JPH0360028A - ｎ型不純物のドーピング方法 - Google Patents
ｎ型不純物のドーピング方法Info
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- JPH0360028A JPH0360028A JP19582089A JP19582089A JPH0360028A JP H0360028 A JPH0360028 A JP H0360028A JP 19582089 A JP19582089 A JP 19582089A JP 19582089 A JP19582089 A JP 19582089A JP H0360028 A JPH0360028 A JP H0360028A
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- semiconductor material
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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は半導体材料に対するｎ！：１不純物のドーピン
グ方法に関する。
グ方法に関する。
（ロ）従来の技術
半導体バルク材料や半導体薄膜にｎｌ！：！の不純物を
ドープするドーピング方法として種々提案されているが
、気相状態のｎ型不純物からレーザビームを用いて直接
半導体材料にドープするレーザドーピング法が、低温且
つ簡便なプロセスであることや浅いＰＮ接合が形成でき
るなどの点から注目を浴びている。そしてそのレーザド
ーピングのために用いられるｎ型不純物としては、ＰＨ
，、Ｐｃｔ、、ＰＯＣＩｓなどが多用されている。
ドープするドーピング方法として種々提案されているが
、気相状態のｎ型不純物からレーザビームを用いて直接
半導体材料にドープするレーザドーピング法が、低温且
つ簡便なプロセスであることや浅いＰＮ接合が形成でき
るなどの点から注目を浴びている。そしてそのレーザド
ーピングのために用いられるｎ型不純物としては、ＰＨ
，、Ｐｃｔ、、ＰＯＣＩｓなどが多用されている。
（ハ）発明が解決しようとする課題
一方、半導体材料に対してｒｌＪ！！Ｉの不純物として
作用するには上記したＰ Ｈ、、ＰＣｌ、、ＰＯＣＩ。
作用するには上記したＰ Ｈ、、ＰＣｌ、、ＰＯＣＩ。
などの燐化合物から燐を分離させる必要がある。
ところがこれらの燐化合物から燐を分離させるに必要な
結合解離エネルギーは、例えばＩ） ＩＩ 、の場合、
３４３ＫＪ／ ｍｏｌ、と一般に高く、解離効率が低い
。
結合解離エネルギーは、例えばＩ） ＩＩ 、の場合、
３４３ＫＪ／ ｍｏｌ、と一般に高く、解離効率が低い
。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明はこのような課題に鑑みて為されたものであって
、ｎ型不純物として結合解離エネルギーの低いトリメチ
ルフォスフイン［ｐ（ＣＨ，）ｓ、以下ＴＭＰと略記す
る］を用いて気相、成るいは同相ドーピングを行うもの
である。
、ｎ型不純物として結合解離エネルギーの低いトリメチ
ルフォスフイン［ｐ（ＣＨ，）ｓ、以下ＴＭＰと略記す
る］を用いて気相、成るいは同相ドーピングを行うもの
である。
（ホ）作用
本発明によれば低エネルギーで燐化合物から燐が分離さ
れ、ドーピング効率を高めることができる。
れ、ドーピング効率を高めることができる。
（へ）実施例
図は本発明ドーピング方法を実施する際の構成を示した
概念図であって、】は反応室で真空排気手段２が関連付
けられており、更にこの反応室１にＴＭＰやキャリヤガ
スなどを導入するコンダクタンスバルブ３が取りつけら
れている＠４は反応室１内に配置された基板ａ置台で、
ｎ’ｆｆ不純物をドープする゛卜導体材料５が１ｎかれ
ている。６はこの半導体材料５表面に照射されるレーザ
ビームで、反応室ｌ外に置かれた光収束手段７にて集光
され、光透過窓８を介して供給される。
概念図であって、】は反応室で真空排気手段２が関連付
けられており、更にこの反応室１にＴＭＰやキャリヤガ
スなどを導入するコンダクタンスバルブ３が取りつけら
れている＠４は反応室１内に配置された基板ａ置台で、
ｎ’ｆｆ不純物をドープする゛卜導体材料５が１ｎかれ
ている。６はこの半導体材料５表面に照射されるレーザ
ビームで、反応室ｌ外に置かれた光収束手段７にて集光
され、光透過窓８を介して供給される。
先ず本発明方法を気相ドーピングに採用した場合の具体
的な数値を挙げてより詳しく説明する。
的な数値を挙げてより詳しく説明する。
反応室Ｉは排気手段２にて排気されると同時にコンダク
タンスバルブ３を介してＴＭＰが導入され、この反応室
１内の分圧は１０Ｔｏｒｒ、５０ ＳＣＣＭに設定され
ている。基板ａ′Ｉｉ台４上には、ガラス基板表面に２
０００人の厚みの酸化シリコン膜を設け、その上に１５
００人の多結晶シリコン膜を堆積させた半導体材料５が
置かれている。尚、この半導体材料５の温度は２５℃で
ある。ここでＴＭＰの結合解離エネルギーについて考え
てみると、その鎖は２８７ＫＪ／ｍｏｌで、Ｐ Ｈ、の
それに比べて相当低い。
タンスバルブ３を介してＴＭＰが導入され、この反応室
１内の分圧は１０Ｔｏｒｒ、５０ ＳＣＣＭに設定され
ている。基板ａ′Ｉｉ台４上には、ガラス基板表面に２
０００人の厚みの酸化シリコン膜を設け、その上に１５
００人の多結晶シリコン膜を堆積させた半導体材料５が
置かれている。尚、この半導体材料５の温度は２５℃で
ある。ここでＴＭＰの結合解離エネルギーについて考え
てみると、その鎖は２８７ＫＪ／ｍｏｌで、Ｐ Ｈ、の
それに比べて相当低い。
半導体材料５表面に照射されるレーザビーム６としては
、波Ｉｚ１９３ｎＩ１１のエキシマレーザが採用され、
その半導体材料５表面でのエネルギー密度は３００耐／
Ｃ−で、ショツト数は１０であった。
、波Ｉｚ１９３ｎＩ１１のエキシマレーザが採用され、
その半導体材料５表面でのエネルギー密度は３００耐／
Ｃ−で、ショツト数は１０であった。
斯る条件下においてドーピング処理した結果、半導体材
料５のレーザビーム６の照射を受けた個所にはＴＭＰか
ら分離された燐がドープされ、不純物濃度１０”／ｃ＋
ａ’のｎ型を示した。
料５のレーザビーム６の照射を受けた個所にはＴＭＰか
ら分離された燐がドープされ、不純物濃度１０”／ｃ＋
ａ’のｎ型を示した。
次に固相ドーピングの場合について説明する。
反応室１にはＴＭＰが分圧０ 、５ Ｔｏｒｒ、５ Ｓ
ＣＣＭの条件で導入され、半導体材料５を２５℃に保っ
た状態で波長１９３ｎａ＋の紫外域エキシマレーザビー
ム６が、エネルギー強度８０ ｍＪ／ ｃｖａ”、レー
ザパルス繰り返し周波数５０１１ｚ、照射時間１分間闇
討される。その結果、半導体材料５表面に約１０００へ
の燐系薄膜が堆積する。この燐系薄膜成長後、反応室ｌ
内のＴＭＰを排気した後、固相ドーピング処理が実施さ
れる。そのために、反応室１の真空度をＩ Ｘ １０−
”Ｔｏｒｒ、 基板温度を２５℃に設定し、エネルギー
強度、３５０ｍＪ／ｃｍ’のエキシマレーザビーム６を
′Ｐ導体材料５表面にｌＯショット照射した。斯る条件
による処理の結果、半導体材料５として、ガラス基板上
に＋ ５００人の淳みの多結晶シリコン薄膜を設けたも
のを用いた場合、シート低抗は１００〜２００Ω／口、
不純物濃度、ｔｏ”／ｃ１のｎ）！：ｌを１りた。？ｉ
ｉ後に半導体材料５表面を有機系の洗剤で洗浄すること
によって、材料５表面に残っている余分な燐系ｄ膜を除
去する。
ＣＣＭの条件で導入され、半導体材料５を２５℃に保っ
た状態で波長１９３ｎａ＋の紫外域エキシマレーザビー
ム６が、エネルギー強度８０ ｍＪ／ ｃｖａ”、レー
ザパルス繰り返し周波数５０１１ｚ、照射時間１分間闇
討される。その結果、半導体材料５表面に約１０００へ
の燐系薄膜が堆積する。この燐系薄膜成長後、反応室ｌ
内のＴＭＰを排気した後、固相ドーピング処理が実施さ
れる。そのために、反応室１の真空度をＩ Ｘ １０−
”Ｔｏｒｒ、 基板温度を２５℃に設定し、エネルギー
強度、３５０ｍＪ／ｃｍ’のエキシマレーザビーム６を
′Ｐ導体材料５表面にｌＯショット照射した。斯る条件
による処理の結果、半導体材料５として、ガラス基板上
に＋ ５００人の淳みの多結晶シリコン薄膜を設けたも
のを用いた場合、シート低抗は１００〜２００Ω／口、
不純物濃度、ｔｏ”／ｃ１のｎ）！：ｌを１りた。？ｉ
ｉ後に半導体材料５表面を有機系の洗剤で洗浄すること
によって、材料５表面に残っている余分な燐系ｄ膜を除
去する。
尚、この同相ドーピングの際に燐系薄膜を堆積させる工
程においは、紫外域のレーザビーム６に限らず、紫外域
を含む通常の光も同様に用いることができる。
程においは、紫外域のレーザビーム６に限らず、紫外域
を含む通常の光も同様に用いることができる。
