JPH11224861A - Activation method and activation device for semiconductor impurity - Google Patents

Activation method and activation device for semiconductor impurity

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JPH11224861A
JPH11224861A JP33888598A JP33888598A JPH11224861A JP H11224861 A JPH11224861 A JP H11224861A JP 33888598 A JP33888598 A JP 33888598A JP 33888598 A JP33888598 A JP 33888598A JP H11224861 A JPH11224861 A JP H11224861A
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semiconductor
light
activating
impurity
wavelength
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Application number
JP33888598A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuhisa Yoshida
哲久 吉田
Masatoshi Kitagawa
雅俊 北川
Masao Uchida
正雄 内田
Makoto Kitahata
真 北畠
Tsuneo Mitsuyu
常男 三露
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an activation method and activation device for a semiconductor impurity, capable of efficiently and surely activating impurities even if a laser of relatively small output is used. SOLUTION: An SiC substrate 1 and an SiC thin film 2, to which impurity elements have been added, and irradiated with laser beams 5 of a wavelength longer than the wavelength for causing the band end adsorption of a semiconductor or irradiated with the laser beams 5 of a wavelength absorbed by the vibration of bonding between the constituent element of the semiconductor and the impurity element, the wavelength of 9-11 μm for instance. Especially, in the case of adding Al to SiC, they are irradiated with the laser beam 5 whose wavelength is 9.5-10 μm. As a result, even if a laser device of relatively small output is used, the impurities are efficiently and surely activated, and especially the activation of p-type impurities of SiC which were difficult conventionally is performed very efficiently.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素子
の製造に必要とされる、炭化珪素(SiC)等に注入さ
れた不純物を活性化させる半導体不純物の活性化方法、
および活性化装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of activating a semiconductor impurity required for manufacturing a semiconductor device, for example, for activating an impurity implanted into silicon carbide (SiC) or the like.
And an activation device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体として現在最も一般的なシリコン
(Si)を用いた半導体素子を形成する際には、イオン
注入等によってSi中に不純物を添加した後、電気炉
や、フラッシュランプアニールなどにより、Siを90
0〜1100℃程度に加熱して熱処理することにより、
不純物の活性化が行われている。
2. Description of the Related Art At the time of forming a semiconductor device using silicon (Si), which is currently most common as a semiconductor, an impurity is added to Si by ion implantation or the like, and then an electric furnace or flash lamp annealing is used. , 90
By heating to about 0 to 1100 ° C and performing heat treatment,
Activation of impurities is performed.

【0003】また、近年、電力特性(高耐圧、大許容電
流)や、高周波特性、耐環境性に優れた、炭化珪素(S
iC)を用いた半導体素子が注目されている。このSi
Cは、Siに比べてイオン注入および活性化が困難であ
るため、SiCの成膜の際に不純物を添加したり、50
0〜1000℃程度の高温に加熱した状態でイオン注入
を行い、さらに、T. Kimoto, et al. : Journal of Ele
ctronic Materials, Vol.25, No.5, 1996, pp.879-884
等で開示されているように、1400〜1600℃の高
温で熱処理を行い、不純物を活性化させる技術が提案さ
れている。
In recent years, silicon carbide (S) having excellent power characteristics (high withstand voltage, large allowable current), high frequency characteristics, and environmental resistance has been developed.
A semiconductor device using iC) has attracted attention. This Si
C is more difficult to implant and activate than Si. Therefore, C may be added with impurities during the formation of SiC,
Ion implantation is performed while heating to a high temperature of about 0 to 1000 ° C., and further, T. Kimoto, et al .: Journal of Ele
ctronic Materials, Vol.25, No.5, 1996, pp.879-884
And the like, a technique of activating impurities by performing heat treatment at a high temperature of 1400 to 1600 ° C. has been proposed.

【0004】しかし、上記のような熱処理によって不純
物の活性化を行う方法は、Si等を電気炉などによって
加熱する工程を必要とするため、活性化に比較的長時間
を要し、生産性を向上させることが困難である。この問
題点は、SiCを用いる場合には、より高温な熱処理を
必要とするために一層顕著であるとともに、特にp型の
ドーパント元素が多く活性化した半導体層を形成するこ
とが困難である。
However, the method of activating impurities by the heat treatment as described above requires a step of heating Si or the like by an electric furnace or the like, so that the activation requires a relatively long time and the productivity is reduced. It is difficult to improve. This problem is more remarkable when using SiC because a higher temperature heat treatment is required, and it is particularly difficult to form a semiconductor layer in which a large number of p-type dopant elements are activated.

【0005】そこで、例えば特開平7−22311号公
報等に記載されているように、炭素、窒素、および酸素
の濃度が一定値以下のアモルファスSi膜にレーザ光を
照射してレーザアニールすることによりアモルファスS
i膜を溶融させることなく非晶質領域と固相秩序化領域
が混在した領域を形成し、イオン打ち込みによって不純
物イオンを注入した後、波長が248nmのレーザ光を
照射してレーザアニールすることにより不純物領域をセ
ミアモルファス化させ、不純物を活性化させる技術が知
られている。なお、同公報には、上記のような方法によ
りアモルファスSiよりもキャリアの移動度を向上させ
得ることが記載されているが、アモルファスSi以外の
半導体に関するレーザアニールに関しては記載されてい
ない。
Therefore, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-22311, an amorphous Si film in which the concentrations of carbon, nitrogen and oxygen are equal to or lower than a predetermined value is irradiated with a laser beam and laser-annealed. Amorphous S
By forming a region where the amorphous region and the solid-phase ordered region are mixed without melting the i-film, implanting impurity ions by ion implantation, irradiating with a laser beam having a wavelength of 248 nm, and performing laser annealing. 2. Description of the Related Art There is known a technique of making an impurity region semi-amorphous and activating an impurity. Although the publication discloses that the mobility of carriers can be improved by the above-described method as compared with amorphous Si, it does not disclose laser annealing for semiconductors other than amorphous Si.

