JPH01313930A - Semiconductor substrate processing - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体基板の処理方法に関し、特に、レーザ
ービームの照射を利用した半導体基板の処理方法に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for processing a semiconductor substrate, and particularly to a method for processing a semiconductor substrate using laser beam irradiation.
本発明は、所定の原子を含む液体が接触した状態で半導
体基板にレーザービームを照射することにより上記半導
体基板中に上記原子をドーピングし、または上記半導体
基板上に上記原子を堆積させて膜を形成するに際し、上
記液体及び上記半導体基板に超音波振動を与えながら、
または上記半導体基板の表面に上記液体を流しながら上
記半導体基板に上記レーザービームを照射するようにす
ることによって、ドーピングまたは膜形成を効率的にし
かも均一に行うことができるようにしたものである。The present invention involves doping the semiconductor substrate with the atoms by irradiating the semiconductor substrate with a laser beam while in contact with a liquid containing predetermined atoms, or depositing the atoms on the semiconductor substrate to form a film. When forming, while applying ultrasonic vibration to the liquid and the semiconductor substrate,
Alternatively, doping or film formation can be performed efficiently and uniformly by irradiating the semiconductor substrate with the laser beam while flowing the liquid over the surface of the semiconductor substrate.
従来のレーザードーピング技術は、気相からのドーピン
グ方法と、固相からのドーピング方法とに分類される。Conventional laser doping techniques are classified into gas phase doping methods and solid phase doping methods.
気相からのドーピング方法は、ドーパントを含むガス雰
囲気中で半導体基板にレーザービームを照射することに
よりドーピングを行う方法である。これに対して、固相
からのドーピング方法は、ドーパントを含む膜を半導体
基板上に形成した状態でこの半導体基板にレーザービー
ムを照射することによりドーピングを行う方法である。The vapor phase doping method is a method in which doping is performed by irradiating a semiconductor substrate with a laser beam in a gas atmosphere containing a dopant. On the other hand, the solid-phase doping method is a method in which a film containing a dopant is formed on a semiconductor substrate, and doping is performed by irradiating the semiconductor substrate with a laser beam.
上述の気相からのドーピング方法は高濃度のドーピング
を行うことが困難であるのに対し、固相からのドーピン
グ方法は高濃度のドーピングを効率良く行うことができ
る。While it is difficult to perform high-concentration doping with the above-mentioned gas phase doping method, the solid-phase doping method can efficiently perform high-concentration doping.
ところで、ドーパント材料は常温または常温付近の温度
において必ずしも固体として存在せず、その種類によっ
ては液体状態で存在する場合もある。このような場合に
は、ドーパントを含む液体中で半導体基板にレーザービ
ームを照射することによりドーピングを行う必要が生じ
る。By the way, the dopant material does not necessarily exist in a solid state at or near room temperature, and depending on its type, it may exist in a liquid state. In such a case, it is necessary to perform doping by irradiating the semiconductor substrate with a laser beam in a liquid containing a dopant.
これと同様に、液体状態で存在する材料を用いて液相か
らの膜形成を行う場合にも、この液体中で半導体基板に
レーザービームを照射する必要が生じる。具体的には、
例えばアルミニウム（ＡＩ）膜をシリコン（Ｓｔ）基板
上に形成するような場合である。Similarly, when forming a film from a liquid phase using a material that exists in a liquid state, it is necessary to irradiate a semiconductor substrate with a laser beam in this liquid. in particular,
For example, this is the case when an aluminum (AI) film is formed on a silicon (St) substrate.
なお、レーザービームの照射を利用したものではないが
、アルキルの熱分解による＾ｌのコーティング技術に関
する文献としてＴｈ１ｎ ５ｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ。In addition, although it does not utilize laser beam irradiation, Th1n 5olid Films is a document regarding ^l coating technology based on thermal decomposition of alkyl.
４５ （１９７７） ２５７−２６３が挙げられる。45 (1977) 257-263.
本発明者の知見によれば、液体中で半導体基板に例えば
パルスレーザ−ビームを照射する場合には、最初の１パ
ルスで半導体基板の表面が高温に加熱されることから、
この半導体基板に接触し、ている液体が加熱されてその
一部が蒸気となり、その結果、液体中に気泡が発生する
。この気泡の存在は、２パルス目以降のレーザービーム
の半導体基板への入射の妨げとなる。具体的に言うと、
気泡と液体との界面でレーザービームが反射されたり屈
折されたりするため、効率的かつ均一なドーピングまた
は膜形成を行うことが困難となるおそれがある。According to the findings of the present inventor, when a semiconductor substrate is irradiated with, for example, a pulsed laser beam in a liquid, the surface of the semiconductor substrate is heated to a high temperature by the first pulse.
