專利名稱：半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法以及激活裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如激活在半導(dǎo)體器件的制造中所需要的摻入到碳化硅(SiC)等中的雜質(zhì)的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法以及激活裝置。
作為半導(dǎo)體當(dāng)前在形成使用了最一般的硅(Si)的半導(dǎo)體器件時(shí)，通過離子注入等在Si中摻入了雜質(zhì)以后，使用電爐和閃爍熱處理等，把Si加熱到900～1100℃左右進(jìn)行熱處理，由此進(jìn)行雜質(zhì)的激活。
另外，近年來，電特性(高耐壓，大容許電流)和高頻特性、環(huán)境特性出色的使用了碳化硅(SiC)的半導(dǎo)體器件正在引起人們的注意。該SiC與Si相比較由于離子注入以及激活困難，因此或者在Si成膜時(shí)摻入雜質(zhì)，或者在加熱到500～1000℃左右的高溫的狀態(tài)下進(jìn)行離子注入，進(jìn)而，如T.Kimoto，et al.Journal of ElectronicMeterials，Vol.25，No.5，1996，pp.879-884等中公開的那樣，提出了在1400～1600℃的高溫下進(jìn)行熱處理，使雜質(zhì)激活的技術(shù)。
然而，由上述那樣的熱處理進(jìn)行雜質(zhì)激活的方法必須使用電爐等把Si等加熱的工藝，因此激活時(shí)需要比較長(zhǎng)的時(shí)間，難以提高生產(chǎn)性。該問題在使用SiC的情況下，由于需要更高溫的熱處理因而更為顯著，同時(shí)，特別難以形成p型摻雜劑元件大部分激活的半導(dǎo)體層。
因此，例如已知有象在特開平7-22311號(hào)公報(bào)等中公開的那樣，通過在碳、氮以及氧濃度小于一定值的非晶Si膜上照射激光進(jìn)行激光熱處理，不使非晶Si膜熔融而形成非晶質(zhì)區(qū)和固相有序區(qū)混合存在的區(qū)域，通過離子入射注入了雜質(zhì)離子以后，照射波長(zhǎng)248nm的激光，進(jìn)行激光熱處理，由此使雜質(zhì)區(qū)半非晶化，使雜質(zhì)激活的技術(shù)。另外，該公報(bào)中，雖然記述著通過上述那樣的方法能夠比非晶Si提高載流子的遷移率，然而沒有記述對(duì)于非晶Si以外的半導(dǎo)體的激光器加熱技術(shù)。
作為用于進(jìn)行上述半導(dǎo)體的結(jié)晶化(激活)的激光加熱中的激光器，更詳細(xì)地講，如在Y.Morita，et al.Jap J.Appl.Phys.，Vol.2，No.2(1998)pp.L309-L311中記述的那樣，使用波長(zhǎng)比引起Si膜的能帶邊緣吸收的波長(zhǎng)短的受激準(zhǔn)分子激光器。使用這種波長(zhǎng)的激光器是因?yàn)橥ㄟ^激光的能量，使構(gòu)成半導(dǎo)體的原子中的電子激勵(lì)、電離，把其能量的一部分變換為結(jié)構(gòu)原子的晶格振動(dòng)能量，由此瞬時(shí)間把半導(dǎo)體加熱到高溫促進(jìn)結(jié)晶化(激活)。
然而，在上述以往的由激光熱處理進(jìn)行的雜質(zhì)的激活中，除去能量的利用效率低，為了把半導(dǎo)體瞬時(shí)加熱到高溫而需要比較大輸出的激光器裝置，容易導(dǎo)致增大制造成本等以外，還具有可靠地進(jìn)行雜質(zhì)等的激活并不一定容易，而且難以形成具有良好特性的半導(dǎo)體元件的問題。特別是，對(duì)于SiC的p型雜質(zhì)等的激活，更難以形成具有良好特性的半導(dǎo)體元件。
本發(fā)明鑒于上述問題，目的在于提供即使使用比較小的輸出的激光器裝置，也能夠高效而且可靠地進(jìn)行雜質(zhì)激活的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法以及激活裝置。
