JPH02129914A - 化合物半導体ウェーハーの熱処理方法 - Google Patents
化合物半導体ウェーハーの熱処理方法Info
- Publication number
- JPH02129914A JPH02129914A JP28119688A JP28119688A JPH02129914A JP H02129914 A JPH02129914 A JP H02129914A JP 28119688 A JP28119688 A JP 28119688A JP 28119688 A JP28119688 A JP 28119688A JP H02129914 A JPH02129914 A JP H02129914A
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- Japan
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- partial pressure
- heat treatment
- pressure
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の口約コ
（産業上の利用分野）
本発明は化合物半導体ウェーハーの熱処理方法に関する
。
。
（従来の技術）
ＧａＡｓ等の化合物半導体装置の製造工程において、ウ
ェーハー状態で８００℃以上の高温熱処理を行なうこと
がある。例えばイオン注入された不純物の活性化などで
ある。このような熱処理にあっては、ウェーハー表面か
らのＡｓの解離を防止するため、ウェーハー表面にＡｓ
圧を加えてやらなければならない。そのために、アルシ
ン（Ａ ｓ Ｈａ ）ガス中で熱処理を行なう方法が採
用されることがある。
ェーハー状態で８００℃以上の高温熱処理を行なうこと
がある。例えばイオン注入された不純物の活性化などで
ある。このような熱処理にあっては、ウェーハー表面か
らのＡｓの解離を防止するため、ウェーハー表面にＡｓ
圧を加えてやらなければならない。そのために、アルシ
ン（Ａ ｓ Ｈａ ）ガス中で熱処理を行なう方法が採
用されることがある。
ところでこのような熱処理を行なうにあたっては、開管
式の電気炉にウェーハーを設置し、Ａ ｓ Ｈｓガスを
流しなから昇温・高温保持・降温を行なうというシーフ
ェンスが採用されることが多い。
式の電気炉にウェーハーを設置し、Ａ ｓ Ｈｓガスを
流しなから昇温・高温保持・降温を行なうというシーフ
ェンスが採用されることが多い。
従来のこのような熱処理方法では炉管中のＡ ｓ Ｈｓ
ガス分圧が常に一定であった。すなわち、ウェーハーを
設置し、昇温し、高温熱処理を行ない、降温するといっ
た一連のプロセスにおいて、Ａ ｓ Ｈａガス分圧は常
に一定であった（第３図）。
ガス分圧が常に一定であった。すなわち、ウェーハーを
設置し、昇温し、高温熱処理を行ない、降温するといっ
た一連のプロセスにおいて、Ａ ｓ Ｈａガス分圧は常
に一定であった（第３図）。
この時のＡ ｓ Ｈ３ガス分圧は、最も高温の状態にお
いてウェーハー表面からのＡｓの解離を防止するための
必要な値として決定されていた。しかし高温保持状態以
外の他の温度の状態、例えば降温プロセス状態ではこの
Ａ ｓ Ｈａガス分圧は必要以上に大きな値となってい
る。すなわち、ＧａＡｓウェーハー表面におけるＡｓの
解離圧に比してはるかに大きなＡｓ圧がウェーハー表面
に加えられていることになる。このような方法では、ウ
ェーハー表面に過大なＡｓ圧が加えられているためにウ
ェーハー表面近傍のストイキオメトリ−が変動し、Ａ
ｓ −ｒｌｃｈな状態が出現する。このため表面近傍に
おいて結晶結陥が発生し、さらには不純物の異常拡散を
生じたり活性化率のばらつきを生じたりする。
いてウェーハー表面からのＡｓの解離を防止するための
必要な値として決定されていた。しかし高温保持状態以
外の他の温度の状態、例えば降温プロセス状態ではこの
Ａ ｓ Ｈａガス分圧は必要以上に大きな値となってい
る。すなわち、ＧａＡｓウェーハー表面におけるＡｓの
解離圧に比してはるかに大きなＡｓ圧がウェーハー表面
に加えられていることになる。このような方法では、ウ
ェーハー表面に過大なＡｓ圧が加えられているためにウ
ェーハー表面近傍のストイキオメトリ−が変動し、Ａ
ｓ −ｒｌｃｈな状態が出現する。このため表面近傍に
おいて結晶結陥が発生し、さらには不純物の異常拡散を
生じたり活性化率のばらつきを生じたりする。
