JPH05326530A - Heat treatment of compound semiconductor substrate - Google Patents
Heat treatment of compound semiconductor substrateInfo
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- JPH05326530A JPH05326530A JP4175689A JP17568992A JPH05326530A JP H05326530 A JPH05326530 A JP H05326530A JP 4175689 A JP4175689 A JP 4175689A JP 17568992 A JP17568992 A JP 17568992A JP H05326530 A JPH05326530 A JP H05326530A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は化合物半導体基板の熱処
理方法およびその熱処理装置であって、特にランプを用
いた短時間アニール法に係る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment method for a compound semiconductor substrate and a heat treatment apparatus therefor, and more particularly to a short time annealing method using a lamp.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、Ｓｉに代わる半導体として注目を
集めているＧａＡｓやＩｎＰなどの化合物半導体を用い
た集積回路（特に、ＧａＡｓ集積回路）は、その優れた
特性により高集積化と高性能化が進められている。2. Description of the Related Art In recent years, integrated circuits (particularly GaAs integrated circuits) using compound semiconductors such as GaAs and InP, which have been attracting attention as semiconductors replacing Si, are highly integrated and have high performance due to their excellent characteristics. Is being promoted.
【０００３】上記化合物半導体を半絶縁性基板として、
電界効果トランジスタなどを作成する場合には、イオン
注入法や不純物熱拡散法を用いて、半導体基板に不純物
原子を添加することにより、該基板の表面に充分なキャ
リア移動度を有する活性層を形成し、その後、イオン注
入によって非晶質化した半導体結晶の結晶性を回復し、
かつ注入された不純物原子を活性化するために、該基板
を熱処理する。Using the above compound semiconductor as a semi-insulating substrate,
When producing a field effect transistor or the like, an active layer having sufficient carrier mobility is formed on the surface of a substrate by adding impurity atoms to the semiconductor substrate by using an ion implantation method or an impurity thermal diffusion method. After that, the crystallinity of the semiconductor crystal amorphized by ion implantation is restored,
And the substrate is heat-treated in order to activate the implanted impurity atoms.
【０００４】しかし、化合物半導体基板では、熱処理に
より構成元素の熱解離や注入された不純物原子の外部拡
散が生じるため、基板の表面領域でキャリア数の増減、
キャリア濃度プロファイルの異常な広がりなどが生じる
などの問題がある。However, in a compound semiconductor substrate, thermal treatment causes thermal dissociation of constituent elements and outdiffusion of implanted impurity atoms, so that the number of carriers increases or decreases in the surface region of the substrate.
There is a problem that the carrier concentration profile is abnormally expanded.
【０００５】そこで、前記問題を解決すべく、種々の熱
処理法(＝アニール法）が提案されている。例えば、電
気炉によるキャップアニールや、蒸気圧の高い構成元素
の圧下でアニールを行うキャップレスアニールが行われ
ている。しかし、キャップアニールによる熱処理では、
用いる保護膜の種類、膜質及び膜厚などが不純物濃度プ
ロファイルに大きな影響を与えることや、キャップレス
アニールでも、比較的長時間（通常、数十分間）を要す
る電気炉アニールでは、不純物原子の熱拡散は避けられ
ないなどの問題があった。Therefore, various heat treatment methods (= annealing methods) have been proposed to solve the above problems. For example, cap annealing in an electric furnace and capless annealing in which annealing is performed under the pressure of constituent elements having a high vapor pressure are performed. However, in the heat treatment by cap annealing,
The type of protective film used, the film quality, and the film thickness have a great influence on the impurity concentration profile, and even in capless annealing, when electric furnace annealing requires a relatively long time (usually several tens of minutes) There was a problem that heat diffusion was unavoidable.
【０００６】その後、電気炉アニールに代わるアニ−ル
法として、ハロゲンランプ、キセノンランプなどを熱源
に用いたランプアニールや、レーザー、電子ビームなど
を用いたビームアニールなどの短時間アニール技術が盛
んに開発されてきている。特に、ランプアニール（Ｒａ
ｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌ）は、熱源とし
てハロゲンランプやキセノンランプを用いるため処理が
簡便であり、しかも高温の熱処理を短時間に行うことが
でき、化合物半導体の熱処理方法として注目されてい
る。After that, as an annealing method replacing the electric furnace annealing, a short-time annealing technique such as a lamp annealing using a halogen lamp, a xenon lamp or the like as a heat source, a beam annealing using a laser, an electron beam or the like is actively used. Has been developed. In particular, lamp annealing (Ra
Pid Thermal Anneal is a hot process for compound semiconductors because it uses a halogen lamp or a xenon lamp as a heat source, so that it is easy to process and can perform high-temperature heat treatment in a short time.
【０００７】また、本発明者らは上記問題を解決するた
めに、特開平２−２９１１１９に示すごとく、Ｓｉイオ
ンを注入した化合物半導体（例えば、ＧａＡｓ）基板上
に、化合物半導体基板を構成する蒸気圧の高い元素（例
えば、Ａｓ）がイオン注入されたＳｉ基板を、該Ｓｉ基
板のイオン注入面と該化合物半導体基板のイオン注入面
とが対向するように載置した状態で、短時間でアニール
することを特徴とする方法を提案した。In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-291119, vaporized a compound semiconductor substrate on a compound semiconductor (eg, GaAs) substrate into which Si ions were implanted. Annealing in a short time in a state where a Si substrate into which a high-pressure element (for example, As) is ion-implanted is placed so that the ion-implanted surface of the Si substrate and the ion-implanted surface of the compound semiconductor substrate face each other. A method characterized by doing is proposed.
【０００８】さらには、電気炉アニールの場合と同様
に、蒸気圧の高い構成元素、例えばＧａＡｓ基板におけ
るＡｓの外部拡散を抑制するために、ＡｓＨ3 を用いて
該基板にＡｓ圧を印加する方法が提案されている（Ｊ．
Ｋａｓａｈａｒａ eｔ.ａｌ.，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．，Ｖｏｌ．５０．Ｎｏ１２，ｐ．８２２９，（１９
７９）)。例えば、図４に示すように、Ｓｉサセプタ４
３上にＧａＡｓ基板４１を載置し、該基板上にＡｓＨ3
ガス４８を流しながら、石英板４４を介してハロゲンラ
ンプ４５の赤外光（波長０．４〜４．０μｍ）を照射す
ることによりアニールを行う。この場合、まずＧａＡｓ
基板４１が赤外光を吸収して加熱され、その熱でＡｓＨ
3 が熱分解することにより、ＧａＡｓ基板４１にＡｓ圧
が印加される方法である。Further, as in the case of the electric furnace annealing, a method of applying As pressure to the substrate using AsH 3 in order to suppress out-diffusion of constituent elements having a high vapor pressure, for example, As in the GaAs substrate. Has been proposed (J.
Kasahara et. Al., J. Appl. Phy
s. , Vol. 50. No12, p. 8229, (19
79)). For example, as shown in FIG. 4, Si susceptor 4
GaAs substrate 41 is placed on the substrate 3 , and AsH 3 is placed on the substrate.