The liquid in contact with the semiconductor substrate is heated and a portion of it becomes vapor, resulting in the generation of bubbles in the liquid. The presence of this bubble prevents the laser beam from entering the semiconductor substrate after the second pulse. to be specific,
Since the laser beam is reflected or refracted at the interface between the bubble and the liquid, it may be difficult to perform efficient and uniform doping or film formation.
従って本発明の目的は、液体中で半導体基板にレーザー
ビームを照射することによりドーピングまたは膜形成を
行う場合に、このドーピングまたは膜形成を効率的にし
かも均一に行うことができる半導体基板の処理方法を提
供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a method for processing a semiconductor substrate that can efficiently and uniformly perform doping or film formation by irradiating a semiconductor substrate with a laser beam in a liquid. Our goal is to provide the following.
上記課題を解決するため、本発明は、所定の原子を含む
液体（１）が接触した状態で半導体基板（２）にレーザ
ービーム（４）を照射することにより半導体基板（２）
中に原子をドーピングし、または半導体基板−（２）上
に原子を堆積させて膜を形成するに際し、液体（１）及
び半導体基板（２）に超音波振動を与えながら、または
半導体基板（２）の表面に液体（１）を流しながら半導
体基板（２）にレーザービーム（４）を照射するように
している。In order to solve the above problems, the present invention provides a semiconductor substrate (2) by irradiating the semiconductor substrate (2) with a laser beam (4) while in contact with a liquid (1) containing predetermined atoms.
When forming a film by doping atoms into the liquid (1) or depositing atoms on the semiconductor substrate (2), the liquid (1) and the semiconductor substrate (2) are subjected to ultrasonic vibrations or ) while flowing the liquid (1) onto the surface of the semiconductor substrate (2).
上記した手段によれば、レーザービーム（４）の照射に
より液体（１）中に発生する気泡（５）は超音波振動ま
たは液体（１）の流れにより半導体基板（２）の表面近
傍から速やかに除去されるので、この気泡（５）と液体
（１）との界面でレーザービーム（４）が反射されたり
屈折されたりするおそれがなくなり、このためドーピン
グまたは膜形成を効率的にしかも均一に行うことができ
る。According to the above-mentioned means, the bubbles (5) generated in the liquid (1) by the irradiation of the laser beam (4) are quickly removed from near the surface of the semiconductor substrate (2) by ultrasonic vibration or the flow of the liquid (1). Since the gas bubbles (5) and the liquid (1) are removed, there is no possibility that the laser beam (4) will be reflected or refracted at the interface between the bubbles (5) and the liquid (1), so that doping or film formation can be carried out efficiently and uniformly. be able to.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
ｚ隻皿上
第１図は本発明の実施例Ｉを示す。この実施例Ｉは、超
音波振動を利用して気泡を除去する実施例である。FIG. 1 shows Embodiment I of the invention. This Example I is an example in which air bubbles are removed using ultrasonic vibration.
第１図に示すように、この実施例Ｉにおいては、超音波
振動子（図示せず）を有する容器内にドーパントを含む
液体１を入れ、この液体１中に例えばＳｉ基板のような
半導体基板２を入れる。そして、上記超音波振動子によ
り発生される超音波３をこれらの液体１及び半導体基板
２に当てながら、液体１の外部からこの半導体基板２に
対しパルスレ−ザービーム４を照射する。このパルスレ
ーザ−ビーム４としては、例えばＸｅＣ１エキシマ−レ
ーザーによるパルスレーザ−ビームＣ波長３０８ ｎｍ
）を用いることができる。このパルスレーザ−ビーム４
の照射により半導体基板２の表面が加熱されてその表面
層が溶融し、これによって液体ｌからドーパントがこの
半導体基板２中にドーピングされる。As shown in FIG. 1, in this embodiment I, a liquid 1 containing a dopant is placed in a container having an ultrasonic transducer (not shown), and a semiconductor substrate such as a Si substrate is placed in the liquid 1. Enter 2. Then, while applying ultrasonic waves 3 generated by the ultrasonic transducer to the liquid 1 and the semiconductor substrate 2, a pulsed laser beam 4 is applied to the semiconductor substrate 2 from outside the liquid 1. This pulsed laser beam 4 is, for example, a pulsed laser beam C of a XeC1 excimer laser with a wavelength of 308 nm.
