JPH0778831A - 熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、熱処理後の被熱処理体に応力が残
らない状態で熱処理することにより、例えばＭＯＳトラ
ンジスタにおけるホットエレクトロン耐性の向上を図る
とともに、短時間処理によって、浅い接合の形成を図
る。 【構成】 被熱処理体（図示せず）の温度を上昇させる
加熱工程１を行った後、被熱処理体を一定温度（Ｔａ）
に保持する熱処理工程２を行い、その後被熱処理体の温
度を降下させる冷却工程３を行う熱処理方法であって、
加熱工程１または冷却工程３のいずれか一方または両方
の工程で、転移点Ｔｃもしくはその近傍の温度に被熱処
理体を一時保持する。または転移点Ｔｃを通る所定の温
度範囲に被熱処理体を保持する。あるいは、転移点Ｔｃ
の前後で被熱処理体の結晶構造が安定な状態より別の相
で安定な状態に移行する加熱速度または冷却速度で、転
移点Ｔｃを通過させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱処理方法に関し、特
には、半導体装置製造における熱処理方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】超ＬＳＩの集積規模が１６Ｍダイナミッ
クＲＡＭ、４ＭスタティックＲＡＭ、さらには６４Ｍダ
イナミックＲＡＭ、１６ＭスタティックＲＡＭと大きく
なるにつれて、加工寸法は０．５μｍから０．３５μｍ
に小さくなる。このように、微細な加工を必要とする超
ＬＳＩの製造プロセスでは、熱処理技術が重要になって
きている。

【０００３】例えば、活性化アニール処理では、パター
ンの加工寸法が０．５μｍから０．３５μｍになると、
接合深さもそれに合わせて０．１５μｍから０．１μｍ
になるので、低エネルギーでイオン注入した不純物が再
分布を起こさないような条件設定が必要になる。

【０００４】上記のような要求に対して、熱処理の低温
化が図られている。それとともに、短時間に行う熱処理
方法として、レーザアニール処理、ハロゲンランプまた
はアークランプ等のインコヒーレントな光を用いる熱処
理、カーボンストリップヒーターによる加熱処理等の様
々な方法が開発されている。

【０００５】上記のうちのインコヒーレントな光を用い
た短時間の熱処理方法（ＲＴＰ：Rapid Thermal Proce
ssing ）が最も実用的と考えられている。その一例を以
下に説明する。半導体基板にｐ⁺ 拡散層を形成するに
は、シリコンイオンでプリアモルファス化した半導体基
板に二フッ化ホウ素（ＢＦ₂ ⁺ ）をイオン注入した後、
ＲＴＰを行って極めて浅い接合（接合深さが例えば０．
１μｍ程度）を実現している。例えば、注入イオンに二
フッ化ホウ素（ＢＦ₂ ⁺ ）を用い、イオン注入エネルギ
ーを１５ｋｅＶ、ドーズ量を２Ｐ（ｐｅｔａ）個／ｃｍ
² に設定してシリコン基板にイオン注入を行い、その後
９５０℃に１５秒間加熱するＲＴＰを行うことにより、
０．１μｍ程度またはそれ以下の浅いｐｎ接合を得てい
る。

【０００６】一方、ｎ⁺ 拡散層を形成するためにシリコ
ン基板に導入する不純物には、活性化率が高く、拡散係
数が小さいために低抵抗の浅い接合が得やすいものとし
て、例えばヒ素（Ａｓ⁺ ）を用いる。不純物にヒ素を用
い、イオン注入エネルギーを６０ｋｅＶ、ドーズ量を５
Ｐ（ｐｅｔａ）個／ｃｍ² に設定してシリコン基板にイ
オン注入を行い、その後、１０００℃〜１１００℃程度
で１０秒間のＲＴＰを行うことにより、比抵抗が５０Ω
〜７０Ω／□、接合深さが０．１５μｍ程度またはそれ
以下の浅いｐｎ接合を得ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｒ
ＴＰでは、半導体基板の温度を急速に上昇または降下さ
せるために、酸化シリコンの相状態が不安定になる。こ
のため、例えばゲート酸化膜とシリコン基板との界面に
電流ストレスを印加した場合には、界面準位が発生し易
くなり、ホットエレクトロン耐性が、例えば通常の拡散
炉でアニール処理した場合よりも低くなる。

