KR20040046644A - 레이저 활성화를 이용한 화합물 반도체 소자의 제조방법 - Google Patents

레이저 활성화를 이용한 화합물 반도체 소자의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20040046644A
KR20040046644A KR1020020074634A KR20020074634A KR20040046644A KR 20040046644 A KR20040046644 A KR 20040046644A KR 1020020074634 A KR1020020074634 A KR 1020020074634A KR 20020074634 A KR20020074634 A KR 20020074634A KR 20040046644 A KR20040046644 A KR 20040046644A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser
sic substrate
junction region
conductivity type
impurity
Prior art date
Application number
KR1020020074634A
Other languages
English (en)
Inventor
이형규
이창영
송지헌
Original Assignee
이형규
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이형규 filed Critical 이형규
Priority to KR1020020074634A priority Critical patent/KR20040046644A/ko
Publication of KR20040046644A publication Critical patent/KR20040046644A/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture 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
    • H01L21/18Manufacture 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
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76886Modifying permanently or temporarily the pattern or the conductivity of conductive members, e.g. formation of alloys, reduction of contact resistances

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

고온의 장시간 열처리 공정으로 인한 소자 열화를 방지할 수 있는 레이저 활성화를 이용한 화합물 반도체 소자의 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 화합물 반도체 소자의 제조방법은, 제 1 도전형의 반도체 기판상의 소정 부분에 제 2 도전형의 불순물을 주입한다. 이어서, 상기 반도체 기판에 주입된 상기 제 2 도전형 불순물을 활성화시켜서, 접합 영역을 형성한 다음, 상기 접합 영역상에 전이 금속막을 형성하여, 오믹 콘택층을 저온에서 형성한다. 이때, 상기 제 2 도전형 불순물의 활성화는 레이저 조사에 의하여 진행된다.

Description

레이저 활성화를 이용한 화합물 반도체 소자의 제조방법{Method for manufacturing compound semiconductor device using laser activation}
본 발명은 화합물 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 레이저 활성화를 이용하여 실리콘 카바이드(silicon carbide:SiC) 기판상에 반도체 소자를 제작하는 방법에 관한 것이다.
SiC 또는 GaN(gallium nitride) 화합물 반도체는 Si 및 GaAs에 비하여 상대적으로 큰 에너지 밴드갭(energy band gap)을 가짐에 따라, 실온에서 낮은 진성 이동도(intrinsic mobility)를 가짐은 물론, 높은 포화 전자 속도, 높은 항복 전압 및 높은 열전도도를 갖는다. 이에따라, 이러한 SiC 또는 GaN 화합물 반도체는 고전력, 고주파 또는 고온 소자에 주로 이용되고 있다. 특히, SiC 기판은 GaN 기판과 달리 열산화막을 성장시킬 수 있다는 장점을 가지므로, SiC 기판상에 반도체 소자를 제조하는 기술에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다.
여기서, SiC 기판상에 반도체 소자를 제조하는 방법에 대하여, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명하도록 한다.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, SiC 기판(10)상에 P형 또는 N형의 불순물(12)을 공지의 이온 주입 방식으로 주입한다. 이때, P형의 불순물로는 예를 들어, 보론(B) 또는 알루미늄(Al)이 이용될 수 있으며, N형의 불순물로는 예를 들어, 질소(N)가 이용될 수 있다. 그후, SiC 기판(10)내에 주입된 불순물(12)을 활성화시키기 위하여, 약 1000℃ 내지 1600℃의 고온에서 약 30분 이상 열처리를 진행한다. P형의 불순물인 경우, 1550℃ 내지 1600℃의 온도범위에서 진행하고, N형의 불순물의 경우, 1000℃ 내지 1100℃의 온도 범위에서 진행한다. 이때, P형의 불순물을 보다 고온에서 열처리하는 이유는 N형에 비하여 상대적으로 불순물 확산이 느리기 때문이다.
