JPS6250972B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6250972B2 JPS6250972B2 JP54073379A JP7337979A JPS6250972B2 JP S6250972 B2 JPS6250972 B2 JP S6250972B2 JP 54073379 A JP54073379 A JP 54073379A JP 7337979 A JP7337979 A JP 7337979A JP S6250972 B2 JPS6250972 B2 JP S6250972B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion implantation
- ion
- impurities
- metal film
- implantation layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P34/00—Irradiation with electromagnetic or particle radiation of wafers, substrates or parts of devices
- H10P34/40—Irradiation with electromagnetic or particle radiation of wafers, substrates or parts of devices with high-energy radiation
- H10P34/42—Irradiation with electromagnetic or particle radiation of wafers, substrates or parts of devices with high-energy radiation with electromagnetic radiation, e.g. laser annealing
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に電
極部及びその直下に存在するイオン注入による不
純物の熱処理方法に関するものである。
極部及びその直下に存在するイオン注入による不
純物の熱処理方法に関するものである。
最近の半導体集積回路の高集積度化、高速度化
に伴ない、シリコン基板あるいは不純物導入層の
結晶性が素子特性に大きな影響を与えることはよ
く知られている。従来、MOSデバイスのソー
ス，ドレインの形成には拡散法あるいはイオン注
入法等が用いられてきた。特に素子の微細化に伴
つて、浅い接合が必要とされる場合にはイオン注
入法が有効である。
に伴ない、シリコン基板あるいは不純物導入層の
結晶性が素子特性に大きな影響を与えることはよ
く知られている。従来、MOSデバイスのソー
ス，ドレインの形成には拡散法あるいはイオン注
入法等が用いられてきた。特に素子の微細化に伴
つて、浅い接合が必要とされる場合にはイオン注
入法が有効である。
ところが、イオン注入法により高濃度に不純物
を導入した場合には、その後のプロセスとして、
注入された不純物を活性化するための熱処理工程
が必要となる。というのは、所定濃度以上の不純
物のイオン注入によつて形成されたイオン注入層
は、不純物が添加された非晶質シリコン層となる
が、この状態では不純物原子は単にシリコン中に
注入されただけでシリコン原子と置き換わつては
おらず、電気伝導に寄与しないからである。そこ
で、イオン注入層の熱処理を行なつて、不純物を
シリコン原子と置き換え、不純物が電気伝導に寄
与し得る状態にする（不純物を活性化する）。
を導入した場合には、その後のプロセスとして、
注入された不純物を活性化するための熱処理工程
が必要となる。というのは、所定濃度以上の不純
物のイオン注入によつて形成されたイオン注入層
は、不純物が添加された非晶質シリコン層となる
が、この状態では不純物原子は単にシリコン中に
注入されただけでシリコン原子と置き換わつては
おらず、電気伝導に寄与しないからである。そこ
で、イオン注入層の熱処理を行なつて、不純物を
シリコン原子と置き換え、不純物が電気伝導に寄
与し得る状態にする（不純物を活性化する）。
従来、注入された不純物を活性化するための熱
処理工程としては、半導体装置全体を熱処理炉内
で熱処理する方法が用いられている。しかし、こ
のような従来行なわれてきた熱処理炉を用いる通
常の熱処理方法の場合には、イオン注入法の特徴
である不純物の浅い急峻な分布が、熱拡散するこ
とにより損なわれ、かつ残留損傷も多く100％近
い活性化率を得ることは困難である。
処理工程としては、半導体装置全体を熱処理炉内
で熱処理する方法が用いられている。しかし、こ
