JP2004095613A - Method of diffusing impurity, and semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Method of diffusing impurity, and semiconductor device and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2004095613A
JP2004095613A JP2002250935A JP2002250935A JP2004095613A JP 2004095613 A JP2004095613 A JP 2004095613A JP 2002250935 A JP2002250935 A JP 2002250935A JP 2002250935 A JP2002250935 A JP 2002250935A JP 2004095613 A JP2004095613 A JP 2004095613A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impurity
semiconductor substrate
substrate
diffusion
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002250935A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4363827B2 (en
Inventor
Hideki Takahashi
高橋 英樹
Hiroshi Kaneda
金田 寛
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2002250935A priority Critical patent/JP4363827B2/en
Publication of JP2004095613A publication Critical patent/JP2004095613A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4363827B2 publication Critical patent/JP4363827B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Element Separation (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor device which allows efficient diffusion of only a specified impurity element. <P>SOLUTION: The method of manufacturing a semiconductor device comprises processes of introducing a prescribed impurity element into a semiconductor substrate, forming an impurity diffused region in the semiconductor substrate by radiating the light of a frequency resonating the characteristic frequency of the impurity element to diffuse the impurity element, and forming a semiconductor element on the semiconductor substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ照射による共鳴吸収を利用した不純物の拡散と、このような拡散現象を利用した半導体装置およびその製造方法に関する。特に、同位体酸素(18O)の不純物拡散領域を有する半導体装置とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置の製造プロセスにおいて、pn接合の形成や不純物のドーピングなど、多様な側面で熱拡散が利用されている。熱拡散は、固体結晶中で不純物原子が熱平衡状態に近づこうとして、濃度の高い領域から低い領域へ移動する現象である。拡散原子は熱的に活性化されて、エネルギー障壁を飛び越えて移動するため、一般に高温であるほど拡散が促進される。
【0003】
熱拡散プロセスは通常の酸化プロセスと同じ酸化炉が用いられることが多い。半導体デバイスでは不純物の分布が素子特性に影響するため、不純物拡散におけるドーピング濃度やプロファイルの制御はきわめて重要である。従来の熱拡散技術では、温度と時間という2つのパラメータを調節することによって、不純物の拡散が制御されている。
【0004】
半導体デバイスの製造プロセスには多数の不純物拡散工程が含まれており、用いる不純物の種類も多様である。熱処理の温度および時間を制御するとはいえ、一括して炉内で熱処理を行うため、最初に形成された不純物拡散領域の形状(不純物濃度分布)が、後の不純物拡散工程の熱処理の際に変化してしまうという問題が必ずつきまとう。この問題を解決するために、現状では、後の拡散工程が、先の拡散工程によって形成された拡散領域の不純物濃度分布をなるべく乱さないように拡散条件を設定するか、あるいは、そのような乱れをあらかじめ考慮にいれてすべての拡散工程の条件を設定している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、デバイス構造が著しく微細化し、複雑化してゆく現状では、多種多様の微細な不純物拡散領域を、それぞれのドーパントの種類に応じて精度よく形成することが極めて困難になってきている。この問題は、従来の不純物拡散技術が、拡散熱処理の温度と時間という2つのパラメータだけで制御されていることにも起因する。ウエハ中の特定の不純物を拡散させるため、所定の温度条件と処理時間に設定された熱処理を施すと、ウエハ全体が加熱されることになる。ウエハ中に含まれている別の種類の不純物も活性化されて、基板中の拡散のポテンシャル障壁を越えて拡散する。
【0006】
このような理由で、デバイス構造の微細化に応じて、より急峻なプロファイルで不純物領域を形成することが困難になり、半導体デバイスの動作の信頼性にも影響する。
【0007】
一方、比較的低温で、制御性よく均一に不純物を導入する方法としてイオン注入法が広く採用されているが、イオン注入では、エネルギー粒子の衝突により、結晶内に結晶欠陥などの損傷が生じる。また、注入されたエネルギーイオンが単結晶に沿って予想の数倍以上も深く進入するチャネリングの問題も生じる。この点で、熱拡散のほうが急峻な接合を実現できる可能性があり、現在でも拡散方法について様々な試みがなされている。
【0008】
そこで、本発明では、ターゲットとする不純物元素のみを制御性よく拡散させることのできる新規な不純物拡散方法を提供することを目的とする。
【0009】
また、一括した熱処理による複数種類の不純物の拡散を防止し、所定の不純物のみを拡散させて不純物拡散領域を形成する半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
さらに、急峻なプロファイルを有する所望の不純物拡散領域を有する半導体装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では特定波長の光の照射による特定原子の共鳴吸収を利用して、他の不純物原子にほとんど影響することなく、特定原子のみを単独で拡散させる。特に、赤外レーザを照射しつつ、低温熱処理を施すことによって、ターゲットとする不純物を効率よく所望の深さまで拡散させることを可能にする。
【0012】
一般に、結晶中の不純物元素は、その不純物ごとに固有の振動数νimpをもって振動している。その固有振動数は、不純物が集まっているところに強く局在しているため、固有振動数νimpと同じ、もしくはきわめて近い周波数νirの赤外光を照射すると、非常に鋭い共鳴吸収を起こし、不純物モードが励起される。結果として、照射光の波長に対応する不純物原子の振動だけが大きなエネルギーを得て、容易に結晶格子のポテンシャル障壁を飛び越えて拡散する。本発明はこのような原理を、不純物の拡散と、不純物拡散を用いる半導体装置の製造に適用する。
【0013】
本発明の第1の側面では、不純物拡散方法は、
(a)基板中に所定の不純物元素を導入する工程と、
(b)この不純物元素の固有振動数に共鳴する波数の光で、基板上の所定の箇所を照射し、所定の不純物元素を励起して基板中に拡散させる工程と
を含む。
【0014】
