JP3312150B2 - Method of doping impurities into silicon carbide - Google Patents
Method of doping impurities into silicon carbideInfo
- Publication number
- JP3312150B2 JP3312150B2 JP27344594A JP27344594A JP3312150B2 JP 3312150 B2 JP3312150 B2 JP 3312150B2 JP 27344594 A JP27344594 A JP 27344594A JP 27344594 A JP27344594 A JP 27344594A JP 3312150 B2 JP3312150 B2 JP 3312150B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- sic
- substrate
- doping
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、炭化ケイ素への不純物
ドーピング方法に関する。The present invention relates to a method for doping silicon carbide with impurities.
【0002】[0002]
【従来の技術】SiC(炭化ケイ素)はp型およびn型
の価電子制御が容易であり、Si(ケイ素)やGaAs
(ガリウムひ素)にない数々の優れた物性を有するの
で、種々の環境で使用可能な半導体デバイスの材料とし
て注目されている。2. Description of the Related Art SiC (silicon carbide) is easy to control p-type and n-type valence electrons, and is composed of Si (silicon) and GaAs.
(Gallium arsenide) has attracted attention as a material for a semiconductor device that can be used in various environments because it has many excellent physical properties that are not available in (gallium arsenide).
【0003】SiCは、SiやGaAsに比べて大きな
バンドギャップを有するので、高い温度までp型または
n型を維持することができる。したがって、SiCを用
いると、高温動作デバイスが実現される。また、電子の
飽和ドリフト速度が大きいので、高周波動作が可能とな
り、かつ大電流を流すことができる。したがって、高周
波デバイスおよび大電力デバイスが実現可能である。さ
らに、高い絶縁破壊電界を有するので、高耐圧デバイス
が実現可能である。[0003] SiC has a larger band gap than Si or GaAs, and can maintain p-type or n-type up to a high temperature. Therefore, when SiC is used, a high-temperature operation device is realized. Further, since the saturation drift speed of electrons is high, high-frequency operation is possible and a large current can flow. Therefore, a high-frequency device and a high-power device can be realized. Furthermore, since it has a high dielectric breakdown field, a high breakdown voltage device can be realized.
【0004】また、SiCは耐熱性および耐放射線性に
富んでいるので、原子炉、宇宙、海洋、大深度地下など
の過酷な環境で使用できる耐環境デバイスの材料として
期待されている。さらに、SiCは不純物のドーピング
によりp型およびn型を作製できるので、青色あるいは
紫色の光を発光する可視短波長発光デバイスや、紫外線
のような短波長光を検知するセンサの材料として最も有
望視されている。[0004] Since SiC is rich in heat resistance and radiation resistance, it is expected to be used as a material for environment-resistant devices that can be used in severe environments such as nuclear reactors, space, oceans, and deep underground. Further, since SiC can be made into p-type and n-type by doping impurities, it is most promising as a material for a visible short-wavelength light-emitting device that emits blue or violet light or a sensor for detecting short-wavelength light such as ultraviolet light. Have been.
【0005】従来、SiCにp型またはn型の不純物元
素をドーピングするためには、イオン注入・アニール法
またはSiCのエピタキシャル成長時に不純物元素をド
ーピングする方法が用いられていた。Conventionally, in order to dope a p-type or n-type impurity element into SiC, an ion implantation / annealing method or a method of doping an impurity element during epitaxial growth of SiC has been used.
【0006】イオン注入・アニール法では、室温でSi
Cに不純物元素をイオン注入した後、1600℃以上の
高熱処理を施すことにより、SiC中に不純物元素をド
ーピングする。一方、SiCのエピタキシャル成長時に
不純物元素をドーピングする方法では、例えば、CVD
法(化学気相成長法)によりSiH4 (シラン)および
C3 H8 (プロパン)を反応させてSi基板またはSi
C基板上にSiCをエピタキシャル成長させながら、p
型の形成時にはAl(CH3 )3 (トリメチルアルミニ
ウム)を添加し、n型の形成時にはN2 (窒素)または
NH3 (アンモニア)を添加し、SiCに不純物元素を
ドーピングする。In the ion implantation / annealing method, Si is used at room temperature.
After the impurity element is ion-implanted into C, the impurity element is doped into SiC by performing a high heat treatment at 1600 ° C. or higher. On the other hand, in the method of doping an impurity element during epitaxial growth of SiC, for example, CVD is used.
SiH 4 (silane) and C 3 H 8 (propane) are reacted with each other by a chemical vapor deposition method to
While epitaxially growing SiC on a C substrate, p
Al (CH 3 ) 3 (trimethylaluminum) is added at the time of forming the mold, and N 2 (nitrogen) or NH 3 (ammonia) is added at the time of forming the n-type, and SiC is doped with an impurity element.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記のようにイオン注
入・アニール法を用いてSiCにp型またはn型の不純
物元素をドーピングした場合には、イオン注入によりS
iCのエピタキシャル層内に多くの欠陥が生じ、イオン
注入した領域ではアニール処理を施しても結晶性が完全
には回復せず、注入された不純物元素の活性化率が低い
という問題があった。When SiC is doped with a p-type or n-type impurity element by using the ion implantation / annealing method as described above, the ion implantation and annealing are performed.
Many defects are generated in the iC epitaxial layer, and the crystallinity is not completely restored even in the region where the ion implantation is performed even if annealing treatment is performed, and there is a problem that the activation rate of the implanted impurity element is low.
【0008】一方、エピタキシャル成長時に不純物元素
のドーピングを行う方法においては、ドーピングされた
不純物元素の分布が均一にならないという問題があっ
た。そのため、従来より結晶性を損なうことなく均一に
SiCに不純物元素をドーピングする方法および結晶性
を損なうことなく低温でSiCに不純物元素をドーピン
グする方法を開発することが望まれていた。On the other hand, the method of doping an impurity element during epitaxial growth has a problem that the distribution of the doped impurity element is not uniform. Therefore, it has been desired to develop a method of uniformly doping an impurity element into SiC without impairing crystallinity and a method of doping an impurity element into SiC at a low temperature without impairing crystallinity.
【0009】それゆえに、本発明の目的は、SiCにそ
の結晶性を損なうことなく均一に不純物元素をドーピン
グする方法を提供することである。本発明の他の目的
は、SiCにその結晶性を損なうことなく低温で不純物
元素をドーピングする方法を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to provide a method for uniformly doping an impurity element into SiC without impairing its crystallinity. Another object of the present invention is to provide a method for doping an impurity element into SiC at a low temperature without impairing its crystallinity.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る炭化ケ
イ素への不純物ドーピング方法は、炭化ケイ素にガンマ
線または中性子線を照射することにより炭化ケイ素中の
ケイ素の同位体のうち所定の同位体をアクセプタ不純物
またはドナー不純物に変換するものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for doping impurities into silicon carbide, the method comprising irradiating the silicon carbide with gamma rays or neutron rays to obtain a predetermined isotope of the silicon isotopes in the silicon carbide. Is converted into an acceptor impurity or a donor impurity.
【0011】特に、ガンマ線または中性子線の照射中に
炭化ケイ素にレーザ光を同時に照射することが好まし
い。また、ガンマ線または中性子線の照射後に炭化ケイ
素にアニール処理を施してもよい。In particular, it is preferable to simultaneously irradiate the silicon carbide with laser light during irradiation with gamma rays or neutron rays. Further, the silicon carbide may be subjected to an annealing treatment after irradiation with gamma rays or neutron rays.