Annealing is performed by irradiating infrared light (wavelength 0.4 to 4.0 μm) of the halogen lamp 45 through the quartz plate 44 while flowing the gas 48. In this case, first GaAs
The substrate 41 is heated by absorbing infrared light, and the heat causes AsH.
This is a method in which As pressure is applied to the GaAs substrate 41 by thermal decomposition of 3 .
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上記の化合物半導体基
板を構成する蒸気圧の高い元素（例えば、Ａｓ）が、イ
オン注入されたＳｉ基板を用いる方法によれば、基板面
内における不純物濃度プロファイルを均一に制御するこ
とは可能となる。しかし、イオン注入された化合物半導
体基板とは別に、蒸気圧の高い構成元素がイオン注入さ
れたＳｉ基板を用意しなければならず、しかも該Ｓｉ基
板は何回でも使用することはできないために、プロセス
の煩雑化を招いてしまうなどの問題がある。According to the method using the Si substrate in which the element having a high vapor pressure (for example, As) constituting the above compound semiconductor substrate is ion-implanted, the impurity concentration profile in the substrate plane is It is possible to control it uniformly. However, in addition to the ion-implanted compound semiconductor substrate, it is necessary to prepare an Si substrate in which a constituent element having a high vapor pressure is ion-implanted, and the Si substrate cannot be used any number of times. There is a problem that the process is complicated.
【００１０】また、上記ＡｓＨ3 を用いて該基板にＡｓ
圧を印加する方法によれば、ＡｓＨ3 の温度上昇よりＧ
ａＡｓ基板の方が先に温度上昇するため、通常の処理時
間（数秒間）ではＡｓＨ3 が充分に熱分解されず、Ａｓ
圧が上昇する前にＧａＡｓ基板の熱処理が終了してしま
うことがある。逆に、ＡｓＨ3 が充分に熱分解されるま
で熱処理を長時間にわたって行うと、石英板がハロゲン
ランプの赤外光を吸収しないため加熱されず、温度の低
い石英板にＡｓが付着する。その結果、ＧａＡｓ基板に
は赤外光が均一に照射されず、基板面内における不純物
濃度プロファイルを再現性よく均一に制御することがで
きない。AsH 3 is used for the substrate.
According to the method of applying pressure, G than the temperature rise of the AsH 3
Since the temperature of the aAs substrate rises first, AsH 3 is not sufficiently thermally decomposed during the normal processing time (several seconds),
The heat treatment of the GaAs substrate may end before the pressure rises. On the contrary, if the heat treatment is carried out for a long time until AsH 3 is sufficiently thermally decomposed, the quartz plate does not absorb the infrared light of the halogen lamp and is not heated, and As adheres to the quartz plate having a low temperature. As a result, the GaAs substrate is not uniformly irradiated with infrared light, and the impurity concentration profile in the substrate surface cannot be uniformly controlled with good reproducibility.
【００１１】本発明は上記の問題点を解決するものであ
り、その目的とするところは、簡単で、しかも量産性に
優れたプロセスにより、構成元素の熱解離や注入不純物
原子の外部拡散を均一に、しかも再現性よく制御するこ
とが可能な化合物半導体基板の熱処理方法およびその熱
処理装置を提供することにある。The present invention is intended to solve the above problems, and its object is to uniformly dissociate thermal dissociation of constituent elements and outdiffusion of implanted impurity atoms by a process which is simple and excellent in mass productivity. Another object of the present invention is to provide a heat treatment method for a compound semiconductor substrate and a heat treatment apparatus therefor that can be controlled with good reproducibility.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
上記の目的を達成するために、イオン注入された化合物
半導体基板を熱処理する方法において、前記化合物半導
体基板を構成する元素のうち、蒸気圧の高い元素の化合
物ガスを紫外光によって分解し、得られる前記構成元素
の圧下で、熱処理することを特徴とする。The invention according to claim 1 is
In order to achieve the above-mentioned object, in a method of heat-treating an ion-implanted compound semiconductor substrate, a compound gas of an element having a high vapor pressure is decomposed by ultraviolet light among the elements constituting the compound semiconductor substrate, which is obtained. It is characterized in that the heat treatment is performed under the pressure of the constituent elements.
【００１３】請求項２に係る化合物半導体基板の熱処理
装置は、イオン注入された化合物半導体基板を構成する
元素のうち蒸気圧の高い元素の化合物ガスを導入する熱
処理室と、該熱処理室内に紫外光源を上流側に、赤外光
源と下流側に配置し、前記赤外光源下にイオン注入され
た化合物半導体基板を配置するためのサセプタを備える
ことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a heat treatment apparatus for a compound semiconductor substrate, wherein a heat treatment chamber for introducing a compound gas of an element having a high vapor pressure among the elements constituting the ion-implanted compound semiconductor substrate, and an ultraviolet light source in the heat treatment chamber. Is arranged on the upstream side, the infrared light source is arranged on the downstream side, and a susceptor for arranging the ion-implanted compound semiconductor substrate is provided under the infrared light source.
【００１４】請求項３に係る化合物半導体基板の熱処理
装置は、イオン注入された化合物半導体基板を構成する
元素のうち蒸気圧の高い元素の化合物ガスを導入する熱
処理室と、該熱処理室内に紫外光源と赤外光源とを上下
に相対して配置し、かつ前記紫外光源と前記赤外光源と
の間に、紫外光を透過しない仕切り板を配置し、分離さ
れた熱処理室内の前記紫外光源に近い側に、イオン注入
された化合物半導体基板を配置することを特徴とする。
この際、該仕切り板はサセプタとしても作用し、該基板
は該仕切り板上に載置される。According to a third aspect of the present invention, there is provided a heat treatment apparatus for a compound semiconductor substrate, wherein a heat treatment chamber for introducing a compound gas of an element having a high vapor pressure among the elements constituting the ion-implanted compound semiconductor substrate, and an ultraviolet light source in the heat treatment chamber. And an infrared light source are arranged vertically opposite to each other, and a partition plate that does not transmit ultraviolet light is arranged between the ultraviolet light source and the infrared light source, and is close to the ultraviolet light source in the separated heat treatment chamber. On the side, a compound semiconductor substrate that has been ion-implanted is arranged.
At this time, the partition plate also functions as a susceptor, and the substrate is placed on the partition plate.
【００１５】請求項４に係る発明は、前記仕切り板が、
金蒸着の石英板であることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, the partition plate is
It is characterized by being a quartz plate of gold vapor deposition.
【００１６】請求項５に係る発明は、上記目的を達成す
るために、イオン注入された化合物半導体基板を熱処理
する方法において、マイクロ波放電管などの放電により
生成されたプラズマを用いて、蒸気圧の高い元素の化合
物ガスを解離することにより得られる前記構成元素の圧
下で、熱処理することを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, a fifth aspect of the present invention is a method of heat-treating an ion-implanted compound semiconductor substrate, which uses plasma generated by electric discharge of a microwave discharge tube or the like and vapor pressure. The heat treatment is performed under the pressure of the constituent elements obtained by dissociating the compound gas of the element having a high temperature.