) can be used. This pulsed laser beam 4
The surface of the semiconductor substrate 2 is heated by the irradiation and the surface layer thereof is melted, whereby the semiconductor substrate 2 is doped with a dopant from the liquid l.
この実施例Ｉによれば、上述のように液体１及び半導体
基板２に超音波振動を与えながらパルスレーザ−ビーム
４を照射しているので、次のような利点がある。すなわ
ち、既に述べたように、上記パルスレーザ−ビーム４の
照射により半導体基板２に接触している液体１の一部が
蒸発してこの液体１中に気泡５が発生するが、この気泡
５は上記超音波振動により半導体基板２の表面近傍から
速やかに離れるため、この表面近傍から速やかに除去さ
れる。その結果、既に述べたように気泡５と液体１との
界面でパルスレーザ−ビーム４が反射されたり屈折され
たりするおそれがなくなる。According to this embodiment I, since the pulsed laser beam 4 is irradiated while applying ultrasonic vibration to the liquid 1 and the semiconductor substrate 2 as described above, there are the following advantages. That is, as already mentioned, a part of the liquid 1 in contact with the semiconductor substrate 2 evaporates due to the irradiation with the pulsed laser beam 4, and bubbles 5 are generated in the liquid 1. Since the ultrasonic vibration causes the particles to quickly leave the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 2, they are quickly removed from the vicinity of the surface. As a result, there is no possibility that the pulsed laser beam 4 will be reflected or refracted at the interface between the bubble 5 and the liquid 1, as described above.
これによって、半導体基板２中へのドーピングを効率的
にしかも均一に行うことができる。この場合、ドーパン
トの導電型に応じてｐ型またはｎ型の半導体領域を半導
体基板２中に形成することができる。また、この実施例
■による液相からのドーピング方法は、面相からのドー
ピング方法と同程度の高濃度ドーピングを行うことがで
きる。Thereby, the semiconductor substrate 2 can be doped efficiently and uniformly. In this case, a p-type or n-type semiconductor region can be formed in the semiconductor substrate 2 depending on the conductivity type of the dopant. Further, the method of doping from the liquid phase according to Example 2 can perform doping at a concentration as high as that of the method of doping from the plane phase.
この実施例Ｉによるドーピング方法は各種の半導体装置
の製造プロセスに適用し得るものである。The doping method according to Example I can be applied to various semiconductor device manufacturing processes.
ス星班ｌ
第２図は本発明の実施例■を示す、この実施例■は、層
流により気泡を除去する実施例である。Figure 2 shows Embodiment 2 of the present invention. Embodiment 2 is an embodiment in which air bubbles are removed by laminar flow.
第２図に示すように、この実施例■においては、ホルダ
ー６に設けられた凹部に半導体基板２を置くとともに、
パルスレーザ−ビーム４に対して透明な石英板７をこの
半導体基板２と平行に、かつ小さなギャップを介して対
向させる。そして、このギャップ内にドーパントを含む
液体１の層流を一定の流速で流しながら、石英板７を通
して半導体基板２にパルスレーザ−ビーム４を照射し、
これによって半導体基板２中にドーピングを行う。As shown in FIG. 2, in this embodiment (2), the semiconductor substrate 2 is placed in the recess provided in the holder 6,
A quartz plate 7 transparent to the pulsed laser beam 4 is placed parallel to the semiconductor substrate 2 and facing the semiconductor substrate 2 with a small gap therebetween. Then, while flowing a laminar flow of the liquid 1 containing the dopant at a constant flow rate within this gap, the semiconductor substrate 2 is irradiated with a pulsed laser beam 4 through the quartz plate 7.
This performs doping into the semiconductor substrate 2.
なお、上記ギャップの大きさは使用する液体１の種類に
応じて決められる。Note that the size of the gap is determined depending on the type of liquid 1 used.
この実施例■によれば、上述のように半導体基板２の表
面にドーパントを含む液体１０層流を流しながらこの半
導体基板２にパルスレーザ−ビーム４を照射しているの
で、このパルスレーザ−ビーム４の照射により液体１中
に発生する気泡（図示せず）はこの層流により半導体基
板２の表面から速やかに除去される。これによって、実
施例Ｉと同様に、半導体基板２へのドーピングを効率的
にしかも均一に行うことができる。この他の利点も実施
例■で述べたと同様である。According to this embodiment (2), as described above, the semiconductor substrate 2 is irradiated with the pulsed laser beam 4 while flowing a laminar flow of the dopant-containing liquid over the surface of the semiconductor substrate 2. Bubbles (not shown) generated in the liquid 1 by the irradiation of the liquid 1 are quickly removed from the surface of the semiconductor substrate 2 by this laminar flow. Thereby, similarly to Example I, the semiconductor substrate 2 can be efficiently and uniformly doped. Other advantages are also the same as those described in Example (2).