【0006】上記のような半導体の結晶化(活性化)を
行うためのレーザアニールに用いるレーザ光としては、
より詳しくは、例えば Y.Morita, et al. : Jpn J. App
l. Phys., Vol.2, No.2 (1989) pp. L309-L311に記載さ
れているように、Si膜のバンド端吸収を起こす波長よ
りも短い波長のエキシマレーザ光等が用いられていた。
このような波長のレーザ光が用いられるのは、レーザ光
のエネルギにより、半導体を構成する原子の電子を励起
・電離させ、そのエネルギの一部を構成原子の格子振動
エネルギに変換することによって、半導体を瞬間的に高
温に加熱して結晶化(活性化)を促進させためである。
The laser light used for laser annealing for crystallization (activation) of a semiconductor as described above includes:
For more details, see, for example, Y. Morita, et al .: Jpn J. App
As described in l. Phys., Vol. 2, No. 2 (1989) pp. L309-L311, excimer laser light having a wavelength shorter than the wavelength at which band edge absorption of the Si film occurs is used. Was.
Laser light of such a wavelength is used by exciting and ionizing electrons of atoms constituting a semiconductor by the energy of the laser light, and converting a part of the energy into lattice vibration energy of the constituent atoms. This is because the semiconductor is instantaneously heated to a high temperature to promote crystallization (activation).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のレーザアニールによる不純物の活性化では、エネル
ギの利用効率が低く、半導体を瞬間的に高温に加熱する
ために比較的大出力のレーザ装置を必要とし、製造コス
トの増大等を招きがちであるうえ、不純物等の活性化を
確実に行うことが必ずしも容易ではなく、良好な特性を
有する半導体素子を形成することなどが困難であるとい
う問題点を有していた。特に、SiCにおけるp型不純
物等の活性化に関しては、良好な特性を有する半導体素
子の形成が一層困難である。
However, in the conventional impurity activation by laser annealing, the efficiency of energy utilization is low, and a laser device having a relatively large output is required to instantaneously heat a semiconductor to a high temperature. In addition, there is a problem that the manufacturing cost tends to increase, and it is not always easy to reliably activate impurities and the like, and it is difficult to form a semiconductor element having good characteristics. Had. In particular, with respect to activation of p-type impurities and the like in SiC, it is more difficult to form a semiconductor element having good characteristics.

【0008】本発明は、上記の点に鑑み、比較的小さな
出力のレーザ装置を用いても、不純物の活性化を効率よ
く、かつ確実に行うことができる半導体不純物の活性化
方法、および活性化装置の提供を目的としている。
In view of the above points, the present invention provides a semiconductor impurity activation method and an activation method capable of efficiently and reliably activating an impurity even if a laser device having a relatively small output is used. It is intended to provide equipment.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、主要半導体元素と不純物元素とを含む
半導体に光を照射して上記不純物元素を活性化させる半
導体不純物の活性化方法であって、上記照射光が、上記
半導体のバンド端吸収を起こす波長よりも長い波長の光
であることを特徴としている。さらに、上記照射光が、
ほぼ、上記主要半導体元素と上記不純物元素との結合に
おける固有の振動により共鳴吸収が生じる波長の光であ
ることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method of activating semiconductor impurities by irradiating a semiconductor containing a main semiconductor element and an impurity element with light to activate the impurity elements. The method is characterized in that the irradiation light is light having a wavelength longer than a wavelength at which band edge absorption of the semiconductor occurs. Further, the irradiation light is
It is characterized in that the light is substantially at a wavelength at which resonance absorption occurs due to inherent vibration in the bond between the main semiconductor element and the impurity element.

【0010】すなわち、従来の活性化に用いられるよう
な、バンド端吸収を起こす波長よりも短い波長の光で
は、照射される光のエネルギにより、半導体を構成する
原子の電子を励起・電離させ、そのエネルギの一部を構
成原子の格子振動エネルギに変換することによって、半
導体を瞬間的に高温に加熱して活性化が行われるのに対
し、本発明者らは、それよりも長い上記のような波長の
光を照射することにより、直接不純物元素と半導体の構
成元素との間の格子振動を励起して活性化させ得ること
を見出し、本発明を完成するに至った。それゆえ、活性
化の効率がよく、出力の小さいレーザ装置を用いること
ができるうえ、良好な不純物の活性化を容易に行うこと
ができる。
That is, in the case of light having a wavelength shorter than the wavelength causing band edge absorption as used in conventional activation, the electrons of atoms constituting a semiconductor are excited and ionized by the energy of the irradiated light. By converting a part of the energy into lattice vibration energy of constituent atoms, the semiconductor is instantaneously heated to a high temperature to activate the semiconductor. It has been found that by irradiating light of various wavelengths, lattice vibration between an impurity element and a constituent element of a semiconductor can be directly excited and activated, and the present invention has been completed. Therefore, a laser device with high activation efficiency and low output can be used, and good impurity activation can be easily performed.

【0011】具体的には、例えば主要半導体元素が炭化
珪素、不純物元素がアルミニウム、ホウ素、およびガリ
ウムのうちのいずれかである場合には、バンド端吸収を
起こす波長(6H−SiCの場合、約3eV:〜0.4
1μm)よりも長い、例えば9μm以上、11μm以下
の波長の光を照射することにより、特性の良好なp型の
炭化珪素半導体を容易に形成することができる。特に、
アルミニウムの場合には、9.5〜10μmの波長を用
いることが、より好ましい。
Specifically, for example, when the main semiconductor element is silicon carbide and the impurity element is any of aluminum, boron, and gallium, the wavelength at which band edge absorption occurs (about 6H-SiC, 3 eV: up to 0.4
By irradiating light with a wavelength longer than 1 μm), for example, 9 μm or more and 11 μm or less, a p-type silicon carbide semiconductor having good characteristics can be easily formed. Especially,
In the case of aluminum, it is more preferable to use a wavelength of 9.5 to 10 μm.

【0012】また、本発明は、さらに、上記のような波
長のレーザ光を用い、上記レーザ光を上記半導体の表面
近傍に集光させるとともに、上記レーザ光の集光焦点位
置が、上記半導体の表面から上記レーザ光の光源側に所
定の距離の位置になるように、上記レーザ光を照射する
ことを特徴としている。より具体的には、例えば上記レ
ーザ光の集光焦点位置を上記半導体の表面よりも上記レ
ーザ光の光源側の位置から上記半導体の表面に近づけた
ときに生じるプルームを検出し、上記レーザ光の集光焦
点位置が、上記プルームが検出され始める位置付近にな
るように制御して、上記レーザ光を照射することを特徴
としている。
Further, the present invention further uses the laser light having the above-described wavelength to focus the laser light in the vicinity of the surface of the semiconductor, and to set the focus position of the laser light on the semiconductor. The method is characterized in that the laser light is irradiated so as to be located at a predetermined distance from the surface to the light source side of the laser light. More specifically, for example, a plume generated when the focal point of the laser light is brought closer to the surface of the semiconductor from a position closer to the light source side of the laser light than the surface of the semiconductor is detected. The method is characterized in that the laser beam is irradiated by controlling the focal point of the light to be near the position where the plume starts to be detected.