この方法によれば、基板を一括して高温熱処理する必要がなく、ターゲットとする不純物だけを拡散させることができる。また、照射工程において、基板を低温熱処理しながら固有振動数に共鳴する波数の光で照射すると、基板中に含まれるその他の不純物元素の拡散を引き起こすことなく、ターゲット元素の拡散速度を高めることができる。
【0015】
さらに、照射工程において細く絞った光線、たとえばビーム径が10mm以下の光線を用いると、深さ方向への不純物の拡散を精度よく制御できる。
【0016】
本発明の第2の側面では、半導体装置の製造方法は、
(a)半導体基板に所定の不純物元素を導入する工程と、
(b)導入した不純物元素の固有振動数に共鳴する波数の光で、基板上の所定の箇所を照射して不純物元素を拡散させ、不純物拡散領域を形成する工程と
(c)半導体基板上に半導体素子を形成する工程と
を含む。
【0017】
不純物元素は、たとえば同位体酸素(18O)であり、この場合は、波数が1085±10cm−1のレーザ光を照射して同位体酸素(18O)を拡散させる。この波数帯域の光を実現する手段として、たとえば炭酸ガスレーザを使用する。
【0018】
同位体酸素(18O)の拡散により形成される不純物拡散領域は、素子分離領域、あるいは、ゲッタリングサイトである。
【0019】
このような半導体装置の製造方法により、他の不純物元素の拡散を引き起こすことなく、所望の位置、深さにターゲットとする元素の不純物拡散領域を形成することが可能になる。
【0020】
本発明の第3の側面では、半導体装置は、半導体基板と、半導体基板中に位置する同位体酸素(18O)の不純物拡散領域と、半導体基板上に形成された半導体素子とを備える。不純物拡散領域における同位体酸素(18O)濃度は1×1015個/cm〜2×1018個/cmである。
【0021】
本発明のその他の特徴、効果は、図面を参照した以下の詳細な説明でいっそう明確になる。
【0022】
【発明の実施の形態】
図1は、共鳴吸収による不純物拡散の測定結果を示すグラフである。
【0023】
上述したように、結晶中の不純物元素は、その不純物ごとに固有の振動数νimpで振動している。この固有振動数νimpにほぼ等しい周波数νirの光を照射すると、鋭い共鳴吸収を起こしてこの特定不純物が励起され、結晶中の拡散ポテンシャル障壁を超えて拡散する。
【0024】
たとえば、シリコン結晶中の同位体酸素(18O)は、炭酸ガスレーザの周波数(波数で表わすと1085cm−1)にちょうど共鳴する固有振動数をもって固有振動している。そこでまず、18O酸化膜を、たとえば通常の酸化膜形成工程によりシリコン基板上に形成することにより、同位体酸素(18O)をシリコン基板に導入してサンプルを作成した。そして、ビーム直径が8mm、1時間あたりの照射エネルギーが3.6×10 Jの炭酸ガスレーザを使用し、シリコン基板の所定の箇所を、連続発振照射で4時間、垂直照射して、同位体酸素(18O)をシリコン基板内に拡散させた。このとき、共鳴吸収による拡散を促進するために炭酸ガスレーザで照射しながら、シリコン基板をアルゴンガス雰囲気中で1150℃で熱処理した。その後、60℃/分の冷却速度で基板を冷却した。
【0025】
図1のグラフは、同位体酸素(18O)導入直後の同位体酸素の深さ分布と、炭酸ガスレーザによる照射後の照射部と非照射部における深さ分布を、SIMS(2次イオン質量分析)により測定した結果を示す。
【0026】
同位体酸素(18O)導入直後は、基板表面に同位体酸素(不純物)が集中し、深くなるにつれてその数が減少している。このような基板の一定領域を低温熱処理を行いながら炭酸ガスレーザで照射し、冷却後にカウント数を測定したところ、レーザ照射部では、不純物プロファイルが基板表面から深さ方向にむけてほぼ均一に広がっていることがわかった。一方、非照射部分でも、共鳴吸収による拡散を促進するためにレーザ照射と並行して行われた熱処理により、同位体酸素がある程度拡散するものの、深さ方向への分布形状は不均一である。表面から30μmで、照射部分と非照射部分の同位体酸素(18O)濃度を比較したところ、その濃度差は0.7×1017個/cmであった。
【0027】
図1のグラフは、測定効率を上げるためにレーザ照射と熱処理とを組み合わせているが、さらに低温の処理であっても、レーザ光の共鳴吸収により不純物は均一に拡散する。たとえば、一般に900℃以下になると不純物の熱拡散は起こりにくいが、このような低温プロセスであっても、不純物をその固有振動数に一致する波長の光で照射することにより、不純物を制御性よく拡散させることができる。
【0028】
低温熱処理はアルゴンガス雰囲気中で行うことに限定されず、酸素や窒素の不活性ガス雰囲気中で行ってもよい。また、熱処理後の冷却速度は、100℃/分〜1℃/分の間で適宜設定することができる。
【0029】
図1のグラフでは深さ80μmまでの測定となっているが、ビームの直径と照射エネルギー密度を調整することによって、深さ500μm程度まで拡散させることができる。1150℃程度の熱処理を組み合わせた場合の、深さ500μmまでの任意の深さにおけるレーザ照射領域と、非照射領域での同位体酸素(18O)の濃度差は、1×1015個/cm〜1×1017個/cmである。
【0030】
また、図1のグラフでは、同位体酸素を拡散させるのに波数が1085cm−1の炭酸ガスレーザを用いたが、波数1085±10の光で照射しても、十分に共鳴吸収が起こり、同位体酸素は拡散する。ビームの直径を10mm以下に絞ると、微細な不純物拡散領域を、深さ方向に精度よく形成できる。
【0031】
このように、本発明の不純物拡散方法は、赤外領域での固有周波数での共鳴吸収を原理とするので、基板表面を溶融することなく、不純物を深さ方向に均一に拡散させることが可能になる。
【0032】
図2は、第1実施形態として、本発明のレーザ照射による共鳴吸収拡散を半導体装置の製造工程に適用した例を示す。図2の例では、同位体酸素(18O)を炭酸ガスレーザの照射により拡散させて素子分離領域(STI)を形成する。
【0033】
まず、図2(a)に示すように、シリコン基板11上に厚さ約20nmの同位体酸素(18O)の酸化膜12を形成して、シリコン基板11に不純物(18O)を導入する。同位体酸素(18O)酸化膜12は、熱酸化など、公知の方法により形成できる。
【0034】
次に、図2(b)に示すように、同位体酸素(18O)の酸化膜12が形成されたシリコン基板11の所定の箇所を、ビーム径1mmの炭酸ガスレーザにより照射エネルギー3.6×10 Jで垂直照射する。
【0035】
次に、図2(c)に示すように、レーザ照射領域13に含まれる同位体酸素(18O)の共鳴吸収により、同位体酸素(18O)をシリコン基板11の深さ1μmまで(?)拡散させる。このとき、非照射領域14における同位体酸素(18O)の拡散を抑制するため、低温で処理することが望ましい。あるいは、図示はしないが、同位体酸素(18O)酸化膜12を、レーザ照射領域13だけを残すようにパターニングしてから、レーザ照射を行ってもよい。後者の場合は、室温〜1200℃の熱処理を併用することにより、同位体酸素(18O)の深さ方向への拡散を促進することができる。このような工程により、18O酸化絶縁膜による素子分離領域15が形成される。
【0036】
最後に、図2(d)に示すように、図2(a)でシリコン基板11の表面に形成した同位体酸素(18O)の酸化膜12をエッチング除去して、シリコン基板11上の素子領域に素子19を任意の方法で形成する。たとえば、ゲート酸化膜18を形成し、ポリシリコン膜をCVD法などで堆積、パターニングすることによってゲート電極16を形成し、セルフアラインでイオン注入してソース・ドレイン17を形成することによって素子19を作成する。あるいは、ダミーゲートを用いてソース・ドレイン17を先に形成してから、ゲート絶縁膜18、およびゲート電極16を形成してもよい。
【0037】
このようにして、同位体酸素(18O)の拡散領域15を素子分離領域として有する半導体装置10が完成する。
【0038】
レーザ照射による共鳴吸収拡散で素子分離領域15を形成する場合、同位体酸素(18O)のみを単体で深さ方向に精度よく拡散させることができる。また、ビーム直径をしぼることにより、デバイスの微細化にも十分に対応できる。
【0039】
従来のSTI形成技術は、ドライエッチングにより基板にトレンチを形成してから、トレンチを絶縁膜で埋め込み、その後CMPにより表面を平坦化するという工程を要し、トレンチ側面のテーパ角度の制御や、トレンチ内に残るボイドの問題が生じていた。これに比べ、本発明の方法では、レーザ照射による共鳴吸収拡散を利用して素子分離領域を形成するので、工程数が低減できるとともに、工程内容自体も容易になる。また、炭酸ガスレーザのビーム径やエネルギー密度を調整することによって、素子分離領域の深さを精度よく制御することができ、均一でボイドのない素子分離領域が形成できる。