以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
例えば、パルスレーザ−ビーム４としては、例えばＸｅ
Ｆエキシマ−レーザーによるパルスレーザ−ビーム（波
長３５１ｎｍ）を用いることも可能である。また、半導
体基板２にドーピングする原子の種類を選ぶことにより
、合金や化合物の形成を行うことが可能である。さらに
、上述の実施例Ｉ、■においては、半導体基板にドーピ
ングを行う場合について説明したが、本発明は、半導体
基板上に膜形成を行う場合にも適用することが可能であ
る。この場合には、膜形成用の原子を含む液体中で半導
体基板にパルスレーザ−ビームを照射することにより上
記原子を半導体基板上に堆積させ、これによって半導体
基板上に膜を形成する。For example, as the pulsed laser beam 4, for example, Xe
It is also possible to use a pulsed laser beam (wavelength 351 nm) from an F excimer laser. Further, by selecting the type of atoms to be doped into the semiconductor substrate 2, it is possible to form an alloy or a compound. Furthermore, in the above-mentioned Examples I and (2), the case where the semiconductor substrate is doped has been described, but the present invention can also be applied to the case where a film is formed on the semiconductor substrate. In this case, the atoms are deposited on the semiconductor substrate by irradiating the semiconductor substrate with a pulsed laser beam in a liquid containing atoms for film formation, thereby forming a film on the semiconductor substrate.
以上説明したように、本発明によれば、液体及び半導体
基板に超音波振動を与えながら、または半導体基板の表
面に液体を流しながら半導体基板にレーザービームを照
射するようにしているので、このレーザービームの照射
により液体中に発生する気泡を半導体基板の表面近傍か
ら速やかに除去することができる。これによって、ドー
ピングまたは膜形成を効率的にしかも均一に行うことが
できる。As explained above, according to the present invention, the semiconductor substrate is irradiated with a laser beam while applying ultrasonic vibration to the liquid and the semiconductor substrate, or while the liquid is flowing on the surface of the semiconductor substrate. Bubbles generated in the liquid by beam irradiation can be quickly removed from near the surface of the semiconductor substrate. This allows doping or film formation to be performed efficiently and uniformly.
第１図は本発明の実施例Ｉを説明するための断面図、第
２図は本発明の実施例■を説明するための断面図である
。
図面における主要な符号の説明
ｌ：液体、 ２：半導体基板、 ３：超音波、４：パル
スレーザ−ビーム、 ５：気泡、 ６：ホルダー、 ７
：石英板。
代理人 弁理士 杉 浦 正 知
４パルスＬ−サーζ−４
１Ｊｔ！倒Ｉ
第１図
実施例■
第２図FIG. 1 is a sectional view for explaining Embodiment I of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view for explaining Embodiment 2 of the present invention. Explanation of main symbols in the drawings 1: Liquid, 2: Semiconductor substrate, 3: Ultrasonic wave, 4: Pulsed laser beam, 5: Bubbles, 6: Holder, 7
:Quartz plate. Agent Patent Attorney Tadashi Sugiura Tomo 4 Pulse L-Sir ζ-4 1Jt! Figure 1 Example ■ Figure 2
Claims (1)
レーザービームを照射することにより上記半導体基板中
に上記原子をドーピングし、または上記半導体基板上に
上記原子を堆積させて膜を形成するに際し、 上記液体及び上記半導体基板に超音波振動を与えながら
、または上記半導体基板の表面に上記液体を流しながら
上記半導体基板に上記レーザービームを照射するように
したことを特徴とする半導体基板の処理方法。[Claims] The semiconductor substrate is doped with the atoms by irradiating the semiconductor substrate with a laser beam while in contact with a liquid containing predetermined atoms, or the atoms are deposited on the semiconductor substrate. When forming the film, the semiconductor substrate is irradiated with the laser beam while applying ultrasonic vibrations to the liquid and the semiconductor substrate, or while flowing the liquid onto the surface of the semiconductor substrate. A method for processing semiconductor substrates.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14610088A JPH01313930A (en) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | Semiconductor substrate processing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14610088A JPH01313930A (en) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | Semiconductor substrate processing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01313930A true JPH01313930A (en) | 1989-12-19 |
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ID=15400145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14610088A Pending JPH01313930A (en) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | Semiconductor substrate processing |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPH01313930A (en) |
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