【0012】ガンマ線または中性子線のエネルギーまた
は照射時間を制御することによりアクセプタ不純物また
はドナー不純物のドープ量を制御することができる。第
2の発明に係る炭化ケイ素への不純物ドーピング方法
は、ケイ素の同位体の正または負イオンから質量分離に
より選択された正または負イオンと炭素の負または正イ
オンとを同一の基板上に照射することにより基板上に炭
化ケイ素を形成し、基板上の炭化ケイ素にガンマ線また
は中性子線を照射することにより炭化ケイ素中のケイ素
の同位体のうち所定の同位体をアクセプタ不純物または
ドナー不純物に変換するものである。By controlling the energy or irradiation time of gamma rays or neutron rays, the doping amount of acceptor impurities or donor impurities can be controlled. In the method of doping silicon carbide with impurities according to the second invention, the same substrate is irradiated with positive or negative ions selected by mass separation from positive or negative ions of isotopes of silicon and negative or positive ions of carbon. Forming silicon carbide on the substrate by irradiating the silicon carbide on the substrate with gamma rays or neutron rays to convert predetermined isotopes of silicon isotopes in the silicon carbide into acceptor impurities or donor impurities. Things.
【0013】特に、ガンマ線または中性子線の照射中に
炭化ケイ素にレーザ光を同時に照射することが好まし
い。また、ガンマ線または中性子線の照射後に基板上の
炭化ケイ素にアニール処理を施してもよい。In particular, it is preferable to simultaneously irradiate the silicon carbide with laser light during irradiation with gamma rays or neutron rays. After the irradiation with gamma rays or neutron rays, the silicon carbide on the substrate may be subjected to an annealing treatment.
【0014】ガンマ線または中性子線のエネルギーまた
は照射時間を制御することによりアクセプタ不純物また
はドナー不純物のドープ量を制御することができる。第
3の発明に係る炭化ケイ素への不純物ドーピング方法
は、炭化ケイ素上に不純物元素を含む不純物元素層を形
成し、不純物元素層に高エネルギーの電子線を照射する
ことにより炭化ケイ素に不純物元素層の不純物元素をド
ーピングするものである。By controlling the energy or irradiation time of gamma rays or neutron rays, the doping amount of acceptor impurities or donor impurities can be controlled. The method of doping silicon carbide according to the third invention is to form an impurity element layer containing an impurity element on silicon carbide, and irradiate the impurity element layer with a high-energy electron beam. Is to be doped.
【0015】電子線の照射後に炭化ケイ素にアニール処
理を施してもよい。電子線の照射時間を制御することに
よりドーピングされる不純物元素の量を制御することが
できる。After the electron beam irradiation, the silicon carbide may be subjected to an annealing treatment. By controlling the irradiation time of the electron beam, the amount of the impurity element to be doped can be controlled.
【0016】[0016]
【作用】第1の発明に係る炭化ケイ素への不純物ドーピ
ング方法においては、炭化ケイ素にガンマ線を照射する
と、核反応により炭化ケイ素中のケイ素の同位体のうち
質量数が28のケイ素がアルミニウムに変換され、アク
セプタ不純物となる。この場合、ガンマ線は質量数が2
8のケイ素のみに反応し、他のケイ素の同位体には反応
しない。また、炭化ケイ素に中性子線を照射すると、核
反応により炭化ケイ素中のケイ素の同位体のうち質量数
が30のケイ素がリンに変換され、ドナー不純物とな
る。この場合、中性子線は質量数が30のケイ素のみに
反応し、他のケイ素の同位体には反応しない。これによ
り、炭化ケイ素の結晶性をほとんど損なうことなく、か
つ均一に炭化ケイ素に不純物元素をドーピングすること
ができる。In the method of doping silicon carbide with impurities according to the first aspect of the invention, when silicon carbide is irradiated with gamma rays, silicon having a mass number of 28 among silicon isotopes in silicon carbide is converted into aluminum by a nuclear reaction. And become an acceptor impurity. In this case, the gamma ray has a mass number of 2
Reacts only with silicon 8 and not with other silicon isotopes. When silicon carbide is irradiated with a neutron beam, silicon having a mass number of 30 among silicon isotopes in silicon carbide is converted into phosphorus by a nuclear reaction and becomes a donor impurity. In this case, the neutron beam reacts only with silicon having a mass number of 30 and does not react with other silicon isotopes. Thus, the impurity element can be uniformly doped into the silicon carbide without substantially impairing the crystallinity of the silicon carbide.
【0017】特に、ガンマ線または中性子線の照射中に
炭化ケイ素にレーザ光を同時に照射すると、光反応によ
り炭化ケイ素の結晶の損傷を除去しつつアクセプタ不純
物またはドナー不純物のドーピングを行うことができ
る。また、ガンマ線または中性子線の照射後に炭化ケイ
素にアニール処理を施すことによりドーピングされた炭
化ケイ素の結晶性を容易にほぼ完全に回復させることが
できる。In particular, when laser light is simultaneously irradiated on silicon carbide during irradiation with gamma rays or neutron rays, doping of acceptor impurities or donor impurities can be performed while removing damage to silicon carbide crystals by a photoreaction. Further, by performing annealing treatment on silicon carbide after irradiation with gamma rays or neutron rays, the crystallinity of the doped silicon carbide can be easily and almost completely recovered.
【0018】第2の発明に係る炭化ケイ素への不純物ド
ーピング方法によれば、ケイ素の同位体の正または負イ
オンから質量分離により選択された正または負イオンと
炭素の負または正イオンとを同一の基板上に照射するこ
とにより、ケイ素の所望の同位体を所望量含む炭化ケイ
素が基板上に形成される。基板上の炭化ケイ素にガンマ
線を照射すると、核反応により炭化ケイ素中のケイ素の
同位体のうち質量数が28のケイ素がアルミニウムに変
換され、アクセプタ不純物となる。また、基板上の炭化
ケイ素に中性子線を照射すると、核反応により質量数が
30のケイ素がリンに変換され、ドナー不純物となる。
これにより、炭化ケイ素の結晶性をほとんど損なうこと
なく、かつ均一に所望量の不純物元素を炭化ケイ素にド
ーピングすることができる。According to the method of doping silicon carbide with impurities according to the second aspect of the present invention, the positive or negative ion selected by mass separation from the positive or negative ion of silicon isotope and the negative or positive ion of carbon are the same. By irradiating on the substrate, silicon carbide containing a desired amount of a desired isotope of silicon is formed on the substrate. When silicon carbide on the substrate is irradiated with gamma rays, silicon having a mass number of 28 among silicon isotopes of silicon in silicon carbide is converted into aluminum by a nuclear reaction and becomes an acceptor impurity. Further, when neutron rays are irradiated on silicon carbide on the substrate, silicon having a mass number of 30 is converted into phosphorus by a nuclear reaction and becomes a donor impurity.
Thereby, a desired amount of the impurity element can be uniformly doped into the silicon carbide without substantially impairing the crystallinity of the silicon carbide.