【００１７】請求項６に係る化合物半導体基板の熱処理
装置は、マイクロ波放電管などによりプラズマを生成す
る装置と、イオン注入された化合物半導体基板を構成す
る元素のうち、前記蒸気圧の高い構成元素の化合物ガス
をプラズマに混入する装置と、前記装置を化合物ガスの
上流側にして連結した熱処理室と、該熱処理室の赤外光
源下にイオン注入された化合物半導体基板を配置するた
めのサセプタを備えることを特徴とする。A heat treatment apparatus for a compound semiconductor substrate according to a sixth aspect is a device for generating plasma by a microwave discharge tube or the like, and a constituent element having a high vapor pressure among the elements constituting the ion-implanted compound semiconductor substrate. A device for mixing the compound gas into plasma, a heat treatment chamber in which the device is connected upstream of the compound gas, and a susceptor for arranging the ion-implanted compound semiconductor substrate under an infrared light source in the heat treatment chamber. It is characterized by being provided.
【００１８】本発明の熱処理方法は、電気炉を用いた熱
アニールやハロゲンランプまたはキセノンランプを用い
たランプアニールなどに適用することができる。なかで
も、処理が簡便であり、高温の熱処理を短時間に行える
ランプアニールが好ましい。本発明の方法で熱処理し得
る化合物半導体基板としては、例えば、ＧａＡｓ基板や
ＩｎＰ基板などのIIIーＶ族化合物半導体基板が挙げら
れる。一般に、IIIーＶ族化合物半導体基板において
は、Ｖ族元素の蒸気圧の方がIII族元素の蒸気圧よりも
高いため、例えばＧａＡｓ基板を熱処理する場合にはＡ
ｓ圧下で、ＩｎＰ基板を熱処理する場合にはＰ圧下で熱
処理を行う。他の化合物半導体基板を熱処理する場合に
も、一般的には、基板の構成元素のうち、蒸気圧が高
く、熱処理の間に熱解離しやすい元素の圧下で熱処理を
行う。The heat treatment method of the present invention can be applied to thermal annealing using an electric furnace and lamp annealing using a halogen lamp or a xenon lamp. Of these, lamp annealing is preferable because the treatment is simple and high-temperature heat treatment can be performed in a short time. Examples of the compound semiconductor substrate that can be heat-treated by the method of the present invention include III-V group compound semiconductor substrates such as GaAs substrates and InP substrates. Generally, in a III-V group compound semiconductor substrate, the vapor pressure of the V group element is higher than the vapor pressure of the III group element.
When heat-treating the InP substrate under s pressure, the heat treatment is performed under P pressure. Also in the case of heat-treating another compound semiconductor substrate, generally, the heat treatment is performed under the pressure of an element which has a high vapor pressure among the constituent elements of the substrate and is easily thermally dissociated during the heat treatment.
【００１９】[0019]
【作用】一般に、化学結合は、その結合エネルギーより
も大きなエネルギーの光、その多くは紫外光により結合
が切断され、原子に解離する。例えば、Ａｓ−Ｈ結合は
波長２００ｎｍ付近の光により切断されるため、ＡｓＨ
3 を光分解すれば解離Ａｓが得られる。Ａｓ−Ａｓ結
合、Ａｓ−ハロゲン結合、例えば、Ａｓ−Ｆ、Ａｓ−Ｃ
ｌ、あるいはＡｓ−有機系官能基結合、例えば、Ａｓ−
ＣＨ3 、Ａｓ−Ｃ2Ｈ5 、Ａｓ−Ｃ6 Ｈ5 、なども紫外
光により結合が切断されるため、Ａｓ化合物、例えばＡ
ｓ2 、ＡｓＦ3 、ＡｓＣｌ3 、Ａｓ（ＣＨ3 ）3 、Ａｓ
（Ｃ2 Ｈ5 ）3 、Ａｓ（Ｃ6 Ｈ5 ）3 などを光分解して
も解離Ａｓが得られる。また、Ｐ−Ｈ結合、Ｐ−Ｐ結
合、Ｐ−ハロゲン結合、例えばＰ−Ｆ、Ｐ−Ｃｌ、ある
いはＰ−有機系官能基結合、例えば、Ｐ−ＣＨ3 、Ｐ−
Ｃ2 Ｈ5 、Ｐ−Ｃ6 Ｈ5 、なども紫外光により結合が切
断されるため、Ｐ化合物、例えばＰＨ3 、Ｐ2 、Ｐ4 ，
ＰＦ3 、Ｐ（ＣＨ3 ）3 、Ｐ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 、Ｐ（Ｃ6
Ｈ5 ）3 などを光分解すると、解離Ｐが得られる。FUNCTION In general, a chemical bond is dissociated into atoms by breaking the bond by light having an energy larger than the bond energy, most of which is ultraviolet light. For example, the As-H bond is broken by light near the wavelength of 200 nm, so AsH
If 3 is photolyzed, dissociation As is obtained. As-As bond, As-halogen bond, for example, As-F, As-C
l, or As-organic functional group bond, for example, As-
CH 3, since the As-C 2 H 5, As -C 6 H 5, is coupled by ultraviolet light also like is cut, As compounds, such as A
s 2 , AsF 3 , AsCl 3 , As (CH 3 ) 3 , As
Dissociation As can also be obtained by photolyzing (C 2 H 5 ) 3 , As (C 6 H 5 ) 3, and the like. Further, P-H bond, P-P bond, P- halogen bond, for example P-F, P-Cl, or P- organic functional groups bonded, e.g., P-CH 3, P-
C 2 H 5, since the P-C 6 H 5, is coupled by ultraviolet light also like is disconnected, P compounds such PH 3, P 2, P 4 ,
PF 3 , P (CH 3 ) 3 , P (C 2 H 5 ) 3 , P (C 6
Photolysis of H 5 ) 3 etc. gives dissociated P.
