JPH0210569B2 - - Google Patents
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- JPH0210569B2 JPH0210569B2 JP19692285A JP19692285A JPH0210569B2 JP H0210569 B2 JPH0210569 B2 JP H0210569B2 JP 19692285 A JP19692285 A JP 19692285A JP 19692285 A JP19692285 A JP 19692285A JP H0210569 B2 JPH0210569 B2 JP H0210569B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
-
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- H01L21/26—Bombardment with radiation
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Description
本発明は、半導体装置の製法及びそれに使用す
る赤外線ランプ加熱装置に関し、特にイオン注入
された半導体基体に対して短時間加熱により電気
的活性化領域を形成せんとするものである。 イオン注入領域の結晶欠陥を回復させ注入原子
を電気的に活性化させるための従来技術として
は、電気炉を用いて加熱する方法が代表される。
この方法はイオン注入された半導体基板を多数枚
石英ボード等にセツトし、電気炉内にて例えば
800〜1200℃の高温で10分間以上の加熱処理で電
気的活性領域を形成するものである。この方法
は、大量処理できるという事で生産的ではある
が、一方被加熱体の熱容量が大きい為に短時間の
加熱では形成される電気的活性層にバラツキが生
じてしまう。又、イオン注入領域のプロフアイル
の制御性を半導体素子作成に利用しようとして
も、従来法による長時間加熱ではイオン注入プロ
フアイルの再分布現象が生じ、イオン注入の利点
が損なわれる。再に例えばGaAs化合物半導体の
ように熱的に不安定な半導体装置の作製において
は、高温、長時間の加熱によつて基板構成元素で
あるGa、As等が蒸発し、表面に変成層を形成す
る事によつてイオン注入領域の電気的活性化が損
なわれるという問題がある。 一方、イオン注入領域の新しい加熱処理法即ち
アニール法として、例えばレーザアニール法が検
討されている。このレーザアニール法は極く短時
間（nsec〜msec）にイオン注入領域を電気的に
活性できるものとして研究されているが、そのメ
カニズムはレーザ光のもつエネルギーを半導体基
体が吸収し、熱エネルギーに変換して加熱処理さ
れるものとされている。しかし、この場合には当
然吸収係数のレーザ光波長依存性、半導体基板の
結晶性（イオン注入量によつて異なる）が吸収係
数を大きく左右し、アニールされる半導体基板に
よつてレーザ出力を変えねばならないという欠点
がある。又、SiO2−Si構造、多結晶Si−Si構造等
の如き多層構造にレーザ光を照射してアニールす
る場合、例えばSi表面でのレーザ光の反射があ
り、レーザ光波長とSi上のSiO2膜厚等で決定さ
れる干渉効果があり、同時にアニールに必要なレ
ーザ出力が異なつてしまう。さらに、レーザアニ
ールの現状は数10μmに集束したレーザビームを
Ｘ−Ｙの走査で半導体基体を均一にアニールして
いくが、レーザ光のふらつき等もあつて均一にア
ニールできない。なお大口径レーザで半導体基板
に照射できればよいが、この場合には非常に大き
なレーザ出力が必要となる。 本発明は、赤外ランプ光線照射による新しいア
ニール法を用いてイオン注入領域の活性化を行
い、上記問題点を改善し、またアニール時の半導
体基体の反りを抑えるようにした半導体装置の製
法を提供するものである。 本発明においては、半導体基体の表面にイオン
注入を行つて後、赤外ランプ光線透過性の支持手
段により半導体基体をその主面の一部のみ接触さ
せて支持し、赤外ランプを用いて基体の両主面か
ら0.4〜4.0μmの範囲で連続した波長分布をもつ赤
外ランプ光線を照射して加熱しイオン注入領域を
活性化するものである。この赤外ランプ光線照射
アニールによれば、従来の電気炉アニールの１／
