JPS6140028A - 拡散装置 - Google Patents
拡散装置Info
- Publication number
- JPS6140028A JPS6140028A JP16055284A JP16055284A JPS6140028A JP S6140028 A JPS6140028 A JP S6140028A JP 16055284 A JP16055284 A JP 16055284A JP 16055284 A JP16055284 A JP 16055284A JP S6140028 A JPS6140028 A JP S6140028A
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- Japan
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- wafer
- diffusion
- group
- heat
- wafers
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- Pending
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- 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。
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］
本発明は半導体ウェハに不純物を拡散する拡散装置に係
わり、特に化合物半導体に開管で拡散を施す拡散装置の
改良に関するものである。
わり、特に化合物半導体に開管で拡散を施す拡散装置の
改良に関するものである。
［発明の技術的背景とその問題点］
従来、■−ｖ族化合物半導体（例えば、ＧａＡＳ半導体
）にｚｎを拡散する場合、封管拡散法により行っていた
。第３図はこの方法を説明するための図であり１．図中
１は真空封止された石英アンプル、２はこの石英アンプ
ル１内に配されたウェハ支持冶具、３はこのウェハ支持
冶具２に並列に支持された■−ｖ族化合物半導体ウェハ
（例えば、ＧａＡＳウェハ）、４は拡散源溜でウェハ支
持冶具２の端部に取付けられている。この拡散源溜４内
には、例えばＺｎＡ３２などの拡散源５が納められてい
る。
）にｚｎを拡散する場合、封管拡散法により行っていた
。第３図はこの方法を説明するための図であり１．図中
１は真空封止された石英アンプル、２はこの石英アンプ
ル１内に配されたウェハ支持冶具、３はこのウェハ支持
冶具２に並列に支持された■−ｖ族化合物半導体ウェハ
（例えば、ＧａＡＳウェハ）、４は拡散源溜でウェハ支
持冶具２の端部に取付けられている。この拡散源溜４内
には、例えばＺｎＡ３２などの拡散源５が納められてい
る。
このようなアンプルは電気炉に投入し、加熱して拡散［
５のＺｎを、ウェハ３に拡散する。
５のＺｎを、ウェハ３に拡散する。
ところで、■−ｖ族化合物半導体ウェハにｚｎを拡散す
る一般的な方法は、このような封管拡散法で行われるが
、この方法ではウェハ３と拡散源５、を石英アンプル１
に真空封止しなければならず、この真空封止は非常に厄
介な作業をともない、また、拡散ｉｉ５の秤雫は精密に
行わねばならない。
る一般的な方法は、このような封管拡散法で行われるが
、この方法ではウェハ３と拡散源５、を石英アンプル１
に真空封止しなければならず、この真空封止は非常に厄
介な作業をともない、また、拡散ｉｉ５の秤雫は精密に
行わねばならない。
そこで、開管拡散法が各種提案されている。その−例を
以下に示す。
以下に示す。
（ゝイ”） Ｚｎを含むＳｉＯ２膜を非拡散ウェハ上に
形成した後、加熱処理をする方法。この方法はｚｎ拡散
源濃度が限られるため、浅く、且、つ低濃度の拡散層し
か得られない。
形成した後、加熱処理をする方法。この方法はｚｎ拡散
源濃度が限られるため、浅く、且、つ低濃度の拡散層し
か得られない。
（２） Ｉ−Ｖ族化合物半導体ウェハに開管でＺｎを
拡散する方法。この方法の場合、拡散温度でのＶ族元素
は分圧が高いため、表面分解の防止を図る手段を必要と
する。その手法として、Ｖ族元素を含むガスを流しなが
ら、拡散する方法が採られることもあるが、このガスは
有毒であるため、取り扱いが面倒で、廃ガス処理装置を
必要とし、この廃ガス処理装置も高価である。
拡散する方法。この方法の場合、拡散温度でのＶ族元素
は分圧が高いため、表面分解の防止を図る手段を必要と
する。その手法として、Ｖ族元素を含むガスを流しなが
ら、拡散する方法が採られることもあるが、このガスは
有毒であるため、取り扱いが面倒で、廃ガス処理装置を
必要とし、この廃ガス処理装置も高価である。
（３） 密閉されたグラファイトボートによる空間内に
予めＶ放物質を加えておき、このグラファイトボートの
空間に■−ｖ族化合物半導体ウェハを置いて拡散する方
法。この方法によれば、拡散温度での被拡散ウェハの表
面分解はある程度抑えることができる。しかし、封管拡
散法に比較すると、熱拡散処理時の表面分解によるウェ
ハ表面の荒れの程度は大きく、また、Ｖ放物質の消費量
も多い他、更に、上記表面分解を抑えるため、Ａｓを使
う場合にはＡｓが毒物であるだけに、その安全対策を考
慮する必要がある。
予めＶ放物質を加えておき、このグラファイトボートの
空間に■−ｖ族化合物半導体ウェハを置いて拡散する方
法。この方法によれば、拡散温度での被拡散ウェハの表
面分解はある程度抑えることができる。しかし、封管拡
散法に比較すると、熱拡散処理時の表面分解によるウェ
ハ表面の荒れの程度は大きく、また、Ｖ放物質の消費量
も多い他、更に、上記表面分解を抑えるため、Ａｓを使
う場合にはＡｓが毒物であるだけに、その安全対策を考
慮する必要がある。
［発明の目的］
本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、安全
性が高く、しかも拡散処理時の■−ｖ族化合物半導体ウ
ェハの表面の荒れを防ぐことのできるようにした開管拡
散法による拡散装置を提供することを目的とする。
性が高く、しかも拡散処理時の■−ｖ族化合物半導体ウ
ェハの表面の荒れを防ぐことのできるようにした開管拡
散法による拡散装置を提供することを目的とする。
［発明の概要］
すなわち、本発明は上記目的を達成するため、拡散源と
被拡散化合物半導体ウェハを耐熱容器に納め、非酸化性
雰囲気と共に密閉して加熱することにより、上記半導体
ウェハに不純物拡散する装置において、耐熱性を有する
物質で形成された板を被拡散ウェハ表面に対向近接して
並置したことを特徴とする。このような本発明装置は耐
熱性を有する板またはＧａＰウェハを拡散対象である■
−Ｖ族化合物半導体ウェハに近接して並置したことによ
り、ｍ−ｖ族化合物半導体ウェハの表面のＶ族分解ガス
圧を保つことが出来るようになり、これによって、Ｖ放
物質の分解ガス発生を抑制するようにして、表面の荒れ
を防ぐようにする。
被拡散化合物半導体ウェハを耐熱容器に納め、非酸化性
雰囲気と共に密閉して加熱することにより、上記半導体
ウェハに不純物拡散する装置において、耐熱性を有する
物質で形成された板を被拡散ウェハ表面に対向近接して
並置したことを特徴とする。このような本発明装置は耐
熱性を有する板またはＧａＰウェハを拡散対象である■
−Ｖ族化合物半導体ウェハに近接して並置したことによ
り、ｍ−ｖ族化合物半導体ウェハの表面のＶ族分解ガス
圧を保つことが出来るようになり、これによって、Ｖ放
物質の分解ガス発生を抑制するようにして、表面の荒れ
を防ぐようにする。
［発明の実施例］ ”
次に本発明の実施例について第１図、第２図を参照しな
がら説明する。
がら説明する。
実施例１
” 図中、１１は高純度グラファイトを用い、これを板
状に形成したボートであり、このボート１１上には底面
が開口した箱形を成し、その開口面を前記ボート１１上
に密接させて、且つ、ボート１１上を所定の範囲摺動で
きるようにしてカバー用ボート１２が設けである。そし
て、このカバー用ボート１２とボート１１によって形成
されたウェハ室１３内には、グラファイトの耐熱平板１
４を複数枚、等間隔で並設して複数の仕切りを設けてな
るグラファイト製のウェハホルダ１５上の上記仕切り間
に複数枚のｎ型ＧａＡｓ Ｐ ウェハ１６が一枚ず
つ並べて配設しである。 。
状に形成したボートであり、このボート１１上には底面
が開口した箱形を成し、その開口面を前記ボート１１上
に密接させて、且つ、ボート１１上を所定の範囲摺動で
きるようにしてカバー用ボート１２が設けである。そし
て、このカバー用ボート１２とボート１１によって形成
されたウェハ室１３内には、グラファイトの耐熱平板１
４を複数枚、等間隔で並設して複数の仕切りを設けてな
るグラファイト製のウェハホルダ１５上の上記仕切り間
に複数枚のｎ型ＧａＡｓ Ｐ ウェハ１６が一枚ず
つ並べて配設しである。 。
上記ボート１１には上記カバー用ボート１°２がある方
向に移動しきった状態でウェハ室１３に通じる位置に内
外を連通する透孔１７が設けである。
向に移動しきった状態でウェハ室１３に通じる位置に内
外を連通する透孔１７が設けである。
カバー用ボート１２には側端に石英の操作棒１８が取付
けられており、この石英操作棒１８を操作することによ
って前記カバー用ボート１２はボート１１上を移動し、
ボート１１に形成された透孔１７の位置まで移動した際
に、この透孔１７を通してウェハ室１３は非酸化性雰囲
気中に連通できる構成としである。また、ボート１１上
には上記ウェハ室１３から外□れない位置に、Ｚｎ、Ｐ
を収納した拡散１１１９ｔ 、１９２が設けである。
けられており、この石英操作棒１８を操作することによ
って前記カバー用ボート１２はボート１１上を移動し、
ボート１１に形成された透孔１７の位置まで移動した際
に、この透孔１７を通してウェハ室１３は非酸化性雰囲
気中に連通できる構成としである。また、ボート１１上
には上記ウェハ室１３から外□れない位置に、Ｚｎ、Ｐ
を収納した拡散１１１９ｔ 、１９２が設けである。
このような構成の本装置を用いてｎ型
ＧａＡｓ Ｐ エピタキシャルウェハ（ドナ濃
度 ３Ｘ１０”ｃ１１°３）にＺｎを拡散する例につい
て説明する。
度 ３Ｘ１０”ｃ１１°３）にＺｎを拡散する例につい
て説明する。
まず、第１図に示す状ｌｌ１（但し、ウェハ１６は未拡
散状態のもの）で反応系に納め、系内にＡｒ ゛ガス
を充填する。これにより、透孔１７を介してウェハ室１
３内には′Ａｒガスが入る。
散状態のもの）で反応系に納め、系内にＡｒ ゛ガス
を充填する。これにより、透孔１７を介してウェハ室１
３内には′Ａｒガスが入る。
次いで第２図に示′すように、カバー用ボート１２を移
動して、ウェハ室１３を透孔１７から外し、密閉状態に
する。その後、反応系を昇温し、８００°Ｃにて５時間
、拡散処理を施す。このｉ熱により、拡散源１９１．１
９２からＺｎとＰがウェハ室１３内に拡がり、ウェハホ
ルダ１５．に保持されたウェハ１６にｚｎとＰが拡散す
る。拡散処理が終了したならばウェハ室１３と透孔１７
を再び連通させ、ウェハ室１３内のガスを入替えて、系
内を急冷する。この処理により得られたＰ型拡散層は６
μｍの層厚であった。
動して、ウェハ室１３を透孔１７から外し、密閉状態に
する。その後、反応系を昇温し、８００°Ｃにて５時間
、拡散処理を施す。このｉ熱により、拡散源１９１．１
９２からＺｎとＰがウェハ室１３内に拡がり、ウェハホ
ルダ１５．に保持されたウェハ１６にｚｎとＰが拡散す
る。拡散処理が終了したならばウェハ室１３と透孔１７
を再び連通させ、ウェハ室１３内のガスを入替えて、系
内を急冷する。この処理により得られたＰ型拡散層は６
μｍの層厚であった。
このように、本装置ではＩ−Ｖ族化合物半導体の被拡散
ウェハを拡散治具であるウェハホルダ１５に設置するに
際し、ウェハホルダ１５にはグラファイトの耐熱平板を
複数枚、等間隔で平行に設置して、櫛形状にし、この耐
熱平板間にウェハ１６を置く。従って、該ウェハ１６の
被拡散表面に対向近接して耐熱平板１４が並置された状
態となる。これにより、熱拡散処理時にウェハ１６表面
から分解蒸発したＶ族元素蒸気がウェハ室１３内に拡散
するのを妨げるので、これによって、被拡散ウェハ１６
表面のＶ族元素蒸気圧を保ち、それ以上の分解蒸発を抑
制する効果が得られる。そのため、ウェハ表面の荒れを
抑制することが出来るようになる。
ウェハを拡散治具であるウェハホルダ１５に設置するに
際し、ウェハホルダ１５にはグラファイトの耐熱平板を
複数枚、等間隔で平行に設置して、櫛形状にし、この耐
熱平板間にウェハ１６を置く。従って、該ウェハ１６の
被拡散表面に対向近接して耐熱平板１４が並置された状
態となる。これにより、熱拡散処理時にウェハ１６表面
から分解蒸発したＶ族元素蒸気がウェハ室１３内に拡散
するのを妨げるので、これによって、被拡散ウェハ１６
表面のＶ族元素蒸気圧を保ち、それ以上の分解蒸発を抑
制する効果が得られる。そのため、ウェハ表面の荒れを
抑制することが出来るようになる。
尚、グラファイトの耐熱平板１４はウェハホルダ１５と
一体に形成するようにすることもできる。
一体に形成するようにすることもできる。
実施例２
上記実施例１では、ウェハホルダ１５は例えば、グラフ
ァイトで作られた耐熱平板を等間隔で設置して、熱拡散
処理時にウェハ１６表面から分解蒸発したＶ族元素蒸気
がウェハ室１３内に拡散するのを妨げる拡散治具として
予め用意されたものであるが、かわりにＧａＰウェハを
ダミーとして用いるようにしても良い。すなわち、ダミ
ーウェハの間に被拡散ウェハ１６を配置する構成とする
。
ァイトで作られた耐熱平板を等間隔で設置して、熱拡散
処理時にウェハ１６表面から分解蒸発したＶ族元素蒸気
がウェハ室１３内に拡散するのを妨げる拡散治具として
予め用意されたものであるが、かわりにＧａＰウェハを
ダミーとして用いるようにしても良い。すなわち、ダミ
ーウェハの間に被拡散ウェハ１６を配置する構成とする
。
これを使用して実験したところ、実施例１と同じ結果が
得られた。この方式によれば、実施例１のように特別に
熱拡散処理時にウェハ１６表面から分解蒸発したＶ族元
素蒸気がウェハ室１３内に拡散するのを妨げる拡散冶具
を用意する必要は無く、その分、装置が安価となる。
得られた。この方式によれば、実施例１のように特別に
熱拡散処理時にウェハ１６表面から分解蒸発したＶ族元
素蒸気がウェハ室１３内に拡散するのを妨げる拡散冶具
を用意する必要は無く、その分、装置が安価となる。
実施例３
ＧａＰ上に気相成長されたｎ型ＧａＡＳｏ、１゜Ｐｏ、
ａ ｉにｌｎを拡散する場合、被拡散面同士を対向近接
させて設置する。この場合、被拡散ウェハであるＧａＡ
ｓＰ／ＧａＰが耐熱平板を兼ねることになる。
ａ ｉにｌｎを拡散する場合、被拡散面同士を対向近接
させて設置する。この場合、被拡散ウェハであるＧａＡ
ｓＰ／ＧａＰが耐熱平板を兼ねることになる。
これを使用して実施例１と同じ条件で実験したところ、
Ｐ層厚は〜７μ瓦となった。
Ｐ層厚は〜７μ瓦となった。
このように、本発明は封管拡散作業の繁雑さを無くし、
ウェハ上に拡散源物質の凝縮の無い開管による拡散にお
いて、熱拡散処理時にウェハの表面荒れの生じるのを抑
制することができる。これは、熱拡散処理時にウェハ表
面から分解蒸発したＶ族元素蒸気がウェハと耐熱平板も
しくはダミーウェハとの間の狭い空間に充満し、そのガ
ス圧でそれ以上の分解蒸発を抑制するためであり、した
がって、Ｖ族元素を含むガスを使用せずに済み安全であ
り、しかも、装置が安価となる。
ウェハ上に拡散源物質の凝縮の無い開管による拡散にお
いて、熱拡散処理時にウェハの表面荒れの生じるのを抑
制することができる。これは、熱拡散処理時にウェハ表
面から分解蒸発したＶ族元素蒸気がウェハと耐熱平板も
しくはダミーウェハとの間の狭い空間に充満し、そのガ
ス圧でそれ以上の分解蒸発を抑制するためであり、した
がって、Ｖ族元素を含むガスを使用せずに済み安全であ
り、しかも、装置が安価となる。
［発明の効果］
このように本発明によれば、ｍ−ｖ族化合物半導体ウェ
ハに拡散源を熱拡散する際、該ウェハの表面分解を抑制
して、表面の荒れを防ぐことができ、しかも、Ｖ族元素
を含むガスを使用しないので安全であり、構造も簡単で
あるので、設備も安価となるなどの特徴を有する開管拡
散法による拡散装置を提供することが出来る。
ハに拡散源を熱拡散する際、該ウェハの表面分解を抑制
して、表面の荒れを防ぐことができ、しかも、Ｖ族元素
を含むガスを使用しないので安全であり、構造も簡単で
あるので、設備も安価となるなどの特徴を有する開管拡
散法による拡散装置を提供することが出来る。
第１図、第２図は本発明の実施例を示す断面図、第３図
は従来の封管拡散法による拡散装置の構成を示す断面図
である。 １１・・・ボート、１２・・・カバー用ボート、１３・
・・ウェハ室、１４・・・耐熱平板、１５・・・ウェハ
ホルダ、１６・・・ウェハ、１７・・・透孔、１８・・
・石英操作棒、１９１．１９２・・・拡散源。
は従来の封管拡散法による拡散装置の構成を示す断面図
である。 １１・・・ボート、１２・・・カバー用ボート、１３・
・・ウェハ室、１４・・・耐熱平板、１５・・・ウェハ
ホルダ、１６・・・ウェハ、１７・・・透孔、１８・・
・石英操作棒、１９１．１９２・・・拡散源。
Claims (2)
- （１）拡散源と被拡散化合物半導体ウェハを耐熱容器に
納め、非酸化性雰囲気と共に密閉して加熱することによ
り、上記半導体ウェハに不純物拡散する装置において、
耐熱性を有する物質で形成された板を被拡散ウェハ表面
に対向近接して並置したことを特徴とする拡散装置。 - （２）耐熱性を持つ板としてＧａＰ半導体ウェハを用い
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の拡散装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16055284A JPS6140028A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 拡散装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16055284A JPS6140028A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 拡散装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6140028A true JPS6140028A (ja) | 1986-02-26 |
Family
ID=15717454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16055284A Pending JPS6140028A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 拡散装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6140028A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6487742A (en) * | 1987-09-29 | 1989-03-31 | Toyota Motor Corp | Manufacture of sintering material |
| KR20000012049A (ko) * | 1998-07-29 | 2000-02-25 | 구라우치 노리타카 | 3-5족화합물반도체결정에의 Ｚｎ확산방법 및 확산장치 |
| KR20190110348A (ko) * | 2018-03-20 | 2019-09-30 | 주식회사 엘지화학 | 음극의 제조방법 및 이로부터 제조된 음극 |
-
1984
- 1984-07-31 JP JP16055284A patent/JPS6140028A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6487742A (en) * | 1987-09-29 | 1989-03-31 | Toyota Motor Corp | Manufacture of sintering material |
| KR20000012049A (ko) * | 1998-07-29 | 2000-02-25 | 구라우치 노리타카 | 3-5족화합물반도체결정에의 Ｚｎ확산방법 및 확산장치 |
| US6516743B2 (en) * | 1998-07-29 | 2003-02-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method and apparatus diffusing zinc into groups III-V compound semiconductor crystals |
| KR20190110348A (ko) * | 2018-03-20 | 2019-09-30 | 주식회사 엘지화학 | 음극의 제조방법 및 이로부터 제조된 음극 |
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