【００２０】したがって、ＧａＡｓ基板のキャップレス
アニールを行う場合、例えば、請求項２に記載の熱処理
装置によれば、熱処理室に導入するＡｓ化合物ガス、例
えばＡｓＨ3 を、該ＡｓＨ3 が該ＧａＡｓ基板上に到達
する前に、紫外光源、例えば低圧水銀ランプから発せら
れる紫外光で分解し、ランプアニールなどの数秒間の熱
処理を行うことにより、該ＧａＡｓ基板の表面には充分
なＡｓ圧が印加される。あるいは、ＩｎＰ基板のキャッ
プレスアニールを行う場合、熱処理室に導入するＰ化合
物ガス、例えばＰＨ3 を、該ＰＨ3 がＩｎＰ基板上に到
達する前に、紫外光源、例えば低圧水銀ランプから発せ
られる紫外光で分解すれば、ランプアニールなどの数秒
間の熱処理でも、該ＩｎＰ基板の表面には充分なＰ圧が
印加される。紫外光の照射を熱処理時のみに限定すれ
ば、ランプアニールなどの数秒間の熱処理の場合、熱処
理時を除いてはＡｓ圧もしくはＰ圧が印加されないた
め、熱処理装置の熱処理室内を汚染する度合いは小さ
い。Therefore, when performing the capless annealing of the GaAs substrate, for example, according to the heat treatment apparatus of the second aspect, the As compound gas introduced into the heat treatment chamber, for example, AsH 3, is transferred from the AsH 3 to the GaAs substrate. Before reaching the upper part, a sufficient As pressure is applied to the surface of the GaAs substrate by decomposing it with an ultraviolet light source, for example, ultraviolet light emitted from a low-pressure mercury lamp, and performing heat treatment for several seconds such as lamp annealing. It Alternatively, when capless annealing of an InP substrate is performed, a P compound gas, for example, PH 3 introduced into the heat treatment chamber is supplied to an ultraviolet light source such as a low-pressure mercury lamp before the PH 3 reaches the InP substrate. If decomposed by light, sufficient P pressure is applied to the surface of the InP substrate even by heat treatment such as lamp annealing for several seconds. If the irradiation of ultraviolet light is limited only to the heat treatment, in the case of heat treatment for several seconds such as lamp annealing, the As pressure or the P pressure is not applied except during the heat treatment, so that the degree of contamination of the heat treatment chamber of the heat treatment apparatus can be reduced. small.
【００２１】さらに、請求項４に記載の熱処理装置によ
れば、紫外光源と赤外光源とを相対するように設置し、
前記紫外光源と前記赤外光源の間に、紫外光を透過しな
い仕切り、例えば金を蒸着した石英板を設け、例えば、
紫外光源側に該ＧａＡｓ基板もしくは該ＩｎＰ基板を配
置すれば、何回もの熱処理プロセスを繰り返し行って
も、熱処理装置の赤外光源側の熱処理室は汚染されず、
かつ、前記基板に十分なＡｓ圧あるいはＰ圧が印加され
る。Further, according to the heat treatment apparatus of the fourth aspect, the ultraviolet light source and the infrared light source are installed so as to face each other,
Between the ultraviolet light source and the infrared light source, a partition that does not transmit ultraviolet light, for example, a gold-vapor deposited quartz plate is provided, for example,
By disposing the GaAs substrate or the InP substrate on the UV light source side, the heat treatment chamber on the infrared light source side of the heat treatment apparatus is not contaminated even if the heat treatment process is repeated many times.
At the same time, a sufficient As pressure or P pressure is applied to the substrate.
【００２２】さらに、気体は直流又は交流電圧が印加さ
れると放電を起こし、プラズマが生成する。すなわち、
気体分子は解離し、イオンやラジカルが生成する。例え
ば、Ａｒのマイクロ波放電により、ＡｒイオンやＡｒラ
ジカルが生成し、ＡｓＨ3 のマイクロ波放電では、Ａｓ
ラジカルやＡｓイオンが生成する。また、プラズマ中に
導入された気体分子も解離をおこす。Furthermore, when a direct current or an alternating current voltage is applied to the gas, a discharge occurs, and plasma is generated. That is,
Gas molecules are dissociated to generate ions and radicals. For example, Ar microwaves generate Ar ions and Ar radicals, and AsH 3 microwave discharge generates As ions.
Radicals and As ions are generated. Further, the gas molecules introduced into the plasma also dissociate.
【００２３】したがって、例えば、ＧａＡｓ基板のキャ
ップレスアニールを行う場合、熱処理室に導入するＡｓ
化合物ガス、例えばＡｓＨ3 を、該ＡｓＨ3 が該ＧａＡ
ｓ基板上に到達する前に、放電ガス、例えばＡｒのマイ
クロ波放電より生成したプラズマ中に導入すれば、Ａｓ
Ｈ3 が解離しＡｓが生成するため、ランプアニールなど
の数秒間の熱処理でも、該ＧａＡｓ基板の表面には充分
なＡｓ圧が印加される。 あるいは、ＩｎＰ基板のキャ
ップレスアニールを行う場合、熱処理室に導入するＰ化
合物ガス、例えばＰＨ3 を、該ＰＨ3 が該ＩｎＰ基板上
に到達する前に、放電ガス、例えばＡｒのマイクロ波放
電より生成したプラズマ中に導入すれば、ＰＨ3 が解離
しＰが生成するため、ランプアニールなどの数秒間の熱
処理でも、該ＩｎＰ基板の表面には充分なＰ圧が印加さ
れる。Therefore, for example, when performing capless annealing of a GaAs substrate, As introduced into the heat treatment chamber is used.
Compound gas, such as AsH 3, the AsH 3 is the GaA
s If the gas is introduced into the plasma generated by microwave discharge of Ar before reaching the substrate, As
Since H 3 is dissociated to generate As, sufficient As pressure is applied to the surface of the GaAs substrate even by heat treatment such as lamp annealing for several seconds. Alternatively, when capless annealing of the InP substrate is performed, a P compound gas, for example, PH 3 introduced into the heat treatment chamber is discharged from the microwave gas of a discharge gas, for example, Ar before the PH 3 reaches the InP substrate. When introduced into the generated plasma, PH 3 is dissociated and P is generated, so that sufficient P pressure is applied to the surface of the InP substrate even by heat treatment such as lamp annealing for several seconds.
【００２４】ＡｓＨ3 あるいはＰＨ3 の導入を熱処理時
のみに限定すれば、ランプアニールなどの数秒間の熱処
理の場合、熱処理時を除いてはＡｓ圧、あるいは、Ｐ圧
が印加されないため、熱処理装置の熱処理室内を汚染す
ることはない。If the introduction of AsH 3 or PH 3 is limited only during the heat treatment, in the case of heat treatment for several seconds such as lamp annealing, the As pressure or P pressure is not applied except during the heat treatment. It does not pollute the heat treatment chamber.
【００２５】[0025]
【実施例】図１は、実施例１の化合物半導体の熱処理方
法を説明するための熱処理装置の断面図である。図１を
用いて、本発明の第１の実施例のランプアニールによる
半導体基板の熱処理装置の構成およびその熱処理方法に
ついて説明する。EXAMPLE FIG. 1 is a sectional view of a heat treatment apparatus for explaining a heat treatment method for a compound semiconductor of Example 1. As shown in FIG. A configuration of a heat treatment apparatus for a semiconductor substrate by lamp annealing according to a first embodiment of the present invention and a heat treatment method thereof will be described with reference to FIG.
