JPS6012721A

JPS6012721A - 半導体熱処理治具

Info

Publication number: JPS6012721A
Application number: JP12004383A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Shimazu; 充嶋津
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1983-07-01
Filing date: 1983-07-01
Publication date: 1985-01-23

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。

Description

【発明の詳細な説明】（ア）　技術分野この発明は化合物半導体基板の熱処理用治具に関する。

化合物半導体とここで言うのは、ＧａＡｓ、ＧａＰ、Ｇ
ａＡｓＰ、ＧａＡ／Ａｓ、Ｇａ１ｎＰ、Ｇａ１ｎＡｓＳ
ＧａＡ／Ｐなどのｍ−ｖ族化合物結晶や、ＣｄＳ、Ｚｎ
５ｅ、Ｚｎ５ｅＴｅ、ＺｎＳＳｅ、ＣｄＺｎＳ、などの
ＩＩ−Ｖｌ族化合物結晶や、ＰｂＳ、Ｐｂ５ｅ、ＰｂＳ
ＳｅなどのＩＭＴ族化合物結晶、及びＺｎＧｅＡｓ２、
Ｃｄ　Ｇ　ｅ　Ｐ　２、Ｚｎ５ｉＡｓＰ、ＧａＡｓＺｎ
５ｅ、ＧａＰＺｎＳ　などの化合物結晶半導体を含む。

これら化合物半導体は、いずれかの構成元素の蒸気圧が
高く、基板を熱処理する際、蒸気圧の高い元素が蒸発し
やすい、という問題がある。例えば、Ａｓ、　Ｐ、　Ｓ
、　Ｓｅなどは揮発性が強く蒸発しやすい。

基板（クエハー）から、元素の一部が蒸発すると、表面
組成が変化し、化合物半導体の電気的特性を劣化させる
。

（イ）　従来技術とその問題化合物半導体単結晶は、水平式ブリッジマン法、引上げ
法などによって作られる。単結晶のインゴットを薄くス
ライスしてクエハー（基板）とし、片面又は両面を研磨
して鏡面仕上げする。このような基板を熱処理する際、
構成元素のいずれかの蒸気圧が高いので、基板の表面か
ら蒸発しやすい。

表面からの元素の蒸発を防ぐために、従来は、第４図に
示すように、基板２枚の表面同士を重ねて治具Ｃの上に
置き、電気炉内へ入れて熱処理している。基板Ａ１基板
Ｂは、鏡面仕上げしである。

ので、表面同士は隙間なく重なり合い、熱処理を受けて
いる間、蒸気圧の高い元素が表面から蒸発する、という
事がない。

しかしながら、鏡面同士を重ねているので、摩擦力が殆
んど働かず、滑シやすい。治具Ｃを動かして炉内に装入
する際、基板Ａが滑って、基板臼の上からずれることが
ある。

基板Ａ、Ｅｌがずれると、表面が露出するので、露出面
から、蒸気圧の高い元素が蒸発してゆく。

すると、その部分の表面組成が変化し、電気的特性が著
しく劣化する。この基板の上に形成したデバイスの歩出
シが低下することになる。

（り）　目　的化合物半導体の鏡面仕上げした２枚の基板の表面を重ね
合わせて、炉に入れ、熱処理する際、２枚の基板が相互
に滑らないような治具を提供する事が本発明の目的であ
る。

（１）　本発明の構成本発明は、治具本体に対し面と平行な方向の動きが禁止
されるよう着脱されるおもりを、治具本体の上へ置いた
２枚の半導体基板の上へ載せることにより、２枚の基板
の横方向のずれを防止する。

本発明の半導体熱処理治具は、＋ｌ）　半導体基板を戴置すべき治具本体と、（２）治
具本体の上面に設けられた複数の突起と、（３）２以上
の突起に同時に嵌合できる複数の突起差込み穴を有し基
板を押えるべきおもりと、よ多構成される。

（オ）　実施例第１図は本発明の実施例に係る半導体熱処理治具の分離
状［ａＫ於ける斜視図である。第２図は組合わせた状態
の縦断面図を示す。

治具本体１は、矩形断面の直方体形状の台で、上面に複
数の突起３．３、・・・が設けられている。この例では
、上面の両端に、−列ずつ、等間隔で突起３．３、・・
・が突設しである。

おもシ２は、平坦な板であるが、両端に、治具本体１の
突起３．３、・・・に同時に嵌合できるような複数の突
起差込み穴４．４、・・・を穿っである。っまシ、穴４
．４、・・・の間隔は、突起３．３、・・・の間隔に等
しく、突起３の外径よシ突起差込み穴４の内径の方が大
きい。ここで、穴４、突起３の「間隔」というのは、縦
方向、横方向を含めていう。

突起３．３、・・・の列方向のピッチがＰであって、列
と列の間隔がＤであるとすれば、おもり２の突起差込み
穴４の列方向のピッチＩｆｉＰ、間隔が０である、とい
う事である。

治具本体１、おもシ２には、さらに、ガス通し穴５．６
を穿つとよい。炉内装置かれた時、ガス置換を確実に行
う事ができ、また、ガス通し穴５．６の分だけ治具、お
もシの体積が減シ、熱容量が減少する、という利点があ
る。

（力）作用鏡面仕上げした半導体基板Ａ、Ｂの鏡面同士を重ねて、
治具本体１の上面に置く。対向面が鏡面であるから、相
互に滑りやすいが、さらに基板Ａ、Ｂの上からおも＃）
２を置く。おもり２の突起差込み穴４．４、・・・と、
治具本体１の突起３．３、・・・とが合致するように、
上方からおもシ２を、治具本体１の上へ重ねる。差込み
穴４に突起３が嵌合する。

おもシ２は、２枚の基板Ａ１Ｂの上に置かれる。

おも＃）２は、突起３、差込み穴４の嵌合によって、面
と千行匁方向には動かない。上下方向にのみ動くことが
できる。

こうして、治具１の上に半導体基板Ａ、Ｂ、おもり２が
重ねて置かれる。この状態で、電気炉内へ入れ熱処理す
る。

（キ）効果おもシ２の重量をＷとすると、ｗＦｉおもり２と基板Ｂ
の間、基板ＢとＡの問、基板Ａと治具本体１の間の接触
面に働く圧力となる。

面に垂直な圧力が増加すると、摩擦力はこれに比例して
増大する。このため、基板Ｂ、Ａの間の摩擦力が大きく
なる。さらにより重要な事は、上側の基板Ｂとおもシ２
の間の摩擦力は、鏡面同士の摩擦力より大きいので、お
もシ２に対し、基板日がス゛しない、という事である。

基板日は、おもシ２と基板Ａとの両方から支持され、合
計の摩擦力は、おもりのない場合に比して甚だ大きい。

このため、基板８がＡに対して滑って横ズレを起す、と
いう事がない。

さらに、おもりのない従来方法に比して、基板Ａ、Ｂの
鏡面接触部の圧力が著しく増加するので、基板同士はよ
り強く密着し、蒸気圧の高い元素の蒸発をよシ確実に防
ぐことができる。

このように、２枚の基板同士は、鏡面同士が対向した一
！ま、ズレることなく熱処理を受け、しかも、鏡面接触
面には強い圧力が加わるから、蒸気圧の高い元素の蒸発
がより少くなる。

均一で、電気的特性、電気光学的特性の優れた半導体基
板を得ることができる。

ひとつの実験例を示す。

アンドープＧａＡｓ結晶基板に、注入電圧１８０にｖ１
注大量１，５　Ｘ　１０１２■−２の条件で、Ｓ−イオ
ンをイオン注入した。この基板を２枚づつ鏡面で重ね、
本発明の熱処理治具に置き、電気炉に入れ、８２０℃、
２０分、Ｎ２流中で熱処理した。

熱処理の後、取り出してみると、基板Ａ、Ｂは横ズレを
起していなかった。表面は鏡面のままで変化は見られな
かった。この基板のシート抵抗率ρＳを測定した。

第３図は熱処理後の基板のシート抵抗値の測定結果を示
すグラフである。横軸はフェノ・（基板）中心からの距
＠　（ｃｍ）で、縦軸はシート抵抗率ρＳ（Ω／口）で
ある。このグラフから、基板のシート抵抗率のばらつき
が少い、という事が分る。シート抵抗率の平均値は２．
２Ｘ１０８Ω／口、分散はＬＩＸ１０２Ω／口、ばらつ
き（分散／平均）は４．９％であった。

このように、特性の一定した基板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る熱処理治具の分離状態の
斜視図。第２図は間に基板を挾んだ組合わせ状態の熱処理治具の
縦断面図。第３図は本発明の治具に乗せて熱処理したＧａＡｓ基板
の中心からの距離「とその地点でのシート抵抗率（Ω／
口）とを示すグラフ。第４図は従来の基板熱処理治具を示す正面図。１・・・・・・・・・・・・・・・・・治具本体２　・
・−・・−・・・・・・・・・・・お　も　シ３・・・
・・・・・・・・・・・・・・突　起４・・・・・・・
・・・・・・・・・・突起差込み穴５・６・・・・・・
・・・・・・ガス通し穴Ａ、Ｂ・・・・・・・・・・・
半導体基板発　明　者　嶋　津　充

Claims

【特許請求の範囲】＋１１　半導体基板Ａ、Ｂを戴置すべき治具本体１と、
治具本体１の上面に設けられた複数の突起３．３、・・
・と、２以上の突起に同時に嵌合できる複数の突起差込
み穴４．４、・・・を有し半導体基板Ａ、Ｂを押えるべ
きおも＃）２と、よシ構成される事を特徴とする半導体
熱処理治具。（２）治具本体１と、おもシ２には、それぞれガス通し
穴５．５、・・・、ガス通し穴６．６、・・・を穿孔し
である特許請求の範囲第（１）項記載の半導体熱処理治
具。