JP6143591B2 - 半導体装置の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Description
半導体基板にイオン注入を行うことにより、前記半導体基板の表層部に格子欠陥を生じさせる工程と、
前記格子欠陥が生じた前記半導体基板にレーザビームを入射させることにより、前記表層部の前記格子欠陥の密度を低減させ、深さ10μmより深い深層部の格子欠陥の密度を高める工程と
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
第1のレーザパルスを出射する半導体レーザ発振器と、
不純物をイオン注入することによって格子欠陥が形成された半導体基板を保持するステージと、
前記第1のレーザパルスを、前記ステージに保持された半導体基板に入射させる伝搬光学系と、
前記半導体レーザ発振器から出射される前記第1のレーザパルスの出射タイミング及びパルス幅を制御する制御装置と
を有し、
前記半導体基板への前記第1のレーザパルスの入射によって、前記半導体基板の表面を溶融させることなく、イオン注入によって形成された前記格子欠陥を深さ10μmより深い深層部まで移動させる半導体装置の製造装置が提供される。
図3Aに示すように、半導体基板50の第1の面50Tに、p型のベース領域51、n型のエミッタ領域52、ゲート電極53、ゲート絶縁膜54、及びエミッタ電極55を形成する。これらの素子構造は、一般的なMOSFETの作製工程と同様のプロセスにより作製することができる。
層56a内のリンは、活性化していない。一般に、第1の層57aのボロン濃度は、第2の層56aのリン濃度より高い。イオン注入によって、第1の層57a及び第2の層56a内に格子欠陥60が形成される。
体基板50の第2の面50Bの温度は、アモルファスシリコンの融点(1300K〜1430K)まで達していない。時刻t2で第2のレーザパルスLP2を入射させると、半導体基板50の第2の面50Bの表面の温度がアモルファスシリコンの融点まで達し、表面が溶融する。溶融した部分は、第1の層57a(図2B)の底面まで達する。
スLP1の立下り時刻t4よりも150ns前である。第1のレーザパルスLP1のパルスエネルギ密度(フルエンス)は6.4J/cm2であり、第2のレーザパルスLP2のフルエンスは1.2J/cm2である。
フのうち深さ0μm〜3μmの範囲を拡大したグラフを示す。図9A、図9Bの中実の丸印及び中空の丸印が、それぞれレーザアニール前、及びレーザアニール後の発光強度を示す。
21 半導体レーザ発振器
22 アッテネータ
23 ビームエキスパンダ
24 シリンドリカルレンズアレイ群
25 ダイクロイックミラー
26 コンデンサレンズ
27 伝搬光学系
31 固体レーザ発振器
32 アッテネータ
33 ビームエキスパンダ
34 シリンドリカルレンズアレイ群
35 ベンディングミラー
40、40A、40B ビーム入射領域
41 ステージ
50 半導体基板
50T 第1の面
50B 第2の面
51 p型のベース領域
52 n型のエミッタ領域
53 ゲート電極
54 ゲート絶縁膜
55 エミッタ電極
56 バッファ層
56a 第2の層
57 コレクタ層
57a 第1の層
58 コレクタ電極
59 深層部
60 格子欠陥
Claims (5)
- 半導体基板にイオン注入を行うことにより、前記半導体基板の表層部に格子欠陥を生じさせる工程と、
前記格子欠陥が生じた前記半導体基板にレーザビームを入射させることにより、前記表層部の前記格子欠陥の密度を低減させ、深さ10μmより深い深層部の格子欠陥の密度を高める工程と
を有する半導体装置の製造方法。 - 前記レーザビームを入射させる工程において、前記レーザビームを入射させることによって、前記表層部の前記格子欠陥を、深さ10μmより深い深層部に移動させる請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記レーザビームを入射させることにより、前記半導体基板の前記表層部にイオン注入されている不純物を活性化させる請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記レーザビームは、半導体レーザ発振器から出射された波長950nm以下、パルス幅10μs以上のパルスレーザビームである請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 第1のレーザパルスを出射する半導体レーザ発振器と、
不純物をイオン注入することによって格子欠陥が形成された半導体基板を保持するステージと、
前記第1のレーザパルスを、前記ステージに保持された半導体基板に入射させる伝搬光学系と、
前記半導体レーザ発振器から出射される前記第1のレーザパルスの出射タイミング及びパルス幅を制御する制御装置と
を有し、
前記半導体基板への前記第1のレーザパルスの入射によって、前記半導体基板の表面を溶融させることなく、イオン注入によって形成された前記格子欠陥を深さ10μmより深い深層部まで移動させる半導体装置の製造装置。
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