【０００８】本発明は、半導体装置の信頼性を低下させ
ることなく、製造プロセスで半導体装置の浅い接合を形
成するのに優れている熱処理方法を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされた熱処理方法である。すなわち、被
熱処理体の温度を上昇させる加熱工程を行った後、被熱
処理体を一定温度に保持し、その後当該被熱処理体の温
度を降下させる冷却工程を行う熱処理方法であって、加
熱工程または冷却工程のいずれか一方または両方の工程
で、被熱処理体の転移点もしくはその近傍の温度に、当
該被熱処理体を一時保持する。

【００１０】または被熱処理体の転移点またはその近傍
の温度に一時保持する際に、当該転移点を通る所定の温
度範囲に、当該被熱処理体を保持する。

【００１１】あるいは加熱工程では、被熱処理体の転移
点よりも低い温度で当該被熱処理体の結晶構造が安定な
状態より、当該転移点よりも高い温度で当該被熱処理体
の結晶構造が安定な状態に移行する加熱速度で、当該被
熱処理体の温度を上昇させる。

【００１２】また冷却工程では、被熱処理体の転移点よ
りも高い温度で当該被熱処理体の結晶構造が安定な状態
より、当該転移点よりも低い温度で当該被熱処理体の結
晶構造が安定な状態に移行する冷却速度で、当該被熱処
理体の温度を降下させる。

【００１３】

【作用】上記熱処理方法では、加熱工程または冷却工程
のいずれか一方または両方の工程で、被熱処理体を、そ
の転移点もしくは当該転移点の近傍の温度に一時保持す
ることにより、転移点よりも高い温度で安定な結晶構造
から当該転移点よりも低い温度で安定な結晶構造に、円
滑に変化するので、当該被熱処理体の温度が室温に戻っ
たときに、当該被熱処理体には応力が残らない。

【００１４】または被熱処理体の転移点もしくはその近
傍の温度に被熱処理体を一時保持する際に、当該転移点
を通る所定の温度範囲に、被熱処理体を保持することに
より、上記同様の作用が得られる。

【００１５】あるいは、加熱工程は、被熱処理体の転移
点よりも低い温度で当該被熱処理体の結晶構造が安定な
状態から当該転移点よりも高い温度で当該被熱処理体の
結晶構造が安定な状態に移行する加熱速度で、当該被熱
処理体の温度を上昇させることにより、上記同様の作用
が得られる。

【００１６】また冷却工程は、被熱処理体の転移点より
も高い温度で当該被熱処理体の結晶構造が安定な状態か
ら当該転移点よりも低い温度で当該被熱処理体の結晶構
造が安定な状態に移行する冷却速度で、当該被熱処理体
の温度を降下させることにより、上記同様の作用が得ら
れる。

【００１７】例えばシリコン基板上に酸化シリコン膜が
形成されている半導体装置を、例えば９００℃以上の温
度でアニール処理を行うと、半導体装置の温度が上昇す
る際、またはその温度が降下する際に、酸化シリコンの
転移点（５７３℃、８７０℃）を通過する。このとき、
ゆっくりと温度を上昇させるまたは温度を降下させれ
ば、酸化シリコンは結晶構造を変えながら、つまり体積
変化をともなって温度が上昇するまたは温度が降下す
る。

【００１８】ところが、ＲＴＰ（例えばＲＴＡ）で急速
に温度を上昇させるまたは温度を降下させた場合には、
特には急に温度を降下させた場合には、酸化シリコンは
転移点よりも高い温度状態で安定な結晶構造で室温に戻
るため、酸化シリコン膜内に応力が残る。このため、Ｒ
ＴＡによりアニール処理した半導体装置よりも通常の拡
散炉でアニール処理したものの方が、ホットエレクトロ
ン耐性が高い。

【００１９】そこで、転移点付近で温度を上昇させるま
たは温度を降下させることを一時停止して、しばらくそ
の温度状態に保持することにより、酸化シリコンの結晶
構造を低温で安定なものに変える。また温度上昇または
温度降下を一時停止するかわりに、転移点付近をゆっく
りと温度を上昇させるまたは温度を降下させても同様の
作用が得られる。ただし、温度上昇の全工程または温度
降下の全工程をゆっくりと行った場合には、温度上昇時
間または温度降下時間が長くなり、浅い接合を得ること
は困難になる。このため、温度上昇または温度降下を一
時停止する時間を長くすることはできない。