10〜１／100の短いアニール時間でイオン注入領
域の電気的活性化が計れるものであり、上述した
長時間アニールに伴う従来の諸問題を解決するこ
とができる。又、赤外ランプ光線の照射は数秒間
なので、片面からだけの照射では基体に熱ひずみ
が生じストレスによる結晶欠陥を生じ易いが基体
の両主面から照射するので熱ひずみが生ぜず、結
晶欠陥は生じない。同時に基体を主面の一部のみ
に接触させて支持するため、両面照射と相俟つて
基体の反りが抑えられる。 以下、本発明を詳細に説明する。 先ず、本発明の理解を容易にするために、第１
図及び第２図を用いて赤外線ランプ加熱装置の参
考例を説明する。第１図は楕円反射鏡による集光
加熱型であり、同図中１はアニールすべき被加熱
体、即ちイオン注入された半導体ウエーハ、２は
半導体ウエーハ１を載置して移動させる移動台、
３はタングステン・ハロゲン・ランプで之より
0.4〜4.0μmの波長の赤外ランプ光線４が楕円曲面
の反射鏡５によつて反射され、半導体ウエーハ１
の面上に集光される。半導体ウエーハ１に対する
加熱は赤外線ランプ３からの赤外ランプ光線４を
反射鏡５を介してウエーハ１の面上に集光させ移
動台を所定の速度で移動させることによつて赤外
ランプ光線スポツトをウエーハ１の面上に走査し
て行う。この場合ウエーハ面上で直径３〜５mmの
スポツト加熱（〜1000℃）が可能となる。 第２図は放物面反射鏡による均一照射型であ
り、この装置は石英管６内にサセプタ７を介して
イオン注入された半導体ウエーハ１が配置され、
石英管６の外側上下に放物面反射鏡８を具備する
均一照射の赤外線ランプ３が一対複数連（図は一
対３連）の構成をもつて配されて成る。 参考例 １ 第１図の集光加熱型装置を用いてイオン注入さ
れた半導体基板のアニールを行い、そのイオン注
入領域の結晶欠陥の回復、注入原子の電気的活性
化を測定した。試料はCZ50〜100Ω−cmの結晶方
位（111）のシリコン基板を用い、このシリコン
基板に200KeVのリンイオン（P+）を１×1014cm
-2、１×1015cm-2室温注入した。赤外線ランプは
波長0.4〜4.0μmであり定格出力150W、赤外ラン
プ光線スポツト径は３〜５mmである。 結果は、１×1014cm-2注入領域が0.6mm×secの
走査速度で充分に活性され、１×1015cm-2注入領
域が0.3／secの走査速度で充分に活性された。従
つて赤外ランプ光線スポツト径（３〜５mm）を加
味して1014cm-2、1015cm-2注入領域は10秒前後の
赤外ランプ光線照射で活性化できる。 参考例 ２ 試料としてCZ50〜100Ω−cmの結晶方位（111）
のシリコン基板を用い、このシリコン基板に
200KeVのリンイオン（P+）を１×1014cm-2注入
した。このイオン注入されたシリコン基板を第２
図の均一照射型の装置を用いてアニールし、イオ
ン注入領域の電気的活性化を測定した。測定結果
は、900℃、１分〜２分の赤外ランプ光線照射で
イオン注入領域が、100％活性化され、且つ基板
内のシート抵抗のバラツキも２〜４％以内に納め
られた。ここで得られた活性化領域は、従来の電
気炉アニールによる900℃、15分〜30分で得られ
る活性化領域に相当する。 参考例 ３ 試料としてCZ50〜100Ω−cmの結晶方位（111）
のシリコン基板を用い、このシリコン基板に
200KeVのリンイオン（P+）、ボロイオン（B+）
を１×1015cm-2注入した。このイオン注入された
シリコン基板を第２図の均一照射型の装置を用い
てアニールし、イオン注入領域の電気的活性化を
測定した。結果は、リン及びボロンの１×1015cm
-2注入領域が1000℃、10〜30秒の短時間加熱で充
分活性化され、且つ基板内のシート抵抗のバラツ
キも0.5％前後に納められた。 下記の表は上述の赤外ランプ光線アニール
（Ｉ、Ｒ）と従来の電気炉アニールと接合深さの
測定結果を示す。尚、試料はCZ40〜80Ω−cmの
結晶方位（111）のｎ型シリコン基板に200KeV
のボロンイオン（B+）を1.0〜1015cm-2注入した
ものを使用した。
る赤外線ランプ加熱装置に関し、特にイオン注入
された半導体基体に対して短時間加熱により電気
的活性化領域を形成せんとするものである。 イオン注入領域の結晶欠陥を回復させ注入原子
を電気的に活性化させるための従来技術として
は、電気炉を用いて加熱する方法が代表される。