이와같은 열처리에 의하여, 도 1b에 도시된 바와 같이, SiC 기판(10) 내에 접합 영역(15)이 형성된다. 그후, 도면에는 도시되지 않았지만, 접합 영역(15) 상부에 예를 들어 티타늄/알루미늄 금속막을 증착하고, 이를 소정 온도에서 열처리시켜, 오믹 콘택층 역할을 하는 실리사이드막(도시되지 않음)을 형성한다.
그러나, 상기와 같이 고온 열처리 공정을 이용하여 접합 영역을 제작하는 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째로, 불순물을 활성화시키기 위한 고온 및 장시간의 열처리 공정이 진행되면, 접합 영역(15)의 표면에 소위 "스텝 번칭(step bunching)"이라 불리우는 모폴로지(morphology)가 발생된다. 이러한 스텝 번칭은 SiC 기판(10)에 고온이 전달됨에 따라, 접합 영역(SiC 기판)내의 원자들이 이동 또는 분해되어 표면이 거칠어지는 현상으로, 이와같은 스텝 번칭이 발생된 접합 영역(15)이 도 2에 도시되어 있다. 이와같은 스텝 번칭이 발생된 상태에서 후속의 소자, 예를 들어 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하게 되면, 트랜지스터의 이동도(mobility) 특성이 매우 열악해지는 문제점이 있다.
둘째로, 상술한 바와 같이 불순물을 활성화시키는데 약 1000℃ 이상의 고온 공정을 30분 이상 수행하여야 하므로, 열처리 효율이 저하될 뿐만 아니라, SiC 기판(10)에 다량의 스트레스가 인가된다.
또한, 고온의 열처리 공정에 의하여 접합 영역을 형성한다음, 재차 열처리 공정에 의하여 오믹 콘택층으로서의 실리사이드층을 형성하여야 하므로, SiC 기판(10)에 가해지는 열적 부담은 더욱 더 가중된다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 고온의 장시간 열처리 공정으로 인한 소자 열화를 방지할 수 있는 화합물 반도체 소자의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 반도체 기판에 잦은 열처리로 인한 열적 부담을 최소화할 수 있는 화합물 반도체 소자의 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 화합물 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다.
도 2는 종래의 고온 열처리 후 접합 영역 표면을 나타낸 AFM 사진이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 레이저 활성화를 이용한 화합물 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다.
도 4는 레이저 세기에 따른 접합 영역의 면저항을 나타내는 그래프이다.
도 5는 레이저 활성화를 진행한 후, 접합 영역의 표면을 나타낸 AFM 사진이다.
도 6a는 고온 열처리에 의하여 형성된 접합 영역상에 티타늄 금속막을 증착하였을때의 전압에 대한 전류 그래프이다.
도 6b는 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 처리에 의하여 형성된 접합 영역상에 티타늄 금속막을 형성하였을 때 전압에 대한 전류 그래프이다.
도 7은 레이저 처리에 의하여 형성된 접합 영역상에 몰리브덴 금속막을 형성하였을 때 전압에 대한 전류 그래프이다.
도 8은 레이저 세기에 따른 전압에 대한 전류 그래프이다.
도 9는 레이저의 세기에 따른 접합 영역의 면저항을 나타낸 그래프이다.
도 10은 레이저의 세기에 따른 접합 영역의 콘택 저항을 나타내는 그래프이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
100: 반도체 기판 105 : 희생 산화막 110 : P형 불순물
120 : 차폐막 130 : 레이저 140 : 접합 영역
150 : 티타늄 금속막
상기한 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 화합물 반도체소자의 제조방법은, 희생산화막이 덮혀진 제 1 도전형을 갖는 SiC 기판상의 소정 부분에 제 2 도전형의 불순물을 주입하고, 상기 SiC 기판에 주입된 상기 제 2 도전형 불순물을 활성화시켜서, 접합 영역을 형성한다. 그후, 상기 접합 영역상에 오믹 콘택층을 형성한다. 이때, 상기 제 2 도전형 불순물의 활성화는 레이저 조사에 의하여 진행된다.
