JPS58112327A - レ−ザアニ−ル装置 - Google Patents
レ−ザアニ−ル装置Info
- Publication number
- JPS58112327A JPS58112327A JP21052481A JP21052481A JPS58112327A JP S58112327 A JPS58112327 A JP S58112327A JP 21052481 A JP21052481 A JP 21052481A JP 21052481 A JP21052481 A JP 21052481A JP S58112327 A JPS58112327 A JP S58112327A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- laser
- sample
- light
- photo detector
- 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
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１１発明の技術分野
本発明はレーザアニール装置、詳しくはレーザアニール
の再現性、均一性を向上させる方式を取入れた装置に関
する。
の再現性、均一性を向上させる方式を取入れた装置に関
する。
（２）技術の背景
オーミック電極形成にレーザアニールによりアロイ （
合金化）を行うことが多くなっている。
合金化）を行うことが多くなっている。
そのとき、レーザ光の試料面上での大きさとレーザ光の
パワーを、予め実験で定めた値に固定し、試料上を一定
速度で走査し、アニールを行う。すなわち、試料例えば
ＧａＡｓ上に順次ＡｕＧｅ／Ｎｉを蒸着しレーザアニー
ルをすると、両者の接触面７これら材料からなる合金が
作られ（アロイ〉、良好なオーミックコンタクトが形成
される。
パワーを、予め実験で定めた値に固定し、試料上を一定
速度で走査し、アニールを行う。すなわち、試料例えば
ＧａＡｓ上に順次ＡｕＧｅ／Ｎｉを蒸着しレーザアニー
ルをすると、両者の接触面７これら材料からなる合金が
作られ（アロイ〉、良好なオーミックコンタクトが形成
される。
（３）従来技術と問題点
前記したレーザアニールにおいて、良好なアロイが可能
なレーザ光強度の範囲はきわめて狭いため、従来の方法
ではレーザ出力のふらつき等により、アロイネ足のとこ
ろとアロイ過剰のところと両極端が発生し、アロイの均
一性と再現性に問題があった。
なレーザ光強度の範囲はきわめて狭いため、従来の方法
ではレーザ出力のふらつき等により、アロイネ足のとこ
ろとアロイ過剰のところと両極端が発生し、アロイの均
一性と再現性に問題があった。
（４）発明の目的
本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、均一にかつ再現
性よく良好なアロイを実現する装置を提供することを目
的とする。
性よく良好なアロイを実現する装置を提供することを目
的とする。
（５）発明の構成
そしてこの目的は本発明によれば、レーザ光の試料から
の反射光もしくは透過光の強度の変化を観測して試料の
アロイされ具合を検出し、それに応じてレーザ光の出力
を変化させることにより達成される。すなわち、本発明
の目的は、試料に照射したレーザ光の試料のアニール部
分からの反射光もしくはこのアニール部分を透過した光
を検出する光検出器と、この光検出器の出力の変化に応
じて光源のレーザの出力を変化させうる機構をもったレ
ーザアニール装置によって実現される。
の反射光もしくは透過光の強度の変化を観測して試料の
アロイされ具合を検出し、それに応じてレーザ光の出力
を変化させることにより達成される。すなわち、本発明
の目的は、試料に照射したレーザ光の試料のアニール部
分からの反射光もしくはこのアニール部分を透過した光
を検出する光検出器と、この光検出器の出力の変化に応
じて光源のレーザの出力を変化させうる機構をもったレ
ーザアニール装置によって実現される。
またかかる装置には、試料に入射するレーザ光の強度を
のこぎり波もしくは正弦波状にさせる機構を加えるので
ある。
のこぎり波もしくは正弦波状にさせる機構を加えるので
ある。
（６）発明の実施例
以下、本発明実施例を図面によって説明する。
本願の発明者は、レーザ光を照射した試料の部分の温度
が上昇し局部的に溶解、合金化が発生すると、その部分
では光の屈折率および反射率が変化する事実を利用する
ことに着目し、アロイ部分からの反射光もしくは透過光
の強度を測定することにより、アロイの進行状況を把握
し、このアロイの進行状況に応じレーザ光強度を変化さ
せることにより常に一定のアロイ条件が得られる装置を
開発した。
が上昇し局部的に溶解、合金化が発生すると、その部分
では光の屈折率および反射率が変化する事実を利用する
ことに着目し、アロイ部分からの反射光もしくは透過光
の強度を測定することにより、アロイの進行状況を把握
し、このアロイの進行状況に応じレーザ光強度を変化さ