即，為了解決上述的問題，本發(fā)明的方法是在包含主要半導(dǎo)體元素和雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體上照射光，使上述雜質(zhì)元素激活的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法，特征在于上述照射光的波長(zhǎng)是比引起上述半導(dǎo)體的能帶邊緣吸收的波長(zhǎng)還長(zhǎng)的光。進(jìn)而，特征在于上述照射光幾乎是由上述主半導(dǎo)體元素與上述雜質(zhì)元素的結(jié)合中固有振動(dòng)產(chǎn)生的共振吸收的波長(zhǎng)的光。
即，與在以往的激活中所使用的，用波長(zhǎng)比引起能帶邊緣吸收的波長(zhǎng)還短的光，通過被照射光的能量，引起構(gòu)成半導(dǎo)體的原子的電子激勵(lì)、電離，把其能量的一部分變換為結(jié)構(gòu)原子的晶格振動(dòng)能量，把半導(dǎo)體瞬時(shí)間加熱到高溫進(jìn)行激活的方法不同，本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)了通過照射比其波長(zhǎng)還長(zhǎng)的上述那樣波長(zhǎng)的光，可以直接激勵(lì)并且激活雜質(zhì)元素與半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)元素之間的晶格振動(dòng)，從而完成了本發(fā)明。因此，在激活的效率高，能夠使用輸出小的激光器裝置的基礎(chǔ)上，還能夠容易地進(jìn)行良好的雜質(zhì)激活。
具體地講，例如在主要半導(dǎo)體元素是碳化硅，雜質(zhì)元素是鋁，硼以及鎵的任一種的情況下，通過照射波長(zhǎng)比引起能帶邊緣吸收的波長(zhǎng)(6H-SiC的情況下，約3eV～0.41μm)還長(zhǎng)的，例如9μm以上，11μm以下的光，能夠容易地形成特性良好的p型碳化硅半導(dǎo)體。特別是，在鋁的情況下，最好使用9.5～10μm的波長(zhǎng)。
另外，本發(fā)明的特征還在于使用上述那樣波長(zhǎng)的激光，照射上述激光，使得上述激光在上述半導(dǎo)體的表面附近聚焦，同時(shí)使得上述激光的聚焦焦點(diǎn)位置成為從上述半導(dǎo)體的表面到上述激光光源一側(cè)預(yù)定距離的位置。更具體地講，例如，使上述激光的聚集焦點(diǎn)位置從上述半導(dǎo)體表面的上述激光光源一側(cè)的位置接近上述半導(dǎo)體表面時(shí)檢測(cè)所產(chǎn)生的發(fā)光，并且進(jìn)行控制，使得上述激光的聚集焦點(diǎn)位置成為檢測(cè)出的上述發(fā)光開始的位置附近，照射上述激光。
通過這樣設(shè)定、控制聚焦焦點(diǎn)位置，能夠容易地進(jìn)一步提高激活程度。


圖1是示出實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底的制造工藝的工藝圖。
圖2是示出在實(shí)施例的注入了雜質(zhì)離子的半導(dǎo)體襯底中的離子濃度的曲線圖。
圖3是示出實(shí)施例的激光熱處理裝置的概略結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖4是示出實(shí)施例的被激光熱處理了的半導(dǎo)體襯底中的SiC膜的光致發(fā)光光譜與焦點(diǎn)位置的依存性的曲線圖。
圖5是示出實(shí)施例的被激光熱處理了的半導(dǎo)體襯底中的SiC膜的光致發(fā)光光譜與照射激光波長(zhǎng)的依存性的曲線圖。
圖6是示出實(shí)施例的SiC二極管的制造工藝的工藝圖。
圖7是示出實(shí)施例的SiC二極管的電特性的曲線圖。
以下，說明在碳化硅(SiC)中作為雜質(zhì)注入了鋁(Al)離子進(jìn)行激活的例子。
半導(dǎo)體襯底的制造工藝首先，根據(jù)圖1概略說明包括激光熱處理工藝的半導(dǎo)體襯底的制造工藝。
(1)如圖1(a)(b)所示，在由單晶6H-SiC(六方晶系碳化硅)構(gòu)成的SiC襯底1上，通過基于升華法的外延生長(zhǎng)，形成由單晶6H-SiC構(gòu)成的SiC薄膜2。該SiC薄膜的形成方法根據(jù)條件能夠使用眾所周知的方法，因此省略說明。這里，上述SiC襯底1以及SiC薄膜2分別在結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)通過添加氮?dú)?N2)，摻雜1018cm-3濃度的N，形成n型。另外，上述SiC襯底1以及SiC薄膜2并不限定于由6H-SiC構(gòu)成，也可以是其它的結(jié)晶形態(tài)，另外，還能夠使用由硅(Si)構(gòu)成的襯底。另外，不限定于升華法，通過CVD法等進(jìn)行單晶生長(zhǎng)，也能夠形成SiC薄膜。另外，依據(jù)使用所形成的半導(dǎo)體要制作的半導(dǎo)體元件(器件)，也不一定進(jìn)行N的摻雜。
