JPS603124A - 化合物半導体のアニ−ル法 - Google Patents
化合物半導体のアニ−ル法Info
- Publication number
- JPS603124A JPS603124A JP58110658A JP11065883A JPS603124A JP S603124 A JPS603124 A JP S603124A JP 58110658 A JP58110658 A JP 58110658A JP 11065883 A JP11065883 A JP 11065883A JP S603124 A JPS603124 A JP S603124A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compound semiconductor
- annealing
- substrate
- film
- annealing method
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P30/00—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices
- H10P30/20—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
不発明はＧａＡｓ ＊ Ｉ ｎＰ 等の化合物半導体に
Ｎ型もしくはＰ型の不純物となり得るイオンを注入した
後、化合物半導体を高温にてアニールし、イオン注入層
を活性化させる方法に関するものである。
Ｎ型もしくはＰ型の不純物となり得るイオンを注入した
後、化合物半導体を高温にてアニールし、イオン注入層
を活性化させる方法に関するものである。
ＧａＡｓ 等の化合物半導体結晶基板を用いイオン注入
によってトランジスタや集積回路を製作する場合、アニ
ールの工程は導電層を形成する上で不可欠である。アニ
ールは一般にイオン注入された化合物半導体基板を抵抗
加熱炉セ数十分間高温加熱処理するものである。加熱温
度は基板に含まれる蒸気圧の高い成分例えばＡｓやＰ
が蒸発を開始する温度より高いため基板が熱分解を生じ
るという問題があった。このためアニールによって基板
表面に形成する導電層の電気的性質が変動し、バラツキ
が太きいという問題があった。
によってトランジスタや集積回路を製作する場合、アニ
ールの工程は導電層を形成する上で不可欠である。アニ
ールは一般にイオン注入された化合物半導体基板を抵抗
加熱炉セ数十分間高温加熱処理するものである。加熱温
度は基板に含まれる蒸気圧の高い成分例えばＡｓやＰ
が蒸発を開始する温度より高いため基板が熱分解を生じ
るという問題があった。このためアニールによって基板
表面に形成する導電層の電気的性質が変動し、バラツキ
が太きいという問題があった。
これを防ぐため蒸気圧の高い成分の蒸気圧下でアニール
したり蒸発を防ぐための保護膜例えば、ＳｉＯ２膜やＳ
ｉ３Ｎ４ 膜を基板表面に形成した後にアニールする方
法が採られている。しかしながら前者の方法では蒸気圧
の高い成分を含むガスが有毒であるため操作や処理が複
雑なプロセスとなり、生産性が著しく低いという問題が
残る。一方、後者では保護膜の形成法、形成条件によっ
て膜の性質が異なるｋめ安定性、再現性が低くアニール
中に保護膜が割れる等の問題がある。
したり蒸発を防ぐための保護膜例えば、ＳｉＯ２膜やＳ
ｉ３Ｎ４ 膜を基板表面に形成した後にアニールする方
法が採られている。しかしながら前者の方法では蒸気圧
の高い成分を含むガスが有毒であるため操作や処理が複
雑なプロセスとなり、生産性が著しく低いという問題が
残る。一方、後者では保護膜の形成法、形成条件によっ
て膜の性質が異なるｋめ安定性、再現性が低くアニール
中に保護膜が割れる等の問題がある。
また、従来のアニール法は電気炉で数十分′間高温熱処
理するため基板結晶内の残留不純物であるＣｒ ’ｐ
Ｍｎが拡散や表面近傍での高濃度化等を起こし、イオン
注入された原子と相互に影響を及ぼすことが知られてい
る。このためアニールによる活性化率が不安定となり、
ｌ−ランジスクや集積回路の電気特性を制御することが
困Ｍｌｌｆとなっている。
理するため基板結晶内の残留不純物であるＣｒ ’ｐ
Ｍｎが拡散や表面近傍での高濃度化等を起こし、イオン
注入された原子と相互に影響を及ぼすことが知られてい
る。このためアニールによる活性化率が不安定となり、
ｌ−ランジスクや集積回路の電気特性を制御することが
困Ｍｌｌｆとなっている。
さらに従来のアニール法では注入された原子がアニール
中に表面と平行な方向に十分の数ミクロンも拡散する横
方向拡散も知られている。このため注入領域、例えば実
効ゲート長が変化することになり１μｍという微細加工
が必要な素子製造の面からは重大な問題となる。
中に表面と平行な方向に十分の数ミクロンも拡散する横
