制作结的方法以及采用该方法形成的已加工材料技术

一种形成浅结的方法，其步骤简单，并且具有高精确度和高生产量。建立适于所要施加的电磁波的波长的衬底表面状态。之后，施加电磁波对杂质进行电激活，从而使激励能量在杂质薄膜中得到有效吸收。因此，有效形成了浅结。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种制作结的方法以及采用所述方法形成的已加工材料，具体来讲，涉及一种制作用于在半导体衬底上形成电子器件的结的方法，以及一种制作用于在衬底上形成电子器件的结的方法，用于形成液晶屏，在所述衬底的绝缘衬底表面上形成半导体薄膜。
技术介绍
例如，在半导体衬底内形成器件区域的过程中，用到了大量的pn结。通过绝缘膜在衬底表面上形成的具有硅薄膜的SOI(绝缘体上硅)已经在诸如DRAM的几种半导体器件中得到了广泛应用。此外，通过在半导体薄膜中集成包含薄膜晶体管(TFT)的液晶驱动电路，尝试液晶的微型化和高速化，使得在衬底表面上形成半导体薄膜的玻璃衬底引起了广泛注意。如上所述，在形成各种半导体器件的过程中，采用pn结。传统上，为了形成这些pn结，采用了一种方法，在这种方法中，在通过离子注入在n型Si衬底中引入诸如硼的p型杂质之后，通过卤素灯对其进行电激活。例如，除了离子注入外，作为一种引入p型杂质硼的方法，等离子体掺杂预计将成为能够以非常低的能量有效引入粒子的下一代方法。作为一种用于对硼离子等注入离子进行电子激活的方法，采用除了已经得到了研究和发展的卤素灯光照之外的氙闪光灯光照、全固体激光器光照或准分子激光器光照。所有的氙闪光灯光照、固体激光器光照和准分子激光器光照的强度峰值所在的波长均比卤素灯光照的强度峰值所在的波长短。例如，常规的卤素灯光照在1000-1100nm处具有强度峰值，而氙灯光照则在400-500nm的波长处具有强度峰值，准分子激光器光照则在400或更低的波长处具有强度峰值。由于它们的峰值位于较短波长处，所以能够在硅(Si)中得到有效的吸收(参考非专利文献1和2)。这样，通过在衬底表面的较浅部分吸收光能，能够形成浅激活层。此外，已经提出了一种采用晶体硅和非晶硅之间的光吸收系数差形成浅激活层的方法。具体来讲，在375nm或更长的波长范围内，非晶硅所具有的光吸收效率高于硅晶体。因此，在用光照射之前首先在Si衬底表面上形成非晶层，之后，利用光使非晶层吸收更多的能量，由此形成浅激活层。通过诸如锗的离子注入形成非晶层(参见非专利参考文献1、2、3、4和5)。通过这些研究，结果表明采用375nm(包含)到800nm(包含)的较短波长光能够使衬底有效吸收光能，由此形成浅结(参见非专利参考文献1和2)。在这些报导当中，在引入杂质之前，预先将衬底表面转变为非晶态，之后引入杂质。在这种情况下，为了引入杂质，采用BF2+或B+离子注入，为了完成事先的非晶变化，采用锗或硅的离子注入。也就是说，必须进行两次离子注入。这导致了工艺的复杂化。此外，为了制作浅结，就BF2+或B+而言，必须将加速电压降至几百伏，以降低射束电流值。这导致了低产量的问题。此外，由于存在很多两次离子注入条件的组合，所以经常分别对硼的引入和电子激活方法进行研究和开发，在这种情况下，仍然不了解适于施加电磁波的波长的衬底表面的状态。非专利参考文献1Ext.Abstr.of IWJT，pp23-26，Tokyo，2002。非专利参考文献2Symposium on VLSI Technology Digest of TechnicalPapers，pp53-54，Kyoto，2003。非专利参考文献3Ext.Abstr.of IWJT，pp31-34，Tokyo，2002。非专利参考文献4Ext.Abstr.ofIWJT，pp27-28，Tokyo，2002。非专利参考文献52000 International Conference on Ion ImplantationTechnology Proceedings，2000，pp.175-177。
技术实现思路
在制作结的方法当中，在诸如Si衬底的固体衬底中引入杂质之后，通过施加电磁波对所述杂质进行电激活，就杂质引入而言，采用BF2+或B+的离子注入，就之前的非晶变化而言，采用锗或硅的离子注入。在这种情况下，必须执行两次离子注入。这导致了工艺复杂的问题。此外，为了制作浅结，就BF2+或B+的离子注入而言，必须将加速电压降至几百伏，以降低射束电流(beam current)值。这导致了低产量的问题。此外，由于存在很多两次离子注入条件的组合，以及其他原因，因此仍然不知道适于所要施加的电磁波的波长的半导体表面状态。仍然未确定适于所要施加的电磁波的衬底表面的形成方法。在这种情况下，需要一种形成与所要施加的电磁波波长相适应的衬底表面状态的方法，所述方法与常规离子注入方法相比工艺简单、产量高。本专利技术是针对上述情况得到的。本专利技术的一个目标是提供一种制作结的方法，所述方法能够通过简单的工艺制作具有高精确度和高产量的浅结。为了取得上述目标，在根据本专利技术的方法当中，形成适于所要施加的光(电磁波)波长的衬底表面状态，之后施加光照(电磁波)对杂质进行电激活。在变化的等离子体掺杂条件下在Si衬底中引入硼而创建样本并采用偏振光椭圆率测量仪对每一样本的光学属性进行评估，通过对样本创建的重复试验，本专利技术的专利技术人发现，可以利用等离子体条件的改变调整掺杂层的光吸收系数、反射率、光吸收系数和厚度。此外，专利技术人还从理论上发现，可以将等离子体条件和所施加的对硼进行电激活的光进行适当组合，使得所述样本有效吸收光，从而以高速率电激活杂质，有选择地激励含有硼的层，以优选激活位于层内的硼，防止杂质在Si衬底的较深位置扩散。本专利技术是在注意了这一点的情况下完成的。本专利技术提供了一种制作结的方法，其中，在固体Si衬底中引入了杂质之后，施加电磁波激活杂质，其特征在于在施加电磁波之前施加He等离子体。这是因为，对于375nm到800nm的光而言，通过施加He等离子体极大提高了Si衬底表面的光吸收系数。可以采用Ar等离子体替代He等离子体。另外，采用He或Ar稀释含有用作杂质的元素的等离子体也可以提供相同的效果。也就是说，所述制作结的方法包括的步骤有在半导体衬底的表面上形成薄膜，所述薄膜含有能够在半导体衬底内部被电激活的元素；以及在所述半导体上施加在大于375nm(包含)的波长处具有强度峰值的光，从而对所述薄膜进行有选择地激励，由此对所述薄膜内部的元素进行电激活。现在，假设所述的“光”是指广义的光，其包括电磁波在内。不希望用于选择性激励的能量具有类似于激光的窄带，希望其是不具有方向性的光。这是因为对于宽范围波长而言，可以有效地利用薄膜的高光吸收系数。相反，类似于激光的窄带能量利用薄膜对特定波长的吸收。此外，由于激光的有限输出，只能将其施加到小面积内。因此，在希望将能量施加到较大区域，例如1cm×1cm或更大，内来处理产品的情况下，采用扫描方法。这要求解决生产量有限的制造缺点。另一方面，就卤素灯或氙气灯而言，其能够将具有宽波长范围的光施加到大区域内，因此不会引起上述问题，因此是合乎需要的。顺便提及，通常通过对半导体衬底进行等离子体掺杂实现改造，由此形成含有能够被电激活的元素的薄膜。此外，其形成是通过对半导体衬底进行掺杂而实现的改造，以及掺杂能够在半导体衬底内被激活的元素实现的。此外，还可以通过在半导体衬底表面上淀积形成。例如，可以在施加等离子体使半导体衬底的表面具有非晶态之后形成含有能够在半导体衬底内部被电激活的元素的薄膜。另外，可以在半导体衬底内引入能够被激本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作结的方法，其包括：在半导体衬底的表面上形成薄膜，所述薄膜含有能够在半导体衬底内部被电激活的元素；以及在所述半导体衬底上施加在大于３７５ｎｍ（包括）的波长处具有强度峰值的光，从而对所述薄膜进行有选择地激励，由此对所述薄 膜内部的所述元素进行电激活。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-10-9 350368/20031.一种制作结的方法，其包括在半导体衬底的表面上形成薄膜，所述薄膜含有能够在半导体衬底内部被电激活的元素；以及在所述半导体衬底上施加在大于375nm(包括)的波长处具有强度峰值的光，从而对所述薄膜进行有选择地激励，由此对所述薄膜内部的所述元素进行电激活。2.如权利要求1所述的制作结的方法，其中，所述光施加步骤满足与所述薄膜的光吸收相关的至少一个条件，假设波长为λ(nm)，吸收为A(％)，在从375nm(包括)到500nm的波长范围内，A＞7E32λ-12.316；在从500nm(包括)到600nm的波长范围内，A＞2E19λ-7.278；在从600nm(包括)到700nm的波长范围内，A＞4E14λ-5.5849；在从700nm(包括)到800nm的波长范围内，A＞2E12λ-4.7773。3.如权利要求1所述的制作结的方法，其中，所述光施加步骤满足与所述薄膜的光吸收系数相关的至少一个条件，假设波长为λ(nm)，吸收系数为α(cm-1)，在从375nm(包括)到500nm的波长范围内，α＞1E38λ-12.505；在从500nm(包括)到600nm的波长范围内，α＞1E24λ-7.2684；在从600nm(包括)到700nm的波长范围内，α＞2E19λ-5.5873；在从700nm(包括)到800nm的波长范围内，α＞1E17λ-4.7782。4.如权利要求1到3中的任意一项所述的制作结的方法，其特征在于所述半导体衬底为N型硅(Si)衬底，且所述杂质为提供至所述Si衬底表面的硼。5.如权利要求1到4中的任意一项所述的制作结的方法，其特征在于在从375nm(包括)到800nm(包括)的波长范围内具有强度峰值的所述光为氙闪光灯光。6.如权利要求1到5中的任意一项所述的制作结的方法，其包括的步骤有通过等离子体掺杂，在n-Si(100)衬底和平面具有几度倾斜的n-Si(100)衬底中引入硼作为杂质；以及向所述引入了硼的n-Si(100)衬底施加从375nm(包括)到800nm(包括)的激光，从而对硼进行电激活，其特征在于所述引入硼的n-Si(100)衬底对波长从375nm(包括)到800nm(包括)的光具有A＞1E19λ-6.833的光吸收。7.如权利要求1到6中的任意一项所述的制作结...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木雄一朗，金成国，水野文二，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]