【００２０】

【実施例】本発明の第１の実施例を、図１に示すタイム
チャートにより説明する。なお図では、縦軸に温度を示
し、横軸に時間を示す。

【００２１】図１に示すように、加熱工程１では、室温
Ｔｒより加熱速度Ｖｈで被熱処理体（図示せず）を加熱
する。そして被熱処理体の温度が転移点Ｔｃになった時
点で、転移点Ｔｃに所定時間ｔkhだけ保持する。または
転移点Ｔｃの近傍の温度に保持してもよい。続いて上記
同様の加熱速度Ｖｈで例えば熱処理温度Ｔａまで加熱す
る。この加熱工程１における加熱速度は転移点Ｔｃの前
後で異なってもよい。そして、Ｔａなる温度に所定時間
ｔa だけ保持して熱処理工程２を行う。

【００２２】その後、冷却工程３を行う。この工程で
は、冷却速度Ｖｃで当該被熱処理体を冷却する。そして
被熱処理体の温度が転移点Ｔｃになった時点で、転移点
Ｔｃに所定時間ｔkcだけ保持する。続いて上記同様の冷
却速度Ｖｃで冷却して、被熱処理体の温度を例えば上記
室温Ｔｒに戻す。この冷却工程３における冷却速度は転
移点Ｔｃの前後で異なっても差し支えない。

【００２３】上記図１により説明した熱処理方法では、
加熱工程１または冷却工程３のいずれか一方または両方
の工程で、被熱処理体の転移点Ｔｃもしくはその近傍の
温度に一時保持することにより、加熱工程１では、転移
点Ｔｃよりも低い温度で安定な結晶構造から当該転移点
抵抗Ｔｃよりも高い温度で安定な結晶構造に円滑に変化
する。また冷却工程３では、転移点Ｔｃよりも高い温度
で安定な結晶構造から当該転移点抵抗Ｔｃよりも低い温
度で安定な結晶構造に円滑に変化する。このため、被熱
処理体の温度が室温に戻ったときに、当該被熱処理体に
は応力が残らない。

【００２４】なお上記説明したように、転移点Ｔｃで一
定時間ＴkhまたはＴkcだけ保持することが好ましいが、
例えば転移点Ｔｃに対して、例えば±１００℃程度の温
度範囲内における任意の温度で、一定時間、その温度に
保持してもよい。この場合も上記同様にして室温Ｔｒに
戻した際に、被熱処理体には応力がほとんど残らない。

【００２５】次にＭＯＳトランジスタの製造工程におけ
る拡散層の活性化アニール処理を例にとって、具体的に
説明する。ＭＯＳトランジスタの活性化アニール処理
は、シリコン基板に形成されたソース・ドレイン領域を
加熱して活性化することが目的であるが、そのアニール
処理の際に、シリコン基板上の酸化シリコンよりなるゲ
ート絶縁膜も同時に加熱される。上記アニール処理時
に、酸化シリコンは、低温石英から高温石英に変態する
またはその逆に変態する転移点５７３℃、および高温石
英からトリジマイトに変態するまたはその逆に変態する
転移点８７０℃を通過することになる。

【００２６】図２に示すアニール処理の第１例のタイム
チャートにより、上記アニール処理を説明する。なお図
では、縦軸に温度を示し、横軸に時間を示す。

【００２７】図２に示すように、加熱工程１では、室温
（例えば２０℃）より例えば１００℃／秒の加熱速度
で、ＭＯＳトランジスタを形成した半導体基板（図示せ
ず）を加熱する。そして半導体基板の温度が転移点の５
７３℃になった時点より、例えば２００秒間、この転移
点に保持する。続いて上記同様の加熱速度（例えば１０
０℃／秒）で、例えば１０５０℃まで加熱する。そして
熱処理工程２で、１０５０℃に１０秒間保持して活性化
アニールを行う。

【００２８】その後、冷却工程３を行う。この工程で
は、例えば１００℃／秒の冷却速度で当該半導体基板を
冷却する。そして半導体基板の温度が５７３℃になった
時点で、この５７３℃に例えば２００秒間保持する。続
いて上記同様の冷却速度（例えば１００℃／秒）で、例
えば上記室温に戻す。