のような従来行なわれてきた熱処理炉を用いる通
常の熱処理方法の場合には、イオン注入法の特徴
である不純物の浅い急峻な分布が、熱拡散するこ
とにより損なわれ、かつ残留損傷も多く100％近
い活性化率を得ることは困難である。
本発明の目的は上記したような諸欠点を解消さ
せること、つまりイオン注入層の不純物の該イオ
ン注入層への拡散を防ぎ、導入された不純物の活
性化率を向上せしめ、かつ電極部金属と前記イオ
ン注入層とのオーミツク性の問題をも同時に解決
せしめる方法を提供することにある。
せること、つまりイオン注入層の不純物の該イオ
ン注入層への拡散を防ぎ、導入された不純物の活
性化率を向上せしめ、かつ電極部金属と前記イオ
ン注入層とのオーミツク性の問題をも同時に解決
せしめる方法を提供することにある。
本発明の特徴は、半導体基板の一表面上の所望
部分にイオン注入法で形成された不純物を含む領
域（即ち、イオン注入層）及びその直上に金属材
料で形成された電極、配線等を具備した半導体装
置において、前記半導体基板の一表面とは逆の表
面から、半導体基板を透過し前記イオン注入層に
吸収される光（例えばCO2レーザ等）を、前記イ
オン注入層と前記金属膜との界面に向けて照射す
ることにより、前記イオン注入層にエネルギーを
加え、前記イオン注入層と金属膜の前記イオン注
入層側の部分とを熱処理することにある。
部分にイオン注入法で形成された不純物を含む領
域（即ち、イオン注入層）及びその直上に金属材
料で形成された電極、配線等を具備した半導体装
置において、前記半導体基板の一表面とは逆の表
面から、半導体基板を透過し前記イオン注入層に
吸収される光（例えばCO2レーザ等）を、前記イ
オン注入層と前記金属膜との界面に向けて照射す
ることにより、前記イオン注入層にエネルギーを
加え、前記イオン注入層と金属膜の前記イオン注
入層側の部分とを熱処理することにある。
本発明はイオン注入層が一般に非晶質となつて
おり、その光エネルギーの吸収係数が半導体基板
のそれよりも大であり、そのことによりイオン注
入層だけが選択的に前記光のエネルギーの吸収を
受けることを利用し、該イオン注入層の不純物の
活性化を行なう。
おり、その光エネルギーの吸収係数が半導体基板
のそれよりも大であり、そのことによりイオン注
入層だけが選択的に前記光のエネルギーの吸収を
受けることを利用し、該イオン注入層の不純物の
活性化を行なう。
以下、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図に本発明の原理図を示す。試料の構造は
図示した如く、シリコン基板３の一表面上に、例
えばイオン注入法等を用いて不純物２が添加され
ており、その上に金属膜１が付着されている。上
記試料の裏面から、シリコン基板をほとんど透過
するような光（例えば波長10.6μｍのCO2レーザ
光、あるいはその他の赤外線源。シリコンの吸収
波長の上端が約1.1μｍであるので照射光の波長
は約1.2μｍ以上であればよい。）を光源４より照
射することにより、金属―シリコン界面５の近傍
で上記光エネルギーを吸収せしめ、上記不純物含
有量の添加原子を活性化すると共に、上記金属膜
の熱処理を行なう。
図示した如く、シリコン基板３の一表面上に、例
えばイオン注入法等を用いて不純物２が添加され
ており、その上に金属膜１が付着されている。上
記試料の裏面から、シリコン基板をほとんど透過
するような光（例えば波長10.6μｍのCO2レーザ
光、あるいはその他の赤外線源。シリコンの吸収
波長の上端が約1.1μｍであるので照射光の波長
は約1.2μｍ以上であればよい。）を光源４より照
射することにより、金属―シリコン界面５の近傍
で上記光エネルギーを吸収せしめ、上記不純物含
有量の添加原子を活性化すると共に、上記金属膜
の熱処理を行なう。
本発明は従来行なわれている電気炉を用いた熱
処理方法に比較して、下記するような幾つかの長
所を有している。
処理方法に比較して、下記するような幾つかの長
所を有している。
ごく短時間（msecオーダー）の熱処理であ
る。従来の方法では、900℃〜1000℃の電気炉
による熱処理が少なくとも30分は必要であつ
た。
る。従来の方法では、900℃〜1000℃の電気炉
による熱処理が少なくとも30分は必要であつ
た。
不純物が添加されている領域だけ選択的に光
エネルギーの吸収を受ける。
エネルギーの吸収を受ける。
添加不純物の活性化率がほぼ100％である。
従来の方法では、90〜95％の活性化率である。
従来の方法では、90〜95％の活性化率である。
金属膜は、シリコンとの界面に近い部分がよ
り熱処理されるため、熱処理中の雰囲気の影響
を受けにくい。それ故、酸化性雰囲気に弱い金
属膜でも十分に耐え得る。
り熱処理されるため、熱処理中の雰囲気の影響