【0019】特に、ガンマ線または中性子線の照射中に
炭化ケイ素にレーザ光を同時に照射すると、光反応によ
り炭化ケイ素の結晶の損傷を除去しつつアクセプタ不純
物またはドナー不純物のドーピングを行うことができ
る。また、ガンマ線または中性子線の照射後に基板上の
炭化ケイ素にアニール処理を施すことにより炭化ケイ素
の結晶性を容易にほぼ完全に回復させることができる。In particular, when silicon carbide is irradiated with laser light simultaneously during irradiation with gamma rays or neutron rays, doping of acceptor impurities or donor impurities can be performed while removing damage to silicon carbide crystals by a photoreaction. Further, by subjecting silicon carbide on the substrate to an annealing treatment after irradiation with gamma rays or neutron rays, the crystallinity of silicon carbide can be easily and almost completely recovered.
【0020】第3の発明に係る炭化ケイ素への不純物ド
ーピング方法によれば、炭化ケイ素上の不純物元素層に
高エネルギーの電子線を照射することにより、室温下に
おいて不純物元素が炭化ケイ素にドープされる。これに
より、炭化ケイ素の結晶性をほとんど損なうことなく、
かつ低温で炭化ケイ素に不純物をドーピングすることが
できる。According to the method of doping silicon carbide with impurities according to the third aspect of the present invention, the impurity element is doped on the silicon carbide at room temperature by irradiating the impurity element layer on the silicon carbide with a high energy electron beam. You. Thereby, without substantially impairing the crystallinity of silicon carbide,
In addition, impurities can be doped into silicon carbide at a low temperature.
【0021】特に、電子線の照射後に炭化ケイ素にアニ
ール処理を施すことにより、炭化ケイ素の結晶性をほぼ
完全に回復させることができる。アニール処理としてレ
ーザアニールを用いた場合には、低温で炭化ケイ素の結
晶性を容易に回復させることが可能となる。In particular, by subjecting silicon carbide to an annealing treatment after irradiation with an electron beam, the crystallinity of silicon carbide can be almost completely recovered. When laser annealing is used as the annealing treatment, the crystallinity of silicon carbide can be easily recovered at a low temperature.
【0022】[0022]
【実施例】 (1)第1の実施例 図1および図2は本発明の第1の実施例による不純物ド
ーピング方法を示す図である。図1はSiCへのp型不
純物のドーピング方法を示し、図2はSiCへのn型不
純物のドーピング方法を示す。Embodiment (1) First Embodiment FIGS. 1 and 2 are views showing an impurity doping method according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a method of doping SiC with a p-type impurity, and FIG. 2 shows a method of doping SiC with an n-type impurity.
【0023】図1の(a)に示すように、SiC基板1
上に28Si+ のイオンビーム3および12C- のイオンビ
ーム4を同時に照射する。その結果、図1の(b)に示
すように、SiC基板1上に28Si12Cエピタキシャル
層2が形成される。その後、図1の(c)に示すよう
に、SiC基板上の28Si12Cエピタキシャル層2にガ
ンマ線5を照射するとともに、エキシマレーザ光6をパ
ルス状に照射する。その結果、光反応によりSiCの結
晶の損傷が除去されつつ核反応により28Si12Cエピタ
キシャル層2中の28Siが27Alに変換され、図1の
(d)に示すにように、SiC基板1上に27Alドープ
28Si12Cエピタキシャル層2aが形成される。アクセ
プタ不純物またはドナー不純物のドーピングを行うこと
ができる。As shown in FIG. 1A, the SiC substrate 1
A 28 Si + ion beam 3 and a 12 C − ion beam 4 are simultaneously irradiated thereon. As a result, a 28 Si 12 C epitaxial layer 2 is formed on the SiC substrate 1 as shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 1C, the 28 Si 12 C epitaxial layer 2 on the SiC substrate is irradiated with the gamma rays 5 and the excimer laser light 6 is irradiated in a pulsed manner. As a result, being damaged SiC crystal by photoreaction removed is converted to 28 Si is 27 Al of 28 Si 12 C epitaxial layer 2 by a nuclear reaction, as in shown in (d) of FIG. 1, SiC substrates 27 Al dope on 1
The 28 Si 12 C epitaxial layer 2a is formed. Doping of an acceptor impurity or a donor impurity can be performed.
【0024】図2の(a)に示すように、SiC基板1
1上に30Si+ のイオンビーム13および12C- のイオ
ンビーム14を同時に照射する。その結果、図2の
(b)に示すように、SiC基板11上に30Si12Cエ
ピタキシャル層12が形成される。その後、SiC基板
11上の30Si12Cエピタキシャル層12に熱中性子線
15を照射するとともに、エキシマレーザ光16をパル
ス状に照射する。その結果、光反応によりSiCの結晶
の損傷が除去されつつ核反応により30Si12Cエピタキ
シャル層12中の30Siが31Pに変換され、図2の
(d)に示すように、SiC基板11上に31Pドープ30
Si12Cエピタキシャル層12aが形成される。As shown in FIG. 2A, the SiC substrate 1
1 is simultaneously irradiated with a 30 Si + ion beam 13 and a 12 C − ion beam 14. As a result, a 30 Si 12 C epitaxial layer 12 is formed on the SiC substrate 11 as shown in FIG. Thereafter, the 30 Si 12 C epitaxial layer 12 on the SiC substrate 11 is irradiated with the thermal neutron beam 15 and the excimer laser light 16 is irradiated in a pulsed manner. As a result, damage to the SiC crystal by photoreaction is converted into 30 Si is 31 P in 30 Si 12 C epitaxial layer 12 by a nuclear reaction being removed, as shown in FIG. 2 (d), SiC substrate 11 31 P dope on top 30
An Si 12 C epitaxial layer 12a is formed.
【0025】SiC基板1,11としては、6H−Si
C、3C−SiC等の各種ポリタイプの単結晶SiC基
板を用いることができる。また、表面に単結晶SiCが
エピタキシャル成長された基板を用いてもよい。As the SiC substrates 1 and 11, 6H-Si
Single-crystal SiC substrates of various polytypes such as C and 3C-SiC can be used. Alternatively, a substrate on which single crystal SiC is epitaxially grown may be used.
【0026】本実施例の不純物ドーピング方法において
は、ガンマ線5および熱中性子線15のエネルギーまた
は照射時間を制御することにより、SiC基板1,11
中の不純物元素のドープ量を制御することができる。In the impurity doping method of the present embodiment, the energy or the irradiation time of the gamma rays 5 and the thermal neutron rays 15 are controlled so that the SiC substrates 1 and 11 are controlled.
The doping amount of the impurity element therein can be controlled.
【0027】図3は本実施例でSiCエピタキシャル層
の形成に用いた物質合成装置の概略図である。成膜質3
1内に基板ホルダ32が配置されている。基板ホルダ3
2にSiC基板1または11が装着される。成膜質31
内は真空ポンプ33により真空状態に保たれる。FIG. 3 is a schematic diagram of a material synthesizing apparatus used for forming a SiC epitaxial layer in this embodiment. Film quality 3
The substrate holder 32 is disposed in the substrate holder 1. Substrate holder 3
2, the SiC substrate 1 or 11 is mounted. Film quality 31
The inside is maintained in a vacuum state by a vacuum pump 33.
