JPS63255922A - 化合物半導体の熱処理方法 - Google Patents
化合物半導体の熱処理方法Info
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- JPS63255922A JPS63255922A JP8971887A JP8971887A JPS63255922A JP S63255922 A JPS63255922 A JP S63255922A JP 8971887 A JP8971887 A JP 8971887A JP 8971887 A JP8971887 A JP 8971887A JP S63255922 A JPS63255922 A JP S63255922A
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Landscapes
- Recrystallisation Techniques (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
この発明は、化合物半導体の熱処理方法に関する。
（従来の技術）
化合物半導体を用いた素子の形成においては、基板を熱
処理する工程が不可欠である。しかし、化合物半導体は
、一般に蒸気圧の高い元素を構成要素として有するため
、熱処理により、構成原子が飛散し、ストイキオメトリ
のずれ、結晶性の劣化等を生ずる。
処理する工程が不可欠である。しかし、化合物半導体は
、一般に蒸気圧の高い元素を構成要素として有するため
、熱処理により、構成原子が飛散し、ストイキオメトリ
のずれ、結晶性の劣化等を生ずる。
これを防ぐため、従来１種々の方法が案出されている６
例えば、化合物半導体の蒸気圧の高い構成元素を雰囲気
として用いて熱処理を行う方法がある。この方法によれ
ば、熱処理中の化合物半導体表面からの構成元素の飛散
を防ぐことができる。
例えば、化合物半導体の蒸気圧の高い構成元素を雰囲気
として用いて熱処理を行う方法がある。この方法によれ
ば、熱処理中の化合物半導体表面からの構成元素の飛散
を防ぐことができる。
しかし、この方法では１例えば、ＧａＡｓの熱処理にお
けるＡｓＨ，など、有毒ガスを使１０することが多く、
装置上の制約が大きくなる上、雰囲気の圧力、流量等の
最適化も難しい。
けるＡｓＨ，など、有毒ガスを使１０することが多く、
装置上の制約が大きくなる上、雰囲気の圧力、流量等の
最適化も難しい。
他の方法として、化合物半導体表面を何らかの薄膜で被
覆した後に熱処理を行う方法がある。この方法では、雰
囲気の影響を受けにくいため、簡便な装置を用いて熱処
理を行うことができる。しかし、この方法で用いられる
被覆膜は、一般に４００℃以下の低温でＣＶＤ法、スパ
ッタリング法により形成されることが多く、膜中に結晶
粒界を多数有する。このため、熱処理を行うと、この結
晶粒界を通して、化合物半導体の構成元素が拡散、飛散
してしまうことが多く、結果として化合物半導体表面の
結晶性を劣化させていた。
覆した後に熱処理を行う方法がある。この方法では、雰
囲気の影響を受けにくいため、簡便な装置を用いて熱処
理を行うことができる。しかし、この方法で用いられる
被覆膜は、一般に４００℃以下の低温でＣＶＤ法、スパ
ッタリング法により形成されることが多く、膜中に結晶
粒界を多数有する。このため、熱処理を行うと、この結
晶粒界を通して、化合物半導体の構成元素が拡散、飛散
してしまうことが多く、結果として化合物半導体表面の
結晶性を劣化させていた。
（発明が解決しようとする問題点）
以上説明したように、従来は、化合物半導体について、
その結晶性を損なわずに簡便に熱処理を行うことは非常
に困難であった。この発明は、上記点に鑑み、化合物半
導体について、その結晶性を損なわずに均一性よく簡便
で熱処理を行う方法を提供することを目的とする。
その結晶性を損なわずに簡便に熱処理を行うことは非常
に困難であった。この発明は、上記点に鑑み、化合物半
導体について、その結晶性を損なわずに均一性よく簡便
で熱処理を行う方法を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
この発明は、化合物半導体基板全面に金属又は半導体と
硼素、炭素、窒素のいずれか一つとの化合物からなる薄
膜を堆積した後、基板を酸化性気体を少なくとも含む雰
囲気中で熱処理又はプラズマ処理し、しかる後に基板を
不活性気体を少なくとも含む雰囲気中で前工程の熱処理
又はプラズマ処理より高い温度にて熱処理することを特
徴とする化合物半導体の熱処理方法である。
硼素、炭素、窒素のいずれか一つとの化合物からなる薄
膜を堆積した後、基板を酸化性気体を少なくとも含む雰
囲気中で熱処理又はプラズマ処理し、しかる後に基板を
不活性気体を少なくとも含む雰囲気中で前工程の熱処理
又はプラズマ処理より高い温度にて熱処理することを特
徴とする化合物半導体の熱処理方法である。
（作用）
前述のように化合物半導体基板全面に金属又は半導体と
硼素、炭素、窒素のいずれか一つとの化合物からなる薄
膜を堆積した後、酸化性気体を少なくとも含む雰囲気中
で熱処理又はプラズマ処理することにより、堆積時に薄
膜中に存在した結晶粒界の酸化させ、Ｍ素により、結晶
粒界をいわばふさぐことができる。これにより、この後
、イオン注入層の回復等、本来の目的で熱処理を行う際
。
硼素、炭素、窒素のいずれか一つとの化合物からなる薄
膜を堆積した後、酸化性気体を少なくとも含む雰囲気中
で熱処理又はプラズマ処理することにより、堆積時に薄
膜中に存在した結晶粒界の酸化させ、Ｍ素により、結晶
粒界をいわばふさぐことができる。これにより、この後
、イオン注入層の回復等、本来の目的で熱処理を行う際
。
薄膜の結晶粒界からの化合物半導体の構成元素の拡散・
飛散を防ぐことができるので、化合物半導体基板表面の
結晶性を損なわない。
飛散を防ぐことができるので、化合物半導体基板表面の
結晶性を損なわない。
（実施例）
本発明の一実施例として、ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴのソ
ース・ドレイン領域形成に本発明の方法を適用した場合
について、第１図（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。
ース・ドレイン領域形成に本発明の方法を適用した場合
について、第１図（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。
まず、半絶縁性ＧａＡｓ基板１上に厚さ１０００人のｎ
型ＧａＡｓ層２をエピタキシャル成長により形成する。
型ＧａＡｓ層２をエピタキシャル成長により形成する。
次に、スパッタリング蒸着法により、ＷＮｘ膜を４００
０人程度堆積し、ＣＦ４ をエツチングガスとして用い
た反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）によりパターニン
グしてゲート電極３を形成する（第１図（ａ））。
０人程度堆積し、ＣＦ４ をエツチングガスとして用い
た反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）によりパターニン
グしてゲート電極３を形成する（第１図（ａ））。
次に、基板１表面にＳｉイオンを加速電圧１２０ＫｅＶ
。
。
ドースＭ３Ｘ１０１３■−２にてイオン注入する。
この後、スパッタリング蒸着法によるＳｉＮ膜４を基板
１の両面に堆積しく第１図（ｂ））、窒素と酸素との混
合雰囲気中にて〜６００℃で熱処理を行う。
１の両面に堆積しく第１図（ｂ））、窒素と酸素との混
合雰囲気中にて〜６００℃で熱処理を行う。
これにより、堆積時にＳｉｎ膜４中に存在した結晶粒の
表面が酸化され、結晶粒界が酸素原子によりふさがれる
（第１図（Ｃ））。なお、〜６００℃の熱処理では、イ
オン注入により基板１に生じた結晶損傷は回復されない
、 次に、基板１を窒素雰囲気中にて８００℃で３０分間の
熱処理を行い、ソース・ドレイン領域５，６を形成する
（第１図（ｄ））、この時点では、ＳｉＮ膜４中の結晶
粒界は酸素原子によりふさがれているため、熱処理によ
る結晶粒界からの化合物半導体基板１の構成元素の拡散
・飛散を生じず、基板１表面の結晶性を損なわない。
表面が酸化され、結晶粒界が酸素原子によりふさがれる
（第１図（Ｃ））。なお、〜６００℃の熱処理では、イ
オン注入により基板１に生じた結晶損傷は回復されない
、 次に、基板１を窒素雰囲気中にて８００℃で３０分間の
熱処理を行い、ソース・ドレイン領域５，６を形成する
（第１図（ｄ））、この時点では、ＳｉＮ膜４中の結晶
粒界は酸素原子によりふさがれているため、熱処理によ
る結晶粒界からの化合物半導体基板１の構成元素の拡散
・飛散を生じず、基板１表面の結晶性を損なわない。
この後、ＳｉＮ膜４を除去した後、ソース・ドレイン領
域５，６上にＡｕＧｅ膜からなるソース・ドレイン電極
７，８を形成する（第１図（ｅ））。
域５，６上にＡｕＧｅ膜からなるソース・ドレイン電極
７，８を形成する（第１図（ｅ））。
上述した方法で得られたＭＥＳＦＥＴは、２インチウェ
ハ面内での閾値空圧Ｖｔｈの分散σｖｔｈが３０ｍＶ程
度と小さく、良好な均一性を示していた。又、ＦＥＴの
性能を示す相互コンダクタンスｇＩ１１も２００±１５
ｉｓ／ｍｍと、良好かつ均一な特性を示していた。
ハ面内での閾値空圧Ｖｔｈの分散σｖｔｈが３０ｍＶ程
度と小さく、良好な均一性を示していた。又、ＦＥＴの
性能を示す相互コンダクタンスｇＩ１１も２００±１５
ｉｓ／ｍｍと、良好かつ均一な特性を示していた。
尚、比較のために、窒素と酸素との混合雰囲気中での〜
６００℃での熱処理のみを省き、他の工程を同様にして
ＭＥＳＦＥＴを得た場合、Ｖｔｈの分散σＶｔｈは４０
〜６０ｍＶであり、相互コンダクタンスｇｏｔも１８０
±３０ｍ５／ｉｎとばらついた。これは、ソース・ドレ
イン領域形成時の熱処理により、ＳｉＮ膜中の結晶粒界
からＡｓ、Ｇａが拡散し、基板表面の結晶性が劣化した
ことに起因すると考えられる。
６００℃での熱処理のみを省き、他の工程を同様にして
ＭＥＳＦＥＴを得た場合、Ｖｔｈの分散σＶｔｈは４０
〜６０ｍＶであり、相互コンダクタンスｇｏｔも１８０
±３０ｍ５／ｉｎとばらついた。これは、ソース・ドレ
イン領域形成時の熱処理により、ＳｉＮ膜中の結晶粒界
からＡｓ、Ｇａが拡散し、基板表面の結晶性が劣化した
ことに起因すると考えられる。
以上のように、本実施例の方法によれば、化合物半導体
について、その結晶性を損なわずに均一性よく簡便に熱
処理を行うことができる。
について、その結晶性を損なわずに均一性よく簡便に熱
処理を行うことができる。
なお、本発明の熱処理方法は、上記実施例に限られない
。例えば、基板はＧａＡｓに限らず、他の化合物半導体
であってもよい６適用する素子及び工程も、ＭＥＳＦＥ
Ｔのソース・ドレイン領域形成工程に限らない。又、熱
処理時の被覆膜もスパッタリング蒸気により堆積したＳ
ｉＮ膜に限らず、金属又は半導体と硼素、炭素、窒素の
いずれが一つとの化合物からなる薄膜であればよい。例
として、ＡＱＮ膜がある。
。例えば、基板はＧａＡｓに限らず、他の化合物半導体
であってもよい６適用する素子及び工程も、ＭＥＳＦＥ
Ｔのソース・ドレイン領域形成工程に限らない。又、熱
処理時の被覆膜もスパッタリング蒸気により堆積したＳ
ｉＮ膜に限らず、金属又は半導体と硼素、炭素、窒素の
いずれが一つとの化合物からなる薄膜であればよい。例
として、ＡＱＮ膜がある。
さらに、熱処理時の被覆膜の結晶粒界等を埋めるための
処理は、酸化性気体を少なくとも含む雰囲気中での熱処
理に限らず、プラズマ処理でも構わない。
処理は、酸化性気体を少なくとも含む雰囲気中での熱処
理に限らず、プラズマ処理でも構わない。
第１図は本発明の一実施例を説明する断面図である。
１・・・半絶縁性ＧａＡｓ基板
２− ｎ型ＧａＡｓ層
３・・・ＶＮＸゲート電極
４−３ｉＮｌ［１
５，６・・・ソース・ドレイン領域
７．８・・・ソース・ドレイン電極
代理人 弁理士 則 近 憲 佑
同 松山上２
）乙
７字訂正
ｌ
て４ノ
（ａ）
＜、ｂ＞
（Ｃン
第 １ 図
（ｄ）
＜ｅ）
第 ｌ 図
Claims (3)
- （１）化合物半導体基板全面に金属又は半導体と硼素、
炭素、窒素のいずれか一つとの化合物からなる薄膜を堆
積する工程と、前記基板を酸化性気体を少なくとも含む
雰囲気中で熱処理又はプラズマ処理する工程と、前記基
板を前記前処理又はプラズマ処理より高い温度にて不活
性気体を少なくとの含む雰囲気で熱処理する工程とを有
することを特徴とする化合物半導体の熱処理方法。 - （２）前記酸化性気体が酸素であ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の熱処理方法。 - （３）前記薄膜が窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜
のいずれかであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項又は第２項記載の化合物半導体の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8971887A JPS63255922A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | 化合物半導体の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8971887A JPS63255922A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | 化合物半導体の熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63255922A true JPS63255922A (ja) | 1988-10-24 |
Family
ID=13978548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8971887A Pending JPS63255922A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | 化合物半導体の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63255922A (ja) |
-
1987
- 1987-04-14 JP JP8971887A patent/JPS63255922A/ja active Pending
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