【0013】このように集光焦点位置を設定、制御する
ことにより、一層、活性化程度を向上させることが容易
にできる。
By setting and controlling the focal point position in this way, the degree of activation can be easily further improved.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、炭化珪素(SiC)に、不
純物としてアルミニウム(Al)イオンを注入し、活性
化させる例を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example in which aluminum (Al) ions are implanted as impurities into silicon carbide (SiC) and activated will be described below.

【0015】(半導体基板の製造工程)まず、レーザア
ニール工程を含む半導体基板の製造工程の概略を図1に
基づいて説明する。
(Semiconductor Substrate Manufacturing Process) First, an outline of a semiconductor substrate manufacturing process including a laser annealing process will be described with reference to FIG.

【0016】(1)図1(a)(b)に示すように、単
結晶の6H−SiC(六方晶炭化珪素)から成るSiC
基板1上に、昇華法によるエピタキシャル成長により、
単結晶の6H−SiCから成るSiC薄膜2を形成す
る。このSiC薄膜2の形成方法、条件については、公
知のものが適用できるため、説明を省略する。ここで、
上記SiC基板1およびSiC薄膜2は、それぞれ、結
晶成長時に窒素ガス(N2)を添加することにより、1
18cm-3の濃度のNをドーピングして、n型に形成す
る。なお、上記SiC基板1およびSiC薄膜2は、6
H−SiCから成るものに限らず、他の結晶形態のもの
でもよく、また、シリコン(Si)から成る基板を用い
るなどしてもよい。また、昇華法に限らず、CVD法な
どにより単結晶成長させて、SiC薄膜2を形成しても
よい。また、Nのドーピングは、形成される半導体を用
いて作製しようとする半導体素子(デバイス)等によっ
ては、必ずしも行わなくてもよい。
(1) As shown in FIGS. 1A and 1B, SiC made of single crystal 6H-SiC (hexagonal silicon carbide)
Epitaxial growth by sublimation on substrate 1
An SiC thin film 2 made of single crystal 6H—SiC is formed. As a method and conditions for forming the SiC thin film 2, known ones can be applied, and a description thereof will be omitted. here,
The above-mentioned SiC substrate 1 and SiC thin film 2 are each added with nitrogen gas (N 2 ) during the crystal growth,
It is doped with N at a concentration of 0 18 cm −3 to form an n-type. Note that the SiC substrate 1 and the SiC thin film 2
The substrate is not limited to the one made of H-SiC, but may be another crystal form, or a substrate made of silicon (Si) may be used. Further, the SiC thin film 2 may be formed by growing a single crystal not only by the sublimation method but also by a CVD method or the like. Further, N doping may not necessarily be performed depending on a semiconductor element (device) to be manufactured using a semiconductor to be formed.

【0017】(2)図1(c)に示すように、上記Si
C薄膜2に、イオン注入によりAlイオン3を注入し、
SiC薄膜2の表面付近にp型の不純物添加層(ドーピ
ング層)4を形成する。上記イオン注入は、より詳しく
は、800℃の温度で、 加速エネルギ:130keV 注入量:1.22×10
15cm-2 加速エネルギ: 80keV 注入量:3.9×1014
cm-2 加速エネルギ: 40keV 注入量:3.9×1014
cm-2 の3段階で行うことにより、図2に示すように、SiC
薄膜2の表面から約2000Åの厚さにわたって、10
20cm-3のAl濃度の領域が分布する不純物添加層4が
形成されるように行う。
(2) As shown in FIG.
Al ions 3 are implanted into the C thin film 2 by ion implantation,
A p-type impurity added layer (doping layer) 4 is formed near the surface of the SiC thin film 2. More specifically, the ion implantation is performed at a temperature of 800 ° C., an acceleration energy: 130 keV, and an implantation amount: 1.22 × 10
15 cm -2 acceleration energy: 80 keV Implantation amount: 3.9 × 10 14
cm -2 acceleration energy: 40 keV Implantation amount: 3.9 × 10 14
cm -2 in three stages, as shown in FIG.
Over a thickness of about 2000 mm from the surface of the thin film 2, 10
The process is performed so that the impurity-added layer 4 in which the region having the Al concentration of 20 cm -3 is distributed is formed.

【0018】なお、上記p型の不純物添加層4を形成す
るための不純物としては、Alの他に、ホウ素(B)、
ガリウム(Ga)などのいずれを用いてもよい。ただし
SiC薄膜に対するドーピングでは、不純物準位の浅い
p型の場合にはAlを用いることが好ましい。また、リ
ン(P)などを用いてn型の不純物添加層4を形成する
ようにしてもよい。その場合には、SiC基板1および
SiC薄膜2の結晶成長時には、上記Nの添加に代えて
必要に応じてAl等を添加してもよい。さらに、注入時
の温度、注入の加速エネルギや濃度、および1段階また
は多段階のいずれの条件でイオン注入を行うかなどは、
その半導体を用いて作製する半導体素子(デバイス)の
構造やドーピング層の厚さ等に応じて設定すればよい。
また、注入時の温度は室温でもよいが、500℃以上に
加熱してイオン注入を行う方が、後のレーザアニール工
程によって不純物をより活性化させることが容易にでき
る。また、他の公知の種々のイオン注入方法等を用いて
もよい。
The impurities for forming the p-type impurity-added layer 4 include, in addition to Al, boron (B),
Any of gallium (Ga) and the like may be used. However, in doping the SiC thin film, it is preferable to use Al in the case of a p-type having a shallow impurity level. Further, the n-type impurity-added layer 4 may be formed using phosphorus (P) or the like. In that case, at the time of crystal growth of the SiC substrate 1 and the SiC thin film 2, Al or the like may be added as needed instead of the above-mentioned addition of N. Furthermore, the temperature at the time of implantation, the acceleration energy and concentration of the implantation, and whether the ion implantation is performed under one-step or multi-step conditions are as follows.
What is necessary is just to set according to the structure of the semiconductor element (device) manufactured using the semiconductor, the thickness of a doping layer, etc.
Although the temperature at the time of implantation may be room temperature, it is easier to activate the impurities by a subsequent laser annealing step by performing ion implantation by heating to 500 ° C. or more. Further, other known various ion implantation methods may be used.

【0019】(3)図1(d)に示すように、不純物添
加層4に赤外線領域の波長のレーザ光5を所定の走査周
波数で水平・垂直方向に走査しながら照射して、上記添
加した不純物が全面にわたって一様に活性化された活性
化ドーピング層6を形成する。この活性化については、
以下に詳述する。
(3) As shown in FIG. 1D, the impurity-doped layer 4 is irradiated with a laser beam 5 having a wavelength in the infrared region while scanning in a horizontal and vertical direction at a predetermined scanning frequency. An activation doping layer 6 in which impurities are uniformly activated over the entire surface is formed. For this activation,
Details will be described below.

