(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体集積デバイスのインピーダンスを、第１のドーパント濃度を有する第１の領域から前記第１の領域よりも低いドーパント濃度を有する直接隣接する第２の領域へのドーパントの制御された拡散によって反復的、選択的かつ正確にチューニングする方法であって、
前記第１の領域および前記第２の領域の各々の一部分にまたがる選択されたエリアへ、集束される加熱源を導くステップと、
前記集束される加熱源からの加熱パルスを前記選択されたエリアに印加するステップであって、前記加熱パルスが前記選択されたエリアを溶融して前記第１の領域から前記第２の領域へのドーパントの制御された拡散を可能にする、ステップと、
溶融した前記選択されたエリアを固化させるステップであって、固化した前記選択されたエリアがこの段階で前記第１の領域および前記第２の領域のドーパント濃度の中間にあるドーパント濃度を有する第３の領域になる、ステップと、
前記半導体集積デバイスのインピーダンスを測定して、前記インピーダンスが必要とされるものより高いか低いかを判定するステップと、
前記インピーダンスが必要とされるものよりも高い場合は、
前記集束される加熱源を前記第３の領域に隣接する第１の領域の一部分に導き、前記第１の領域の前記部分に加熱パルスを印加するステップであって、前記加熱パルスが前記第１の領域の前記部分を溶融し、さらに、隣接する前記第３の領域を溶融して、前記第１の領域の溶融した前記部分から、溶融した前記第３の領域への追加ドーパントの制御された拡散を可能にし、溶融した前記エリアを固化させる、ステップと、
前記インピーダンスが必要とされるものより低い場合は、
前記集束される加熱源を前記第３の領域に隣接する第２の領域の一部分に導き、前記第２の領域の前記部分に加熱パルスを印加するステップであって、前記加熱パルスが前記第２の領域の前記部分を溶融し、さらに、隣接する前記第３の領域を溶融して、前記第３の領域から前記第２の領域の溶融した前記部分へのドーパントの制御された拡散を可能にし、溶融した前記エリアを固化させる、ステップと
前記半導体集積デバイスの所望のインピーダンスが得られるまで反復的ステップを繰り返すステップと
を包含する、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記加熱パルスの各々の印加の後、前記半導体集積デバイスのインピーダンスが決定され、必要な場合には、いずれか１つの領域から他の領域へ拡散するドーパントの量をさらに正確に制御できるように、その後の加熱パルスの特性が前記その後の加熱パルスの印加の前に調整される、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、各加熱パルスの持続時間が１．０ピコ秒から１０マイクロ秒までの間である、方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法であって、各加熱パルスの持続時間が１．０フェムト秒から１．０ミリ秒までの間である、方法。
【請求項５】
請求項２に記載の方法であって、前記加熱パルスの特性は、
前記加熱パルスの持続時間と、
前記加熱パルスのパワーと、
前記加熱パルスのスポット直径と、
前記加熱パルスの印加の位置決めおよび角度と
を含む、方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、前記集束される加熱源がレーザおよび電子ビームを含むグループから選択される、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記半導体集積デバイスは、シリコン、ガリウム砒素、シリコン−ゲルマニウム、周期律表のIII−Ｖ族およびII−VI族から選ばれた化合物、並びに、IV−IV族合金を有する化合物を含むグループから選択される物質を有する基板を備える、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記ドーパントは、ホウ素、リン、アルミニウム、アンチモン、砒素、ガリウム、インジウム、リチウム、タリウムおよびビスマスを含むグループから選択される、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記加熱パルスのエネルギーが十分に低く前記半導体集積デバイスの上層を損傷することが回避される、方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、ドープされた領域がすべて同じ平面にあるように構成および配置されている、方法。
【請求項１１】
半導体コンポーネントの予め選択された領域の相対的ドーパントプロファイルを反復的に制御して変更する方法であって、前記半導体コンポーネントは、異なるドーパント濃度の２つの隣接するドープされた領域を備え、前記方法は、
ａ）異なるドーパント濃度を有する第１のドープされた領域および第２のドープされた領域の各々の一部分を含む予め選択されたエリアへチューニングサイクルを印加することであって、前記チューニングサイクルは、
ｉ）前記予め選択されたエリアを溶融し、前記予め選択されたエリアのドーパントプロファイルを変更するのに十分な予め定められたパルス持続期間の間、集束される加熱源から、予め定められた加熱パルスを導くことと、前記パルスに引き続いて、溶融した前記予め選択されたエリアを変更されたドーパントプロファイルで固化するのを可能にすることとを含む加熱／冷却処理のステップと、
ii）前記加熱／冷却処理に引き続く前記半導体コンポーネントの前記相対的ドーパントプロファイルを決定するステップと、
iii）予め定められた相対的ドーパントプロファイルと、前記ステップii）から得られた前記相対的ドーパントプロファイルを比較するステップとを含む、ことと、
ｂ）前記予め定められた相対的ドーパントプロファイルが達成されるまで、前記チューニングサイクルを１回またはさらなる付加回数だけ繰り返すことと
を含む、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記ステップiii）の比較結果に基づいて前記予め定められた相対的ドーパントプロファイルが達成されていないと判定される場合に、前記ステップｂ）において、前記予め定められた加熱パルスの１つまたはさらなる特性が前記予め定められた加熱パルスの印加の前に調整される、方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法であって、各加熱パルスの持続時間が１．０ピコ秒から１０マイクロ秒までの間である、方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の方法であって、各加熱パルスの持続時間が１．０フェムト秒から１．０ミリ秒までの間である、方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の方法であって、前記加熱パルスの特性は、
前記加熱パルスの持続時間と、
前記加熱パルスのパワーと、
前記加熱パルスのスポット直径と、
前記加熱パルスの印加の位置決めおよび角度と
を含む、方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載の方法であって、前記集束される加熱源がレーザおよび電子ビームを含むグループから選択される、方法。
【請求項１７】
請求項１１に記載の方法であって、前記半導体コンポーネントは、シリコン、ガリウム砒素、シリコン−ゲルマニウム、周期律表のIII−Ｖ族およびII−VI族から選ばれた化合物、並びに、IV−IV族合金を有する化合物を含むグループから選択される物質を有する基板を備える、方法。
【請求項１８】
請求項１１に記載の方法であって、ドーパントは、ホウ素、リン、アルミニウム、アンチモン、砒素、ガリウム、インジウム、リチウム、タリウムおよびビスマスを含むグループから選択される、方法。
【請求項１９】
請求項１１に記載の方法であって、前記第１のドープされた領域と前記第２のドープされた領域とが同じ水平面にあるように構成および配置されている、方法。
【請求項２０】
請求項１１に記載の方法であって、前記半導体コンポーネントの製造後に第１の加熱パルスの印加の前にイオン打ち込みステップが必要とされない、方法。
【請求項２１】
半導体コンポーネントのインピーダンスを反復的に制御して変更する方法であって、前記半導体コンポーネントは、異なるドーパント濃度の２つの隣接するドープされた領域を備え、前記方法は、
ａ）異なるドーパント濃度を有する第１のドープされた領域および第２のドープされた領域の各々の一部分を含む予め選択されたエリアへチューニングサイクルを印加することであって、前記チューニングサイクルは、
ｉ）前記予め選択されたエリアを溶融し、前記予め選択されたエリアのドーパントプロファイルを変更するのに十分な予め定められたパルス持続期間の間、集束される加熱源から、予め定められた加熱パルスを導くことと、前記パルスに引き続いて、溶融した前記予め選択されたエリアを変更されたドーパントプロファイルで固化するのを可能にすることとを含む加熱／冷却処理のステップと、
ii）前記加熱／冷却処理に引き続く前記半導体コンポーネントの前記インピーダンスを決定するステップと、
iii）予め定められたインピーダンスと、前記ステップii）から得られた前記インピーダンスを比較するステップとを含む、ことと、
ｂ）前記予め定められたインピーダンスが達成されるまで、前記チューニングサイクルを１回またはさらなる付加回数だけ繰り返すことと
