JP2009540560A - ジュール加熱による急速熱処理時にアーク発生を防止する方法(methodofpreventinggenerationofarcduringrapidannealingbyjouleheating) - Google Patents
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Abstract
Description
W=V×I
で示される。
E=V’/t
で示される。
透明基板上に絶縁膜が介在された状態で非晶質シリコン状態の活性層を形成する工程と、
前記活性層にゲート絶縁膜が介在されているゲート電極を形成する工程と、
前記活性層の所定部分に不純物でドーピングされているソース領域とドレイン領域とを形成する工程と
前記ゲート電極を含む基板の露出した全表面のうち基板両端部における電極が形成される部分だけを除いて保護膜を形成する工程と
前記保護膜をフォトエッチングしてソースとドレイン領域を露出させる工程と
前記保護膜上に導電層を形成する工程と、
前記導電層に電界を印加して前記導電層から発生した熱で前記活性層をアニーリングする工程と、
を含むものとして構成されている。
基板上にゲート電極を形成する工程と、
基板の露出した全表面のうちゲート電極両側の端部における電極が形成される部分を除いた残りの部分に第1絶縁膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜上に非晶質シリコン薄膜とドーピングされた非晶質シリコン薄膜を連続蒸着する工程と、
ゲート電極両側の端部を含んだ基板の露出した全表面を覆う導電層を形成する工程と、
前記導電層に電界を印加して前記導電層に発生する熱で前記非晶質シリコン薄膜及びドーピングされた非晶質シリコン薄膜を結晶化する工程と、
を含むものとして構成されている。
横、縦及び厚さがそれぞれ3cm、2cm及び0.7mmであるガラス基板上に、PECVD法を用いて厚さ3000ÅのSiO2層(第1絶縁層)を形成した後、厚さ500Åの非晶質シリコン薄膜を蒸着した。その後、またPECVD法を用いて厚さ1000ÅのSiO2層(第2絶縁層)を蒸着した後、電極が蒸着する位置でSiO2層を部分的にエッチングした。このような方法で形成された構造の上にスパッタリング法を用いて厚さ1000ÅのITO薄膜(導電層)を蒸着した後、両側端に0.5cmの電極を、導電層はもちろん非晶質シリコン薄膜層にも導通できるように形成し、図3と同様の試片を製造した。導電層の抵抗を測定したところ、12Ωであった。
横、縦及び厚さがそれぞれ3cm、2cm及び0.7mmであるガラス基板上に、PECVD法を用いて厚さ3000ÅのSiO2層(第1絶縁層)を形成した後、厚さ500Åの非晶質シリコン薄膜を蒸着した。その後にPECVD法を用いて厚さ1μmのSiO2層(第2絶縁層)を蒸着した。その後、第2絶縁層上にスパッタリング法を用いて厚さ1000ÅのITO薄膜(導電層)を蒸着して図14と同様の試片を製造した。導電層の抵抗を測定したところ、12Ωであった。
横、縦及び厚さがそれぞれ3cm、2cm及び0.7mmであるガラス基板上にPECVD法を用いて厚さ3000ÅのSiO2層(第1絶縁層)を形成した後、厚さ500Åの非晶質シリコン薄膜を蒸着した。その後、またPECVD法を用いて厚さ1000ÅのSiO2層(第2絶縁層)を蒸着し、第2絶縁層上にスパッタリング法を用いて厚さ1000ÅのITO薄膜(導電層)を蒸着した後、両側端に0.5cmずつ電極を形成して試片を製造した。導電層の抵抗を測定したところ12Ωであった。
横、縦及び厚さがそれぞれ3cm、2cm及び0.7mmであるシリコンウエハに、イオンインプラント(ion implant)法を用いてボロン(Boron)をドーピングした。その後、図14のように、PECVD法を用いて厚さ1μmのSiO2層(絶縁層)40を蒸着した。その上に、スパッタリング法を用いて厚さ1000ÅのITO薄膜(導電層)50を蒸着して試片を製造した。導電層の抵抗を測定したところ12Ωであった。
20 基底層
30 熱処理ターゲット層
40 絶縁層
50 導電層
60 電極
Claims (36)
- 熱処理を必要とする材料、絶縁層及び導電層の混合構造で、前記導電層に電界を印加してジュール加熱により瞬間的に発生する高熱で前記熱処理を必要とする材料の所望する部位を急速熱処理する際に、前記熱処理を必要とする材料と導電層との電位差を前記絶縁層の絶縁破壊電圧よりも低く設定することで、熱処理中に絶縁層の絶縁破壊によるアーク(Arc)発生を防止するように構成することを特徴とする急速熱処理方法。
- 前記熱処理を必要とする材料が伝導性を有する物質を含むか、又は熱処理過程で伝導性を有する物質を含むことを特徴とする請求項1に記載の急速熱処理方法。
- 前記熱処理を必要とする材料と導電層との電位差を絶縁層の絶縁破壊電圧よりも低く設定するために、(i)ジュール加熱時に前記熱処理を必要とする材料と導電層との電位差を絶縁層の絶縁破壊電圧以下に減少させるか、又は(ii)絶縁層の絶縁破壊電圧を高く上げることを特徴とする請求項1に記載の急速熱処理方法。
- 前記導電層及び熱処理を必要とする材料に同時に電界を印加して前記熱処理を必要とする材料と導電層との電位差が発生しないように、等電位で形成することを特徴とする請求項3に記載の急速熱処理方法。
- 前記熱処理を必要とする材料/絶縁層/導電層の構造に構成されていて、前記熱処理を必要とする材料及び導電層に電極が接続されるか、前記熱処理を必要とする材料及び導電層の一部が接触を介して接続されるか、又は電界印加時のみ熱処理を必要とする材料と導電層とを電気的に接続するように任意の接続部材が臨時的に付加されていることを特徴とする請求項4に記載の急速熱処理方法。
- 導電層/絶縁層/熱処理を必要とする材料/絶縁層/導電層の構造に構成されていて、前記熱処理を必要とする材料及び導電層に電極が接続されるか、前記熱処理を必要とする材料及び導電層の一部が接触を介して接続されるか、又は電界印加時のみ熱処理を必要とする材料と導電層とを電気的に接続するように任意の接続部材が臨時的に付加されていることを特徴とする請求項5に記載の急速熱処理方法。
- 工程の特性上、熱処理が要求されない一つ又は二つ以上の基底層が更に付加されていることを特徴とする請求項5に記載の急速熱処理方法。
- 基底層上に、熱処理を必要とする材料、絶縁層及び導電層を順に形成した後、前記熱処理を必要とする材料、絶縁層及び導電層の両側一部を除去して電極を形成することを特徴とする請求項7に記載の急速熱処理方法。
- 基底層上に、熱処理を必要とする材料、絶縁層及び導電層を順に形成した後、前記絶縁層と導電層の両側一部を除去して電極を形成し、前記電極は熱処理を必要とする材料にも接触することを特徴とする請求項7に記載の急速熱処理方法。
- 前記電極は、導電層の両側上面の一部を囲む構造に形成されることを特徴とする請求項9に記載の急速熱処理方法。
- 基底層上に、熱処理を必要とする材料及び絶縁層を順に形成した後、前記絶縁層の両側一部を除去して熱処理を必要とする材料と接触されるように電極を形成し、前記絶縁層及び電極上に導電層を形成した後、前記導電層の両側上面又は側面に電極を形成することを特徴とする請求項7に記載の急速熱処理方法。
- 基底層上に、熱処理を必要とする材料及び絶縁層を順に形成した後、前記絶縁層の一部を所定のパターンで間歇的に除去して前記熱処理を必要とする材料と接触されるように電極を形成し、前記絶縁層及び電極上に導電層を形成した後、前記導電層の両側上面又は側面に電極を形成することを特徴とする請求項7に記載の急速熱処理方法。
- 基底層/第1絶縁層/導電層/第2絶縁層/熱処理を必要とする材料の構造に構成されていて、前記熱処理を必要とする材料及び導電層に電極が接続されていることを特徴とする請求項4に記載の急速熱処理方法。
- 基底層/第1絶縁層/導電層/第2絶縁層/熱処理を必要とする材料/基底層の構造に構成されていて、前記熱処理を必要とする材料及び導電層に電極が接続されていることを特徴とする請求項13に記載の急速熱処理方法。
- 基底層上に、第1絶縁層、導電層及び第2絶縁層を順に形成した後、前記第2絶縁層の両側一部を除去し、前記第2絶縁層上にそれを覆う構造で熱処理を必要とする材料を形成した後、前記熱処理を必要とする材料の両側一部を除去して電極を形成することを特徴とする請求項13に記載の急速熱処理方法。
- 基底層上に、第1絶縁層、導電層及び第2絶縁層を順に形成した後、前記第2絶縁層の両側一部を除去して電極を形成し、前記第2絶縁層及び電極上に熱処理を必要とする材料を形成することを特徴とする請求項13に記載の急速熱処理方法。
- 基底層上に、第1絶縁層、導電層、第2絶縁層及び熱処理を必要とする材料を順に形成した後、前記第2絶縁層及び熱処理を必要とする材料の両側一部を除去して電極を形成することを特徴とする請求項13に記載の急速熱処理方法。
- 前記電極は、熱処理を必要とする材料の両側上面一部を囲む構造に形成されることを特徴とする請求項17に記載の急速熱処理方法。
- 熱処理を必要とする材料/絶縁層/導電層の構造に構成されていて、前記導電層に電極が接続されていて、前記熱処理を必要とする材料と導電層が少なくとも一部で相互接していることを特徴とする請求項4に記載の急速熱処理方法。
- 工程の特性上、熱処理が要求されない一つ又は二つの基底層が更に付加されていることを特徴とする請求項19に記載の急速熱処理方法。
- 基底層上に、熱処理を必要とする材料及び絶縁層を順に形成した後、前記絶縁層の両側一部を除去し、前記絶縁層上にそれを覆う構造で導電層を形成した後、前記導電層の両側上面に電極を形成し、前記導電層は熱処理を必要とする材料に接していることを特徴とする請求項20に記載の急速熱処理方法。
- 基底層上に、熱処理を必要とする材料及び絶縁層を順に形成した後、前記絶縁層の一部を所定のパターンで間歇的に除去し、前記熱処理を必要とする材料と接触するように前記絶縁層上に導電層を形成した後、前記導電層の両側上面又は側面に電極を形成することを特徴とする請求項20に記載の急速熱処理方法。
- 前記絶縁層の絶縁破壊電圧が熱処理を必要とする材料と導電層との電位差以上になるように、絶縁層の厚さを厚くすることを特徴とする請求項3に記載の急速熱処理方法。
- 熱処理を必要とする材料/絶縁層/導電層の構造に構成されていて、前記導電層に電極が接続されていることを特徴とする請求項23に記載の急速熱処理方法。
- 工程の特性上、熱処理が要求されない一つ又は二つの基底層が更に付加されていることを特徴とする請求項24に記載の急速熱処理方法。
- 基底層上に、熱処理を必要とする材料、絶縁層及び導電層を順に形成した後、前記導電層の両側上面又は側面に電極を形成することを特徴とする請求項25に記載の急速熱処理方法。
- 基底層上に、第1絶縁層、導電層、第2絶縁層及び熱処理を必要とする材料を順に形成した後、前記導電層の両側側面に電極を形成することを特徴とする請求項25に記載の急速熱処理方法。
- 基底層上に、第1絶縁層、導電層、第2絶縁層、熱処理を必要とする材料及び基底層を順に形成した後、前記導電層の両側側面に電極を形成することを特徴とする請求項25に記載の急速熱処理方法。
- 前記導電層に電界を印加する前に、熱処理を必要とする材料の許容温度範囲内で前記材料を予熱する過程を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の急速熱処理方法。
- 前記熱処理方法は、非晶質シリコン薄膜、非晶質/多結晶混合相シリコン薄膜、又は多結晶シリコン薄膜の結晶化や、ドーピングされた非晶質シリコン薄膜、ドーピングされた非晶質/多結晶混合相シリコン薄膜、又はドーピングされた多結晶シリコン薄膜のドーパント活性化及び/又は結晶化に用いられることを特徴とする請求項1に記載の急速熱処理方法。
- 前記熱処理を必要とする材料は、透明基板上に選択的に絶縁層を形成した後、その上に形成される、ドーピングされるか又はドーピングされない非晶質シリコン薄膜、非晶質/多結晶混合相シリコン薄膜又は多結晶シリコン薄膜であることを特徴とする請求項1に記載の急速熱処理方法。
- 前記方法は、
透明基板上に絶縁膜が介在された状態で非晶質シリコン状態の活性層を形成する工程と、
前記活性層にゲート絶縁膜が介在されているゲート電極を形成する工程と、
前記活性層の所定部分に不純物でドーピングされているソース領域とドレイン領域を形成する工程と、
前記ゲート電極を含む基板の露出された全面中、基板両端の電極が形成される部分だけを除いて保護膜を形成する工程と、
前記保護膜をフォトエッチングしてソースとドレイン領域を露出する工程と、
前記基板全面に導電層を形成する工程と、
前記導電層に電界を印加して前記導電層から発生した熱で前記活性層をアニーリングする工程と、
を介してシリコン薄膜を結晶化するのに適用されることを特徴とする請求項30に記載の急速熱処理方法。 - 前記方法は、
基板上にゲート電極を形成する工程と、
基板の露出した全面中にゲート電極の両側端部の電極が形成される部分を除いた残り部分に第1絶縁膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜上に、非晶質シリコン薄膜とドーピングされた非晶質シリコン薄膜を連続的に蒸着する工程と、
ゲート電極の両側端部を含む基板全面を覆う導電層を形成する工程と、
前記導電層に電界を印加して前記導電層から発生する熱で前記非晶質シリコン薄膜及びドーピングされた非晶質シリコン薄膜を結晶化する工程と、
を介してシリコン薄膜を結晶化するのに適用されることを特徴とする請求項30に記載の急速熱処理方法。 - 前記基板はガラス基板及びプラスチック基板であり、前記導電層はITO薄膜及びその他の透明電導膜又は金属薄膜であり、前記絶縁層はシリコン酸化物又はシリコン窒化物層であることを特徴とする請求項32又は請求項33に記載の急速熱処理方法。
- 前記熱処理方法は、半導体素子の超低接合の形成に用いられることを特徴とする請求項1に記載の急速熱処理方法。
- 前記熱処理を必要とする材料は、低い加速電圧でイオン注入されるシリコンウエハであることを特徴とする請求項1に記載の急速熱処理方法。
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