【0028】正イオン源34によりSiの正イオンが発
生され、所定の電圧で引き出される。正イオン源34か
ら引き出された正イオンは質量分析電磁石35に導か
れ、質量分離により所望の正イオンのみが選択されて減
速レンズ36を通してSiC基板1または11上に照射
される。Positive ion source 34 generates Si positive ions, which are extracted at a predetermined voltage. Positive ions extracted from the positive ion source 34 are guided to a mass spectrometric electromagnet 35, and only desired positive ions are selected by mass separation and irradiated onto the SiC substrate 1 or 11 through a deceleration lens 36.
【0029】一方、負イオン源37によりC(炭素)の
負イオンが発生され、所定の電圧で引き出される。負イ
オン源37から引き出された負イオンは質量分析電磁石
38に導かれ、質量分離により所望の負イオンのみが選
択されて減速レンズ39を通してSiC基板1または1
1上に照射される。On the other hand, negative ions of C (carbon) are generated by the negative ion source 37 and are extracted at a predetermined voltage. Negative ions extracted from the negative ion source 37 are guided to a mass spectrometric electromagnet 38, and only desired negative ions are selected by mass separation and passed through a deceleration lens 39 to the SiC substrate 1 or 1.
Irradiated on 1
【0030】減速レンズ36,39の前方にはシャッタ
ー40a,40bが開閉自在に設けられている。シャッ
ター40a,40bはそれぞれ独立に任意のタイミング
で開閉することができる。In front of the deceleration lenses 36 and 39, shutters 40a and 40b are provided to be openable and closable. The shutters 40a and 40b can be independently opened and closed at an arbitrary timing.
【0031】図4は本実施例でガンマ線または中性子線
およびエキシマレーザ光の照射に用いたエネルギー線照
射装置の概略図である。反応室41の所定箇所に石英ガ
ラス窓42,43が設けられ、反応室41内に基板ホル
ダ44が設置される。基板ホルダ44にはSiC基板1
または11が装着される。反応室41内は真空ポンプ4
5により真空状態に保たれる。FIG. 4 is a schematic view of an energy beam irradiation apparatus used for irradiation of gamma rays or neutron rays and excimer laser light in this embodiment. Quartz glass windows 42 and 43 are provided at predetermined locations in the reaction chamber 41, and a substrate holder 44 is installed in the reaction chamber 41. The substrate holder 44 has the SiC substrate 1
Or 11 is attached. Vacuum pump 4 inside reaction chamber 41
5 keeps the vacuum.
【0032】ガンマ線発生源(図示せず)から発生され
たガンマ線5または中性子線発生源(図示せず)から発
生された中性子線15が石英ガラス窓42を通して反応
室41内のSiC基板1または11に照射され、エキシ
マレーザ(図示せず)から出射されたエキシマレーザ光
6,16は石英ガラス窓43を通して反応室41内のS
iC基板1または11に照射される。A gamma ray 5 generated from a gamma ray source (not shown) or a neutron ray 15 generated from a neutron ray source (not shown) passes through a quartz glass window 42 and the SiC substrate 1 or 11 in the reaction chamber 41. Excimer laser beams 6 and 16 emitted from an excimer laser (not shown)
Irradiate the iC substrate 1 or 11.
【0033】本実施例では、図3の物質合成装置および
図4のエネルギー線照射装置を用いて以下の条件で複数
の試料を作製した。なお、ガンマ線5および熱中性子線
15の照射には、京都大学の原子炉(大阪府熊取町)を
使用した。In this example, a plurality of samples were prepared using the substance synthesizing apparatus shown in FIG. 3 and the energy ray irradiation apparatus shown in FIG. 4 under the following conditions. The gamma ray 5 and the thermal neutron ray 15 were irradiated using a nuclear reactor of Kyoto University (Kumatori-cho, Osaka).
【0034】表1に本実施例における28Si12Cエピタ
キシャル層2の形成条件を示す。Table 1 shows the conditions for forming the 28 Si 12 C epitaxial layer 2 in this embodiment.
【0035】[0035]
【表1】 [Table 1]
【0036】表1に示すように、SiC基板1として6
H−SiC単結晶基板を用いた。SiC基板1を図3に
示した物質合成装置の基板ホルダ32に装着し、真空ポ
ンプ33により成膜室31内を高真空に保った。成膜室
31内の到達圧力は5×10 -10 Torrであった。正
イオン源34に四塩化ケイ素(SiCl4 )ガスを導入
するとともに、負イオン源37に炭酸(CO2 )ガスを
導入し、正イオン源34によりSiの正イオンを発生さ
せ、負イオン源37によりCの負イオンを発生させた。
なお、四塩化ケイ素ガスの代わりにシラン(SiH4 )
ガスを用いてもよい。As shown in Table 1, as the SiC substrate 1, 6
An H-SiC single crystal substrate was used. FIG. 3 shows the SiC substrate 1
Attached to the substrate holder 32 of the material synthesizing apparatus shown
The inside of the film forming chamber 31 was maintained at a high vacuum by the pump 33. Deposition chamber
The ultimate pressure in 31 is 5 × 10 -TenTorr. Correct
Silicon tetrachloride (SiClFour) Introduce gas
And the negative ion source 37 receives carbonic acid (COTwo) Gas
And positive ions of Si are generated by the positive ion source 34.
Then, negative ions of C were generated by the negative ion source 37.
In addition, instead of silicon tetrachloride gas, silane (SiHFour)
Gas may be used.
【0037】正イオン源34から−20kVの電圧で正
イオンを引出し、質量分析電磁石35により28Si+ の
みを選択して成膜室31内に導いた。また負イオン源3
7から負イオンを20kVの電圧で引出し、質量分析電
磁石38により12C- のみを選択して成膜室31内に導
いた。28Si+ および12C- の運動エネルギーをそれぞ
れ減速レンズ36,39により成膜室31内で50eV
に減少させ、シャッター40a、40bを同時に開いて
SiC基板1上に同時に照射した。SiC基板1に対す
る28Si+ および12C- の入射角はそれぞれ30°に設
定した。このときの28Si+ のイオン電流値および12C
- のイオン電流値はそれぞれ60μAであった。基板温
度は室温に保った。Positive ions were extracted from the positive ion source 34 at a voltage of −20 kV, and only 28 Si + was selected and guided into the film forming chamber 31 by the mass spectrometric electromagnet 35. Negative ion source 3
Negative ions were extracted from 7 at a voltage of 20 kV, and only 12 C − was selected by the mass spectrometry electromagnet 38 and guided into the film forming chamber 31. 28 Si + and 12 C - of 50eV kinetic energy by the respective deceleration lens 36, 39 in the film forming chamber 31
And the shutters 40a and 40b were simultaneously opened to irradiate the SiC substrate 1 at the same time. The incident angles of 28 Si + and 12 C − with respect to the SiC substrate 1 were each set to 30 °. At this time, the ion current value of 28 Si + and 12 C
- the ion current value were respectively 60 .mu.A. The substrate temperature was kept at room temperature.
【0038】このようにして、SiC基板1上に膜厚1
00nmの28Si12Cエピタキシャル層2を形成した。
その後、図4のエネルギー線照射装置を用いてSiC基
板1上の28Si12Cエピタキシャル層2にガンマ線5お
よびエキシマレーザ光6の照射を行った。In this manner, a film having a thickness of 1
A 00 nm 28 Si 12 C epitaxial layer 2 was formed.
Thereafter, the 28 Si 12 C epitaxial layer 2 on the SiC substrate 1 was irradiated with gamma rays 5 and excimer laser light 6 using the energy ray irradiation apparatus shown in FIG.