を含む、方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であって、前記ステップiii）の比較結果に基づいて前記予め定められたインピーダンスが達成されていないと判定される場合に、前記ステップｂ）において、前記予め定められた加熱パルスの１つまたはさらなる特性が前記予め定められた加熱パルスの印加の前に調整される、方法。
【請求項２３】
請求項２１に記載の方法であって、各加熱パルスの持続時間が１．０ピコ秒から１０マイクロ秒までの間である、方法。
【請求項２４】
請求項２１に記載の方法であって、各加熱パルスの持続時間が１．０フェムト秒から１．０ミリ秒までの間である、方法。
【請求項２５】
請求項２２に記載の方法であって、前記加熱パルスの特性は、
前記加熱パルスの持続時間と、
前記加熱パルスのパワーと、
前記加熱パルスのスポット直径と、
前記加熱パルスの印加の位置決めおよび角度と
を含む、方法。
【請求項２６】
請求項２１に記載の方法であって、前記集束される加熱源がレーザおよび電子ビームを含むグループから選択される、方法。
【請求項２７】
請求項２１に記載の方法であって、前記半導体コンポーネントは、シリコン、ガリウム砒素、シリコン−ゲルマニウム、周期律表のIII−Ｖ族およびII−VI族から選ばれた化合物、並びに、IV−IV族合金を有する化合物を含むグループから選択される物質を有する基板を備える、方法。
【請求項２８】
請求項２１に記載の方法であって、ドーパントは、ホウ素、リン、アルミニウム、アンチモン、砒素、ガリウム、インジウム、リチウム、タリウムおよびビスマスを含むグループから選択される、方法。
【請求項２９】
請求項２１に記載の方法であって、前記第１のドープされた領域と前記第２のドープされた領域とが同じ水平面にあるように構成および配置されている、方法。
【請求項３０】
請求項２１に記載の方法であって、前記半導体コンポーネントの製造後に第１の加熱パルスの印加の前にイオン打ち込みステップが必要とされない、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は半導体集積デバイスの分野に関し、特に、集束される加熱源を用いて半導体集積デバイスのインピーダンスを反復的および選択的にチューニングする（すなわち、変更および変化させる）方法および装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、集束される加熱源、例えば、レーザの溶融作用によって１つ以上の隣接する高ドーパント濃度の領域からドーパントを制御しながら拡散させ低ドーパント濃度領域におけるドーパントプロファイル（dopant profile）を変更する（すなわち、ドーパント濃度を増加させる）ことにより、半導体集積デバイスのインピーダンスを選択的にチューニングする方法に関する。
【０００２】
半導体集積デバイスの分野におけるレーザの利用は、いわゆる当業者には公知であり、例えば、Raffle et al.に対する米国特許第４，６３６，４０４号、Chapman et al.に対する米国特許第５，０８７，５８９号、および、Raffle et al.に対する米国特許第４，５８５，４９０号などが知られている。しかしながら、この分野において、レーザは、主としていろいろなコンポーネントの間でリンクを形成し、大きなランダムアクセスメモリーおよび複雑なＶＬＳＩ回路において冗長性を用いて欠陥を回避し、そして、回路の再構成または修復を行うために用いられてきた。例えば、米国特許第４，６３６，４０４号は、レーザを用いて、回路で側方に分離されている金属コンポーネントの間のギャップに導電性の低抵抗の架橋を形成する。米国特許第５，０８７，５８９号は、回路にイオン打ち込みを行った後に選択的な垂直導電リンク領域を形成することを開示している。さらに、米国特許第５，５８５，４９０号は、垂直に分離された金属層において、レーザパルスにリンク点をさらして結合させ垂直リンクを形成する方法に関する。したがって、集積回路に関連した当業者によるレーザの利用は、主として導電性のリンクやパスを、以前は何も存在していなかったところに作り出すことに向けられている。米国特許第５，６１８，７４１号および日本国特開昭５９−２２９８３８号公報もまたレーザを利用した露光について記載している。
【０００３】
従来の技術は、金属コネクタの間に導電性のリンクを作り出すための高強度のレーザパルスを発生できるレーザの利用を開示している。高出力のレーザパルスの加熱作用で、金属線を分離している酸化シリコン（または他の絶縁体）に破断やひび割れが生じる。レーザパルスの加熱作用はさらに、コネクタの金属の一部を溶融させ、溶けた金属が絶縁体のひび割れやクラックにしみこんで２つのコネクタの間でリンクを形成する。したがって、上記の特許で開示された方法は強力な単一レーザパルスの印加を必要とする。この単一レーザパルスの印加後は、それ以上レーザパルスは印加されない。したがって、これらの特許は低抵抗のリンクの形成に、すなわちレーザで拡散できるリンクの形成にのみ関するものであり、与えられたデバイスにおいてインピーダンスを正確に変更することにはいかなる意味でも関わっていない。
【０００４】
しかし、レーザを用いて半導体集積デバイスのインピーダンスまたは抵抗を変化させることは当業者には公知である。この方法は、半導体集積デバイスのレーザトリミングと呼ばれることもあり、シリコンクロム（silicon chromide）、シリコンセシウム（cesium silicides）、窒化タンタル（tantalum nitride）或いはニクロム（nichrome）などの材料で製造される抵抗性の薄膜構造を有する半導体デバイスに対してよく行われる。必要なまたは所望の抵抗値を実現するために行われる半導体集積デバイスのトリミングは、この抵抗性の薄膜の一部をレーザで融除（すなわち、蒸発(evaporation)または焼き切り(burning off)）することによって達成される。言い換えると、レーザを用いて抵抗性の薄膜構造の一部を蒸発させ、残った抵抗性薄膜の量の変化によって半導体集積デバイスの抵抗値に変化が生じる。
【０００５】
この方法には、いくつかの欠点および問題がある。この方法の主な問題の１つは、レーザ融除後の抵抗性薄膜の最終的な抵抗値が、薄膜の材料、レーザ融除によって除去された（すなわち、蒸発した）物質の量、および融除された部分のパタンまたは形、に依存するということである。したがって、もし、大きな抵抗の変化が必要な場合は、大きな面積を融除する必要があるが、集積回路が非常に小さなスケールのものである場合、それは不可能であろう。このように、従来のレーザ融除法は、一般に、回路が設計され製作された後で必要になる抵抗またはインピーダンスの変更に関して柔軟性に欠けている。レーザ融除法の別の大きな問題点は、融除後のトリミングされたデバイスの抵抗値が一定にとどまっていないで、時間と共に変化するということである。この抵抗性薄膜の抵抗値の時間による変化は、抵抗のドリフトとも呼ばれることがあり、レーザで融除された部分の長期的な焼き鈍し効果による可能性がある。この長期的な焼き鈍し、または“エイジング”、効果は、薄膜微結晶のサイズがゆっくりと減少することから生じ、時間と共に薄膜の抵抗値をはっきりと増大させる可能性がある。この変化は、集積回路特性の時間による劣化を生じ、特性の小さな変化さえも許容されない分野においては極めて望ましくないものである。
【０００６】
レーザトリミングのもう１つの問題は、薄膜の融除（または、蒸発）自体がまわりの集積回路に損傷を生じる可能性があるということである。例えば、蒸発プロセスからの残余物質（すなわち、融除された或いは蒸発した物質）が回路の隣接コンポーネントに飛び散ってそれらを損傷する可能性がある。さらに、抵抗性薄膜の蒸発に必要なレーザ出力が、場合によって、隣接する回路エレメントに熱損傷を生じ、その結果その半導体集積デバイスに予期しない望ましくない機能不全を引き起こすかもしれない。
【０００７】
さらに、集積回路の標準的な製造プロセスには薄膜製造ステップが含まれていないことがある。したがって、抵抗性薄膜を製造するためには余分な蒸着ステップが必要になり、集積回路のコストと複雑さを増大させることになる。さらに、場合によっては、抵抗性薄膜を周囲の化学的な汚染から保護するために、レーザトリミングプロセスの後でパッシベーション層を回路に蒸着することが必要になる。この新たなステップは、製造プロセスの追加を必要とし、したがって、それに対応するコストの増加を生じる。
【０００８】
集積回路の抵抗器をトリミングするための公知の方法または従来のレーザ融除法のさらに別の大きな問題点は、この融除法をうまく実行するためには薄膜抵抗器自体のサイズが比較的大きい必要があるということである。実際、製造許容公差やその他の制約のために、薄膜のサイズはレーザによって実際に融除されるエリアよりもずっと大きくなければならない。レーザで融除されるエリアを囲むこの無駄なエリアは、集積回路のアーキテクチャーの効率を大きく低下させる。余分なシリコンのために不必要なコストがかかるというだけでなく、大きな寸法が制約になり、特に高周波集積回路エレメントにとっては重大な制約になる。小型化が半導体産業にとって非常に重要になり、メーカーとユーザーがますます小さな高密度のデバイスを要求するようになるにつれて、集積回路の抵抗をトリミングするためのレーザ融除法は、不可能ではないとしても、非経済的で非実際的なものになってくる。
【０００９】