상기 오믹 콘택층으로는 티타늄 금속막 또는 몰리브덴 금속막이 이용될 수 있다. 여기서, 상기 레이저를 조사하여 접합 영역을 형성하는 단계는, 상기 SiC 기판을 노광 장비에 장착하는 단계와, 상기 레이저를 광원으로 하여, 상기 SiC 기판에 레이저를 조사하는 단계를 포함한다. 이때, 광원은 308nm 파장의 XeCl, 253nm 파장의 KrF 또는 193nm 파장의 ArF를 사용할 수 있다. 또한, 레이저는 약 0.5 내지 2.0J/㎠의 세기로, 약 20 내지 100nsec 동안 조사함이 바람직하다.
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 또한, 어떤 층이 다른 층 또는 반도체 기판의 "상"에 있다라고 기재되는 경우에, 어떤 층은 상기 다른 층 또는 반도체 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는, 그 사이에 제 3의층이 개재되어질 수 있다.
(실시예 1)
첨부한 도면 도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 레이저 활성화를 이용하여 화합물 반도체 소자를 제작하는 방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다.
도 3a를 참조하여, 반도체 기판, 예를 들어, SiC 기판(100)이 준비된다. SiC 기판(100)은 예를 들어 N형의 불순물이 도핑되어 있을 수 있다. 본 실시예에서의 SiC 기판(100)은 표면에 N형의 에피택셜층이 형성된 N형의 6H-SiC 기판이 이용될 수 있다. SiC 기판(100) 상부에 박막의 희생 산화막(105)을 형성한다. 이때, 희생 산화막(105)은 이후 이온 주입 공정시 기판 표면을 보호하기 위하여 형성되며, 열적 성장 방식으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서의 희생 산화막(105)은 SiC 기판(100)을 1150℃ 온도의 산소 분위기에서 2시간동안 열처리하여 성장되고, 예를들어 20nm 두께를 갖도록 형성된다.
다음, SiC 기판(100)의 소정 부분에 접합 영역용 불순물(110)을 이온 주입한다. 접합 영역용 불순물(110)로는 SiC 기판(100)과는 반대 타입의 불순물인 P형 불순물(110), 예를 들어 보론(B) 또는 알루미늄(Al) 이온이 주입될 수 있으며, 적소에 P형 불순물(110)이 주입될 수 있도록 소정의 마스크 패턴(도시되지 않음)이 SiC 기판(100) 상에 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 접합 영역용 불순물(110)로 알루미늄 이온을 사용하였으며, 그것의 이온 주입 깊이가 약 0.1㎛ 내지 0.3㎛가 될 수 있도록 2×1014/㎠ 내지 1×1015/㎠의 도우즈 및 30 내지 260 KeV의 에너지로 주입한다. 하지만, 이온 주입 깊이 및 농도는 이에 국한되지 않고, 경우에 따라 가변가능하다. 이때, 희생 산화막(105)에 의하여, 이온 주입시 발생되는 기판(100) 손상을 감소시킬 수 있다.
다음, 도 3b를 참조하여, 희생 산화막(105) 상부에 접합 영역용 불순물(110)이 주입된 영역이 노출되도록 차폐막(120)을 증착한다. 차폐막(120)은 레이저를 반사시킬 수 있는 물질, 예를 들어, 니켈(Ni),티타늄(Ti),몰리브덴(Mo)과 같은 금속막 또는 산화막과 이들 금속막의 적층막이 이용될 수 있으며, 이러한 차폐막(120)은 이후 레이저 활성화 공정시 선택적으로 레이저를 조사하기 위함이다.
그후, SiC 기판(100) 결과물 상부에 레이저(130)를 조사하여, 이온 주입된 접합 영역용 불순물(110)을 활성화시킨다. 이에따라, SiC 기판(100)의 소정 부분에 접합 영역(140)이 한정된다. 이때, 접합 영역용 불순물(100)이 형성되지 않은 SiC 기판(100)에 가해지는 레이저는 차폐막(120)에 의하여 모두 반사되어 진다.