(2)如圖1(c)所示，在上述SiC薄膜2中，通過離子注入，注入Al離子3，在SiC復(fù)合膜2的表面附近形成p型的雜質(zhì)添加層(摻雜層)4。上述離子注入更詳細(xì)地講，通過在800℃的溫度下，加速能量130keV 注入量1.22×1015cm-2加速能量80keV 注入量3.9×1014cm-2加速能量40keV 注入量3.9×1014cm-2的三個(gè)階段進(jìn)行，由此如圖2所示，從SiC薄膜2的表面遍及大約2000埃的厚度，進(jìn)行1020cm-3的Al濃度區(qū)域分布的雜質(zhì)添加層4的形成。
另外，作為形成上述p型雜質(zhì)添加層4的雜質(zhì)，除去Al以外，還可以使用硼(B)，鎵(Ga)等的任一種。其中在對(duì)于SiC薄膜的摻雜中，在雜質(zhì)能級(jí)淺的p型的情況下最好使用Al。另外，也可以使用磷(P)等形成n型雜質(zhì)添加層4。在這種情況下，在SiC襯底1以及SiC薄膜2的結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)，代替上述N的添加，根據(jù)需要也可以添加Al等。進(jìn)而，可以根據(jù)使用該半導(dǎo)體制作的半導(dǎo)體元件(器件)的構(gòu)造和摻雜層的厚度等設(shè)計(jì)注入時(shí)的溫度，注入的加速能量和濃度以及一階段或者多階段的某一個(gè)的條件下是否進(jìn)行離子注入等。另外，注入時(shí)的溫度雖然可以是室溫，但加熱到500℃以上進(jìn)行離子注入，使用后述的激光熱處理工藝能夠更容易激活雜質(zhì)。另有，也可以使用其它眾所周知的各種離子注入方法等。
(3)如圖1(d)所示，以預(yù)定的掃描頻率在雜質(zhì)添加層4上沿著水平和垂直方向邊進(jìn)行掃描邊照射紅外線區(qū)波長(zhǎng)的激光，形成遍及整個(gè)表面同樣地激活上述添加的雜質(zhì)的激活摻雜層6。以下詳細(xì)地說明該激活方法。
激光熱處理裝置其次，說明激光熱處理裝置。
該激光熱處理裝置，如圖3概略所示那樣，由配置形成SiC薄膜并且進(jìn)行了Al離子注入的SiC襯底1(以下，簡(jiǎn)單地稱為「SiC襯底1」)的腔室21和振蕩波長(zhǎng)可變的自由電子激光器2構(gòu)成。在腔室21中，設(shè)置光學(xué)窗7、反射鏡8、進(jìn)行與激光的聚焦對(duì)位的透鏡9、反射并掃描激光的檢流計(jì)反射鏡10以及放置SiC襯底1的樣品臺(tái)11。上述光學(xué)窗7、反射鏡8以及透鏡9例如由ZnSe形成。樣品臺(tái)11構(gòu)成為通過具有未圖示的壓電調(diào)節(jié)器或者步進(jìn)電機(jī)等的樣品臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)16，沿著該圖的上下方向以及左右方向移動(dòng)SiC襯底1。另外，在樣品臺(tái)11的附近，設(shè)置檢測(cè)根據(jù)激光的照射從SiC襯底1的表面產(chǎn)生的火花狀的發(fā)光(噴流plume)14的光檢測(cè)器15，根據(jù)該檢測(cè)，控制上述樣品臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)16，使得樣品臺(tái)11上下移動(dòng)。
激光加熱處理的詳細(xì)過程詳細(xì)地說明使用了上述那樣的激光熱處理裝置的激光熱處理過程。
在該激光熱處理中，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定基于透鏡9的激光5的聚焦焦點(diǎn)位置和激光5的波長(zhǎng)，進(jìn)行良好的雜質(zhì)激活。
首先，說明焦點(diǎn)位置的調(diào)整。把激光5的波長(zhǎng)設(shè)定為10.2μm，把激光5的焦點(diǎn)位置設(shè)定為從SiC襯底1表面上方1.5mm的位置到內(nèi)部-2.0mm的位置(SiC襯底1背面一側(cè))的各種情況進(jìn)行雜質(zhì)的激活。對(duì)于所得到各個(gè)SiC襯底1，為了確認(rèn)雜質(zhì)激活的程度，作為激勵(lì)光使用He-Cd激光(波長(zhǎng)325nm)，在測(cè)定樣品溫度8K(-265℃)下，進(jìn)行光致發(fā)光光譜的測(cè)定。圖4中示出測(cè)定結(jié)果。該圖中大約2.6eV(波長(zhǎng)480nm)附近出現(xiàn)的發(fā)光是起因于SiC襯底1內(nèi)的被激活的雜質(zhì)元素的施主(D)-受主(A)對(duì)之間的激活產(chǎn)生的光致發(fā)光光譜(DA對(duì)發(fā)光)，被激活的雜質(zhì)越多DA對(duì)發(fā)光的強(qiáng)度越大。由此，激光5的焦點(diǎn)位置從SiC襯底1的表面稍稍偏向上方(0.5～1.0mm)的情況(該圖中的○以及△符號(hào))下，DA對(duì)發(fā)光表現(xiàn)為最強(qiáng)，確認(rèn)為最能夠高效地進(jìn)行雜質(zhì)的激活。與此不同，在從SiC襯底1的表面向內(nèi)部方向一側(cè)聚焦的情況(該圖的●，▲，■，符號(hào))下，DA對(duì)發(fā)光的強(qiáng)度減小。另外，在從SiC襯底1的表面稍稍移向內(nèi)側(cè)的情況(該圖的●，▲)下，SiC襯底1的表面變黑，考慮是SiC襯底1的表面改質(zhì)或者變質(zhì)。從而，通過使激光5的焦點(diǎn)位置從SiC襯底1表面稍稍移向上方，能夠進(jìn)行良好的激活。
上述那樣的焦點(diǎn)位置的控制實(shí)際上例如能夠如下進(jìn)行。即，由于上述激光5的焦點(diǎn)位置成為SiC襯底1的表面稍上方的狀態(tài)與由激光5的照射從SiC襯底1的表面開始發(fā)生發(fā)光14的狀態(tài)相當(dāng)，因此用光檢測(cè)器15檢測(cè)發(fā)光14的發(fā)生，使用樣品臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)16使SiC襯底1上下移動(dòng)，進(jìn)行反饋控制使得保持開始發(fā)生發(fā)光的狀態(tài)，由此能夠使照射面的位置成為最佳而進(jìn)行良好的激活。這里，為了防止由于激光5的照射引起的SiC襯底1的改質(zhì)和變質(zhì)，最好首先把焦點(diǎn)位置暫時(shí)對(duì)準(zhǔn)從SiC襯底1的表面離開的位置，然后進(jìn)行控制使得接近SiC襯底1。
另外，焦點(diǎn)位置的控制方法并不限定于上述的方法，例如也可以通過位置檢測(cè)器檢測(cè)并控制SiC襯底1的表面位置。另外，在再現(xiàn)性良好地保持焦點(diǎn)位置與SiC襯底1表面的距離的情況時(shí)，可以預(yù)先設(shè)定樣品臺(tái)11的位置，在激光熱處理時(shí)不進(jìn)行控制。
另外，通過上述那樣控制焦點(diǎn)位置，實(shí)際上能夠容易地控制激光對(duì)于SiC襯底1的照射強(qiáng)度，而通過根據(jù)上述發(fā)光的檢測(cè)進(jìn)行激光的調(diào)制等也能夠控制照射強(qiáng)度。
其次，說明激光5的波長(zhǎng)。與上述焦點(diǎn)位置的情況相同，對(duì)于各個(gè)SiC襯底1，進(jìn)行把激光5的波長(zhǎng)設(shè)定為10.64～9.43μm的各種情況下進(jìn)行雜質(zhì)激活而得到的光致發(fā)光光譜的測(cè)定。圖5中示出測(cè)定結(jié)果。(另外，在該圖中，為了方便，在縱軸各錯(cuò)開0.05刻度描述對(duì)應(yīng)于各波長(zhǎng)的光譜)。如從該圖所知，特別是在9～11μm的波長(zhǎng)區(qū)域，進(jìn)而在遍及9.53μm～10μm波長(zhǎng)區(qū)域的光進(jìn)行照射時(shí)，DA對(duì)發(fā)光強(qiáng)度大，DA的激活效果大。
這里，SiC對(duì)應(yīng)于Si-C的晶格間振動(dòng)中的TO聲子和LO聲子的吸收波長(zhǎng)是12.6μm和10.3μm，Si-N的吸收波長(zhǎng)是11.9μm，與此不同，如該圖所示在照射了9.8～9.6μm波長(zhǎng)的激光時(shí)DA對(duì)發(fā)光成為最大。因此，在Al的激活中，認(rèn)為Si或者C與雜質(zhì)元素Al的結(jié)合中吸收的影響最大。
即，在以往的激活中，為了向進(jìn)行處理的半導(dǎo)體的電子系統(tǒng)提供能量，使用受激準(zhǔn)分子激光器那樣的波長(zhǎng)比引起SiC的能帶邊緣吸收的波長(zhǎng)(6H-SiC的情況下，大約3eV～0.41μm)短的光，與此不同，如果依據(jù)本發(fā)明，反而采用波長(zhǎng)比引起能帶邊緣吸收的波長(zhǎng)長(zhǎng)的光，特別是采用波長(zhǎng)位于對(duì)于半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)元素與雜質(zhì)元素的結(jié)合產(chǎn)生吸收的波長(zhǎng)附近的光，由此，由于直接進(jìn)行基于激勵(lì)雜質(zhì)元素與半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)元素之間的晶格振動(dòng)的激活，因此效率高，能夠容易地提高激活程度，另外，能夠使用輸出小的激光器裝置。
另外，上述各數(shù)值是使用了SiC和Al情況的例子，在半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)元素和雜質(zhì)元素不同的情況下，可以分別相對(duì)應(yīng)，照射基于上述原理的波長(zhǎng)的光。
另外，在上述的例中，在腔室21內(nèi)封入氬(Ar)等惰性氣體，在這些氣體中或者進(jìn)行激光熱處理，或者把SiC襯底1加熱到1000℃以下左右的溫度，另外，添加冷卻SiC襯底1等的裝置，在進(jìn)一步提高本發(fā)明的效果或者進(jìn)一步提高控制性方面是很理想的。
另外，作為半導(dǎo)體材料，不限定于SiC，也可以是Si等，還有，不限定于單晶，在使用非晶的半導(dǎo)體材料的情況下也可以得到同樣的效果。
另外，在上述的例中，為了進(jìn)行各種波長(zhǎng)下的比較使用了自由電子激光器，而只要是能夠得到上述那樣預(yù)定的波長(zhǎng)，則也可以使用固定波長(zhǎng)的激光器裝置，特別是因?yàn)槭褂幂^長(zhǎng)的波長(zhǎng)，因此還能夠使用CO2激光器而易于提高生產(chǎn)性。
半導(dǎo)體元件與上述相同，說明通過雜質(zhì)的離子注入以及進(jìn)行了激活的SiC形成的SiC二極管的例子。
圖6是本發(fā)明的基于雜質(zhì)摻雜方法的SiC二極管制造工藝的概略圖。
(1)如圖6(a)所示，在n型SiC襯底31的整個(gè)面上通過熱氧化，CVD法，濺射法等形成絕緣膜(氧化膜)32，通過光刻以及刻蝕形成開口32a。作為上述絕緣膜32，可以形成氧化膜，氮化膜，或者氧化膜與氮化膜的復(fù)合膜等。另外，根據(jù)形成的元件結(jié)構(gòu)等，也不一定形成絕緣膜32。
(2)如圖6(b)所示，把絕緣膜32作為掩模，選擇性地注入Al離子33，形成Al的注入層34。
(3)如圖6(c)所示，照射波長(zhǎng)9.8μm的激光35，形成激活了雜質(zhì)的p型摻雜層36。
(4)如圖6(d)所示，在絕緣膜32的背面一側(cè)形成了開口32b以后，如圖6(e)所示，淀積鎳(Ni)膜，進(jìn)行刻蝕和熱處理，形成n型歐姆電極37。
(5)如圖6(f)所示，在p型摻雜層36一側(cè)淀積Al膜，進(jìn)行刻蝕和熱處理，形成歐姆電極38。
圖7中示出如上述那樣制作的二極管的特性。該圖中的虛線示出通過在以往技術(shù)中說明的1500℃的熱處理進(jìn)行了雜質(zhì)激活而制作的二極管的特性。如該圖所示，依據(jù)本發(fā)明，不進(jìn)行1000℃以上的高溫?zé)崽幚?，就能夠制作耐壓特性等出色的?yōu)良二極管。
另外，在上述的例子中，說明了形成二極管的例子，而通過進(jìn)行同樣摻雜(激活)，適宜地選擇元件結(jié)構(gòu)和掩模等，也能夠制作晶體管和FET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)等各種元件。
用以上說明的形態(tài)實(shí)施本發(fā)明，則具有以下所記述的效果。
即，通過照射波長(zhǎng)比引起上述半導(dǎo)體的能帶邊緣吸收的波長(zhǎng)還長(zhǎng)的光，進(jìn)而，照射幾乎由上述主要半導(dǎo)體元素和上述雜質(zhì)元素的結(jié)合中固有振動(dòng)產(chǎn)生的共振吸收的波長(zhǎng)的光，進(jìn)行雜質(zhì)的激活，則即使使用較小輸出的激光器裝置，也能夠高效而且可靠地進(jìn)行雜質(zhì)的激活，特別是，具有能夠極其高效地進(jìn)行以往很困難的SiC的p型雜質(zhì)的激活。
從而，在半導(dǎo)體元件的制造等的領(lǐng)域中適用本發(fā)明，則將十分有用。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法，這是在包含主要半導(dǎo)體元素和雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體上照射光，使上述雜質(zhì)元素激活的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法，其特征在于上述照射光的波長(zhǎng)比引起上述半導(dǎo)體的能帶邊緣吸收的波長(zhǎng)還長(zhǎng)。
2.如權(quán)利要求1中記述的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法，其特征在于上述照射光幾乎是由上述主要半導(dǎo)體元素和上述雜質(zhì)元素的結(jié)合中固有的振動(dòng)產(chǎn)生共振吸收的波長(zhǎng)的光。
3.如權(quán)利要求1中記述的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法，其特征在于上述半導(dǎo)體在由上述主要半導(dǎo)體元素構(gòu)成的薄膜或者襯底上通過離子注入上述雜質(zhì)元素而形成。
4.如權(quán)利要求1中記述的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法，其特征在于上述主要半導(dǎo)體元素是碳化硅，同時(shí)上述雜質(zhì)元素是鋁，硼，以及鎵中的任一種。
5.如權(quán)利要求4中記述的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法，其特征在于上述照射光是波長(zhǎng)大于9μm，小于11μm波長(zhǎng)的光。
6.如權(quán)利要求1中記述的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法，其特征在于上述照射光是激光。
7.如權(quán)利要求6中記述的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法，其特征在于使上述激光聚焦在上述半導(dǎo)體的表面附近，同時(shí)，通過順序掃描上述半導(dǎo)體中上述被聚焦的激光的照射區(qū)域，使上述半導(dǎo)體中的預(yù)定范圍區(qū)域內(nèi)的上述雜質(zhì)元素激活。
8.如權(quán)利要求6中記述的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法，其特征在于使上述激光聚焦在上述半導(dǎo)體的表面附近，同時(shí)，通過控制上述激光的聚焦焦點(diǎn)位置與上述半導(dǎo)體表面的距離，控制上述激光的照射強(qiáng)度。
9.如權(quán)利要求6中記述的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法，其特征在于使上述激光聚焦在上述半導(dǎo)體的表面附近，同時(shí)檢測(cè)使上述激光的照射強(qiáng)度增大時(shí)所產(chǎn)生的發(fā)光，進(jìn)行控制使得上述激光的照射強(qiáng)度成為開始檢測(cè)到上述發(fā)光附近的照射強(qiáng)度，照射上述激光。
10.如權(quán)利要求6中記述的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法，其特征在于使上述激光聚焦在上述半導(dǎo)體的表面附近，使上述激光的聚焦焦點(diǎn)位置成為從上述半導(dǎo)體表面到上述激光的光源一側(cè)預(yù)定距離的位置那樣，照射上述激光。
11.如權(quán)利要求6中記述的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法，其特征在于使上述激光聚焦在上述半導(dǎo)體的表面附近，檢測(cè)在把上述激光的聚焦焦點(diǎn)位置從上述半導(dǎo)體表面的上述激光的光源一側(cè)的位置接近上述半導(dǎo)體表面時(shí)產(chǎn)生的發(fā)光，進(jìn)行控制使得上述激光的聚集焦點(diǎn)位置成為開始檢測(cè)到上述發(fā)光的位置附近，照射上述激光。
12.如權(quán)利要求1中記述的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活方法，其特征在于借助掩模構(gòu)件，僅選擇性地在上述半導(dǎo)體中的預(yù)定區(qū)域照射上述照射光，激活上述雜質(zhì)元素。
13.一種半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活裝置，這是在包含主要半導(dǎo)體元素和雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體上照射光使上述雜質(zhì)元素激活的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活裝置，其特征在于具有輸出波長(zhǎng)比引起上述半導(dǎo)體的能帶邊緣吸收的波長(zhǎng)還長(zhǎng)的照射光的光源裝置；使上述照射光聚焦的聚焦裝置；控制上述激光的聚焦焦點(diǎn)位置與上述半導(dǎo)體表面的距離的控制裝置。
14.一種半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活裝置，這是在包含主要半導(dǎo)體元素和雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體上照射光使上述雜質(zhì)元素激活的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活裝置，其特征在于具有輸出波長(zhǎng)比引起上述半導(dǎo)體的能帶邊緣吸收的波長(zhǎng)還長(zhǎng)的照射光的光源裝置；檢測(cè)由上述照射光的照射所產(chǎn)生的發(fā)光的光檢測(cè)裝置；根據(jù)上述光檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果，控制上述照射光的照射強(qiáng)度的控制裝置。
15.一種半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活裝置，這是在包含主要半導(dǎo)體元素和雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體上照射光使上述雜質(zhì)元素激活的半導(dǎo)體雜質(zhì)的激活裝置，其特征在于具有輸出波長(zhǎng)比引起上述半導(dǎo)體的能帶邊緣吸收的波長(zhǎng)還長(zhǎng)的照射光的光源裝置；使上述照射光聚焦的聚焦裝置；檢測(cè)使上述照射光的聚焦焦點(diǎn)位置從上述半導(dǎo)體表面的上述照射光的光源一側(cè)的位置接近上述半導(dǎo)體表面時(shí)產(chǎn)生的發(fā)光的檢測(cè)裝置；控制上述照射光的聚焦焦點(diǎn)位置與上述半導(dǎo)體的表面的距離，使得上述照射光的聚焦焦點(diǎn)位置成為開始檢測(cè)到上述發(fā)光的位置附近的控制裝置。
全文摘要
對(duì)于添加了雜質(zhì)元素的SiC襯底1和SiC薄膜2,照射波長(zhǎng)比引起上述半導(dǎo)體的能帶邊緣吸收的波長(zhǎng)還長(zhǎng)的激光5,或者照射由半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)元素與雜質(zhì)元素之間的結(jié)合的振動(dòng)吸收的波長(zhǎng),例如9—11μm的波長(zhǎng)的激光5。特別是當(dāng)在SiC中添加了Al時(shí),照射波長(zhǎng)9.5—10μm的激光5。
文檔編號(hào)H01L29/861GK1244948SQ9880209
公開日2000年2月16日 申請(qǐng)日期1998年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月28日
發(fā)明者吉田哲久, 北川雅俊, 內(nèi)田正雄, 北畠真, 三露常男 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社