（ト）発明の効果
本発明は以−ヒの説明から明らかな如く、レーザビーム
を用いてｎ型不純物をド−ピングするに際し、ｎＱ不純
物として結合解離エネルギーが低いＴＭＰを用いている
ので、低エネルギーのレーザで所望の０１！：！不純物
のドーピングが為され、高エネルギー効率を図ることが
でき、少ないパルス数、低分圧で［−分なドーズ獄が確
保されると同時に半導体材料茫板に余分な熱が知えらる
ことことがなくなるので、半導体材料の結品蛇に悪影響
を９える恐れもなくなる。
を用いてｎ型不純物をド−ピングするに際し、ｎＱ不純
物として結合解離エネルギーが低いＴＭＰを用いている
ので、低エネルギーのレーザで所望の０１！：！不純物
のドーピングが為され、高エネルギー効率を図ることが
でき、少ないパルス数、低分圧で［−分なドーズ獄が確
保されると同時に半導体材料茫板に余分な熱が知えらる
ことことがなくなるので、半導体材料の結品蛇に悪影響
を９える恐れもなくなる。
図は本発明方法を実施する際の構成を示す概念図である
。 ■・・・反応室、５・・・半導体材料、６・・・レーザ
ビーム。
。 ■・・・反応室、５・・・半導体材料、６・・・レーザ
ビーム。
Claims (2)
- （１）半導体材料にｎ型の不純物をレーザビームを用い
てドープするに際し、半導体材料面に気相状態のトリメ
チルフォスフィンを接触させた状態でその半導体材料面
に高エネルギーのレーザビームを照射し、該レーザビー
ムの照射を受けた個所に燐をドープしてｎ型とするｎ型
不純物のドーピング方法。 - （２）半導体材料にｎ型の不純物をレーザビームを用い
てドープするに際し、半導体材料面に気相状態のトリメ
チルフオスフィンを接触させた状態でその半導体材料面
に低エネルギーの紫外域を含む光、または紫外域レーザ
ビームを照射して該半導体材料表面に燐系の薄膜を成長
させた後、ｎ型不純物をドープすべき半導体材料面に高
エネルギーのレーザビームを照射し、該レーザビームの
照射を受けた個所に燐をドープしてｎ型とするｎ型不純
物のドーピング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19582089A JPH0360028A (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | ｎ型不純物のドーピング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19582089A JPH0360028A (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | ｎ型不純物のドーピング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0360028A true JPH0360028A (ja) | 1991-03-15 |
Family
ID=16347542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19582089A Pending JPH0360028A (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | ｎ型不純物のドーピング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0360028A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016157911A (ja) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 国立大学法人九州大学 | 不純物導入装置、不純物導入方法及び半導体素子の製造方法 |
-
1989
- 1989-07-27 JP JP19582089A patent/JPH0360028A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016157911A (ja) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 国立大学法人九州大学 | 不純物導入装置、不純物導入方法及び半導体素子の製造方法 |
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