最後に、集積された抵抗器の抵抗を変更するための公知のレーザ融除法のもう１つの問題点は、従来のレーザトリミング法は薄膜の抵抗値を増加させることしかできないということ、言い換えると、この方法は抵抗器の抵抗値を増加させるという一方向にしか働くことができないということである。公知のレーザ融除法は、集積された抵抗器の抵抗を下げることができず、したがって、もし、トリミングの過程でオーバートリミングが起こり、得られた抵抗値が要求される用途に対して高すぎる場合も、これを逆転させて抵抗を下げるようにトリミングする手段は何もない。したがって、ある回路のオーバートリミングは回路全体をスクラップにしてしまう。さらに、半導体集積デバイスのインピーダンスを変更するための、すなわち、増加または減少させるための、レーザその他の集束される加熱源の利用は、いわゆる当業者にはまだ知られていない。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、集束される加熱源、例えば、集束されるレーザビームを用いて、半導体集積デバイスのインピーダンスを反復的および選択的にチューニングする方法および装置を提供することである。
【００１１】
また、集束される加熱源を用いて半導体集積デバイスのインピーダンスを反復的、選択的にチューニングする方法および装置であって、その方法が半導体集積デバイスの一部の融除または蒸発を含まないことを特徴とする方法および装置を提供することも本発明の目的である。
【００１２】
本発明の他の目的は、集束される加熱源からの一連の加熱パルスの溶融作用により低ドーパント濃度エリアに隣接する高ドーパント濃度エリアからのドーパントの制御された拡散を誘発し、それにより低ドーパント濃度エリアのドーパント分布プロファイルを正確に変更することによって半導体集積デバイスのインピーダンス値をチューニングする方法を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、シリコン（silicon）、ガリウム砒素（gallium arsenide）、ＳｉＧｅ（シリコン−ゲルマニウム：Silicon-Germanium）、III−Ｖ族半導体化合物およびII−VI族半導体化合物を含む基板物質に製造される半導体集積デバイスのインピーダンス値を選択的にチューニングする方法を提供することである。
【００１４】
本発明のさらに他の目的は、半導体集積デバイスのインピーダンスを選択的に上向きチューニングおよび／または下向きチューニングする方法を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、低ドーパント濃度の領域によって分離された２つの高ドーパント濃度の領域を含み、この三つの領域が隣接している半導体集積デバイスをチューニングする方法を提供することである。
【００１６】
本発明のさらなる他の目的は、半導体集積デバイスの抵抗値をチューニングする方法であって、半導体集積デバイスの所望のまたは要求されるインピーダンス値に到達するように、加熱源を印加する毎に、加熱パルスの時間、加熱パルスの数、集束される加熱源の出力、集束される加熱源のスポット直径、集束される加熱源の位置および集束される加熱源の印加角度または配列を（必要に応じて）再調整できることを特徴とする方法を提供することである。
【００１７】
本発明のさらに他の目的は、従来のＣＭＯＳまたはバイポーラー製造プロセスによって製造される半導体集積デバイスの抵抗値を、製造ステップを追加することを必要とせずにチューニングする方法を提供することである。
【００１８】
本発明のまたさらに他の目的は、半導体集積デバイスの抵抗値をチューニングする方法であって、加熱パルスがデバイスの抵抗をチューニングするのに十分な出力を有しながらも、周りのデバイスのエレメントを損傷する可能性がなく、回路の時間的な安定性および信頼性を高めることを特徴とする方法を提供することである。
【００１９】
本発明のさらに他の目的は、半導体集積デバイスの抵抗値をチューニングする方法であって、半導体集積デバイスのサイズが従来のレーザトリミングに用いられる抵抗薄膜よりも小さいことを特徴とする方法を提供することである。
【００２０】
したがって、本発明は、一般的な形態によると、半導体集積デバイスのインピーダンスを、第１のドーパント濃度を有する第１の領域から前記第１の領域よりも低いドーパント濃度を有する直接隣接する第２の領域へのドーパントの制御された拡散によって反復的、選択的かつ正確にチューニングする方法であって、
前記第１の領域および前記第２の領域の各々の一部分にまたがる選択されたエリアへ集束される加熱源を導くステップと、
前記集束される加熱源からの加熱パルスをそれに印加し、前記加熱パルスが前記選択されたエリアを溶融して前記第１の領域から前記第２の領域へのドーパントの制御された拡散を可能にするステップと、
前記溶融した選択されたエリアを固化させて、前記固化した選択されたエリアが今度は前記第１の領域および前記第２の領域のドーパント濃度の中間にあるドーパント濃度を有する第３の領域になるステップと、
前記半導体デバイスのインピーダンスを測定して、前記インピーダンスが必要とされるものより高いか低いかを判定するステップとを備え、
前記インピーダンスが必要とされるものよりも高い場合は、
前記集束される加熱源を前記第３の領域に隣接する第１の領域の一部分に導き、それに加熱パルスを印加し、
そこで、前記加熱パルスが前記第１の領域の前記部分を溶融し、さらに、前記隣接する第３の領域を溶融して、前記第１の領域の前記溶融した部分から前記溶融した第３の領域への追加ドーパントの制御された拡散を可能にし、且つ、前記溶融したエリアを固化させ、
前記インピーダンスが必要とされるものより低い場合は、
前記集束される加熱源を前記第３の領域に隣接する第２の領域の一部分に導き、それに加熱パルスを印加し、
そこで、前記加熱パルスが前記第２の領域の前記部分を溶融し、さらに前記隣接する第３の領域を溶融して、前記第３の領域から前記第２の領域の前記溶融した部分へのドーパントの制御された拡散を可能にし、且つ、前記溶融したエリアを固化させ、そして、
前記半導体集積デバイスの所望のインピーダンスが得られるまで反復的ステップを繰り返すことを特徴とする方法を提供する。
本発明のある実施の形態によれば、半導体コンポーネントの予め選択された領域の相対的ドーパントプロファイルを反復的に制御して変更する方法であって、前記半導体コンポーネントは、異なるドーパント濃度の２つの隣接するドープされた領域を備え、前記方法は、
ａ）異なるドーパント濃度を有する第１のドープされた領域および第２のドープされた領域の各々の一部分を含む予め選択されたエリアへチューニングサイクルを印加するステップであって、前記チューニングサイクルは、
ｉ）予め定められたパルス持続期間が、前記予め選択されたエリアを溶融し、かつ、前記予め選択されたエリアの前記ドーパントプロファイルを変更するとともに前記パルスに引き続いて前記溶融され予め選択されたエリアを変更されたドーパントプロファイルで固化するのを可能にするのに十分となるように、集束される加熱源から、予め定められた加熱パルスを導く処理を備える加熱／冷却段階、
ii）前記加熱／冷却処理に引き続く前記半導体コンポーネントの前記相対的ドーパントプロファイルを規定する段階、および、
iii）予め定められた相対的ドーパントプロファイルで前記処理ii）から得られた前記相対的ドーパントプロファイルを比較する段階を備えるステップと、
ｂ）必要な場合には、前記予め定められた相対的ドーパントプロファイルが達成されるまで、前記チューニングサイクルを１回またはさらなる付加回数だけ繰り返すステップとを備えることを特徴とする方法が提供される。
本発明の他の形態によれば、半導体コンポーネントのインピーダンスを反復的に制御して変更する方法であって、前記半導体コンポーネントは、異なるドーパント濃度の２つの隣接するドープされた領域を備え、前記方法は、
ａ）異なるドーパント濃度を有する第１のドープされた領域および第２のドープされた領域の各々の一部分を含む予め選択されたエリアへチューニングサイクルを印加するステップであって、前記チューニングサイクルは、
ｉ）予め定められたパルス持続期間が、前記予め選択されたエリアを溶融し、かつ、前記予め選択されたエリアの前記ドーパントプロファイルを変更するとともに前記パルスに引き続いて前記溶融され予め選択されたエリアを変更されたドーパントプロファイルで固化するのを可能にするのに十分となるように、集束される加熱源から、予め定められた加熱パルスを導く処理を備える加熱／冷却処理の段階、
ii）前記加熱／冷却処理に引き続く前記半導体コンポーネントの前記インピーダンスを規定する段階、および、
iii）予め定められた相対的ドーパントプロファイルで前記処理ii）から得られた前記インピーダンスを比較する段階を備えるステップと、
ｂ）必要な場合には、前記予め定められたインピーダンスが達成されるまで、前記チューニングサイクルを１回またはさらなる付加回数だけ繰り返すステップとを備えることを特徴とする方法が提供される。
【００２１】
本発明の他の形態によると、第１のドープされた領域が第２および第３のドープされた領域を離隔して成る半導体集積デバイスのインピーダンスを前記第２および第３のドープされた領域から前記第１のドープされた領域へのドーパントの制御された拡散によって反復的かつ正確にチューニングする方法であって、
前記第１のドープされた領域の少なくとも一部分と前記第２および第３のドープされた領域の各々の少なくとも一部分を含む選択されたエリアに集束される加熱源を導くステップと、
前記選択されたエリアに少なくとも１つの加熱パルスを印加し、前記加熱パルスの各々によって前記第１のドープされた領域の前記部分と前記第２および第３のドープされた領域の各々の前記部分を溶融するステップと、
前記単数または複数の加熱パルスの各引き続く印加の間に前記溶融した部分を固化させるステップとを備え、前記溶融および固化の各サイクルが前記第２および第３のドープされた領域の前記部分から前記第１のドープされた領域の前記部分へのドーパントの制御された拡散を可能にしていることを特徴とする方法が提供される。
【００２２】