【0020】(レーザアニール装置)次に、レーザアニ
ール装置について説明する。
(Laser Annealing Apparatus) Next, the laser annealing apparatus will be described.

【0021】このレーザアニール装置は、図3に模式的
に示すように、SiC薄膜2が形成され、Alがイオン
注入されたSiC基板1(以下、単に「SiC基板1」
と称する。)が配置されるチャンバ21と、発振波長が
可変な自由電子レーザ22とが設けられて構成されてい
る。チャンバ21には、光学窓7、反射ミラー8、レー
ザ光の集光と位置合わせを行うレンズ9、レーザ光を反
射して走査するガルバノメーターミラー10、およびS
iC基板1が載置される試料台11が設けられている。
上記光学窓7、反射ミラー8、およびレンズ9は、例え
ばZnSeにより形成されている。試料台11は、図示
しない圧電アクチュエータまたはステッピングモータ等
を備えた試料台移動機構16により、SiC基板1を同
図における上下方向および左右方向に移動させるように
なっている。また、試料台11の近傍には、レーザ光の
照射によってSiC基板1の表面から生じる火花状の発
光(プルーム:plume)14を検出する光検知器15が
設けられ、この検出に応じて、上記試料台移動機構16
が制御され、試料台11が上下動するようになってい
る。
As shown schematically in FIG. 3, this laser annealing apparatus has a SiC thin film 2 formed thereon and an Al-ion-implanted SiC substrate 1 (hereinafter simply referred to as “SiC substrate 1”).
Called. ) Are arranged, and a free electron laser 22 having a variable oscillation wavelength is provided. The chamber 21 includes an optical window 7, a reflecting mirror 8, a lens 9 for condensing and positioning a laser beam, a galvanometer mirror 10 for reflecting and scanning a laser beam, and
A sample stage 11 on which the iC substrate 1 is placed is provided.
The optical window 7, the reflection mirror 8, and the lens 9 are made of, for example, ZnSe. The sample stage 11 is configured to move the SiC substrate 1 in the vertical and horizontal directions in FIG. 1 by a sample stage moving mechanism 16 including a piezoelectric actuator or a stepping motor (not shown). In the vicinity of the sample stage 11, there is provided a photodetector 15 for detecting a spark-like light emission (plume) 14 generated from the surface of the SiC substrate 1 by irradiating a laser beam. Sample stage moving mechanism 16
Is controlled, and the sample stage 11 moves up and down.

【0022】(レーザアニール処理の詳細)上記のよう
なレーザアニール装置を用いたレーザアニール処理につ
いて詳細に説明する。
(Details of Laser Annealing Process) The laser annealing process using the laser annealing apparatus as described above will be described in detail.

【0023】このレーザアニール処理においては、レン
ズ9によるレーザ光5の集光焦点位置と、レーザ光5の
波長とを適切に設定することにより、良好な不純物の活
性化が行われる。
In this laser annealing process, by appropriately setting the focal point of the laser beam 5 by the lens 9 and the wavelength of the laser beam 5, good activation of impurities is performed.

【0024】まず、焦点位置の調整について説明する。
レーザ光5の波長を10.2μmに設定し、レーザ光5
の焦点位置を、SiC基板1の表面より上方1.5mm
の位置から内部−2.0mmの位置(SiC基板1の裏
面側)まで種々に設定して不純物の活性化を行った。得
られた各SiC基板1について、不純物の活性化の程度
を確認するために、励起光としてHe−Cdレーザ(波
長:325nm)を用い、測定試料温度:8K(−26
5℃)で、フォトルミネッセンススペクトルの測定を行
った。測定結果を図4に示す。同図における、約2.6
eV(波長:480nm)付近に現れている発光は、S
iC基板1内の活性化された不純物元素に起因するドナ
ー(D)−アクセプタ(A)ペア間の再結合によるフォ
トルミネッセンス(DAペア発光)であり、活性化され
た不純物が多いほどDAペア発光の強度が大きくなる。
これより、レーザ光5の焦点位置が、SiC基板1の表
面よりわずかに(0.5〜1.0mm)上方の場合(同
図の○および△印)に、DAペア発光が、最も強く現れ
ており、不純物の活性化が最も効率よく行われているこ
とが確かめられた。これに対し、SiC基板1の表面か
ら内部方向側に焦点を合わせた場合(同図の●、▲、
■、▼印)には、DAペア発光の強度が小さくなる。ま
た、SiC基板1の表面からわずかに内部側の場合(同
図の●、▲印)には、SiC基板1の表面が黒変してお
り、SiC基板1の表面が改質され、または変質したと
考えられる。したがって、レーザ光5の焦点位置がSi
C基板1の表面よりわずかに上方になるようにすること
により、良好な活性化を行うことができる。
First, the adjustment of the focal position will be described.
The wavelength of the laser light 5 is set to 10.2 μm,
Focus position 1.5 mm above the surface of the SiC substrate 1
Various settings were made from the position (1) to the position -2.0 mm inside (the back side of the SiC substrate 1) to activate the impurities. For each of the obtained SiC substrates 1, a He-Cd laser (wavelength: 325 nm) was used as excitation light to measure the degree of impurity activation, and the measurement sample temperature was 8K (-26).
(5 ° C.), the photoluminescence spectrum was measured. FIG. 4 shows the measurement results. About 2.6 in FIG.
The emission appearing near eV (wavelength: 480 nm) is S
This is photoluminescence (DA pair emission) due to recombination between a donor (D) -acceptor (A) pair caused by an activated impurity element in the iC substrate 1, and DA pair emission is generated as the number of activated impurities increases. The strength of is increased.
Accordingly, when the focal position of the laser beam 5 is slightly (0.5 to 1.0 mm) above the surface of the SiC substrate 1 (indicated by ○ and △ in the figure), the DA pair emission appears most strongly. It was confirmed that the activation of impurities was most efficiently performed. On the other hand, when focusing is performed from the surface of the SiC substrate 1 toward the inner side (●, ▲,
In (■, ▼), the intensity of the DA pair emission decreases. In the case where the surface of the SiC substrate 1 is slightly inside from the surface of the SiC substrate 1 (indicated by ● and ▲ in the figure), the surface of the SiC substrate 1 is blackened, and the surface of the SiC substrate 1 is modified or deteriorated. It is thought that it was done. Therefore, the focal position of the laser beam 5 is
By setting it slightly above the surface of the C substrate 1, good activation can be performed.

