JPH0119266B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0119266B2 JPH0119266B2 JP56142946A JP14294681A JPH0119266B2 JP H0119266 B2 JPH0119266 B2 JP H0119266B2 JP 56142946 A JP56142946 A JP 56142946A JP 14294681 A JP14294681 A JP 14294681A JP H0119266 B2 JPH0119266 B2 JP H0119266B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gaas
- capillary
- reaction apparatus
- heat treatment
- sample stage
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P30/00—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices
- H10P30/20—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は化合物半導体の製造装置、より詳しく
は不純物をイオン注入したガリウム・ヒ素
（GaAs）半導体基板を活性化するための熱処理
装置に関する。
は不純物をイオン注入したガリウム・ヒ素
（GaAs）半導体基板を活性化するための熱処理
装置に関する。
化合物半導体の一つであるGaAs半導体は、シ
リコン半導体に比べて電子移動度が大きいために
注目されており、すでに光半導体素子やマイクロ
波素子として実用化されている。かかるGaAs半
導体製造プロセスの中で行われる不純物ドーピン
グの技術としては、一般に良好な不純物分布が得
られることや再現性の良さからイオン注入法が利
用されているが、従来の方法による場合には、イ
オン注入後に基板を活性化させる必要があり、そ
のために800℃以上の高温で熱処理（アニール）
を行なわなければならない。しかしながら、
GaAs化合物は解離圧が大きいために、通常の炉
アニールを行なつたのではヒ素（As）が解離し
てしまい、また酸化などの問題も発生する。かか
る解離や酸化などを防止するために、従来技術に
おいてはアニールに種々の工夫をなしてきた。
リコン半導体に比べて電子移動度が大きいために
注目されており、すでに光半導体素子やマイクロ
波素子として実用化されている。かかるGaAs半
導体製造プロセスの中で行われる不純物ドーピン
グの技術としては、一般に良好な不純物分布が得
られることや再現性の良さからイオン注入法が利
用されているが、従来の方法による場合には、イ
オン注入後に基板を活性化させる必要があり、そ
のために800℃以上の高温で熱処理（アニール）
を行なわなければならない。しかしながら、
GaAs化合物は解離圧が大きいために、通常の炉
アニールを行なつたのではヒ素（As）が解離し
てしまい、また酸化などの問題も発生する。かか
る解離や酸化などを防止するために、従来技術に
おいてはアニールに種々の工夫をなしてきた。
例えば、保護膜を利用して行う保護膜アニール
の方法においては、不純物イオン注入後のGaAs
基板上にシリコン酸化物（SiO2）、シリコン窒化
物（Si3N4）などの保護膜を形成し、しかる後に
アニールを行つているが、かかる方法によつても
Asの解離は完全には避けられず、またクロム
（Cr）をドーピングしている半絶縁性GaAs基板
では、Crが保護膜に吸着される現象が起こり、
さらには、GaAs基板と保護膜との熱膨張係数の
差によりストレスが発生し、イオン注入層の性質
が変化するという難点がある。
の方法においては、不純物イオン注入後のGaAs
基板上にシリコン酸化物（SiO2）、シリコン窒化
物（Si3N4）などの保護膜を形成し、しかる後に
アニールを行つているが、かかる方法によつても
Asの解離は完全には避けられず、またクロム
（Cr）をドーピングしている半絶縁性GaAs基板
では、Crが保護膜に吸着される現象が起こり、
さらには、GaAs基板と保護膜との熱膨張係数の
差によりストレスが発生し、イオン注入層の性質
が変化するという難点がある。
また、同一管内にGaAs基板と金属Asを封じ込
んでアニールする閉管法（または封管法）の場合
には、金属Asから出るAs圧の制御が難かしい上
に、冷却時にAsがGaAs基板表面や管内壁に凝着
して汚染し、さらにはその取り扱いも難しいとい
う問題がある。
んでアニールする閉管法（または封管法）の場合
には、金属Asから出るAs圧の制御が難かしい上
に、冷却時にAsがGaAs基板表面や管内壁に凝着
して汚染し、さらにはその取り扱いも難しいとい
う問題がある。
上記した問題は、ガリウムヒ素（GaAs）化合
物半導体の熱処理装置にして、ふたを係合してな
る密閉型の反応装置を設け、概反応装置の内部に
はGaAs基板とGaAsよりも高い平衡解離圧を有
するヒ素化合物をのせる試料台と熱電対を配設
し、前記反応装置の相対する両側にはそれぞれ不
活性ガスを導入し排出する毛管を接続し、不活性
ガス導入用毛管には調圧用の他の毛管を接続し、
各毛管にはそれぞれコツクを取りつけ、一方前記
反応装置を覆う加熱炉を移動可能に設けたことを
特徴とする半導体の熱処理装置によつて解決され
る。
物半導体の熱処理装置にして、ふたを係合してな
る密閉型の反応装置を設け、概反応装置の内部に
はGaAs基板とGaAsよりも高い平衡解離圧を有
するヒ素化合物をのせる試料台と熱電対を配設
し、前記反応装置の相対する両側にはそれぞれ不
活性ガスを導入し排出する毛管を接続し、不活性
ガス導入用毛管には調圧用の他の毛管を接続し、
各毛管にはそれぞれコツクを取りつけ、一方前記
反応装置を覆う加熱炉を移動可能に設けたことを
特徴とする半導体の熱処理装置によつて解決され
る。
本発明は、GaAs基板を800℃以上でアニール
するに際して問題となるAsの解離と酸化を防止
するために、アニール温度においてGaAs化合物
よりも解離圧の高いAs化合物を同一反応系中に
置き、そのAs圧によつてGaAs基板表面からの
Asの解離を防ごうとするものであり、取り扱い
も簡単で操作上の危険も少なく、かつ再現性のよ
い熱処理装置を提供するものである。
するに際して問題となるAsの解離と酸化を防止
するために、アニール温度においてGaAs化合物
よりも解離圧の高いAs化合物を同一反応系中に
置き、そのAs圧によつてGaAs基板表面からの
Asの解離を防ごうとするものであり、取り扱い
も簡単で操作上の危険も少なく、かつ再現性のよ
い熱処理装置を提供するものである。
以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて
説明する。
説明する。
添付図面は本発明にかかる熱処理装置を模式図
的に示したものであるが、本装置は大きく分ける
と反応装置、加熱装置ならびに雰囲気調整の配管
制御系から構成される。反応装置１は、上部にふ
た２をすり合わせて密閉型に形成され、その内部
には試料台３を設け、該試料台３の下面には熱電
対４をその先端が接触するように配設する。ここ
で、反応装置１は、一般には石英製であるが、ア
ルミナ（Al2O3）、カーボンあるいは他の耐熱材
料を使用してもよく、またふた２はその自重によ
つても気密性が保たれるように比較的大型にかつ
重い材料で設計されているが、さらにその気密性
を高めるべく、例えば重りやバネ等を利用して加
圧するようにし、または係合部に溝を形成して多
重に突き合わせるようにしてもよい。
的に示したものであるが、本装置は大きく分ける
と反応装置、加熱装置ならびに雰囲気調整の配管
制御系から構成される。反応装置１は、上部にふ
た２をすり合わせて密閉型に形成され、その内部
には試料台３を設け、該試料台３の下面には熱電
対４をその先端が接触するように配設する。ここ
で、反応装置１は、一般には石英製であるが、ア
ルミナ（Al2O3）、カーボンあるいは他の耐熱材
料を使用してもよく、またふた２はその自重によ
つても気密性が保たれるように比較的大型にかつ
重い材料で設計されているが、さらにその気密性
を高めるべく、例えば重りやバネ等を利用して加
圧するようにし、または係合部に溝を形成して多
重に突き合わせるようにしてもよい。
反応装置１の一方側面に不活性ガス吸入用の第
１の毛管５を、反対側面に排気用の第２の毛管
５′を取り付け、さらに第１の毛管５の途中にAs
圧調整用の第３の毛管６を取り付け、それぞれの
毛管には反応装置１内のガスを置換したり、ガス
圧を調整するための第１のコツク７、第２のコツ
ク８および第３のコツク９を設けてある。ここで
毛管を使用した理由は、管内のガス逆流を防止す
るのに効果があるためである。なお、図中、１
０，１０′は流量計を、１１は圧力計をそれぞれ
表わす。
１の毛管５を、反対側面に排気用の第２の毛管
５′を取り付け、さらに第１の毛管５の途中にAs
圧調整用の第３の毛管６を取り付け、それぞれの
毛管には反応装置１内のガスを置換したり、ガス
圧を調整するための第１のコツク７、第２のコツ
ク８および第３のコツク９を設けてある。ここで
毛管を使用した理由は、管内のガス逆流を防止す
るのに効果があるためである。なお、図中、１
０，１０′は流量計を、１１は圧力計をそれぞれ
表わす。
加熱装置としては、反応装置全体を外熱式に加
熱するための抵抗加熱炉１２を設け、これを移動
可能とし、加熱時にはそれを図中白抜き矢印の方
向へ移動させる。
熱するための抵抗加熱炉１２を設け、これを移動
可能とし、加熱時にはそれを図中白抜き矢印の方
向へ移動させる。
以上の構成により、まず反応装置１内の試料台
３上に不純物イオン注入を終えたGaAs基板１３
と反応剤としてのヒ素シリコン化合物（AsSi）
１４の粉末を載せ、次に第１のコツク７と第２の
コツク８を開き、第３のコツク９を開いて第１の
毛管５の一端からアルゴン（Ar）などの不活性
ガスを流し込み（図中実線矢印方向）、反応装置
１内をArガスで換置する。前記のようにして
GaAs基板の酸化を防いだ上で、続いて加熱炉１
２を反応装置１をカバーする位置まで移動し（図
中白抜き矢印方向）、昇温を開始する。ここで、
反応剤としてのAsSi化合物は700℃以上において
GaAs化合物の平衡As圧よりも高いAs圧を発生
するので、GaAs基板のアニール温度（850℃）
に達する以前に、まず第２のコツク８を閉じて
Asガスが外へ流出しないようにし、続いて第３
のコツク９及び第１のコツク７の開度を調節しな