本発明のある実施の形態によると、半導体集積デバイスのインピーダンスを、あるドーパント濃度（すなわち、高い濃度）を有する１つ以上のエリアから１つ以上のもっと低濃度のエリアへのドーパントの制御された拡散を引き起こす一連の連続ステップによってチューニング（すなわち、変更、変化、調整、増加、減少等）する方法が提供される。インピーダンスという表現は抵抗と容量の両方を含み、半導体集積デバイスのインピーダンスを変更するということは半導体集積デバイスの抵抗および／または容量を変更することであると理解される。制御された拡散という表現は、集束されるエネルギーが注意深く、計算され、測定されて半導体集積デバイスに印加され、その結果、制御されたおよび／または決定可能な量のドーパントがあるエリアからドーパント濃度がもっと低い隣接するエリアへ拡散され、２つの隣接エリアの間の（相対）ドーパント濃度に、そして結果としてインピーダンスに、変化が生じるということを意味するものと理解される。制御された拡散は、高出力レーザからの無差別パルス（すなわち、爆発的エネルギー）の印加から生じる最大の拡散と対置（すなわち、区別）される。したがって、本発明の制御された拡散は、従来の技術が開示している方法で最大の拡散から区別される。したがって、本発明は、半導体集積デバイスのインピーダンスを、前記半導体集積デバイスの２つ（以上）の隣接エリアの相対ドーパント濃度に変化を生じさせることによって変更する方法を教示するものであり、この相対ドーパント濃度の変化はいくつかの引き続く反復的ステップによって遂行され、その各ステップは高いドーパント濃度の１つ以上のエリアから低いドーパント濃度の１つ以上のエリアへのドーパントの制御された拡散を生じさせる。半導体集積デバイスの１つ以上のエリアの局所ドーパント濃度をこのようにして選択的に変更することができる。
【００２３】
本発明のある実施の形態によると、半導体デバイスをチューニングすることができるが、この表現（チューニングされるまたはチューニング）は半導体集積デバイスのインピーダンスを、増加であれ減少であれ、変更、調整、変化させることができるということを意味するものと理解される。さらに、チューニングの他に、本発明はまた半導体集積デバイスの微細チューニングを必要とすることがあるが、これはインピーダンスがいったん粗くチューニングされた後に微細にチューニングされる（すなわち、微細にまたは高精度で、調整される）ことを意味するものと理解される。微細チューニングは、この方法におけるはっきりした一連のステップが関わることも、単に正規のプロセスにおける１つの付加ステップに過ぎないこともある。本発明の一般的な形態によると、ここで開示される方法は、半導体集積デバイスが製造された後、前記第１回目の加熱パルスの印加の前にイオン打ち込みステップを必要としない。
【００２４】
本発明のある実施の形態によると、半導体集積デバイスのチューニングは反復的に、すなわち、反復技法または方法を用いて、遂行される。ここで、反復的にまたは反復技法という表現は、継起する一連の操作が順次望ましい結果により近くなる結果を生むようなプロセス、活動または手順を意味するものと理解される。したがって、本発明の個々の実施の形態の目的は反復技法によって遂行され、集束される加熱源からの引き続くパルス（すなわち、１つ以上のパルス）の印加によって半導体集積デバイスの与えられた部分に必要なまたは望まれるドーパントプロファイルにますます近くなるドーパントプロファイルが順次得られる。例えば、第１回目のレーザ印加で必要なインピーダンス変化の８０％が生じ、第２回目のレーザ印加で必要なインピーダンス変化の９１％が生じ、第３回目のレーザ印加で必要なインピーダンス変化の９８％が生じ、第４回目のレーザ印加で必要なインピーダンス変化の１００％が生じることもある。しかし、必要なまたは所望のインピーダンス変化を達成するためにもっと多い回数のまたは少ない回数のレーザ印加が必要とされるのは言うまでもなく、また、必要なインピーダンス変化が１回か２回という少ない回数のレーザ印加で達成されることがあるということも理解されるであろう。
【００２５】
本発明の一般的な実施の形態によると、半導体集積デバイスはいくつかのコンポーネントを含む。この中にはドーパント、例えばｎ型またはｐ型ドーパント、がドープされたエリアが含まれる。デバイスのいろいろなエリアのドーパント濃度は、その用途および応用によって異なり、例えば、与えられたドーパント濃度のエリアがあり、それに隣接してもっと高いまたはもっと低いドーパント濃度のエリアがある。したがって、ある実施の形態によると、あるドーパント濃度の第１のエリアと、それに隣接する（相対的に）低いドーパント濃度の第２のエリアがある。理解されるように、第１および第２のエリアのドーパント濃度の差は、各エリアの物理的および電気的な性質が異なるために十分なものであり、例えば、一方は電流を導くのに他方は導電性がない、或いは電流を導く相対的な能力に差がある。したがって、本発明は、半導体集積デバイスの隣接するエリアの相対的導電能力を前記エリアの相対的ドーパント濃度を変えることによって変化させる方法に向けられている。
【００２６】
本発明のある特定の実施の形態によると、第１のドープされたエリアともっと低いドーパント濃度を有する第２のドープされたエリアの間の相対的ドーパント濃度を変化させるために次のような反復的ステップが実行される。すなわち、集束される加熱源が選択されたエリアを標的にして向けられ、この選択されたエリアは第１のドープされたエリアの一部分、および第２のドープされたエリアの一部分、または全部を含む、すなわち、選択されたエリアは第１および第２のドープされたエリアの間の境界にまたがっている。理解されるように、この選択されたエリアは一般に丸く、第１および第２のドープされたエリアの間の境界に一様にまたがることも、そうでないこともある。選択されたエリアが標的に定められると、この選択されたエリアに集束される加熱源から第１回目の（加熱）パルスが印加され、この加熱パルスによって選択されたエリアが溶融する。理解されるであろうが、第１のドープされたエリアの部分および第２のドープされたエリアの部分で選択されたエリアの外側にある部分も加熱パルスの印加によって溶融することがある。
【００２７】
第１回目の加熱パルスが印加されると、選択されたエリアが溶融される、すなわち、固体状態から液体状態に変えられる。選択されたエリアが溶融している時間は非常に短くても良い、すなわち、１０フェムト秒〜１０マイクロ秒というオーダーの時間であってもよい。しかし、選択されたエリアが溶融しているこの非常に短い時間は、第１のエリアからもっと低いドーパント濃度の第２のエリアにドーパントが拡散（すなわち、移動）するのを許すのに十分である。高いドーパント濃度のエリアから低いドーパント濃度のエリアへのドーパントの拡散は周知の原理に従って起こる。したがって、（制御された）拡散は非常に速やかに起こり、選択されたエリアが溶融している短い時間の間にも、低いドーパント濃度のエリアのドーパント濃度に認められるほどの変化を生じるのに十分なドーパントが拡散する。
【００２８】
上述のように、溶融したエリアが液体にとどまるのはほんの短い時間、すなわち、実質的に加熱パルスが印加されている時間と同じ長さの時間である。したがって、溶融した選択されたエリアが固化したときには、選択されたエリアのドーパントプロファイルは変化しており、第１のエリアのドーパント濃度ともっと低いドーパント濃度の第２のエリアのドーパント濃度の中間の濃度になっているであろう。
【００２９】
前述のステップが遂行されると、反復的なプロセスのその後のステップを行うことができる。例えば、次のステップは、第１回目の加熱パルスの印加の結果達成された半導体集積デバイスの新しいインピーダンスの決定、すなわち、テストを含むものになる。このテストは公知のまたは所望のどんな方法に従って行ってもよく、その結果は必要なまたは所望の最終結果と比較される。
【００３０】
以前の反復的ステップの結果として到達した半導体集積デバイスのインピーダンス値により、また必要なまたは所望の最終インピーダンスにより、この方法の次の反復的ステップを行うことが必要になる。例えば、インピーダンスが十分に減少していない場合、インピーダンスをさらに減少させるために、集束される加熱源が選択されたエリアにさらに印加される。すなわち、次の（すなわち、第２回目の）集束される加熱源の印加によって、半導体集積デバイスの選択されたエリア（の全部、または一部）がさらに溶融され、上述のように、第１のエリアからもっと低いドーパント濃度の第２のエリアへのドーパントのさらなる拡散を生じる。
【００３１】
溶融されたエリアがもう一度固化すると、反復的プロセスの次のステップは、得られたインピーダンスの再テスト、およびこの得られたインピーダンスと必要な所望の結果との比較である。得られたインピーダンスがまだ必要なまたは所望の値になっていない場合、上で述べたと同様なプロセスで次の反復ステップが実行される。
【００３２】
