発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、特許文献１には、水素雰囲気アニールに関する詳細な記載はない。また、特許文献２には、ドナー化率を上げる方法は記載されていない。ここで、ドナー化率とは、プロトンの照射量（ドーズ量）に対して、プロトンによってドナー化された領域の深さ方向の積分濃度の割合である。プロトン注入によるドナー化率を上げるためには、水素をより多くシリコン中に導入する必要があるが、プロトン注入のドーズ量を上げると結晶欠陥も増加してしまい特性劣化を引き起こす。また、高温熱処理で結晶欠陥を回復させるとドナーが消滅してしまう。このように、プロトン注入によるドナー生成において、結晶欠陥低減と、ドナー化率の向上を両立させることができなかった。 また、発明者らが鋭意研究を重ねた結果、プロトン注入の飛程（イオン注入によって注入されたイオンが最も高濃度に存在する位置の注入面からの距離）が、特許文献３にあるような１５μｍを超える場合、プロトンの注入面近傍および通過領域のディスオーダーの低減が十分ではないことが分かった。図１３は、プロトン注入の飛程Ｒｐが１５μｍ前後およびそれより深い場合のキャリア濃度分布を飛程ごとに比較した特性図である。図１３（ａ）には飛程Ｒｐが５０μｍである場合を示し、図１３（ｂ）には飛程Ｒｐが２０μｍである場合を示し、図１３（ｃ）には飛程Ｒｐが１５μｍである場合を示す。 図１３（ｃ）の飛程Ｒｐ＝１５μｍの場合、プロトンの注入面近傍（深さが０μｍ〜５μｍ）および通過領域のキャリア濃度は、シリコン基板の不純物濃度１×１０¹⁴（／ｃｍ³）よりも高くなっており、ディスオーダーは十分低減されている。一方、図１３（ｂ）の飛程Ｒｐ＝２０μｍおよび図１３（ａ）の飛程Ｒｐ＝５０μｍでは、プロトンの注入面近傍および通過領域のキャリア濃度が大きく低下しており、ディスオーダーが低減されていないことがわかる。このようにディスオーダーが残留する場合、素子の漏れ電流や導通損失が高くなってしまう。これによって、プロトン注入の飛程Ｒｐが１５μｍを超える場合、ディスオーダーを低減する新たな方法の検討が必要である。 この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、プロトン注入によるドナー生成において、結晶欠陥低減を図ることを目的とする。また、プロトン注入によるドナー生成において、ドナー化率の向上を図ることを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明にかかる半導体装置の製造方法によれば、プロトン注入によるドナー生成において、結晶欠陥を増やさずにシリコン基板に水素を導入することができ、結晶欠陥による特性劣化を引き起こさないという効果を奏する。また、本発明にかかる半導体装置の製造方法によれば、プロトン注入によるドナー生成において、ドナー化率を向上できるという効果を奏する。