【0040】
図3は、第2実施形態として、本発明のレーザ照射による共鳴吸収拡散を、ゲッタリングサイトの形成に適用した例を示す。多くの金属元素は半導体デバイスに対して有害な働きをする。このため、素子活性領域からの金属不純物の除去を目的として、素子活性領域以外の半導体基板内のゲッタリングサイトに意図的に金属不純物を析出させるゲッタリング機能が必要になる。金属不純物は配線工程だけではなく、洗浄工程、高温熱処理工程、ドライ工程と、多岐にわたって基板中に侵入するため、ゲッタリング技術は半導体デバイスの製造において不可欠なものになっている。
【0041】
まず、図3(a)に示すように、熱拡散、イオン注入など公知の方法により、同位体酸素(18O)をシリコン基板21中に一様に導入する、
次に、図3(b)に示すように、シリコン基板21の所定の箇所を、ビーム直径1mmの炭酸ガスレーザにより照射エネルギー3.6×10 Jで垂直照射する。
【0042】
このようなレーザ照射により、図3(c)に示すように、照射領域23に対応するシリコン基板21の内部で、同位体酸素(18O)のみの拡散が進み、析出が促進される。シリコン基板21の深部にある酸素析出物は、ゲッタリングサイト22を構成し、素子領域の金属不純物を凝集させる。
【0043】
次に、図3(d)に示すように、シリコン基板21上に公知の方法で素子分離領域25および素子29を形成する。素子29は、たとえばゲート絶縁膜28を介したゲート電極26とソース・ドレイン27を有する。これにより、ゲッタリングサイトとして同位体酸素(18O)拡散領域22を有する半導体装置20が作成される。
【0044】
通常、CZ法により作成されたシリコンウエハを熱処理すると、酸素析出物や微小な結晶欠陥が生じる。このような酸素析出物はゲッタリングサイトとして積極的に利用されているが、基板表面近傍の素子活性領域にゲッタリングサイトがあると電気特性に悪影響を及ぼす。このため、CZ法によるシリコン基板を用いる場合は、基板表面近傍の固溶酸素を排除して素子活性領域でのゲッタリングサイトの形成を防止するための高温熱処理を要する。
【0045】
これに比べ、本発明の第2実施形態のように、レーザ照射による共鳴吸収拡散を利用してゲッタリングサイトを形成する場合は、レーザ照射により、シリコン基板内の所望の箇所にゲッタリングサイトを形成することが可能になる。また、炭酸ガスレーザのエネルギーやビーム径を調整することにより、ゲッタリングサイトの深さ位置を制御することができ、素子活性領域に悪影響をあたえることもない。さらに、CZ法以外の方法で作成されたウエハを使用する場合でも、任意の箇所にゲッタリングサイトを形成することが可能になる。
【0046】
図2および図3の例では、シリコン基板に同位体酸素(18O)を導入してレーザ照射する例をとって説明したが、シリコン基板だけではなく、Ge基板や化合物半導体基板にも、本発明のレーザ照射による共鳴吸収拡散は適用可能である。
【0047】
さらに、上記実施形態では、同位体酸素(18O)を不純物として拡散させる例をとって説明したが、任意の種類の不純物と、その不純物の固有振動数に共鳴する波長の光を組み合わせることにより、多様な不純物拡散領域を形成することができる。赤外レーザ光による照射の場合、とくに深さ方向への均一な拡散が必要とされる領域に適しており、たとえばウェルの形成に適用することができる。
【0048】
赤外レーザの周波数は、たとえば、既存のIV−IV族半導体赤外レーザに非線形光学系を組み合わせて、光周波数変換することによって調整することができる。あるいは、ラマン・レーザを利用して、入射レーザ光からシフトした周波数の出射レーザ光を得ることによっても調整できる。これにより、使用する不純物の種類に応じて8〜13μmの範囲の赤外線レーザ光を選択することができる。
(付記1) 基板中に所定の不純物元素を導入する工程と、前記不純物元素の固有振動数に共鳴する波数の光で、基板上の所定の箇所を照射し、前記所定の不純物元素を励起して基板中に拡散させる工程とを含むことを特徴とする不純物拡散方法。
(付記2) 前記不純物は同位体酸素(18O)であり、波数が1085±10cm−1のレーザ光を照射することによって、同位体酸素(18O)を拡散させることを特徴とする付記1に記載の不純物拡散方法。
(付記3) 前記不純物は同位体酸素(18O)であり、炭酸ガスレーザのレーザ光を照射することによって、同位体酸素(18O)を拡散させることを特徴とする付記1に記載の不純物拡散方法。
(付記4) 前記照射工程は、赤外線レーザと非線形光学系を組み合わせてレーザ照射することを特徴とする付記1に記載の不純物拡散方法。
(付記5) 前記基板上の所定の箇所を照射するとともに、室温〜1200℃の温度で熱処理を行うことを特徴とする付記1〜4のいずれかに記載の不純物拡散方法。
(付記6) 半導体基板に所定の不純物を導入する工程と、前記不純物の固有振動数に共鳴する波数の光で基板上の所定の箇所を照射して導入した不純物元素を拡散させ、前記半導体基板中に不純物拡散領域を形成する工程と、半導体基板上に半導体素子を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記7) 前記照射工程は、赤外線レーザと非線形光学系とを組み合わせることにより所望の波長の光で照射することを特徴とする付記6に記載の半導体装置の製造方法。
(付記8) 半導体基板に同位体酸素(18O)を導入する工程と、前記基板上の所定の箇所に、波数が1085±10cm−1のレーザ光を照射して前記同位体酸素(18O)不純物を拡散させ、半導体基板中に同位体酸素(18O)不純物拡散領域を形成する工程と、半導体基板上に半導体素子を形成する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記9) 半導体基板に同位体酸素(18O)を導入する工程と、前記基板上の所定の箇所を、炭酸ガスレーザによるレーザ光を照射して前記同位体酸素(18O)不純物を拡散させ、半導体基板中に同位体酸素(18O)不純物拡散領域を形成する工程と、半導体基板上に半導体素子を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法。
(付記10) 前記同位体酸素(18O)不純物拡散領域は、素子分離領域またはゲッタリングサイトであることを特徴とする付記8または9に記載の半導体装置の製造方法。
(付記11) レーザ光のビーム径は10mm以下であることを特徴とする付記8または9に記載の半導体装置の製造方法。
(付記12) 基板上の所定の箇所を照射するとともに、室温〜1200℃で熱処理を行うことを特徴とする付記8〜11のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記13) 半導体基板と、半導体基板中に位置する同位体酸素(18O)の不純物拡散領域と、半導体基板上に形成された半導体素子とを備え、不純物拡散領域の同位体酸素(18O)濃度は、1×1015個/cm〜2×1018個/cmであることを特徴とする半導体装置。
(付記14) 前記不純物拡散領域は、素子分離領域またはゲッタリングサイトであることを特徴とする付記13に記載の半導体装置。
【0049】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、特定の不純物元素の固有振動数に一致する波数の光で照射し、共鳴吸収による励起により不純物元素を拡散させる。この手法により、ターゲットとする不純物元素だけを単独で基板中に拡散させることができる。
【0050】
また、照射と低温熱処理とを組み合わせることにより、不純物元素の拡散を促進することができる。
【0051】
照射ビームの直径とエネルギー密度を調整することにより、微細加工においても深さ方向への拡散を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】レーザ照射による共鳴吸収を利用した不純物拡散において、深さ方向への不純物濃度分布を示すグラフである。
【図2】レーザ照射による共鳴吸収拡散を、半導体装置の素子分離形成に適用した例を示す図である。
【図3】レーザ照射による共鳴吸収拡散を、半導体装置のゲッタリングサイトの形成に適用した例を示す図である。
【符号の説明】
10、20 半導体装置
11、21 シリコン基板
13、23 レーザ照射領域
14、24 非照射領域
15 素子分離領域(不純物拡散領域)
19、29 素子