【００２６】ここで、図１中、１は熱処理室、１１はＧ
ａＡｓ基板、１２は2 8 Ｓｉ+ がイオン注入されたＧａ
Ａｓ基板表面、１３はＳｉサセプタ、１４は石英板、１
５はハロゲンランプ、１６は低圧水銀ランプ、１７はガ
ス導入口、１８はＡｓＨ3 ガスの流れを示しており、１
９はＡｓＨ3 が光分解されて生じたＡｓの流れを示して
おり、２０はＡｓＨ3 が光分解されて生じたＡｓ以外の
解離成分の流れを示している。In FIG. 1, 1 is a heat treatment chamber and 11 is G.
aAs substrate, 12 is 2 8 Si + ion implanted Ga
As substrate surface, 13 Si susceptor, 14 quartz plate, 1
5 is a halogen lamp, 16 is a low pressure mercury lamp, 17 is a gas inlet, and 18 is a flow of AsH 3 gas.
9 shows the flow of As produced by photolysis of AsH 3 , and 20 shows the flow of dissociated components other than As produced by photolysis of AsH 3 .
【００２７】ＧａＡｓ基板１１には2 8 Ｓｉ+ をイオン
注入する。本実施例では５０ｋｅＶ、４×１０1 2 ｃｍ
- 2 のイオン注入を行った。次に、熱処理室１内のＳｉ
サセプタ１３の上で、2 8 Ｓｉ+ をイオン注入した表面
１２を上向きにして、ハロゲンランプ１５の下部にＧａ
Ａｓ基板１１を置き、ランプアニールを行う。熱処理の
際には、熱処理室１内上部のハロゲンランプ１５からの
赤外光が、石英板１４を介して2 8 Ｓｉ+ をイオン注入
した表面１２に照射される。 2 8 Si + is ion-implanted into the GaAs substrate 11. In this embodiment 50keV, 4 × 10 1 2 cm
- was carried out for 2 of the ion implantation. Next, Si in the heat treatment chamber 1
On the susceptor 13, and the 2 8 Si + upward surface 12 by ion implantation, Ga in the lower part of the halogen lamp 15
The As substrate 11 is placed and lamp annealing is performed. During heat treatment, the infrared light from the halogen lamp 15 of the upper in the heat treatment chamber 1 is irradiated with 2 8 Si + through the quartz plate 14 on the surface 12 by ion implantation.
【００２８】また、熱処理室内には内圧が２．０Ｔｏｒ
ｒになるようにＡｓＨ3 ガス１８が導入されており、熱
処理の際には、ＡｓＨ3 ガス１８がＧａＡｓ基板１１上
に到達する前に、ハロゲンランプ１５よりもＡｓＨ3 ガ
ス導入口１７側に設けられた低圧水銀ランプ１６からの
紫外光により、Ａｓ１９とＡｓ以外の解離成分２０に分
解するため、ＧａＡｓ基板１１にはＡｓ圧が印加され
る。ランプアニールの条件は、本実施例では加熱速度１
０°Ｃ／ｓｅｃ、アニール温度８５０°Ｃ、アニール時
間１０ｓｅｃとした。The internal pressure in the heat treatment chamber is 2.0 Tor.
The AsH 3 gas 18 is introduced so as to be r. During heat treatment, the AsH 3 gas 18 is provided closer to the AsH 3 gas inlet 17 side than the halogen lamp 15 before reaching the GaAs substrate 11. The As light is decomposed into As 19 and the dissociation component 20 other than As by the ultraviolet light from the low-pressure mercury lamp 16 thus generated, so the As pressure is applied to the GaAs substrate 11. The lamp annealing condition is a heating rate of 1 in this embodiment.
The annealing temperature was 0 ° C./sec, the annealing temperature was 850 ° C., and the annealing time was 10 sec.
【００２９】このようにして熱処理されたＧａＡｓ基板
１１の表面を光学顕微鏡を用いて観察したところ、従来
の方法でキャップレスアニールしたＧａＡｓ基板に比べ
て、表面に現れるピットの数が減少していた。すなわ
ち、Ａｓの外部拡散が抑制された。また、ＧａＡｓのシ
ート抵抗は従来法のそれよりも低下し、かつ基板面内で
の均一性も向上した。Observation of the surface of the GaAs substrate 11 thus heat-treated using an optical microscope revealed that the number of pits appearing on the surface was smaller than that of the GaAs substrate capless annealed by the conventional method. .. That is, the out diffusion of As was suppressed. Further, the sheet resistance of GaAs is lower than that of the conventional method, and the uniformity within the substrate surface is improved.
【００３０】図２は、実施例２の化合物半導体の熱処理
方法を説明するための熱処理装置の断面図である。図２
を用いて、本発明の第２の実施例のランプアニールによ
る半導体基板の熱処理方法およびその熱処理装置の構成
について説明する。FIG. 2 is a sectional view of a heat treatment apparatus for explaining the heat treatment method for the compound semiconductor of the second embodiment. Figure 2
A structure of a heat treatment method for a semiconductor substrate by lamp annealing and a heat treatment apparatus therefor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【００３１】ここで、図２中、２は熱処理室、２１はＧ
ａＡｓ基板、２２は2 8 Ｓｉ+ がイオン注入されたＧａ
Ａｓ基板表面、２３は石英サセプタ、２０１は金薄膜、
２４と２４ａは石英板、２５はハロゲンランプ、２６は
低圧水銀ランプ、２７はガス導入口、２８はＡｓＨ3 ガ
スの流れを示しており、２９はＡｓＨ3 が光分解されて
生じたＡｓの流れを示しており、３０はＡｓＨ3 が光分
解されて生じたＡｓ以外の解離成分の流れを示してい
る。Here, in FIG. 2, 2 is a heat treatment chamber, and 21 is G.
aAs substrate, 22 2 8 Si + is ion-implanted Ga
As substrate surface, 23 is a quartz susceptor, 201 is a gold thin film,
24 and 24a are quartz plates, 25 is a halogen lamp, 26 is a low-pressure mercury lamp, 27 is a gas inlet, 28 is a flow of AsH 3 gas, and 29 is a flow of As produced by photolysis of AsH 3. And 30 shows the flow of dissociation components other than As generated by photolysis of AsH 3 .
【００３２】ＧａＡｓ基板２１に2 8 Ｓｉ+ をイオン注
入する。本実施例のイオン注入条件は実施例１と同じと
する。次に、熱処理室２内部に設置された仕切り板とし
ても作用する石英サセプタ２３の上に、2 8 Ｓｉ+ をイ
オン注入した表面２２を上向きにしてＧａＡｓ基板２１
を置き、ランプアニールを行う。熱処理の際には、熱処
理室２内下部のハロゲンランプ２５からの赤外光が、石
英板２４ａを介して2 8 Ｓｉ+ をイオン注入した表面２
２に照射される。また、石英サセプタ２３で分離された
熱処理室２内の上部には、内圧が２．０Ｔｏｒｒになる
ようにＡｓＨ3ガス２８が導入されており、石英サセプ
タ２３と低圧水銀ランプ２６間の空間領域に導入された
ＡｓＨ3 ガス２８が、低圧水銀ランプ２６からの紫外光
によりＡｓ２９とＡｓ以外の解離成分３０に分解するた
め、熱処理の際にはＧａＡｓ基板２１にはＡｓ圧が印加
される。 2 8 Si + is ion-implanted into the GaAs substrate 21. The ion implantation conditions of this embodiment are the same as those of the first embodiment. Next, heat treatment chamber 2 on the quartz susceptor 23 also act as a partition plate installed inside, 2 8 Si + a GaAs substrate 21 in the upward surface 22 of the ion-implantation
And perform lamp annealing. During heat treatment, the infrared light from the halogen lamp 25 of the lower in the heat treatment chamber 2, the surface 2 which has been ion-implanted 2 8 Si + through the quartz plate 24a
2 is irradiated. Further, AsH 3 gas 28 is introduced into the upper portion of the heat treatment chamber 2 separated by the quartz susceptor 23 so that the internal pressure becomes 2.0 Torr, and the AsH 3 gas 28 is introduced into the space region between the quartz susceptor 23 and the low pressure mercury lamp 26. The introduced AsH 3 gas 28 is decomposed into As 29 and a dissociation component 30 other than As by the ultraviolet light from the low-pressure mercury lamp 26, so the As pressure is applied to the GaAs substrate 21 during the heat treatment.
