JP2800464B2 - Annealing furnace for compound semiconductor substrates - Google Patents
Annealing furnace for compound semiconductor substratesInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は化合物半導体基板用アニ
ール処理炉(以下、熱処理炉という)にかかり、詳しく
は、処理すべき化合物半導体基板を支持するための構造
に関する。The present invention relates to a Ani compound semiconductor substrate
And more particularly, to a structure for supporting a compound semiconductor substrate to be processed.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、GaAs(ガリウム・ヒ素)
基板のような化合物半導体基板に対するアニール処理を
行う際には、図2の部分断面図で概略構造を示すように
構成された熱処理炉が用いられている。すなわち、この
図2における符号1は熱処理炉を構成する石英ガラス製
の炉芯管、2は炉芯管1の外周囲に配設された加熱源と
してのハロゲンランプ、3は炉芯管1内の所定位置に設
けられた基板支持具、4は基板支持具3上に載置された
Si(シリコン)や石英ガラスからなる支持基板であ
り、この支持基板4上にはアニール処理すべき化合物半
導体基板としてのGaAs基板5が載置されるようにな
っている。2. Description of the Related Art Conventionally, GaAs (gallium arsenide) has been used.
When performing <br/> annealing treatment is to compound semiconductor substrate such as a substrate, and configured heat treatment furnace is used to indicate the general structure is a partial cross-sectional view of FIG. That is, reference numeral 1 in FIG. 2 denotes a furnace core tube made of quartz glass constituting a heat treatment furnace, 2 denotes a halogen lamp as a heating source disposed around the outer periphery of the furnace core tube 1, and 3 denotes an inside of the furnace core tube 1. The substrate support 4 provided at a predetermined position is a support substrate made of Si (silicon) or quartz glass placed on the substrate support 3, and a compound semiconductor to be annealed on the support substrate 4. A GaAs substrate 5 as a substrate is mounted.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来構
成とされた熱処理炉においては、支持基板4とGaAs
基板5とが必ずしも密着状態で面接触していない、ある
いは、GaAs基板5の上下面それぞれにおける加熱状
態が互いに異なることになってしまうなどの理由から、
GaAs基板5のアニール処理されるべき面内における
温度分布の不均一が生じることになる結果、そのシート
抵抗などの電気的特性が劣化するという不都合が生じる
ことになっていた。なお、ここで、GaAs基板5の上
下面における加熱状態の相違が起こるのは、このGaA
s基板5の上面がハロゲンランプ2と直接的に向かい合
っているのに対し、その下面と炉芯管1の下側に位置す
るハロゲンランプ2との間には必ずしも熱伝導率が良好
な素材ではないSiや石英ガラスからなる支持基板4が
介装されているためである。In the conventional heat treatment furnace, the supporting substrate 4 and the GaAs
For example, the substrate 5 is not always in close contact with the substrate 5 and is not in surface contact, or the heating state of the upper and lower surfaces of the GaAs substrate 5 is different from each other.
As a result of the non-uniform temperature distribution in the surface of the GaAs substrate 5 to be annealed, the electrical characteristics such as the sheet resistance are deteriorated. Here, the difference in the heating state between the upper and lower surfaces of the GaAs substrate 5 occurs because the GaAs substrate 5
While the upper surface of the s-substrate 5 directly faces the halogen lamp 2, a material having good thermal conductivity is not necessarily provided between the lower surface and the halogen lamp 2 located below the furnace tube 1. This is because the supporting substrate 4 made of Si or quartz glass is not provided.
