JPH04334017A - 熱処理装置 - Google Patents
熱処理装置Info
- Publication number
- JPH04334017A JPH04334017A JP10427391A JP10427391A JPH04334017A JP H04334017 A JPH04334017 A JP H04334017A JP 10427391 A JP10427391 A JP 10427391A JP 10427391 A JP10427391 A JP 10427391A JP H04334017 A JPH04334017 A JP H04334017A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- heat treatment
- thermocouple
- holder
- reproducibility
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばＩＩＩ−Ｖ族半
導体単結晶基板にイオン注入した後に短時間熱処理して
導電層を形成するに際し、電気的特性の再現性に優れた
導電層が得られる短時間熱処理装置に関する。
導体単結晶基板にイオン注入した後に短時間熱処理して
導電層を形成するに際し、電気的特性の再現性に優れた
導電層が得られる短時間熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料を
用いた高速デジタル集積回路の開発が進むにつれて、短
時間熱処理法の重要性がますます高まってきている。す
なわちヘテロ接合バイポーラ・トランジスタやヘテロ接
合電界効果トランジスタなどの異種接合デバイスの製造
プロセスにおいて、コンタクト抵抗の低減を目的とした
イオン注入が行われており、これらのデバイスの製造に
おいては、微細構造をもつ異種接合に大きな結晶損傷を
与えない熱処理法が要求されるが、この目的に現在最も
適した方法が短時間熱処理法である。
用いた高速デジタル集積回路の開発が進むにつれて、短
時間熱処理法の重要性がますます高まってきている。す
なわちヘテロ接合バイポーラ・トランジスタやヘテロ接
合電界効果トランジスタなどの異種接合デバイスの製造
プロセスにおいて、コンタクト抵抗の低減を目的とした
イオン注入が行われており、これらのデバイスの製造に
おいては、微細構造をもつ異種接合に大きな結晶損傷を
与えない熱処理法が要求されるが、この目的に現在最も
適した方法が短時間熱処理法である。
【０００３】また、この短時間熱処理法は電界効果トラ
ンジスタの性能を高めるために重要な浅く高濃度の動作
層の形成にも適している。
ンジスタの性能を高めるために重要な浅く高濃度の動作
層の形成にも適している。
【０００４】この方法を用いることにより、動作層の不
純物の再分布が抑えられるばかりでなく、高い電気的活
性化率が得られることが知られている。
純物の再分布が抑えられるばかりでなく、高い電気的活
性化率が得られることが知られている。
【０００５】短時間熱処理法は急速な昇温（毎秒約１０
０℃）及び極めて短時間の熱処理時間（１〜数１０秒）
を有するプロセスであるため、効率のよい試料加熱方式
が必要とされる。このため、例えば半導体基板を熱処理
する場合、一般には試料の垂直方向からハロゲンランプ
等により赤外線を直接照射する方法が用いられてきた。
０℃）及び極めて短時間の熱処理時間（１〜数１０秒）
を有するプロセスであるため、効率のよい試料加熱方式
が必要とされる。このため、例えば半導体基板を熱処理
する場合、一般には試料の垂直方向からハロゲンランプ
等により赤外線を直接照射する方法が用いられてきた。
【０００６】この直接加熱方式によると、半導体の赤外
線吸収・放散により迅速に試料の昇・降温を行うことが
でき、例えば試料のおかれたプレートをジュール熱で加
熱する間接加熱方式等と比べて、より応答性に優れた温
度制御を行うことができる。
線吸収・放散により迅速に試料の昇・降温を行うことが
でき、例えば試料のおかれたプレートをジュール熱で加
熱する間接加熱方式等と比べて、より応答性に優れた温
度制御を行うことができる。
【０００７】このような短時間熱処理を行う場合、熱処
理される基板の温度の測定方法としては、被測定物の熱
輻射スペクトルあるいはその一部の強度をパイロメータ
により測定する方法、及び熱電対を用いて試料基板ある
いは試料の収納されたホルダーの温度を直接測定する方
法が一般的である（Ｓ．Ｊ．Ｐｅａｒｔｏｎ ＆
Ｒ．Ｃａｒｕｓｏ Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６６．
６６３（１９８９）参照）。このうち、前者の光学的方
法は、被測定物の表面状態の違いにより測定誤差が発生
しやすい欠点があり、被接触の温度測定方法として将来
的には主流になる可能性が高いものの、現時点において