理解されるように、本発明のある実施の形態によると、反復的プロセスは、その最も一般的な形では、半導体集積デバイスの２つ（以上）の隣接し当接するエリアの相対的ドーパント濃度に変化を生じさせる加熱パルスの印加、前記加熱パルスの印加で得られるインピーダンスのテスト、そして、もし必要または望むなら、このステップ１および２の繰り返しを含む。さらに理解されるように、加熱パルスの印加の後で到達したインピーダンスの決定の後に、それ以後の単数または複数の加熱パルスの特性の一部または全部を変更すなわち調整することができる。変更できる加熱パルスの特性はいろいろであり、次の加熱パルスの印加でインピーダンスの変化をさらにどれほど達成する必要があるかによる。したがって、例えば、１回の加熱パルスの印加後にインピーダンスが必要な結果の相当大きなパーセンテージに達したと判定された場合、次の集束される加熱パルスの特性を変えて、一例として、集束される加熱パルスの出力を減らすこともできる。さらに別の例として、加熱パルスの印加の長さを減らすこともできるし、加熱パルスのビームの直径を小さくすることもできるが、全てインピーダンスを必要とされている結果に近づくように行われる。さらに、加熱源を印加する場所をずらす（すなわち、別の選択されたエリアを用いる）こともできるし、さらに、加熱源を印加する角度を変える、すなわち、角度９０°の印加から変えることもできる。さらに、異なる加熱源を用いることもできる。変更された加熱パルスの印加後、半導体集積デバイスをさらにテストして、例えば、必要なまたは所望のインピーダンス変化の実質的に全部が達成されたと判断された場合、加熱パルスの特性をさらに変更することができる、すなわち、加熱パルスの出力を再びさらに減少させる、加熱パルスの印加の時間もさらに減らす、など。しかし、以後の加熱パルスの特性をその後の印加について増加させることもできる、すなわち、加熱パルスの出力の一部または全部、印加の長さ、スポット直径等を増加させることもできる。言い換えると、印加される加熱パルスは、すべてが同一でなくても良いが、インピーダンスが反復的に所望の最終値に近づけられるにつれて、集束される加熱源の特性は減少、または、低下するということが予見される。
【００３３】
本発明のある実施の形態によると、例えば、２つの高ドーパント濃度のエリアが低いドーパント濃度のエリアによって分離されて成る形態および配置の半導体集積デバイスが提供される。したがって、低いドーパント濃度のエリアが高いドーパント濃度の２つのエリアの間で絶縁体として働く。この形態では、低いドーパント濃度のエリアのドーパント濃度は十分に低く、そこを何も電流が流れないか、または極めて少量の電流しか流れないようなものである。或いは、２つの高ドーパント濃度のエリアが低ドーパント濃度のエリアによって隔てられ、この低ドーパント濃度のエリアがある程度の（すなわち、最小の）電流がそこを流れることを可能にしていてもよい。２つの高ドーパント濃度のエリアの間に配置された低ドーパント濃度のエリアである程度の電流が流れるためには、この三つのエリアのドーパントのタイプが同一であることが、すなわち、すべてｎ型、または、すべてｐ型であることが必要なのは言うまでもない。この実施例によると、本発明の方法を用いてそのドーパント濃度を変更することができ、したがって、半導体集積デバイスの何らかの部分に予め存在するインピーダンスを増加または減少させることができる。したがって、本発明のある実施の形態によると、本発明の方法を用いて半導体集積デバイスのインピーダンスを変更して、（何も電流が流れないのではなく）ある程度の電流が流れることができるようにすることができる。また、この実施の形態の方法は、もっと少しの電流しか流れ屡ことができないようにインピーダンスを変更することを可能にする。さらに、この方法は、何も（または、ほとんど何も）電流が（すなわち、何もそれ以上の電流が）流れることができないように、インピーダンスを変更することを可能にする。
【００３４】
弱く（すなわち、低濃度に）ドープされた領域で用いられるドーパント（単数または複数）のタイプは、強く（すなわち、高濃度に）ドープされた領域で用いられるドーパントのタイプと同じでなくてもよい。例えば、強くドープされた領域がｐ型ドーパントを用いている場合、弱くドープされた領域はｐ型またはｎ型のいずれであってもよく、逆も真である。弱くドープされた領域と強くドープされた領域が各々同じタイプのドーパントでドープされている場合、非常に低いドーパント濃度で、弱くドープされた領域はある程度の（すなわち、最小の）量の電流を流すことができることは言うまでもない。しかし、半導体集積デバイスはまた、あるタイプのドーパント（すなわち、ｎ型ドーパント）でドープされた強くドープされた領域を含み、弱くドープされた領域は異なるタイプのドーパント（すなわち、ｐ型ドーパント）でドープされることがあるということは言うまでもない。この実施の形態によると、高いドーパント濃度のエリア（単数または複数）から低いドーパント濃度のエリアへ拡散するドーパントの量が十分に多く、弱くドープされたエリアにおける異なるタイプのドーパントの存在に対抗して、弱くドープされたエリアを通って電流が流れるようにすることができる。高および低濃度のエリアにおけるドーパントの濃度レベルは相当にばらつきがある。例えば、ドーパント濃度は、１ｃｍ3あたり１０12から１０20個原子まで変動する。弱くドープされたエリアのドーパント濃度の範囲は、例えば、１ｃｍ3あたり１０12から１０16個原子までの間であり、高ドーパント濃度のエリアのドーパント濃度は、例えば、１ｃｍ3あたり１０16から１０20個原子までの間である。弱くドープされた領域と強くドープされた領域という用語は、第２のドープされた領域よりもドーパント濃度がほんの少し高い第１のドープされた領域を排除することを意図していないことは理解されるであろう。本発明にしたがって用いられるドーパントは、ホウ素（boron）、リン（phosphorus）、アルミニウム（aluminium）、アンチモン（antimony）、砒素（arsenic）、ガリウム（gallium）、インジウム（indium）、リチウム（lithium）、タリウム（thallium）およびビスマス（bismuth）を備えるグループから選択される。ドーパントは、シリコン（silicon）、ガリウム砒素（gallium arsenide）、シリコン−ゲルマニウム（silicon-germanium）、周期律表のIII−Ｖ族およびII−VI族から選ばれた化合物、並びに、IV−IV族合金を有する化合物を備えるグループから選択される材料から成る基質にドープされる。
【００３５】
本発明にしたがって用いられる集束される加熱源は、レーザおよび電子ビームを備えるグループから選択される。さらに、前記集束される加熱源の加熱パルスのエネルギーは十分低く、半導体集積デバイスの損傷を回避することができる。
【００３６】
本発明の他の実施の形態によると、半導体集積デバイスのインピーダンスを、第１のドーパント濃度を有する第１の領域から前記第１の領域よりも低いドーパント濃度を有する直接隣接する第２の領域へのドーパントの制御された拡散によって反復的、選択的かつ正確にチューニングする方法であって、
前記第１の領域および前記第２の領域の各々の一部分にまたがる選択されたエリアへ集束される加熱源を導くステップと、
前記集束される加熱源からの加熱パルスをそれに印加し、前記加熱パルスが前記選択されたエリアを溶融して前記第１の領域から前記第２の領域へのドーパントの制御された拡散を可能にするステップと、
前記溶融した選択されたエリアを固化させて、前記固化した選択されたエリアが今度は前記第１の領域および前記第２の領域のドーパント濃度の中間にあるドーパント濃度を有する第３の領域になるステップと、
前記半導体デバイスのインピーダンスを測定して、前記インピーダンスが必要とされるものより高いか低いかを判定するステップとを備え、
前記インピーダンスが必要とされるものよりも高い場合は、
−前記集束される加熱源を前記第３の領域に隣接する第１の領域の一部分に導き、それに加熱パルスを印加し、前記加熱パルスが前記第１の領域の前記部分を溶融し、さらに、前記隣接する第３の領域を溶融して、前記第１の領域の前記溶融した部分から前記溶融した第３の領域への追加ドーパントの制御された拡散を可能にするステップと、
−前記溶融したエリアを固化させるステップと、
−前記半導体集積デバイスの所望のインピーダンスが得られるまで反復的ステップを繰り返すステップとを備え、
前記インピーダンスが必要とされるものより低い場合は、
−前記集束される加熱源を前記第３の領域に隣接する第２の領域の一部分に導き、それに加熱パルスを印加し、前記加熱パルスが前記第２の領域の前記部分を溶融し、さらに前記隣接する第３の領域を溶融して、前記第３の領域から前記第２の領域の前記溶融した部分へのドーパントの制御された拡散を可能にするステップと、
−前記溶融したエリアを固化させるステップと、
−前記半導体集積デバイスの所望のインピーダンスが得られるまで反復的ステップを繰り返すステップとを備える方法が提供される。
【００３７】
本発明の他の実施の形態によると半導体集積デバイスのインピーダンスを選択的に上向きまたは下向きにチューニングする方法が提供される。例えば、第１および第２のドープされた領域が第３のドープされた領域によって隔てられて成る半導体集積デバイスにおいて、第３の領域は第１或いは第２のドープされた領域よりも低いドーパント濃度を有し、上述のような反復的ステップによって前記第３のドープされた領域のドーパント濃度に変化を引き起こすことができる。しかし、この第３のドープされた領域のドーパント濃度が必要とされていた値でないと決定された（すなわち、測定された）場合、すなわち、今度は高すぎる、１つ以上の多すぎる反復ステップが用いられたと決定された場合、これらの領域にわたるドーパントプロファイルは使用できない可能性がある。通常、前記第３の領域へのドーパントの多すぎる拡散は問題があるが、しかし、本発明のこの他の実施の形態によると、前記第３のドープされた領域のドーパント濃度を選択的に変更すなわち下げることができる。これは、集束される加熱源を第３のドープされた領域とそれに隣接するもっと低いドーパント濃度を有する領域の全部または一部にまたがる選択されたエリアに向け、加熱パルスをそれに印加することによって遂行される。したがって、加熱パルスは、第３のドープされた領域とそれに隣接するもっと低いドーパント濃度を有する領域の全部または一部を溶融させる。したがって、この溶融は、前記第３の領域から前記もっと低いドーパント濃度を有する領域へのドーパントの拡散を引き起こす。ドーパントの拡散は、したがって、前記第３の領域のドーパント濃度を下げるのに十分であり、それによって第１、第２、および第３の領域にわたって必要なドーパントプロファイルが達成される。この追加の反復ステップは、第３の領域で適切なドーパント濃度を達成するために何回でも行うことができる。理解されるように、この新たな実施の形態はしたがって、誤りを修正または矯正することを可能にすることによって、半導体集積デバイスのドーパント濃度の変更においてより大きな柔軟性を可能にするものである。
【００３８】
本発明のさらに他の実施の形態によると、制御された選択的な反復的チューニングに適したチューニング可能な半導体集積デバイスであって、
第１のドープされた領域と、
第２のドープされた領域と、
前記第１または第２のドープされた領域のいずれのドーパント濃度よりも小さいドーパント濃度を有し、前記第３の領域が前記第１のドープされた領域および前記第２のドープされた領域の各々に隣接するように構成および配置された第３の領域と、
前記第１のドープされた領域および前記第２のドープされた領域の各々の少なくとも１つが前記第３の領域に突出して配置された突起とを備える半導体集積デバイスが提供される。
【００３９】
本発明のさらに他の実施の形態によると、制御された選択的な反復的チューニングに適したチューニング可能な半導体集積デバイスであって、
第１および第２の主チューニングアームであって、該第１および第２の主チューニングアームのいずれのドーパント濃度よりも低いドーパント濃度の領域によって離隔されている前記第１および第２の主チューニングアームと、
第３および第４の二次チューニングアームであって、該第３および第４の二次チューニングアームのいずれのドーパント濃度よりも低いドーパント濃度の領域によって離隔されている前記第３および第４の二次チューニングアームとを備え、
前記第３の二次チューニングアームは前記第１の主チューニングアームに結合するように構成および配置され、前記第４の二次チューニングアームは前記第２の主チューニングアームに結合するように構成および配置されている半導体集積デバイスが提供される。
【００４０】
以下の発明は、図面を参照した以下の詳細な記載からより理解されるであろう。
【００４１】
図１は、本発明の一実施例に係る方法のあるステップを示すチューニング可能な半導体集積デバイスの断面図である。チューニング可能な半導体集積デバイス１はいろいろな層を含み、例えば基板２を含む。この基板２は、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、シリコン−ゲルメニウム、または、周期律表のIII−Ｖ族やII−VI族からの元素、或いは、IV−IV族合金を含む化合物を備えるグループから選択された他の適当な半導体などの半導体物質を含む。チューニング可能な半導体集積デバイスは、図１で強くドープされた領域３および４として示される２つ以上の強くドープされた領域を含む。理解されるように、強くドープされた領域３および４は、十分な濃度のｎ型またはｐ型のドーパントのどちらかで強くドープされ、必要なまたは所望のプロファイルで、前記強くドープされた領域３および４が導電性をもつようになっている。例えば、ドーパントはリンであって、濃度は１ｃｍ3あたり１０16から１０20個原子の間のオーダーである。この強くドープされた領域の厚さは、例えば０．２５マイクロメーターであるが、与えられた製造プロセスの条件によってそれより大きいことも小さいこともある。さらに、強くドープされた領域の構成と配置も与えられた製造プロセスの条件による。
【００４２】
チューニング可能な半導体集積デバイスは、さらに、強くドープされた領域３および４の中間に配置された弱くドープされた領域５を含む。弱くドープされた領域５は、強くドープされた領域３および４と同じドーパントでドープされていても、また、隣接する強くドープされた領域３および４に存在するものと異なるドーパントでドープされていることもある。弱くドープされた領域５は、強くドープされた領域３および４と隣接し、それに当接するように配置されている。弱くドープされた領域５におけるドーパントのタイプおよび濃度は、本発明の方法のステップを適用する前には強くドープされた領域３と４の間で何も電流が流れないようなもの、すなわち、弱くドープされた領域の電気抵抗が十分に高く、（全部ではないとしても大部分の）電流が強くドープされた領域３と４の間で流れるのが妨げられるようなものである。理解されるように、弱くドープされた領域のドーパントのタイプが強くドープされた領域のドーパントのタイプと異なる場合、デバイスは極性が反対になった２つのダイオードと同等であり、これは電流が流れることを許さない。また、領域３および４でも、領域５におけると同様に同じタイプのドーパントが用いられている場合、弱くドープされた領域５におけるドーパントの濃度レベルが、ある程度の電流が強くドープされた領域３と４の間で流れることができるようなものである、すなわち、弱くドープされた領域５の電気抵抗がそこを流れる電流をすべてストップするほど高くないということがある。この実施の形態によると、この方法のステップを用いて弱くドープされた領域の抵抗を必要に応じて変更、すなわち、下げたり上げたりすることができる。図１に示される形では、半導体集積デバイスは、窒化シリコンＳｉ3Ｎ4などのパッシベーション層（passivation layer）７を含むものとして示されている。さらに、デバイスはまた、二酸化シリコンＳｉＯ2などの酸化物層６を含むものとして示されている。
【００４３】
さらに、図１に示されるように、矢印８は半導体デバイス１への集束される加熱源パルスの印加方向を示す。理解されるであろうが、集束される加熱源は（図示しない）半導体集積デバイス１の上方に配置され、パルス８をデバイス１に印加する。理解されるように、パルス８およびデバイス１の寸法は、同じスケールではない。
【００４４】
図２に示されるように、弱くドープされた領域５は、強くドープされた領域３と４のほぼ中間に、それらを隔てるように配置されている。弱くドープされた領域５は、強くドープされた領域３と４を隔てる別の領域（それ自身のドーパント濃度とその他の特性を有する）であっても、或いは、単に基板２の一部であってもよい。さらに、弱くドープされた領域５は、強くドープされた領域３と４の境界エッジ１５と１７がそれぞれ弱くドープされた領域５に直接接触するように構成および配置される。境界エッジ１５と１７は直線で、すなわち、１つの平面内に存在するように示されているが、前記境界エッジ１５と１７は曲線、或いは、傾斜等であってもよいことは言うまでもない。強くドープされた領域３と４の構成と配置、および、弱くドープされた領域５の構成と配置は、いくつかの異なる幾何形状を含む。例えば、図２は、強くドープされた領域３と４が各々が尖ったチップの形状を有し、各チップの細い先端１９と２１がそれぞれ他方のチップに向いている。しかしながら、強くドープされた領域３と４の構成と配置、および、弱くドープされた領域５の構成と配置は、強くドープされた領域３と４から弱くドープされた領域５へ移動するドーパントをより良くコントロールできるようなものでなければならないので、領域３，４および５のそれぞれの形状は、別にいくつもの異なる形態があり得る。領域３，４および５のそれぞれの形状は、また、強くドープされた領域３と４の間のインピーダンスの変化をより良く制御できるように選ばれる。
【００４５】
図３に目を向けると、図３には図１および図２に示されるようなチューニング可能な半導体集積デバイス１の断面図が示されている。集束される加熱パルス８（図１に示されている）が、弱くドープされた領域５の一部および強くドープされた領域３と４の隣接する部分、それぞれ１９と２１（点線で示されている），を溶融させている。溶融したエリアは溶融プール１０と呼ばれる。図３に示される実施例では、強くドープされた領域３と４の一部分が溶融プール１０に含まれることが示される。加熱パルス８（図１に示される）の印加後に溶融する強くドープされた領域３と４の範囲は、加熱パルスの特性、すなわち、パルスの出力、パルスの印加時間、パルスの直径等に依存する。例えば、加熱パルスの直径が強くドープされた領域３と４の一方または両方の一部を含むことも、或いは、集束される加熱源の直径は弱くドープされた領域５を十分包含するだけの広さしかないこともある。溶融プール１０が長い時間溶融しているほど、強くドープされた領域３と４から弱くドープされた領域５へのドーパントの拡散も大きくなる。しかし、強くドープされた領域３と４から弱くドープされた領域５へ拡散するドーパントの量は、また、強くドープされた領域３と４のどれだけ多くが集束される加熱源８に捕らえられるかにもよる、すなわち、もし、強くドープされた領域３および／または４の大きな部分が溶融する場合、より多くのドーパントが拡散し、小さな部分しか溶融しない場合、少ないドーパントしか拡散しない。溶融プール１０が溶融している時間の長さによるが、強くドープされた領域３から強くドープされた領域４へ溶融プール１０を横切るドーパントプロファイルは一様でないであろう。
【００４６】
図４に目を向けると、図４には図３に示された溶融プール１０が固化した後のチューニング可能な半導体集積デバイス１の平面図が示される。理解されるように、（図３の）溶融プール１０は今では領域３０に変換しており、この領域３０は中間のドーパント濃度を有する。すなわち、そのドーパント濃度は、強くドープされた領域３と４のドーパント濃度と弱くドープされた領域５のドーパント濃度の中間である。理解されるように、溶融プール１０が溶融していた時間の間に、強くドープされた領域３と強くドープされた領域４からある程度の量のドーパントが弱くドープされた領域５へ拡散することができたので、この溶融プール１０が固化した後、中間の領域３０は、強くドープされた領域３、強くドープされた領域４、または弱くドープされた領域５のどれとも異なるドーパント濃度を有するようになっている。見られるように、中間のドープされた領域３０は形がほぼ円形であり、それは集束される加熱源が印加された図２の選択されたエリアの形をほぼ反映している。
【００４７】
図５に目を向けると、図５には本発明のある実施の形態に係わる方法のさらに別のステップを示す図４のチューニング可能な半導体集積デバイスの平面図が示される。見られるように、中間のドープされた領域３０に別の選択されたエリア１３が重なっており、この選択されたエリア１３に、図１に示されるような集束される加熱源８がさらに印加される。理解されるように、集束される加熱源８の印加によって中間のドープされた領域３０の、全部ではないとしても、大部分が溶融し、さらに強くドープされた領域３と４の一部、および弱くドープされた領域５の一部も溶融する。この新しいラウンドの溶融で、強くドープされた領域３と４の今度溶融したエリアから中間のドープされた領域３０への新たなドーパントの拡散が生じる。中間のドープされた領域３０が固化した後、中間のドープされた領域３０のドーパント濃度は、強くドープされた領域３、強くドープされた領域４、または、弱くドープされた領域５のドーパント濃度と異なり、さらに、前に図４に示した中間のドープされた領域３０とも異なるドーパント濃度になっているであろう。
【００４８】
理解されるように、図１から図５までに示された反復的方法のステップは、中間のドープされた領域３０に必要なまたは所望の最終ドーパントプロファイルを達成するために必要なだけまたは望むだけ何回でも繰り返すことができる。もし、中間のドープされた領域３０に高いドーパント濃度が必要な場合には、反復的ステップを何回か、例えば５〜１５回、最大量の制御された拡散が起こるように繰り返す。逆に、もし、低いドーパント濃度が中間のドープされた領域３０で必要な場合には、図１から図５までに示された反復的ステップが、例えば、ほんの１回か２回行われるので、中間のドープされた領域３０のインピーダンスは高く、ドーパント濃度は強くドープされた領域３および４のドーパント濃度と比較して低くなる。
【００４９】
次に図６に目を向けると、図６には半導体集積デバイスのインピーダンスを選択的にチューニングする方法の別のステップの平面図が示されている。半導体集積デバイスのインピーダンスを選択的にチューニングするとは、適用の必要に応じてインピーダンスを増加させるまたは減少させることができるということを意味すると理解される。例えば、本発明のある実施の形態によって、半導体集積デバイスのインピーダンスが目標の数字を超えて減少した場合、インピーダンスを増加させて必要とされる値にそれを引き戻すことが可能である。例えば、図６は本発明によるこの特定の実施の形態を説明するものであり、インピーダンスが、１つの方向で変更された後（すなわち、半導体集積デバイスのインピーダンスを図１から図５までに示されたステップで減少させた後）、今度はその半導体集積デバイスのインピーダンスを増加させることが必要になった場合を示している。これは、図１から図５までに示された反復的方法の前のステップでインピーダンスを大きく下げ過ぎた結果であるかもしれない、すなわち、所望の最終インピーダンス値を行き過ぎてしまって、今度はデバイスのインピーダンスを増加させることが必要になった場合である。
【００５０】
図６に示される方法は、また、図１から図５までに示された方法の前のステップとは無関係に、半導体集積デバイスのインピーダンスを変更する（すなわち、増加させる）のにも用いられる。例えば、半導体集積デバイスがいったん使用を開始した後、そのデバイスを新しいまたは異なる応用に合わせて変更する必要があると判断された場合、図６に示された方法を用いてそのインピーダンスを増加させることができる。
【００５１】
図６に示される半導体集積デバイスは、強くドープされた領域３および４および弱くドープされた領域５および２を含む。さらに、中間のドープされた領域３０が強くドープされた領域３および４を離隔するように配置され、さらに前記強くドープされた領域３および４の各々に当接している。いずれにしても、中間のドープされた領域３０のドーパント濃度は弱くドープされた領域５および２のドーパント濃度よりも高い。本発明のある特定の実施の形態によると、中間のドープされた領域３０の インピーダンスを増加させることが望ましいまたは必要である場合、それはドーパントが中間のドープされた領域３０から弱くドープされた領域２または５へドーパントが拡散するのに必要な条件を作り出すことによって達成できる。中間のドープされた領域３０からのドーパントの移動を遂行することによって、中間領域３０の電流搬送能力を低下させて強くドープされた領域３と４の間のインピーダンスを増加させることができる。
【００５２】
したがって、本発明のこの特定の実施の形態を遂行するために、集束される熱源をこの半導体集積デバイスに導いて、前記集束される加熱源が中間のドープされた領域３０の一部または全部、および弱くドープされた領域５または２のすぐ隣接する領域を覆うようにすることができる。前記領域が参照符号３５で記された選択されたエリアである。こうして、理解されるように、（図１に示されるような）集束される加熱源８の印加によって選択されたエリア３５の全部または一部の溶融が起こり、それには中間のドープされた領域３０の一部または全部が含まれ、同時に弱くドープされた領域２（または５）のすぐ隣接する領域の溶融も生じる。選択されたエリアが溶融しているこの時間の間に、中間のドープされた領域３０に存在するドーパント（その濃度は弱くドープされた領域２におけるドーパントの濃度より高い）は、周知の良く理解されている拡散プロセスによって、中間のドープされた領域３０から弱くドープされた領域５へ拡散する。その結果として、ドーパントが中間のドープされた領域３０から弱くドープされた領域５へ正味で失われ、中間のドープされた領域３０で電荷を運ぶために利用できるドーパントの数が減少する。本発明のこの特定の実施の形態によると、選択されたエリア３５は強くドープされた領域３と４のどちらの部分も含まないことが好ましいことは理解されるであろう。
【００５３】
上述のようなステップが遂行され、中間のドープされた領域３０から弱くドープされた領域５へドーパントの拡散が起こったら、半導体集積デバイスのインピーダンスをテストして中間のドープされた領域３０から十分なドーパントの拡散が起こったかどうかを判定する。インピーダンスが必要なまたは所望の量だけ変化していないと判定されたら、上述の反復的ステップを繰り返して、さらにドーパントを中間のドープされた領域３０から弱くドープされた領域５へ拡散させる。また、デバイスをテストした後、多すぎるドーパントが中間のドープされた領域３０から弱くドープされた領域５へ拡散したと判定されたら、すなわち、半導体集積デバイスのインピーダンスが今度は高すぎて、前記インピーダンスを減らすことが望まれると判定された場合、図１から図５までに示されたステップを繰り返すことができる。
【００５４】
図７および図８に目を向けると、そこには本発明のチューニング可能な半導体集積デバイス１の他の実施の形態の平面図が示されている。特に、図７に示されるように、強くドープされた領域３と４は、それぞれ他方を指した切欠き形態を有するものとして示されている。この形態によると、（図１に示されたような）集束される加熱源の印加の結果として発生する溶融プール１６は、強くドープされた領域３および／または４のより大きな面積を包含し、したがって、強くドープされた領域３および４から弱くドープされた領域５へのドーパントのより速い、コントロールされた拡散が可能になっている。さらに、図７に示されるようなデバイスは、対称なドーパント分布特性を有するデバイスの形成が容易である。また、図８に見られるように、強くドープされた領域３が尖った矢印の形態を有し、強くドープされた領域４が切欠き形態を有する半導体集積デバイスの他の形態が示されている。
【００５５】
図９に目を向けると、図９にはチューニング可能な半導体集積デバイス１の他の形態が示されている。本発明のこの実施の形態によると、デバイスは、第１の主チューニングアーム５０，第２の主チューニングアーム５１，第３の二次チューニングアーム５４および第４の二次チューニングアーム５５を含む。弱くドープされた領域５２が第１および第２の主チューニングアーム５０と５１を離隔し、別の弱くドープされた領域５３が第３および第４の二次チューニングアーム５４と５５を離隔しており、弱くドープされた領域５３と弱くドープされた領域５２は異なるサイズおよび形態であってもよい。この特定の実施の形態では、弱くドープされた領域５２のドーパント濃度と第１および第２の主チューニングアーム５０と５１のドーパント濃度の差は、電流が何もそこを流れないようなものである。さらに、弱くドープされた領域５３のドーパント濃度と第３および第４の二次チューニングアーム５４と５５のドーパント濃度の差は、電流が何もそこを流れないようなものである。
【００５６】
図９に示された図に見られるように、この特定の実施の形態は異なるサイズのチューニングアームを備え、したがって、異なる電流を流す能力を備えている。理解されるであろうが、主チューニングアーム５０と５１は粗いチューニングアームとして、第３と第４の二次チューニングアームは微細チューニングアームとして用いることができる。微細チューニングという表現は、（非常に）精密なインピーダンス変化をそれによって達成できるということを意味すると理解される。二次チューニングアーム５４と５５の他に１つ以上の別の二次チューニングアームの対（図示しない）を設けて、それぞれの追加二次チューニングアームによって半導体集積デバイスの精密チューニング能力を強化することもできるということは言うまでもない。このように、例えば、もし、半導体集積デバイスの大きなインピーダンス変更が必要な場合には、上で詳しく述べたように、集束される加熱源が領域５９に印加される。主チューニングアーム５０と５１の強くドープされた領域からそれぞれドーパントが拡散する結果として、第１および第２の主チューニングアーム５０と５１の間のインピーダンスを上述のような反復的な方法によって変えることができる。こうして得られたインピーダンスをテストした後、半導体集積デバイスのインピーダンスをさらに調整することが必要であると判定された場合、加熱パルスをさらに領域５２に、同じ加熱パルス特性（すなわち、出力、印加時間等）で、または異なる特性で、印加することができる。