【００２９】また酸化シリコンは８７０℃でも変態を起
こす。そこで図３に示すアニール処理の第２例のタイム
チャートにより、その場合のアニール処理例を説明す
る。図３の示すように、加熱工程１では、室温（例えば
２０℃）より例えば１００℃／秒の加熱速度で、ＭＯＳ
トランジスタを形成した半導体基板（図示せず）を加熱
する。そして半導体基板の温度が８７０℃になった時点
で、この８７０℃に例えば２００秒間保持する。続いて
上記同様の加熱速度（例えば１００℃／秒）で、例えば
１０５０℃まで加熱する。そして熱処理工程２で、１０
５０℃に１０秒間保持して活性化アニールを行う。

【００３０】その後、冷却工程３を行う。この工程で
は、例えば１００℃／秒の冷却速度で、当該半導体基板
を冷却する。そして半導体基板の温度が８７０℃になっ
た時点で、この温度状態に例えば２００秒間保持する。
続いて上記同様の冷却速度（例えば１００℃／秒）で、
例えば上記室温に戻す。

【００３１】なお上記に説明したように、被熱処理体を
加熱してアニール処理した後、室温まで戻す場合には、
温度上昇時に一定時間、転移点に保持する処理を行わな
いで、冷却時のみに一定時間、転移点に保持する処理を
行ってもよい。

【００３２】また冷却工程３における各転移点で、その
温度に所定時間保持する場合を、図４に示すアニール処
理の第３例のタイムチャートにより説明する。図４に示
すように、加熱工程１で、アニール処理温度（例えば１
０５０℃）まで加熱する。そして熱処理工程２で、アニ
ール処理温度に一定時間（例えば１０秒間）保持する。
その後、冷却工程３を行う。この工程では、例えば１０
０℃／秒の冷却速度で温度を降下させる際に通過する全
ての転移点（例えばゲート絶縁膜が酸化シリコンで形成
されている場合には、酸化シリコンの転移点である８７
０℃と５７３℃）でそれぞれに一定時間（例えば２００
秒間）保持する。

【００３３】さらにアニール処理時間を短縮する例を、
図５に示すアニール処理の第４例のタイムチャートによ
り説明する。図５に示すように、上記図４で説明したと
同様に、加熱工程１と熱処理工程２とを行った後、冷却
工程３を行う。この冷却工程３では、冷却過程におい
て、高温石英より低温石英に変態する５７３℃の転移点
でのみ、およそ２００秒間の保持を行う。

【００３４】上記説明した各アニール処理では、加熱工
程１で、酸化シリコン膜は、転移点よりも低い温度で安
定な結晶構造から当該転移点よりも高い温度で安定な結
晶構造に円滑に変化する。また冷却工程３で、転移点よ
りも高い温度で安定な結晶構造から当該転移点よりも低
い温度で安定な結晶構造に円滑に変化する。このため、
当該酸化シリコン膜の温度が室温に戻ったときに、当該
酸化シリコン膜には応力が残らない。

【００３５】なお上記説明したように、転移点で一定時
間保持することが好ましいが、例えば転移点に対して、
±１００℃程度の温度範囲内における任意の温度で、一
定時間保持しても、室温に戻した酸化シリコン膜には応
力がほとんど残らない。

【００３６】なお、転移点に一定時間保持するのは同一
熱処理装置内でなくてもよい。その一例を、図６に示す
アニール処理の第５例のタイムチャートにより説明す
る。図６に示すように、冷却工程３で転移点（例えば５
７３℃）付近まで冷却した際に、半導体基板を別のアニ
ール処理装置（例えば通常の拡散炉）に移す。そして当
該半導体基板を、上記転移点で２０分間のアニール処理
を行う。その後、例えば１００℃／秒程度の冷却速度
で、室温（例えば２０℃）に戻す。または、活性化アニ
ール処理後、上記半導体基板を上記転移点以下の温度に
冷却する。続いて別のアニール処理装置で当該半導体基
板を、上記転移点に加熱して２０分程度保持し、その後
１００℃／秒程度の冷却速度で室温（例えば２０℃）ま
で徐々に冷却してもよい。

