[发明专利]半导体装置的制造方法及激光退火装置

权利要求书

1.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，该半导体装置的制造方法为将照射条件不同的两种激光脉冲照射到具有高浓度层和低浓度层的半导体基板表面，以使所述高浓度层和所述低浓度层均被活性化的工序，其中所述高浓度层在半导体基板的较浅的区域以相对较高浓度注入有杂质而呈非晶化状态，所述低浓度层在比所述高浓度层更深的区域以相对较低浓度注入有杂质，所述半导体装置的制造方法具有：

第1工序，为了不使所述非晶化状态的高浓度层熔融就使低浓度层活性化，照射相对低峰值且脉冲宽度长的第1激光脉冲；

第2工序，为了使所述非晶化状态的高浓度层熔融而被活性化，照射相对高峰值且脉冲宽度短的第2激光脉冲。

2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

从所述第1工序开始到所述第1工序完成之前执行所述第2工序。

3.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述第2工序的所述第2激光脉冲的照射条件为，使得所述高浓度层熔融之后固化并结晶化的条件。

4.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述第1工序的所述第1激光脉冲的照射条件为如下照射条件，即所述第2工序停止，不使所述高浓度层熔融之后固化并结晶化而成的表面熔融，照射所述第1激光脉冲而使所述低浓度层的杂质活性化。

5.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述第1激光脉冲的光源为半导体激光振荡器，所述第2激光脉冲的光源为射出二次谐波的固体激光振荡器。

6.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

在所述第1激光脉冲的脉冲波形中存在平坦部的情况下，平坦部的长度为5μs以上，在不存在平坦部的情况下，脉冲波形的半峰全宽为10μs以上，所述第2激光脉冲的脉冲宽度为1μs以下。

7.根据权利要求2或4所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述第2激光脉冲的照射条件为，当考虑第1激光脉冲的照射条件而使所述第2激光脉冲入射时所述非晶化状态的高浓度层熔融的大小。

8.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述第1激光脉冲的波长为950nm以下。

9.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述第2激光脉冲的入射区域配置在所述第1激光脉冲的入射区域内部，第2激光脉冲的入射区域面积在第1激光脉冲的入射区域面积的50%～100%的范围内。

10.根据权利要求9所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述第1激光脉冲的光源为半导体激光振荡器，所述第2激光脉冲的光源为固体激光振荡器，

以PW1来表示所述第1激光脉冲的脉冲宽度，以t4来表示所述第1激光脉冲下降时刻，以t2来表示所述第2激光脉冲的上升时刻，以T来表示第1激光脉冲重复的周期时，

在满足-0.7×PW1≤t2-t4≤T/10的定时，使所述第1激光脉冲及所述第2激光脉冲入射到所述半导体基板。

11.根据权利要求9或10所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述第1激光脉冲的入射区域和所述第2激光脉冲的入射区域基本上一致。

12.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：

在使所述半导体基板向与其表面平行的第1方向移动的同时，使所述第1激光脉冲和所述第2激光脉冲周期性地入射到所述半导体基板的所述表层部的工序；

在使所述半导体基板向与所述第1方向相反的方向移动的同时，使所述第1激光脉冲和所述第2激光脉冲周期性地入射到所述半导体基板的所述表层部的工序。

13.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

以对所述半导体基板的光侵入长度比从所述半导体基板的表面到所述低浓度层的底面为止的深度更长的方式，选择所述第1激光脉冲的波长。

14.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

以对所述半导体基板的光侵入长度比所述半导体基板的厚度更短的方式，选择所述第1激光脉冲的波长。

15.一种激光退火装置，其特征在于，具有：

第1激光振荡器，其射出脉冲激光束；

第2激光振荡器，其射出脉冲激光束，且所述第2激光振荡器射出的所述脉冲激光束的脉冲宽度比从所述第1激光振荡器射出的脉冲激光束的脉冲宽度短，峰值功率比从所述第1激光振荡器射出的脉冲激光束的峰值功率大；

传播光学系统，其使得从所述第1激光振荡器射出的脉冲激光束和从所述第2激光振荡器射出的脉冲激光束入射到作为退火对象的半导体基板表面的相同的区域；

控制装置，其对所述第1激光振荡器和所述第2激光振荡器的激光脉冲的射出定时进行控制，

在比所述第1激光振荡器开始射出第1激光脉冲更迟的时刻，所述控制装置使第2激光脉冲从所述第2激光振荡器射出，在所述第2激光脉冲停止入射之后，使所述第1激光脉冲停止射出。