せることにより常に一定のアロイ条件が得られる装置を
開発した。
ＧａＡｓ上にＡｕＧｅ／Ｎｉを順次蒸着し、これをレー
ザアニールによってアロイしてオーミック電極を形成す
る場合を例にとって説明する。この試料には、面積３０
ｘ ３０ｍｍ の両面研磨した厚さ約５００μ頼、キ
ャリア濃度ｌＸ１０ｃｍ のｎ形ＧａＡｓ結晶に、Ａ
ｕＧｅ合金を１０００人、更にこの上にＮｊを５０ＯＡ
蒸着したものである。電極の大きさは１００μ−φの円
形で、その間隔は３００μｍとした。
ザアニールによってアロイしてオーミック電極を形成す
る場合を例にとって説明する。この試料には、面積３０
ｘ ３０ｍｍ の両面研磨した厚さ約５００μ頼、キ
ャリア濃度ｌＸ１０ｃｍ のｎ形ＧａＡｓ結晶に、Ａ
ｕＧｅ合金を１０００人、更にこの上にＮｊを５０ＯＡ
蒸着したものである。電極の大きさは１００μ−φの円
形で、その間隔は３００μｍとした。
本発明の装置の構成を示す第１図を参照すると、レーザ
光源１には、波長１．０６４μ蒙の Ｎｄ：ＹＡＧレー
ザを用い、ビームスプリッタ３、全反射ミラー４を通過
した入射光１３はレンズ５で直径約５０μｍに集光し、
試料台（ＸＹステージ）７の上の試料６の研磨した裏面
から照射する。試料裏面から照射する理由は、電極材料
が薄いものである場合、表面から照射すると電極材料全
体がアロイして、後に電極材料に電気的接続部を形成す
るとき接続不良の原因となるからである。重要なことは
電極材料と試料の接触面で両者がアロイすることである
から、試料裏面からの照射が有効である。
光源１には、波長１．０６４μ蒙の Ｎｄ：ＹＡＧレー
ザを用い、ビームスプリッタ３、全反射ミラー４を通過
した入射光１３はレンズ５で直径約５０μｍに集光し、
試料台（ＸＹステージ）７の上の試料６の研磨した裏面
から照射する。試料裏面から照射する理由は、電極材料
が薄いものである場合、表面から照射すると電極材料全
体がアロイして、後に電極材料に電気的接続部を形成す
るとき接続不良の原因となるからである。重要なことは
電極材料と試料の接触面で両者がアロイすることである
から、試料裏面からの照射が有効である。
もっとも、電極材料とその厚さによっては表面から照射
することもある。
することもある。
ＧａＡｓはＮｄ：ＹＡＧレーザに対して透明であるので
、表面で反射される反射光１４以外はほとんど吸収され
ることなく電極部分１８へ到達する。ここで吸収された
レーザ光がアロイに関与するのである。
、表面で反射される反射光１４以外はほとんど吸収され
ることなく電極部分１８へ到達する。ここで吸収された
レーザ光がアロイに関与するのである。
アロイ部分（電極部分と試料との接触面）からの反射光
１５は、ピンホールスリット１１により、反射光Ｉ４と
分離され、光検出５ｉｌｏで受けられる。この検出器に
はＳ１７オトダイオードを用いた。
１５は、ピンホールスリット１１により、反射光Ｉ４と
分離され、光検出５ｉｌｏで受けられる。この検出器に
はＳ１７オトダイオードを用いた。
一方、透過光１６は光検出器９で検出される。
演算回路１２はこれら光検出器の出力Ｂと入射光強度Ａ
をモニターする光検出器８の出力の比Ｂ／Ａをとり、反
射率および透過率に応じた電圧を出力し、レーザ出力制
御部２に制御信号をフィードバックする。
をモニターする光検出器８の出力の比Ｂ／Ａをとり、反
射率および透過率に応じた電圧を出力し、レーザ出力制
御部２に制御信号をフィードバックする。
レーザの出力は、励起用ランプの電流を変調することに
より周期的５０＋ｍ５ｅｃののこぎり波状に変化させ、
レーザ照射部分がアロイされ反射率もしくは透過率が変
化した時点で、それ以上出力が上がらないように出力を
平坦化したことは第２図に示される。図に矢印で示すと
ころが反射率もしくは透過率に変化のあった時点で、こ
の時点から所定の時間レーザ出力は平坦化する。なお同
図において横軸は時間を＋＊ｓｅｃで、縦軸はレーザ出
力をジュール（Ｊ）で示す。第２図に示す方式は電極材
料が厚いものであるとき効果的である。
より周期的５０＋ｍ５ｅｃののこぎり波状に変化させ、
レーザ照射部分がアロイされ反射率もしくは透過率が変
化した時点で、それ以上出力が上がらないように出力を
平坦化したことは第２図に示される。図に矢印で示すと
ころが反射率もしくは透過率に変化のあった時点で、こ
の時点から所定の時間レーザ出力は平坦化する。なお同
図において横軸は時間を＋＊ｓｅｃで、縦軸はレーザ出
力をジュール（Ｊ）で示す。第２図に示す方式は電極材
料が厚いものであるとき効果的である。
アロイに要するレーザ出力は、試料上のスポットが５０
μ朔φのとき、０．１〜０．２Ｗ（平均）であった。レ
ーザ出力を０，１５−に固定して従来法によりアロイし
た場合、同一ウエバ内の３００μ−間隔で隣り合う電極
間においてすらアロイのされ方にばらつきがみられ、は
なはだしい場合は、はとんどアロイされない部分も観察
されたが、本発明の装置によるときは、ウェハ全面でほ
ぼ均一にアロイされ、電極のオーミック抵抗は２〜４ｘ
１０ ０ｃｍ２の範囲に収まっていた。また、ウェハご
とのばらつきもほとんどなくすることができた。
μ朔φのとき、０．１〜０．２Ｗ（平均）であった。レ
ーザ出力を０，１５−に固定して従来法によりアロイし
た場合、同一ウエバ内の３００μ−間隔で隣り合う電極
間においてすらアロイのされ方にばらつきがみられ、は
なはだしい場合は、はとんどアロイされない部分も観察
されたが、本発明の装置によるときは、ウェハ全面でほ
ぼ均一にアロイされ、電極のオーミック抵抗は２〜４ｘ
１０ ０ｃｍ２の範囲に収まっていた。また、ウェハご
とのばらつきもほとんどなくすることができた。
第１図に示すコンパレータ１７は、試料を移動し、レー
ザビームがアロイすべき電極部分を外れたとき、透過光
が増大するので、これを検出し、レーザ出力を下げるた
めのものである。こうすることにより、透過光検出用の
光検出器の焼きつきを防止するとともに、試料のコンタ
クト部以外の部分に不必要なレーザ光が当り変質するこ
とを防止する。
ザビームがアロイすべき電極部分を外れたとき、透過光
が増大するので、これを検出し、レーザ出力を下げるた
めのものである。こうすることにより、透過光検出用の
光検出器の焼きつきを防止するとともに、試料のコンタ
クト部以外の部分に不必要なレーザ光が当り変質するこ
とを防止する。
第３図は本発明の他の実施例のレーザ出力の時間変化を
示すもので、第２図の場合と異なる点は、アロイ部分の
反射率もしくは透過率が変化した時点でレーザ出力をい
ったんゼロに戻すようになっていることである。この方
式は電極材料が薄いものであるとき効果的である。
示すもので、第２図の場合と異なる点は、アロイ部分の
反射率もしくは透過率が変化した時点でレーザ出力をい
ったんゼロに戻すようになっていることである。この方
式は電極材料が薄いものであるとき効果的である。
アロイが進行し検出しうる反射率、透過率の変化を生ず
るには、ある一定の時間遅れがあり、コンタクト用蒸着
金属の厚さが１０００Å以下の場合は、第２図に示した
制御法ではアロイされすぎて、電極金属の表面状態が悪
化し、リード線を接着するときに不都合を生ずることが
あったが、第３図に示す実施例ではこれらを回避するこ
とができた。
るには、ある一定の時間遅れがあり、コンタクト用蒸着
金属の厚さが１０００Å以下の場合は、第２図に示した
制御法ではアロイされすぎて、電極金属の表面状態が悪
化し、リード線を接着するときに不都合を生ずることが
あったが、第３図に示す実施例ではこれらを回避するこ
とができた。
レーザ光出力を変化させるには、前述したレーザ出力の
直接電流変調による以外に、レーザの出力は一定とし、
レーザ光をファラデーセルもしくはボソケセル等の偏光
回転子と偏光検光子（アナライザ）を組合せ光学的に変
調することも可能で、この方式によると、応答速度が早
くなる利点がある。
直接電流変調による以外に、レーザの出力は一定とし、
レーザ光をファラデーセルもしくはボソケセル等の偏光
回転子と偏光検光子（アナライザ）を組合せ光学的に変
調することも可能で、この方式によると、応答速度が早
くなる利点がある。
（７）発明の詳細
な説明したように、本発明によると、レーザアニールに
おいて常にアロイの進行状態を監視しながら最適アロイ
条件を保つことが可能となり、均一性再現性が向上せし
められ、半導体装置製造の歩留りと信頼性を高めるに効
果大である。
おいて常にアロイの進行状態を監視しながら最適アロイ
条件を保つことが可能となり、均一性再現性が向上せし
められ、半導体装置製造の歩留りと信頼性を高めるに効
果大である。
第１図は本発明の装置の構成を示す図、第２図と第３図
とは本発明の二つの実施例の動作を示す線図である。 １・−レーザ光柳、２・・・レーザ出力制御部、３−
ビームスリッタ、４−全反射ミラー、５・−・集光レン
ズ、６・−・試料、７−試料台、８、 ９．１０−−一
光検出器、１１−・−ピンホールスリット、１２−演算
回路、１３−・入射光、１４．１５−反射光、１６−・
−透過光、１７− コンパレータ、１８−電極部分
とは本発明の二つの実施例の動作を示す線図である。 １・−レーザ光柳、２・・・レーザ出力制御部、３−
ビームスリッタ、４−全反射ミラー、５・−・集光レン
ズ、６・−・試料、７−試料台、８、 ９．１０−−一
光検出器、１１−・−ピンホールスリット、１２−演算
回路、１３−・入射光、１４．１５−反射光、１６−・
−透過光、１７− コンパレータ、１８−電極部分
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１半導体試料と電極金属との接触部分等をレーザ光
を用いアニールする装置において、該試料に照射したレ
ーザ光の試料のアニール部分からの反射光もし”くはこ
のアニール部分を透過した光を検出する光検出器と、こ
の光検出器の出力の変化に応じてレーザ光源のレーザ出
力を変化させる機構とを具備することを特徴とするレー
ザアニール装置。 （２）試料に入射するレーザ光の強度をのこ普り波また
は正弦波状に周期的に変化させる機構を含むことを特徴
とする特許請求の軛囲第１項記載のレーザアニール装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21052481A JPS58112327A (ja) | 1981-12-26 | 1981-12-26 | レ−ザアニ−ル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21052481A JPS58112327A (ja) | 1981-12-26 | 1981-12-26 | レ−ザアニ−ル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58112327A true JPS58112327A (ja) | 1983-07-04 |
| JPH0330292B2 JPH0330292B2 (ja) | 1991-04-26 |
Family
ID=16590787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21052481A Granted JPS58112327A (ja) | 1981-12-26 | 1981-12-26 | レ−ザアニ−ル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58112327A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5155337A (en) * | 1989-12-21 | 1992-10-13 | North Carolina State University | Method and apparatus for controlling rapid thermal processing systems |
| EP0642846A1 (fr) * | 1993-08-12 | 1995-03-15 | ONET Société Anonyme | Procédé et dispositif de décontamination autocontrôlé de surfaces par laser |
| JP2016127157A (ja) * | 2015-01-05 | 2016-07-11 | 住友重機械工業株式会社 | レーザアニール装置及び半導体素子の製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4026648B1 (en) * | 2017-03-13 | 2023-10-18 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Laser machining device, and process of laser machining |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56137642A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-27 | Takashi Katoda | Control method for semiconductor annealing process |
-
1981
- 1981-12-26 JP JP21052481A patent/JPS58112327A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56137642A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-27 | Takashi Katoda | Control method for semiconductor annealing process |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5155337A (en) * | 1989-12-21 | 1992-10-13 | North Carolina State University | Method and apparatus for controlling rapid thermal processing systems |
| EP0642846A1 (fr) * | 1993-08-12 | 1995-03-15 | ONET Société Anonyme | Procédé et dispositif de décontamination autocontrôlé de surfaces par laser |
| JP2016127157A (ja) * | 2015-01-05 | 2016-07-11 | 住友重機械工業株式会社 | レーザアニール装置及び半導体素子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0330292B2 (ja) | 1991-04-26 |
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