【００３７】次に第２の実施例として、半導体基板上に
形成したゲート絶縁膜を被熱処理体とし、冷却工程にお
いて、当該ゲート絶縁膜の転移点もしくはその近傍の温
度に一時保持する際に、当該ゲート絶縁膜の転移点を通
る所定の温度範囲に保持する場合を、図７に示す第２の
実施例のタイムチャートにより説明する。なお図では、
縦軸に温度を示し、横軸に時間を示す。

【００３８】図７に示すように、加熱工程１では、室温
Ｔｒより加熱速度Ｖｈで被熱処理体（図示せず）を加熱
する。そして被熱処理体の温度が例えば熱処理温度Ｔａ
になった時点で、その温度に例えばｔa 間保持する熱処
理を行う。この工程が熱処理工程２になる。

【００３９】その後、冷却工程３を行う。この工程で
は、冷却速度Ｖｃで当該被熱処理体を冷却する。そして
被熱処理体の温度が例えば転移点ＴｃよりもΔＴだけ高
い温度Ｔｃ＋ΔＴになった時点で、被熱処理体を、転移
点Ｔｃを挟む所定の温度範囲２ΔＴで、所定時間ｔkcだ
け保持する。その後、被熱処理体の温度を冷却速度Ｖｃ
で上記室温Ｔｒに戻す。また転移点Ｔｃの前後の冷却速
度は同一速度でなくてもよい。

【００４０】上記冷却工程では、転移点Ｔｃを挟む所定
の温度範囲２ΔＴで所定時間ｔkcだけ、被熱処理体を保
持することにより、上記第１の実施例で説明したと同様
の作用が得られる。なお、所定の温度範囲２ΔＴの中心
温度は転移点Ｔｃでなくてもよい。少なくともその温度
範囲内に転移点Ｔｃが含まれていればよい。

【００４１】次に上記第２の実施例をＭＯＳトランジス
タの製造工程における拡散層の活性化アニール処理に適
用した場合について、図８に示すアニール処理例のタイ
ムチャートにより説明する。なお図では、縦軸に温度を
示し、横軸に時間を示す。

【００４２】図８に示すように、加熱工程１では、室温
（例えば２０℃）より例えば１００℃／秒の加熱速度
で、ＭＯＳトランジスタを形成した半導体基板（図示せ
ず）を加熱する。そして半導体基板の温度が例えば１０
５０℃になった時点で、その温度に例えば１０秒間保持
して活性化アニールを行う。この活性化アニールを行っ
ている時間が熱処理工程２になる。

【００４３】その後、冷却工程３を行う。この工程で
は、例えば１００℃／秒の冷却速度で、当該半導体基板
を冷却する。そして半導体基板の温度が例えば５８３℃
になった時点で、２０℃の温度範囲で例えば２０秒間保
持する。その結果、２０秒後には半導体基板の温度が５
６３℃になる。その後、例えば１００℃／秒の冷却速度
で例えば上記室温とほぼ同温度に戻す。

【００４４】上記方法は、転移点が５７３℃の場合に対
して限定的に適用される方法ではなく、例えば８７０℃
の転移点に対しても、上記同様に当該転移点を挟む所定
温度内に所定時間だけ保持すればよい。また上記説明で
は、所定温度範囲に保持することを冷却工程３で行った
が、例えば加熱工程１で行ってもよい。

【００４５】次に第３の実施例を、図９に示す第３の実
施例のタイムチャートにより説明する。なお図では、縦
軸に温度を示し、横軸に時間を示す。

【００４６】図９に示すように、加熱工程１で、室温Ｔ
ｒより加熱速度Ｖｈで被熱処理体（図示せず）を加熱す
る。そして、被熱処理体の温度が例えば転移点Ｔｃより
ΔＴだけ低い温度Ｔｃ−ΔＴになった時点で、被熱処理
体の加熱速度を、当該転移点Ｔｃよりも低い温度で当該
被熱処理体の結晶構造が安定な状態から当該転移点Ｔｃ
よりも高い温度で当該被熱処理体の結晶構造が安定な状
態に移行する加熱速度Ｖshでゆっくりと加熱する。続い
て被熱処理体の温度がＴｃ＋ΔＴになった時点で、被熱
処理体を加熱速度Ｖｈで加熱する。なお転移点Ｔｃの前
後の加熱速度は異なる速度であってもよい。そして被熱
処理体の温度が例えば熱処理温度Ｔａになった時点で、
その温度に例えばｔa 間だけ保持する熱処理工程２を行
う。