【0025】上記のような焦点位置の制御は、実際には
例えば次のようにして行うことができる。すなわち、上
記レーザ光5の焦点位置がSiC基板1の表面よりわず
かに上方になる状態は、レーザ光5の照射によってSi
C基板1の表面からプルーム14が発生し始める状態に
相当するので、光検知器15によってプルーム14の発
生を検出し、試料台移動機構16によりSiC基板1を
上下動させて、プルームが発生し始める状態が保たれる
ようにフィードバック制御することにより、照射面の位
置が最適となるようにして良好な活性化を行うことがで
きる。ここで、レーザ光5の照射によるSiC基板1の
改質や変質を防止するためには、まず焦点位置を、一
旦、SiC基板1の表面から離れた位置に合わせた後
に、SiC基板1に近づけるように制御することが好ま
しい。
The control of the focal position as described above can be actually performed, for example, as follows. That is, the state where the focal position of the laser light 5 is slightly higher than the surface of the SiC substrate 1 is caused by the irradiation of the laser light 5
Since this corresponds to a state where the plume 14 starts to be generated from the surface of the C substrate 1, the generation of the plume 14 is detected by the photodetector 15, and the SiC substrate 1 is moved up and down by the sample stage moving mechanism 16 to generate the plume. By performing the feedback control so that the starting state is maintained, it is possible to optimize the position of the irradiation surface and to perform good activation. Here, in order to prevent the SiC substrate 1 from being modified or deteriorated by the irradiation of the laser beam 5, the focus position is first set once to a position distant from the surface of the SiC substrate 1, and then brought closer to the SiC substrate 1. It is preferable to control as follows.

【0026】なお、焦点位置の制御方法は上記のものに
限らず、例えばSiC基板1の表面の位置を位置センサ
により検出して制御するなどしてもよい。また、焦点位
置とSiC基板1の表面との距離が再現性良く保たれる
場合などには、あらかじめ試料台11の位置を設定し、
レーザアニール時には制御しないようにしてもよい。
The method of controlling the focal position is not limited to the method described above. For example, the position of the surface of the SiC substrate 1 may be detected and controlled by a position sensor. When the distance between the focal position and the surface of the SiC substrate 1 is maintained with good reproducibility, the position of the sample table 11 is set in advance,
It may not be controlled during laser annealing.

【0027】また、上記のように焦点位置を制御するこ
とにより、実質的にSiC基板1に対するレーザ光の照
射強度等を容易に制御することができるが、上記プルー
ムの検出に基づいてレーザ光の変調などをすることによ
り照射強度を制御するようにしてもよい。
Further, by controlling the focal position as described above, the irradiation intensity of the laser light on the SiC substrate 1 can be substantially easily controlled. However, the laser light is controlled based on the detection of the plume. The irradiation intensity may be controlled by performing modulation or the like.

【0028】次に、レーザ光5の波長について説明す
る。レーザ光5の波長を10.64〜9.43μmまで
種々に設定して不純物の活性化を行い、得られた各Si
C基板1について、上記焦点位置の場合と同様にしてフ
ォトルミネッセンススペクトルの測定を行った。測定結
果を図5に示す。(なお、同図においては、便宜上、各
波長に対応するスペクトルを縦軸の0.05目盛ずつず
らして描いている。)同図から明らかなように、特に9
〜11μmの波長領域、さらに9.5μm〜10μmに
わたる波長領域の光により、DAペア発光強度が大き
く、Alの活性化の効果が大きい。
Next, the wavelength of the laser beam 5 will be described. The wavelength of the laser beam 5 is variously set from 10.64 to 9.43 μm to activate the impurities, and the obtained Si
The photoluminescence spectrum of the C substrate 1 was measured in the same manner as in the case of the focal position. FIG. 5 shows the measurement results. (Note that, in the figure, the spectra corresponding to the respective wavelengths are drawn shifted by 0.05 graduations on the vertical axis for the sake of convenience.) As is apparent from FIG.
Light in the wavelength region of 1111 μm, and further in the wavelength region of 9.5 μm to 10 μm has a large DA pair emission intensity and a large effect of activating Al.

【0029】ここで、SiCは、Si−Cの格子間振動
におけるTOフォノンとLOフォノンに対応した吸収波
長が12.6μmと10.3μmであり、Si−Nの吸収
波長は11.9μmであるのに対し、同図に示すように
9.8〜9.6μmの波長のレーザ光を照射した場合にD
Aペア発光が最大となっている。それゆえ、Alの活性
化には、SiまたはCと不純物元素Alとの結合におけ
る吸収の影響が大きいと考えられる。
Here, SiC has absorption wavelengths of 12.6 μm and 10.3 μm corresponding to TO phonon and LO phonon in the interstitial vibration of Si—C, and the absorption wavelength of Si—N is 11.9 μm. On the other hand, when laser light having a wavelength of 9.8 to 9.6 μm is irradiated as shown in FIG.
A pair emission is maximum. Therefore, it is considered that the activation of Al is greatly influenced by absorption in the bond between Si or C and the impurity element Al.

【0030】すなわち、従来の活性化では、処理を行う
半導体の電子系にエネルギを与えために、エキシマレー
ザ等のような、SiCのバンド端吸収を起こす波長(6
H−SiCの場合、約3eV:〜0.41μm)より短
い波長の光を用いていたのに対し、本発明によれば、む
しろバンド端吸収を起こすよりも長い波長、特に半導体
の構成元素と不純物元素との結合に対する吸収が生じる
波長付近の波長の光を用いることにより、直接、不純物
元素と半導体の構成元素との間の格子振動が励起される
ことによる活性化が行われるため、効率がよく、活性化
程度を容易に向上させることができ、また、出力の小さ
いレーザ装置を用いることができる。
That is, in the conventional activation, in order to give energy to the electron system of the semiconductor to be processed, a wavelength (6) such as an excimer laser which causes band edge absorption of SiC is used.
In the case of H-SiC, light having a wavelength shorter than about 3 eV (〜0.41 μm) is used, but according to the present invention, a wavelength longer than that causing band-edge absorption, particularly a semiconductor constituent element, is used. By using light having a wavelength near the wavelength at which absorption with respect to the bond with the impurity element occurs, activation is directly performed by exciting lattice vibration between the impurity element and the constituent element of the semiconductor, so that efficiency is improved. The degree of activation can be easily improved, and a laser device with a small output can be used.

