JPS5928334A - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置Info
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- JPS5928334A JPS5928334A JP13868682A JP13868682A JPS5928334A JP S5928334 A JPS5928334 A JP S5928334A JP 13868682 A JP13868682 A JP 13868682A JP 13868682 A JP13868682 A JP 13868682A JP S5928334 A JPS5928334 A JP S5928334A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は半導体基板中に導入された不純物原子を拡散
し、活性化させるだめの半導体製造装置に係り、特にイ
オン注入によって形成される浅い接合領域を拡散し、活
性化させるだめの半導体製造装置に関する。
し、活性化させるだめの半導体製造装置に係り、特にイ
オン注入によって形成される浅い接合領域を拡散し、活
性化させるだめの半導体製造装置に関する。
従来、半導体装置の製造工程において、浅い接合領域を
形成する場合、イオン注入法によるプロファイルが利用
されている。
形成する場合、イオン注入法によるプロファイルが利用
されている。
ところで、このイオン注入法によって半導体基板中に導
入された不純物原子は電気的に不活性な状態にあるため
、若干の熱を加えて活性化させる必要がある。
入された不純物原子は電気的に不活性な状態にあるため
、若干の熱を加えて活性化させる必要がある。
従来、この活性化方法としては、基板がシリコンの場合
、１０００℃程度の拡、散炉に１０分程度放置する方法
（熱拡散法）がある。また、同じく熱拡散法であるが、
炉内放置以外に、熱源と半導体基板とを真空中で向い合
せ、熱輻射によって活性化させる方法が考案され、実用
化されている。この場合、熱源としてはカーボンヒータ
、基板保持板としてはアルミニウム材が用いられ、１０
００〜１１５０℃の温度で１０秒程度アニールするもの
である。さらに最近では、熱拡散法以外にレーザアニー
ル、エレクトロンビームアニール等の方法が盛んに考案
されている。
、１０００℃程度の拡、散炉に１０分程度放置する方法
（熱拡散法）がある。また、同じく熱拡散法であるが、
炉内放置以外に、熱源と半導体基板とを真空中で向い合
せ、熱輻射によって活性化させる方法が考案され、実用
化されている。この場合、熱源としてはカーボンヒータ
、基板保持板としてはアルミニウム材が用いられ、１０
００〜１１５０℃の温度で１０秒程度アニールするもの
である。さらに最近では、熱拡散法以外にレーザアニー
ル、エレクトロンビームアニール等の方法が盛んに考案
されている。
しかしながら、これら活性化方法においては、従来それ
ぞれ欠点があった。すなわち、拡散炉内放置型の熱拡散
法では、拡散時間を短かくできないため、不純物原子の
再拡散が生じ、所望のプロファイルが得られにくい。ま
た、熱輻射による活性化法は１０秒程度の短い時間の活
性化は可能であるが、基板からの保持板への熱の逃げ（
損失）により、基板内の温度が不均一になる。さらに、
レーザアニール、エレクトロンビームアニール等は基板
温度を基板の融点より高くするだめ、基板が溶融したり
、基板の組成が変化し、たりして好ましくないので実用
化は困難である。
ぞれ欠点があった。すなわち、拡散炉内放置型の熱拡散
法では、拡散時間を短かくできないため、不純物原子の
再拡散が生じ、所望のプロファイルが得られにくい。ま
た、熱輻射による活性化法は１０秒程度の短い時間の活
性化は可能であるが、基板からの保持板への熱の逃げ（
損失）により、基板内の温度が不均一になる。さらに、
レーザアニール、エレクトロンビームアニール等は基板
温度を基板の融点より高くするだめ、基板が溶融したり
、基板の組成が変化し、たりして好ましくないので実用
化は困難である。
このように従来の活性化方法にはいずれも欠点がある。
一方、イオン注入において、半導体基板の温度を所定の
温度に上げながら、不純物イオンを注入すると、打込ま
れた時点で不純物原子の活性化が行われる。特に、ガリ
ウムヒ素イオン注入後別途熱処理を施すと、解離圧の高
いＶ族の不純物原子が先に蒸発してしまい半導体基板の
ストイキオトメトリが変化し、素子特性に著しい悪影響
を及ぼすことになる。従って、化合物半導体においては
イオン注入中に活性化を行うのが望ましい。これを行う
にはイオン注入中に発生する熱を極力逃がさないように
しなければならない。
温度に上げながら、不純物イオンを注入すると、打込ま
れた時点で不純物原子の活性化が行われる。特に、ガリ