【００４７】その後、冷却工程３を行う。この工程で
は、例えば冷却速度Ｖｃで被熱処理体を冷却する。そし
て被熱処理体の温度が例えば転移点ＴｃよりΔＴだけ高
い温度Ｔｃ＋ΔＴになった時点で、被熱処理体の冷却速
度を、当該転移点Ｔｃよりも高い温度で当該被熱処理体
の結晶構造が安定な状態から当該転移点Ｔｃよりも低い
温度で当該被熱処理体の結晶構造が安定な状態に移行す
る冷却速度Ｖscでゆっくりと冷却する。その後、転移点
Ｔｃを通過して、例えば当該転移点よりΔＴだけ低い温
度Ｔｃ−ΔＴになった時点で、例えば冷却速度をＶｃに
戻して、例えば上記室温とほぼ同温度に戻す。なお転移
点Ｔｃの前後の冷却速度は異なる速度であってもよい。

【００４８】上記熱処理方法では、加熱工程１と冷却工
程３との両方の工程で、転移点Ｔｃを通過する際に、加
熱速度Ｖsh，冷却速度Ｖscにしたが、例えば室温Ｔｒに
戻すような熱処理方法の場合には、加熱工程１では、通
常の加熱速度Ｖｈで熱処理温度Ｖａまで加熱し、冷却工
程３で転移点Ｔｃを通過する際にＶscなる冷却速度にし
てもよい。また、被熱処理体上に高温状態で成膜するよ
うな場合には、加熱工程１で、転移点Ｔｃを通過する際
にＶshなる加熱速度にするとよい。

【００４９】次に上記第３の実施例をＭＯＳトランジス
タ（図示せず）の製造工程における拡散層の活性化アニ
ール処理に適用した場合について、図１０に示すアニー
ル処理例のタイムチャートにより説明する。なを図で
は、冷却工程３にのみ適用した場合を示す。また図で
は、縦軸に温度を示し、横軸に時間を示す。

【００５０】図１０に示すように、加熱工程１で、室温
（例えば２０℃）より例えば１００℃／秒の加熱速度
で、ＭＯＳトランジスタを形成した半導体基板（図示せ
ず）を加熱する。そして半導体基板の温度が例えば１０
５０℃になった時点で、その温度に例えば１０秒間保持
して活性化アニールを行う。このアニール処理が熱処理
工程２になる。

【００５１】その後、冷却工程３を行う。この工程で
は、例えば１００℃／秒の冷却速度で、当該半導体基板
を冷却する。そして半導体基板の温度が例えば５８３℃
になった時点で、冷却速度を、ゲート絶縁膜をなす酸化
シリコンの転移点よりも高い温度で当該酸化シリコンの
結晶構造が安定な状態から当該転移点よりも低い温度で
当該酸化シリコンの結晶構造が安定な状態に移行する冷
却速度として、例えば１℃／秒程度の冷却速度で、ゆっ
くりと冷却する。その状態を、例えば２０秒間持続させ
る。すなわち、半導体基板の温度が転移点５７３℃を通
って５６３℃になるまで、１℃／秒の冷却速度で、当該
半導体基板を冷却する。その後、例えば１００℃／秒の
冷却速度で例えば上記室温とほぼ同温度に戻す。

【００５２】上記図１０で説明したアニール処理では、
酸化シリコンの結晶構造が、安定した結晶構造の高温石
英から安定した結晶構造の低温石英に円滑に変化する。
このため、当該酸化シリコンの温度が室温に戻ったとき
に、当該酸化シリコンには応力が残らない。

【００５３】また上記冷却方法は、転移点が５７３℃の
場合に対して限定的に適用される方法ではなく、例えば
８７０℃の転移点に対しても、上記同様に当該転移点を
通過する際の冷却速度を、結晶構造を安定的に変えるゆ
っくりした速度にすれば、同様の作用が得られる。さら
に上記説明では、冷却工程３を例にして説明したが、例
えば加熱工程でも、転移点を通過する際の加熱速度を、
結晶構造を安定的に変えるゆっくりした速度にすれば、
同様の作用が得られる。