【0031】なお、上記各数値はSiCとAlを用いた
場合の例であり、半導体の構成元素と不純物元素とが異
なる場合には、それぞれに応じて、上記の原理に基づく
波長の光を照射するようにすればよい。
The above numerical values are examples in the case where SiC and Al are used. When the constituent elements of the semiconductor and the impurity elements are different, light of a wavelength based on the above principle is irradiated according to each of them. What should I do?

【0032】また、上記の例において、チャンバ21内
にアルゴン(Ar)等の不活性ガスを封入して、これら
の雰囲気中でレーザアニールしたり、SiC基板1を1
000℃以下程度の温度に加熱したり、また、SiC基
板1を冷却する等の手段を付加することは、本発明の効
果をより高めたり、制御性をより向上させたりできるな
どの点で、好ましい。
In the above example, an inert gas such as argon (Ar) is sealed in the chamber 21 and laser annealing is performed in these atmospheres, or the SiC substrate 1
Heating to a temperature of about 000 ° C. or less, or adding a means such as cooling the SiC substrate 1 is advantageous in that the effects of the present invention can be further improved and controllability can be further improved. preferable.

【0033】また、半導体材料としては、SiCに限ら
ず、Siなどでもよく、また、単結晶に限らずアモルフ
ァスの半導体材料を用いる場合などでも、同様の効果が
得られる。
Further, the semiconductor material is not limited to SiC but may be Si or the like, and the same effect can be obtained not only when a single crystal is used but also when an amorphous semiconductor material is used.

【0034】また、上記の例では、種々の波長での比較
を行うために自由電子レーザを用いたが、上記のような
所定の波長が得られるものであれば、固定波長のレーザ
装置を用いてもよく、特に、比較的長い波長を用いるこ
とから、CO2レーザなどを用いて生産性を向上させる
ことなども容易にできる。
In the above example, a free electron laser is used for comparison at various wavelengths. However, if a predetermined wavelength as described above can be obtained, a fixed wavelength laser device is used. In particular, since a relatively long wavelength is used, productivity can be easily improved by using a CO 2 laser or the like.

【0035】(半導体素子)上記と同様にして不純物の
イオン注入および活性化が行われたSiCにより形成さ
れるSiCダイオードの例を説明する。
(Semiconductor Element) An example of a SiC diode formed of SiC in which impurity ions are implanted and activated in the same manner as described above will be described.

【0036】図6は、本発明に係る不純物のドーピング
方法によるSiCダイオードの製造工程の概略図であ
る。
FIG. 6 is a schematic view of a manufacturing process of a SiC diode by the impurity doping method according to the present invention.

【0037】(1)図6(a)に示すように、n型のS
iC基板31の全面に、熱酸化や、CVD法、スパッタ
法等により絶縁膜(酸化膜)32を形成し、開口部32
aをフォトリソグラフィおよびエッチングにより形成す
る。上記絶縁膜32としては、酸化膜、窒化膜、または
酸化膜と窒化膜の複合膜などを形成してもよい。また、
形成する素子の構成等によっては、絶縁膜32は必ずし
も形成しなくてもよい。
(1) As shown in FIG. 6A, an n-type S
An insulating film (oxide film) 32 is formed on the entire surface of the iC substrate 31 by thermal oxidation, CVD, sputtering, or the like.
a is formed by photolithography and etching. As the insulating film 32, an oxide film, a nitride film, or a composite film of an oxide film and a nitride film may be formed. Also,
The insulating film 32 may not necessarily be formed depending on the configuration of the element to be formed.

【0038】(2)図6(b)に示すように、絶縁膜3
2をマスクとして、Alイオン33を選択的に注入し、
Alの注入層34を形成する。
(2) As shown in FIG. 6B, the insulating film 3
2 is used as a mask, Al ions 33 are selectively implanted,
An Al injection layer 34 is formed.

【0039】(3)図6(c)に示すように、波長が
9.8μmのレーザ光35を照射し、不純物が活性化さ
れたp型のドーピング層36を形成する。
(3) As shown in FIG. 6C, a laser beam 35 having a wavelength of 9.8 μm is irradiated to form a p-type doping layer 36 in which impurities are activated.

【0040】(4)図6(d)に示すように、絶縁膜3
2の裏面側に開口部32bを形成した後、図6(e)に
示すように、ニッケル(Ni)膜を堆積し、エッチング
や熱処理を行って、n型のオーミック電極37を形成す
る。
(4) As shown in FIG.
After the opening 32b is formed on the back surface side of the substrate 2, as shown in FIG. 6E, a nickel (Ni) film is deposited, and etching or heat treatment is performed to form an n-type ohmic electrode 37.

【0041】(5)図6(f)に示すように、p型のド
ーピング層36側にAl膜を堆積し、エッチングや熱処
理を行って、オーミック電極38を形成する。
(5) As shown in FIG. 6F, an Al film is deposited on the p-type doping layer 36 side, and an ohmic electrode 38 is formed by performing etching and heat treatment.

【0042】上記のようにして作製したダイオードの特
性を図7に示す。同図における点線は、従来技術で説明
した1500℃の熱処理により不純物の活性化を行って
作製したダイオードの特性を示す。同図に示すように、
本発明により、1000℃以上の高温の熱処理を行うこ
となく、耐圧特性等の優れた良好なダイオードが作製で
きる。
FIG. 7 shows the characteristics of the diode manufactured as described above. The dotted line in the figure shows the characteristics of a diode manufactured by activating impurities by a heat treatment at 1500 ° C. described in the related art. As shown in the figure,
According to the present invention, a good diode having excellent withstand voltage characteristics and the like can be manufactured without performing heat treatment at a high temperature of 1000 ° C. or higher.

【0043】なお、上記の例では、ダイオードを形成す
る例を説明したが、同様のドーピング(活性化)を行う
ことにより、素子構成やマスクを適宜選択するなどし
て、トランジスタやFET(電界効果トランジスタ)な
どの種々の素子を作製することもできる。
In the above example, an example in which a diode is formed has been described. However, by performing the same doping (activation), a transistor or FET (field effect) can be selected by appropriately selecting an element configuration or a mask. Various elements such as a transistor can also be manufactured.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
The present invention is embodied in the form described above and has the following effects.

【0045】すなわち、上記半導体のバンド端吸収を起
こす波長よりも長い波長の光、さらに、ほぼ、上記主要
半導体元素と上記不純物元素との結合における固有の振
動により共鳴吸収が生じる波長の光を照射して不純物の
活性化を行うことにより、比較的小さな出力のレーザ装
置を用いても、不純物の活性化を効率よく、かつ確実に
行うことができ、特に、従来困難であったSiCのp型
不純物の活性化を極めて効率よく行うことができるとい
う効果を奏する。
That is, light having a wavelength longer than the wavelength at which band edge absorption of the semiconductor is caused, and light having a wavelength at which resonance absorption is substantially caused by inherent vibration in the bond between the main semiconductor element and the impurity element are applied. By activating the impurities, even if a laser device having a relatively small output is used, the activation of the impurities can be performed efficiently and reliably. There is an effect that the activation of impurities can be performed extremely efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施の形態の半導体基板の製造工程を示す工程
FIG. 1 is a process chart showing a manufacturing process of a semiconductor substrate of an embodiment.

