JPS628011B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS628011B2 JPS628011B2 JP56016544A JP1654481A JPS628011B2 JP S628011 B2 JPS628011 B2 JP S628011B2 JP 56016544 A JP56016544 A JP 56016544A JP 1654481 A JP1654481 A JP 1654481A JP S628011 B2 JPS628011 B2 JP S628011B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- irradiated
- annealing
- oxide film
- laser
- 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
Links
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
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
この発明は光による物質のアニール方法、特に
半導体のレーザーや光によるアニール方法に関す
るものである。 従来、半導体のレーザーやクセノン光フラツシ
ユなどの光アニールは第１図に示すように、たと
えばレーザー光１１をガルバノメータにとりつけ
たミラー１３，１４で掃引するか、あるいは試料
２０自体を動かしながら照射していた。そして、
照射は空気中あるいは窒素やアルゴン、場合によ
つては酸素ガス中、または真空中で行われた。ま
た、クセノンなどの光フラツシユ法では、試料全
面を一括照射する方法で、同様の雰囲気で行われ
た。 一方、照射（アニール）される半導体は第１図
に示すように、表面の一部あるいは全部を種々の
厚みのシリコン酸化膜、あるいはシリコン窒化膜
２１で覆われたシリコンウエハ２０が多い。 通常、レーザ光１１はこれらの膜２１に吸収さ
れずに透過して膜の下のシリコンなどの半導体基
板２０に到達して基板表面を加熱処理する。 従来のレーザー照射法ではレーザー光とシリコ
ン酸化膜との干渉のため、シリコン酸化膜は反射
防止膜として働く。このためシリコン表面での反
射率は酸化膜厚に対し、第２図のように変化す
る。 なお、第２図はアルゴンレーザーの光波長に対
する結果である。すなわち、酸化膜厚ｄが ｄ＝λ／２ｎ（Ｎ＋１／２） になると、反射率は最小となる。ここで、λは真
空中のレーザー波長、ｎは酸化膜の屈折率、Ｎは
０又は正の整数である。 照射される半導体が第３図ａのような表面構造
の場合、酸化膜２１は反射防止膜として働くか
ら、半導体２０の開口部の表面２２より２３の部
分の方が強くレーザー光を受けることになる。ま
た、第３図ｂでは薄い酸化膜と厚い酸化膜の下で
はレーザー光の強度が異なる。また、第３図ｃの
ように膜厚が場所によつて変化すれば（CVD法
ではよくこのようなバラツキが起る）半導体基体
２０の表面の受けるレーザーエネルギーが異な
る。このように酸化膜２１厚によつてアニールさ
れるレーザー光強度が実質上異なると、種々の困
難な問題が発生する。たとえば、第３図ａの半導
体表面２２をアニールするのに最適のレーザーパ
ワーを用いても、反射防止膜２１のために他の半
導体表面２３では強いレーザーパワーを受けるこ
とになり、表面酸化膜の破壊や予想以上の大きな
不純物再分布をもたらし、プロセス設計を無為に
終らせる。第３図ｂ，ｃでも同様のことが起る。 また、第４図に示すように、パターンエツジで
も問題は起る。第４図ａはパターンマスクを通し
てイオン注入などで不純物を導入したところを示
す。図のように、通常パターンエツジはテーパー
をもつている。次にレーザーアニールすると第４
図ｂに示すように反射防止効果の高い膜厚の下で
は吸収されるレーザーエネルギーが大きく、接合
３１の形状は図示のようにλ／４ｎ、３λ／４ｎ、の膜
厚下で 深いものになる。 このような接合形状も極めて不都合であり、耐
圧の低下やバイポーラのエミツタに用いれば、コ
レクタへの突抜けなどを起す。 本発明は以上に述べたような従来法の欠点を除
くためになされたものである。従来法の欠点を半
導体の表面構造を変えることによつて補うことも
可能であるが、この方法では大巾なプロセス変更
を伴うことが多い。 本発明は第５図に示すように、屈折率が表面保
護膜、例えばシリコン酸化膜と等しい物質で表面
を覆つて、この表面層を通してレーザーを照射す
るようにしたものである。 透明な容器４０の中を屈折率が、たとえばシリ
コン酸化膜２１と等しい液体で満たし、容器４０
の下面と半導体基体２０の上面を平行に保つ。こ
の結果、酸化膜２１の膜厚に関係なく、半導体基
体２０全面に均一な光照射が可能となる。 シリコン酸化膜と同等の屈折率をもつ透明な液
体例と、その屈折率を表１に示す。
半導体のレーザーや光によるアニール方法に関す
るものである。 従来、半導体のレーザーやクセノン光フラツシ
ユなどの光アニールは第１図に示すように、たと
えばレーザー光１１をガルバノメータにとりつけ
たミラー１３，１４で掃引するか、あるいは試料
２０自体を動かしながら照射していた。そして、
照射は空気中あるいは窒素やアルゴン、場合によ
つては酸素ガス中、または真空中で行われた。ま
た、クセノンなどの光フラツシユ法では、試料全