がら反応装置１内のAs圧を所定の圧力に調整し、
場合によつては第１のコツク７を閉じて第３のコ
ツク９の開度のみによつてAs圧の調整を行う。
３上に不純物イオン注入を終えたGaAs基板１３
と反応剤としてのヒ素シリコン化合物（AsSi）
１４の粉末を載せ、次に第１のコツク７と第２の
コツク８を開き、第３のコツク９を開いて第１の
毛管５の一端からアルゴン（Ar）などの不活性
ガスを流し込み（図中実線矢印方向）、反応装置
１内をArガスで換置する。前記のようにして
GaAs基板の酸化を防いだ上で、続いて加熱炉１
２を反応装置１をカバーする位置まで移動し（図
中白抜き矢印方向）、昇温を開始する。ここで、
反応剤としてのAsSi化合物は700℃以上において
GaAs化合物の平衡As圧よりも高いAs圧を発生
するので、GaAs基板のアニール温度（850℃）
に達する以前に、まず第２のコツク８を閉じて
Asガスが外へ流出しないようにし、続いて第３
のコツク９及び第１のコツク７の開度を調節しな
がら反応装置１内のAs圧を所定の圧力に調整し、
場合によつては第１のコツク７を閉じて第３のコ
ツク９の開度のみによつてAs圧の調整を行う。
アニール終了後は、まず第２のコツク８を開き
第３のコツク９を閉じて第１のコツク７を開き温
度降下にしたがつて除々に反応装置１内をArガ
スで置換する。この際、Arガスの置換速度には
十分注意する必要があり、例えば温度がまだ高い
うちに（Asの解離が進行している温度範囲で）
急激に置換すると、GaAs基板からAsが解離する
危険性があり、逆に低温まで置換が完了しない場
合にはAsガスが凝着して、GaAs基板表面を汚染
してしまう危険性がある。したがつて、あらかじ
め実験によつて操作条件をよくつかんでおく必要
がある。
第３のコツク９を閉じて第１のコツク７を開き温
度降下にしたがつて除々に反応装置１内をArガ
スで置換する。この際、Arガスの置換速度には
十分注意する必要があり、例えば温度がまだ高い
うちに（Asの解離が進行している温度範囲で）
急激に置換すると、GaAs基板からAsが解離する
危険性があり、逆に低温まで置換が完了しない場
合にはAsガスが凝着して、GaAs基板表面を汚染
してしまう危険性がある。したがつて、あらかじ
め実験によつて操作条件をよくつかんでおく必要
がある。
なお、本実施例においては、反応剤として
AsSi化合物を用いたが、使用する温度領域にお
いてGaAs化合物の平衡As圧よりも高いAs圧を
発生する物質であれば何を使用してもよい。
AsSi化合物を用いたが、使用する温度領域にお
いてGaAs化合物の平衡As圧よりも高いAs圧を
発生する物質であれば何を使用してもよい。
また他の実施例においては、加熱方式に高周波
加熱を試みた。すなわち、反応装置内にカーボン
製の試料台を設け、該試料台上にGaAs基板と
AsSi化合物を載せ、高周波加熱を行うものであ
るが、この際GaAs化合物を載せる試料台とAsSi
化合物を載せる試料台の形状と寸法を適宜設定
し、昇温速度や到達温度などの加熱特性を制御す
ることが可能であり、さらに良好な結果を得るこ
とができた。
加熱を試みた。すなわち、反応装置内にカーボン
製の試料台を設け、該試料台上にGaAs基板と
AsSi化合物を載せ、高周波加熱を行うものであ
るが、この際GaAs化合物を載せる試料台とAsSi
化合物を載せる試料台の形状と寸法を適宜設定
し、昇温速度や到達温度などの加熱特性を制御す
ることが可能であり、さらに良好な結果を得るこ
とができた。
本発明は、以上設明したように、同一反応装置
内にGaAs基板と該GaAs基板よりも平衡As圧の
高いヒ素化合物とを入れてアニールするので、
GaAs基板からのAsの解離が防止でき、しかも金
属Asを使用する場合のように大量のAsガスの発
生がないので危険が少なく、例えば長時間アニー
ルが可能になるなど熱処理の自由度も増し、さら
には毛管を利用して雰囲気調整をするので再現性
がよく、また不活性ガスをうまく利用して酸化や
Asガスによる汚染も防止することができるので、
そのおよぼす効果は非常に大きなものである。
内にGaAs基板と該GaAs基板よりも平衡As圧の
高いヒ素化合物とを入れてアニールするので、
GaAs基板からのAsの解離が防止でき、しかも金
属Asを使用する場合のように大量のAsガスの発
生がないので危険が少なく、例えば長時間アニー
ルが可能になるなど熱処理の自由度も増し、さら
には毛管を利用して雰囲気調整をするので再現性
がよく、また不活性ガスをうまく利用して酸化や
Asガスによる汚染も防止することができるので、
そのおよぼす効果は非常に大きなものである。
図は本発明にかかる熱処理装置の模式図であ
る。 １……反応装置、２……ふた、３……試料台、
４……熱電対、５，５′，６……毛管、７，８，
９……コツク、１０，１０′……流量計、１１…
…圧力計、１２……加熱炉、１３……GaAs基
板、１４……AsSi化合物。
る。 １……反応装置、２……ふた、３……試料台、
４……熱電対、５，５′，６……毛管、７，８，
９……コツク、１０，１０′……流量計、１１…
…圧力計、１２……加熱炉、１３……GaAs基
板、１４……AsSi化合物。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガリウムヒ素（GaAs）化合物半導体の熱処
理装置にして、ふたを係合してなる密閉型の反応
装置を設け、概反応装置の内部にはGaAs基板と
GaAsよりも高い平衡解離圧を有するヒ素化合物
をのせる試料台と熱電対を配設し、前記反応装置
の相対する両側にはそれぞれ不活性ガスを導入し
排出する毛管を接続し、不活性ガス導入用毛管に
は調圧用の他の毛管を接続し、各毛管にはそれぞ
れコツクを取りつけ、一方前記反応装置を覆う加
熱炉を移動可能に設けたことを特徴とする半導体
の熱処理装置。 ２ 該反応装置内の試料台を炭素もしくは炭化ケ
イ素で形成し、該反応装置の外部には前記試料台
を加熱する高周波電力発生装置が設けられたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体
の熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56142946A JPS5844712A (ja) | 1981-09-10 | 1981-09-10 | 半導体の熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56142946A JPS5844712A (ja) | 1981-09-10 | 1981-09-10 | 半導体の熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5844712A JPS5844712A (ja) | 1983-03-15 |
| JPH0119266B2 true JPH0119266B2 (ja) | 1989-04-11 |
Family
ID=15327320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56142946A Granted JPS5844712A (ja) | 1981-09-10 | 1981-09-10 | 半導体の熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5844712A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5739263A (en) * | 1992-06-04 | 1998-04-14 | Sumitomo Bakelite Company Limited | Film adhesive and process for production thereof |
-
1981
- 1981-09-10 JP JP56142946A patent/JPS5844712A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5844712A (ja) | 1983-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5429498A (en) | Heat treatment method and apparatus thereof | |
| US4846926A (en) | HcCdTe epitaxially grown on crystalline support | |
| US4275094A (en) | Process for high pressure oxidation of silicon | |
| JPH03224223A (ja) | 選択ｃｖｄ法 | |
| JPS633414A (ja) | シリコン膜の製造方法 | |
| US3316130A (en) | Epitaxial growth of semiconductor devices | |
| US5500388A (en) | Heat treatment process for wafers | |
| JP2008239480A (ja) | 半導体結晶 | |
| JPH0119266B2 (ja) | ||
| JPS61247683A (ja) | 単結晶サフアイヤ引上装置 | |
| JPH056858A (ja) | 熱処理装置 | |
| JP3240180B2 (ja) | 熱処理装置 | |
| JPS6224630A (ja) | 熱酸化膜形成方法及びその装置 | |
| JPS6313340B2 (ja) | ||
| JP2715645B2 (ja) | 半導体閉管拡散方法および閉管拡散装置 | |
| US5340553A (en) | Method of removing oxygen from a controlled atmosphere | |
| JPH05206048A (ja) | ランプアニール装置 | |
| JPS6212697A (ja) | 炭化珪素単結晶膜の製造方法 | |
| JPS5856341A (ja) | 熱処理方法および熱処理装置 | |
| JPH05299370A (ja) | 熱処理装置 | |
| JPS6230686B2 (ja) | ||
| JP2992539B2 (ja) | 高解離圧化合物の処理装置 | |
| JPS6153197A (ja) | 結晶成長装置 | |
| JPH10265300A (ja) | 蛍石単結晶の熱処理装置および熱処理方法 | |
| JPS6381933A (ja) | 枚葉式薄膜形成方法 |