22 ゲッタリングサイト(不純物拡散領域)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to impurity diffusion using resonance absorption by laser irradiation, a semiconductor device using such a diffusion phenomenon, and a method of manufacturing the same. More particularly, to a semiconductor device and a manufacturing method thereof having an impurity diffusion region of the isotope oxygen (18 O).
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART In a manufacturing process of a semiconductor device, thermal diffusion is used in various aspects such as formation of a pn junction and doping of impurities. Thermal diffusion is a phenomenon in which impurity atoms move from a high-concentration region to a low-concentration region in a solid crystal in an attempt to approach a thermal equilibrium state. Since the diffused atoms are thermally activated and move over the energy barrier, diffusion is generally promoted at a higher temperature.
[0003]
In the thermal diffusion process, the same oxidation furnace as that of the normal oxidation process is often used. In a semiconductor device, since the distribution of impurities affects element characteristics, control of doping concentration and profile in impurity diffusion is extremely important. In the conventional thermal diffusion technology, diffusion of impurities is controlled by adjusting two parameters, temperature and time.
[0004]
2. Description of the Related Art A semiconductor device manufacturing process includes a number of impurity diffusion steps, and various types of impurities are used. Although the temperature and time of the heat treatment are controlled, since the heat treatment is performed collectively in the furnace, the shape (impurity concentration distribution) of the initially formed impurity diffusion region changes during the heat treatment in the subsequent impurity diffusion process. The problem of doing it always follows. In order to solve this problem, at present, the diffusion conditions are set so that the subsequent diffusion step does not disturb the impurity concentration distribution of the diffusion region formed by the previous diffusion step as much as possible, or Is set in advance and the conditions of all the diffusion steps are set.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, under the current situation in which the device structure is extremely miniaturized and complicated, it is extremely difficult to accurately form a wide variety of fine impurity diffusion regions in accordance with the types of the respective dopants. This problem is also caused by the fact that the conventional impurity diffusion technique is controlled only by two parameters of the temperature and time of the diffusion heat treatment. When a heat treatment set under a predetermined temperature condition and processing time is performed to diffuse specific impurities in the wafer, the entire wafer is heated. Another type of impurity contained in the wafer is also activated and diffuses beyond the diffusion barrier in the substrate.
[0006]
For these reasons, it becomes difficult to form an impurity region with a steeper profile according to the miniaturization of the device structure, which also affects the reliability of the operation of the semiconductor device.
[0007]
On the other hand, ion implantation is widely employed as a method for uniformly introducing impurities at a relatively low temperature with good controllability. In ion implantation, collisions of energetic particles cause damage such as crystal defects in the crystal. In addition, there is a problem of channeling in which the implanted energy ions penetrate deeper than expected by several times along the single crystal. In this regard, there is a possibility that steep junction can be realized by thermal diffusion, and various attempts have been made on diffusion methods even at present.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel impurity diffusion method capable of diffusing only a target impurity element with good controllability.