【００３３】ここで、石英サセプタ２３には、その低圧
水銀ランプ２６側のＧａＡｓ基板が配置される部分を除
いて、金の膜２０１が１μｍ蒸着してあるため、低圧水
銀ランプ２６からの紫外光は金の膜を透過できず、石英
サセプタ２３とハロゲンランプ２５の間に紫外光は到達
しない。そのため、石英サセプタ２３とハロゲンランプ
２５との間の熱処理室２内の下部に導入されたＡｓＨ3
ガス２８は分解せず、ハロゲンランプ側の石英板２４ａ
と石英サセプタ２３はＡｓにさらされない。ランプアニ
ールの条件は、実施例１と同じとした。Here, since the gold film 201 is vapor-deposited by 1 μm on the quartz susceptor 23 except for the portion where the GaAs substrate on the low-pressure mercury lamp 26 side is arranged, the ultraviolet light from the low-pressure mercury lamp 26 is emitted. Cannot pass through the gold film, and ultraviolet light does not reach between the quartz susceptor 23 and the halogen lamp 25. Therefore, the AsH 3 gas introduced into the lower part of the heat treatment chamber 2 between the quartz susceptor 23 and the halogen lamp 25 is used.
The gas 28 does not decompose and the quartz plate 24a on the halogen lamp side
The quartz susceptor 23 is not exposed to As. The conditions for lamp annealing were the same as in Example 1.
【００３４】このようにして熱処理されたＧａＡｓ基板
２１の表面を光学顕微鏡を用いて観察したところ、従来
の方法でキャップレスアニールしたＧａＡｓ基板に比べ
て、表面に現れるピットの数が減少していた。すなわ
ち、Ａｓの外部拡散が抑制された。また、ＧａＡｓのシ
ート抵抗は従来法のそれよりも低下し、かつ基板面内で
の均一性も向上した。Observation of the surface of the GaAs substrate 21 thus heat-treated using an optical microscope revealed that the number of pits appearing on the surface was smaller than that of the GaAs substrate capless annealed by the conventional method. .. That is, the out diffusion of As was suppressed. Further, the sheet resistance of GaAs is lower than that of the conventional method, and the uniformity within the substrate surface is improved.
【００３５】実施例１の熱処理方法およびその装置によ
れば、短時間とはいえ、石英板が蒸気圧の高い構成元
素、例えばＡｓにさらされるため、長時間使用した石英
板１４には蒸気圧の高い構成元素が付着する。その結
果、基板面内における不純物濃度プロファイルにおい
て、長期的に見れば再現性、均一性が低下してゆく問題
点がある。According to the heat treatment method and the apparatus therefor of Example 1, although the quartz plate is exposed to a constituent element having a high vapor pressure, such as As, for a short time, the quartz plate 14 used for a long time has a vapor pressure. High constituent elements adhere. As a result, there is a problem that the reproducibility and the uniformity of the impurity concentration profile in the surface of the substrate deteriorate in the long term.
【００３６】しかし、実施例２の熱処理方法およびその
装置によれば、特に、ハロゲンランプ側の石英板２４ａ
の汚染の度合いが、従来法や実施例１による場合に比べ
て小さくなり、長期的に見ても基板面内での不純物濃度
プロファイルの再現性、均一性が得られる利点がある。However, according to the heat treatment method and the apparatus therefor of the second embodiment, in particular, the quartz plate 24a on the halogen lamp side.
The degree of contamination is smaller than in the case of the conventional method or the first embodiment, and there is an advantage that the reproducibility and uniformity of the impurity concentration profile within the substrate surface can be obtained even in the long term.
【００３７】上記実施例では紫外光源として、低圧水銀
ランプを用いたが、その他の紫外光源として、例えばＡ
ｒＦエキシマレーザー、 重水素ランプなどを用いてもよ
い図３は、実施例３の化合物半導体の熱処理方法を説明
するための熱処理装置の断面図である。図３を用いて、
本発明の第３の実施例のランプアニールによる半導体基
板の熱処理方法およびその熱処理装置の構成について説
明する。Although a low-pressure mercury lamp was used as the ultraviolet light source in the above embodiment, other ultraviolet light sources such as A
An rF excimer laser, a deuterium lamp or the like may be used. FIG. 3 is a sectional view of a heat treatment apparatus for explaining a heat treatment method for the compound semiconductor of the third embodiment. Using FIG.
A structure of a heat treatment method for a semiconductor substrate by lamp annealing and a heat treatment apparatus therefor according to a third embodiment of the present invention will be described.
【００３８】ここで、図３中、３は熱処理室、３１はＧ
ａＡｓ基板、３２は2 8 Ｓｉ+ がイオン注入されたＧａ
Ａｓ基板表面、３３はＳｉサセプタ、３４は石英板、３
５はハロゲンランプ、３０１はマイクロ波導波管、３０
２はマイクロ波電源、３０３は内側管、３０４は外側放
電管、３８はＡｓＨ3 ガスの流れを示しており、３９は
マイクロ波プラズマによりＡｓＨ3 が解離して生じたＡ
ｓの流れを示しており、４０はマイクロ波プラズマによ
りＡｓＨ3 が解離して生じたＡｓ以外の解離成分の流れ
を示しており、３０５はＡｒガスの流れを示している。Here, in FIG. 3, 3 is a heat treatment chamber, and 31 is G.
aAs substrate, 32 2 8 Si + is ion-implanted Ga
As substrate surface, 33 is a Si susceptor, 34 is a quartz plate, 3
5 is a halogen lamp, 301 is a microwave waveguide, 30
Reference numeral 2 is a microwave power source, 303 is an inner tube, 304 is an outer discharge tube, 38 is a flow of AsH 3 gas, and 39 is A generated by dissociation of AsH 3 by microwave plasma.
s is a flow of s, 40 is a flow of dissociated components other than As generated by the dissociation of AsH 3 by microwave plasma, and 305 is a flow of Ar gas.