【００５４】以上、上記各実施例で説明した熱処理方法
は、少なくとも冷却工程の温度範囲に転移点が含まれる
材料で形成されている被熱処理体を熱処理して、もとの
温度に戻す場合に適用することにより、当該被熱処理体
には熱処理後に残留応力が残らない。また上記温度範囲
に転移点が含まれていて、しかも転移点が異なる材料よ
り形成されている被熱処理体を熱処理する場合にも、同
様にして適用することが可能であり、この場合も、熱処
理後のそれぞれの材料には残留応力が残らない。

【００５５】なお上記説明に用いた数値は一例であっ
て、熱処理（アニール処理を含む）を行う被熱処理体の
材質、大きさ等によって、適宜選択される。

【００５６】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
加熱工程または冷却工程のいずれか一方または両方の工
程で、被熱処理体の転移点もしくはその近傍の温度に、
当該被熱処理体を一時保持するので、安定な結晶構造か
ら別の相の安定な結晶構造に移行することができる。し
たがって、当該被熱処理体には応力が残らない。または
被熱処理体の転移点もしくはその近傍の温度に一時保持
する際に、当該転移点を通る所定の温度範囲に被熱処理
体を保持するので、上記同様に、当該被熱処理体には応
力が残らない。また、加熱工程または冷却工程における
転移点通過に際して、安定な結晶構造から別の相の安定
な結晶構造に移行する加熱速度または冷却速度で加熱ま
たは冷却を行うので、上記同様に当該被熱処理体には応
力が残らない。したがって、上記いずれの熱処理方法に
おいても、当該被熱処理体には応力が残らないので、通
常の拡散炉で熱処理した半導体装置と同様に高いホット
エレクトロン耐性が得られる。よって、半導体装置の信
頼性の向上が図れる。

【００５７】本熱処理方法は、短時間熱処理に適用でき
るので、浅い接合の拡散層を形成するとが可能になる。
よって、素子性能の向上を図ることができるとともに、
素子の高集積化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例のタイムチャートである。

【図２】アニール処理の第１例のタイムチャートであ
る。

【図３】アニール処理の第２例のタイムチャートであ
る。

【図４】アニール処理の第３例のタイムチャートであ
る。

【図５】アニール処理の第４例のタイムチャートであ
る。

【図６】アニール処理の第５例のタイムチャートであ
る。

【図７】第２の実施例におけるタイムチャートである。

【図８】アニール処理例のタイムチャートである。

【図９】第３の実施例におけるタイムチャートである。

【図１０】アニール処理例のタイムチャートである。

【符号の説明】

１ 加熱工程 ２ 熱処理工程 ３ 冷却工程 Ｔｃ 転移点 Ｖsh 加熱速度 Ｖsc 冷却速度

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被熱処理体の温度を上昇させる加熱工程
   を行った後、当該被熱処理体を一定温度に保持する熱処
   理工程を行い、その後当該被熱処理体の温度を降下させ
   る冷却工程を行う熱処理方法において、 前記加熱工程または前記冷却工程のいずれか一方または
   両方の工程で、前記被熱処理体を、当該被熱処理体の転
   移点もしくはその近傍の温度に一時保持することを特徴
   とする熱処理方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の熱処理方法において、 前記加熱工程または前記冷却工程のいずれか一方または
   両方の工程で、前記被熱処理体の転移点もしくはその近
   傍の温度に一時保持する際に、当該転移点を通る所定の
   温度範囲に保持することを特徴とする熱処理方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の熱処理方法において、 前記加熱工程は、前記被熱処理体の転移点よりも低い温
   度で当該被熱処理体の結晶構造が安定な状態から当該転
   移点よりも高い温度で当該被熱処理体の結晶構造が安定
   な状態に移行する加熱速度で、当該転移点を通過させる
   ことを特徴とする熱処理方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載の熱処理方法において、 前記冷却工程は、前記被熱処理体の転移点よりも高い温
   度で当該被熱処理体の結晶構造が安定な状態から当該転
   移点よりも低い温度で当該被熱処理体の結晶構造が安定
   な状態に移行する冷却速度で、当該転移点を通過させる
   ことを特徴とする熱処理方法。