この方法はイオン注入された半導体基板を多数枚
石英ボード等にセツトし、電気炉内にて例えば
800〜1200℃の高温で10分間以上の加熱処理で電
気的活性領域を形成するものである。この方法
は、大量処理できるという事で生産的ではある
が、一方被加熱体の熱容量が大きい為に短時間の
加熱では形成される電気的活性層にバラツキが生
じてしまう。又、イオン注入領域のプロフアイル
の制御性を半導体素子作成に利用しようとして
も、従来法による長時間加熱ではイオン注入プロ
フアイルの再分布現象が生じ、イオン注入の利点
が損なわれる。再に例えばGaAs化合物半導体の
ように熱的に不安定な半導体装置の作製において
は、高温、長時間の加熱によつて基板構成元素で
あるGa、As等が蒸発し、表面に変成層を形成す
る事によつてイオン注入領域の電気的活性化が損
なわれるという問題がある。 一方、イオン注入領域の新しい加熱処理法即ち
アニール法として、例えばレーザアニール法が検
討されている。このレーザアニール法は極く短時
間（nsec〜msec）にイオン注入領域を電気的に
活性できるものとして研究されているが、そのメ
カニズムはレーザ光のもつエネルギーを半導体基
体が吸収し、熱エネルギーに変換して加熱処理さ
れるものとされている。しかし、この場合には当
然吸収係数のレーザ光波長依存性、半導体基板の
結晶性（イオン注入量によつて異なる）が吸収係
数を大きく左右し、アニールされる半導体基板に
よつてレーザ出力を変えねばならないという欠点
がある。又、SiO2−Si構造、多結晶Si−Si構造等
の如き多層構造にレーザ光を照射してアニールす
る場合、例えばSi表面でのレーザ光の反射があ
り、レーザ光波長とSi上のSiO2膜厚等で決定さ
れる干渉効果があり、同時にアニールに必要なレ
ーザ出力が異なつてしまう。さらに、レーザアニ
ールの現状は数10μmに集束したレーザビームを
Ｘ−Ｙの走査で半導体基体を均一にアニールして
いくが、レーザ光のふらつき等もあつて均一にア
ニールできない。なお大口径レーザで半導体基板
に照射できればよいが、この場合には非常に大き
なレーザ出力が必要となる。 本発明は、赤外ランプ光線照射による新しいア
ニール法を用いてイオン注入領域の活性化を行
い、上記問題点を改善し、またアニール時の半導
体基体の反りを抑えるようにした半導体装置の製
法を提供するものである。 本発明においては、半導体基体の表面にイオン
注入を行つて後、赤外ランプ光線透過性の支持手
段により半導体基体をその主面の一部のみ接触さ
せて支持し、赤外ランプを用いて基体の両主面か
ら0.4〜4.0μmの範囲で連続した波長分布をもつ赤
外ランプ光線を照射して加熱しイオン注入領域を
活性化するものである。この赤外ランプ光線照射
アニールによれば、従来の電気炉アニールの１／
10〜１／100の短いアニール時間でイオン注入領
域の電気的活性化が計れるものであり、上述した
長時間アニールに伴う従来の諸問題を解決するこ
とができる。又、赤外ランプ光線の照射は数秒間
なので、片面からだけの照射では基体に熱ひずみ
が生じストレスによる結晶欠陥を生じ易いが基体
の両主面から照射するので熱ひずみが生ぜず、結
晶欠陥は生じない。同時に基体を主面の一部のみ
に接触させて支持するため、両面照射と相俟つて
基体の反りが抑えられる。 以下、本発明を詳細に説明する。 先ず、本発明の理解を容易にするために、第１
図及び第２図を用いて赤外線ランプ加熱装置の参
考例を説明する。第１図は楕円反射鏡による集光
加熱型であり、同図中１はアニールすべき被加熱
体、即ちイオン注入された半導体ウエーハ、２は
半導体ウエーハ１を載置して移動させる移動台、
３はタングステン・ハロゲン・ランプで之より
0.4〜4.0μmの波長の赤外ランプ光線４が楕円曲面
の反射鏡５によつて反射され、半導体ウエーハ１
の面上に集光される。半導体ウエーハ１に対する
加熱は赤外線ランプ３からの赤外ランプ光線４を
反射鏡５を介してウエーハ１の面上に集光させ移
動台を所定の速度で移動させることによつて赤外
ランプ光線スポツトをウエーハ１の面上に走査し
て行う。この場合ウエーハ面上で直径３〜５mmの
スポツト加熱（〜1000℃）が可能となる。 第２図は放物面反射鏡による均一照射型であ
り、この装置は石英管６内にサセプタ７を介して
イオン注入された半導体ウエーハ１が配置され、
