JPS5833832A - 加熱処理方法 - Google Patents
加熱処理方法Info
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- JPS5833832A JPS5833832A JP13304081A JP13304081A JPS5833832A JP S5833832 A JPS5833832 A JP S5833832A JP 13304081 A JP13304081 A JP 13304081A JP 13304081 A JP13304081 A JP 13304081A JP S5833832 A JPS5833832 A JP S5833832A
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- light irradiation
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
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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
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
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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】
半導体装置の製造方法において、半導体の所望の微小領
域に、制御性よく、短時間に不純物を導入する手法とし
てイオン注入法が使用されている。
域に、制御性よく、短時間に不純物を導入する手法とし
てイオン注入法が使用されている。
しかしながら、この方法は所望のイオンに加速エネルギ
ーを与えて半導体中に打ち込むものであるから、半導体
の表層１．０００〜２，０ＯＯＡの領域に損傷領域が発
生することは避は難く、したがって事後に熱処理を施こ
して結晶の損傷を回復するとともに、注入された不純物
を電気的に活性化する必要がある。
ーを与えて半導体中に打ち込むものであるから、半導体
の表層１．０００〜２，０ＯＯＡの領域に損傷領域が発
生することは避は難く、したがって事後に熱処理を施こ
して結晶の損傷を回復するとともに、注入された不純物
を電気的に活性化する必要がある。
この熱処理に必要な温度は比較的高温であるために、熱
処理以前に半導体に実現されていた不純物の分布状態等
に変化を与えるおそれがあったので、半導体基板全体は
加熱せず、イオン注入のなされた領域のみを局部的に加
熱することにより同様の効果を発揮する手法が開発され
つつある。その代表的なものは、レーザ照射アニール法
、放射線照射アニール法等であるが、可視光又はこれに
近接した波長域の電磁波を照射する方法が最も簡易であ
る。ただ、この光照射アニール法にあっては、基板温度
と照射エネルギー密度とが大きく影響するので、一定値
以上のエネルギー密度を有する光取外は使用しえない。
処理以前に半導体に実現されていた不純物の分布状態等
に変化を与えるおそれがあったので、半導体基板全体は
加熱せず、イオン注入のなされた領域のみを局部的に加
熱することにより同様の効果を発揮する手法が開発され
つつある。その代表的なものは、レーザ照射アニール法
、放射線照射アニール法等であるが、可視光又はこれに
近接した波長域の電磁波を照射する方法が最も簡易であ
る。ただ、この光照射アニール法にあっては、基板温度
と照射エネルギー密度とが大きく影響するので、一定値
以上のエネルギー密度を有する光取外は使用しえない。
同時に、基板温度には変化を与えず、かつ、極めて局部
的加熱を実現するために照射時間を数百μＳ程度以下に
制限する必要があるため、かかる目的をもってなす光照
射アニール方法を実現するためには、クセノン（Ｘｅ）
ランプ等の閃光電球を使用する方法が試みられているが
、必ずしも満足すべき結果を得ていない。
的加熱を実現するために照射時間を数百μＳ程度以下に
制限する必要があるため、かかる目的をもってなす光照
射アニール方法を実現するためには、クセノン（Ｘｅ）
ランプ等の閃光電球を使用する方法が試みられているが
、必ずしも満足すべき結果を得ていない。
すなわち、光照射アニール方法において基板温度を５８
０Ｃ程度に保ち活性化率を高くするためには１回の照射
当りの照射エネルギー密度を１３〜１７Ｊ・Ｃ１ｎ ”
以上にしなければならないが、そうすると表面損傷が太
き（なり実用に耐えなくなり、一方実用に耐えうる程度
に表面損傷が小さくなるように照射エネルギー密度を選
択すれば、活性化率が不十分であるという二律背反の関
係が存在する。
０Ｃ程度に保ち活性化率を高くするためには１回の照射
当りの照射エネルギー密度を１３〜１７Ｊ・Ｃ１ｎ ”
以上にしなければならないが、そうすると表面損傷が太
き（なり実用に耐えなくなり、一方実用に耐えうる程度
に表面損傷が小さくなるように照射エネルギー密度を選
択すれば、活性化率が不十分であるという二律背反の関
係が存在する。
本発明の目的は、イオン注入等によって損傷を受けた結
晶性の回復とイオン注入等によって導入された不純物を
電気的に活性化することを目的としてなす光照射アニー
ルにおいて、表面損傷を生ずることなく大きな活性化率
を達成する光照射アニール方法を提供することにある。
晶性の回復とイオン注入等によって導入された不純物を
電気的に活性化することを目的としてなす光照射アニー
ルにおいて、表面損傷を生ずることなく大きな活性化率
を達成する光照射アニール方法を提供することにある。
その要旨は、単位面積当り数乃至数十ジュールの照射エ
ネルギー密度と数百μｓの照射時間とをもってなす光照
射アニール方法において、光照射に当り、その照射強度
を次第に増大し、次いで、次第に減少することにある。
ネルギー密度と数百μｓの照射時間とをもってなす光照
射アニール方法において、光照射に当り、その照射強度
を次第に増大し、次いで、次第に減少することにある。
以下、図面を参照しつつ、本発明の着想からその具体化
への過程を説明し、本発明の構成と特有の効果とを明ら
かにする。
への過程を説明し、本発明の構成と特有の効果とを明ら
かにする。
まず、本発明の発明者は、クセノン（Ｘｅ）ランプを使
用してなす従来の光照射アニール装置を用い、基板温度
全５８００Ｃ程度とし、２００−４００１ μｓ ）の
照射時間で光照射アニールをなす場合、活性化率（注入
された不純物原子の総数を分母とし、電気的に活性化さ
れた不純物原子の数を分子とする比）を９５％以上に大
きくしようとすると、表面損傷（光照射アニールにより
、一部領域には良好な結晶が形成されるか、一部領域に
は転位等の結晶欠陥が存在する状態）が大きく実用に耐
えなくなり、実用に耐える程度に表面損傷を小さくすれ
ば、活性化率が６０９６程度と極めて小さくなるという
現象に鑑み、従来の光照射法の欠点は、極めて短い時間
すなわち数〔μＳ〕程度の時間に単位面積当りの照射強
度が急激に０（零）から３Ｘ１０’〜９×１０’ （Ｗ
／ ｃｍ２）迄上昇して半導体の温度は局部的に１、
４１０ Ｃ程度まで急激に上昇し、又、同程度に極めて
短い時間をもってエネルギー照射が急停止させられるた
め、結晶成長速度が半導体の溶融固化速度に追従しえな
いことに起因するものと推定した。
用してなす従来の光照射アニール装置を用い、基板温度
全５８００Ｃ程度とし、２００−４００１ μｓ ）の
照射時間で光照射アニールをなす場合、活性化率（注入
された不純物原子の総数を分母とし、電気的に活性化さ
れた不純物原子の数を分子とする比）を９５％以上に大
きくしようとすると、表面損傷（光照射アニールにより
、一部領域には良好な結晶が形成されるか、一部領域に
は転位等の結晶欠陥が存在する状態）が大きく実用に耐
えなくなり、実用に耐える程度に表面損傷を小さくすれ
ば、活性化率が６０９６程度と極めて小さくなるという
現象に鑑み、従来の光照射法の欠点は、極めて短い時間
すなわち数〔μＳ〕程度の時間に単位面積当りの照射強
度が急激に０（零）から３Ｘ１０’〜９×１０’ （Ｗ
／ ｃｍ２）迄上昇して半導体の温度は局部的に１、
４１０ Ｃ程度まで急激に上昇し、又、同程度に極めて
短い時間をもってエネルギー照射が急停止させられるた
め、結晶成長速度が半導体の溶融固化速度に追従しえな
いことに起因するものと推定した。
そこで、本発明の発明者は、図に示す如（、単位面積当
りの照射強度を漸増させかつ漸減させれば、結晶欠陥の
発生を伴うことなく活性化率の大きな光照射アニール方
法を実現することが可能になるであろうとの着想を得、
これを具体化するために単位面積当りの最大照射強度を
ほぼ一定に５Ｘ １０ ’ ［Ｗ ／ ｃｍ ２〕程度
に保ち、照射エネルギー密度上昇下降時間を夫々２００
［μｓｅｃ］から１，０００’Ｃμｓｅｃ ）まで変化
させて実験を繰り返し、照射エネルギー密度の上昇下降
時間の夫々が４００〔μ５ｅｃ）以上において、おおむ
ね予期せ゛る効果の存在を確認した。
りの照射強度を漸増させかつ漸減させれば、結晶欠陥の
発生を伴うことなく活性化率の大きな光照射アニール方
法を実現することが可能になるであろうとの着想を得、
これを具体化するために単位面積当りの最大照射強度を
ほぼ一定に５Ｘ １０ ’ ［Ｗ ／ ｃｍ ２〕程度
に保ち、照射エネルギー密度上昇下降時間を夫々２００
［μｓｅｃ］から１，０００’Ｃμｓｅｃ ）まで変化
させて実験を繰り返し、照射エネルギー密度の上昇下降
時間の夫々が４００〔μ５ｅｃ）以上において、おおむ
ね予期せ゛る効果の存在を確認した。
次に、本発明にかかる光照射アニール方法の実施に直接
使用する装置について一言附言する。クセノン（Ｘｅ）
ランプは閃光電球−あるから、クセノン（Ｘｅ）ランプ
を使用するかぎり、図に示す如く連続的に照射強度を変
化させることは必ずしも容易ではない。しかし、クセノ
ン（Ｘｃ）ランプを使用するとしても、光度の興なる数
種のクセノン（Ｘｅ）ランプを複数筒用意しておき、こ
れを経時的に点滅させて全体としての光照射強度が図に
示す如くなるように制御することは容易に可能であり、
又、クセノン（Ｘｅ）ランプは使用せず連続的に発光し
つるランプを使用し、集光レイズとしぼり機構とシャッ
タ機構とを使用して前記と同様に照射強度を制御するこ
とも可能である。
使用する装置について一言附言する。クセノン（Ｘｅ）
ランプは閃光電球−あるから、クセノン（Ｘｅ）ランプ
を使用するかぎり、図に示す如く連続的に照射強度を変
化させることは必ずしも容易ではない。しかし、クセノ
ン（Ｘｃ）ランプを使用するとしても、光度の興なる数
種のクセノン（Ｘｅ）ランプを複数筒用意しておき、こ
れを経時的に点滅させて全体としての光照射強度が図に
示す如くなるように制御することは容易に可能であり、
又、クセノン（Ｘｅ）ランプは使用せず連続的に発光し
つるランプを使用し、集光レイズとしぼり機構とシャッ
タ機構とを使用して前記と同様に照射強度を制御するこ
とも可能である。
以上説明せるとおり、本発明によれば、イオン注入等に
よって損傷を受けた結晶性の回復とイオン注入等によっ
て導入された不純物を電気的に活性化することを目的と
してなす光照射アニールにおいて、照射される光エネル
ギーを４００〔μ５ｅｃ）以上の時間を経て上昇させ、
又同等の時間を経て減少させることによって、表面損傷
を生ずることなく大きな活性化率を達成する光照射アニ
ール方法を提供することかで゛きる。なお、照射強度を
最高値迄上昇した後ただちに下降させるのではな（、し
ばらく一定値に保った後下降しても同様の効果が得られ
る。
よって損傷を受けた結晶性の回復とイオン注入等によっ
て導入された不純物を電気的に活性化することを目的と
してなす光照射アニールにおいて、照射される光エネル
ギーを４００〔μ５ｅｃ）以上の時間を経て上昇させ、
又同等の時間を経て減少させることによって、表面損傷
を生ずることなく大きな活性化率を達成する光照射アニ
ール方法を提供することかで゛きる。なお、照射強度を
最高値迄上昇した後ただちに下降させるのではな（、し
ばらく一定値に保った後下降しても同様の効果が得られ
る。
図は、本発明の着想を具体化するためになした実験の内
容を説明するためのグラフである。 旦ａｍ＋日古間 （Ｓ）
容を説明するためのグラフである。 旦ａｍ＋日古間 （Ｓ）
Claims (1)
- イオン注入によって損傷を受けた結晶性を回復する目的
と前記イオン注入によって導入された不純物に電気的活
性を附与する光照射による加熱処理方法において、光照
射に当り、照射強瀾を単位面積当りの最大照射強度まで
漸増し、しかる後、漸減することを特徴とする加熱処理
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13304081A JPS5833832A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | 加熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13304081A JPS5833832A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | 加熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5833832A true JPS5833832A (ja) | 1983-02-28 |
| JPH025293B2 JPH025293B2 (ja) | 1990-02-01 |
Family
ID=15095400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13304081A Granted JPS5833832A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | 加熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5833832A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4751193A (en) * | 1986-10-09 | 1988-06-14 | Q-Dot, Inc. | Method of making SOI recrystallized layers by short spatially uniform light pulses |
| US5514885A (en) * | 1986-10-09 | 1996-05-07 | Myrick; James J. | SOI methods and apparatus |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0855663A (ja) * | 1994-08-12 | 1996-02-27 | Nec Commun Syst Ltd | フラットパッケージｉｃ用ソケット |
| JP2008306176A (ja) * | 2007-05-08 | 2008-12-18 | Tokyo Electron Ltd | 化合物半導体の熱処理方法及びその装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5681928A (en) * | 1979-10-17 | 1981-07-04 | Itt | Semiconductor annealing treatment |
-
1981
- 1981-08-25 JP JP13304081A patent/JPS5833832A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5681928A (en) * | 1979-10-17 | 1981-07-04 | Itt | Semiconductor annealing treatment |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4751193A (en) * | 1986-10-09 | 1988-06-14 | Q-Dot, Inc. | Method of making SOI recrystallized layers by short spatially uniform light pulses |
| US5514885A (en) * | 1986-10-09 | 1996-05-07 | Myrick; James J. | SOI methods and apparatus |
| US5629532A (en) * | 1986-10-09 | 1997-05-13 | Myrick; James J. | Diamond-like carbon optical waveguide |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH025293B2 (ja) | 1990-02-01 |
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