JPH03266424A - 半導体基板のアニール方法 - Google Patents
半導体基板のアニール方法Info
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- JPH03266424A JPH03266424A JP6403190A JP6403190A JPH03266424A JP H03266424 A JPH03266424 A JP H03266424A JP 6403190 A JP6403190 A JP 6403190A JP 6403190 A JP6403190 A JP 6403190A JP H03266424 A JPH03266424 A JP H03266424A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor substrate
- irradiated
- carriers
- annealing
- wavelength radiation
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- Pending
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体基板のアニール方法であって、短波長
の輻射線と長波長の輻射線を併用する半導体基板のアニ
ール方法に関する。
の輻射線と長波長の輻射線を併用する半導体基板のアニ
ール方法に関する。
本発明は、半導体基板のアニール方法において、ハロゲ
ンランプのような長波長の輻射線を照射する直前、また
は同時にエキシマレーザのような短波長の輻射線を照射
することを特徴とする半導体基板のアニール方法である
。短波長の輻射線照射によって半導体基板中のキャリア
を励起し、熱吸収特性を改善することによって、半導体
基板中の不純物濃度に依存しない均一なアニール効果を
実現する。
ンランプのような長波長の輻射線を照射する直前、また
は同時にエキシマレーザのような短波長の輻射線を照射
することを特徴とする半導体基板のアニール方法である
。短波長の輻射線照射によって半導体基板中のキャリア
を励起し、熱吸収特性を改善することによって、半導体
基板中の不純物濃度に依存しない均一なアニール効果を
実現する。
〔従来の技術］
シリコン（以下Ｓｉという）やガリウム砒素等の半導体
基板に、高濃度のＮ型やＰ型の不純物イオンをイオン注
入法によって注入して、微細な半導体装置を形成するこ
とが多い。このイオン注入によって半導体基板中に注入
された不純物原子は、同時に多くの結晶欠陥や非晶質領
域を生成するので、アニールによって結晶性の回復を行
うとともに、不純物原子の電気的活性化をはかることが
行われている。
基板に、高濃度のＮ型やＰ型の不純物イオンをイオン注
入法によって注入して、微細な半導体装置を形成するこ
とが多い。このイオン注入によって半導体基板中に注入
された不純物原子は、同時に多くの結晶欠陥や非晶質領
域を生成するので、アニールによって結晶性の回復を行
うとともに、不純物原子の電気的活性化をはかることが
行われている。
従来、このアニールのための装置には、電気炉が用いら
れてきたが、半導体基板内の温度の均一化をはかるため
には、数十分程度の長時間を必要とし、さらに高い活性
化率を得るために高温で長時間のアニールが必要とされ
るため、注入した不純物原子の再拡散が生じ、微細で浅
い接合の形成等には適当でなかった。
れてきたが、半導体基板内の温度の均一化をはかるため
には、数十分程度の長時間を必要とし、さらに高い活性
化率を得るために高温で長時間のアニールが必要とされ
るため、注入した不純物原子の再拡散が生じ、微細で浅
い接合の形成等には適当でなかった。
最近、電気炉アニールにかわる短時間のアニール方法と
して、ハロゲンランプのような赤外線アニールが行われ
るようになってきた。
して、ハロゲンランプのような赤外線アニールが行われ
るようになってきた。
さらに、第３図に示すように、半導体基板１を保持板に
設置して、基板裏面に第１の窓４ａを通してハロゲンラ
ンプ２のような赤外線の照射を継続中に、基板表面に第
２の窓４ｂを通してエキシマレーザ３のような短波長の
輻射線を照射するようにして、ランプアニール温度を低
温化し、かつ短時間でのアニールを行う方法が提案され
ている（出願番号 平１−１１４０８８号）。
設置して、基板裏面に第１の窓４ａを通してハロゲンラ
ンプ２のような赤外線の照射を継続中に、基板表面に第
２の窓４ｂを通してエキシマレーザ３のような短波長の
輻射線を照射するようにして、ランプアニール温度を低
温化し、かつ短時間でのアニールを行う方法が提案され
ている（出願番号 平１−１１４０８８号）。
前述のハロゲンランプの照射中に、エキシマレーザの照
射を併用すれば、比較的低温度で短時間のアニールで結
晶性の回復において結晶の二次欠陥の発生がなく、不純
物原子の活性化において再拡散や増速拡散のない浅い接
合を形成することができるが、第２図に示すように、通
常使用されているタングステンハロゲンランプの発光強
度の下限と、半導体基板が熱吸収するＳｉの基礎吸収帯
の上限の波長に囲まれる領域が小さいので、輻射による
熱吸収は少なく、半導体基板中のフリーキャリアによっ
て吸収される熱吸収に影響される。半導体基板が高温で
あればキャリアが励起されてフリーキャリアが多く発生
するので不純物濃度に依存しないが、アニール開始直後
の常温付近では、フリーキャリアの濃度は半導体基板内
でも半導体基板間でも異なり、熱吸収の割合も異なるの
で、半導体基板の温度上昇特性は、その都度具なってし
まう。一方、短波長の発光を有するキセノンアークラン
プもあるが、ランプ自体が高価で、かつ水冷しないと寿
命が短く実用性に乏しい。
射を併用すれば、比較的低温度で短時間のアニールで結
晶性の回復において結晶の二次欠陥の発生がなく、不純
物原子の活性化において再拡散や増速拡散のない浅い接