ウムヒ素イオン注入後別途熱処理を施すと、解離圧の高
いＶ族の不純物原子が先に蒸発してしまい半導体基板の
ストイキオトメトリが変化し、素子特性に著しい悪影響
を及ぼすことになる。従って、化合物半導体においては
イオン注入中に活性化を行うのが望ましい。これを行う
にはイオン注入中に発生する熱を極力逃がさないように
しなければならない。
第１図は従来のイオン注入の方法を示すものである。す
なわち、半導体基板１は真空中において基板保持板２に
よシ保持されている。この基板保持板２は高熱伝導率の
アルミニウム（Ａ／、、）により形成され、半導体基板
１を冷却するようになっている。
なわち、半導体基板１は真空中において基板保持板２に
よシ保持されている。この基板保持板２は高熱伝導率の
アルミニウム（Ａ／、、）により形成され、半導体基板
１を冷却するようになっている。
しかしながら、これでは半導体基板１と基板保持板２と
の間の熱伝導率に大きな差かある（シリコン基板は０．
２ （Ｉｔ ／ ｓ 、ｃｍ、 ｄ ｅ ｇ、アルミニ
ウム板は０．５３ ＭＬ ／ ｓ 、ｔｗｒ、 ｄｅｇ
）ため、半導体基板ノの裏面から基板保持板２側に熱
流失が生じ、イオン注入（図において、■はイオンビー
ムを示す）中に半導体基板１に発生する熱を有効に保持
することができない。このため半導体基板１中に導入さ
れた不純物原子の活性化率が低下していた。
の間の熱伝導率に大きな差かある（シリコン基板は０．
２ （Ｉｔ ／ ｓ 、ｃｍ、 ｄ ｅ ｇ、アルミニ
ウム板は０．５３ ＭＬ ／ ｓ 、ｔｗｒ、 ｄｅｇ
）ため、半導体基板ノの裏面から基板保持板２側に熱
流失が生じ、イオン注入（図において、■はイオンビー
ムを示す）中に半導体基板１に発生する熱を有効に保持
することができない。このため半導体基板１中に導入さ
れた不純物原子の活性化率が低下していた。
この発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的
は、半導体基板の面内の温度を効果的にかつ均一に保持
することができ、不純物原子の活性化率を向上させるこ
とができる半導体製造装置を提供することにある。
は、半導体基板の面内の温度を効果的にかつ均一に保持
することができ、不純物原子の活性化率を向上させるこ
とができる半導体製造装置を提供することにある。
この発明は半導体基板を保持する基板保持板を熱伝導率
の異なる２種類以上の板の重ね合わせにより形成するも
のである。
の異なる２種類以上の板の重ね合わせにより形成するも
のである。
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第２図において、半導体基板１１は真空中において基板
保持板１２により保持されている。この基板保持板１２
は、高熱伝導率の板例えばアルミニウム板（０，５３ａ
ｌｔ／ ｓ、Ｃｒｎ、ｄｅｇ ）１２ａの片面の半導体
基板１１を保持する側に、低熱伝導率の薄板例えば厚さ
１謔のチタン（Ｔｉ）板（０，０４５〜０．０５Ｃ１１
１／ ｓ、ｃｒｎ、ｄｅｇ ） １２ ｂを貼り付けだ
ものである。なお、チタン板１２ｂのアルミニウム板１
２ｍへの貼り付けは、例えばグイキャスト法により行わ
れる。
保持板１２により保持されている。この基板保持板１２
は、高熱伝導率の板例えばアルミニウム板（０，５３ａ
ｌｔ／ ｓ、Ｃｒｎ、ｄｅｇ ）１２ａの片面の半導体
基板１１を保持する側に、低熱伝導率の薄板例えば厚さ
１謔のチタン（Ｔｉ）板（０，０４５〜０．０５Ｃ１１
１／ ｓ、ｃｒｎ、ｄｅｇ ） １２ ｂを貼り付けだ
ものである。なお、チタン板１２ｂのアルミニウム板１
２ｍへの貼り付けは、例えばグイキャスト法により行わ
れる。
上記のような基板保持板１２を使用すると、注入エネル
ギが高い場合（０，５〜１、ＯＷ／ｃｍ２）には、イオ
ン注入（図において、■はイオンビームを示す）によっ
て生じる熱によって半導体基板１１が自己アニールされ
る。例えば、ＧａＡＩＩ基板に亜鉛Ｚｎを加速電圧Ｅａ
ｃ＝２００ ｋｅＶ 、イオン注入量Ｑｄ＝２ Ｘ １
０ ｔｏｎｓ／ｃｍ２．注入エネルギ０．５ｗ／１ｙ
ｎ２でイオン注入すると、５０％以上のＺｎが活性化さ
れる。さらに活性化率を向上させるためには、第３図に
示すように基板保持板１２内にヒータ１３を設置し、半
導体基板１１の温度を適当な温度に上げながらイオン注
入を行うようにする。ここで、基板保持板１２の温度が
高くなシすぎると、半導体基板１１の原子が蒸発するた
め、基板保持板１２の温度は５００℃以下に保つことが
望ましい。
ギが高い場合（０，５〜１、ＯＷ／ｃｍ２）には、イオ
ン注入（図において、■はイオンビームを示す）によっ
て生じる熱によって半導体基板１１が自己アニールされ
る。例えば、ＧａＡＩＩ基板に亜鉛Ｚｎを加速電圧Ｅａ
ｃ＝２００ ｋｅＶ 、イオン注入量Ｑｄ＝２ Ｘ １
０ ｔｏｎｓ／ｃｍ２．注入エネルギ０．５ｗ／１ｙ
ｎ２でイオン注入すると、５０％以上のＺｎが活性化さ
れる。さらに活性化率を向上させるためには、第３図に
示すように基板保持板１２内にヒータ１３を設置し、半
導体基板１１の温度を適当な温度に上げながらイオン注
入を行うようにする。ここで、基板保持板１２の温度が
高くなシすぎると、半導体基板１１の原子が蒸発するた
め、基板保持板１２の温度は５００℃以下に保つことが
望ましい。
このような構成にすることにより、ヒータ１３で発生し
た熱は高熱伝導率のアルミニウム板１２ｍによシ速やか
に保持板１２全体に広がり半導体基板１１に伝わる。こ
こで、半導体基板１ノが第１図に示したようにアルミニ
ウム板１２ａにより直接保持されていたならば、半導体
基板１１とアルミニウム板１２＆との接触部分以外の部
分のアルミニウム板１２ａの表面から熱が逃げ出し、半
導体基板１１の周辺部の活性化率が低下する。しかしな
がら、この発明にあっては半導体基板１１とアルミニウ
ム板１２ｇとの間に低熱伝導率のチタン板１２ｂが存在
するだめに、熱の損失を防止することができ、活性化率
を向上させることができる。なお、この低熱伝導率のチ
タン板１２ｂの厚さが厚すぎると、熱が半導体基板１１
に伝わらなくなるため、その厚さは３ｍ以下が望ましい
。
た熱は高熱伝導率のアルミニウム板１２ｍによシ速やか
に保持板１２全体に広がり半導体基板１１に伝わる。こ
こで、半導体基板１ノが第１図に示したようにアルミニ
ウム板１２ａにより直接保持されていたならば、半導体
基板１１とアルミニウム板１２＆との接触部分以外の部
分のアルミニウム板１２ａの表面から熱が逃げ出し、半
導体基板１１の周辺部の活性化率が低下する。しかしな
がら、この発明にあっては半導体基板１１とアルミニウ
ム板１２ｇとの間に低熱伝導率のチタン板１２ｂが存在
するだめに、熱の損失を防止することができ、活性化率
を向上させることができる。なお、この低熱伝導率のチ
タン板１２ｂの厚さが厚すぎると、熱が半導体基板１１
に伝わらなくなるため、その厚さは３ｍ以下が望ましい
。
第４図は従来例とこの発明の効果の相違を、シリコン基
板中へイオン注入したボロン原子の活性化のばらつきで
表現したものである。ここで、Ａは従来例、Ｂはこの発
明の場合をそれぞれ示す。イオン注入条件としては、ボ
ロンＢｔ＋ 。
板中へイオン注入したボロン原子の活性化のばらつきで
表現したものである。ここで、Ａは従来例、Ｂはこの発
明の場合をそれぞれ示す。イオン注入条件としては、ボ
ロンＢｔ＋ 。
Ｅａｃ＝５０ ｋｅＶ 、 Ｑｄ＝２ Ｘ １０１５ｉ
ｏｎｓ／ｚ２であり、その時の活性化率の変化をシリコ
ン基板の直径方向の比抵抗値ρ８の変化で示した。また
、このときのアニール条件は、１１５０℃＋１０ｓｅｃ
を３回繰り返し行ない活性化した。これによれば、シリ
コン基板内のρＢのばらつきは、従来法で７チ以上であ
ったのに対し、この発明の場合５％以下となった。
ｏｎｓ／ｚ２であり、その時の活性化率の変化をシリコ
ン基板の直径方向の比抵抗値ρ８の変化で示した。また
、このときのアニール条件は、１１５０℃＋１０ｓｅｃ
を３回繰り返し行ない活性化した。これによれば、シリ
コン基板内のρＢのばらつきは、従来法で７チ以上であ
ったのに対し、この発明の場合５％以下となった。
尚、上記実施例においては、高熱伝導率の材料としてア
ルミニウム板１２ａ１低熱伝導率の薄板としてチタン板
１２ｂをそれぞれ使用するようにしたが、これに限定す
るものではなく、他の材料でもよいことは勿論である。
ルミニウム板１２ａ１低熱伝導率の薄板としてチタン板
１２ｂをそれぞれ使用するようにしたが、これに限定す
るものではなく、他の材料でもよいことは勿論である。
例えば、高熱伝導率の材料としては銅（Ｃｕ ）
（０，９４Ｃｔｌｔ ／ ｓ、ｃｒｎ、ｄｅｇ ）、低
熱伝導率の材料としてはオーステナイト系ステンレス （０，０３６Ｃｎｌ ／ ｓ、ｃｒｎ、ｄｅｇ ）、鉄
（Ｆｅ ）（０，１８ｃａｔ／ ａ、ｃｒｎ、ｄｅｇ
）がある。なお、ここで熱伝導率の高低は半導体基板１
ノの熱伝導率（シリコン基板の場合は０．２ｍ／ ｓ、
ｃｒｎ、ｄｅｇ ）を基準とし、これより高いものを高
熱伝導率、低いものを低熱伝導率としだものである。ま
だ、上記実施例においては基板保持板１２を熱伝導率の
異なる２種類の板により形成するようにしたが、それ以
上の種類の板によシ形成するようにしてもよいことは勿
論である。
熱伝導率の材料としてはオーステナイト系ステンレス （０，０３６Ｃｎｌ ／ ｓ、ｃｒｎ、ｄｅｇ ）、鉄
（Ｆｅ ）（０，１８ｃａｔ／ ａ、ｃｒｎ、ｄｅｇ
）がある。なお、ここで熱伝導率の高低は半導体基板１
ノの熱伝導率（シリコン基板の場合は０．２ｍ／ ｓ、
ｃｒｎ、ｄｅｇ ）を基準とし、これより高いものを高
熱伝導率、低いものを低熱伝導率としだものである。ま
だ、上記実施例においては基板保持板１２を熱伝導率の