【００３９】外側放電管３０４に導入されたＡｒガス３
０５には、マイクロ波導波管３０１によりマイクロ波電
力８０Ｗでマイクロ波が印加されるため、外側放電管３
０４内にプラズマが生成する。また、内側管３０３に導
入されたＡｓＨ3 ガス３９は、内側管３０３の熱処理室
側開口部でＡｒプラズマに混入し、Ａｓ３９とＡｓ以外
の解離成分４０に分解されて熱処理室に導入される。Ａ
ｒガス３０５及びＡｓＨ3 ガス３８は、外側放電管３０
４及び内側管３０３内圧が５×１０- 4 Ｔｏｒｒになる
ように導入した。Ar gas 3 introduced into the outer discharge tube 304
Since microwaves are applied at a microwave power of 80 W to the outer waveguide tube 05,
Plasma is generated in 04. Further, the AsH 3 gas 39 introduced into the inner tube 303 is mixed with Ar plasma at the opening portion of the inner tube 303 on the heat treatment chamber side, decomposed into As39 and a dissociation component 40 other than As, and introduced into the heat treatment chamber. A
The r gas 305 and the AsH 3 gas 38 are supplied to the outer discharge tube 30.
4 and the inner pipe 303 pressure is 5 × 10 - was introduced so that the 4 Torr.
【００４０】ＧａＡｓ基板３１には2 8 Ｓｉ+ をイオン
注入する。本実施例のイオン注入条件は実施例１と同じ
とする。次に、熱処理室３内のサセプタ３３の上に2 8
Ｓｉ+ をイオン注入した表面３２を上向きにして、Ｇａ
Ａｓ基板３１を置き、ハロゲンランプ３５からの赤外光
が石英板３４を介して、2 8 Ｓｉ+ をイオン注入した表
面３２に照射されることにより、熱処理を行う。また、
熱処理室内にはマイクロ波プラズマにより解離したＡｓ
３９が導入されており、熱処理の際には、ＧａＡｓ基板
３１にＡｓ圧が印加される。ランプアニールの条件は、
実施例１と同じとした。 2 8 Si + is ion-implanted into the GaAs substrate 31. The ion implantation conditions of this embodiment are the same as those of the first embodiment. Next, 2 on the susceptor 33 in the heat treatment chamber 3 8
With the surface 32 into which Si + is ion-implanted facing upward, Ga
Place As substrate 31, the infrared light from the halogen lamp 35 through the quartz plate 34, by the 2 8 Si + being applied to the surface 32 by ion implantation, a heat treatment is performed. Also,
As dissociated by microwave plasma in the heat treatment chamber
39 is introduced, and the As pressure is applied to the GaAs substrate 31 during the heat treatment. The conditions for lamp annealing are
Same as Example 1.
【００４１】このようにして熱処理されたＧａＡｓ基板
３１の基板表面を光学顕微鏡を用いて観察したところ、
従来の方法でキャップレスアニールしたＧａＡｓ基板に
比べ、表面に現れるピットの数が減少していた。すなわ
ち、Ａｓの外部拡散が抑制された。また、ＧａＡｓのシ
ート抵抗は、従来法のそれよりも低下し、かつ、基板面
内での均一性も向上した。When the substrate surface of the GaAs substrate 31 thus heat-treated is observed with an optical microscope,
The number of pits appearing on the surface was reduced as compared with the GaAs substrate capless annealed by the conventional method. That is, the out diffusion of As was suppressed. Further, the sheet resistance of GaAs is lower than that of the conventional method, and the in-plane uniformity is improved.
【００４２】上記３つの実施例では、Ａｓ圧を印加する
ためにＡｓＨ3 ガスを用いたが、他のＡｓ化合物、例え
ばＡｓ2 、ＡｓＦ3 、ＡｓＣｌ3 、Ａｓ（ＣＨ3 ）3 、
Ａｓ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 、Ａｓ（Ｃ6 Ｈ5 ）3 などを用いて
もよい。In the above three examples, AsH 3 gas was used to apply As pressure, but other As compounds such as As 2 , AsF 3 , AsCl 3 , As (CH 3 ) 3 ,
As (C 2 H 5 ) 3 or As (C 6 H 5 ) 3 may be used.
【００４３】更に、上記実施例では化合物半導体基板と
して、ＧａＡｓ基板を用いたが、その他の化合物半導体
基板、例えばＩｎＰなどにも本発明は有効である。ただ
し、ＩｎＰ基板の場合にはＰＨ3 、Ｐ2 、Ｐ4 、ＰＦ
3 、Ｐ（ＣＨ3 ）3 、Ｐ（Ｃ2Ｈ5 ）3 、Ｐ（Ｃ6 Ｈ
5 ）3 などＰ化合物ガスを用いる必要がある。すなわ
ち、III−Ｖ族化合物半導体基板を熱処理するときに
は、Ｖ族元素の化合物ガスを用いる必要がある。Further, although the GaAs substrate is used as the compound semiconductor substrate in the above embodiment, the present invention is also effective for other compound semiconductor substrates such as InP. However, in the case of InP substrate, PH 3 , P 2 , P 4 , PF
3 , P (CH 3 ) 3 , P (C 2 H 5 ) 3 , P (C 6 H
5 ) It is necessary to use P compound gas such as 3 . That is, when heat-treating the III-V group compound semiconductor substrate, it is necessary to use a compound gas of a V group element.
【００４４】更に、上記実施例では、ＧａＡｓ基板に2
8 Ｓｉ+ をイオン注入した場合について説明している
が、本発明は2 8 Ｓｉ+ イオンを活性化させる場合に限
定されることはなく、Ｂ+ 、Ｚｎ+ 、Ｍｇ+ 、Ｃ+ イオ
ンなどの不純物原子を活性化する場合にも有効である。Further, in the above embodiment, the GaAs substrate is 2
8 Si + a have described the case where the ion implantation, the present invention is not limited by that when activating the 2 8 Si + ions, B +, Zn +, Mg +, such as C + ions It is also effective when activating impurity atoms.
【００４５】[0045]
【発明の効果】本発明の化合物半導体の熱処理方法およ
び熱処理装置を用いれば、化合物半導体基板のキャップ
レスアニール中に、十分なＶ族元素圧を印加することが
でき、熱処理後の活性層の電気的特性及びその均一性を
改善することができる。したがって、保護膜を用いず
に、簡単に、良好な活性層を得ることができる。EFFECTS OF THE INVENTION By using the heat treatment method and heat treatment apparatus for a compound semiconductor of the present invention, a sufficient pressure of the group V element can be applied during the capless annealing of the compound semiconductor substrate, and the electrical conductivity of the active layer after the heat treatment can be improved. And the homogeneity thereof can be improved. Therefore, a good active layer can be easily obtained without using a protective film.
【００４６】さらには、活性層の電気的特性および均一
性が長期にわたり再現性よく得られる。Furthermore, the electrical characteristics and uniformity of the active layer can be obtained with good reproducibility over a long period of time.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】実施例１の化合物半導体の熱処理方法を説明す
るための熱処理装置の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a heat treatment apparatus for explaining a heat treatment method for a compound semiconductor of Example 1.
