JPS6175517A - 化合物半導体基板のアニ−ル法 - Google Patents
化合物半導体基板のアニ−ル法Info
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- JPS6175517A JPS6175517A JP19809584A JP19809584A JPS6175517A JP S6175517 A JPS6175517 A JP S6175517A JP 19809584 A JP19809584 A JP 19809584A JP 19809584 A JP19809584 A JP 19809584A JP S6175517 A JPS6175517 A JP S6175517A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＧａＡｓ 、 ＩｎＰ 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。
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。
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。
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、５ｉ（ｈ 膜や
Ｓ ｉ ８Ｎ４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、５ｉ（ｈ 膜や
Ｓ ｉ ８Ｎ４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 。
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。
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、冶具１２を介してカーボン
グラファイト１３上に化合物半導体基板］５が保持され
ている。一度真空排気された後、Ｎ２ガスを満たした石
英管１１の外部より、ランプヒータ１６を用いて化合物
半導体基板１５及びカーボングラファイト１８を照射し
て加熱昇温する。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。した
がって基板を載せたカーボングラファイト冶具を加熱す
ることにより、加熱効率を著しく向上させである。
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、冶具１２を介してカーボン
グラファイト１３上に化合物半導体基板］５が保持され
ている。一度真空排気された後、Ｎ２ガスを満たした石
英管１１の外部より、ランプヒータ１６を用いて化合物
半導体基板１５及びカーボングラファイト１８を照射し
て加熱昇温する。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。した
がって基板を載せたカーボングラファイト冶具を加熱す
ることにより、加熱効率を著しく向上させである。
したがって、カーボングラファイト冶具と化合物半導体
基板との密着性が、基板面内で均一でないと、カーボン
グラファイトから化合物半導体基板への熱伝導の均一性
が悪く、昇温特性の均一性、熱処理後の活性化率の均一
性を著しく悪化させ、結果的に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るという問題があ
った。
基板との密着性が、基板面内で均一でないと、カーボン
グラファイトから化合物半導体基板への熱伝導の均一性
が悪く、昇温特性の均一性、熱処理後の活性化率の均一
性を著しく悪化させ、結果的に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るという問題があ
った。
またカーボングラファイト自身の熱容量があるため、基
板を急速に加熱できるという赤外線ランプアニール法に
も、その昇温、降温速度に限界がある。
板を急速に加熱できるという赤外線ランプアニール法に
も、その昇温、降温速度に限界がある。
本発明はこのような従来技術の欠点を解消することを目
的とし、化合物半導体基板の少なくとも片面に赤外線及
びそれより短い波長域の光を吸収する物質からなる薄膜
を付着形成し、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化合物半導体基板の
アニール法を提供するものである。
的とし、化合物半導体基板の少なくとも片面に赤外線及
びそれより短い波長域の光を吸収する物質からなる薄膜
を付着形成し、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化合物半導体基板の
アニール法を提供するものである。
以下実施例により、本発明を説明する。図１は化合物半
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。石英管１１、
ランプヒータ１６、石英冶具１２は従来例の図２と同様
である。ＧａＡｓ 基板１５ａの表面には赤外線を効
率よく吸収するカーボン薄膜１７が形成されている。
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。石英管１１、
ランプヒータ１６、石英冶具１２は従来例の図２と同様
である。ＧａＡｓ 基板１５ａの表面には赤外線を効
率よく吸収するカーボン薄膜１７が形成されている。
本発明によれば、ＧａＡｓ 基板１５ａ への熱源は主
としてカーボン薄膜１７からの熱伝導によるため、従来
例のようにカーボングラファイト冶具を用いた場合より
も、熱容量が小さく、シたがって赤外線ランプの照射に
敏速に応答する。すなわち、ＧａＡｓ 基板の昇温、
降温は従来法よりもさらに急速に行なわれ、赤外線ラン
プアニール法の特徴をより大きく利用できる。また、Ｇ
ａＡｓ 基板に対する主たる熱源であるカーボン薄膜が
ＧａＡｓ 基板全面に均一に密着しているため、基板
内で均一な熱処理が可能である。
としてカーボン薄膜１７からの熱伝導によるため、従来
例のようにカーボングラファイト冶具を用いた場合より
も、熱容量が小さく、シたがって赤外線ランプの照射に
敏速に応答する。すなわち、ＧａＡｓ 基板の昇温、
降温は従来法よりもさらに急速に行なわれ、赤外線ラン
プアニール法の特徴をより大きく利用できる。また、Ｇ
ａＡｓ 基板に対する主たる熱源であるカーボン薄膜が
ＧａＡｓ 基板全面に均一に密着しているため、基板
内で均一な熱処理が可能である。
前記カーボン薄膜は基板の片面だけでも両面に形成して
も本発明の目的は達せられることは明白である。
も本発明の目的は達せられることは明白である。
また、基板表面に付着形成する薄膜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せ
ることから、カーボン以外の薄膜、例えばシリコンの薄
膜を用いることも可能であり、６一 実施例に制限されることはない。
効率良く吸収する材質であれば、本発明の目的を満たせ
ることから、カーボン以外の薄膜、例えばシリコンの薄
膜を用いることも可能であり、６一 実施例に制限されることはない。
以上述べたように、本発明によれば、化合物半導体基板
のアニール時の温度の均一性、再現性を改善し、かつ昇
温、降温速度を向上させるアニール法を提供することが
でき、半導体基板面内に特性のそろったトランジスタ等
の素子を再現性良く形成でき、集積回路の歩留りを向上
させ、さらに横方向拡散も抑えることができ、トランジ
スタの電気特性の制御を容易ならしめることができる。
のアニール時の温度の均一性、再現性を改善し、かつ昇
温、降温速度を向上させるアニール法を提供することが
でき、半導体基板面内に特性のそろったトランジスタ等
の素子を再現性良く形成でき、集積回路の歩留りを向上
させ、さらに横方向拡散も抑えることができ、トランジ
スタの電気特性の制御を容易ならしめることができる。
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−ｍ−石英管 １２−１−石英冶具 １３−ｍ−カーボングラファイト板 １５−−−化合物半導体基板 １５ ａ −−−ＧａＡｓ 基板 １０−ｍ−ランプヒータ ］、 ’７−−−カーボン薄膜
であり、図２は従来のアニール法の構成例である。 １１−ｍ−石英管 １２−１−石英冶具 １３−ｍ−カーボングラファイト板 １５−−−化合物半導体基板 １５ ａ −−−ＧａＡｓ 基板 １０−ｍ−ランプヒータ ］、 ’７−−−カーボン薄膜
Claims (3)
- （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少なくとも片面に、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薄膜
を付着形成し、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。 - （２）上記薄膜としてカーボン薄膜を用いることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の化合物半導体基板の
アニール法。 - （３）上記薄膜としてシリコン薄膜を用いることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の化合物半導体基板の
アニール法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19809584A JPS6175517A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 化合物半導体基板のアニ−ル法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19809584A JPS6175517A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 化合物半導体基板のアニ−ル法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6175517A true JPS6175517A (ja) | 1986-04-17 |
Family
ID=16385412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19809584A Pending JPS6175517A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 化合物半導体基板のアニ−ル法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6175517A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6239413B1 (en) | 1998-11-13 | 2001-05-29 | Nec Corporation | Light irradiation annealing apparatus having infrared radiation cut filter |
| US8129284B2 (en) | 2009-04-28 | 2012-03-06 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Heat treatment method and heat treatment apparatus for heating substrate by light irradiation |
-
1984
- 1984-09-20 JP JP19809584A patent/JPS6175517A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6239413B1 (en) | 1998-11-13 | 2001-05-29 | Nec Corporation | Light irradiation annealing apparatus having infrared radiation cut filter |
| US8129284B2 (en) | 2009-04-28 | 2012-03-06 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Heat treatment method and heat treatment apparatus for heating substrate by light irradiation |
| US8787741B2 (en) | 2009-04-28 | 2014-07-22 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Heat treatment method and heat treatment apparatus for heating substrate by light irradiation |
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