【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及杂质导入方法、半导体元件的制造方法及半导体元件，特别涉及的是对杂质元素的扩散系数极小的固体材料导入杂质元素的技术。
技术介绍
作为功率半导体，碳化硅(SiC)特别是4H的碳化硅(4H-SiC)等宽带隙半导体的杂质元素的扩散系数小。在半导体基板为4H-SiC的情况下，在对4H-SiC的(0001)面((000-1)面)进行例如1015/cm2左右以上的大剂量的离子注入时，为了促进4H-SiC的再结晶化，同时又促进杂质元素的活性化，需要事先将半导体基板加热升温到300～800℃程度，在离子注入后，还需要进行1600～1800℃程度的高温退火。但是，即使经过这种处理，例如，作为p型掺杂的铝(Al)也几乎不在4H-SiC晶体中进行热扩散。在迄今为止的见解中，关于Al以外的其他有用的杂质元素，SiC晶体中的扩散系数都小。与此相对，日本特开2013-214657号公报提案的是如下方法：将Al蒸镀在n型SiC半导体基板的表面上，以200nm左右的厚度成膜，然后向该Al膜照射激光的光脉冲，在SiC基板上形成p型杂质掺杂层。在日本特开2013-214657号公报记载...
【技术保护点】
一种杂质导入方法，其特征在于，包括：以考虑到光脉冲的每1次的照射时间和所述光脉冲的能量密度而确定的膜厚，在由固体材料构成的对象物的表面上堆积含有杂质元素的杂质源膜的步骤；和以所述照射时间和所述能量密度向所述杂质源膜照射所述光脉冲，以超过热力学平衡浓度的浓度向所述对象物导入所述杂质元素的步骤。
【技术特征摘要】
2015.02.25 JP 2015-035615;2015.08.28 JP 2015-169691.一种杂质导入方法，其特征在于，包括：以考虑到光脉冲的每1次的照射时间和所述光脉冲的能量密度而确定的膜厚，在由固体材料构成的对象物的表面上堆积含有杂质元素的杂质源膜的步骤；和以所述照射时间和所述能量密度向所述杂质源膜照射所述光脉冲，以超过热力学平衡浓度的浓度向所述对象物导入所述杂质元素的步骤。2.根据权利要求1所述的杂质导入方法，其特征在于：所述杂质源膜的膜厚是进一步考虑到因所述光脉冲的照射而在所述对象物的表面生成的凹陷部的分布状态或深度来确定的。3.根据权利要求2所述的杂质导入方法，其特征在于：所述能量密度为3.3J/cm2以上6.0J/cm2以下。4.根据权利要求3所述的杂质导入方法，其特征在于：所述光脉冲的波长为190nm以上。5.根据权利要求4所述的杂质导入方法，其特征在于：照射所述光脉冲的处理是使所述对象物为室温以上500℃以下的状态来进行的。6.根据权利要求5所述的杂质导入方法，其特征在于：所述杂质元素为铝。7.根据权利要求6所述的杂质导入方法，其特征在于：在将所述能量密度设为F(J/cm2)时，所述膜厚是在240nm以上且(4.4×103·ln(F)-5350)nm以下的范围内确定的。8.根据权利要求1所述的杂质导入方法，其特征在于：所述堆积杂质源膜的步骤是使用氮化物膜作为所述杂质源膜来进行的，在所述导入杂质元素的步骤中导入氮化物中的氮。9.根据权利要求8所述的杂质导入方法，其特征在于：所述照射光脉冲的步骤包括：考虑所述氮化物膜的膜厚、所述光脉冲的能量密度和所述光脉冲的每1次的照射时间来确定所述光脉冲的照射次数的阶段；和以所述能量密度、所述照射时间和所述照射次数向所述氮化物膜照射所述光脉冲的阶段。10.根据权利要求9所述的杂质导入方法，其特征在于：所述氮化物膜为氮化硅膜。11.根据权利要求10所述的杂质导入方法，其特征在于：所述氮化物膜的膜厚为10nm以上1μm以下。12.根据权利要求11所述的杂质导入方法，其特征在于：所述能量密度为1.0J/cm2以上6.0J/cm2以下。13.根据权利要求12所述的杂质导入方法，其特征在于：所述光脉冲的波长为190nm以上380nm以下。14.根据权利要求13所述的杂质导入方法，其特征在于：以对一个照射区域照射1次以上10次以内的照射次数进行所述光脉冲的照射。15.根据权利要求14所述的杂质导入方法，其特征在于：通过一边使所述对象物相对于所述光脉冲的照射位置在X-Y平面内相对移动一边进行所述光脉冲的照射的扫描照射，直接描绘对所期望的平面区域的范围导入了所述氮的平面图案。16.根据权利要求15所述的杂质导入方法，其特征在于：使所述对象物的温度为室温以上且600℃以下来进行照射所述光脉冲的步骤。17.一种半导体元件的制造方法，其特征在于，包括：准备具有第一半导体区域的中间生成物的工序；以考虑到光脉冲的每1次的照射时间和所述光脉冲的能量密度而确定的膜厚，在所述第一半导体区域的表面上堆积含有杂质元素的杂质源膜的工序；和通过以所述照射时间和所述能量密度向所述杂质源膜照射所述光脉冲而以超过热力学平衡浓度的浓度向所述第一半导体区域导入所述杂质元素，形成第二半导体区域的工序。18.根据权利要求17所述的半...
【专利技术属性】
技术研发人员：池田晃裕，池上浩，浅野种正，井口研一，中泽治雄，吉川功，
申请(专利权)人：国立大学法人九州大学，富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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