본 실시예에서의 레이저 조사는 노광 장치 예를 들어 스텝퍼(stepper)에서 진행될 수 있다. 이를 보다 구체적으로 설명하면, 불순물이 이온 주입되고 차폐막(120)이 형성된 SiC 기판(100)을 노광 장치에 장입한다음, 엑시머 레이저, 즉, 308nm 파장을 갖는 XeCl, 253nm 파장을 갖는 KrF 또는 193nm 파장을 갖는 ArF를 광원을 이용하여, SiC 기판(100) 결과물에 레이저를 조사한다. 즉, 일반적인 포토리소그라피 공정에서 노광 공정과 동일한 방식으로 진행할 수 있다.
여기서, 도 4는 레이저 세기에 따른 접합 영역의 면저항(sheet resistance)을 나타낸 그래프로서, 도 4에 의하면, 일정 세기의 레이저가 조사되었을 때, 면저항이 급격히 감소되었다. 이는 임계 세기 이상의 레이저가 조사되어야만 불순물이 활성화됨을 의미한다. 이때, 면저항은 불순물이 활성화되었는지를 확인하는 팩터(factor)로서, 면저항이 감소되면 불순물들이 SiC 기판내에 확산 및 격자정합되어 결정질이 되었음을 나타낸다. 본 도면에 있어서, 3펄스(일반적으로 1펄스는 20nsec 내지 30nsec일 수 있음) 동안 즉, 20 내지 100nsec 동안 레이저를 인가하는 경우, 약 0.5J/㎠ 내지 2.0J/㎠의 강도(intensity), 더욱 바람직하게는 1.0J/㎠ 내지 2.0J/㎠의 강도가 요구된다. 또한, 상기 레이저 조사 공정은 실온 또는 300℃ 미만의 온도에서 진행됨이 바람직하다.
이에따라, 레이저를 이용하여 불순물을 활성화시키게 되면, 고온이 수반되지 않고, 20 nsec 내지 100nsec라는 초단시간내에 불순물 활성화를 진행할 수 있으므로, 어닐링 효율이 크게 개선될 뿐만 아니라, SiC 기판에 가해지는 열적 부담을 완화시킬 수 있다.
아울러, 도 5는 레이저 활성화를 진행한 후, 접합 영역(140)의 표면을 나타낸 AFM(atomic force microscope) 사진으로서, 도 5를 살펴보면, 상기 도 2의 사진과는 달리, 접합 영역(140)의 표면이 매우 매끄러운 거울면을 갖는 것으로 나타났다. 이는 순간적인 레이저 조사에 의하여 불순물 활성화가 이루어졌으므로, 접합 영역 및 표면의 원자들이 이동하거나 분해가 억제되었다고 예측된다. 이와같이 접합 영역(140) 표면 모폴로지 특성 즉, 스텝 번칭이 개선됨에 따라, 이후 형성되는 트랜지스터 특성이 개선된다.
그후, 도 3c에 도시된 바와 같이, 차폐막(120) 및 희생 산화막(105)을 공지의 방식으로 제거한다음, 접합 영역(140) 상부에 오믹 콘택층을 형성한다. 일반적으로 오믹 콘택층으로 알려진 바와 같이, 티타늄 실리사이드막을 사용하였다. 그러나, 티타늄 실리사이드막은 자기 정렬 방식으로 형성하기 위하여는 별도의 열처리 공정을 수반하여야 하므로, SiC 기판(100)에 열적 부담을 줄 수 있다.
하지만, 본 실시예에서는 접합 영역(140) 상에 오믹 콘택층으로 단지 티타늄 금속막(150)만을 증착한다. 이때, 레이저에 의하여 활성화된 접합 영역 상에 티타늄 금속막이 증착되는 경우, 티타늄 금속막 자체가 오믹 콘택층으로서 동작된다. 이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 도 6a는 고온 열처리가 진행된 접합 영역상에 티타늄 금속막을 형성하였을 때 전압에 대한 전류 그래프이고, 도 6b는 레이저 처리가 진행된 접합 영역상에 티타늄 금속막을 형성하였을 때 전압에 대한 전류 그래프이다.
상기 두 그래프를 비교하여 보면, 고온의 열처리(1600℃,30분)에 의하여 활성화된 접합 영역상에 티타늄 금속막을 증착하는 경우, 해당 접합 영역의 전류-전압 곡선은 정류 다이오드(rectifying diode) 형태로 나타내어진다. 이러한 상태의 티타늄 금속막은 오믹 콘택층으로 사용할 수 없다.
