[发明专利]激光照射方法和激光照射系统

说明书

一种激光照射方法，对在半导体基板上形成杂质源膜而构成的被照射物照射脉冲激光，其中，该激光照射方法包含以下步骤：A.读入照射到被照射物上所设定的矩形的照射区域的脉冲激光的每一个脉冲的注量和照射到照射区域的照射脉冲数，其中，在对被照射物照射照射脉冲数的脉冲激光的情况下，注量为杂质源膜产生烧蚀的阈值以上并且小于半导体基板的表面产生损伤的阈值；B.在设照射区域沿扫描方向的宽度为Bx、照射脉冲数为Nd、脉冲激光的反复频率为f的情况下，根据用Vdx＝f·Bx/Nd表示的关系式计算扫描速度Vdx；以及C.以反复频率f对照射区域照射脉冲激光，并使被照射物相对于照射区域相对地以扫描速度Vdx移动。

技术领域

本公开涉及激光照射方法和激光照射系统。

背景技术

半导体是构成集成电路、功率器件、LED(Light-Emitting Diode：发光二极管)、液晶显示器、有机EL(Electro Luminescence：电致发光)显示器等有源元件的材料，并且是电子器件的制造必不可少的材料。为了制造这样的有源元件，需要在将作为掺杂剂的杂质掺杂到半导体基板中之后，使杂质活化，将该杂质的电特性控制为n型或p型。

一般而言，向半导体基板的杂质的掺杂和活化通过热扩散法、离子注入法来进行。热扩散法是指如下方法：通过在包含杂质的气体中将基板加热为高温来使杂质从半导体基板的表面热扩散至半导体基板的内部，进一步使杂质活化。

离子注入法包含离子注入工序和热退火工序。离子注入工序是通过对半导体基板照射加速为高速后的杂质的离子射束来向半导体基板的内部注入杂质的工序。热退火工序是通过对半导体基板施加热能来修复由于杂质注入而产生的半导体内部的缺陷并使杂质活化的工序。离子注入法具有能够通过使用抗蚀剂等掩膜来进行离子注入区域的局部设定、能够精密地进行杂质浓度的深度控制等的优异特征。因此，离子注入法被广泛用作使用硅(Si)的集成电路的制造技术。

碳化硅(SiC)被作为下一代功率器件材料开展了开发。SiC与以往被用作半导体材料的Si相比，具有较大的带隙、Si的大致10倍左右的高绝缘损坏电场特性、优异的导热率等。此外，SiC的特征在于热化学性稳定。

为了使用SiC构成晶体管，需要在SiC中掺杂杂质。但是，当通过针对Si使用的现有离子注入法来掺杂杂质时，存在如下问题：对SiC施加热损伤，形成缺陷，电特性下降。

因此，作为针对SiC的杂质的掺杂方法，研究了激光掺杂法。激光掺杂法是指如下方法：通过在半导体基板的表面形成包含掺杂剂的杂质源膜，并对该杂质源膜照射激光，将杂质源膜所包含的杂质导入半导体基板中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-55259号公报

专利文献2：日本特开平8-139048号公报

专利文献3：日本特开平8-264468号公报

专利文献4：美国公开2016/0247681号公报

专利文献5：国际公开第2016/151723号

发明内容

本公开的1个观点的激光照射方法，对在半导体基板上形成杂质源膜而构成的被照射物照射具有比半导体基板的带隙能量大的光子能量的脉冲激光，该杂质源膜至少包含作为掺杂剂的杂质元素，其中，该激光照射方法具有以下步骤：

A.作为激光掺杂用的第1照射条件，读入第1注量和第1照射脉冲数，且在对被照射物照射第1照射脉冲数的脉冲激光的情况下，第1注量为杂质源膜产生烧蚀的阈值以上且小于半导体基板的表面产生损伤的阈值，其中，该第1注量是照射到被照射物上所设定的矩形的照射区域的脉冲激光的每一个脉冲的注量，该第1照射脉冲数是照射到照射区域的2个以上的照射脉冲数；