【図2】実施の形態の不純物イオンが注入された半導体
基板における不純物イオン濃度を示すグラフ
FIG. 2 is a graph showing impurity ion concentrations in a semiconductor substrate into which impurity ions of the embodiment are implanted.

【図3】実施の形態のレーザアニール装置の概略構成を
示す説明図
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a laser annealing apparatus according to an embodiment;

【図4】実施の形態のレーザアニールされた半導体基板
におけるSiC膜のフォトルミネッセンススペクトルの
焦点位置依存性を示すグラフ
FIG. 4 is a graph showing the focus position dependence of the photoluminescence spectrum of the SiC film in the laser-annealed semiconductor substrate of the embodiment.

【図5】実施の形態のレーザアニールされた半導体基板
におけるSiC膜のフォトルミネッセンススペクトルの
照射レーザ光波長依存性を示すグラフ
FIG. 5 is a graph showing the wavelength dependence of the photoluminescence spectrum of the SiC film of the laser-annealed semiconductor substrate of the embodiment on the irradiation laser light wavelength.

【図6】実施の形態のSiCダイオードの製造工程を示
す工程図
FIG. 6 is a process chart showing a manufacturing process of the SiC diode according to the embodiment;

【図7】実施の形態のSiCダイオードの電気特性を示
すグラフ
FIG. 7 is a graph showing electric characteristics of the SiC diode according to the embodiment;

【符号の説明】 1 SiC基板 2 SiC薄膜 3 Alイオン 4 不純物添加層 5 レーザ光 6 活性化ドーピング層 7 光学窓 8 反射ミラー 9 レンズ 10 ガルバノメーターミラー 11 試料台 14 プルーム 15 光検知器 16 試料台移動機構 21 チャンバ 22 自由電子レーザ 31 SiC基板 32 絶縁膜 32a 開口部 32b 開口部 33 Alイオン 34 注入層 35 レーザ光 36 p型のドーピング層 37 オーミック電極 38 オーミック電極[Description of Signs] 1 SiC substrate 2 SiC thin film 3 Al ion 4 impurity doping layer 5 laser beam 6 activation doping layer 7 optical window 8 reflection mirror 9 lens 10 galvanometer mirror 11 sample stage 14 plume 15 photodetector 16 sample stage Moving mechanism 21 Chamber 22 Free electron laser 31 SiC substrate 32 Insulating film 32a Opening 32b Opening 33 Al ion 34 Injection layer 35 Laser light 36 P-type doping layer 37 Ohmic electrode 38 Ohmic electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北畠 真 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 三露 常男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Makoto Kitabatake 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Inside

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】主要半導体元素と不純物元素とを含む半導
体に光を照射して上記不純物元素を活性化させる半導体
不純物の活性化方法であって、 上記照射光が、上記半導体のバンド端吸収を起こす波長
よりも長い波長の光であることを特徴とする半導体不純
物の活性化方法。
1. A method for activating a semiconductor impurity, comprising irradiating a semiconductor containing a main semiconductor element and an impurity element with light to activate the impurity element, wherein the irradiation light absorbs band edge absorption of the semiconductor. A method for activating a semiconductor impurity, wherein the light has a wavelength longer than the wavelength at which it occurs.
【請求項2】請求項1の半導体不純物の活性化方法であ
って、 上記照射光が、ほぼ、上記主要半導体元素と上記不純物
元素との結合における固有の振動により共鳴吸収が生じ
る波長の光であることを特徴とする半導体不純物の活性
化方法。
2. The method of activating semiconductor impurities according to claim 1, wherein said irradiation light is substantially light having a wavelength at which resonance absorption occurs due to inherent vibration in the bond between said main semiconductor element and said impurity element. A method for activating a semiconductor impurity, the method comprising:
【請求項3】請求項1の半導体不純物の活性化方法であ
って、 上記半導体が、上記主要半導体元素から成る薄膜または
基板に、上記不純物元素をイオン注入することにより形
成されたことを特徴とする半導体不純物の活性化方法。
3. The method of activating semiconductor impurities according to claim 1, wherein said semiconductor is formed by ion-implanting said impurity element into a thin film or substrate comprising said main semiconductor element. Of activating semiconductor impurities.
【請求項4】請求項1の半導体不純物の活性化方法であ
って、 上記主要半導体元素が、炭化珪素であるとともに、 上記不純物元素が、アルミニウム、ホウ素、およびガリ
ウムのうちのいずれかであることを特徴とする半導体不
純物の活性化方法。
4. The method of activating semiconductor impurities according to claim 1, wherein said main semiconductor element is silicon carbide, and said impurity element is any one of aluminum, boron, and gallium. Activating a semiconductor impurity.
【請求項5】請求項4の半導体不純物の活性化方法であ
って、 上記照射光が、波長が9μm以上、11μm以下の波長
の光であることを特徴とする半導体不純物の活性化方
法。
5. The method of activating semiconductor impurities according to claim 4, wherein the irradiation light is light having a wavelength of 9 μm or more and 11 μm or less.
【請求項6】請求項1の半導体不純物の活性化方法であ
って、 上記照射光が、レーザ光であることを特徴とする半導体
不純物の活性化方法。
6. The method of activating semiconductor impurities according to claim 1, wherein said irradiation light is a laser beam.
【請求項7】請求項6の半導体不純物の活性化方法であ
って、 上記レーザ光を上記半導体の表面近傍に集光させるとと
もに、 上記半導体における上記集光されたレーザ光の照射領域
を順次走査することにより、上記半導体における所定の
範囲の領域の上記不純物元素を活性化させることを特徴
とする半導体不純物の活性化方法。
7. The method of activating semiconductor impurities according to claim 6, wherein said laser light is focused near a surface of said semiconductor, and an irradiation area of said semiconductor on said focused laser light is sequentially scanned. Thereby activating the impurity element in a predetermined range of the semiconductor.
【請求項8】請求項6の半導体不純物の活性化方法であ
って、 上記レーザ光を上記半導体の表面近傍に集光させるとと
もに、 上記レーザ光の集光焦点位置と上記半導体の表面との距
離を制御することにより、上記レーザ光の照射強度を制
御することを特徴とする半導体不純物の活性化方法。
8. The method of activating semiconductor impurities according to claim 6, wherein said laser light is focused near a surface of said semiconductor, and a distance between a focus position of said laser light and a surface of said semiconductor. Controlling the irradiation intensity of the laser beam by controlling the intensity of the laser light.
【請求項9】請求項6の半導体不純物の活性化方法であ
って、 上記レーザ光を上記半導体の表面近傍に集光させるとと
もに、 上記レーザ光の照射強度を増大させたときに生じるプル
ームを検出し、上記レーザ光の照射強度が、上記プルー
ムが検出され始める付近の照射強度になるように制御し
て、上記レーザ光を照射することを特徴とする半導体不
純物の活性化方法。
9. The method for activating semiconductor impurities according to claim 6, wherein said laser light is focused near a surface of said semiconductor, and a plume generated when an irradiation intensity of said laser light is increased is detected. A method for activating a semiconductor impurity, comprising: irradiating the laser light by controlling the irradiation intensity of the laser light so as to be an irradiation intensity near the start of detection of the plume.
【請求項10】請求項6の半導体不純物の活性化方法で
あって、 上記レーザ光を上記半導体の表面近傍に集光させるとと
もに、 上記レーザ光の集光焦点位置が、上記半導体の表面から
上記レーザ光の光源側に所定の距離の位置になるよう
に、上記レーザ光を照射することを特徴とする半導体不
純物の活性化方法。
10. The method of activating semiconductor impurities according to claim 6, wherein said laser light is focused near a surface of said semiconductor, and said laser beam is focused on said semiconductor surface from said surface of said semiconductor. A method for activating a semiconductor impurity, comprising irradiating the laser light so as to be located at a predetermined distance from a light source side of the laser light.
【請求項11】請求項6の半導体不純物の活性化方法で
あって、 上記レーザ光を上記半導体の表面近傍に集光させるとと
もに、 上記レーザ光の集光焦点位置を上記半導体の表面よりも
上記レーザ光の光源側の位置から上記半導体の表面に近
づけたときに生じるプルームを検出し、上記レーザ光の
集光焦点位置が、上記プルームが検出され始める位置付
近になるように制御して、上記レーザ光を照射すること
を特徴とする半導体不純物の活性化方法。
11. The method of activating semiconductor impurities according to claim 6, wherein the laser light is focused near the surface of the semiconductor, and the focal point of the laser light is set to be higher than the surface of the semiconductor. Detecting a plume generated when approaching the surface of the semiconductor from the position of the light source side of the laser light, controlling the focal point of the laser light to be near the position where the plume starts to be detected, A method for activating a semiconductor impurity, which comprises irradiating a laser beam.
【請求項12】請求項1の半導体不純物の活性化方法で
あって、 マスキング部材を介して、上記半導体における所定の領
域だけに選択的に上記照射光を照射して、上記不純物元
素を活性化させることを特徴とする半導体不純物の活性
化方法。
12. The method of activating semiconductor impurities according to claim 1, wherein said irradiating light is selectively irradiated only to a predetermined region of said semiconductor via a masking member to activate said impurity element. A method for activating a semiconductor impurity.
【請求項13】主要半導体元素と不純物元素とを含む半
導体に光を照射して上記不純物元素を活性化させる半導
体不純物の活性化装置であって、 上記半導体のバンド端吸収を起こす波長よりも長い波長
の照射光を出力する光源手段と、 上記照射光を集光させる集光手段と、 上記レーザ光の集光焦点位置と上記半導体の表面との距
離を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする半導
体不純物の活性化装置。
13. An apparatus for activating a semiconductor impurity, comprising irradiating a semiconductor containing a main semiconductor element and an impurity element with light to activate said impurity element, wherein said semiconductor impurity activation apparatus is longer than a wavelength causing band edge absorption of said semiconductor. Light source means for outputting irradiation light of a wavelength, light condensing means for condensing the irradiation light, and control means for controlling a distance between a condensing focal position of the laser light and the surface of the semiconductor. Characteristic semiconductor impurity activation device.
【請求項14】主要半導体元素と不純物元素とを含む半
導体に光を照射して上記不純物元素を活性化させる半導
体不純物の活性化装置であって、 上記半導体のバンド端吸収を起こす波長よりも長い波長
の照射光を出力する光源手段と、 上記照射光の照射によって生じるプルームを検出する光
検出手段と、 上記光検出手段の検出結果に応じて、上記照射光の照射
強度を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする半
導体不純物の活性化装置。
14. An apparatus for activating a semiconductor impurity, comprising irradiating a semiconductor containing a main semiconductor element and an impurity element with light to activate said impurity element, wherein said semiconductor impurity activation apparatus has a wavelength longer than a wavelength causing band edge absorption of said semiconductor. Light source means for outputting irradiation light of a wavelength, light detection means for detecting a plume generated by irradiation of the irradiation light, and control means for controlling the irradiation intensity of the irradiation light according to a detection result of the light detection means. An apparatus for activating semiconductor impurities, comprising:
【請求項15】主要半導体元素と不純物元素とを含む半
導体に光を照射して上記不純物元素を活性化させる半導
体不純物の活性化装置であって、 上記半導体のバンド端吸収を起こす波長よりも長い波長
の照射光を出力する光源手段と、 上記照射光を集光させる集光手段と、 上記照射光の集光焦点位置を上記半導体の表面よりも上
記照射光の光源側の位置から上記半導体の表面に近づけ
たときに生じるプルームを検出する光検出手段と、 上記照射光の集光焦点位置が、上記プルームが検出され
始める位置付近になるように、上記照射光の集光焦点位
置と上記半導体の表面との距離を制御する制御手段とを
備えたことを特徴とする半導体不純物の活性化装置。
15. An apparatus for activating a semiconductor impurity, comprising irradiating a semiconductor including a main semiconductor element and an impurity element with light to activate the impurity element, wherein the semiconductor impurity is longer than a wavelength at which band edge absorption of the semiconductor occurs. A light source means for outputting irradiation light of a wavelength; a light condensing means for condensing the irradiation light; and a condensing focal position of the irradiation light from the light source side of the irradiation light with respect to the surface of the semiconductor. A light detecting means for detecting a plume generated when approaching the surface; and a condensing focal position of the irradiation light and the semiconductor so that a condensing focal position of the irradiation light is near a position where the plume starts to be detected. Control means for controlling the distance to the surface of the semiconductor.
JP33888598A 1997-11-28 1998-11-30 Activation method and activation device for semiconductor impurity Pending JPH11224861A (en)

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