한편, 레이저 빔 조사에 의하여 활성화된 접합 영역상에 티타늄 금속막을 증착하는 경우, 해당 접합 영역의 전류-전압 관계는 직선 형태, 즉 오믹 콘택 형태로 나타난다. 이는 레이저의 강한 에너지가 접합 영역(140)에 잔류하여, 이온 주입된 이온들이 고온 열처리의 경우보다 활성화율이 높기 때문에, SiC 기판(100)과 금속 계면에서 티타늄 열처리에 의한 합금을 형성하지 않고도 실리사이드와 유사한 특성을 나타낸다고 예측된다.
이에따라, 별도의 실리사이드막을 형성하기 위한 공정을 진행하지 않고도, 티타늄 금속막만의 증착으로 오믹 콘택층을 형성할 수 있다. 여기서, 도 6b의 그래프는 cTLM(circular Transmission transfer live) 방식으로 측정되며, 각 그래프의 기울기는 기준 패턴과 해당 티타늄 금속막간의 거리를 나타낸다. 본 실시예에서 티타늄 금속막은 스퍼터링 방식을 이용하여, 250 내지 300nm 두께로 형성할 수 있다.
이와같이, 레이저에 의한 불순물 활성화에 의하여, 실리사이드를 형성하기 위한 열처리 공정을 배제할 수 있어, 공정을 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라, SiC 기판(100)에 가해지는 추가의 열적 부담을 완화시킬 수 있다.
(실시예 2)
본 실시예는 상술한 실시예 1의 도 3b의 공정까지는 동일하며, 도 3c의 오믹 콘택층의 종류만이 상이하다.
본 실시예에서는 오믹 콘택층으로 몰리브덴 금속막을 사용한다. 몰리브덴 금속막 역시, 레이저 조사에 의하여 활성화된 접합 영역상에 형성될 때, 증착 공정만으로 오믹 콘택층의 역할을 한다.
도 7은 레이저 처리에 의하여 형성된 접합 영역상에 몰리브덴 금속막을 형성하였을 때 전압에 대한 전류 그래프이다. 본 도면은 약 0.68J/㎠의 세기로 레이저가 조사되는 경우를 일예로 나타내었고, 이러한 전압에 대한 전류 그래프 측정은 상술한 바와 같이 cTLM 방식으로 진행된다. 본 도면에 의하면, 기준 패턴과 측정되어질 몰리브덴 금속막과의 거리가 변하더라도, 전류-전압 그래프는 모두 직선 형태즉, 오믹 특성을 유지하도록 나타나며, 기준 패턴과 몰리브덴 금속막 사이의 거리에 의하여 기울기가 변화되는 특징을 갖는다.
또한, 도 8은 레이저 세기에 따른 전압에 대한 전류 그래프로서, 레이저의 세기를 0.68J/㎠, 0.97J/㎠, 1.28J/㎠ 및 1.45J/㎠ 각각으로 변화시키더라도, 모두 오믹 특성을 나타냄을 알 수 있다. 이는 상기 몰리브덴 금속막이 다양한 레이저 세기하에서도 고른 오믹 특성을 가짐을 의미한다.
도 9는 레이저의 세기에 따른 접합 영역의 면저항(Rs:sheet resistance)을 나타낸 그래프로서, 본 도면에 의하면, 0.68J/㎠, 0.97J/㎠, 1.28J/㎠ 및 1.45J/㎠ 세기의 레이저가 각각 조사되었을 때, 모두 3×105Ω/㎠ 이하의 낮은 면저항을 보인다.
또한, 도 10은 레이저의 세기에 따른 접합 영역의 콘택 저항(Rc:contact resistance)을 나타내는 그래프로서, 본 도면에 의하면, 0.68J/㎠, 0.97J/㎠, 1.28J/㎠ 및 1.45J/㎠ 세기의 레이저가 각각 조사되었을 때, 모두 8×10-3Ω㎠ 이하의 낮은 콘택 저항을 나타내고, 콘택 저항 역시 레이저의 세기에 대하여 지수적으로 감소한다.