[0009]
It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device in which diffusion of a plurality of types of impurities due to batch heat treatment is prevented, and only predetermined impurities are diffused to form impurity diffusion regions.
[0010]
Still another object is to provide a semiconductor device having a desired impurity diffusion region having a steep profile.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention utilizes the resonance absorption of a specific atom by irradiating light of a specific wavelength to diffuse only a specific atom without affecting other impurity atoms. In particular, by performing a low-temperature heat treatment while irradiating an infrared laser, it becomes possible to efficiently diffuse a target impurity to a desired depth.
[0012]
Generally, an impurity element in a crystal vibrates at a unique frequency νimp for each impurity. Since its natural frequency is strongly localized at the place where impurities are collected, irradiation with infrared light having a frequency νir which is the same as or very close to the natural frequency νimp causes a very sharp resonance absorption, The mode is excited. As a result, only the vibration of the impurity atoms corresponding to the wavelength of the irradiation light obtains a large energy and easily jumps over the potential barrier of the crystal lattice and diffuses. The present invention applies such a principle to impurity diffusion and the manufacture of a semiconductor device using impurity diffusion.
[0013]
In a first aspect of the present invention, an impurity diffusion method includes:
(A) a step of introducing a predetermined impurity element into the substrate;
(B) irradiating a predetermined portion on the substrate with light having a wave number that resonates with the natural frequency of the impurity element to excite the predetermined impurity element and diffuse the impurity element into the substrate.
[0014]
According to this method, it is not necessary to subject the substrate to high-temperature heat treatment at once, and it is possible to diffuse only the target impurity. Further, in the irradiation step, when the substrate is irradiated with light having a wave number that resonates with the natural frequency while performing low-temperature heat treatment, the diffusion speed of the target element can be increased without causing the diffusion of other impurity elements contained in the substrate. it can.
[0015]
Further, when a light beam narrowed down in the irradiation step, for example, a light beam having a beam diameter of 10 mm or less is used, the diffusion of impurities in the depth direction can be accurately controlled.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, a method of manufacturing a semiconductor device includes:
(A) a step of introducing a predetermined impurity element into a semiconductor substrate;
(B) a step of irradiating a predetermined portion on the substrate with light having a wave number that resonates with the natural frequency of the introduced impurity element to diffuse the impurity element and form an impurity diffusion region; Forming a semiconductor element.
[0017]
The impurity element is, for example, isotope oxygen ( 18 O). In this case, the isotope oxygen ( 18 O) is diffused by irradiating a laser beam having a wave number of 1085 ± 10 cm −1 . As means for realizing light in this wavenumber band, for example, a carbon dioxide laser is used.
[0018]
Impurity diffusion region formed by diffusion of isotopic oxygen (18 O), an element isolation region or a gettering site.
[0019]
According to such a method for manufacturing a semiconductor device, an impurity diffusion region of a target element can be formed at a desired position and at a desired depth without causing diffusion of another impurity element.
[0020]
In a third aspect of the present invention, a semiconductor device includes a semiconductor substrate, an impurity diffusion region of the isotope oxygen (18 O) is located in the semiconductor substrate, and a semiconductor device formed on a semiconductor substrate. The concentration of isotope oxygen ( 18 O) in the impurity diffusion region is 1 × 10 15 / cm 3 to 2 × 10 18 / cm 3 .
[0021]
Other features and advantages of the present invention will become more apparent in the following detailed description with reference to the accompanying drawings.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a graph showing measurement results of impurity diffusion by resonance absorption.
[0023]
As described above, the impurity element in the crystal vibrates at a unique frequency νimp for each impurity. Irradiation with light having a frequency iir substantially equal to the natural frequency iimp causes sharp resonance absorption to excite this specific impurity, and diffuses beyond the diffusion potential barrier in the crystal.
[0024]
For example, isotopes of oxygen in the silicon crystal (18 O) is in the natural frequency just with the natural frequency that resonates with the frequency of the carbon dioxide laser (expressed in wave number 1085 cm -1). Therefore, first, an isotope oxygen ( 18 O) was introduced into the silicon substrate by forming an 18 O oxide film on the silicon substrate by, for example, a normal oxide film forming process, thereby preparing a sample. Then, using a carbon dioxide gas laser having a beam diameter of 8 mm and an irradiation energy of 3.6 × 10 4 J per hour, a predetermined portion of the silicon substrate is vertically irradiated by continuous oscillation irradiation for 4 hours, and isotopes are obtained. oxygen (18 O) was diffused into the silicon substrate. At this time, the silicon substrate was heat-treated at 1150 ° C. in an argon gas atmosphere while irradiating with a carbon dioxide gas laser to promote diffusion by resonance absorption. Thereafter, the substrate was cooled at a cooling rate of 60 ° C./min.
[0025]
The graph of FIG. 1 shows SIMS (secondary ion mass spectrometry) of the depth distribution of isotope oxygen immediately after the introduction of isotope oxygen ( 18 O) and the depth distribution in the irradiated portion and the non-irradiated portion after irradiation with a carbon dioxide gas laser. 2) shows the results of the measurement.
[0026]
Immediately after the introduction of isotope oxygen ( 18 O), isotope oxygen (impurities) is concentrated on the substrate surface, and the number decreases as the depth increases. When a certain region of such a substrate was irradiated with a carbon dioxide gas laser while performing a low-temperature heat treatment, and the number of counts was measured after cooling, the impurity profile was almost uniformly spread from the substrate surface in the depth direction at the laser irradiated portion. I knew it was there. On the other hand, in the non-irradiated portion, isotope oxygen diffuses to some extent due to heat treatment performed in parallel with laser irradiation to promote diffusion by resonance absorption, but the distribution shape in the depth direction is not uniform. When the isotope oxygen ( 18 O) concentration was compared between the irradiated portion and the non-irradiated portion at 30 μm from the surface, the difference was 0.7 × 10 17 / cm 3 .
[0027]
Although the graph of FIG. 1 combines laser irradiation and heat treatment in order to increase the measurement efficiency, even at a lower temperature treatment, the impurity is uniformly diffused by resonance absorption of laser light. For example, in general, when the temperature is 900 ° C. or lower, thermal diffusion of impurities hardly occurs. However, even in such a low-temperature process, by irradiating the impurities with light having a wavelength matching the natural frequency of the impurities, the impurities can be controlled with good controllability. Can be diffused.
[0028]
The low-temperature heat treatment is not limited to being performed in an argon gas atmosphere, and may be performed in an inert gas atmosphere of oxygen or nitrogen. Further, the cooling rate after the heat treatment can be appropriately set between 100 ° C./min and 1 ° C./min.
