
ペクトルを黒印で示し、レーザ光未照射領域の〈０００
１〉軸アラインスペクトルを実線で示し、ランダムスペ
クトルを破線で示す。
【００６４】実線で示したレーザ光未照射領域のイオン
注入部の収量比χは約８９％である。これに対して、白
抜き丸印で示したレーザ光を３０００パルス照射した領
域では、収量比χは約４４％まで減少した。さらに、黒
丸印で示したレーザ光を３００００パルス照射した領域
では、収量比χは約２４％まで減少した。
注入部の収量比χは約８９％である。これに対して、白
抜き丸印で示したレーザ光を３０００パルス照射した領
域では、収量比χは約４４％まで減少した。さらに、黒
丸印で示したレーザ光を３００００パルス照射した領域
では、収量比χは約２４％まで減少した。
【００６５】次に、上記の試料の各領域に電極を形成し
て通電特性を測定した。図１２は通電特性の測定に用い
た試料の電極配置を示す斜視図である。図１２に示すよ
うに、ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板１９の表面にＮイオン注入
層１８が形成されている。Ｎイオン注入層１８は、Ｘｅ
Ｃｌレーザ光を３００００パルス照射した領域（以下、
３００００パルス照射領域と呼ぶ。）１５、レーザ光未
照射領域１６およびＸｅＣｌレーザ光を３０００パルス
照射した領域（以下、３０００照射領域と呼ぶ。）１７
に分かれる。
て通電特性を測定した。図１２は通電特性の測定に用い
た試料の電極配置を示す斜視図である。図１２に示すよ
うに、ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板１９の表面にＮイオン注入
層１８が形成されている。Ｎイオン注入層１８は、Ｘｅ
Ｃｌレーザ光を３００００パルス照射した領域（以下、
３００００パルス照射領域と呼ぶ。）１５、レーザ光未
照射領域１６およびＸｅＣｌレーザ光を３０００パルス
照射した領域（以下、３０００照射領域と呼ぶ。）１７
に分かれる。
【００６６】３００００パルス照射領域１５に１対のＮ
ｉ電極１３を形し、レーザ光未照射領域１６に１対のＮ
ｉ電極１４を形成した。
ｉ電極１３を形し、レーザ光未照射領域１６に１対のＮ
ｉ電極１４を形成した。
【００６７】なお、電極は、Ｎｉ膜を真空蒸着すること
により形成したものであり、熱処理等は一切行っていな
い。
により形成したものであり、熱処理等は一切行っていな
い。
【００６８】図１３は図１２の試料の通電特性の測定結
果を示す図である。図１３において、白抜き丸印は電極
１３間に通電した場合の電流−電圧特性を示し、実線は
電極１４間に通電した場合の電流−電圧特性を示す。
果を示す図である。図１３において、白抜き丸印は電極
１３間に通電した場合の電流−電圧特性を示し、実線は
電極１４間に通電した場合の電流−電圧特性を示す。
【００６９】図１３に示すように、実線で示した未照射
領域１６に形成された電極１４間に１０Ｖ印加したとき
の電流値は１μＡ以下であった。これに対して、白抜き
丸印で示した３００００パルス照射領域１５に形成され
た電極１３間に１０Ｖ印加した場合には、電流が０．８
ｍＡから１．２ｍＡ流れた。
領域１６に形成された電極１４間に１０Ｖ印加したとき
の電流値は１μＡ以下であった。これに対して、白抜き
丸印で示した３００００パルス照射領域１５に形成され
た電極１３間に１０Ｖ印加した場合には、電流が０．８
ｍＡから１．２ｍＡ流れた。
【００７０】このように、ｎ型ＳｉＣにＮイオンを注入
した場合でも、波長３０８ｎｍのＸｅＣｌレーザ光を照
射することにより、イオン注入に伴う照射損傷がアニー
ルにより回復し、導電性が回復することが示された。ま
た、レーザ照射をさらに繰り返すことにより、アニール
が進行することが示された。
した場合でも、波長３０８ｎｍのＸｅＣｌレーザ光を照
射することにより、イオン注入に伴う照射損傷がアニー
ルにより回復し、導電性が回復することが示された。ま
た、レーザ照射をさらに繰り返すことにより、アニール
が進行することが示された。
【図１】Ａｌイオンが注入されたレーザアニール前の試
料のＲＢＳスペクトルを示す図である。
料のＲＢＳスペクトルを示す図である。
【図２】Ａｌイオンが注入された試料のＫｒＦパルスレ
ーザ光の照射後のＲＢＳスペクトルを示す図である。
ーザ光の照射後のＲＢＳスペクトルを示す図である。
【図３】通電特性の測定に用いた第１の実施例の試料の
電極配置を示す図である。
電極配置を示す図である。
【図４】図３の試料のｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板の裏面に形
成されたＷ／Ｔｉ電極間に通電した場合の電流−電圧特
性の測定結果を示す図である。
成されたＷ／Ｔｉ電極間に通電した場合の電流−電圧特
性の測定結果を示す図である。
【図５】図３の試料のＡｌイオン注入層の表面に形成さ
れたＡｌ／Ｔｉ電極間に通電した場合の電流−電圧特性
の測定結果を示す図である。
れたＡｌ／Ｔｉ電極間に通電した場合の電流−電圧特性
の測定結果を示す図である。
【図６】図３の試料のＡｌイオン注入層の表面のＡｌ／
Ｔｉ電極とｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板の裏面のＷ／Ｔｉ電極
との間に通電した場合の電流−電圧特性の測定結果を示
す図である。
Ｔｉ電極とｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板の裏面のＷ／Ｔｉ電極
との間に通電した場合の電流−電圧特性の測定結果を示
す図である。
【図７】ＳＩＭＳによる第１の実施例の試料のレーザア
ニール前後の深さ方向のＡｌ濃度の分布の測定結果を示
す図である。
ニール前後の深さ方向のＡｌ濃度の分布の測定結果を示
す図である。
【図８】第２の実施例の試料におけるＲＢＳスペクトル
のＸｅＣｌレーザ光照射量依存性の測定結果を示す図で
ある。
のＸｅＣｌレーザ光照射量依存性の測定結果を示す図で
ある。
【図９】通電特性の測定に用いた第２の実施例の試料の
電極配置を示す斜視図である。
電極配置を示す斜視図である。
【図１０】図９の試料の通電特性の測定結果を示す図で
ある。
ある。
【図１１】第３の実施例における試料のＲＢＳスペクト
ルのＸｅＣｌレーザ光照射量依存性の測定結果を示す図
である。
ルのＸｅＣｌレーザ光照射量依存性の測定結果を示す図
である。
【図１２】通電特性の測定に用いた第２の実施例の試料
の電極配置を示す斜視図である。
の電極配置を示す斜視図である。
【図１３】図１２の試料の通電特性の測定結果を示す図
である。
である。
１，５，６，７ Ａｌ／Ｔｉ電極 ２，１１ Ａｌイオン注入層 ３，１２，１９ ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ基板 ４ Ｗ／Ｔｉ電極 ８ ３０００００パルス照射領域 ９，１６ レーザ光未照射領域 １０ ３００００パルス照射領域 １３，１４ Ｎｉ電極 １５ ３００００パルス照射領域 １７ ３０００パルス照射領域 １８ Ｎイオン注入層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 正則 大阪府枚方市津田山手２−８−１ 株式会 社イオン工学研究所内 (72)発明者 中嶋 堅志郎 愛知県名古屋市名東区高針原１−801 (72)発明者 江龍 修 愛知県名古屋市昭和区狭間町27−１−25
Claims (9)
- 【請求項１】 所定の元素がイオン注入された結晶材料
に、前記結晶材料のバンドギャップのエネルギーとほぼ
同じかまたは前記結晶材料のバンドギャップのエネルギ
ーよりも高いエネルギーのレーザ光を前記結晶材料を溶
融させない状態で照射することを特徴とする結晶材料の
製造方法。 - 【請求項２】 前記レーザ光を発振時間が１μ秒以下の
パルスとして１または複数回前記結晶材料に照射するこ
とを特徴とする請求項１記載の結晶材料の製造方法。 - 【請求項３】 前記結晶材料が溶融しないように前記レ
ーザ光の照射エネルギー密度を設定することを特徴とす
る請求項１または２記載の結晶材料の製造方法。 - 【請求項４】 前記イオン注入および前記レーザ光の照
射を交互に複数回行うことを特徴とする請求項１〜３の
いずれかに記載の結晶材料の製造方法。 - 【請求項５】 前記結晶材料は化合物半導体であること
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の結晶材料
の製造方法。 - 【請求項６】 前記化合物半導体は炭化ケイ素であるこ
とを特徴とする請求項５記載の結晶材料の製造方法。 - 【請求項７】 前記レーザ光を１パルス当たり０．２Ｊ
／ｃｍ2 以上１．５Ｊ／ｃｍ2 以下の照射エネルギー密
度のパルスとして炭化ケイ素に照射することを特徴とす
る請求項６記載の結晶材料の製造方法。 - 【請求項８】 前記化合物半導体はガリウム、アルミニ
ウム、インジウムおよびホウ素の少なくとも１つを含む
III 族窒化物半導体であることを特徴とする請求項６記
載の結晶材料の製造方法。 - 【請求項９】 半導体材料に所定の元素をイオン注入し
た後、前記半導体材料のバンドギャップのエネルギーと
ほぼ同じかまたは前記半導体材料のバンドギャップのエ
ネルギーよりも高いエネルギーのレーザ光を前記半導体
材料を溶融させない状態で前記半導体材料に照射するこ
とを特徴とする半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11083187A JP2000277448A (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 結晶材料の製造方法および半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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