이와같은 본 실시예는 레이저 처리에 의하여 활성화된 접합 영역(불순물 영역)상에 몰리브덴 금속막을 증착하여, 오믹 콘택층으로 사용한다. 이때, 오믹 콘택층으로 사용되는 몰리브덴 금속막은 다양한 레이저 세기에 의하여 고른 오믹 특성을 나타내므로, 재현성이 탁월하다.
더불어, 본 실시예 역시 추가의 실리사이드 형성을 위한 열처리 공정이 배제됨으로써, 공정을 단순화시킴은 물론 SiC 기판에 가해지는 열적 부담을 완화시킬 수 있다.
이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, SiC 기판에 주입된 불순물을 레이저 의하여 활성화시킨다. 이러한 레이저 활성화 공정은 실온에서 20 내지 100nsec의 시간동안 진행되므로, 고온 장시간의 열처리 공정을 배제할 수 있어, 어닐링 효율을 개선할 수 있고, SiC 기판의 열적 부담을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 레이저 활성화를 진행하게 되면, 접합 영역 표면이 거울면 형태로 매끄러워져서, 트랜지스터의 이동도 특성을 한층 더 개선시킬 수 있다.
아울러, 레이저 활성화를 진행한 접합 영역상에 티타늄 금속막 또는 몰리브덴 금속막을 형성하게 되면, 형성된 금속막 자체가 오믹 콘택층으로 작용하게 되어, 금속막을 실리사이드막으로 변환시키기 위한 별도의 열처리 공정이 배제된다. 이에따라, 공정을 단순화시킬 수 있으며, 추가적인 열처리 부담을 줄일 수 있다.
특히, 몰리브덴 금속막의 경우, 다양한 레이저 세기에 대하여 우수한 오믹 특성을 보이므로, 다양하게 적용 가능하다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.

Claims (10)

  1. 제 1 도전형을 갖는 SiC 기판상에 희생 산화막을 형성하는 단계;
    상기 희생 산화막이 덮혀진 SiC 기판의 소정 부분에 제 2 도전형의 불순물을 주입하는 단계;
    상기 SiC 기판에 주입된 상기 제 2 도전형 불순물을 활성화시켜서, 접합 영역을 형성하는 단계;
    상기 희생 산화막을 제거하는 단계; 및
    상기 접합 영역상에 오믹 콘택층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제 2 도전형 불순물의 활성화는 레이저 조사에 의하여 진행되는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 접합 영역을 형성하는 단계는,
    상기 SiC 기판을 노광 장비에 장착하는 단계; 및
    상기 레이저를 광원으로 하여, 상기 SiC 기판에 레이저를 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 광원은 308nm 파장의 XeCl, 253nm 파장의 KrF 또는 193nm 파장의 ArF인 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저는 약 0.5 내지 2.0J/㎠의 세기로, 약 20 내지 100nsec 동안 조사하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 레이저 활성화는 실온 또는 300℃ 미만에서 진행하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 도전형은 N 타입이고, 제 2 도전형은 P 타입인 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 도전형의 불순물은 보론(B) 또는 알루미늄(Al)인 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 오믹 콘택층을 형성하는 단계는, 상기 접합 영역상에 티타늄 금속막을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 오믹 콘택층을 형성하는 단계는, 상기 접합 영역상에 몰리브덴 금속막을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 도전형의 불순물을 주입하는 단계와, 상기 접합 영역을 형성하는 단계 사이에, 상기 제 2 도전형의 불순물이 주입된 영역만을 선택적으로 노출시키며, 상기 SiC 기판에 입사되는 레이저를 반사시키는 차폐막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 제조방법.