【００５７】
また、さらにレーザパルスを領域５２に印加する代わりに、集束される熱源を領域５８に印加するという選択もある。このパルスは、領域５２に印加されるパルス（単数または複数）と同じ特性のものであっても、異なる特性のものであってもよい。第３および第４の二次チューニングアームは主チューニングアーム５０および５１よりもずっと小さいので、弱くドープされた領域５８に拡散させることができるドーパントの量は小さく、より良くコントロールされた拡散が可能になる。第１および第２の主チューニングアーム５０と５１の間のインピーダンスの変化および第３および第４の二次チューニングアーム５４と５５の間のインピーダンスの変化を組み合わせた作用によって、半導体集積デバイスのインピーダンスに得られる全体的な変化がより精密にコントロールできるようになる。さらに見られるように、この半導体集積デバイスにはさらに直列の抵抗器５９ａと５９ｂが含まれている。
【００５８】
図１０に示されているのは、図９に示された半導体集積デバイスの電気的な概略図である。参照数字６０は主または粗チューニングアームを表し、参照数字６１は微細チューニングアームを表している。参照数字６３と６４は、集積デバイスに追加して半導体集積デバイスのチューニング可能な部分の電圧を制限できる直列の集積抵抗器２０と２１を表しており、全部が高インピーダンスデバイスを得るためであり、デバイスが直線的な電流／電圧特性を示すようにしている。
【００５９】
図１１および図１２に目を向けると、そこにはレーザなどの集束される加熱源を用いて半導体集積デバイスのインピーダンスを変更するための装置１００の一般的な実施の形態が図示されている。集積回路１１０が位置決めテーブル１０１に載せられ、集束される加熱源１０３によって生成される加熱源１０５が印加される。加熱源１０５は光学レンズまたは磁場レンズ１０７を用いて集積回路１１０に集束され、加熱源１０５を正確に整列させるためにカメラとミラーのシステムによって観察できるようになっている。図１２は、装置１００をさらに詳しく示している。レーザ１０３がシャッター１１６に結合され、その各々がコンピュータ１０８として示される制御システムによって制御される。コンピュータ１０８には、位置決め装置１０１の制御メカニズム１０９も結合されている。装置１００はさらにカメラ１１２と光源１１４を備えている。装置１００の他のコンポーネントはビームスプリッタ１１３と選択ミラー１２０である。
【００６０】
図１３に目を向けると、図１３には半導体集積デバイスで与えられた抵抗を得るために必要な印加の回数の例を示すチャートが示されている。チャートは、反復的ステップで変えることができる集束される加熱源のいろいろな特性のいくつかを示している。第１欄は、集束される加熱源の印加の回数を示し、第２欄は、集束される加熱源の出力をミリワットで表し、第３欄は、集束される加熱源の印加時間を（マイクロ秒で）表し、第４欄は、集束される加熱源の直径をマイクロメーターで示し、最後の欄はこの例の半導体集積デバイスで達成された抵抗値である。例えば、第１回の印加は、出力が１４００ミリワットの集束される加熱源を用いて、１．４マイクロ秒印加され、集束されたビーム源の直径は４マイクロメーターである。得られた抵抗は１８８．９オームである。同一の特性を有する第２回目の印加が行われ、半導体集積デバイスの抵抗は１４８．６オームに減少した。第３回目の印加では、レーザ印加の出力は変わらなかったが、印加時間は１．４マイクロ秒から０．９６マイクロ秒に短縮され、得られた抵抗は１４２．８オームであった。第４回目の印加では、レーザのパワーは変わらなかったが、印加時間は０．４８マイクロ秒に短縮され、得られた抵抗は１４１．４オームに低下した。第５回目の印加では、パワーは２００ミリワットに減らし、印加時間は０．４８マイクロ秒のままで、抵抗値は１４０．１オームに低下した。最後に、第６回目の最後の印加では、集束される加熱源の特性は変わらないままで、抵抗は１４０．０オームに低下した。見られるように、本発明のこの実施の形態による最後の反復ではデバイスのインピーダンスに０．１オームの変化が生じたが、これはデバイスの非常に微細なチューニングであると考えることができる。
【００６１】
図１３に示された表から見られるように、本発明のある特定の実施例の反復的プロセスは、半導体集積デバイスの抵抗値を集束される加熱源からのいくつかのパルスの印加によって漸進的に低下させ、その際加熱パルスの特性は、最終の所望の結果に漸進的に近づく結果を得るために、必要に応じて変更された。
【００６２】
図１４に目を向けると、図１４には低い抵抗値を有するチューニング可能な半導体集積デバイスの電流−電圧カーブが示されている。所望の精密なインピーダンス特性を持つ半導体集積デバイスを得るためには、弱くドープされた領域５（図１から図５までに参照数字５で示された）へのドーパントの拡散の非常に精密な制御が必要である。例えば、低いまたは非常に低いインピーダンス（すなわち、抵抗）の半導体集積デバイスが必要な場合には、本発明の実施の形態による制御された拡散は、かなりの量のドーパントが強くドープされた領域３および４から弱くドープされた領域５へ拡散することを必要とする。この実施の形態による最終結果は、例えば、図１〜図５に示されるように、強くドープされた領域３から、（前は弱く）ドープされていた領域５を通って、強くドープされた領域４まで、ほぼ一様なドーパント分布を生成することである。このような状況では、チューニングされた半導体集積デバイスの電圧／電流カーブは、図１４に示されるような高い直線性を示す。
【００６３】
また、応用によっては高いインピーダンス（すなわち、抵抗）のデバイスを必要とすることがあるが、これは、強くドープされた領域３および４から弱くドープされた領域５への少量のまたは最少量のドーパントの制御された拡散によって得られる。その結果、この実施の形態によると、強くドープされた領域３および４の間の弱くドープされた領域５において非一様なドーパント分布が生じる。半導体デバイスにおける非一様なドーピングは非線形現象を生み出すことが知られている。このような状況では、チューニングされた半導体集積デバイスの電圧／電流カーブは、図１５に示されるような強い非線形特性を示す。
【００６４】
この問題を解決して高インピーダンスデバイスを得るために、通常の直列集積抵抗器２０および２１を付け加え、図１６に示されるように、半導体集積デバイスのチューニング可能な部分の電圧を制限し、それが図１５の直線的な領域で動作するようにすることができる。
【００６５】
図１６は、図１５に示されるものと同様な半導体集積デバイスの電圧−電流カーブを示しているが、ここでは半導体集積デバイスはさらに直列抵抗器５９ａと５９ｂを含んでいる。これが、この装置の直線的な電流−電圧カーブを生み出す効果がある。
【００６６】
本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって規定される制限内でのどのような他の実施例をも包含する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例に係る方法のあるステップを示すチューニング可能な半導体集積デバイスの断面図である。
【図２】  図１に示されたチューニング可能な半導体集積デバイスの平面図である。
【図３】  図１に示されたチューニング可能な半導体集積デバイスの断面図であって、図１の加熱パルスの印加後にこのチューニング可能な半導体集積デバイスの一部が溶融している様子が示されたものである。
【図４】  図３のチューニング可能な半導体集積デバイスの溶融した部分が固化した後のこのチューニング可能な半導体集積デバイスの平面図である。
【図５】  図４のチューニング可能な半導体集積デバイスの平面図であって、本発明の一実施例に係る方法のさらに別のステップを示すものである。
【図６】  チューニング可能な半導体集積デバイスの平面図であって、本発明の一実施例に係る方法のさらに別のステップを示すものである。
【図７】  本発明のチューニング可能な半導体集積デバイスの他の実施例を示す平面図である。
【図８】  本発明のチューニング可能な半導体集積デバイスのさらに他の実施例を示す平面図である。
【図９】  本発明のチューニング可能な半導体集積デバイスのまたさらに他の実施例を示す平面図である。
【図１０】  図９に示されたチューニング可能な半導体集積デバイスの電気的な概略図である。
【図１１】  チューニングプロセスに用いられるレーザシステムの概略図である。
【図１２】  図１１に示されたレーザシステムの概略図をもっと完全に示す図である。
【図１３】  一実施例の反復回数および与えられたパルスの他のデータを示す表を示す図である。
【図１４】  低い抵抗値を有するチューニング可能な半導体集積デバイスの典型的な電流／電圧カーブを示す図である。
【図１５】  高い抵抗値を有するチューニング可能な半導体集積デバイスの典型的な電流／電圧カーブを示す図である。
【図１６】  直列抵抗器を用いたチューニング可能な半導体集積デバイスの典型的な電流／電圧カーブを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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