HK100596A - Procedure for annealing of semiconductors - Google Patents

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  1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, bei dem ein Wafer aus Halbleitermaterial, bei dem Dotiermittelionen in mindestens einen ausgewählten Bereich mindestens einer Oberfläche desselben implantiert sind und das eine Schicht von Verkapselungsmaterial über der besagten Oberfläche aufweist, einer schnellen thermischen Ausheilung (RTA - Rapid Thermal Anneal) unterworfen wird, wobei das besagte Halbleitermaterial aus Hartleitermaterialien mit R₃B₅ und A₂B₆-Verbindungen ausgewählt wird, wobei die besagte RTA mindestens einen Hauptausheilungsschritt umfaßt, bei dem der Wafer so lange daß einer solchen Temperatur ausgesetzt wird, durch die Ionenimplantation an der besagten Oberfläche verursachte Schäden behoben und Dotiermittelionen im besagten mindestens einem ausgewählten Bereich der besagten Oberfläche des Wafers aktiviert werden, wobei vor der besagten RTA der Wafer in einem Hohlraum eines hiernach als "Schwarzer Kasten" bezeichneten Behälters mit einem Boden (10), einem ringförmigen Schutzring (11) und einem Deckel (12) eingeschlossen wird, wobei der besagte Boden, Schutzring und Deckel aus Schwarzkörpermaterial bestehen, das unter Ausheilbedingungen stabil ist, wobei das Schwarzkörpermaterial des Bodens, des Schutzringes und des Deckels des schwarzen Kastens aus aus Graphit und Silizium ausgewähltem Material bestehen,    wobei Innenflächen des besagten schwarzen Kastens mit einer Schicht von Verkapselungsmaterial verkapselt sind, das dem Verkapselungsmaterial auf der besagten mindestens einen Oberfläche des Wafers ähnlich sein kann oder auch nicht, wobei das Verkapselungsmaterial auf den besagten Innenflächen aus der Reihe Phosphorsilikatglas, Borsilikatglas, einem gewichtsmäßig aus 3% B₂O₃, 1% Al₂O₃ und 96% SiO₂ bestehenden Glas (z.B. Vycor®) und SiO₂ ausgewählt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die RTA einen dem besagten Hauptausheilungsschritt vorangehenden Vorausheilungsschritt enthält, wobei der Vorausheilungsschritt bei einer festen Temperatur so lange durchgeführt wird, daß nicht nur der schwarzen Kasten, sondern auch der Wafer im schwarzen Kasten vorgeheizt wird, um einen etwaigen Wärmeschock des Halbleitermaterials zu mildern, der sich aus der höheren Temperatur des Hauptausheilungsschritts ergeben kann, und einen dem Hauptausheilungsschritt folgenden Nachausheilungsschritt, wobei der Nachausheilungsschritt so lange bei einer solchen Temperatur ausgeführt wird, daß Spannungen beseitigt werden, die sich aus dem Hauptausheilungsschritt ergeben können, gefolgt von einer Abkühlung, und wobei, wenn das Halbleitermaterial der besagten Verbindung aus GaAs besteht, die besagte RTA folgendes umfaßt: daß der schwarze Kasten mit dem darin befindlichen Wafer nacheinander der Vorausheilung bei Temperaturen im Bereich von 625°C bis 675°C für eine Zeitdauer von 20 bis 40 Sekunden, dem Hauptausheilungsschritt bei einer Spitzentemperatur im Bereich von 900°C bis 1000°C für eine Zeitdauer von 5 bis 20 Sekunden und der Nachausheilung bei Temperaturen im Bereich von 825°C bis 875°C für eine Zeitdauer von 25 bis 35 Sekunden sowie danach einer Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von 5°C bis 50°C pro Sekunde unterworfen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Verbindungshalbleiter GaAs ist, die besagte RTA folgendes umfaßt: daß der schwarze Kasten mit dem darin befindlichen Wafer nacheinander der Vorausheilung mit einer Temperatur von ca. 650°C für ca. 30 Sekunden, der Hauptausheilung bei einer Spitzentemperatur von ca. 950°C für ca. 10 Sekunden und der Nachausheilung bei einer Temperatur von ca. 850°C für ca. 30 Sekunden sowie danach der besagten Abkühlung unterworfen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die besagte Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von bis zu 30°C pro Sekunde erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die besagte Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von ca. 10°C pro Sekunde erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verkapselungsmaterial Phosphorsilikatglas mit 2-10 Molprozent P₂O₅ umfaßt.
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