合を形成することができるが、第２図に示すように、通
常使用されているタングステンハロゲンランプの発光強
度の下限と、半導体基板が熱吸収するＳｉの基礎吸収帯
の上限の波長に囲まれる領域が小さいので、輻射による
熱吸収は少なく、半導体基板中のフリーキャリアによっ
て吸収される熱吸収に影響される。半導体基板が高温で
あればキャリアが励起されてフリーキャリアが多く発生
するので不純物濃度に依存しないが、アニール開始直後
の常温付近では、フリーキャリアの濃度は半導体基板内
でも半導体基板間でも異なり、熱吸収の割合も異なるの
で、半導体基板の温度上昇特性は、その都度具なってし
まう。一方、短波長の発光を有するキセノンアークラン
プもあるが、ランプ自体が高価で、かつ水冷しないと寿
命が短く実用性に乏しい。
前記課題を達成するため、本発明は半導体基板のアニー
ルの初期に、キャリアを十分励起するために短波長の輻
射線を照射してフリーキャリアを発生させて後ランプア
ニール等長波長の輻射線の照射を行うことによって、半
導体基板内及び半導体基板間のアニール効果の均一化を
はかろうとするものである。
ルの初期に、キャリアを十分励起するために短波長の輻
射線を照射してフリーキャリアを発生させて後ランプア
ニール等長波長の輻射線の照射を行うことによって、半
導体基板内及び半導体基板間のアニール効果の均一化を
はかろうとするものである。
長波長の輻射線を照射する直前、または同時に短波長の
輻射線を照射すれば、Ｓｉの基礎吸収帯のうち十分熱吸
収の行われる領域で短波長の輻射線を照射するので、Ｓ
ｉ中の不純物濃度に依存しないでフリーキャリアを多数
発生させることができて、その後の長波長の輻射線の照
射による熱吸収が均一に行われる。
輻射線を照射すれば、Ｓｉの基礎吸収帯のうち十分熱吸
収の行われる領域で短波長の輻射線を照射するので、Ｓ
ｉ中の不純物濃度に依存しないでフリーキャリアを多数
発生させることができて、その後の長波長の輻射線の照
射による熱吸収が均一に行われる。
本発明の実施例を、第１図を用いて説明する。
半導体基板に、ハロゲンランプ照射１１を開始すると同
時に、エキシマレーザ照射１２を開始する。エキシマレ
ーザ照射１２の開始時間は、ハロゲンランプ照射１１の
開始より早くてもよい。エキシマレーザ照射１２を半導
体基板に照射すると、表面のみ温度が上昇してキャリア
を励起する。キャリアが励起されてフリーキャリアが発
生すると同時に、あるいは直後にハロゲンランプ照射１
１を開始すれば、半導体基板の温度上昇は不純物濃度に
依存せず、均一なアニール効果が得られる。
時に、エキシマレーザ照射１２を開始する。エキシマレ
ーザ照射１２の開始時間は、ハロゲンランプ照射１１の
開始より早くてもよい。エキシマレーザ照射１２を半導
体基板に照射すると、表面のみ温度が上昇してキャリア
を励起する。キャリアが励起されてフリーキャリアが発
生すると同時に、あるいは直後にハロゲンランプ照射１
１を開始すれば、半導体基板の温度上昇は不純物濃度に
依存せず、均一なアニール効果が得られる。
本発明におけるエキシマレーザは、キャリアを励起する
ためのものであり、Ｓｉの基礎吸収帯、すなわち１ミク
ロン以下の短波長の輻射線であればよく、例えば蛍光灯
や水銀ランプ等を光ファイバやミラーを用いて設置して
もよい。また、ハロゲンランプによる照射は半導体裏面
のみならず両面を加熱してもよい。
ためのものであり、Ｓｉの基礎吸収帯、すなわち１ミク
ロン以下の短波長の輻射線であればよく、例えば蛍光灯
や水銀ランプ等を光ファイバやミラーを用いて設置して
もよい。また、ハロゲンランプによる照射は半導体裏面
のみならず両面を加熱してもよい。
本発明による半導体基板のアニール方法を用いれば、始
めに半導体基板中のキャリアを短波長の輻射線を照射し
て励起させて後、ハロゲンランプ等の長波長の輻射線を
照射するので、半導体基板の初期の温度上昇が不純物濃
度に依存せず均一なアニール効果が得られる。
めに半導体基板中のキャリアを短波長の輻射線を照射し
て励起させて後、ハロゲンランプ等の長波長の輻射線を
照射するので、半導体基板の初期の温度上昇が不純物濃
度に依存せず均一なアニール効果が得られる。
第１図は本発明のアニール方法を示す図、第２図はダン
ゲステンハロゲンランプの発光強度とＳｔの基礎吸収帯
を示す図、第３図は従来のアニール装置の概略断面図で
ある。 ｉ −−−−−−・−一−−−−・・半導体基板２−・
・−一−−−−−−−・ハロゲンランプ３・・−−−一
−−−−・−エキシマレーザ４ａ・・−−−−一・−第
１の照射窓 ４ ｂ−−−−−−−−−−−一第２の照射窓１１・・
−一一−−−−−−−−−−ハロゲンランプ照射１２−
−−−−−−−−−・−エキシマレーザ照射相対的時間
→ １．０ ２．０ ３．０ 波長（ミクロン） ！２図タンク゛′λテンハロゲンランフの余光強度とＳ
ｉの基礎吸収帯と示す聞
ゲステンハロゲンランプの発光強度とＳｔの基礎吸収帯
を示す図、第３図は従来のアニール装置の概略断面図で
ある。 ｉ −−−−−−・−一−−−−・・半導体基板２−・
・−一−−−−−−−・ハロゲンランプ３・・−−−一
−−−−・−エキシマレーザ４ａ・・−−−−一・−第
１の照射窓 ４ ｂ−−−−−−−−−−−一第２の照射窓１１・・
−一一−−−−−−−−−−ハロゲンランプ照射１２−
−−−−−−−−−・−エキシマレーザ照射相対的時間
→ １．０ ２．０ ３．０ 波長（ミクロン） ！２図タンク゛′λテンハロゲンランフの余光強度とＳ
ｉの基礎吸収帯と示す聞
Claims (1)
- 半導体基板を２つの異なる波長の輻射線を照射してア
ニールする方法において、長波長の輻射線を照射する直
前、または同時に短波長の輻射線を照射することを特徴