【0004】本発明は、このような不都合に鑑みて創案
されたものであって、化合物半導体基板に対する下側か
らの加熱を極力なくして上側からのみ均一的に加熱する
ことにより、その電気的特性の向上を図ることができる
熱処理炉の提供を目的としている。The present invention has been made in view of such inconvenience, and the electric characteristics of the compound semiconductor substrate are reduced by minimizing the heating of the compound semiconductor substrate from the lower side and heating the compound semiconductor substrate only from the upper side. It is an object of the present invention to provide a heat treatment furnace capable of improving the temperature.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、炉芯管と、少なくとも炉芯管の上
側に配置された加熱源と、炉芯管内に設けられた基板支
持具と、基板支持具上に載置された支持基板とを備えて
おり、この支持基板上には、800〜1200℃の温度
下でアニール処理されるべき化合物半導体基板が載置さ
れる熱処理炉であって、前記支持基板は、その全体がシ
リコンや石英ガラスよりも大きな熱伝導率を有するPB
N(パイロリティック・ボロン・ナイトライド)によっ
て一体に形成されていることを特徴とするものである。According to the present invention, there is provided a furnace core tube, a heating source disposed at least above the furnace core tube, and a substrate provided in the furnace core tube. A heat treatment for mounting a compound semiconductor substrate to be annealed at a temperature of 800 to 1200 ° C. on the support substrate; and a support substrate mounted on the substrate support. A furnace, wherein the supporting substrate is entirely made of PB having a higher thermal conductivity than silicon or quartz glass.
It is characterized by being integrally formed by N (pyrrolytic boron nitride) .
【0006】上記構成によれば、支持基板の下側から到
来する熱は熱伝導率の大きなPBN(パイロリティック
・ボロン・ナイトライド)からなる支持基板によって蓄
熱されることになり、この支持基板上に載置された化合
物半導体基板にまでは熱が伝達されないことになる。そ
こで、この化合物半導体基板に対する下側からの加熱は
支持基板によって遮断されているのと同じことになり、
化合物半導体基板に対する加熱はその上面からのみ行わ
れることになる。According to the above structure, the heat arriving from the lower side of the support substrate is converted into a PBN (pyrolytic) having a large thermal conductivity.
Boron nitride) on the supporting substrate thus will be heated蓄<br/> consisting until the placed on compound semiconductor substrate to the support substrate will be heat is not transmitted. Therefore, the heating of the compound semiconductor substrate from below is the same as being interrupted by the supporting substrate ,
Heating for reduction compound semiconductor substrate will be performed only from the top surface.
【0007】[0007]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0008】図1は、本実施例にかかる熱処理炉の概略
構造を示す部分断面図である。なお、この熱処理炉の構
成は従来例と基本的に異ならないので、図1において図
2と互いに同一となる部品、部分には同一符号を付して
いる。FIG. 1 is a partial sectional view showing a schematic structure of a heat treatment furnace according to this embodiment. Since the configuration of this heat treatment furnace is basically the same as that of the conventional example, parts and portions in FIG. 1 that are the same as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.
【0009】本実施例にかかる熱処理炉は、GaAs基
板5などの化合物半導体基板に対するアニール処理を行
う際に用いられるものであり、石英ガラス製の炉芯管1
と、この炉芯管1の外周囲に配置された、少なくとも炉
芯管1の上側に配置された加熱源であるハロゲンランプ
2と、この炉芯管1内の所定位置に設けられた基板支持
具3と、基板支持具3上に載置されたうえでアニール処
理されるべきGaAs基板5が載置される所定厚みの支
持基板10とを備えている。そして、この支持基板10
は、その全体がシリコンや石英ガラスよりも大きな熱伝
導率を有するPBN(パイロリティック・ボロン・ナイ
トライド)によって一体に形成されている。なお、ここ
で、GaAsの有する熱伝導率は0.54w/cm・K
程度、PBNのそれは12.6w/cm・K程度である
のに対し、Siの熱伝導率は1.7w/cm・K程度、
石英ガラスのそれは0.02w/cm・K程度である。The heat treatment furnace according to the present embodiment is used when performing an annealing treatment on a compound semiconductor substrate such as a GaAs substrate 5 and the like.