石英管６の外側上下に放物面反射鏡８を具備する
均一照射の赤外線ランプ３が一対複数連（図は一
対３連）の構成をもつて配されて成る。 参考例 １ 第１図の集光加熱型装置を用いてイオン注入さ
れた半導体基板のアニールを行い、そのイオン注
入領域の結晶欠陥の回復、注入原子の電気的活性
化を測定した。試料はCZ50〜100Ω−cmの結晶方
位（111）のシリコン基板を用い、このシリコン
基板に200KeVのリンイオン（P+）を１×1014cm
-2、１×1015cm-2室温注入した。赤外線ランプは
波長0.4〜4.0μmであり定格出力150W、赤外ラン
プ光線スポツト径は３〜５mmである。 結果は、１×1014cm-2注入領域が0.6mm×secの
走査速度で充分に活性され、１×1015cm-2注入領
域が0.3／secの走査速度で充分に活性された。従
つて赤外ランプ光線スポツト径（３〜５mm）を加
味して1014cm-2、1015cm-2注入領域は10秒前後の
赤外ランプ光線照射で活性化できる。 参考例 ２ 試料としてCZ50〜100Ω−cmの結晶方位（111）
のシリコン基板を用い、このシリコン基板に
200KeVのリンイオン（P+）を１×1014cm-2注入
した。このイオン注入されたシリコン基板を第２
図の均一照射型の装置を用いてアニールし、イオ
ン注入領域の電気的活性化を測定した。測定結果
は、900℃、１分〜２分の赤外ランプ光線照射で
イオン注入領域が、100％活性化され、且つ基板
内のシート抵抗のバラツキも２〜４％以内に納め
られた。ここで得られた活性化領域は、従来の電
気炉アニールによる900℃、15分〜30分で得られ
る活性化領域に相当する。 参考例 ３ 試料としてCZ50〜100Ω−cmの結晶方位（111）
のシリコン基板を用い、このシリコン基板に
200KeVのリンイオン（P+）、ボロイオン（B+）
を１×1015cm-2注入した。このイオン注入された
シリコン基板を第２図の均一照射型の装置を用い
てアニールし、イオン注入領域の電気的活性化を
測定した。結果は、リン及びボロンの１×1015cm
-2注入領域が1000℃、10〜30秒の短時間加熱で充
分活性化され、且つ基板内のシート抵抗のバラツ
キも0.5％前後に納められた。 下記の表は上述の赤外ランプ光線アニール
（Ｉ、Ｒ）と従来の電気炉アニールと接合深さの
測定結果を示す。尚、試料はCZ40〜80Ω−cmの
結晶方位（111）のｎ型シリコン基板に200KeV
のボロンイオン（B+）を1.0〜1015cm-2注入した
ものを使用した。
【表】
尚、上例の赤外線ランプ加熱装置に於ては第２
図の均一照射型の装置の方が集光加熱型に比べて
実用的である。この場合、使用に際しては半導体
ウエーハ１を石英管６内に入れ、N2ガスを流し
て半導体ウエーハ１に酸化膜が形成されないよう
にしているが、石英の赤外線吸収率が低いので、
加熱は通常の電気炉のように石英管を介してなさ
れるものでなく、この為石英加熱によるN+など
の汚染が少ない。又、第１図及び第２図の夫々の
赤外線ランプ加熱装置においては半導体ウエーハ
１に熱電対９を取付け、赤外ランプ光線照射によ
る加熱温度を検出して任意の設定温度、設定加熱
時間に制御し、加熱条件をより好条件とするよう
になすこともできる。第２図の場合には半導体ウ
エーハと同一の熱容量を持つ基板に熱電対を埋込
んで制御する事も可能である。又、これらの赤外
線ランプ加熱装置はイオン注入機に組込み、イオ
ン注入された半導体ウエーハを大気中に取り出す
事なく、イオン注入機内で加熱し電気的活性化領
域を形成することも出来る。次に、本発明の実施
例を第３図を用いて説明する。 本実施例に係る赤外線ランプ加熱装置１５は、
第２図と同様に放物面反射鏡による均一照射型で
あり、半導体ウエーハ１が配置される石英管６の
外側上下に相対向して半導体ウエーハ１よりも広
い面積に照射する赤外ランプ光線照射手段１３及
び１４が配され、即ち放物面反射鏡８を具備する
均一照射の赤外線ランプ３が一対複数連（図は一
対３連）の構成をもつて配されるも、特に本装置
１５では、半導体ウエーハ１の保持を、石英のリ
ング１０の内周に之と一体に３本又は４本の細い
突起１１を設けてなる石英製のウエーハ支持手段
１２によつて中空に支持するようになす。そし
て、本実施例においては、この赤外線ランプ加熱
装置１５を用いてイオン注入した半導体ウエーハ