とする半導体基板のアニール方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6403190A JPH03266424A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 半導体基板のアニール方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6403190A JPH03266424A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 半導体基板のアニール方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03266424A true JPH03266424A (ja) | 1991-11-27 |
Family
ID=13246353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6403190A Pending JPH03266424A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 半導体基板のアニール方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03266424A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6239413B1 (en) | 1998-11-13 | 2001-05-29 | Nec Corporation | Light irradiation annealing apparatus having infrared radiation cut filter |
| JP2004356322A (ja) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法および半導体製造装置 |
| JP2005210129A (ja) * | 2004-01-22 | 2005-08-04 | Ultratech Inc | 低濃度ドープされたシリコン基板のレーザ熱アニール |
| JP2005317767A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Japan Science & Technology Agency | 固体試料の表面改質方法、不純物活性化方法、半導体装置の製造方法 |
| JP2006279013A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-10-12 | Nec Electronics Corp | 電界効果型トランジスタの製造方法 |
| US7214574B2 (en) | 1997-03-11 | 2007-05-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Heating treatment device, heating treatment method and fabrication method of semiconductor device |
| JP2007261869A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Brother Ind Ltd | セラミックス膜の形成方法、及びアニール装置 |
| WO2007116917A1 (ja) * | 2006-04-05 | 2007-10-18 | F.T.L. Co., Ltd. | ３次元半導体デバイスの製造方法 |
| US7368769B2 (en) | 2004-07-23 | 2008-05-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | MOS transistor having a recessed gate electrode and fabrication method thereof |
| US7485554B2 (en) | 2003-09-22 | 2009-02-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of increasing a free carrier concentration in a semiconductor substrate |
| US7494942B2 (en) | 2003-09-29 | 2009-02-24 | Ultratech, Inc. | Laser thermal annealing of lightly doped silicon substrates |
| JP2011014914A (ja) * | 2010-07-20 | 2011-01-20 | Emd:Kk | 不純物活性化方法、半導体装置の製造方法 |
| JP2012503311A (ja) * | 2008-09-17 | 2012-02-02 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 基板のアニールにおける熱量の管理 |
| JP2012231158A (ja) * | 2003-09-29 | 2012-11-22 | Ultratech Inc | 低濃度ドープシリコン基板のレーザー熱アニール |
-
1990
- 1990-03-16 JP JP6403190A patent/JPH03266424A/ja active Pending
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| WO2005106935A1 (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Emd Corporation | 固体試料の表面改質方法、不純物活性化方法、半導体装置の製造方法 |
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