【0039】表2にガンマ線5およびエキシマレーザ光
6の照射条件を示す。Table 2 shows the irradiation conditions of the gamma rays 5 and the excimer laser light 6.
【0040】[0040]
【表2】 [Table 2]
【0041】表2に示すように、反応室41内の圧力を
10-3〜10-6Torrに保ち、ガンマ線5をSiC基
板1上の28Si12Cエピタキシャル層2に1分間照射し
た。同時に、エキシマレーザとしてKrFエキシマレー
ザを用い、波長248nmのエキシマレーザ光6をSi
C基板1の直径5mmの領域に集光した。SiC基板1
上でのレーザ光のエネルギー密度は1J/cm2 であっ
た。1Hzで10発(ショット)ずつの照射を10発ご
とに1m秒あけてガンマ線5の照射中繰り返し行った。
各パルスの半値幅は17n秒とした。ガンマ線5および
エキシマレーザ光6の照射中、SiC基板1は室温に保
った。このようにして、SiC基板1上に27Alドープ
28Si12Cエピタキシャル層2aが形成された。As shown in Table 2, the pressure in the reaction chamber 41 was maintained at 10 -3 to 10 -6 Torr, and the gamma rays 5 were irradiated on the 28 Si 12 C epitaxial layer 2 on the SiC substrate 1 for one minute. At the same time, a KrF excimer laser is used as an excimer laser, and excimer laser light 6 having a wavelength of 248 nm is
Light was condensed on an area of the C substrate 1 having a diameter of 5 mm. SiC substrate 1
The energy density of the laser light above was 1 J / cm 2 . Irradiation of 10 shots (shots) at 1 Hz was repeated every 10 shots for 1 msec during the irradiation of the gamma rays 5.
The half width of each pulse was 17 ns. During the irradiation with the gamma rays 5 and the excimer laser beam 6, the SiC substrate 1 was kept at room temperature. In this manner, 27 Al doping is performed on the SiC substrate 1.
The 28 Si 12 C epitaxial layer 2a was formed.
【0042】表3に本実施例における30Si12Cエピタ
キシャル層12の形成条件を示す。Table 3 shows the conditions for forming the 30 Si 12 C epitaxial layer 12 in this embodiment.
【0043】[0043]
【表3】 [Table 3]
【0044】表3に示すように、SiC基板11として
6H−SiC単結晶基板を用いた。正イオンおよび負イ
オンのイオン源、到達圧力、引出し電圧、運動エネルギ
ーおよび基板温度は、28Si12Cエピタキシャル層2の
形成時と同様である。ここでは、正イオン源34から引
き出された正イオンのうち質量分析電磁石35により 30
Si+ のみを選択して成膜室11内に導き、かつ負イオ
ン源37から引き出された負イオンのうち質量分析電磁
石38により12C- のみを選択して成膜室31内に導い
た。30Si+ のイオン電流値および12C- の電流値はそ
れぞれ20μAであった。As shown in Table 3, as the SiC substrate 11,
A 6H-SiC single crystal substrate was used. Positive and negative ions
ON ion source, ultimate pressure, extraction voltage, kinetic energy
And substrate temperature28Si12C epitaxial layer 2
It is the same as when forming. Here, the pulling from the positive ion source 34 is performed.
Of the extracted positive ions by the mass spectrometric electromagnet 35 30
Si+Only into the film formation chamber 11 and
Of negative ions extracted from the ion source 37
By stone 3812C-Select only and lead it into the deposition chamber 31
Was.30Si+Ion current value and12C-The current value of
Each was 20 μA.
【0045】このようにして、SiC基板11上に膜厚
90nmの30Si12Cエピタキシャル層12を形成し
た。その後、図4のエネルギー線照射装置を用いてSi
C基板11上の30Si12Cエピタキシャル層12に中性
子線15およびエキシマレーザ光16の照射を行った。In this way, a 30 Si 12 C epitaxial layer 12 having a thickness of 90 nm was formed on the SiC substrate 11. After that, using the energy ray irradiation device of FIG.
The 30 Si 12 C epitaxial layer 12 on the C substrate 11 was irradiated with a neutron beam 15 and an excimer laser beam 16.
【0046】表4に中性子線15およびエキシマレーザ
光16の照射条件を示す。Table 4 shows the irradiation conditions of the neutron beam 15 and the excimer laser beam 16.
【0047】[0047]
【表4】 [Table 4]
【0048】表4に示すように、反応室41内の圧力を
10-3〜10-6Torrに保ち、中性子線15をSiC
基板11上の30Si12Cエピタキシャル層12に10秒
間照射した。同時に、エキシマレーザ光16を27Alド
ープ28Si12Cエピタキシャル層2aの形成時と同じ照
射条件で、中性子線15の照射中照射した。このように
して、SiC基板11上に31Pドープ30Si12Cエピタ
キシャル層12aが形成された。As shown in Table 4, the pressure in the reaction chamber 41 was maintained at 10 -3 to 10 -6 Torr, and the neutron beam 15 was
The 30 Si 12 C epitaxial layer 12 on the substrate 11 was irradiated for 10 seconds. At the same time, under the same irradiation conditions at the time of formation of the excimer laser beam 16 27 Al-doped 28 Si 12 C epitaxial layer 2a, and irradiated in the irradiation of the neutron beam 15. Thus, a 31 P-doped 30 Si 12 C epitaxial layer 12 a was formed on the SiC substrate 11.
【0049】作製された試料を二次イオン質量分析装置
(SIMS)および透過型電子顕微鏡(TEM)を用い
て分析した。図5に二次イオン質量分析装置による分析
結果を示す。図5の(a)はSiC基板1上の27Alド
ープ28Si12Cエピタキシャル層2aの深さ方向の分布
を示し、図5の(b)はSiC基板11上の31Pドープ
30Si12Cエピタキシャル層12aの深さ方向の分布を
示している。The prepared sample was analyzed using a secondary ion mass spectrometer (SIMS) and a transmission electron microscope (TEM). FIG. 5 shows the results of analysis by the secondary ion mass spectrometer. Figure 5 (a) shows the distribution in the depth direction of the 27 Al-doped 28 Si 12 C epitaxial layer 2a on the SiC substrate 1, (b) in FIG. 5 31 P-doped on SiC substrate 11
The distribution in the depth direction of the 30 Si 12 C epitaxial layer 12a is shown.
【0050】図5の(a)からわかるように、27Alド
ープ28Si12Cエピタキシャル層2aにおいては、27A
lが表面から約50nmの深さまでドープされている。
また、図5の(b)からわかるように、31Pドープ30S
i12Cエピタキシャル層12aにおいては、31Pが表面
から約40nmの深さまでドープされている。[0050] As can be seen from FIG. 5 (a), 27 in the Al-doped 28 Si 12 C epitaxial layer 2a, 27 A
1 is doped to a depth of about 50 nm from the surface.
As can be seen from FIG. 5B, 31 P-doped 30 S
In the i 12 C epitaxial layer 12a, 31 P is doped to a depth of about 40 nm from the surface.
【0051】さらに、透過電子顕微鏡による観察から、
SiC基板1およびSiC基板11上にそれぞれ6H−
28Si12C層および6H−30Si12C層がエピタキシャ
ル成長していることが確認された。Further, from observation with a transmission electron microscope,
6H- on SiC substrate 1 and SiC substrate 11 respectively.
