JP2010283325A - 半導体素子の製造方法及びレーザアニール装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1の表面の表層部に不純物が注入された半導体基板の第1の表面に、波長850nm以下の第1のレーザパルスを入射させて、半導体基板の第1の表層部を加熱する。第1のレーザパルスの入射後、第1のレーザパルスによって加熱されている領域に、波長900nm以上の第2のレーザパルスを入射させて、不純物を活性化させる。
【選択図】 図5
Description
第1の表面の表層部に不純物が注入された半導体基板の該第1の表面に、波長850nm以下の第1のレーザパルスを入射させて、該半導体基板の該第1の表層部を加熱する工程と、
前記第1のレーザパルスの入射後、該第1のレーザパルスによって加熱されている領域に、波長900nm以上の第2のレーザパルスを入射させて、前記不純物を活性化させる工程と
を有する半導体素子の製造方法が提供される。
半導体基板を保持するステージと、
波長850nm以下の第1のパルスレーザを出射する第1のパルスレーザ光源と、
波長900nm以上の第2のパルスレーザを出射する第2のパルスレーザ光源と、
前記第1のパルスレーザを、前記ステージに保持されている半導体基板の表面に入射させる第1の導波光学系と、
前記第2のパルスレーザを、前記ステージに保持されている半導体基板の表面のうち、前記第1のパルスレーザの入射位置と重なる位置に入射させる第2の導波光学系と、
前記第1のパルスレーザの1つのレーザパルスの出射時から、ある遅延時間経過した時点で、前記第2のパルスレーザビームの1つのレーザパルスが出射されるように、前記第1のパルスレーザ光源及び第2のパルスレーザ光源を制御する制御装置と
を有するレーザアニール装置が提供される。
11 折返しミラー
12 テレスコープ
13 ホモジナイザ
14 コンデンサレンズ
15 ミラー
20 第2のレーザ発振器
21 折返しミラー
22 テレスコープ
23 ホモジナイザ
24 コンデンサレンズ
25 ミラー
30 ステージ
31 半導体基板
35 制御装置
40 シリコン基板
41 p型ベース領域
43 n型エミッタ領域
44 エミッタ電極
45 トレンチ
46 ゲート絶縁膜
47 ゲート電極
48 n型バッファ層(フィールドストップ層)
49 p型コレクタ層
Claims (13)
- 第1の表面の表層部に不純物が注入された半導体基板の該第1の表面に、波長850nm以下の第1のレーザパルスを入射させて、該半導体基板の該第1の表層部を加熱する工程と、
前記第1のレーザパルスの入射後、該第1のレーザパルスによって加熱されている領域に、波長900nm以上の第2のレーザパルスを入射させて、前記不純物を活性化させる工程と
を有する半導体素子の製造方法。 - 前記第1のレーザパルスのパルス幅、及び前記第2のレーザパルスのパルス幅は、共に50ns〜2.5μsの範囲内である請求項1に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記第1のレーザパルスの入射から、前記第2のレーザパルスの入射までの遅延時間が500ns〜2.5μsの範囲内である請求項1または2に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記第1のレーザパルスの入射から、前記第2のレーザパルスの入射までの遅延時間が800ns〜1.2μsの範囲内である請求項3に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記第1のレーザパルスの入射から、前記第2のレーザパルスの入射までの遅延時間が900ns〜1.1μsの範囲内である請求項4に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記半導体基板の前記第1の表面において、前記第1のレーザパルスのパルスエネルギ密度が1J/cm2〜3J/cm2の範囲内であり、前記第2のレーザパルスのパルスエネルギ密度が1J/cm2〜4J/cm2の範囲内である請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記半導体基板の前記第1の表面において、前記第2のレーザパルスのパルスエネルギ密度が1J/cm2〜3J/cm2の範囲内である請求項6に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記第1のレーザパルスの入射により加熱された前記半導体基板の前記第1の表面の温度と、前記第1の表面からの深さが2μmの位置の温度との差が200℃以下であり、かつ前記第1の表面からの深さが2μmの位置の温度が400℃以上の状態で、前記第2のレーザパルスを入射させる請求項1乃至7のいずれか1項に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記半導体基板の前記第1の表面とは反対側の第2の表面に、絶縁ゲートバイポーラトランジスタのエミッタ領域が画定されており、前記第1の表面の表層部に、不純物が注入されたコレクタ領域が画定されており、前記不純物を活性化させる工程において、前記コレクタ領域に注入されている不純物を活性化させる請求項1乃至8のいずれか1項に記載の半導体素子の製造方法。
- 半導体基板を保持するステージと、
波長850nm以下の第1のパルスレーザを出射する第1のパルスレーザ光源と、
波長900nm以上の第2のパルスレーザを出射する第2のパルスレーザ光源と、
前記第1のパルスレーザを、前記ステージに保持されている半導体基板の表面に入射させる第1の導波光学系と、
前記第2のパルスレーザを、前記ステージに保持されている半導体基板の表面のうち、前記第1のパルスレーザの入射位置と重なる位置に入射させる第2の導波光学系と、
前記第1のパルスレーザの1つのレーザパルスの出射時から、ある遅延時間経過した時点で、前記第2のパルスレーザビームの1つのレーザパルスが出射されるように、前記第1のパルスレーザ光源及び第2のパルスレーザ光源を制御する制御装置と
を有するレーザアニール装置。 - 前記制御装置は、前記遅延時間が500ns〜2.5μsの範囲内になるように制御する請求項10に記載のレーザアニール装置。
- 前記制御装置は、前記遅延時間が800ns〜1.2μsの範囲内になるように制御する請求項11に記載のレーザアニール装置。
- 前記制御装置は、前記遅延時間が900ns〜1.1μsの範囲内になるように制御する請求項12に記載のレーザアニール装置。
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