A halogen lamp 2 disposed at the outer periphery of the furnace core tube 1 and serving as a heating source at least above the furnace core tube 1, and a substrate support provided at a predetermined position in the furnace core tube 1. And a support substrate 10 having a predetermined thickness on which a GaAs substrate 5 to be annealed after being placed on the substrate support 3 is provided. Then, this support substrate 10
It is integrally formed of a P BN (pyrolytic Boron nitride) that have a higher thermal conductivity than the entire silicon or quartz glass. Here, the thermal conductivity of GaAs is 0.54 w / cm · K
The thermal conductivity of Si is about 1.7 w / cm · K, whereas that of PBN is about 12.6 w / cm · K.
That of quartz glass is about 0.02 w / cm · K.
【0010】ところで、本発明の発明者が以上説明した
構成の熱処理炉を用いて短時間アニール処理試験を行っ
たところ、炉芯管1の下側に位置するハロゲンランプ2
からの熱はPBNからなる支持基板10に蓄熱されてし
まい、この支持基板10を通じてGaAs基板5にまで
伝達されないことが確認されている。したがって、この
GaAs基板5に対する下側からの加熱は支持基板10
によって遮断されているのと同じであり、このGaAs
基板5の加熱はその上側からのみ実行されているのと同
じであり、このGaAs基板5に対する加熱はその上面
からのみ行われていることになる。すなわち、この際に
おいては、加熱源であるハロゲンランプ2を少なくとも
炉芯管1の上側のみに配置しているのと同じことになっ
ている。 The inventors of the present invention performed a short-time annealing test using the heat treatment furnace having the above-described configuration. As a result, the halogen lamp 2 positioned below the furnace tube 1 was obtained.
It has been confirmed that heat from the substrate is stored in the supporting substrate 10 made of PBN, and is not transmitted to the GaAs substrate 5 through the supporting substrate 10. Therefore, the GaAs substrate 5 is heated from below by the support substrate 10.
The GaAs.
The heating of the substrate 5 is the same as that performed only from above, and the heating of the GaAs substrate 5 is performed only from the upper surface. That is, at this time
In this case, at least the halogen lamp 2 as a heating source is
This is the same as placing it only above the furnace core tube 1.
ing.
【0011】なお、この試験にあたって用いたGaAs
基板5は、注入エネルギー100KeV,5×1012/
cm2のSi陽イオンを室温下でイオン注入したもので
あり、アニール条件は950℃,5secと設定してお
いた。そして、この試験に際しては、Si陽イオンの注
入量を1×1011〜5×1014/cm2の範囲で変化さ
せたり、アニール処理温度を800〜1200℃の範囲
で変化させたりしてみたが、これらの変更に伴う効果上
の顕著な相違は見られなかった。また、GaAs基板5
に注入されるイオン種をSiからS,Se,Sn,Te
などのn形不純物もしくはBe,Mg,Znなどのp形
不純物に変えることも行ってみたが、何らの不都合も生
じなかった。The GaAs used in this test was
The substrate 5 has an implantation energy of 100 KeV and 5 × 10 12 /
The ion implantation of Si cation of cm 2 was performed at room temperature, and the annealing conditions were set to 950 ° C. and 5 seconds. In this test, the implantation amount of Si cation was changed in the range of 1 × 10 11 to 5 × 10 14 / cm 2 , and the annealing temperature was changed in the range of 800 to 1200 ° C. However, there were no significant differences in efficacy associated with these changes. The GaAs substrate 5
Ion species to be implanted into Si, S, Se, Sn, Te
It was also tried to change to an n-type impurity such as, or a p-type impurity such as Be, Mg, Zn, but no inconvenience occurred.
【0012】さらに、本実施例においては、化合物半導
体基板がGaAs基板であるものとしているが、これに
限定されるものでは勿論なく、InP基板やAlGaA
s基板、InGaAs基板などであっても適用可能であ
ることはいうまでもない。Further, in this embodiment, the compound semiconductor substrate is a GaAs substrate. However, the present invention is not limited to this. For example, an InP substrate or an AlGaAs substrate may be used.