KR1020020074634A 2002-11-28 2002-11-28 레이저 활성화를 이용한 화합물 반도체 소자의 제조방법 KR20040046644A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020074634A KR20040046644A (ko) 2002-11-28 2002-11-28 레이저 활성화를 이용한 화합물 반도체 소자의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020074634A KR20040046644A (ko) 2002-11-28 2002-11-28 레이저 활성화를 이용한 화합물 반도체 소자의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20040046644A true KR20040046644A (ko) 2004-06-05

Family

ID=37342168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020074634A KR20040046644A (ko) 2002-11-28 2002-11-28 레이저 활성화를 이용한 화합물 반도체 소자의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20040046644A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230007938A (ko) 2021-07-06 2023-01-13 에이피에스리서치 주식회사 레이저 열처리장치 및 레이저 열처리방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08139048A (ja) * 1994-11-08 1996-05-31 Agency Of Ind Science & Technol 炭化ケイ素への不純物ドーピング方法
JPH08148443A (ja) * 1994-11-24 1996-06-07 Agency Of Ind Science & Technol 不純物のイオン注入方法
JPH08264468A (ja) * 1994-09-12 1996-10-11 Ion Kogaku Kenkyusho:Kk 炭化ケイ素への不純物ドーピング方法および電極形成方法
KR20000070291A (ko) * 1997-11-28 2000-11-25 모리시타 요이찌 반도체불순물의 활성화방법 및 활성화장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08264468A (ja) * 1994-09-12 1996-10-11 Ion Kogaku Kenkyusho:Kk 炭化ケイ素への不純物ドーピング方法および電極形成方法
JPH08139048A (ja) * 1994-11-08 1996-05-31 Agency Of Ind Science & Technol 炭化ケイ素への不純物ドーピング方法
JPH08148443A (ja) * 1994-11-24 1996-06-07 Agency Of Ind Science & Technol 不純物のイオン注入方法
KR20000070291A (ko) * 1997-11-28 2000-11-25 모리시타 요이찌 반도체불순물의 활성화방법 및 활성화장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230007938A (ko) 2021-07-06 2023-01-13 에이피에스리서치 주식회사 레이저 열처리장치 및 레이저 열처리방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4660733B2 (ja) 縦型デバイスのための裏面オーミックコンタクトの低温形成
JP5926216B2 (ja) 埋込み層に低抵抗コンタクトを形成する打込み領域を含んだ半導体デバイスの製作方法および関連したデバイス
JP4581270B2 (ja) SiC半導体のイオン注入層及びその製造方法
US8216924B2 (en) Methods of fabricating transistors using laser annealing of source/drain regions
JP3184320B2 (ja) ダイヤモンド電界効果トランジスタ
JP3820424B2 (ja) 不純物イオン注入層の活性化法
JP4463448B2 (ja) SiC基板及びSiC半導体素子の製造方法
US7998848B2 (en) Method of producing field effect transistor
CN113421914B (zh) p型金属氧化物电流阻挡层Ga2O3垂直金属氧化物半导体场效应晶体管
EP3896720A1 (en) Ohmic contact formation in a sic-based electronic device, and electronic device
EP1160845A2 (en) Method for fabricating a silicon carbide semiconductor device
US20230343831A1 (en) DOPING ACTIVATION AND OHMIC CONTACT FORMATION IN A SiC ELECTRONIC DEVICE, AND SiC ELECTRONIC DEVICE
US4693758A (en) Method of making devices in silicon, on insulator regrown by laser beam
CN115692181A (zh) 在碳化硅(SiC)衬底上制造欧姆接触的方法
EP3930010B1 (en) Method for manufacturing a uv-radiation detector device based on sic, and uv-radiation detector device based on sic
US10453687B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP4506100B2 (ja) 炭化珪素ショットキーバリアダイオードの製造方法
JP2004095640A (ja) 半導体装置およびその製造方法
RU2703931C1 (ru) Способ изготовления кремниевых диодов шоттки
KR100664039B1 (ko) 질화물 반도체 소자 제조 방법
KR20040046644A (ko) 레이저 활성화를 이용한 화합물 반도체 소자의 제조방법
JP3635956B2 (ja) 炭化けい素ショットキーバリアダイオードの製造方法
US11557506B2 (en) Methods for processing a semiconductor substrate
JP3725742B2 (ja) GaAsを基本とする半導体基板上の酸化物層を含む製品の作製方法
CN115004342A (zh) 碳化硅半导体装置以及碳化硅半导体装置的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
NORF Unpaid initial registration fee