[0029]
In the graph of FIG. 1, the measurement is performed up to a depth of 80 μm, but by adjusting the beam diameter and the irradiation energy density, it can be diffused to a depth of about 500 μm. When the heat treatment at about 1150 ° C. is combined, the difference in the concentration of isotope oxygen ( 18 O) between the laser irradiation area and the non-irradiation area at an arbitrary depth up to a depth of 500 μm is 1 × 10 15 / cm 3 to 1 × 10 17 particles / cm 3 .
[0030]
In the graph of FIG. 1, a carbon dioxide gas laser having a wave number of 1085 cm −1 was used to diffuse the isotope oxygen. However, even when irradiated with light having a wave number of 1085 ± 10, sufficient resonance absorption occurred, and isotope oxygen was emitted. Oxygen diffuses. When the diameter of the beam is reduced to 10 mm or less, a fine impurity diffusion region can be formed accurately in the depth direction.
[0031]
As described above, since the impurity diffusion method of the present invention is based on the principle of resonance absorption at a natural frequency in the infrared region, it is possible to diffuse impurities uniformly in the depth direction without melting the substrate surface. become.
[0032]
FIG. 2 shows, as a first embodiment, an example in which the resonance absorption / diffusion by laser irradiation of the present invention is applied to a semiconductor device manufacturing process. In the example of FIG. 2, isotope oxygen ( 18 O) is diffused by irradiation with a carbon dioxide gas laser to form an element isolation region (STI).
[0033]
First, as shown in FIG. 2A, an oxide film 12 of isotope oxygen ( 18 O) having a thickness of about 20 nm is formed on a silicon substrate 11, and an impurity ( 18 O) is introduced into the silicon substrate 11. . The isotope oxygen ( 18 O) oxide film 12 can be formed by a known method such as thermal oxidation.
[0034]
Next, as shown in FIG. 2B, a predetermined portion of the silicon substrate 11 on which the oxide film 12 of isotope oxygen ( 18 O) is formed is irradiated with a carbon dioxide gas laser having a beam diameter of 1 mm at an irradiation energy of 3.6 ×. Irradiate vertically at 10 5 J.
[0035]
Next, as shown in FIG. 2C, the isotope oxygen ( 18 O) is absorbed to the depth of 1 μm of the silicon substrate 11 by the resonance absorption of the isotope oxygen ( 18 O) included in the laser irradiation region 13. ) Spread. At this time, in order to suppress the diffusion of isotope oxygen ( 18 O) in the non-irradiated region 14, it is desirable to perform the treatment at a low temperature. Alternatively, although not shown, laser irradiation may be performed after patterning the isotope oxygen ( 18 O) oxide film 12 so as to leave only the laser irradiation region 13. In the latter case, the combined use of heat treatment at room temperature to 1200 ° C., it is possible to promote diffusion in the depth direction of the isotope oxygen (18 O). Through these steps, the element isolation region 15 of the 18 O oxide insulating film is formed.
[0036]
Finally, as shown in FIG. 2D, the oxide film 12 of isotope oxygen ( 18 O) formed on the surface of the silicon substrate 11 in FIG. The element 19 is formed in the region by an arbitrary method. For example, a gate electrode 16 is formed by forming a gate oxide film 18, depositing and patterning a polysilicon film by a CVD method or the like, and forming a source / drain 17 by ion implantation in a self-aligned manner. create. Alternatively, the source / drain 17 may be formed first using a dummy gate, and then the gate insulating film 18 and the gate electrode 16 may be formed.
[0037]
Thus, the semiconductor device 10 having the isotope oxygen ( 18 O) diffusion region 15 as an element isolation region is completed.
[0038]
If in resonance absorption diffusion by laser irradiation to form the isolation region 15, it can be accurately diffused in the depth direction only isotope of oxygen (18 O) alone. Further, by narrowing the beam diameter, it is possible to sufficiently cope with miniaturization of devices.
[0039]
The conventional STI forming technique requires a process of forming a trench in a substrate by dry etching, filling the trench with an insulating film, and then planarizing the surface by CMP. There was a problem of voids remaining inside. In contrast, in the method of the present invention, since the element isolation region is formed using resonance absorption diffusion by laser irradiation, the number of steps can be reduced and the contents of the steps themselves can be simplified. Further, by adjusting the beam diameter and the energy density of the carbon dioxide laser, the depth of the element isolation region can be accurately controlled, and a uniform and void-free element isolation region can be formed.
[0040]
FIG. 3 shows, as a second embodiment, an example in which the resonance absorption / diffusion by laser irradiation of the present invention is applied to the formation of a gettering site. Many metal elements have a detrimental effect on semiconductor devices. Therefore, for the purpose of removing metal impurities from the element active region, a gettering function for intentionally depositing metal impurities on a gettering site in the semiconductor substrate other than the element active region is required. Gettering technology has become indispensable in the manufacture of semiconductor devices because metal impurities penetrate into a substrate in a wide variety of steps, not only a wiring step but also a cleaning step, a high-temperature heat treatment step, and a dry step.
[0041]
First, as shown in FIG. 3A, isotope oxygen ( 18 O) is uniformly introduced into the silicon substrate 21 by a known method such as thermal diffusion or ion implantation.
Next, as shown in FIG. 3B, a predetermined portion of the silicon substrate 21 is vertically irradiated with a carbon dioxide gas laser having a beam diameter of 1 mm at an irradiation energy of 3.6 × 10 5 J.
[0042]
By such laser irradiation, as shown in FIG. 3C, diffusion of only isotope oxygen ( 18 O) proceeds inside the silicon substrate 21 corresponding to the irradiation region 23, and precipitation is promoted. The oxygen precipitate in the deep part of the silicon substrate 21 constitutes a gettering site 22 and aggregates metal impurities in the element region.
[0043]
Next, as shown in FIG. 3D, an element isolation region 25 and an element 29 are formed on the silicon substrate 21 by a known method. The element 29 has, for example, a gate electrode 26 and a source / drain 27 via a gate insulating film 28. Thus, a semiconductor device 20 having the isotope oxygen ( 18 O) diffusion region 22 as a gettering site is manufactured.
[0044]
Generally, when a silicon wafer formed by the CZ method is heat-treated, oxygen precipitates and minute crystal defects are generated. Such oxygen precipitates are actively used as gettering sites. However, the presence of gettering sites in the element active region near the substrate surface adversely affects electrical characteristics. Therefore, when a silicon substrate formed by the CZ method is used, high-temperature heat treatment is required to eliminate solid solution oxygen near the substrate surface and prevent formation of gettering sites in the element active region.
[0045]
On the other hand, when a gettering site is formed using resonance absorption and diffusion by laser irradiation as in the second embodiment of the present invention, the gettering site is formed at a desired position in the silicon substrate by laser irradiation. It can be formed. Further, by adjusting the energy and beam diameter of the carbon dioxide laser, the depth position of the gettering site can be controlled, and the element active region is not adversely affected. Further, even when a wafer prepared by a method other than the CZ method is used, a gettering site can be formed at an arbitrary position.
[0046]
In the example of FIG. 2 and FIG. 3, but by introducing isotopic oxygen (18 O) to the silicon substrate described by taking an example of the laser irradiation, not only the silicon substrate, to Ge substrate or a compound semiconductor substrate, the The resonance absorption diffusion by laser irradiation according to the invention is applicable.
[0047]
Further, in the above embodiment, an example in which isotope oxygen ( 18 O) is diffused as an impurity has been described. However, by combining an arbitrary kind of impurity with light having a wavelength that resonates with the natural frequency of the impurity. In addition, various impurity diffusion regions can be formed. Irradiation with infrared laser light is particularly suitable for a region that requires uniform diffusion in the depth direction, and can be applied to, for example, formation of a well.
[0048]
The frequency of the infrared laser can be adjusted by, for example, combining an existing IV-IV semiconductor infrared laser with a nonlinear optical system and performing optical frequency conversion. Alternatively, the adjustment can be made by using a Raman laser to obtain emission laser light having a frequency shifted from the incident laser light. Thereby, the infrared laser light in the range of 8 to 13 μm can be selected according to the type of the impurity used.
(Supplementary Note 1) A step of introducing a predetermined impurity element into the substrate, and irradiating a predetermined portion on the substrate with light having a wave number that resonates with a natural frequency of the impurity element to excite the predetermined impurity element. And diffusing it into a substrate.
(Supplementary Note 2) The impurity is isotope oxygen ( 18 O), and the isotope oxygen ( 18 O) is diffused by irradiating a laser beam having a wave number of 1085 ± 10 cm −1. 3. The impurity diffusion method according to item 1.
(Supplementary Note 3) The impurity diffusion according to Supplementary Note 1, wherein the impurity is isotope oxygen ( 18 O), and isotope oxygen ( 18 O) is diffused by irradiating a laser beam of a carbon dioxide gas laser. Method.
(Supplementary Note 4) The impurity diffusion method according to Supplementary Note 1, wherein the irradiation step performs laser irradiation using a combination of an infrared laser and a nonlinear optical system.
(Supplementary Note 5) The impurity diffusion method according to any one of Supplementary Notes 1 to 4, wherein a predetermined portion on the substrate is irradiated, and a heat treatment is performed at a temperature of room temperature to 1200 ° C.
(Supplementary Note 6) A step of introducing a predetermined impurity into the semiconductor substrate, and irradiating a predetermined portion on the substrate with light having a wave number that resonates with a natural frequency of the impurity to diffuse the introduced impurity element, A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming an impurity diffusion region therein; and a step of forming a semiconductor element on a semiconductor substrate.
(Supplementary Note 7) The method for manufacturing a semiconductor device according to Supplementary Note 6, wherein the irradiation step includes irradiating light with a desired wavelength by combining an infrared laser and a nonlinear optical system.
(Supplementary Note 8) introducing a semiconductor substrate isotopic oxygen (18 O), at a predetermined point on the substrate, wherein by irradiating a laser beam of wave number 1085 ± 10 cm -1 isotope oxygen (18 O A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of diffusing impurities to form an isotope oxygen ( 18 O) impurity diffusion region in a semiconductor substrate; and a step of forming a semiconductor element on the semiconductor substrate.
(Supplementary Note 9) A step of introducing isotope oxygen ( 18 O) into the semiconductor substrate, and irradiating a predetermined portion on the substrate with laser light from a carbon dioxide gas laser to diffuse the isotope oxygen ( 18 O) impurity. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming an isotope oxygen ( 18 O) impurity diffusion region in a semiconductor substrate; and forming a semiconductor element on the semiconductor substrate.
(Supplementary Note 10) The method according to Supplementary Note 8 or 9, wherein the isotope oxygen ( 18 O) impurity diffusion region is an element isolation region or a gettering site.
(Supplementary Note 11) The method of manufacturing a semiconductor device according to Supplementary Note 8 or 9, wherein the laser beam has a beam diameter of 10 mm or less.
(Supplementary Note 12) The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of Supplementary Notes 8 to 11, further comprising irradiating a predetermined portion on the substrate and performing heat treatment at room temperature to 1200 ° C.
(Supplementary Note 13) and the semiconductor substrate, and the impurity diffusion region of the isotope oxygen (18 O) is located in the semiconductor substrate, and a semiconductor device formed on a semiconductor substrate, isotope oxygen impurity diffusion region (18 O A) a semiconductor device having a concentration of 1 × 10 15 / cm 3 to 2 × 10 18 / cm 3 ;
(Supplementary Note 14) The semiconductor device according to supplementary note 13, wherein the impurity diffusion region is an element isolation region or a gettering site.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, irradiation is performed with light having a wave number corresponding to the natural frequency of a specific impurity element, and the impurity element is diffused by excitation by resonance absorption. With this method, only the target impurity element can be diffused alone into the substrate.
[0050]
In addition, by combining irradiation with low-temperature heat treatment, diffusion of an impurity element can be promoted.
[0051]
By adjusting the diameter and the energy density of the irradiation beam, it is possible to control the diffusion in the depth direction even in fine processing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing an impurity concentration distribution in a depth direction in impurity diffusion using resonance absorption by laser irradiation.
FIG. 2 is a diagram showing an example in which resonance absorption diffusion by laser irradiation is applied to element isolation formation of a semiconductor device.
FIG. 3 is a diagram showing an example in which resonance absorption diffusion by laser irradiation is applied to formation of a gettering site of a semiconductor device.