異なる２種類の板により形成するようにしたが、それ以
上の種類の板によシ形成するようにしてもよいことは勿
論である。
以上のようにこの発明によれば、イオン注入中に発生す
る熱及びヒータからの熱が基板保持板から外部へ流出す
ることを効果的に防止できるため、半導体基板の面内温
度を均一に保持することができ、不純物原子の活性化を
半導体基板全体にわたって均一に行うことができる。従
って、特に化合物半導体等の低温活性化技術には有効で
ある。
る熱及びヒータからの熱が基板保持板から外部へ流出す
ることを効果的に防止できるため、半導体基板の面内温
度を均一に保持することができ、不純物原子の活性化を
半導体基板全体にわたって均一に行うことができる。従
って、特に化合物半導体等の低温活性化技術には有効で
ある。
第１図は従来のイオン注入法を示す構成図、第２図はこ
の発明の一実施例に係るイオン注入及び活性化方法を示
す構成図、第３図はこの発明の他の実施例に係る構成図
、第４図はシリコン基板中の不純物原子の活性化のばら
つきを従来例とこの発明とを比較して示す図である。 １１・・・半導体基板、１２・・・基板保持板、１２＊
・・・アルミニウム板、１２ｂ・・・チタン板、１３・
・・ヒータ。
の発明の一実施例に係るイオン注入及び活性化方法を示
す構成図、第３図はこの発明の他の実施例に係る構成図
、第４図はシリコン基板中の不純物原子の活性化のばら
つきを従来例とこの発明とを比較して示す図である。 １１・・・半導体基板、１２・・・基板保持板、１２＊
・・・アルミニウム板、１２ｂ・・・チタン板、１３・
・・ヒータ。
Claims (3)
- （１）半導体基板を保持する基板保持板を有する半導体
製造装置において、前記基板保持板を熱伝導率の異なる
２種以上の板の重ね合わせにより形成したことを特徴と
する半導体製造装置。 - （２）前記基板保持板において、前記半導体基板を設置
する側に低熱伝導率の材質の板を設けてなる特許請求の
範囲第１項記載の半導体製造装置。 - （３）前記低熱伝導率の板の当該熱伝導率は前記半導体
基板の熱伝導率よシも低い特許請求の範囲第２項記載の
半導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13868682A JPS5928334A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13868682A JPS5928334A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | 半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5928334A true JPS5928334A (ja) | 1984-02-15 |
Family
ID=15227730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13868682A Pending JPS5928334A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928334A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02278819A (ja) * | 1989-04-20 | 1990-11-15 | Sony Corp | イオン注入方法 |
| FR2670950A1 (fr) * | 1990-12-20 | 1992-06-26 | Motorola Semiconducteurs | Procede et appareil pour le traitement de recuit des dispositifs a semiconducteur. |
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1982
- 1982-08-10 JP JP13868682A patent/JPS5928334A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02278819A (ja) * | 1989-04-20 | 1990-11-15 | Sony Corp | イオン注入方法 |
| FR2670950A1 (fr) * | 1990-12-20 | 1992-06-26 | Motorola Semiconducteurs | Procede et appareil pour le traitement de recuit des dispositifs a semiconducteur. |
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