を受けにくい。それ故、酸化性雰囲気に弱い金
属膜でも十分に耐え得る。
金属とシリコンのコンタクト部におけるオー
ミツク性が非常にすぐれている。
ミツク性が非常にすぐれている。
次に、本発明の実施例としてMOSデバイスに
適用された例を第２図に示す。この実施例におい
ても、裏面から照射された光により、フイールド
酸化膜６に隣接するソース，ドレイン領域の添加
不純物を100％活性化させ、電極部金属１の熱処
理も同時に行なつて、金属膜の抵抗値を大幅に下
げると共に、オーミツクなコンタクトを得ること
ができた。
適用された例を第２図に示す。この実施例におい
ても、裏面から照射された光により、フイールド
酸化膜６に隣接するソース，ドレイン領域の添加
不純物を100％活性化させ、電極部金属１の熱処
理も同時に行なつて、金属膜の抵抗値を大幅に下
げると共に、オーミツクなコンタクトを得ること
ができた。
第３図に金属／シリコンのコンタクト抵抗率を
従来の電気炉を用いて熱処理を行なつた場合と、
本発明による熱処理との比較を示す。熱処理後の
コンタクト抵抗率は、本発明の方法が従来法に比
べ約２桁程度低いことが判る。
従来の電気炉を用いて熱処理を行なつた場合と、
本発明による熱処理との比較を示す。熱処理後の
コンタクト抵抗率は、本発明の方法が従来法に比
べ約２桁程度低いことが判る。
さて、今まで説明してきた金属膜としては何ら
特別な限定を設ける必要はなかつたが、モリブデ
ン，タングステンあるいはその他の高融点金属を
金属膜として用いた場合には本発明の特徴が更に
発揮される。これは上述した光熱処理によつて、
基板シリコンの一部が溶融した場合でも、シリコ
ン上に付着している金属膜は昇華あるいは蒸発す
ることがないからである。
特別な限定を設ける必要はなかつたが、モリブデ
ン，タングステンあるいはその他の高融点金属を
金属膜として用いた場合には本発明の特徴が更に
発揮される。これは上述した光熱処理によつて、
基板シリコンの一部が溶融した場合でも、シリコ
ン上に付着している金属膜は昇華あるいは蒸発す
ることがないからである。
以上MOSデバイスを例にした場合の結果であ
つたが、本発明は上記デバイスに限定されること
なく、イオン注入法により不純物を導入して形成
されたイオン注入層を有するバイポーラあるいは
その他のデバイスへ適用できることは言うまでも
ない。又、上述した説明では基板材料としてシリ
コンを用いてきたが、本発明が他の材料―例えば
ゲルマニウム、化合物半導体（ガリウム・アーセ
ナイド等）―を用いた場合でも有効であることは
言うまでもない。
つたが、本発明は上記デバイスに限定されること
なく、イオン注入法により不純物を導入して形成
されたイオン注入層を有するバイポーラあるいは
その他のデバイスへ適用できることは言うまでも
ない。又、上述した説明では基板材料としてシリ
コンを用いてきたが、本発明が他の材料―例えば
ゲルマニウム、化合物半導体（ガリウム・アーセ
ナイド等）―を用いた場合でも有効であることは
言うまでもない。
以上説明したように、本発明によれば、ごく短
時間の光照射で、イオン注入層の不純物の活性化
を、該イオン注入層外への不純物の拡散を生ぜし
めることなく、完全に行なうことができる。金属
膜は、前記イオン注入層に近い部分のみが、該イ
オン注入層の光吸収による熱による処理を受ける
ため、酸化性雰囲気に弱い金属膜でも十分に使用
に耐え得ると共に、該金属膜と前記イオン注入層
とのコンタクト部におけるオーミツク性も非常に
すぐれたものとなる。
時間の光照射で、イオン注入層の不純物の活性化
を、該イオン注入層外への不純物の拡散を生ぜし
めることなく、完全に行なうことができる。金属
膜は、前記イオン注入層に近い部分のみが、該イ
オン注入層の光吸収による熱による処理を受ける
ため、酸化性雰囲気に弱い金属膜でも十分に使用
に耐え得ると共に、該金属膜と前記イオン注入層
とのコンタクト部におけるオーミツク性も非常に
すぐれたものとなる。
第１図は本発明の原理を示すもので、不純物が
添加されたシリコン基板上に金属膜が付着されて
おり、裏面から光を照射させた場合の断面図を示
す。第２図は本発明をMOSデバイスへ適用させ
た実施例の断面図を示す。第３図は本発明の効果
を説明するための金属／シリコンのコンタクト抵
抗率（Ω・cm2）を示した図である。 尚、図において、１……金属膜、２……不純物
添加層（イオン注入層）、３……シリコン基板、
４……光源、５……金属―シリコン界面、６……
酸化膜を各々示す。
添加されたシリコン基板上に金属膜が付着されて
おり、裏面から光を照射させた場合の断面図を示
す。第２図は本発明をMOSデバイスへ適用させ
た実施例の断面図を示す。第３図は本発明の効果
を説明するための金属／シリコンのコンタクト抵