はより発生誤差の少ない後者の熱電対による直接的な観
測方法の方がより一般的に用いられている。
理される基板の温度の測定方法としては、被測定物の熱
輻射スペクトルあるいはその一部の強度をパイロメータ
により測定する方法、及び熱電対を用いて試料基板ある
いは試料の収納されたホルダーの温度を直接測定する方
法が一般的である（Ｓ．Ｊ．Ｐｅａｒｔｏｎ ＆
Ｒ．Ｃａｒｕｓｏ Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６６．
６６３（１９８９）参照）。このうち、前者の光学的方
法は、被測定物の表面状態の違いにより測定誤差が発生
しやすい欠点があり、被接触の温度測定方法として将来
的には主流になる可能性が高いものの、現時点において
はより発生誤差の少ない後者の熱電対による直接的な観
測方法の方がより一般的に用いられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】熱電対を用いてランプ
熱処理を行う場合、熱電対の温接点と、試料あるいは試
料の収納されたホルダーとの接触具合の再現性（接触面
積及び圧力）が直接的に熱処理温度の再現性に反映する
ことは明らかである。現在一般的に用いられている方法
は、図３に示すように、ハロゲンランプ１が外部に配置
された石英ガラス製炉心管２内に、石英ガラスピン５で
支えて試料ホルダー３を収納し、熱電対４は、熱電対の
重さと弾性を利用して試料の上方から熱電対を接触させ
る方法であるが、この方法によると、熱処理中に熱電対
の変形等が起こりやすいことから、接触具合の再現性は
十分なものとは言い難い。
熱処理を行う場合、熱電対の温接点と、試料あるいは試
料の収納されたホルダーとの接触具合の再現性（接触面
積及び圧力）が直接的に熱処理温度の再現性に反映する
ことは明らかである。現在一般的に用いられている方法
は、図３に示すように、ハロゲンランプ１が外部に配置
された石英ガラス製炉心管２内に、石英ガラスピン５で
支えて試料ホルダー３を収納し、熱電対４は、熱電対の
重さと弾性を利用して試料の上方から熱電対を接触させ
る方法であるが、この方法によると、熱処理中に熱電対
の変形等が起こりやすいことから、接触具合の再現性は
十分なものとは言い難い。
【０００９】本発明は以上述べたようなランプ加熱処理
に関する従来の問題点を解決するためになされたもので
あり、本発明の目的は、熱処理中の試料温度を正確に再
現性よく測定・制御でき、再現性の優れた電気的活性層
を形成しうるランプ熱処理装置を提供することにある。
に関する従来の問題点を解決するためになされたもので
あり、本発明の目的は、熱処理中の試料温度を正確に再
現性よく測定・制御でき、再現性の優れた電気的活性層
を形成しうるランプ熱処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明による熱処理装置においては、試料基板あるい
は試料が収納されたホルダーを下方から支えるピンの組
を有し、半導体基板などの熱処理を行う熱処理装置であ
って、前記ピンは、頂点部に熱電対の温接点が設けられ
たピンを少なくとも１本を含む３本以上のピンの組合せ
からなるものである。
、本発明による熱処理装置においては、試料基板あるい
は試料が収納されたホルダーを下方から支えるピンの組
を有し、半導体基板などの熱処理を行う熱処理装置であ
って、前記ピンは、頂点部に熱電対の温接点が設けられ
たピンを少なくとも１本を含む３本以上のピンの組合せ
からなるものである。
【００１１】
【作用】本発明は、イオン注入したＧａＡｓ基板を短時
間熱処理するにあたり、頂点部に熱電対の温接点が設け
られたピンを１本含む３本のピンで試料が収納されたホ
ルダーを支えて熱処理を行うものであり、イオン注入層
の電気的特性の再現性が大幅に向上する実験事実に基づ
くものである。プロセスの再現性が大幅に向上する理由
としては、頂点部に熱電対の温接点が設けられたピンを
１本含む３本のピンにより、試料が収納されたホルダー
を支えて熱処理を行うと、熱電対の温接点とホルダーの
接触面積及び温接点がホルダーに及ぼす圧力の再現性が
向上することによる。
間熱処理するにあたり、頂点部に熱電対の温接点が設け
られたピンを１本含む３本のピンで試料が収納されたホ
ルダーを支えて熱処理を行うものであり、イオン注入層
の電気的特性の再現性が大幅に向上する実験事実に基づ
くものである。プロセスの再現性が大幅に向上する理由
としては、頂点部に熱電対の温接点が設けられたピンを
１本含む３本のピンにより、試料が収納されたホルダー
を支えて熱処理を行うと、熱電対の温接点とホルダーの
接触面積及び温接点がホルダーに及ぼす圧力の再現性が
向上することによる。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明する
。
。
【００１３】図１は、実施例の装置構成を概略的に示す
図である。図において、ハロゲンランプ１は、石英ガラ
ス製炉心管２の外部の上方，下方に配置され、試料ホル
ダー３は石英ガラスピン５で支えて炉心管２内に設置さ
れる点は、従来と同じである。
図である。図において、ハロゲンランプ１は、石英ガラ
ス製炉心管２の外部の上方，下方に配置され、試料ホル
ダー３は石英ガラスピン５で支えて炉心管２内に設置さ
れる点は、従来と同じである。
【００１４】本発明においては、試料ホルダー３を支え
る石英ガラスピン５の組の一つに熱電対４を組み込み、
図２に示すようにピン５の組の頂点部に熱電対４の温接
点６を配したピンを少なくとも１本含む３本以上のピン
をもって試料ホルダー３を下方から支えたものである。 実施例では試料ホルダー３をピンで支える例を示したが
、試料基板を直接ピンで支えても同じである。実施例で
は、試料基板は、３インチＧａＡｓ基板であり、円盤状
のホルダーに収納されている。
る石英ガラスピン５の組の一つに熱電対４を組み込み、
図２に示すようにピン５の組の頂点部に熱電対４の温接
点６を配したピンを少なくとも１本含む３本以上のピン
をもって試料ホルダー３を下方から支えたものである。 実施例では試料ホルダー３をピンで支える例を示したが
、試料基板を直接ピンで支えても同じである。実施例で
は、試料基板は、３インチＧａＡｓ基板であり、円盤状
のホルダーに収納されている。
【００１５】以上に示した構成の装置を用いて、次のよ
うな実験を行った。面方位＜１００＞ＬＥＣ（Ｌｉｑｕ
ｉｄ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ Ｃｚｏｃｈｒａ
ｌｓｋｉ）法アンドープ半絶縁性ＧａＡｓ基板に注入エ
ネルギー１００ＫｅＶでＳｉ（プラス）を１×１０１３
ｃｍ−２室温で注入した後、図１に示した熱処理装置を
用いて、８７５℃で５秒間熱処理した。同様の実験を２
０回以上繰り返した結果、得られた活性層シート抵抗値
の標準偏差は、σＲｓ＝８Ω／□であり、図３に示すよ
うにＧａＡｓ基板をピンで支持する一般的な方法による
ばらつきの値σＲｓ＝１８Ω／□と比べて大幅に改善さ
れている。
うな実験を行った。面方位＜１００＞ＬＥＣ（Ｌｉｑｕ
ｉｄ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ Ｃｚｏｃｈｒａ
ｌｓｋｉ）法アンドープ半絶縁性ＧａＡｓ基板に注入エ
ネルギー１００ＫｅＶでＳｉ（プラス）を１×１０１３
ｃｍ−２室温で注入した後、図１に示した熱処理装置を
用いて、８７５℃で５秒間熱処理した。同様の実験を２
０回以上繰り返した結果、得られた活性層シート抵抗値
の標準偏差は、σＲｓ＝８Ω／□であり、図３に示すよ
うにＧａＡｓ基板をピンで支持する一般的な方法による
ばらつきの値σＲｓ＝１８Ω／□と比べて大幅に改善さ
れている。
【００１６】基板の寸法については、本実施例で用いた
３インチ径以外の任意の寸法に対しても本発明の装置は
有効である。また本発明の装置は、あらわる物質の熱処
理に用いることができることはいうまでもない。
３インチ径以外の任意の寸法に対しても本発明の装置は
有効である。また本発明の装置は、あらわる物質の熱処
理に用いることができることはいうまでもない。
【００１７】以上のことから、本発明の熱処理装置を用
いることにより、熱処理プロセスの再現性が大幅に向上
することが明らかになった。
いることにより、熱処理プロセスの再現性が大幅に向上
することが明らかになった。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の装置によ
れば、例えばＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の短時間熱処理
により得られたイオン注入活性層の基板面内の抵抗均一
性の再現性を従来よりも大幅に向上させることができ、
従って高速集積回路の歩留りを大幅に改善することがで
きる。
れば、例えばＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の短時間熱処理
により得られたイオン注入活性層の基板面内の抵抗均一
性の再現性を従来よりも大幅に向上させることができ、
従って高速集積回路の歩留りを大幅に改善することがで
きる。
【図１】本発明の実施例の装置構成を概略的に示す構成
図である。
図である。
【図２】ピンに熱電対を組み込んだ状態を示す図である
。
。
【図３】従来の熱処理装置を概略的に示す図である。
１ ハロゲンランプ
２ 石英ガラス製炉心管
３ 試料ホルダー
４ 熱電対
５ 石英ガラスピン
６ 熱電対温接点
Claims (1)
- 【請求項１】 試料基板あるいは試料が収納されたホ
ルダーを下方から支えるピンの組を有し、半導体基板な
どの熱処理を行う熱処理装置であって、前記ピンは、頂
点部に熱電対の温接点が設けられたピンを少なくとも１
本を含む３本以上のピンの組合せからなるものであるこ
とを特徴とする熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10427391A JPH04334017A (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | 熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10427391A JPH04334017A (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | 熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04334017A true JPH04334017A (ja) | 1992-11-20 |
Family
ID=14376322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10427391A Pending JPH04334017A (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | 熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04334017A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08288372A (ja) * | 1995-04-11 | 1996-11-01 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | ウエハ支持プレート |
-
1991
- 1991-05-09 JP JP10427391A patent/JPH04334017A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08288372A (ja) * | 1995-04-11 | 1996-11-01 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | ウエハ支持プレート |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4794217A (en) | Induction system for rapid heat treatment of semiconductor wafers | |
| US4661177A (en) | Method for doping semiconductor wafers by rapid thermal processing of solid planar diffusion sources | |
| JPH02303121A (ja) | 半導体デバイスの製造方法 | |
| IE802151L (en) | Semiconductors | |
| JP3410828B2 (ja) | シリコンウェーハの製造方法 | |
| Seidel et al. | Temperature transients in heavily doped and undoped silicon using rapid thermal annealing | |
| CN1822321B (zh) | 热处理方法以及热处理装置 | |
| JPH0377657B2 (ja) | ||
| JPH04334017A (ja) | 熱処理装置 | |
| JPS6139731B2 (ja) | ||
| JPS6294925A (ja) | 熱処理装置 | |
| JPH04334018A (ja) | 熱処理装置 | |
| JPH0521367A (ja) | 熱処理装置 | |
| JPS60239400A (ja) | 化合物半導体のアニ−ル法 | |
| JPH04275417A (ja) | 熱処理装置 | |
| JP2841438B2 (ja) | 短時間熱処理方法 | |
| JPS6081819A (ja) | 赤外線熱処理装置 | |
| JPH025295B2 (ja) | ||
| JPS60193343A (ja) | 熱処理装置 | |
| JP2778068B2 (ja) | 半導体装置の熱処理方法 | |
| JPS60732A (ja) | アニ−ル方法 | |
| JPS59101825A (ja) | 半導体装置の製造方法および熱処理装置 | |
| JPS59210652A (ja) | 半導体基板の温度測定方法 | |
| JPH07106274A (ja) | 試料加熱法および試料熱処理装置 | |
| JPH03187219A (ja) | 熱処理装置 |