[Explanation of symbols]
10, 20 Semiconductor device 11, 21 Silicon substrate 13, 23 Laser irradiation region 14, 24 Non-irradiation region 15 Element isolation region (impurity diffusion region)
19, 29 device 22 gettering site (impurity diffusion region)

Claims (5)

基板中に所定の不純物元素を導入する工程と、
前記不純物元素の固有振動数に共鳴する波数の光で、前記基板上の所定の箇所を照射し、前記所定の不純物元素を励起して基板中に拡散させる工程と
を含むことを特徴とする不純物拡散方法。
A step of introducing a predetermined impurity element into the substrate,
Irradiating a predetermined portion on the substrate with light having a wave number that resonates with a natural frequency of the impurity element, exciting the predetermined impurity element and diffusing the same into the substrate. Spreading method.
半導体基板に所定の不純物元素を導入する工程と、
前記不純物元素の固有振動数に共鳴する波数の光で半導体基板上の所定の箇所を照射して、前記導入した不純物元素を拡散させ、前記半導体基板中に不純物拡散領域を形成する工程と、
前記半導体基板上に半導体素子を形成する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A step of introducing a predetermined impurity element into the semiconductor substrate;
Irradiating a predetermined location on the semiconductor substrate with light having a wave number that resonates with the natural frequency of the impurity element to diffuse the introduced impurity element and form an impurity diffusion region in the semiconductor substrate;
Forming a semiconductor element on the semiconductor substrate.
半導体基板に同位体酸素(18O)を導入する工程と、
前記半導体基板上の所定の箇所に、波数が1085±10cm−1のレーザ光を照射して前記同位体酸素(18O)不純物を拡散させ、前記半導体基板中に同位体酸素(18O)不純物拡散領域を形成する工程と、
前記半導体基板上に半導体素子を形成する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A step of introducing isotope oxygen ( 18 O) into the semiconductor substrate;
At a predetermined point on said semiconductor substrate, wavenumber is irradiated with laser light of 1085 ± 10 cm -1 to diffuse the isotope oxygen (18 O) impurities, isotopic oxygen (18 O) impurity in the semiconductor substrate Forming a diffusion region;
Forming a semiconductor element on the semiconductor substrate.
半導体基板に同位体酸素(18O)を導入する工程と、
前記半導体基板上の所定の箇所を、炭酸ガスレーザによるレーザ光を照射して前記同位体酸素(18O)不純物を拡散させ、前記半導体基板中に同位体酸素(18O)不純物拡散領域を形成する工程と、
前記半導体基板上に半導体素子を形成する工程と
を含む半導体装置の製造方法。
A step of introducing isotope oxygen ( 18 O) into the semiconductor substrate;
A predetermined point on said semiconductor substrate, by irradiating a laser beam from a carbon dioxide laser to diffuse the isotope oxygen (18 O) impurities to form the isotope oxygen (18 O) impurity diffusion regions in said semiconductor substrate Process and
Forming a semiconductor element on the semiconductor substrate.
半導体基板と、
前記半導体基板中に位置する同位体酸素(18O)の不純物拡散領域と、
前記半導体基板上に形成された半導体素子と
を備え、前記不純物拡散領域の同位体酸素(18O)濃度は、1×1015個/cm〜2×1018個/cmであることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
An impurity diffusion region of isotope oxygen ( 18 O) located in the semiconductor substrate;
A semiconductor element formed on the semiconductor substrate, wherein an isotope oxygen ( 18 O) concentration of the impurity diffusion region is 1 × 10 15 / cm 3 to 2 × 10 18 / cm 3. Characteristic semiconductor device.
JP2002250935A 2002-08-29 2002-08-29 Impurity diffusion method, semiconductor device, and manufacturing method of semiconductor device Expired - Fee Related JP4363827B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002250935A JP4363827B2 (en) 2002-08-29 2002-08-29 Impurity diffusion method, semiconductor device, and manufacturing method of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002250935A JP4363827B2 (en) 2002-08-29 2002-08-29 Impurity diffusion method, semiconductor device, and manufacturing method of semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004095613A true JP2004095613A (en) 2004-03-25
JP4363827B2 JP4363827B2 (en) 2009-11-11

Family

ID=32057640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002250935A Expired - Fee Related JP4363827B2 (en) 2002-08-29 2002-08-29 Impurity diffusion method, semiconductor device, and manufacturing method of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4363827B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006261192A (en) * 2005-03-15 2006-09-28 Fujitsu Ltd Silicon wafer processing method and equipment for conducting the same
JP2007220829A (en) * 2006-02-15 2007-08-30 Fujitsu Ltd Processing method of silicon wafer, and fabrication process of semiconductor device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006261192A (en) * 2005-03-15 2006-09-28 Fujitsu Ltd Silicon wafer processing method and equipment for conducting the same
JP2007220829A (en) * 2006-02-15 2007-08-30 Fujitsu Ltd Processing method of silicon wafer, and fabrication process of semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4363827B2 (en) 2009-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7825016B2 (en) Method of producing a semiconductor element
US11935745B2 (en) Semiconductor epitaxial wafer and method of producing semiconductor epitaxial wafer, and method of producing solid-state imaging device
JP2010021525A (en) Manufacturing method for semiconductor device
JPH03266424A (en) Annealing process of semiconductor substrate
US7122452B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor on a silicon on insulator (SOI) substrate using solid epitaxial regrowth (SPER) and semiconductor device made thereby
JP2004063863A (en) Method for manufacturing semiconductor device
US11195716B2 (en) Method of producing semiconductor epitaxial wafer and method of producing semiconductor device
JP4363827B2 (en) Impurity diffusion method, semiconductor device, and manufacturing method of semiconductor device
US6952269B2 (en) Apparatus and method for adiabatically heating a semiconductor surface
Schmidt et al. Materials processing
TWI643250B (en) Method for manufacturing epitaxial wafer and epitaxial wafer
JP2015035467A (en) Method for manufacturing laminated wafer, and laminated wafer
CN109891553B (en) Device forming method
JP5051331B1 (en) Infrared light emitting device manufacturing method
JP3578345B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
CN110578168A (en) Method for forming gettering layer and silicon wafer
JP4267810B2 (en) Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device
JP5103695B2 (en) Method for manufacturing field-effect semiconductor device
JP7537356B2 (en) Manufacturing method of semiconductor epitaxial wafer
JPH0244717A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0595000A (en) Manufacture of semiconductor device
JP2744022B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPS61163635A (en) Semiconductor impurity doping device
CN114334644A (en) Method for annealing after doping of semiconductor material
JPH0855813A (en) Impurity diffusing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050704

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081003

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090519

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090715

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090811

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090818

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120828

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120828

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130828

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees