DE3047297A1 - Verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen

Info

Publication number
DE3047297A1
DE3047297A1 DE19803047297 DE3047297A DE3047297A1 DE 3047297 A1 DE3047297 A1 DE 3047297A1 DE 19803047297 DE19803047297 DE 19803047297 DE 3047297 A DE3047297 A DE 3047297A DE 3047297 A1 DE3047297 A1 DE 3047297A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
implanted
light
semiconductor
müller
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.)
Granted
Application number
DE19803047297
Other languages
English (en)
Other versions
DE3047297C2 (de
Inventor
Michio Arai
Kazuo Nishiyama
Tetsunosuke Yanada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of DE3047297A1 publication Critical patent/DE3047297A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3047297C2 publication Critical patent/DE3047297C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H01L21/26506—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors
    • H01L21/26513—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors of electrically active species
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H01L21/2654—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in AIIIBV compounds
    • H01L21/26546—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in AIIIBV compounds of electrically active species
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • H01L21/2686—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation using incoherent radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0033—Heating devices using lamps
    • H05B3/0038—Heating devices using lamps for industrial applications
    • H05B3/0047—Heating devices using lamps for industrial applications for semiconductor manufacture

Description

"· '·- "· ' * "'-"'· SONY CORPORATION
TER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER" „;, .;_"_ " :„,: -_Ö80P169
- 3 BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements und insbesondere ein Verfahren, bei dem ein Halbleitersubstrat mit implantierten Ionen in kurzer Zeit einer Wärmebehandlung oder Glühbehandlung unterworfen wird, um einen elektrisch aktivierten Bereich auf dem Substrat zu erzeugen.
Bisher werden die Kristallfehlstellen eines mit implantierten Ionen versehenen Bereiches zur elektrischen Aktivierung der implantierten Atome oder Ionen durch eine Glühbehandlung geheilt, wozu man üblicherweise einen elektrischen Ofen verwendet. Diese herkömmliche Methode besteht darin, eine Reihe von implantierte Ionen aufweisenden Halbleitersubstratenauf einer Quarzunterlage oder dergleichen anzuordnen und dann in einem elektrischen Ofen einer Glühbehandlung zu unterwerfen, beispielsweise während mehr als 10 Minuten bei 800 12000C, um in dieser Weise in jedem der Substrate einen elektrisch aktivierten Bereich zu erzeugen.
Diese Methode ist zwar produktiv, da gleichzeitig mehrere Substrate behandelt werden können, ist jedoch wegen der Tatsache nachteilig, daß wegen der großen Wärmekapazität der zu behandelnden Substrate sich während der kurzen Heizdauer Ungleichmäßigkeiten in den elektrisch aktivierten Schichten ergeben.
Selbst wenn versucht wird, das Profil eines implantierte Ionen aufweisenden Bereiches bei der Herstellung eines Halbleiterbauelements zu steuern, ergibt sich eine Redistribution in dem Ionenimplantationsprofil bei der
130038/0733
"■ -~ '- - :SONY CORPORATION
TER MEER · MÜLLER · STEINMEjSTER ' "- - :: :S8OP169
herkömmlichen langdauernden Wärmebehandlung. Als Ergebnis davon werden die Vorteile der Ionenimplantation wieder aufgehoben.
Weiterhin werden bei der Herstellung von thermisch instabilen Halbleiterbauelementen, wie GaAs-Bauelementen Halbleiteratome, wie Galliumatome und Arsenatome, die das Substrat bilden, während des langen Erhitzen auf eine hohe Temperatur verdampft, so daß sich eine thermische Umwandlungschicht auf der Oberfläche des Substrats ergibt, die die elektrische Aktivierung des implantierte Ionen aufweisenden Bereiches stört.
In jüngster Zeit wird eine neue Glühbehandlungsmethode für Ionenimplantationsbereiche, beispielsweise eine Laserglühbehandlungsmethode untersucht, mit der es möglich wird, den implantierte Ionen aufweisenden Bereich innerhalb sehr kurzer Zeitdauern (im Nanosekundenbis Mikrosekundenbereich) elektrisch zu aktivieren. Es wird angenommen, daß der ablaufende Mechanismus darin besteht, daß das Halbleitersubstrat die Energie des Laserlichts absorbiert und in Wärmeenergie umwandelt, wodurch die Glühbehandlung des Substrats erreicht wird. In diesem Fall hängt jedoch der Lichtabsorptionskoeffizient des Halbleitersubstrats in starkem Maße von der Wellenlänge des Laserlichts und auch von den Kristalleigenschaften des Halbleitersubstrats (die in Abhängigkeit von der Menge der implantierten Ionen variieren) ab, was zur Folge hat, daß die Laserstrahlung in Abhängigkeit von dem zu behandelnden Halbleitersubstraten geändert werden muß.
130038/0733
::--„. · - -- :SONY CORPORATION TER MEER -MÖLLER · STEINMEjSTER .;..;.. * -__■ :S8h0P169
» 3ÖAT29T
Weiterhin ergeben sich, wenn man eine mehrschichtige Struktur, wie eine SiO2-Si-Struktur, eine polykristalline Si-Si-Struktur und dergleichen mit Laserlicht bestrahlt, um diese Struktur einer Glühbehandlung zu unterziehen, Reflexionen des Laserlichts auf beispielsweise der Oberfläche der Si-Schicht, so daß sich ein Interferenzeffekt einstellen kann, der von der Wellenlänge des Laserlichts, der Dicke der SiO2-Schicht auf der Si-Schicht und dergleichen abhängt. Damit muß die Laserstrahlung bei der Glühbehandlung jeweils unterschiedlich sein.
Weiterhin wird bei der derzeitigen Glühbehandlung unter Verwendung von Laserlicht das Halbleitersubstrat mit Hilfe eines Laserstrahls, der auf einige 10 μια fokussiert ist, in zwei Dimensionen abgetastet, um das Substrat gleichmäßig zu behandeln. Hierbei wird jedoch wegen Schwankungen, Änderungen oder der ähnlichen Störungen des Laserlichts keine gleichmäßige Glühbehandlung erreicht. Wenn man andererseits ein Halbleitersubstrat mit Hilfe eines Laserstrahls mit großem Querschnitt bestrahlen will, ist eine sehr hohe Laserleistung erforderlich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein neues Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen anzugeben, bei dem eine andersartige Glühbehandlung oder Aktivierungsbehandlung durchgeführt wird, bei der es nicht erforderlich ist, das Substrat mit einem Strahl abzutasten "und das es ermöglicht, den implantierte Ionen aufweisenden Bereich innerhalb kürzerer Zeit elektrisch zu aktivieren als es mit den herkömmlichen Methoden unter Anwendung eines elektrischen Ofens möglich ist.
1300 3 8/0733
TER MEER · MÜLLER · STEINMEiStER
J-, Γ Si)NY CORPORATION ■-- '.S80P169
30A7297
·" b ■*■
Diese Aufgabe wird nun durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrens gemäß Hauptanspruch gelöst. Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses erfindungsgemäßen Verfahrens.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
a) Fremdionen in die Oberfläche eines Halbleitersubstrats implantiert und
b) den implantierten Bereich durch Bestrahlen mit inkohärentem Licht, dessen Strahl breiter ist als das Substrat, elektrisch aktiviert.
Erfindungsgemäß wird somit der implantierte Bereich des Halbleitersubstrats mit dem inkohärenten Licht einer Lampe bestrahlt, um die Oberfläche der Glühbehandlung zu unterwerfen und in dieser Weise den die implantierten Ionen aufweisenden Bereich zu aktivieren. Dabei ist es aufgrund des angewandten breiten Lichtstrahles nicht erforderlich, die Glühbehandlung durch Abtasten des Substrats mit Hilfe eines gebündelten Lichtstrahls zu bewirken. Bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise gelingt es, die elektrische Aktivierung des die implantierten Ionen aufweisenden Bereiches innerhalb einer Zeitdauer durchzuführen, die um zwei Größenordnungen (1Q~ ) kürzer ist, als die herkömmliche Glühbehandlung unter Verwendung eines elektrischen Ofens, so daß die durch diese herkömmliche lange Glühbehandlung auftretenden Probleme vermieden werden können.
130038/0733
!corporation
TER MEER · MÜLLER · STEINMEiSTBft .:. .:.. "-PÖÖi?i69
3D 5TZ H
Die Erfindung sei im folgenden näher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Beispiels einer
Heizvorrichtung mit gleichmäßiger Bestrahlung, die Spiegel mit einer parabolisch geformten reflektierenden Oberfläche anwendet und die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist;
Fig. 2 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Temperatur und der Zeit eines in der in der Fig. 1 dargestellten Heizvorrichtung behandelten Halbleiterplättchens wiedergibt;
Fig. 3 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Bestrahlungsdauer eines Halbleiterplättchens und ihres Schichtwiderstandes verdeutlicht;
Fig. 4 eine graphische Darstellung, die das Bor-Konzentrationsprofil der (111)-Oberfläche eines Halbleiterplättchens wiedergibt und
Fig. 5 eine graphische Darstellung, die anhand eines Trägerkonzentrationsprofxls eines Halbleiterplättchens die thermische Umwandlung verdeutlicht.
130038/0733
TER MEER -MÜLLER · STEINMEiSTER
Die Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Heizvorrichtung unter Anwendung von inkohärenter Lichtstrahlung, die parabolisch geformte Spiegel verwendet. In der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist ein Halbleiterplättchen 1, in dessen Oberfläche Ionen implantiert sind, auf einer ringförmigen Halterung 2 aus Quarz angeordnet, welche Stützeinrichtung biespielsweise 3 oder 4 dünne Vorsprünge 2a aufweist, so daß lediglich das HaIbleiterplättchen 1 in wirksamer Weise erhitzt wird. Man kann 2 Plättchen 1 mit ihren Vorderseiten oder Rückseiten in Kontakt bringen und dann auf der Halterung 2 anordnen. Die das Plättchen 1 tragende Halterung 2 ist in einem Quarzrohr 3 mit rechteckigem Querschnitt angeordnet. Man kann eine Vielzahl von Halterungen 2 in dem Quarzrohr anordnen. Die Bezugsziffer 4 steht für eine Bestrahlungslampe, beispielsweise eine Wolframhalogenlampe, die sichtbares und Infrarotlicht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,4 - 4 μΐη ausstrahlt, während die Bezugsziffer 5 für einen Spiegel mit einer parabolisch geformten reflektierenden Oberfläche steht. Längs der Längsachse des Quarzrohrs 3 sind paarweise Sätze von Lampen 4 und reflektierenden Spiegeln 5 oberhalb und unterhalb des Quarzrohres 3 angeordnet. In diesem Fall sind beispielsweise 4 Paare von Lampen 4 und Spiegeln 5 an jeweils der oberen und unteren Seite des Quarzrohres 3 angeordnet, wobei die Lampen 4 oberhalb und unterhalb des Quarzrohrs komplementär angeordnet sind, so daß das Substrat gleichmäßig beleuchtet wird.
Bei der praktischen Anwendung der oben beschriebenen Heizeinrichtung wird das von der Halterung 2 getragene HaIbleiterplättchen 1 in das Quarzrohr 3 eingebracht, worauf Stickstoffgas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 2 l/min in das Quarzrohr 3 eingeführt wird, um die Oxidation
130038/0733
TER MEER · MÜLLER · STEINMEßStK«
I SCWY CORPORATION
■-■' "-SÖ0P169
des Halbleiterplättchens 1 zu verhindern. In diesem Fall ist der Lichtabsorptionskoeffizient des Quarzes niedrig. Daher erfolgt das Erhitzen des Plättchens 1 nicht über die Strahlung des Quarzrohrs wie es bei der Anwendung eines herkömmlichen elektrischen Ofens der Fall ist, so daß die Verunreinigung mit Natriumionen oder dergleichen verringert wird.
Mit der in der Fig. 1 dargestellten Heizeinrichtung kann das Halbleiterplättchen 1 schnell oder mit hoher Geschwindigkeit aufgeheizt werden, was im Gegensatz zu der herkömmlichen Anwendung eines elektrischen Ofens steht, bei der die Wärme über eine Einrichtung mit hoher Wärmekapazität zugeführt wird.
Wie aus der in der Fig. 2 dargestellten graphischen Darstellung, die den in der oben angesprochenen Heizeinrichtung erreichbaren Temperaturanstieg wiedergibt, abgelesen werden kann, erreicht die Temperatur des Plättchens 1 innerhalb einer Zeitdauer von etwa 6 Sekunden nach Beginn der Bestrahlung mit dem Licht eine Temperatur von 12000C. In dem in der Fig. 2 dargestellten Fall betragen die zugeführte Leistung 20 Wem und das Emissionsvermögen 0,5, wobei die in der Fig. 2 dargestellten schwarzen Punkte, die experimentell ermittelten Werte wiedergeben, während die durchgezogene Linie den theoretischen Verlauf wiedergibt. Daher genügt es in diesem Fall, daß die Bestrahlungsdauer etwa 10 Sekunden beträgt, so daß die Temperatur über die Bestrahlungsdauer mit dem Licht bestimmt werden kann. Daher ist es nicht erforderlich, die Temperatur unter Verwendung eines Thermoelements zu messen.
130038/0733
": :". ": : '- SONY CORPORATION
TER MEER ■ MÖLLER . STEINMH5YK« " " * S30P169
- 10 -
Weiterhin wird mit der oben beschriebenen Heizeinrichtung lediglich das Plättchen 1 erhitzt, so daß der erreichte Schichtwiderstand gleichmäßig und die Verwerfung des Plättchens 1 geringfügig sind.
Mit Hilfe der oben beschriebenen Heizvorrichtung ist es auch möglich, daß erfindungsgemäße Verfahren in der Weise durchzuführen, daß man das Halbleiterplättchen kontinuierlich auf einem Luftkissen durch den Bestrahlungsbereich führt, oder indem man die Heizeinrichtung mit einer lonenimplantationsvorrichtung integriert, so daß zunächst die Ionen in das Halbleiterplättchen implantiert werden und das Plättchen anschließend in der gleichen Kammer der Glühbehandlung unterworfen wird. Weiterhin kann man anstelle der Spiegel mit parabolisch geformter reflektierender Oberfläche auch Spiegel mit elyptischer reflektierender Oberfläche verwenden, um das Licht auf das zu behandelnde Substrat zu richten.
Die Glühdauer der oben beschriebenen Heizeinrichtung beträgt einige Sekunden, was zur Folge hat, daß der implantierte Ionen aufweisende Bereich elektrisch aktiviert werden kann, ohne daß sich eine Redistribution ergibt, so daß schmalere übergänge gebildet werden können.
Wenn ein Halbleiterbauelement, wie ein Halbleiterbauelement auf der Grundlage einer GaAs-Verbindung, die thermisch instabil ist, hergestellt wird, kann man den implantierte Ionen aufweisenden Bereich des Bauelements innerhalb kurzer Zeitdauer durch die Glühbehandlung unter Einwirkung von Lichtstrahlung aktivieren. In diesem Fall kann das Verdampfen von Gallium oder Arsen oder die Diffusion von Chrom unterdrückt werden, da die Erzeugung einer thermi-
130038/0733
I -~~: - : -■..■■.: :SONY corporation
TER MEER · MÜLLER · STEINMEfST^ -'..:.- "-- ". "S80P169
3Q47297-
- 11 -
sehen Umwandlungsschicht vermieden wird und das durch die Ionenimplantation erzeugte Fremdionenprofil nicht gestört wird. '
Wenn weiterhin die erfindungsgemäße Glühbehandlung unter Anwendung von inkohärenter Lichtstrahlung auf ein mehrschichtiges Halbleiterplättchen, wie eine Si-SiO^-Struktur, eine Si-polykristalline Si-Struktur oder dergleichen angewandt wird, können die Interferenzeffekte, die bei der Laserglühbehandlung Probleme darstellen, vernachlässigt werden, da die Wellenlänge des von der Wolframhalogenlampe ausgestrahlten Lichtes im Bereich von 0,4 - 4 μπι liegt.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung,
Beispiel 1
Man implantiert in die (100)- und (111)-Oberflächen eines nach Czochralski erzeugten Siliciumkristallplättchens des N-Typs B -Ionen unter Anwendung einer Energie von
15 -2 200 keV und einer Dosis von 10 cm Dann bestrahlt man dieses Plättchens mit dem Licht einer Wolframhalogenlampe unter Anwendung der in der Pig. 1 dargestell-
_2 ten Heizvorrichtung, wobei die Lampenleistung auf 35 Wem eingestellt wird.
In der Fig. 3 ist die Beziehung zwischen der Bestrahlungsdauer und dem Schichtwiderstand der Plättchenoberfläche dargestellt. In der Fig. 3 zeigen die runden Punkte die Ergebnisse des Plättchens mit der (100)-Oberfläche und dem spezifischen Widerstand von 40 - 80/1·cm, während die dreieckigen Punkte für das Plättchen mit der (111)-Oberfläche und dem spezifischen Widerstand von 60 - 80 Λ- cm stehen. 130038/0733
; -·-. - : ■-''·.- SONY CORPORATION TER MEER - MÜLLER ■ STEINMEhSTER ' " . Ii I S80P169
- 12 -
Bei der Gltihbehandlung in einem elektrischen Ofen, die beispielsweise während 15 Minuten bei 11000C durchgeführt wird, beträgt der Schichtwiderstand eines Halbleiterplättchens etwa 80H/d (Λ pro Flächeneinheit). Es ist daher ersichtlich, daß es mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verfahrensweise möglich ist, ein Halbleiterplättchen mit ähnlichen Eigenschaften wie jenen eines herkömmlichen Materials durch das Bestrahlen mit Licht während etwa 6 Sekunden herzustellen.
Die Fig. 4 verdeutlicht das Bor-Konzentrationsprofil in der (111)-Oberfläche eines Halbleiterplättchens. Die in der Fig. 4 ausgezogen dargestellte Kurve verdeutlicht das in das Plättchen implantierte Borprofil, während die gestrichelte Kurve den theoretischen Verlauf wiedergibt. In dieser graphischen Darstellung verdeutlichen die ausgefüllten schwarzen Punkte den Fall der Bestrahlung mit Licht während 6 Sekunden, während die nicht ausgefüllten runden Punkte und die nicht ausgefüllten rechteckigen Punkte die Behandlung der Plättchen während 15 Minuten bei 10000C bzw. 11000C in einem elektrischen Ofen wiedergeben. Es ist daher ersichtlich, daß mit der erfindungsgemäßen Licht- Glühbehandlung eine geringe Rediffusion der Fremdionen erfolgt und daß die Verteilung des Schichtwiderstandes in dem Plättchen innerhalb eines Bereiches von 1,2 % liegt.
Beispiel 2
Man implantiert Si -Ionen in ein mit Cr dotiertes GaAs-Plättchen unter Anwendung einer Bestrahlungsenergie von 70 keV
ι ο —2
und einer Dosis von 3 · 10 cm , wonach man das Plättchen unter Anwendung der in der Fig. 1 dargestellten Heizeinrichtung mit dem Licht einer Wolframhalogenlampe bestrahlt.
130038/0733
: "-"- ■ : -' - - SONY- CORPOElATION TER MEER · MÜLLER · STEINMEIoTEFT _ I „ . Γ.. . £ff 99*1 6 9
- 3Q47297
- 13 -
In diesem Fall legt man das GaAs-Plättchen auf ein Substrat aus beispielsweise Silicium mit glatten Oberflächen auf, das das eingestrahlte Licht absorbiert, wonach man die Plättchen in der in der Fig. 1 dargestellten Halterung 2 anordnet, wobei die implantierte Oberfläche nach unten gerichtet ist und mit der oberen Oberfläche des Siliciumsubstrats in Kontakt steht. Hierdurch wird die Wärme auf das GaAs-Plättchen übertragen und es wird das Verdampfen von As vermieden. Im Fall des Chrom-dotierten GaAs-Plättchens werden durch das Herausdiffundieren von Cr überschüssige Träger erzeugt, so daß die Möglichkeit für eine thermische Umwandlung in einen N-Typ gegeben ist.
Die Fig. 5 gibt anhand von Kurven einen Vergleich der Trägerprofile von Plättchen, die einer besonders starken thermischen Umwandlung unterliegen. In der Fig. 5 verdeutlichen die Kurven A und B den Fall des Erhitzens des Materials mit Licht bis auf eine Temperatur von 940°C, worauf die Bestrahlung unterbrochen wird, bzw. das Erhitzen mit Licht auf eine Temperatur von 9000C unter Fortsetzung der Bestrahlung während 10 Sekunden, während die Kurve C die Behandlung wiedergibt, die darin besteht das Plättchen während 15 Minuten in einem elektrischen Ofen auf 8500C zu erhitzen. Aus der Fig. 5 ist ersichtlich, daß bei der Licht-Glühbehandlung wenig überschüssige Träger auftreten und ein scharfes Trägerprofil erreicht wird.
Weiterhin kann man das erfindungsgemäße Verfahren unter Anwendung der oben beschriebenen Heizeinrichtung derart durchführen, daß man vor der Glühbehandlung eine isolierende Schicht erzeugt, um die Oberfläche des GaAs-Plättchens während der Glühbehandlung zu passivieren. In diesem
130038/0733
TER MEER - MÜLLER . STElNMEIpT^R; · : v ■" - SSOPI69 0RATI0N
3047237
- 14 -
Fall führt man SiH4, O„ und dergleichen in das Quarzrohr der Heizeinrichtung, in der das Plättchen angeordnet ist ein und bestrahlt das Plättchen nachdem die Gasströmung stabil geworden ist mit Licht, um das Plättchen während einiger Sekunden auf 400 - 5000C zu erhitzen und in dieser Weise eine SiO2-Schicht durch chemische Abscheidung aus der Dampfphase auf der Oberfläche des Plättchens zu erzeugen. Dann wird das in dieser Weise vorbehandelte Plättchen in dem gleichen Quarzrohr der oben beschriebenen Glühbehandlung unterworfen.
Es ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur in der oben beschriebenen Weise durchgeführt werden kann, sondern daß man die Ionen auch mit höheren Dosierungen in die Plättchen implantieren kann, um die Diffusion von Atomen aus der Metallschicht in das Substrat zu verhindern, welche Metallschicht als Ionenimplantationsmaske oder als Kontaktleiter dient.
130038/0733

Claims (4)

PATENTANWÄLTE TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandatalres agrees pres !'Office europeen des brevets Dipl.'Chem. Dr. N. ter Meer Dipl -Ing. H. Steinmeister DIpWn0. F. E. Müller siekerwall 7, Triftstrasse 4, D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1 Case S80P169 16. Dezember 1980 SONY CORPORATION 7-35 Kitashinagawa 6-chome, Shinagawa-ku, Tokyo 141, Japan Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen Priorität: 17. Dezember 1979, Japan, Nr. 163746/79 PATENTANSPRÜCHE
1.) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, dadurch gekennzeichnet, daß man
a) Fremdionen in die Oberfläche eines Halbleitersubstrats implantiert und
b) den implantierten Bereich durch Bestrahlen mit inkohärentem Licht, dessen Strahl breiter ist als das Substrat, elektrisch aktiviert.
130038/0733
*: "- ": ' : ■-.': :SONY corporation
TER MEER · MÜLLER · STEINMSISTER " : .' ': ; S80P169
— 2 —
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man den implantierten Bereich mit Licht bestrahlt, das kontinuierlich von einem erhitzten hitzebeständigen Metall emittiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Substrat derart anordnet, daß beide Hauptoberflächen des Substrats der Strahlung ausgesetzt sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß man die implantierte Oberfläche des Substrats auf ein Plättchen aufbringt, das das Licht absorbiert und derart angeordnet ist, daß seine untere Oberfläche der Strahlung ausgesetzt ist.
130038/0733
DE19803047297 1979-12-17 1980-12-16 Verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen Granted DE3047297A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16374679A JPS56100412A (en) 1979-12-17 1979-12-17 Manufacture of semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3047297A1 true DE3047297A1 (de) 1981-09-17
DE3047297C2 DE3047297C2 (de) 1993-04-01

Family

ID=15779889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803047297 Granted DE3047297A1 (de) 1979-12-17 1980-12-16 Verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4482393A (de)
JP (1) JPS56100412A (de)
CA (1) CA1143867A (de)
DE (1) DE3047297A1 (de)
FR (1) FR2473787B1 (de)
GB (1) GB2065973B (de)
NL (1) NL191621C (de)

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5750427A (en) * 1980-09-12 1982-03-24 Ushio Inc Annealing device and annealing method
JPS58186933A (ja) * 1982-04-23 1983-11-01 Sharp Corp 半導体素子の製造方法
JPS5939927U (ja) * 1982-09-07 1984-03-14 株式会社日立国際電気 薄膜生成装置の基板加熱装置
JPS5984422A (ja) * 1982-11-04 1984-05-16 Pioneer Electronic Corp 半導体装置の製造方法
GB2136937A (en) * 1983-03-18 1984-09-26 Philips Electronic Associated A furnace for rapidly heating semiconductor bodies
JPH0666330B2 (ja) * 1983-08-10 1994-08-24 セイコーエプソン株式会社 半導体装置の製造方法
JPS6077419A (ja) * 1983-10-04 1985-05-02 Seiko Epson Corp 半導体装置の製造方法
JPS6085512A (ja) * 1983-10-18 1985-05-15 Seiko Epson Corp 半導体装置の製造方法
US4698486A (en) * 1984-02-28 1987-10-06 Tamarack Scientific Co., Inc. Method of heating semiconductor wafers in order to achieve annealing, silicide formation, reflow of glass passivation layers, etc.
US4732866A (en) * 1984-03-12 1988-03-22 Motorola Inc. Method for producing low noise, high grade constant semiconductor junctions
JPS60257089A (ja) * 1984-05-31 1985-12-18 ニチデン機械株式会社 赤外線加熱装置
JPS6122634A (ja) * 1984-07-10 1986-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 赤外線ランプアニ−ル装置
US4576652A (en) * 1984-07-12 1986-03-18 International Business Machines Corporation Incoherent light annealing of gallium arsenide substrate
GB8418063D0 (en) * 1984-07-16 1984-08-22 Atomic Energy Authority Uk Temperature control in vacuum
US4566913A (en) * 1984-07-30 1986-01-28 International Business Machines Corporation Rapid thermal annealing of silicon dioxide for reduced electron trapping
US4617066A (en) * 1984-11-26 1986-10-14 Hughes Aircraft Company Process of making semiconductors having shallow, hyperabrupt doped regions by implantation and two step annealing
JPS61219133A (ja) * 1985-03-25 1986-09-29 Sony Corp 光照射アニ−ル装置
US4621413A (en) * 1985-06-03 1986-11-11 Motorola, Inc. Fabricating a semiconductor device with reduced gate leakage
US5753542A (en) 1985-08-02 1998-05-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for crystallizing semiconductor material without exposing it to air
JPS62128525A (ja) * 1985-11-29 1987-06-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 化合物半導体基板のアニ−ル方法
FR2594529B1 (fr) * 1986-02-19 1990-01-26 Bertin & Cie Appareil pour traitements thermiques de pieces minces, telles que des plaquettes de silicium
US4729962A (en) * 1986-03-24 1988-03-08 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Semiconductor junction formation by directed heat
US4751193A (en) * 1986-10-09 1988-06-14 Q-Dot, Inc. Method of making SOI recrystallized layers by short spatially uniform light pulses
US5514885A (en) * 1986-10-09 1996-05-07 Myrick; James J. SOI methods and apparatus
FR2605647B1 (fr) * 1986-10-27 1993-01-29 Nissim Yves Procede de depot en phase vapeur par flash thermique d'une couche isolante sur un substrat en materiau iii-v, application a la fabrication d'une structure mis
US4981815A (en) * 1988-05-09 1991-01-01 Siemens Aktiengesellschaft Method for rapidly thermally processing a semiconductor wafer by irradiation using semicircular or parabolic reflectors
US4916082A (en) * 1989-03-14 1990-04-10 Motorola Inc. Method of preventing dielectric degradation or rupture
US5017508A (en) * 1989-06-29 1991-05-21 Ixys Corporation Method of annealing fully-fabricated, radiation damaged semiconductor devices
US5155337A (en) * 1989-12-21 1992-10-13 North Carolina State University Method and apparatus for controlling rapid thermal processing systems
US5215588A (en) * 1992-01-17 1993-06-01 Amtech Systems, Inc. Photo-CVD system
JP2534608B2 (ja) * 1993-01-18 1996-09-18 セイコーエプソン株式会社 半導体装置の製造方法
JP3173926B2 (ja) 1993-08-12 2001-06-04 株式会社半導体エネルギー研究所 薄膜状絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法及びその半導体装置
JP2601209B2 (ja) * 1994-08-23 1997-04-16 セイコーエプソン株式会社 半導体装置の製造方法
US5561735A (en) * 1994-08-30 1996-10-01 Vortek Industries Ltd. Rapid thermal processing apparatus and method
US5904575A (en) * 1997-02-14 1999-05-18 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus incorporating nitrogen selectively for differential oxide growth
US5795627A (en) * 1997-02-14 1998-08-18 Advanced Micro Devices, Inc. Method for annealing damaged semiconductor regions allowing for enhanced oxide growth
US6040019A (en) * 1997-02-14 2000-03-21 Advanced Micro Devices, Inc. Method of selectively annealing damaged doped regions
JP3450163B2 (ja) * 1997-09-12 2003-09-22 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
US6174388B1 (en) 1999-03-15 2001-01-16 Lockheed Martin Energy Research Corp. Rapid infrared heating of a surface
US6303411B1 (en) 1999-05-03 2001-10-16 Vortek Industries Ltd. Spatially resolved temperature measurement and irradiance control
US6496648B1 (en) 1999-08-19 2002-12-17 Prodeo Technologies, Inc. Apparatus and method for rapid thermal processing
US6594446B2 (en) 2000-12-04 2003-07-15 Vortek Industries Ltd. Heat-treating methods and systems
CN100416243C (zh) 2001-12-26 2008-09-03 加拿大马特森技术有限公司 测量温度和热处理的方法及系统
CN1729554B (zh) 2002-12-20 2014-05-07 马特森技术有限公司 用来支撑工件和用来热处理工件的方法和系统
WO2005059991A1 (en) 2003-12-19 2005-06-30 Mattson Technology Canada Inc. Apparatuses and methods for suppressing thermally induced motion of a workpiece
US7781947B2 (en) 2004-02-12 2010-08-24 Mattson Technology Canada, Inc. Apparatus and methods for producing electromagnetic radiation
US7133604B1 (en) 2005-10-20 2006-11-07 Bergstein David M Infrared air heater with multiple light sources and reflective enclosure
US8454356B2 (en) 2006-11-15 2013-06-04 Mattson Technology, Inc. Systems and methods for supporting a workpiece during heat-treating
JP5718809B2 (ja) 2008-05-16 2015-05-13 マトソン テクノロジー、インコーポレイテッド 加工品の破壊を防止する方法および装置
KR102227281B1 (ko) * 2013-09-06 2021-03-12 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 원형 램프 어레이들
JP6916988B2 (ja) * 2017-05-29 2021-08-11 ウシオ電機株式会社 光加熱装置
US10669430B2 (en) * 2018-07-17 2020-06-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Anti-reflective coating for transparent end effectors

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3692572A (en) * 1969-08-12 1972-09-19 Wolfgang Strehlow Epitaxial film process and products thereof
US4001048A (en) * 1974-06-26 1977-01-04 Signetics Corporation Method of making metal oxide semiconductor structures using ion implantation
US4081313A (en) * 1975-01-24 1978-03-28 Applied Materials, Inc. Process for preparing semiconductor wafers with substantially no crystallographic slip

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3763348A (en) * 1972-01-05 1973-10-02 Argus Eng Co Apparatus and method for uniform illumination of a surface
US4151008A (en) * 1974-11-15 1979-04-24 Spire Corporation Method involving pulsed light processing of semiconductor devices
JPS5577145A (en) * 1978-12-05 1980-06-10 Ushio Inc Annealing furnace
US4229232A (en) * 1978-12-11 1980-10-21 Spire Corporation Method involving pulsed beam processing of metallic and dielectric materials
US4331485A (en) * 1980-03-03 1982-05-25 Arnon Gat Method for heat treating semiconductor material using high intensity CW lamps

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3692572A (en) * 1969-08-12 1972-09-19 Wolfgang Strehlow Epitaxial film process and products thereof
US4001048A (en) * 1974-06-26 1977-01-04 Signetics Corporation Method of making metal oxide semiconductor structures using ion implantation
US4081313A (en) * 1975-01-24 1978-03-28 Applied Materials, Inc. Process for preparing semiconductor wafers with substantially no crystallographic slip

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.C. Muller et.al.: "Laser-beam annealing of heavily damaged implanted layers on silicon" in: Appl. Phys. Lett., Bd. 33, Nr. 4, 1978, S. 287-289 *
R.L. Cohen et.al.: "Thermally assisted flash annealing of silicon and germanium" in: Appl. Phys. Lett., Bd. 33, Nr. 8, 1978, S. 751-753 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2473787B1 (fr) 1985-10-25
CA1143867A (en) 1983-03-29
FR2473787A1 (fr) 1981-07-17
NL8006759A (nl) 1981-07-16
GB2065973B (en) 1983-11-23
JPS56100412A (en) 1981-08-12
DE3047297C2 (de) 1993-04-01
GB2065973A (en) 1981-07-01
US4482393A (en) 1984-11-13
JPS614173B2 (de) 1986-02-07
NL191621B (nl) 1995-07-03
NL191621C (nl) 1995-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3047297A1 (de) Verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen
DE3541587C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines dünnen Halbleiterfilms
DE1086512B (de) Verfahren zum Herstellen eines gleichrichtenden UEberganges in einem Siliziumkoerper
DE1952626B2 (de) Verfahren zur herstellung von isolationsschichten auf halbleitersubstraten durch hochfrequenz-kathodenzerstaeubung
DE3221180A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer halbleitervorrichtung
DE10234694A1 (de) Verfahren zum Oxidieren einer Schicht und zugehörige Aufnamevorrichtung für ein Substrat
DE19534574C2 (de) Dotierverfahren zur Herstellung von Homoübergängen in Halbleitersubstraten
DE3330032A1 (de) Behandlungsverfahren zum herbeifuehren plastischen fliessens einer glasschicht auf einem halbleiterplaettchen
EP0142114A2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle
DE2756861A1 (de) Verfahren zum dotieren eines amorphen halbleitermaterials durch ionenimplantation
DE2231891C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer wannenartigen, amorphen Halbleiterschicht
DE19920871B4 (de) Verfahren zum Aktivieren von Ladungsträgern durch strahlungsunterstützte Wärmebehandlung
DE2705444A1 (de) Verfahren zur lokal begrenzten erwaermung eines festkoerpers
DE3839210A1 (de) Verfahren zum axialen einstellen der traegerlebensdauer
DE69535661T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Films für eine Halbleiteranordnung bei niedriger Temperatur
DE1564086B2 (de) Verfahren zum herstellen eines halbleitersystems
DE3640713A1 (de) Verfahren zur bildung von halbleiteruebergaengen
DE2837750A1 (de) Verfahhren zum herstellen von halbleiterbauelementen
DE2827330C2 (de) Verfahren zur Verminderung des Breitbandrauschens
DE2129931A1 (de) Verunreinigungs-Diffusionsverfahren
DD229433A1 (de) Verfahren zur gleichmaessigen erhitzung von festkoerperschichten mittels lichtimpuls
DE2848331A1 (de) Verfahren zum herstellen von halbleiterbauelementen
DE19845423A1 (de) Heißer Strahler
DE2837777A1 (de) Verfahren zum herstellen von halbleiterbauelementen
DD227828A1 (de) Verfahren zur thermischen behandlung von mikroelektronischen schichtsystemen

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: H01L 21/268

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: PATENTANWAELTE MUELLER & HOFFMANN, 81667 MUENCHEN