热处理方法技术

本发明专利技术提供能够抑制生成热施主的以锗为主要成分的p型半导体的热处理方法。注入了硼等掺杂剂的锗半导体层为p型半导体。以200℃以上且300℃以下的预备加热温度T1预备加热上述半导体层后，用照射时间极短的闪光照射将该半导体层加热至500℃以上且900℃以下的处理温度T2。在锗中不可避免地混入的氧在300℃～500℃的条件下成为热施主，但由于闪光的照射时间为0.1微秒以上且100微秒以下的极短时间，所以半导体层的温度停留在300℃～500℃的温度范区域的时间短到可以忽略的程度。因此，能够抑制锗半导体层中的热施主的生成。

【技术实现步骤摘要】
热处理方法
本专利技术涉及以锗为主要成分的p型半导体的热处理方法。
技术介绍
作为半导体器件的材料，主要使用硅(Si)，但一部分也使用锗(Ge)。研究了由于与硅相比，锗的迁移率高，因此锗作为场效应晶体管(FieldEffectTransistor，FET)的沟道材料而使用(例如专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-115415号公报。
技术实现思路
典型地，作为半导体用途而被使用的锗单晶通过切克劳斯基法(CzochralskiMethod，Cz法)制造。在切克劳斯基法中，从熔融有高纯度锗的石英坩埚混入酸氧(O)。在单晶锗中混入的氧以与两个锗原子结合的状态存在于晶格间的位置。另外，采用其他制造方法也不可避免地在锗中混入氧。将这种单晶锗加热至300℃～500℃时，混入的氧进一步放出一个电子后，与三个原子结合。即，氧发挥施主那样的作用。将通过这种加热处理放出自由电子的氧称为热施主。热施主在n型半导体中不会成为大问题，但在p型半导体中会发生作为载流子的空穴与热施主放出的自由电子复合而导致空穴消失的不良情况。本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够抑制热施主的生成的以锗为主要成分的p型半导体的热处理方法。为了解决上述问题，技术方案1的专利技术是以锗为主要成分的p型半导体的热处理方法，其特征在于，具备：预备加热工序，以200℃以上且300℃以下的预备加热温度预备加热注入了掺杂剂的锗的半导体层；以及闪光加热工序，从闪光灯向所述半导体层照射闪光，加热所述半导体层至500℃以上且900℃以下的处理温度。另外，技术方案2的专利技术在技术方案1的专利技术的热处理方法的基础上，其特征在于，所述闪光加热工序中的闪光照射时间为0.1毫秒以上且100毫秒以下。专利技术效果根据技术方案1和技术方案2的专利技术，由于以200℃以上且300℃以下的预备加热温度预备加热注入了掺杂剂的锗半导体层后，从闪光灯向该半导体层照射闪光，加热至500℃以上且900℃以下的处理温度，因此半导体层的温度停留在300℃～500℃的温度区域的时间短到可以忽略的程度，能够抑制锗半导体层中热施主的生成。附图说明图1是表示本专利技术的热处理方法中使用的热处理装置的结构的纵剖视图。图2是表示保持部的整体外观的立体图。图3是支撑座的俯视图。图4是支撑座的截面图。图5是移载机构的俯视图。图6是移载机构的侧视图。图7是表示多个卤素灯的配置的俯视图。图8是表示闪光灯的驱动电路的图。图9是示意性地表示用热处理装置处理的基板的结构的图。图10是表示在基板的表面形成的半导体层的温度变化的图。附图标记说明1热处理装置3控制部4卤素加热部5闪光加热部6腔室7保持部65热处理空间74支撑座75保持板77基板支撑销93电容95电源单元96IGBT101基材102半导体层120辐射温度计FL闪光灯HL卤素灯W基板具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。首先，对用于实施本专利技术的热处理方法的热处理装置进行说明。图1是表示本专利技术的热处理方法中使用的热处理装置1的结构的纵剖视图。图1的热处理装置1是通过对圆板状的基板W进行闪光照射来加热该基板W的闪光灯退火装置。成为处理对象的基板W的尺寸并不特别限定，例如为或此外，在图1以及之后的各图中，为了便于理解，根据需要放大或简化各部分的尺寸、数量。热处理装置1具有容纳基板W的腔室6、内置多个闪光灯FL的闪光加热部5以及内置多个卤素灯HL的卤素加热部4。在腔室6的上方侧设置有闪光加热部5，并且在下方侧设置有卤素加热部4。另外，热处理装置1在腔室6的内部具有用于将基板W保持为水平姿势的保持部7和在保持部7与装置外部之间交接基板W的移载机构10。另外，热处理装置1还具有对卤素加热部4、闪光加热部5以及设置在腔室6的各动作机构进行控制以执行基板W的热处理的控制部3。腔室6是在筒状的腔室侧部61的上下处安装石英制的腔室窗而构成的。腔室侧部61具有上下开口的大致筒状，在上侧开口安装有上侧腔室窗63而封闭上侧开口，在下侧开口安装有下侧腔室窗64而封闭下侧开口。构成腔室6的顶部的上侧腔室窗63是由石英形成的圆板状构件，作为使从闪光加热部5射出的闪光透过到腔室6内的石英窗而发挥作用。另外，构成腔室6的底部的下侧腔室窗64也是由石英形成的圆板状构件，作为使来自卤素加热部4的光透过到腔室6内的石英窗而发挥作用。另外，在腔室侧部61的内侧的壁面的上部安装有反射环68，在下部安装有反射环69。反射环68、69都形成为圆环状。上侧的反射环68通过从腔室侧部61的上侧嵌入的方式而被安装。另一方面，下侧的反射环69通过从腔室侧部61的下侧嵌入并用省略图示的螺钉固定的方式而被安装。即，反射环68、69都能自由装卸地安装在腔室侧部61。将腔室6的内侧空间，即由上侧腔室窗63、下侧腔室窗64、腔室侧部61以及反射环68、69包围的空间规定为热处理空间65。通过在腔室侧部61安装反射环68、69，在腔室6的内壁面形成有凹部62。即，形成有由腔室侧部61的内壁面中的未安装有反射环68、69的中央部分、反射环68的下端面以及反射环69的上端面包围的凹部62。凹部62沿着水平方向呈圆环状形成于腔室6的内壁面，并围绕保持基板W的保持部7。腔室侧部61以及反射环68、69由强度和耐热性优良的金属材料(例如不锈钢)形成。另外，在腔室侧部61设置有用于对腔室6进行基板W的搬入以及搬出的搬送开口部(炉口)66。搬送开口部66可以利用闸阀185来开闭。搬送开口部66与凹部62的外周面连通性地连接。因此，在闸阀185打开搬送开口部66时，能够从搬送开口部66经凹部62向热处理空间65搬入基板W以及从热处理空间65搬出基板W。另外，当闸阀185关闭搬送开口部66时，腔室6内的热处理空间65成为密闭空间。另外，在腔室6的内壁上部形成有用于向热处理空间65供给处理气体的气体供给孔81。气体供给孔81形成于比凹部62更靠上侧位置，也可以设置在反射环68上。气体供给孔81经由在腔室6的侧壁内部形成为圆环状的缓冲空间82而与气体供给管83连通性地连接。气体供给管83与处理气体供给源85连接。另外，在气体供给管83的路径途中安装有阀84。打开阀84时，从处理气体供给源85向缓冲空间82输送处理气体。流入缓冲空间82的处理气体以在流体阻力比气体供给孔81小的缓冲空间82内扩散的方式流动，并从气体供给孔81向热处理空间65内供给。作为处理气体，可以使用氮气(N2)等惰性气体或氢气(H2)、氨(NH3)等反应性气体(在本实施方式中，为氮气)。另一方面，在腔室6的内壁下部设置有用于排出热处理空间65内的气体的气体排出孔86。气体排出孔86形成于比凹部62更靠下侧位置，也可以设置在反射环69上。气体排出孔86经由在腔室6的侧壁内部形成为圆环状的缓冲空间87而与气体排出管88连通性地连接。气体排出管88与排气部190连接。另外，在气体排出管88的路径途中安装有阀89。打开阀89时，热处理空间65的气体从气体排出孔86经由缓冲空间87向气体排出管88排出。此外，气体供给孔81以及气体排出孔86既可以沿着腔室6的周向设置有多个，也可以为狭缝状。另外，处理气体供给源85以及排气部190既可以是设置在热处理装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热处理方法，其是以锗为主要成分的p型半导体的热处理方法，其特征在于，具备：预备加热工序，以200℃以上且300℃以下的预备加热温度预备加热注入了掺杂剂的锗的半导体层；以及闪光加热工序，从闪光灯向所述半导体层照射闪光，加热所述半导体层至500℃以上且900℃以下的处理温度。

【技术特征摘要】
2016.07.26 JP 2016-1461791.一种热处理方法，其是以锗为主要成分的p型半导体的热处理方法，其特征在于，具备：预备加热工序，以200℃以上且300℃以下的预备加热温度预备加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷村英昭，
申请(专利权)人：株式会社斯库林集团，
类型：发明
国别省市：日本,JP