It goes without saying that the present invention can be applied to an s substrate, an InGaAs substrate, or the like.
【0013】[0013]
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる熱
処理炉によれば、支持基板の有する熱伝導率が大きいの
で、支持基板の下側から到来する熱は支持基板で蓄熱さ
れることになり、化合物半導体基板にまでは伝達されな
いことになる。そこで、この化合物半導体基板に対する
加熱は、その上面からのみ均一的に行われていることに
なる。その結果、化合物半導体基板におけるシート抵抗
などの電気的特性の向上を図ることができるという効果
が得られる。As described above, according to the heat treatment furnace of the present invention, since the heat conductivity of the supporting substrate is large, the heat arriving from the lower side of the supporting substrate is stored in the supporting substrate. That is, it is not transmitted to the compound semiconductor substrate. Therefore, the heating of the compound semiconductor substrate is performed uniformly only from the upper surface. As a result, an effect is obtained in that electrical characteristics such as sheet resistance of the compound semiconductor substrate can be improved.
【図1】本実施例にかかる熱処理炉の概略構造を示す部
分断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a schematic structure of a heat treatment furnace according to an embodiment.
【図2】従来例にかかる熱処理炉の概略構造を示す部分
断面図である。FIG. 2 is a partial sectional view showing a schematic structure of a heat treatment furnace according to a conventional example.
1 炉芯管 3 基板支持具 5 GaAs基板(化合物半導体基板) 10 支持基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Furnace core tube 3 Substrate support 5 GaAs substrate (compound semiconductor substrate) 10 Support substrate
Claims (1)
(1)の上側に配置された加熱源(2)と、炉芯管
(1)内に設けられた基板支持具(3)と、基板支持具
(3)上に載置された支持基板(10)とを備えてお
り、この支持基板(10)上には、800〜1200℃
の温度下でアニール処理されるべき化合物半導体基板
(5)が載置される化合物半導体基板用アニール処理炉
であって、 前記支持基板(10)は、その全体がシリコンや石英ガ
ラスよりも大きな熱伝導率を有するPBN(パイロリテ
ィック・ボロン・ナイトライド)によって一体に形成さ
れていることを特徴とする化合物半導体基板用アニール
処理炉。1. A furnace core tube (1), a heating source (2) arranged at least above the furnace core tube (1), and a substrate support (3) provided in the furnace core tube (1). And a support substrate (10) placed on the substrate support (3). The support substrate (10) has a temperature of 800 to 1200 ° C.
An annealing furnace for a compound semiconductor substrate on which a compound semiconductor substrate (5) to be annealed at a temperature of 4 ° is placed, wherein the supporting substrate (10) has a heat that is larger than that of silicon or quartz glass as a whole. PBN with conductivity
Compound annealing furnace for semiconductor substrate, characterized by being formed integrally by Ikku, boron nitride).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3136496A JP2800464B2 (en) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Annealing furnace for compound semiconductor substrates |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3136496A JP2800464B2 (en) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Annealing furnace for compound semiconductor substrates |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04360524A JPH04360524A (en) | 1992-12-14 |
| JP2800464B2 true JP2800464B2 (en) | 1998-09-21 |
Family
ID=15176526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP3136496A Expired - Fee Related JP2800464B2 (en) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Annealing furnace for compound semiconductor substrates |
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54173667U (en) * | 1978-05-26 | 1979-12-07 | ||
| JPS61242985A (en) * | 1985-04-19 | 1986-10-29 | Toshiba Corp | Apparatus for production of semiconductor single crystal |
| JPS63107887A (en) * | 1986-10-27 | 1988-05-12 | Mitsubishi Metal Corp | Crucible for pulling up single crystal |
| JPH0774451B2 (en) * | 1986-11-29 | 1995-08-09 | 京セラ株式会社 | Film forming equipment |
-
1991
- 1991-06-07 JP JP3136496A patent/JP2800464B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH04360524A (en) | 1992-12-14 |
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