It was confirmed that the 28 Si 12 C layer and the 6H- 30 Si 12 C layer were epitaxially grown.
【0052】その後、SiC基板1上に27Alドープ28
Si12Cエピタキシャル層2aが形成された複数の試料
およびSiC基板11上に31Pドープ30Si12Cエピタ
キシャル層12aが形成された複数の試料に、1300
℃で1時間の電気炉のアニール、1050℃で2分間の
ランプアニール、および室温および200℃で1分間の
レーザアニールをそれぞれ行った。レーザアニールで
は、エキシマレーザ光をエネルギー密度1J/cm2 で
パルス状に照射した。Thereafter, 27 Al doped 28 is deposited on the SiC substrate 1.
The plurality of samples having the Si 12 C epitaxial layer 2a formed thereon and the plurality of samples having the 31 P-doped 30 Si 12 C epitaxial layer 12a formed on the SiC substrate 11
Annealing of the electric furnace at 1 ° C. for 1 hour, lamp annealing at 1050 ° C. for 2 minutes, and laser annealing at room temperature and 200 ° C. for 1 minute were performed, respectively. In the laser annealing, excimer laser light was irradiated in a pulse shape at an energy density of 1 J / cm 2 .
【0053】RBS(ラザフォード後方散乱)法により
結晶性の測定を行ったところ、いずれの試料について
も、χmin(ランダムの収率に対する結晶のある軸か
らの収率の割合)が約4%となり、28Si12Cエピタキ
シャル層および30Si12Cエピタキシャル層における結
晶性の回復が確認された。When the crystallinity was measured by the RBS (Rutherford backscattering) method, Δmin (the ratio of the yield from a certain axis of the crystal to the random yield) was about 4% for all the samples. Recovery of crystallinity in the 28 Si 12 C epitaxial layer and the 30 Si 12 C epitaxial layer was confirmed.
【0054】以上のように、本実施例のドーピング方法
によれば、SiC基板にp−n接合を容易に形成するこ
とができるので、種々のSiCデバイスを室温で容易に
作製することが可能になる。 (2)第2の実施例 図6は本発明の第2の実施例による不純物ドーピング方
法を示す図である。図6の(a)に示すように、SiC
基板21上にp型またはn型の不純物元素を含む不純物
元素層22を堆積させた後、室温でSiC基板21上の
不純物元素層22の表面に高エネルギーの電子線24を
照射する。As described above, according to the doping method of the present embodiment, a pn junction can be easily formed on a SiC substrate, so that various SiC devices can be easily manufactured at room temperature. Become. (2) Second Embodiment FIG. 6 is a view showing an impurity doping method according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG.
After depositing an impurity element layer 22 containing a p-type or n-type impurity element on the substrate 21, the surface of the impurity element layer 22 on the SiC substrate 21 is irradiated with a high-energy electron beam 24 at room temperature.
【0055】その結果、図6の(b)に示すように、不
純物元素層22内の不純物元素がSiC基板21にドー
プされ、不純物元素層22下のSiC基板21に不純物
ドープ層23が形成される。As a result, as shown in FIG. 6B, the impurity element in the impurity element layer 22 is doped into the SiC substrate 21, and the impurity doped layer 23 is formed on the SiC substrate 21 below the impurity element layer 22. You.
【0056】SiC基板21としては、第1の実施例と
同様に、6H−SiC、3C−SiC等の各種ポリタイ
プの単結晶SiC基板を用いることができる。また、表
面に単結晶SiCがエピタキシャル成長された基板を用
いてもよい。As the SiC substrate 21, similarly to the first embodiment, single-crystal SiC substrates of various polytypes such as 6H-SiC and 3C-SiC can be used. Alternatively, a substrate on which single crystal SiC is epitaxially grown may be used.
【0057】例えば、p型不純物としてAlをドーピン
グする場合には、不純物元素層22としてAlをSiC
基板21上に蒸着する。また、p型不純物としてB(ホ
ウ素)をドーピングする場合には、不純物元素層22と
してB2 O3 (酸化ホウ素)をSiC基板21上に蒸着
する。For example, when doping Al as a p-type impurity, Al
It is deposited on the substrate 21. When doping B (boron) as a p-type impurity, B 2 O 3 (boron oxide) is deposited on the SiC substrate 21 as the impurity element layer 22.
【0058】本実施例の不純物ドーピング方法において
は、高エネルギーの電子線24の照射時間を制御するこ
とにより、SiC基板21中の不純物元素のドープ量を
制御することができる。In the impurity doping method of this embodiment, the doping amount of the impurity element in the SiC substrate 21 can be controlled by controlling the irradiation time of the high energy electron beam 24.
【0059】本実施例では、以下の条件で複数の試料を
作製した。表5に本実施例における試料の作製条件を示
す。In this example, a plurality of samples were prepared under the following conditions. Table 5 shows the manufacturing conditions of the sample in this example.
【0060】[0060]
【表5】 [Table 5]
【0061】表5に示すように、SiC基板21として
6H−SiC単結晶基板を用い、反応室内のSiC基板
21の表面に蒸着により膜厚200〜500nmのAl
からなる不純物元素層22を形成した。蒸着時の反応室
の真空度は1〜2×10-6Torrであった。As shown in Table 5, a 6H-SiC single crystal substrate was used as the SiC substrate 21, and a 200-500 nm thick AlC was deposited on the surface of the SiC substrate 21 in the reaction chamber.
Was formed. The degree of vacuum in the reaction chamber during vapor deposition was 1-2 × 10 −6 Torr.
【0062】その後、大気中でSiC基板21上の不純
物元素層22の表面に42MeVの電子線24を照射し
た。電子線24の照射時間は5〜30秒とし、電子線2
4の照射中、SiC基板21は室温に保った。その後、
SiC基板21をHF(フッ化水素)およびHNO
3 (硝酸)の1:1混液中に浸漬し、あるいはHNO3
の70〜90%溶液中に浸漬して表面の不純物元素層2
2を除去した。Thereafter, the surface of the impurity element layer 22 on the SiC substrate 21 was irradiated with an electron beam 24 of 42 MeV in the air. The irradiation time of the electron beam 24 is 5 to 30 seconds.
During the irradiation of No. 4, the SiC substrate 21 was kept at room temperature. afterwards,
HF (hydrogen fluoride) and HNO
3 (Nitric acid) in a 1: 1 mixture or HNO 3
Immersion in a 70-90% solution of
2 was removed.
【0063】このようにしてAlがドープされたSiC
基板21の深さ方向のAl分布を二次イオン質量分析装
置(SIMS)により測定した。図7は深さ方向のAl
分布の測定結果を示す図である。図7から、SiC基板
21の表面から約400nm程度の深さまでAl原子が
ドープされていることがわかる。The SiC doped with Al as described above
The Al distribution in the depth direction of the substrate 21 was measured by a secondary ion mass spectrometer (SIMS). FIG. 7 shows Al in the depth direction.
It is a figure showing the measurement result of distribution. FIG. 7 shows that Al atoms are doped to a depth of about 400 nm from the surface of the SiC substrate 21.
【0064】このようにして作製された複数の試料に、
1300℃で1時間の電気炉アニール、1050℃で2
分間のランプアニール、および室温および200℃で1
分間のレーザアニールをそれぞれ行った。レーザアニー
ルでは、エキシマレーザ光をエネルギー密度1J/cm
2 でパルス状に照射した。The plurality of samples thus prepared are:
Electric furnace annealing at 1300 ° C for 1 hour, 2 at 1050 ° C
Lamp anneal for 1 minute and 1 at room temperature and 200 ° C.