抗率（Ω・cm2）を示した図である。 尚、図において、１……金属膜、２……不純物
添加層（イオン注入層）、３……シリコン基板、
４……光源、５……金属―シリコン界面、６……
酸化膜を各々示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板の一表面の所定の領域にイオン注
入法を用いて不純物を導入して形成したイオン注
入層と、前記所定の領域を含む前記一表面の部分
上に形成された金属膜とを有する半導体装置にお
いて、前記半導体基板の前記一表面とは逆の表面
から、前記半導体基板を透過し前記イオン注入層
に吸収される光を、前記イオン注入層と前記金属
膜との界面に向けて照射し、前記イオン注入層と
前記金属膜の前記イオン注入層側の部分とを熱処
理することを特徴とする半導体装置の製造方法。 ２ 前記光はレーザビームあるいは赤外光である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半
導体装置の製造方法。 ３ 金属膜は、モリブデン，タングステン等の高
融点金属（1400℃以上の融点を有する金属）であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項、もし
くは第２項記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7337979A JPS55165640A (en) | 1979-06-11 | 1979-06-11 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7337979A JPS55165640A (en) | 1979-06-11 | 1979-06-11 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55165640A JPS55165640A (en) | 1980-12-24 |
| JPS6250972B2 true JPS6250972B2 (ja) | 1987-10-28 |
Family
ID=13516485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7337979A Granted JPS55165640A (en) | 1979-06-11 | 1979-06-11 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55165640A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH028485U (ja) * | 1988-06-29 | 1990-01-19 | ||
| JPH0250363U (ja) * | 1988-10-03 | 1990-04-09 | ||
| JPH0250362U (ja) * | 1988-10-03 | 1990-04-09 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH027422A (ja) * | 1988-06-24 | 1990-01-11 | Ricoh Co Ltd | レーザによる高温熱処理方法 |
| JP2005183604A (ja) * | 2003-12-18 | 2005-07-07 | Semiconductor Leading Edge Technologies Inc | 半導体装置の熱処理方法 |
| JP7821084B2 (ja) * | 2022-10-03 | 2026-02-26 | 株式会社デンソー | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4825816A (ja) * | 1971-08-11 | 1973-04-04 |
-
1979
- 1979-06-11 JP JP7337979A patent/JPS55165640A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH028485U (ja) * | 1988-06-29 | 1990-01-19 | ||
| JPH0250363U (ja) * | 1988-10-03 | 1990-04-09 | ||
| JPH0250362U (ja) * | 1988-10-03 | 1990-04-09 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55165640A (en) | 1980-12-24 |
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