方向拡散も知られている。このため注入領域、例えば実
効ゲート長が変化することになり１μｍという微細加工
が必要な素子製造の面からは重大な問題となる。
これに対し、近年赤外線ランプによるアニール法が報告
されている。基板を急速に加熱できるという特徴から従
来法のアニールより約２桁短いアニール時間が可能であ
り、従って横方向拡散も抑制できると共に蒸気圧の高い
ＡｓｊｅＰ の威容の蒸発も最小限に低減できると報告
されている。しかしながら、ＡｓやＰ の蒸発は原理的
に皆無にできない。例えば、８００℃で１０秒間熱処理
しただけでも鏡面研磨されたＧａＡｓ 基板表面の全面
にわたつて微小な斑点が生じ、いわゆるＡｓ 抜けが観
察され、ＡｓやＰ の蒸発については依然問題が残って
いる。
されている。基板を急速に加熱できるという特徴から従
来法のアニールより約２桁短いアニール時間が可能であ
り、従って横方向拡散も抑制できると共に蒸気圧の高い
ＡｓｊｅＰ の威容の蒸発も最小限に低減できると報告
されている。しかしながら、ＡｓやＰ の蒸発は原理的
に皆無にできない。例えば、８００℃で１０秒間熱処理
しただけでも鏡面研磨されたＧａＡｓ 基板表面の全面
にわたつて微小な斑点が生じ、いわゆるＡｓ 抜けが観
察され、ＡｓやＰ の蒸発については依然問題が残って
いる。
本発明はこのような従来法の欠点を解消し、化合物半導
体の熱分解を防ぐと同時に横方向の拡散を抑制し得るア
ニール方法を提供・するものである。
体の熱分解を防ぐと同時に横方向の拡散を抑制し得るア
ニール方法を提供・するものである。
以下、実施例に即して、本発明を説明する。第１図は化
合物半導体としてＧａＡｓ 基板を用いる場合の本発明
によるアニール法の借成を図示したものである。一度真
空排気された後、Ｎ２ ガスを満たした石英管１１の内
部中央に石英治具１２を介して保持された厚さ数理のカ
ーボングラファイト板１３上に両面に厚さ１ｏｏｏ Ｘ
のＳｉ３Ｎ＋膜１４・をプラズマＣＶＤ法で形成したＧ
ａＡｓ 基板１５をイオン注入された面を上にして置き
、石英管］］、の外部よりＧａＡｓ 基板１５の両面か
らランプヒーク１６を用いて照射して加熱させる。アニ
ール温度は、ＧａＡｓ 基板１５の近傍に設置した熱電
対により測定し、これを基準にしてランプに印加する電
力をＰＩＤ制御することにエリ、加熱速度、アニール温
′度を一定にした。本発明になるアニール法で９００’
Ｃ１０秒間アニールした試料は従来の電気炉で、８００
°Ｃ２０分アニールした試料と同等のキャリア濃度プロ
ファイルを示した。
合物半導体としてＧａＡｓ 基板を用いる場合の本発明
によるアニール法の借成を図示したものである。一度真
空排気された後、Ｎ２ ガスを満たした石英管１１の内
部中央に石英治具１２を介して保持された厚さ数理のカ
ーボングラファイト板１３上に両面に厚さ１ｏｏｏ Ｘ
のＳｉ３Ｎ＋膜１４・をプラズマＣＶＤ法で形成したＧ
ａＡｓ 基板１５をイオン注入された面を上にして置き
、石英管］］、の外部よりＧａＡｓ 基板１５の両面か
らランプヒーク１６を用いて照射して加熱させる。アニ
ール温度は、ＧａＡｓ 基板１５の近傍に設置した熱電
対により測定し、これを基準にしてランプに印加する電
力をＰＩＤ制御することにエリ、加熱速度、アニール温
′度を一定にした。本発明になるアニール法で９００’
Ｃ１０秒間アニールした試料は従来の電気炉で、８００
°Ｃ２０分アニールした試料と同等のキャリア濃度プロ
ファイルを示した。
本発明を＋１η成する要件の一つはランプからの熱線と
して赤外線のみならず、赤外線よりも波長の短い光をも
利用することにある。化合物半導体は赤外領域の光線に
対して大きな透過率を有しているため赤外線による化合
物半導体基板の加熱は実・賃上効率が極めて小さくなる
。そこで本発明ては赤外線より短波長な光で基板を直接
加熱すると同時に赤外線で基板を載せたカーボングラフ
ァイト治具を加熱することにより、加熱効率を著しく向
上することにある。
して赤外線のみならず、赤外線よりも波長の短い光をも
利用することにある。化合物半導体は赤外領域の光線に
対して大きな透過率を有しているため赤外線による化合
物半導体基板の加熱は実・賃上効率が極めて小さくなる
。そこで本発明ては赤外線より短波長な光で基板を直接
加熱すると同時に赤外線で基板を載せたカーボングラフ
ァイト治具を加熱することにより、加熱効率を著しく向
上することにある。
さらにもう一つの要件は化合物半導体基板の少なくとも
イオン注入された面に無機化合物の保護膜を形成してア
ニールすることにある。これにより蒸気圧の高い成分の
蒸発を完全に阻止することが可能となる。この目的から
考えるに無機化合物膜としては実施例のＳｉ３Ｎ４膜や
プラズマＣＶＤ法に何ら限定されるものではなく、他に
５ｉ０２膜、Ａ１２！０３膜ＡＩ！Ｎ膜等を周知の製法
で形成することも可能である。
