JPS63218600A - 半導体用単結晶母材の熱処理方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野」 本発明は、半導体用単結晶母材の熱処理方法に関するも
のである。

［従来の技術１ 近年、半絶縁性ＧａＡｓ単結晶ウェハは、超高速デバイ
ス用とじての有用性が高まっている。

しかし、ＧａＡＳ単結晶ウェハの場合は、原材料のイン
ゴット組織内でのばらつき、或は、ウェハ内でのばらつ
きが大きく、この対策としてその製造方法、製造条件等
の検討や、Ｉｎ等の電気的に中性な不純物を添加して結
晶の無転位化を計る等の試みがなされているが、満足な
結果は得られていない。

現在は、母材を７００℃〜１０００℃で熱処理すること
により、結晶組織の均一性を大幅に改善する方法が行わ
れている。

この熱処理方法としては、引上法等により製造した単結
晶インゴット母材を、そのまま石英アンプルに封じ入れ
、所定時間、所定の温度に保持する方法、或は、あらか
じめ単結晶インゴット母材を所定の直径に研削後、前記
同様の処理を行う等の方法がある。

即ち、石英アンプル内に単結晶インゴット母材を投首し
た場合に石英アンプル内部を真空にした後アンプルを封
じ切る方法、或は、熱処理温度において適当なＡＳＪモ
（１０Ｔｏｒｒ前浚が多い）雰囲気となるように、あら
かじめ所定のＡＳ源を石英アンプル内に入れた後アンプ
ルを封じ切る方法、又は、石英アンプルを開放状態にし
ておぎ、不活性ガスを常に流しながら行う方法等で熱処
理が行われる。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来の技術により単結晶インゴット母材を熱処理し
た場合には次のような欠点が生じる。即ち、単結晶イン
ゴット母材の外周を加工せずに熱処理を行った場合は、
その洗浄作業が困難なばかりで１．７　＜、製作された
ウェハはその周辺部の特性が著しく劣化することがある
。又、単結晶インゴット母材の外径を所定の直径に研削
した場合は、洗浄作業が容易であり作業も安定するが、
製作されたウェハの周辺部の特性はやはり劣化し、再加
工を要することとなる。従って、研削作業が２度必要な
ばかりではなくウェハサイズが縮少する等の為問題とな
っていた。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、安定した熱処理
作業ができるとともに、周辺部に特性劣化のないウェハ
を製作可能にする半導体用単結晶母材の熱処理方法を提
供するにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的は、単結晶母材を、該単結晶母材と同種の材料
からなる熱処理用外被治具により被覆状態にしてアンプ
ル内に設置し、該アンプルの外側から加熱する熱処理方
法を行うことにより達成される。

［作　　用］ 本発明では、アンプル内に設置される単結晶母材が、該
単結晶母材と同種の材料の熱処理用外被治具により被覆
状態で加熱されるため、前記単結晶母材の外側周辺は同
種の材料により封じ込められた状態となって加熱される
ので材質的変化を生じない、従って、熱処理後の単結晶
母材から製作されたウェハは、その周辺部に特性劣化を
生ずることなく組織は均一性が保たれている。

［実　施　例］ 図は本発明の一実施例の半導体用単結晶母材の熱処理方
法を実施する装置の断面図で、１は加熱ヒータ、２は石
英製反応管、３は反応管接続部、４は反応管ふた、５．
５′は石英製スペーサ、６は石英アンプル、７は熱処理
用外被治具、８は単結晶インゴット母材である。

この装置により、直径５０＃の半絶縁ＧａＡＳ単結晶ウ
ェハを製作するための単結晶母材を得る熱処理方法につ
いて説明する。

アンドープのＧａＡｓ単結晶インゴット母材８は、６Ｎ
又は７Ｎの原料から通常のＬＥＣ法により引き上げられ
、その後外周研削により外径が５２１Ｍに加工される。

その後王水により加二［面がエツチングされ、寸分な水
洗後乾燥して保管される。

一方、上記と同種のアンドープＧａＡｓ単結晶の６Ｎ又
は７Ｎの原料から製造された熱処理用外被治具７を、そ
の内径が５２ＭＩ外径が７６ａｍの円筒形状に加工し、
上記同様の洗浄処理を行なって保管した。

そして熱処理操作に当っては、図に示すように、単結晶
インゴット母材８を熱処理用外被治具７内に挿入し一体
化して石英アンプル６内に石英スペーサ５′を介して設
置した。又、熱処理温度において１０　Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ
前後のＡｓ圧が加わるように秤量された金１１ＡＳを同
様に石英アンプル６内に入れ、石英アンプル６内をＡｒ
ガスで十分に置換し、２Ｘ１０’Ｔｏｒｒ以）の高真空
度に排気して石英アンプル６の両端を封じ切った。

この状態の石英アンプル６を、石英スペーサ５を介して
加熱用の石英反応管２内に設けし、反応管ふた４で封じ
、この石英反応管２内にＡｒガスをゆるやかに流しなが
ら加熱ヒータ１により、所定のプログラムに従って加熱
処理を施した。この場合の代表的な処理条件は、９５０
℃で１２時間〜２４時間である。そして、このときの昇
降温プログラムは特に重要であり、単結晶インゴット母
材８と熱処理用外被治具７の内外部の温度差が、過敏な
ストレスを単結晶インゴット母材８に与えないように注
意する必要がある。

熱処理終了後は、石英アンプル６を開封し、熱処理用外
被治具７を取り出してその内部から単結晶インゴット母
材８を抜き取る。この単結晶インゴット母材８を所定の
厚さにスライスして得られたウェハの外周を、ベベリン
グを付けながら外径５０ｍ＋に仕上げる。このウェハの
表面と裏面とをラップ研磨により仕上げて製品ウェハと
した。

この実施例において使用したアンドープＧａΔＳ単結品
の熱処理用外被治具７は、洗浄して再使用が可能である
。このように単結晶インゴット母材８と熱処理用外被治
具７とを特に密着−・体化することにより、外周部から
の熱応力或は雰囲気からの汚染等もより良く防止されて
、ウェハ全面にわたって劣化の少ない組織の均一なウェ
ハが得られる。

尚、熱処理用外被治具７は、単結晶インゴット母材８を
挿入後、その両端を同材質の包囲治具により封じること
により、内部の単結晶インゴット母材８の長手方向の特
性変化を少なくできる効果がある。

［発明の効果１ 以上説明したように、本発明によれば、単結晶母材の熱
処理には、再使用可能に熱処理用外被治具が用いられ、
周辺部に特性劣化のないウェハを経済的に製作できる半
導体用単結晶母材を、安定した熱処理操作により得るこ
とができるという工業的に優れた効果を奏することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例の半導体用単結晶母材の熱処理方
法を実施する装置の断面図である。 １：加熱ヒータ、 ２：石英製反応管、 ６：石英アンプル、 ７：熱処理用外被治具、 ８：単結晶インゴット母材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体用単結晶母材をアンプル内に設置し、該ア
   ンプルの外側から加熱して前記単結晶母材を熱処理する
   前記半導体用単結晶母材の熱処理方法において、前記単
   結晶母材を、該単結晶母材と同種の材料からなる熱処理
   用外被治具により被覆状態にして前記アンプル内に設置
   し、該アンプルの外側から加熱することを特徴とする半
   導体用単結晶母材の熱処理方法。