Laser annealing was performed for each minute. In laser annealing, excimer laser light is applied at an energy density of 1 J / cm.
Irradiation was carried out in pulse form at 2 .
【0065】これらの試料についてRBS(ラザフォー
ド後方散乱)法により結晶性の測定を行ったところ、い
ずれの試料についても、χmin(ランダムの収率に対
する結晶のある軸からの収率の割合)が約4%となり、
不純物ドープ層における結晶性の回復が確認された。When the crystallinity of these samples was measured by the RBS (Rutherford backscattering) method, Δmin (the ratio of the yield from a crystal axis to the random yield) was about 4%,
Recovery of crystallinity in the impurity-doped layer was confirmed.
【0066】以上のように、本実施例のドーピング方法
によれば、室温でSiC基板21にp−n接合を形成す
ることができるので、種々のSiCデバイスを室温で容
易に作製することが可能になる。As described above, according to the doping method of this embodiment, a pn junction can be formed on the SiC substrate 21 at room temperature, so that various SiC devices can be easily manufactured at room temperature. become.
【0067】[0067]
【発明の効果】第1の発明によれば、炭化ケイ素の結晶
性をほとんど損なうことなく、かつ炭化ケイ素中に均一
にアクセプタ不純物またはドナー不純物をドーピングす
ることができる。したがって、種々の環境で使用可能な
半導体デバイスの製造が容易になる。特に、ガンマ線ま
たは中性子線と同時にレーザ光を照射することにより、
炭化ケイ素の結晶の損傷を除去しつつ不純物ドーピング
を行うことが可能になる。また、ガンマ線または中性子
線の照射後に炭化ケイ素にアニール処理を施すことによ
り、炭化ケイ素の結晶性を容易にほぼ完全に回復させる
ことができる。According to the first aspect of the present invention, silicon carbide can be uniformly doped with acceptor impurities or donor impurities without substantially impairing the crystallinity of silicon carbide. Therefore, it becomes easy to manufacture semiconductor devices that can be used in various environments. In particular, by irradiating laser light simultaneously with gamma rays or neutron rays,
Impurity doping can be performed while removing damage to silicon carbide crystals. Further, by subjecting silicon carbide to an annealing treatment after irradiation with gamma rays or neutron rays, the crystallinity of silicon carbide can be easily and almost completely recovered.
【0068】第2の発明によれば、炭化ケイ素の結晶性
をほとんど損なうことなく、かつ精密に濃度制御しつつ
不純物元素を均一に炭化ケイ素にドーピングすることが
できる。したがって、種々の環境で使用可能な半導体デ
バイスの製造が容易になる。According to the second aspect of the present invention, the impurity element can be uniformly doped into the silicon carbide while the crystallinity of the silicon carbide is hardly impaired and the concentration is precisely controlled. Therefore, it becomes easy to manufacture semiconductor devices that can be used in various environments.
【0069】第3の発明によれば、炭化ケイ素の結晶性
をほとんど損なうことなく、かつ低温で炭化ケイ素に不
純物元素をドーピングすることができる。したがって、
種々の環境で使用可能な半導体デバイスの製造が容易に
なる。また、電子線の照射後に炭化ケイ素にアニール処
理を施すことにより、炭化ケイ素の結晶性を容易にほぼ
完全に回復させることができる。According to the third aspect of the invention, silicon carbide can be doped with an impurity element at a low temperature without substantially impairing the crystallinity of silicon carbide. Therefore,
Manufacturing of semiconductor devices that can be used in various environments is facilitated. Further, by performing an annealing treatment on the silicon carbide after the irradiation with the electron beam, the crystallinity of the silicon carbide can be easily and almost completely recovered.
【図1】本発明の第1の実施例によるp型不純物のドー
ピング方法を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a method of doping a p-type impurity according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例によるn型不純物のドー
ピング方法を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a method of doping an n-type impurity according to a first embodiment of the present invention.
【図3】第1の実施例においてSiCエピタキシャル層
の形成に用いた物質合成装置の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a material synthesizing apparatus used for forming a SiC epitaxial layer in the first embodiment.
【図4】第1の実施例においてガンマ線または中性子線
およびエキシマレーザ光の照射に用いたエネルギー線照
射装置の概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of an energy ray irradiation device used for irradiation of gamma rays or neutron rays and excimer laser light in the first embodiment.
【図5】第1の実施例においてAlドープされたSiC
エピタキシャル層の深さ方向の分布の測定結果およびP
ドープされたSiCエピタキシャル層の深さ方向の分布
の測定結果を示す図である。FIG. 5 shows Al-doped SiC in the first embodiment.
Measurement result of depth distribution of epitaxial layer and P
It is a figure showing the measurement result of distribution of the depth direction of a doped SiC epitaxial layer.
【図6】本発明の第2の実施例による不純物ドーピング
方法を示す図である。FIG. 6 is a view illustrating an impurity doping method according to a second embodiment of the present invention.
【図7】第2の実施例においてAlドープされたSiC
基板の深さ方向のAl分布の測定結果を示す図である。FIG. 7 shows Al-doped SiC in the second embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a measurement result of Al distribution in a depth direction of a substrate.
【符号の説明】 1 SiC基板 2 28Si12Cエピタキシャル層 2a 27Alドープ28Si12Cエピタキシャル層 3 28Si+ のイオンビーム 4 12C- のイオンビーム 5 ガンマ線 6 エキシマレーザ光 11 SiC基板 12 30Si12Cエピタキシャル層 12a 31Pドープ30Si12Cエピタキシャル層 13 30Si+ のイオンビーム 14 12C- のイオンビーム 15 中性子線 16 エキシマレーザ光 21 SiC基板 22 不純物元素層 23 不純物ドープ層 24 電子線[Description of Signs] 1 SiC substrate 2 28 Si 12 C epitaxial layer 2 a 27 Al-doped 28 Si 12 C epitaxial layer 3 28 Si + ion beam 4 12 C − ion beam 5 gamma ray 6 excimer laser beam 11 SiC substrate 12 30 Si 12 C epitaxial layer 12 a 31 P doped 30 Si 12 C epitaxial layer 13 30 Si + ion beam 14 12 C − ion beam 15 neutron beam 16 excimer laser beam 21 SiC substrate 22 impurity element layer 23 impurity doped layer 24 electron beam
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 俊武 大阪府枚方市大字津田4547−15 株式会 社イオン工学研究所内 (72)発明者 渡辺 正則 大阪府枚方市大字津田4547−15 株式会 社イオン工学研究所内 審査官 國島 明弘 (56)参考文献 特開 昭57−111018(JP,A) 特開 昭52−70754(JP,A) 特開 平8−264468(JP,A) 特開 平8−148443(JP,A) 特開 平7−106267(JP,A) 特開 平6−64914(JP,A) 特開 平6−61261(JP,A) 特開 平6−20982(JP,A) 特開 平5−117088(JP,A) 特開 平4−168722(JP,A) 特開 平4−139721(JP,A) 特開 平3−129883(JP,A) 特開 平2−253622(JP,A) 特開 平1−132120(JP,A) 特開 昭62−257723(JP,A) 特開 昭62−95820(JP,A) 特開 昭60−176981(JP,A) 特開 昭57−72320(JP,A) 特開 昭50−126168(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/261 C30B 29/36 C30B 31/20 H01L 21/22 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshitake Nakata 4547-15, Tsuda, Oji, Hirakata City, Osaka Prefecture (72) Inventor Masanori Watanabe 4547-15, Tsuda, Oaza, Hirakata City, Osaka Aeon Co., Ltd. Examiner in the Institute of Engineering Akihiro Kunishima (56) References JP-A-57-111018 (JP, A) JP-A-52-70754 (JP, A) JP-A 8-264468 (JP, A) JP-A 8- 148443 (JP, A) JP-A-7-106267 (JP, A) JP-A-6-64914 (JP, A) JP-A-6-61261 (JP, A) JP-A-6-20982 (JP, A) JP-A-5-117088 (JP, A) JP-A-4-168722 (JP, A) JP-A-4-139721 (JP, A) JP-A-3-129883 (JP, A) JP-A-2-253622 (JP, A) JP-A-1-132120 (JP, A) JP-A Sho 62-257723 (JP, A) JP-A 62-95820 (JP, A) JP-A 60-176981 (JP, A) JP-A 57-72320 (JP, A) JP-A 50-126168 (JP, A) A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/261 C30B 29/36 C30B 31/20 H01L 21/22
Claims (4)
照射することにより前記炭化ケイ素中のケイ素の同位体
のうち所定の同位体をアクセプタ不純物またはドナー不
純物に変換することを特徴とする炭化ケイ素への不純物
ドーピング方法。1. A method according to claim 1, wherein a predetermined isotope of silicon isotopes in the silicon carbide is converted into an acceptor impurity or a donor impurity by irradiating the silicon carbide with gamma rays or neutron rays. Impurity doping method.