（発明が解決しようとする課題）
Ａ ｓ Ｈａガスを流してＧａＡｓ等の化合物半導体ウ
ェーハー表面にＡｓ圧を加え、表面からのＡｓの解離を
防止しながら高温熱処理を行なう熱処理方法において、
高温熱処理を行なう前後の低温状態で過大なＡｓ圧がウ
ェーハー表面に加えられるためにウェーハー表面近傍で
結晶欠陥が発生する。このため、不純物の異常拡散を生
じたり、活性化率のばらつきを生じたりすることが問題
である。
ェーハー表面にＡｓ圧を加え、表面からのＡｓの解離を
防止しながら高温熱処理を行なう熱処理方法において、
高温熱処理を行なう前後の低温状態で過大なＡｓ圧がウ
ェーハー表面に加えられるためにウェーハー表面近傍で
結晶欠陥が発生する。このため、不純物の異常拡散を生
じたり、活性化率のばらつきを生じたりすることが問題
である。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
上記問題を解決するために、炉内の温度（化合物半導体
ウェーハーの温度にほぼ等しい）に応じて炉内のＡ ｓ
Ｈａガス分圧を調整することにより、一連の熱処理工
程を行なうことを特徴とする。
ウェーハーの温度にほぼ等しい）に応じて炉内のＡ ｓ
Ｈａガス分圧を調整することにより、一連の熱処理工
程を行なうことを特徴とする。
すなわち、昇温・高温保持・降温の一連の熱処理工程に
おいて、まず昇温プロセスでは温度を高くするに従いＡ
ｓ Ｈ３ガス分圧を増加させ、次に高温保持状態では
Ａ ｓ Ｈｓガス分圧を一定に保ち、最後の降温プロセ
スでは温度の低下に従いＡ ｓ Ｈａガス分圧を減少さ
せる。温度とＡ ｓ Ｈｓガス分圧の具体的な関係は化
合物半導体ウェーハー表面のＡｓの解離圧によって決定
される。
おいて、まず昇温プロセスでは温度を高くするに従いＡ
ｓ Ｈ３ガス分圧を増加させ、次に高温保持状態では
Ａ ｓ Ｈｓガス分圧を一定に保ち、最後の降温プロセ
スでは温度の低下に従いＡ ｓ Ｈａガス分圧を減少さ
せる。温度とＡ ｓ Ｈｓガス分圧の具体的な関係は化
合物半導体ウェーハー表面のＡｓの解離圧によって決定
される。
ウェーハー表面に５ｉ０２等の薄膜が形成されており、
その薄膜を通してＡｓ圧を加えるような場合には、この
関数関係は変わってくる。
その薄膜を通してＡｓ圧を加えるような場合には、この
関数関係は変わってくる。
（作 用）
本発明によればＡｓの解離圧に比べて過大なＡｓ圧がウ
ェーハー表面に加わることがないため、ウェーハー表面
近傍のストイキオメトリ−が変動したり欠陥が発生した
りすることがなく、これに起因する種々の問題を解決で
きる。
ェーハー表面に加わることがないため、ウェーハー表面
近傍のストイキオメトリ−が変動したり欠陥が発生した
りすることがなく、これに起因する種々の問題を解決で
きる。
（実施例）
以下、本発明の詳細を実施例を用いて説明する。
本実施例では開管式の電気炉内にＧａＡｓウェーハーを
設置し、熱処理を行なった。ガス導入口からＡ ｓ Ｈ
３ガスとＡｒガスの混合ガスを流し、排気側は除外装置
に接続した。炉内は大気圧に保たれており。Ａ ｓ Ｈ
ａガスの混合比によってＡ ｓ Ｈａガス分圧を調整し
た。
設置し、熱処理を行なった。ガス導入口からＡ ｓ Ｈ
３ガスとＡｒガスの混合ガスを流し、排気側は除外装置
に接続した。炉内は大気圧に保たれており。Ａ ｓ Ｈ
ａガスの混合比によってＡ ｓ Ｈａガス分圧を調整し
た。
第１図は、一連の熱処理工程における温度シーフェンス
を示したものである。この実施例では、室温からほぼ直
線的に８２０℃まで３０分間で昇温し、８２０℃を２０
分間保持した後、６０分間で３００℃まで降温する。
を示したものである。この実施例では、室温からほぼ直
線的に８２０℃まで３０分間で昇温し、８２０℃を２０
分間保持した後、６０分間で３００℃まで降温する。
第２図に、炉内のＡ ｓ Ｈ３ガス分圧を熱処理温度に
対して示した。
対して示した。
この方法により、ＧａＡｓ基板表面より２μｍ以内の深
さでＫＯＨエッチで観察されるエッチビットが減少した
。またこの方法を採用してイオン注入層の活性化を行な
いＭＥＳＦＥＴを作成した。ＭＰＳＦＥＴはＷＮｘゲー
トを用いたセルファライン型でありチャネル層のイオン
注入条件は４０ ＫｅＶ 。
さでＫＯＨエッチで観察されるエッチビットが減少した
。またこの方法を採用してイオン注入層の活性化を行な
いＭＥＳＦＥＴを作成した。ＭＰＳＦＥＴはＷＮｘゲー
トを用いたセルファライン型でありチャネル層のイオン
注入条件は４０ ＫｅＶ 。
５Ｘ１０ ｃｍ とした。このＭＥＳＰＥＴによ
り３インチウェーハー内でのＶＴＨのばらつきを調べた
ところ、従来法に比べてσＶＴＩＩが約半分になった。
り３インチウェーハー内でのＶＴＨのばらつきを調べた
ところ、従来法に比べてσＶＴＩＩが約半分になった。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、Ａｓ圧下で行なわれ
る熱処理過程において、ウェーハー表面のストイキオメ
トリ−が変動することがなく、ウェーハー表面で均一な
活性化率を得ることができる。
る熱処理過程において、ウェーハー表面のストイキオメ
トリ−が変動することがなく、ウェーハー表面で均一な
活性化率を得ることができる。
第１図は本発明による一実施例の温度シーフェンスを示
す図、第２図は本発明の一実施例で用いられるＡ ｓ
Ｈｓガス分圧を示す図、第３図は従来技術によるＡ ｓ
Ｈｓガス分圧を示す図である。 →喝で５（介） 第 ■ 図 一一÷衝例１ｔ丞亀（°Ｃ）
す図、第２図は本発明の一実施例で用いられるＡ ｓ
Ｈｓガス分圧を示す図、第３図は従来技術によるＡ ｓ
Ｈｓガス分圧を示す図である。 →喝で５（介） 第 ■ 図 一一÷衝例１ｔ丞亀（°Ｃ）
Claims (1)
- ＡｓＨ＿３雰囲気中で化合物半導体ウェーハーの熱処理
を行なう装置において、ＡｓＨ＿３ガスの分圧を熱処理
温度に応じて変化させることを特徴とする化合物半導体
ウェーハーの熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28119688A JPH02129914A (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 化合物半導体ウェーハーの熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28119688A JPH02129914A (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 化合物半導体ウェーハーの熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02129914A true JPH02129914A (ja) | 1990-05-18 |
Family
ID=17635685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28119688A Pending JPH02129914A (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 化合物半導体ウェーハーの熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02129914A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05183189A (ja) † | 1991-11-08 | 1993-07-23 | Nichia Chem Ind Ltd | ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法。 |
| US6331697B2 (en) * | 1996-09-06 | 2001-12-18 | Mattson Technology Inc. | System and method for rapid thermal processing |
-
1988
- 1988-11-09 JP JP28119688A patent/JPH02129914A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05183189A (ja) † | 1991-11-08 | 1993-07-23 | Nichia Chem Ind Ltd | ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法。 |
| US6331697B2 (en) * | 1996-09-06 | 2001-12-18 | Mattson Technology Inc. | System and method for rapid thermal processing |
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