【図２】実施例２の化合物半導体の熱処理方法を説明す
るための熱処理装置の断面図である。2 is a cross-sectional view of a heat treatment apparatus for explaining a heat treatment method for a compound semiconductor of Example 2. FIG.
【図３】実施例３の化合物半導体の熱処理方法を説明す
るための熱処理装置の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a heat treatment apparatus for explaining a heat treatment method for a compound semiconductor of Example 3.
【図４】従来法による化合物半導体の熱処理方法を説明
するための熱処理装置の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a heat treatment apparatus for explaining a heat treatment method for a compound semiconductor according to a conventional method.
１、２、３、４ 熱処理室 １１、２１、３１、４１ ＧａＡｓ基板 １２、２２、３２、４２ 2 8 Ｓｉ+ がイオン注入され
たＧａＡｓ基板表面 １３、３３、４３ サセプタ １４、２４、２４ａ、３４、４４ 石英板 １５、２５、３５、４５ ハロゲンランプ １６、２６ 低圧水銀ランプ １７、２７、４７ ガス導入口 １８、２８、３８、４８ ＡｓＨ3 ガスの流れ １９、２９ ＡｓＨ3 が光分解されて生じたＡｓの流れ ２０、３０ ＡｓＨ3 が光分解されて生じたＡｓ以外の
解離成分の流れ ２３ 石英サセプタ ３９ マイクロ波プラズマによりＡｓＨ3 が解離して生
じたＡｓの流れ ４０ マイクロ波プラズマによりＡｓＨ3 が解離して生
じたＡｓ以外の解離成分の流れ ２０１ 金薄膜 ３０１ マイクロ波導波管 ３０２ マイクロ波電源 ３０３ 内側管 ３０４ 外側放電管 ３０５ Ａｒガスの流れ1,2,3,4 heat treatment chamber 11, 21, 31, 41 GaAs substrate 12, 22, 32, 42 2 8 Si + ion implanted GaAs substrate surface 13,33,43 susceptor 14,24,24a, 34 , 44 Quartz plates 15, 25, 35, 45 Halogen lamps 16, 26 Low-pressure mercury lamps 17, 27, 47 Gas inlets 18, 28, 38, 48 AsH 3 gas flow 19, 29 AsH 3 is produced by photolysis. As the flow 20, 30 AsH 3 is AsH 3 by the flow 40 microwave plasma of As is AsH 3 by photolysis are quartz susceptor 39 flow 23 of dissociation components other than As caused by microwave plasma generated by dissociating the Flow of dissociated components other than As generated by dissociation 201 Gold thin film 301 Microwave waveguide 302 Microwave power source 303 Inner tube 304 Outside Flow of the discharge tube 305 Ar gas
Claims (6)
処理する方法において、前記化合物半導体基板を構成す
る元素のうち、蒸気圧の高い元素の化合物ガスを紫外光
によって分解することにより得られる前記構成元素の圧
下で、前記基板を熱処理する工程を包含することを特徴
とする化合物半導体基板の熱処理方法。1. A method for heat-treating an ion-implanted compound semiconductor substrate, wherein among the elements constituting the compound semiconductor substrate, a constituent gas obtained by decomposing a compound gas of an element having a high vapor pressure by ultraviolet light. A method for heat treating a compound semiconductor substrate, comprising the step of heat treating the substrate under pressure.
成する元素のうち、蒸気圧の高い元素の化合物ガスの導
入される熱処理室と、紫外光源を前記ガスの上流側に、
赤外光源を下流側に配置した熱処理室と、該赤外光源下
にイオン注入された化合物半導体基板を配置するための
サセプタとを備えることを特徴とする化合物半導体基板
の熱処理装置。2. A heat treatment chamber into which a compound gas of an element having a high vapor pressure is introduced among the elements constituting the ion-implanted compound semiconductor substrate, and an ultraviolet light source is provided on the upstream side of the gas.
A heat treatment apparatus for a compound semiconductor substrate, comprising: a heat treatment chamber in which an infrared light source is arranged on the downstream side; and a susceptor for arranging an ion-implanted compound semiconductor substrate under the infrared light source.
成する元素のうち、蒸気圧の高い元素の化合物ガスが２
カ所から導入され、かつ紫外光源と赤外光源とが相対し
て配置され、かつ、前記紫外光源と前記赤外光源との間
に、紫外光を透過しない仕切り板を配置した熱処理室
と、仕切り板により分離された熱処理室内の、前記紫外
光源側に近い側に、イオン注入された化合物半導体基板
を配置することを特徴とする化合物半導体基板の熱処理
装置。3. Among the elements constituting the ion-implanted compound semiconductor substrate, the compound gas of the element having a high vapor pressure is 2
Introduced from a place, and an ultraviolet light source and an infrared light source are arranged to face each other, and between the ultraviolet light source and the infrared light source, a heat treatment chamber in which a partition plate that does not transmit ultraviolet light is arranged, and a partition A heat treatment apparatus for a compound semiconductor substrate, wherein an ion-implanted compound semiconductor substrate is arranged on a side close to the ultraviolet light source side in a heat treatment chamber separated by a plate.
ことを特徴とする請求項３記載の化合物半導体の熱処理
装置。4. The heat treatment apparatus for a compound semiconductor according to claim 3, wherein the partition plate is a quartz plate of gold vapor deposition.
処理する方法において、放電により生成されたプラズマ
を用いて、蒸気圧の高い元素の化合物ガスを解離するこ
とにより得られる前記構成元素の圧下で、熱処理するこ
とを特徴とする化合物半導体基板の熱処理方法。5. A method for heat-treating an ion-implanted compound semiconductor substrate, wherein plasma generated by electric discharge is used to dissociate a compound gas of an element having a high vapor pressure under the pressure of the constituent elements, A method for heat-treating a compound semiconductor substrate, which comprises heat-treating.
イオン注入された化合物半導体基板を構成する元素のう
ち、前記蒸気圧の高い元素の化合物ガスを生成されたプ
ラズマに混入する装置と、前記装置をガスの上流側に配
置し、かつ連結した熱処理室と、該熱処理室の赤外光源
下にイオン注入された化合物半導体基板を配置するため
のサセプタとを備えることを特徴とする化合物半導体基
板の熱処理装置。6. An apparatus for generating plasma by electric discharge,
Of the elements constituting the ion-implanted compound semiconductor substrate, an apparatus for mixing the compound gas of the element having a high vapor pressure into the generated plasma, and a heat treatment chamber in which the apparatus is arranged and connected upstream of the gas And a susceptor for disposing an ion-implanted compound semiconductor substrate under an infrared light source in the heat treatment chamber.
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| JP2001168103A (en) * | 1999-12-10 | 2001-06-22 | Nagoya Kogyo Univ | Semiconductor surface treatment method and semiconductor device to which the same treatment is operated |
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- 1992-07-02 JP JP17568992A patent/JP3157911B2/en not_active Expired - Fee Related
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