[发明专利]激光退火方法及激光退火装置

权利要求书

1.一种激光退火方法，其特征在于，具有如下工序：

准备在一个表面的表层部注入有形成被激活后作为施主而发挥作用的复合缺陷的元素的硅晶片的工序；及

向所述硅晶片的注入有所述元素的表面即激光照射面照射690nm以上且950nm以下范围内的波长的脉冲激光束从而使所述元素激活的工序，

在使所述元素激活的工序中，向所述硅晶片照射脉冲宽度及脉冲能量密度满足所述激光照射面不会被熔融且从表面至深度40μm为止的范围中的至少一部分区域的所述元素被激活的条件的所述脉冲激光束。

2.根据权利要求1所述的激光退火方法，其特征在于，

将所述脉冲激光束的脉冲宽度设定为70μs以上且100μs以下，将脉冲能量密度设定为从表面至深度20μm为止的范围中的至少一部分区域的所述元素被激活且所述硅晶片的与所述激光照射面相反一侧的非照射面的最高达到温度不超过400℃的条件。

3.根据权利要求1所述的激光退火方法，其特征在于，

将所述脉冲激光束的脉冲宽度设定为140μs以上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的激光退火方法，其特征在于，

所述激光照射面上的所述脉冲激光束的光束截面呈沿一个方向较长的形状，所述光束截面的宽度为200μm以上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的激光退火方法，其特征在于，

所述脉冲激光束的振荡的占空比为5％以下。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的激光退火方法，其特征在于，

由所述脉冲激光束入射到所述激光照射面所引起的所述激光照射面的最高达到温度为1000℃以上且硅的熔点以下。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的激光退火方法，其特征在于，

在所述硅晶片的厚度方向的整个区域中添加有初期施主浓度的施主，

在使所述元素激活的工序中，将所述脉冲激光束的脉冲宽度及脉冲能量密度设定为如下条件后向所述硅晶片照射所述脉冲激光束，所述条件如下：消灭注入所述元素时所述元素所通过的区域即通过区域中产生的无序及在射程末端区域中产生的射程末端缺陷中的至少一方，从而使该区域的载流子密度至少恢复到注入所述元素之前的所述硅晶片的所述初期施主浓度。

8.一种激光退火装置，其特征在于，具有：

激光光源，输出690nm以上且950nm以下范围内的波长的脉冲激光束；

载物台，保持在一个表面的表层部注入有形成被激活后作为施主而发挥作用的复合缺陷的元素的硅晶片；

传播光学系统，使从所述激光光源输出的脉冲激光束传输至保持于所述载物台上的硅晶片；及

控制装置，控制所述激光光源，

所述传播光学系统将所述硅晶片的表面上的脉冲激光束的光束截面整形为宽度为200μm以上的沿一个方向较长的形状，

所述控制装置控制所述激光光源以使所述激光光源所输出的脉冲激光束的脉冲宽度成为70μs以上且100μs以下或140μs以上，且其功率成为满足使所述硅晶片的激光照射面的最高达到温度成为低于1414℃的条件的功率。

9.根据权利要求8所述的激光退火装置，其特征在于，

所述控制装置控制所述激光光源以使所述脉冲激光束的振荡的占空比成为5％以下。

10.根据权利要求8或9所述的激光退火装置，其特征在于，

还具有输入装置及输出装置，

在所述控制装置中存储有以所述硅晶片的表面不被熔融的条件向所述硅晶片照射所述脉冲激光束时所入射的所述脉冲激光束的脉冲宽度与注入到所述硅晶片中的元素被激活的深度范围之间的关系，

若从所述输入装置输入有需要激活的深度范围，则所述控制装置根据所输入的深度范围与所述关系来求出脉冲宽度的推荐范围，并将所述推荐范围输出给所述输出装置。