イオン注入された面に無機化合物の保護膜を形成してア
ニールすることにある。これにより蒸気圧の高い成分の
蒸発を完全に阻止することが可能となる。この目的から
考えるに無機化合物膜としては実施例のＳｉ３Ｎ４膜や
プラズマＣＶＤ法に何ら限定されるものではなく、他に
５ｉ０２膜、Ａ１２！０３膜ＡＩ！Ｎ膜等を周知の製法
で形成することも可能である。
さらにアニールは化合物半導体基板に高温で不必要な化
学反応を生じないために不活性ガス中で行なえば本発明
の目的を苛たずことから雰囲気は実施例のＮ２ ガスに
何ら限定されるものではなく、Ｎ２の他にＡｒ、Ｈｅ
等の不活性ガスやＮ２ ガス及び
学反応を生じないために不活性ガス中で行なえば本発明
の目的を苛たずことから雰囲気は実施例のＮ２ ガスに
何ら限定されるものではなく、Ｎ２の他にＡｒ、Ｈｅ
等の不活性ガスやＮ２ ガス及び
図１は本発明の詳細な説明するための図である。
１１・・・石英管
■２・・・石英治具
１３・・・カーボングラファイト板
１４・・・無機化合物膜
１５・・・化合物半導体基板
１６・・・ランプヒータ
Claims (1)
- （１）Ｎ型またはＰ型となりうるイオンを注入された化
合物半導体の少なくともイオン注入された側の表面に無
機化合物膜を形成し、赤外線及びそれより短い波長域に
スペクトルをもつランプにて該化合物半導体を照射して
加熱することを特徴とする化合物半導体のアニール法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58110658A JPS603124A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 化合物半導体のアニ−ル法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58110658A JPS603124A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 化合物半導体のアニ−ル法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603124A true JPS603124A (ja) | 1985-01-09 |
Family
ID=14541213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58110658A Pending JPS603124A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 化合物半導体のアニ−ル法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603124A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03146614A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-21 | Tokyo Gas Denro Kk | 焼入装置の洗浄槽から焼入塩を回収する装置 |
| US5970213A (en) * | 1993-03-02 | 1999-10-19 | Balzers Und Leybold Deutschland Holding Aktiengesellscaft | Apparatus for heating a transparent substrate utilizing an incandescent lamp and a heating disk emitting infrared wavelengths |
-
1983
- 1983-06-20 JP JP58110658A patent/JPS603124A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03146614A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-21 | Tokyo Gas Denro Kk | 焼入装置の洗浄槽から焼入塩を回収する装置 |
| US5970213A (en) * | 1993-03-02 | 1999-10-19 | Balzers Und Leybold Deutschland Holding Aktiengesellscaft | Apparatus for heating a transparent substrate utilizing an incandescent lamp and a heating disk emitting infrared wavelengths |
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