１をアニールし、イオン注入領域を活性化する。
これによつて半導体ウエーハのみを（熱容量が少
いので）瞬間的に加熱する（1000℃／4sec）こと
ができる。加熱温度は照射時間を決めるだけでよ
く、熱電対などによる温度の制御を要しない。照
射時間は数gecである。 本実施例によれば、参考例(2)、(3)で示したと同
様に、イオン注入領域が短時間加熱で充分活性化
され、半導体ウエーハ内のシート抵抗のバラツキ
も低減される。しかも、半導体ウエーハのみを均
一に加熱するのでウエーハ面内の均一性がよく、
反りも少い。又炉芯管内壁からの汚染の問題がな
い。赤外ランプ光線照射部をウエーハが移動して
いくようにすれば、加熱工程を自動化することが
できる。 上述の本発明によれば、赤外線ランプを用いて
イオン注入された半導体基体に対して赤外ランプ
光線を照射し加熱することにより、高温、短時間
でイオン注入領域の電気的活性化ができ、且つ赤
外ランプ光線の均一照射により半導体基体内のシ
ート抵抗の均一性も得られる。アニール時間は従
来の電気炉アニールの１／10〜１／100であり、
従つてイオン注入分布を再分布させずに活性化す
ることができ、より浅い接合の形成が可能とな
る。特にボロン注入領域の場合は注入分布の制
御、浅い接合形成が可能となる。 又、例えばGaAs化合物半導体の如く熱的に不
安定な半導体装置の作製においても、赤外ランプ
光線照射アニールによつて短時間でイオン注入領
域の活性化が行われるので、Ga、Asの蒸発が抑
えられる変成層の形成が阻止でき、イオン注入領
域の活性化が損なわれない。 又、Si−SiO2構造、多結晶Si−Si構造等の如き
多層構造のアニールに本発明の赤外ランプ光線照
射アニールを適用した場合赤外ランプ光線波長が
0.4〜4.0μmの広範囲にあるためにレーザアニール
で問題となる波長干渉効果は無視できる。 又、半導体基体の両主面から赤外ランプ光線を
照射するので、基体に熱ひずみは生ぜず、熱ひず
みによる結晶欠陥を生じることなく、良好なアニ
ール処理ができる。（尚、従来のレーザー、Xeラ
ンプアニールでは、極短時間であつたので熱吸収
は表面部のみであり、片面照射でも熱ひずみは問
題とならなかつた。）そして中空支持の半導体基
体を両主面から赤外ランプ光線を照射して加熱す
るので、半導体基体の変形（反り）を抑えること
ができる。 さらに、赤外ランプ光線照射アニールは省エネ
ルギーで且つ半導体基体を均一にアニールでき
る。即ち、半導体基体内の活性化のバラツキを１
％以下に抑えることができる。 さらに又赤外ランプ光線照射アニールは熱応答
の早さから極めて短時間に昇温出来（現在〜100
℃／secで昇温可能）、または高温短時間の制御が
容易である。従つて本発明はイオン注入層からの
拡散現象の解明、結晶性回復、２次欠陥の成長等
の解析にも活用できる。 尚、本発明においては、例えば400〜600℃、10
分〜１時間の熱処理を施した後、1000℃、10秒の
熱処理を行う所謂２段階アニールを行うことも可
能であり、この場合には理論注入キヤリア分布を
得ることが出来る。
図の均一照射型の装置の方が集光加熱型に比べて
実用的である。この場合、使用に際しては半導体
ウエーハ１を石英管６内に入れ、N2ガスを流し
て半導体ウエーハ１に酸化膜が形成されないよう
にしているが、石英の赤外線吸収率が低いので、
加熱は通常の電気炉のように石英管を介してなさ
れるものでなく、この為石英加熱によるN+など
の汚染が少ない。又、第１図及び第２図の夫々の
赤外線ランプ加熱装置においては半導体ウエーハ
１に熱電対９を取付け、赤外ランプ光線照射によ
る加熱温度を検出して任意の設定温度、設定加熱
時間に制御し、加熱条件をより好条件とするよう
になすこともできる。第２図の場合には半導体ウ
エーハと同一の熱容量を持つ基板に熱電対を埋込
んで制御する事も可能である。又、これらの赤外
線ランプ加熱装置はイオン注入機に組込み、イオ
ン注入された半導体ウエーハを大気中に取り出す
事なく、イオン注入機内で加熱し電気的活性化領
域を形成することも出来る。次に、本発明の実施
例を第３図を用いて説明する。 本実施例に係る赤外線ランプ加熱装置１５は、
第２図と同様に放物面反射鏡による均一照射型で
あり、半導体ウエーハ１が配置される石英管６の
外側上下に相対向して半導体ウエーハ１よりも広
い面積に照射する赤外ランプ光線照射手段１３及
び１４が配され、即ち放物面反射鏡８を具備する
均一照射の赤外線ランプ３が一対複数連（図は一
対３連）の構成をもつて配されるも、特に本装置
１５では、半導体ウエーハ１の保持を、石英のリ
ング１０の内周に之と一体に３本又は４本の細い
突起１１を設けてなる石英製のウエーハ支持手段
１２によつて中空に支持するようになす。そし
て、本実施例においては、この赤外線ランプ加熱
装置１５を用いてイオン注入した半導体ウエーハ
１をアニールし、イオン注入領域を活性化する。
これによつて半導体ウエーハのみを（熱容量が少
いので）瞬間的に加熱する（1000℃／4sec）こと
ができる。加熱温度は照射時間を決めるだけでよ
く、熱電対などによる温度の制御を要しない。照
射時間は数gecである。 本実施例によれば、参考例(2)、(3)で示したと同
様に、イオン注入領域が短時間加熱で充分活性化
され、半導体ウエーハ内のシート抵抗のバラツキ
も低減される。しかも、半導体ウエーハのみを均
一に加熱するのでウエーハ面内の均一性がよく、
反りも少い。又炉芯管内壁からの汚染の問題がな
い。赤外ランプ光線照射部をウエーハが移動して
いくようにすれば、加熱工程を自動化することが
できる。 上述の本発明によれば、赤外線ランプを用いて
イオン注入された半導体基体に対して赤外ランプ
光線を照射し加熱することにより、高温、短時間
でイオン注入領域の電気的活性化ができ、且つ赤
外ランプ光線の均一照射により半導体基体内のシ
ート抵抗の均一性も得られる。アニール時間は従
来の電気炉アニールの１／10〜１／100であり、
従つてイオン注入分布を再分布させずに活性化す
ることができ、より浅い接合の形成が可能とな
る。特にボロン注入領域の場合は注入分布の制
御、浅い接合形成が可能となる。 又、例えばGaAs化合物半導体の如く熱的に不
安定な半導体装置の作製においても、赤外ランプ
光線照射アニールによつて短時間でイオン注入領
域の活性化が行われるので、Ga、Asの蒸発が抑
えられる変成層の形成が阻止でき、イオン注入領
域の活性化が損なわれない。 又、Si−SiO2構造、多結晶Si−Si構造等の如き
多層構造のアニールに本発明の赤外ランプ光線照
射アニールを適用した場合赤外ランプ光線波長が
0.4〜4.0μmの広範囲にあるためにレーザアニール
で問題となる波長干渉効果は無視できる。 又、半導体基体の両主面から赤外ランプ光線を
照射するので、基体に熱ひずみは生ぜず、熱ひず
みによる結晶欠陥を生じることなく、良好なアニ
ール処理ができる。（尚、従来のレーザー、Xeラ
ンプアニールでは、極短時間であつたので熱吸収
は表面部のみであり、片面照射でも熱ひずみは問
題とならなかつた。）そして中空支持の半導体基
体を両主面から赤外ランプ光線を照射して加熱す
るので、半導体基体の変形（反り）を抑えること
ができる。 さらに、赤外ランプ光線照射アニールは省エネ
ルギーで且つ半導体基体を均一にアニールでき
る。即ち、半導体基体内の活性化のバラツキを１
％以下に抑えることができる。 さらに又赤外ランプ光線照射アニールは熱応答
の早さから極めて短時間に昇温出来（現在〜100
℃／secで昇温可能）、または高温短時間の制御が
容易である。従つて本発明はイオン注入層からの
拡散現象の解明、結晶性回復、２次欠陥の成長等
の解析にも活用できる。 尚、本発明においては、例えば400〜600℃、10
分〜１時間の熱処理を施した後、1000℃、10秒の
熱処理を行う所謂２段階アニールを行うことも可
能であり、この場合には理論注入キヤリア分布を
得ることが出来る。
第１図及び第２図は夫々赤外線ランプ加熱装置
の参考例を示す配置図、第３図は本発明に適用さ
れる赤外線ランプ加熱装置の例を示す配置図であ
る。 １は被加熱体、３は赤外線ランプ、４は赤外ラ
ンプ光線、９は熱電対、１２はウエーハ支持手段
である。
の参考例を示す配置図、第３図は本発明に適用さ
れる赤外線ランプ加熱装置の例を示す配置図であ
る。 １は被加熱体、３は赤外線ランプ、４は赤外ラ
ンプ光線、９は熱電対、１２はウエーハ支持手段
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基体の表面にイオン注入を行い、赤外
ランプ光線透過性の支持手段により該半導体基体
の主面の一部のみ接触させて該半導体基体を支持
し、該半導体基体の両主面に同時に照射領域範囲
が上記半導体基体よりも広い赤外ランプ光線を照
射して加熱し、上記半導体基体の変形を抑えてイ
オン注入領域を活性化することを特徴とする半導
体装置の製法。 ２ 相対向する赤外ランプ光線照射手段と、該赤
外ランプ光線照射手段の間に赤外ランプ光線を透
過する耐熱性材料で形成され、半導体基体の主面
の一部のみ接触する半導体基体支持手段が設けら
れ、上記赤外ランプ光線照射手段は上記半導体基
体よりも広い面積で形成され、上記半導体基体支
持手段を透過した赤外ランプ光線、または該透過
赤外ランプ光線と直接照射の赤外ランプ光線によ
り、上記半導体基体の両面を同時に照射し、該半
導体基体の変形を抑えて該半導体基体を加熱する
ことを特徴とする赤外線ランプ加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19692285A JPS61198625A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 半導体装置の製法及びそれに使用する赤外線ランプ加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19692285A JPS61198625A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 半導体装置の製法及びそれに使用する赤外線ランプ加熱装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16374679A Division JPS56100412A (en) | 1979-12-17 | 1979-12-17 | Manufacture of semiconductor device |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP549788A Division JPS63170916A (ja) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | 赤外線ランプ加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198625A JPS61198625A (ja) | 1986-09-03 |
| JPH0210569B2 true JPH0210569B2 (ja) | 1990-03-08 |
Family
ID=16365898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19692285A Granted JPS61198625A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 半導体装置の製法及びそれに使用する赤外線ランプ加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61198625A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3173926B2 (ja) | 1993-08-12 | 2001-06-04 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 薄膜状絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法及びその半導体装置 |
| KR100414736B1 (ko) * | 2002-05-20 | 2004-01-13 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 트랜지스터 형성방법 |
| JP6442355B2 (ja) * | 2015-04-23 | 2018-12-19 | 日本碍子株式会社 | 赤外線ヒーター及び赤外線処理装置 |
-
1985
- 1985-09-06 JP JP19692285A patent/JPS61198625A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61198625A (ja) | 1986-09-03 |
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