前記炭化ケイ素にレーザ光を同時に照射するこを特徴と
する請求項1記載の炭化ケイ素への不純物ドーピング方
法。2. The method of doping silicon carbide according to claim 1, wherein the silicon carbide is simultaneously irradiated with a laser beam during the irradiation of the gamma rays or neutron rays.
に前記炭化ケイ素にアニール処理を施すことを特徴とす
る請求項1記載の炭化ケイ素への不純物ドーピング方
法。3. The method of doping silicon carbide according to claim 1, wherein the silicon carbide is annealed after the irradiation with the gamma rays or neutron rays.
質量分離により選択された正または負イオンと炭素の負
または正イオンとを同一の基板上に照射することにより
前記基板上に炭化ケイ素を形成し、前記基板上の前記炭
化ケイ素にガンマ線または中性子線を照射することによ
り前記炭化ケイ素中のケイ素の同位体のうち所定の同位
体をアクセプタ不純物またはドナー不純物に変換するこ
とを特徴とする炭化ケイ素への不純物ドーピング方法。4. Irradiating a positive or negative ion selected from a positive or negative ion of a silicon isotope by mass separation and a negative or positive ion of carbon onto the same substrate to form silicon carbide on the substrate. Forming, by irradiating the silicon carbide on the substrate with a gamma ray or a neutron beam, a predetermined isotope of silicon isotopes in the silicon carbide into an acceptor impurity or a donor impurity. Method of doping silicon with impurities.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27344594A JP3312150B2 (en) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | Method of doping impurities into silicon carbide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27344594A JP3312150B2 (en) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | Method of doping impurities into silicon carbide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08139048A JPH08139048A (en) | 1996-05-31 |
| JP3312150B2 true JP3312150B2 (en) | 2002-08-05 |
Family
ID=17528015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27344594A Expired - Lifetime JP3312150B2 (en) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | Method of doping impurities into silicon carbide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3312150B2 (en) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1131548C (en) | 1997-04-04 | 2003-12-17 | 松下电器产业株式会社 | Ohmic electrode forming method and semiconductor device |
| US6396080B2 (en) | 1999-05-18 | 2002-05-28 | Cree, Inc | Semi-insulating silicon carbide without vanadium domination |
| US6218680B1 (en) | 1999-05-18 | 2001-04-17 | Cree, Inc. | Semi-insulating silicon carbide without vanadium domination |
| JP3854072B2 (en) * | 2001-01-11 | 2006-12-06 | 独立行政法人科学技術振興機構 | Impurity doping method for semiconductor substrate and semiconductor substrate manufactured thereby |
| US6507046B2 (en) | 2001-05-11 | 2003-01-14 | Cree, Inc. | High-resistivity silicon carbide substrate for semiconductor devices with high break down voltage |
| KR20040046644A (en) * | 2002-11-28 | 2004-06-05 | 이형규 | Method for manufacturing compound semiconductor device using laser activation |
| JP2014082428A (en) * | 2012-10-18 | 2014-05-08 | Fuji Electric Co Ltd | Semiconductor device manufacturing method |
| CN111247626B (en) | 2017-12-21 | 2024-07-16 | 极光先进雷射株式会社 | Laser irradiation method and laser irradiation system |
| CN111247625B (en) | 2017-12-21 | 2024-03-08 | 极光先进雷射株式会社 | Laser irradiation system |
| JP7259829B2 (en) | 2020-11-12 | 2023-04-18 | 株式会社レゾナック | SiC epitaxial wafer |
-
1994
- 1994-11-08 JP JP27344594A patent/JP3312150B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08139048A (en) | 1996-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4544418A (en) | Process for high temperature surface reactions in semiconductor material | |
| Koyama | Cathodoluminescence study of SiO2 | |
| US5425860A (en) | Pulsed energy synthesis and doping of silicon carbide | |
| JP3312150B2 (en) | Method of doping impurities into silicon carbide | |
| CA2278578A1 (en) | Method and device for activating semiconductor impurities | |
| TWI801586B (en) | Method for controlling defect density in single crystal silicon substrate | |
| US5328855A (en) | Formation of semiconductor diamond | |
| EP1051743A1 (en) | Method of rapid thermal processing (rtp) of ion implanted silicon | |
| KR0175430B1 (en) | Manufacturing Method of Semiconductor Device | |
| JPH08148443A (en) | Method of ion implantation | |
| JP2001064094A (en) | Manufacturing method of semiconductor diamond | |
| RU2111575C1 (en) | Method of doping of semiconductor wafers | |
| JPH0376129A (en) | Manufacture of electronic device using boron nitride | |
| JP3854072B2 (en) | Impurity doping method for semiconductor substrate and semiconductor substrate manufactured thereby | |
| Schöner et al. | Ion implantation and diffusion in SiC | |
| US6204160B1 (en) | Method for making electrical contacts and junctions in silicon carbide | |
| JPH05206520A (en) | Method for manufacturing p-type II-VI compound semiconductor | |
| JPS5992997A (en) | Method for forming thin film using molecular beam epitaxial growth method | |
| Hallén et al. | Advances in Selective Doping of SiC Via Ion Implantation | |
| US3600236A (en) | Method of obtaining type conversion in cds | |
| JPH07277899A (en) | Production of diamond semiconductor | |
| Kim et al. | Neutron transmutation doped silicon detectors | |
| KR100329718B1 (en) | A DOPING METHOD OF GaN WAFER AND A DOPED GaN WAFER | |
| JP3345639B2 (en) | Annealing method | |
| JPS5850408B2 (en) | How to use hand-held equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |