JPS60239400A - 化合物半導体のアニ−ル法 - Google Patents
化合物半導体のアニ−ル法Info
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- JPS60239400A JPS60239400A JP9539284A JP9539284A JPS60239400A JP S60239400 A JPS60239400 A JP S60239400A JP 9539284 A JP9539284 A JP 9539284A JP 9539284 A JP9539284 A JP 9539284A JP S60239400 A JPS60239400 A JP S60239400A
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- annealing
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明はＧａＡｓ ｅ Ｉ ｎＰ 等の化合物半導体に
Ｎ型もしくはＰ型の不純物となり得るイオンを注入した
後、化合物半導体を高温にてアニールし、イオン注入層
を活性化させる方法に関するものである。
Ｎ型もしくはＰ型の不純物となり得るイオンを注入した
後、化合物半導体を高温にてアニールし、イオン注入層
を活性化させる方法に関するものである。
ＧａＡｓ 等の化合物半導体結晶基板を用いイオン注入
によってトランジスタや集積回路を製作する場合、アニ
ールの工程は導電層を形成する上で不可欠である。アニ
ールは一般にイオン注入された化合物半導体基板を抵抗
加熱炉で数十分間高温加熱処理するものである。加熱温
度は基板に含まれる蒸気圧の高い成分例えばＡｓやＰ
が蒸発を開始する温度より高いため基板が熱分解を生じ
るという問題があった。このためアニールによって基板
表面に形成する導電層の電気的性質が変動し、バラツキ
が大きいという問題があった。
によってトランジスタや集積回路を製作する場合、アニ
ールの工程は導電層を形成する上で不可欠である。アニ
ールは一般にイオン注入された化合物半導体基板を抵抗
加熱炉で数十分間高温加熱処理するものである。加熱温
度は基板に含まれる蒸気圧の高い成分例えばＡｓやＰ
が蒸発を開始する温度より高いため基板が熱分解を生じ
るという問題があった。このためアニールによって基板
表面に形成する導電層の電気的性質が変動し、バラツキ
が大きいという問題があった。
これを防ぐため蒸気圧の高い成分の蒸気圧下でアニール
したり蒸発を防ぐための保護膜例えば、Ｓｉｎｇ 膜や
Ｓｉ３Ｎ４膜を基板表面に形成した後にアニールする方
法が採られている。しかしながら前者の方法では蒸気圧
の高い成分を含むガスが有毒であるため操作や処理が複
雑なプロセスとなり、生産性が著しく低いという問題が
残る。一方、後者では保護膜の形成法、形成条件によっ
て膜の性質が異なるため安定性、再現性が低くアニール
中に保護膜が割れる等の問題がある。
したり蒸発を防ぐための保護膜例えば、Ｓｉｎｇ 膜や
Ｓｉ３Ｎ４膜を基板表面に形成した後にアニールする方
法が採られている。しかしながら前者の方法では蒸気圧
の高い成分を含むガスが有毒であるため操作や処理が複
雑なプロセスとなり、生産性が著しく低いという問題が
残る。一方、後者では保護膜の形成法、形成条件によっ
て膜の性質が異なるため安定性、再現性が低くアニール
中に保護膜が割れる等の問題がある。
また、従来のアニール法は電気炉で数十分間高温熱処理
するため基板結晶内の残留不純物であるＣｒやＭｎが拡
散や表面近傍での高濃度化等を起こし、イオン注入され
た原子と相互に影響を及ぼすことが知られている。この
ためアニールによる活性化率が不安定となり、トランジ
スタや集積回路の電気特性を制御することが困難となっ
ている。
するため基板結晶内の残留不純物であるＣｒやＭｎが拡
散や表面近傍での高濃度化等を起こし、イオン注入され
た原子と相互に影響を及ぼすことが知られている。この
ためアニールによる活性化率が不安定となり、トランジ
スタや集積回路の電気特性を制御することが困難となっ
ている。
さらに従来のアニール法では注入された原子がアニール
中に表面と平行な方向に十分の数ミクロンも拡散する横
方向拡散も知られている。このため注入領域、例えば実
効ゲート長が変化することになり１μｍという微細加工
が必要な素子製造の面からは重大な問題となる。
中に表面と平行な方向に十分の数ミクロンも拡散する横
方向拡散も知られている。このため注入領域、例えば実
効ゲート長が変化することになり１μｍという微細加工
が必要な素子製造の面からは重大な問題となる。
これに対し、近年赤外線ランプによるアニール法が報告
されている。図２はその一例である。基板を急速に加熱
できるという特徴から従来法のアニールより約２桁短い
アニール時間が可能であり、従って横方向拡散も抑制で
きると報告されている。
されている。図２はその一例である。基板を急速に加熱
できるという特徴から従来法のアニールより約２桁短い
アニール時間が可能であり、従って横方向拡散も抑制で
きると報告されている。
しかしながら、赤外線ランプの急′速加熱の特徴１ を
生かしてアニールすると肉眼でも観察できる程の大きな
「スリップライン」と呼ばれる結晶の歪が生じることが
知られている。
生かしてアニールすると肉眼でも観察できる程の大きな
「スリップライン」と呼ばれる結晶の歪が生じることが
知られている。
これはその部分の結晶性が破壊されていることになりト
ランジスタや集積回路の電気特性を制御するためには重
大な問題となっている。
ランジスタや集積回路の電気特性を制御するためには重
大な問題となっている。
本発明はこのような従来法の欠点を解消し、化合物半導
体の欠陥発生を防ぐと同時に横方向の拡散を抑制し得る
アニール方法を提供するものである。
体の欠陥発生を防ぐと同時に横方向の拡散を抑制し得る
アニール方法を提供するものである。
以下、実施例に即して、本発明を説明する。◆キーよ化
合物半導体としてＧａＡｓ 基板を用いる場合の本発明
によるアニール法の構成を図示したものである。一度真
空排気された後、Ｎ２ガスを満たした石英管１１の内部
中央に石英治具１２を介して保持された２つの厚さ数程
の同一の形状のカーボングラファイト板１３０間にＧａ
Ａｓ 基板１５を置き、石英管１１の外部よりＧａＡｓ
基板１５の両面からランプヒータ１６を用いて照射し
て加熱させる。アニール温度は、ＧａＡｓ 基板１５の
近傍に設置した熱電対により測定し、これを基準にして
ランプに印加する電力をＰＩＤ制御することにより、加
熱速度、アニール温度を一定にした。本発明になるアニ
ール法で９００℃１０秒間アニールした試料は従来の電
気炉で、８００℃２０分アニールした試料と同等のキャ
リア濃度プロファイルを示した。
合物半導体としてＧａＡｓ 基板を用いる場合の本発明
によるアニール法の構成を図示したものである。一度真
空排気された後、Ｎ２ガスを満たした石英管１１の内部
中央に石英治具１２を介して保持された２つの厚さ数程
の同一の形状のカーボングラファイト板１３０間にＧａ
Ａｓ 基板１５を置き、石英管１１の外部よりＧａＡｓ
基板１５の両面からランプヒータ１６を用いて照射し
て加熱させる。アニール温度は、ＧａＡｓ 基板１５の
近傍に設置した熱電対により測定し、これを基準にして
ランプに印加する電力をＰＩＤ制御することにより、加
熱速度、アニール温度を一定にした。本発明になるアニ
ール法で９００℃１０秒間アニールした試料は従来の電
気炉で、８００℃２０分アニールした試料と同等のキャ
リア濃度プロファイルを示した。
さらに、アニール時の昇温速度を従来法と同じ２０℃／
秒〜８０℃／秒とした急速加熱でアニールしてもスリッ
プラインの発生は観察されなかった。
秒〜８０℃／秒とした急速加熱でアニールしてもスリッ
プラインの発生は観察されなかった。
本発明を構成する要件の一つはランプからの熱線として
赤外線のみならず、赤外線よりも波長の短い光をも利用
することにある。化合物半導体は赤外領域の光線に対し
て大きな透過率を有しているため赤外線による化合物半
導体基板の加熱は実質上効率が極めて小さくなる。そこ
で本発明では赤外線より短波長な光で基板を直接加熱す
ると同時に赤外線で基板を載せたカーボングラファイト
治具を加熱することにより、加熱効率を著しく向上する
ことにある。
赤外線のみならず、赤外線よりも波長の短い光をも利用
することにある。化合物半導体は赤外領域の光線に対し
て大きな透過率を有しているため赤外線による化合物半
導体基板の加熱は実質上効率が極めて小さくなる。そこ
で本発明では赤外線より短波長な光で基板を直接加熱す
ると同時に赤外線で基板を載せたカーボングラファイト
治具を加熱することにより、加熱効率を著しく向上する
ことにある。
本発明のもう一つの要件は、ランプからの光を効率良く
吸収して半導体基板に対して熱源となる物体を基板に密
着して対称的に配置することである。図２に示す通り、
従来法では基板が直接雰囲気にさらされており、基板の
厚さ方向、特に基板表面での急峻な温度勾配が存在する
。本発明ではこのような温度勾配をなくす事ができスリ
ップラインを防止することが可能となった。この目的か
′らすると基板を挾む物体としてはランプからの光を
効率良く吸収する材質であれば本発明の目的を □満た
すことになり、何ら実施例に制限されるものではない。
吸収して半導体基板に対して熱源となる物体を基板に密
着して対称的に配置することである。図２に示す通り、
従来法では基板が直接雰囲気にさらされており、基板の
厚さ方向、特に基板表面での急峻な温度勾配が存在する
。本発明ではこのような温度勾配をなくす事ができスリ
ップラインを防止することが可能となった。この目的か
′らすると基板を挾む物体としてはランプからの光を
効率良く吸収する材質であれば本発明の目的を □満た
すことになり、何ら実施例に制限されるものではない。
さらにアニールは化合物半導体基板に高温で不必要な化
学反応を生じないために不活性ガス中で行なえば本発明
の目的を満たすことから雰囲気は実施例のＮ２ ガスに
何ら限定されるものではなく、Ｎ２の他にＡｒ ｙＨｅ
等の不活性ガスやＮ２ガス及びそれらの混合ガスも適用
できることを付言する。
学反応を生じないために不活性ガス中で行なえば本発明
の目的を満たすことから雰囲気は実施例のＮ２ ガスに
何ら限定されるものではなく、Ｎ２の他にＡｒ ｙＨｅ
等の不活性ガスやＮ２ガス及びそれらの混合ガスも適用
できることを付言する。
図１は本発明によるアニール法の構成例を図示したもの
であり、図２は従来のアニール法の構成例である。 １１・・・石英管 １２・・・石英治具 １８・・・カーボングラファイト板 １５・・・化合物半導体基板 １６・・・ランプヒータ 区Ｈ 図２
であり、図２は従来のアニール法の構成例である。 １１・・・石英管 １２・・・石英治具 １８・・・カーボングラファイト板 １５・・・化合物半導体基板 １６・・・ランプヒータ 区Ｈ 図２
Claims (1)
- （１）Ｎ型またはＰ型の不純物となり得るイオンを注入
された化合物半導体基板の両面を赤外線及びそれより短
い波長域の光を吸収する物質からなる一対の支持体では
さみ、上記波長域にスペクトルをもつランプにて該化合
物半導体を照射し加熱することを特徴とする化合物半導
体基板のアニール法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9539284A JPS60239400A (ja) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | 化合物半導体のアニ−ル法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9539284A JPS60239400A (ja) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | 化合物半導体のアニ−ル法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60239400A true JPS60239400A (ja) | 1985-11-28 |
| JPH0480880B2 JPH0480880B2 (ja) | 1992-12-21 |
Family
ID=14136372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9539284A Granted JPS60239400A (ja) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | 化合物半導体のアニ−ル法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60239400A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4752592A (en) * | 1985-11-29 | 1988-06-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Annealing method for compound semiconductor substrate |
| JPS641229A (en) * | 1987-06-23 | 1989-01-05 | Nec Corp | Formation of iii-v semiconductor conductive layer |
| JPH02303121A (ja) * | 1989-05-01 | 1990-12-17 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 半導体デバイスの製造方法 |
| WO2007049413A1 (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-03 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 半導体製造装置及び半導体装置 |
| JP2008060401A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 半導体装置の製造方法、半導体装置の製造用治具、および半導体装置の製造装置 |
| US7510986B2 (en) | 2004-01-07 | 2009-03-31 | Rohm Co., Ltd. | Production method for semiconductor device |
| JP2012064852A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Toyota Motor Corp | 基板の熱処理方法および熱処理装置 |
-
1984
- 1984-05-11 JP JP9539284A patent/JPS60239400A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ELECTRONICS LETTERS=1984 * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4752592A (en) * | 1985-11-29 | 1988-06-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Annealing method for compound semiconductor substrate |
| JPS641229A (en) * | 1987-06-23 | 1989-01-05 | Nec Corp | Formation of iii-v semiconductor conductive layer |
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| US7510986B2 (en) | 2004-01-07 | 2009-03-31 | Rohm Co., Ltd. | Production method for semiconductor device |
| WO2007049413A1 (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-03 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 半導体製造装置及び半導体装置 |
| JPWO2007049413A1 (ja) * | 2005-10-28 | 2009-04-30 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 半導体製造装置及び半導体装置 |
| JP2008060401A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 半導体装置の製造方法、半導体装置の製造用治具、および半導体装置の製造装置 |
| US8703626B2 (en) | 2006-08-31 | 2014-04-22 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | Method, tool, and apparatus for manufacturing a semiconductor device |
| JP2012064852A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Toyota Motor Corp | 基板の熱処理方法および熱処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0480880B2 (ja) | 1992-12-21 |
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