面を一括照射する方法で、同様の雰囲気で行われ
た。 一方、照射（アニール）される半導体は第１図
に示すように、表面の一部あるいは全部を種々の
厚みのシリコン酸化膜、あるいはシリコン窒化膜
２１で覆われたシリコンウエハ２０が多い。 通常、レーザ光１１はこれらの膜２１に吸収さ
れずに透過して膜の下のシリコンなどの半導体基
板２０に到達して基板表面を加熱処理する。 従来のレーザー照射法ではレーザー光とシリコ
ン酸化膜との干渉のため、シリコン酸化膜は反射
防止膜として働く。このためシリコン表面での反
射率は酸化膜厚に対し、第２図のように変化す
る。 なお、第２図はアルゴンレーザーの光波長に対
する結果である。すなわち、酸化膜厚ｄが ｄ＝λ／２ｎ（Ｎ＋１／２） になると、反射率は最小となる。ここで、λは真
空中のレーザー波長、ｎは酸化膜の屈折率、Ｎは
０又は正の整数である。 照射される半導体が第３図ａのような表面構造
の場合、酸化膜２１は反射防止膜として働くか
ら、半導体２０の開口部の表面２２より２３の部
分の方が強くレーザー光を受けることになる。ま
た、第３図ｂでは薄い酸化膜と厚い酸化膜の下で
はレーザー光の強度が異なる。また、第３図ｃの
ように膜厚が場所によつて変化すれば（CVD法
ではよくこのようなバラツキが起る）半導体基体
２０の表面の受けるレーザーエネルギーが異な
る。このように酸化膜２１厚によつてアニールさ
れるレーザー光強度が実質上異なると、種々の困
難な問題が発生する。たとえば、第３図ａの半導
体表面２２をアニールするのに最適のレーザーパ
ワーを用いても、反射防止膜２１のために他の半
導体表面２３では強いレーザーパワーを受けるこ
とになり、表面酸化膜の破壊や予想以上の大きな
不純物再分布をもたらし、プロセス設計を無為に
終らせる。第３図ｂ，ｃでも同様のことが起る。 また、第４図に示すように、パターンエツジで
も問題は起る。第４図ａはパターンマスクを通し
てイオン注入などで不純物を導入したところを示
す。図のように、通常パターンエツジはテーパー
をもつている。次にレーザーアニールすると第４
図ｂに示すように反射防止効果の高い膜厚の下で
は吸収されるレーザーエネルギーが大きく、接合
３１の形状は図示のようにλ／４ｎ、３λ／４ｎ、の膜
厚下で 深いものになる。 このような接合形状も極めて不都合であり、耐
圧の低下やバイポーラのエミツタに用いれば、コ
レクタへの突抜けなどを起す。 本発明は以上に述べたような従来法の欠点を除
くためになされたものである。従来法の欠点を半
導体の表面構造を変えることによつて補うことも
可能であるが、この方法では大巾なプロセス変更
を伴うことが多い。 本発明は第５図に示すように、屈折率が表面保
護膜、例えばシリコン酸化膜と等しい物質で表面
を覆つて、この表面層を通してレーザーを照射す
るようにしたものである。 透明な容器４０の中を屈折率が、たとえばシリ
コン酸化膜２１と等しい液体で満たし、容器４０
の下面と半導体基体２０の上面を平行に保つ。こ
の結果、酸化膜２１の膜厚に関係なく、半導体基
体２０全面に均一な光照射が可能となる。 シリコン酸化膜と同等の屈折率をもつ透明な液
体例と、その屈折率を表１に示す。
【表】
【表】
レーザー光によるアニールの場合は光のコヒー
レント長が長いためｌをコヒーレント長以上にす
ることは実用上難かしくなるが、通常光の場合は
波束より長くすれば、干渉効果が防げる。したが
つて、レーザー光の場合は均一照射は可能である
が、より精度よく制御するのが難しく、予め最適
条件を照射システムで決定する必要があろう。 以上説明したように、本発明によれば、基板の
主面に選択的に形成された表面物質を有する被照
射物に光を照射してアニールを行う光による物質
のアニール方法において、上記被照射物の表面物
質と等しい屈折率を有し、かつ光波長より十分厚
く、光をほとんど吸収しない液体を、蓋体を有す
る透明容器の上記蓋体の下面に接するまで満た
し、この液体中に上記被照射物を浸した後、上記
蓋体及び液体を通して被照射物に光を照射するよ
うにしたので、光の入射面が液体のもののように
波打つことなく安定し上記表面物質の膜厚に関係
なく正確な光によるアニールが行えるという効果
がある。
レント長が長いためｌをコヒーレント長以上にす
ることは実用上難かしくなるが、通常光の場合は
波束より長くすれば、干渉効果が防げる。したが
つて、レーザー光の場合は均一照射は可能である
が、より精度よく制御するのが難しく、予め最適
条件を照射システムで決定する必要があろう。 以上説明したように、本発明によれば、基板の
主面に選択的に形成された表面物質を有する被照
射物に光を照射してアニールを行う光による物質
のアニール方法において、上記被照射物の表面物
質と等しい屈折率を有し、かつ光波長より十分厚
く、光をほとんど吸収しない液体を、蓋体を有す
る透明容器の上記蓋体の下面に接するまで満た
し、この液体中に上記被照射物を浸した後、上記
蓋体及び液体を通して被照射物に光を照射するよ
うにしたので、光の入射面が液体のもののように
波打つことなく安定し上記表面物質の膜厚に関係
なく正確な光によるアニールが行えるという効果
がある。
第１図は従来の半導体光アニール法の説明図、
第２図はアルゴンレーザー光に対するシリコン酸
化膜の反射防止効果を示す特性曲線図、第３図及
び第４図は表面酸化膜の光の干渉による悪影響を
及ぼす従来法の説明図、第５図は本発明の光照射
方法の説明図である。 図において、１０……レーザー本体、１１……
レーザー光、１２……レンズ、１３……ミラー
（Ｘ方向偏向）、１４……ミラー（Ｙ方向偏向）、
２０……半導体基体、２１……表面保護膜（たと
えばシリコン酸化膜）、２２，２３，２４，２５
……半導体基体表面の一部、３０……不純物ドー
プ層、３１……接合、４０……透明容器、５０…
…シリコン酸化膜に近い屈折率を有する物質（液
体）。なお、図中、同一符号は同一または相当部
分を示す。
第２図はアルゴンレーザー光に対するシリコン酸
化膜の反射防止効果を示す特性曲線図、第３図及
び第４図は表面酸化膜の光の干渉による悪影響を
及ぼす従来法の説明図、第５図は本発明の光照射
方法の説明図である。 図において、１０……レーザー本体、１１……
レーザー光、１２……レンズ、１３……ミラー
（Ｘ方向偏向）、１４……ミラー（Ｙ方向偏向）、
２０……半導体基体、２１……表面保護膜（たと
えばシリコン酸化膜）、２２，２３，２４，２５
……半導体基体表面の一部、３０……不純物ドー
プ層、３１……接合、４０……透明容器、５０…
…シリコン酸化膜に近い屈折率を有する物質（液
体）。なお、図中、同一符号は同一または相当部
分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板の主面に選択的に形成された表面物質を
有する被照射物の上記主面に光を照射してアニー
ルを行う光による物質のアニール方法において、
上記被照射物の表面物質と等しい屈折率を有し、
かつ光波長より十分厚く、光をほとんど吸収しな
い液体を、蓋体を有する透明容器の上記蓋体の下
面に接するまで満たし、この液体中に上記被照射
物を浸した後上記蓋体及び液体を通して被照射物
に光を照射する光による物質のアニール方法。 ２ 被照射物として半導体、表面物質として半導
体の酸化物、もしくは窒化物を用いる特許請求の
範囲第１項記載の光による物質のアニール方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56016544A JPS57130435A (en) | 1981-02-05 | 1981-02-05 | Annealing method of matter by light beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56016544A JPS57130435A (en) | 1981-02-05 | 1981-02-05 | Annealing method of matter by light beam |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57130435A JPS57130435A (en) | 1982-08-12 |
| JPS628011B2 true JPS628011B2 (ja) | 1987-02-20 |
Family
ID=11919200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56016544A Granted JPS57130435A (en) | 1981-02-05 | 1981-02-05 | Annealing method of matter by light beam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57130435A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02130708U (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-29 | ||
| JPH0340007U (ja) * | 1989-08-28 | 1991-04-17 | ||
| JP2007109943A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Shibuya Kogyo Co Ltd | レーザアニール方法およびその装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0811828B2 (ja) * | 1985-12-24 | 1996-02-07 | キヤノン株式会社 | 堆積膜形成方法 |
-
1981
- 1981-02-05 JP JP56016544A patent/JPS57130435A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02130708U (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-29 | ||
| JPH0340007U (ja) * | 1989-08-28 | 1991-04-17 | ||
| JP2007109943A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Shibuya Kogyo Co Ltd | レーザアニール方法およびその装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57130435A (en) | 1982-08-12 |
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