JP3480411B2 - Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体ウェハおよびその製造方法 - Google Patents
Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体ウェハおよびその製造方法Info
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体集積回路
装置などに用いられる周期律表のＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体ウェハに関し、より特定的には、ガリウム−砒素
（ＧａＡｓ）などの化合物半導体からなるウェハおよび
その製造方法に関するものである。
装置などに用いられる周期律表のＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体ウェハに関し、より特定的には、ガリウム−砒素
（ＧａＡｓ）などの化合物半導体からなるウェハおよび
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガリウム−砒素などのＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体ウェハは、ＦＥＴ（Field Effect Tra
nsistor）や半導体レーザを構成する素子の原料として
用いられている。ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハを製
造する際には、まず、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からな
るインゴットを作製する。次に、インゴットを輪切りに
して板状体とし、この板状体の表面にエッチング、ラッ
ピングなどの表面処理を行ないウェハを形成する。次
に、研磨液を用いてウェハの表面を研磨し、研磨液を水
洗する。その後にアルカリ洗浄を行なう。最後に、ウェ
ハの表面にエピタキシャル層を形成する。
族化合物半導体ウェハは、ＦＥＴ（Field Effect Tra
nsistor）や半導体レーザを構成する素子の原料として
用いられている。ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハを製
造する際には、まず、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からな
るインゴットを作製する。次に、インゴットを輪切りに
して板状体とし、この板状体の表面にエッチング、ラッ
ピングなどの表面処理を行ないウェハを形成する。次
に、研磨液を用いてウェハの表面を研磨し、研磨液を水
洗する。その後にアルカリ洗浄を行なう。最後に、ウェ
ハの表面にエピタキシャル層を形成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、ウェハ
の表面にはエピタキシャル層が形成されるため、ウェハ
の表面粗さが大きいと、ウェハの表面に形成されるエピ
タキシャル層に結晶欠陥が生じる。このようにエピタキ
シャル層に結晶欠陥が生じると、そのウェハから製造さ
れたＦＥＴなどは不良品となり、製品の歩留まりが低下
するという問題があった。そのため、歩留まり低下を防
止するために、ウェハの表面の表面粗さはできるだけ小
さいことが望ましい。
の表面にはエピタキシャル層が形成されるため、ウェハ
の表面粗さが大きいと、ウェハの表面に形成されるエピ
タキシャル層に結晶欠陥が生じる。このようにエピタキ
シャル層に結晶欠陥が生じると、そのウェハから製造さ
れたＦＥＴなどは不良品となり、製品の歩留まりが低下
するという問題があった。そのため、歩留まり低下を防
止するために、ウェハの表面の表面粗さはできるだけ小
さいことが望ましい。
【０００４】しかしながら、従来たとえばガリウム−砒
素化合物半導体ウェハでは、ウェハの表面に微細な砒素
が析出することにより表面にくもりが発生する場合があ
った。表面にくもりが発生しているウェハでは、通常表
面粗さが大きく、このウェハの表面にエピタキシャル層
を形成するとエピタキシャル層に結晶欠陥が生じ、ＦＥ
Ｔの歩留りが低下するという問題があった。
素化合物半導体ウェハでは、ウェハの表面に微細な砒素
が析出することにより表面にくもりが発生する場合があ
った。表面にくもりが発生しているウェハでは、通常表
面粗さが大きく、このウェハの表面にエピタキシャル層
を形成するとエピタキシャル層に結晶欠陥が生じ、ＦＥ
Ｔの歩留りが低下するという問題があった。
【０００５】上述のような砒素の析出を防止するための
技術として、たとえば特開平１１−２１９９２４号公報
には、暗所でウェハ表面を酸処理する方法が開示されて
いる。
技術として、たとえば特開平１１−２１９９２４号公報
には、暗所でウェハ表面を酸処理する方法が開示されて
いる。
【０００６】しかしながら、上記の方法においても、ウ
ェハ表面の砒素が析出するため、表面粗さを小さくする
ことは困難であった。
ェハ表面の砒素が析出するため、表面粗さを小さくする
ことは困難であった。
【０００７】そこで、この発明は、上述のような問題点
を解決するためになされたものであり、表面粗さが小さ
く、ＦＥＴなどに加工しても歩留まりの高いＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体ウェハとその製造方法を提供することを
目的とするものである。
を解決するためになされたものであり、表面粗さが小さ
く、ＦＥＴなどに加工しても歩留まりの高いＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体ウェハとその製造方法を提供することを
目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体ウェハの表面にＶ族の砒素等が析出す
るメカニズムについて研究を行なった。その結果、ウェ
ハの表面において、酸性物質の濃度が高い場合にＶ族元
素の析出が生じることが判明した。なお、本明細書中
「酸性物質」とは、塩素、フッ素、臭素、ヨウ素等のハ
ロゲン、窒素酸化物（ＮＯX）、硫黄酸化物（ＳＯX）、
塩化水素など、水と反応してまたは水に溶解して酸性を
示す物質をいう。
Ｖ族化合物半導体ウェハの表面にＶ族の砒素等が析出す
るメカニズムについて研究を行なった。その結果、ウェ
ハの表面において、酸性物質の濃度が高い場合にＶ族元
素の析出が生じることが判明した。なお、本明細書中
「酸性物質」とは、塩素、フッ素、臭素、ヨウ素等のハ
ロゲン、窒素酸化物（ＮＯX）、硫黄酸化物（ＳＯX）、
塩化水素など、水と反応してまたは水に溶解して酸性を
示す物質をいう。
【０００９】ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハを製造す
る工程では、塩酸、硝酸などの揮発しやすい酸性物質を
用いるほか、ガリウム−砒素化合物半導体ウェハの研磨
の際には、コロイダルシリカを含む研磨液を使用する。
この研磨液中には、酸性物質である塩素が大量に含まれ
ている。これらの酸性物質を用いる工程は、通常、クリ
ーンルームのうち排気装置がある部分で行われるが、排
気装置が酸性物質を排気しきれずに、酸性物質の一部が
クリーンルーム雰囲気に若干漏れ出す場合がある。
る工程では、塩酸、硝酸などの揮発しやすい酸性物質を
用いるほか、ガリウム−砒素化合物半導体ウェハの研磨
の際には、コロイダルシリカを含む研磨液を使用する。
この研磨液中には、酸性物質である塩素が大量に含まれ
ている。これらの酸性物質を用いる工程は、通常、クリ
ーンルームのうち排気装置がある部分で行われるが、排
気装置が酸性物質を排気しきれずに、酸性物質の一部が
クリーンルーム雰囲気に若干漏れ出す場合がある。
【００１０】ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハは研磨さ
れた後洗浄され、その後、表面検査がなされる。この表
面検査はクリーンルーム内で行なわれ、検査の間、少な
くとも１時間程度、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハは
クリーンルームの雰囲気にさらされる。このとき、上述
の研磨工程等から流れてきた微量の酸性物質が、ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体ウェハの表面に吸着される。その酸
性物質とＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハを構成するＶ
族元素が反応を起こし、Ｖ族元素が析出する。したがっ
て、Ｖ族元素の析出を防止するためには、ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体ウェハの表面において、酸性物質の濃度を
低下させることが有効である。
れた後洗浄され、その後、表面検査がなされる。この表
面検査はクリーンルーム内で行なわれ、検査の間、少な
くとも１時間程度、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハは
クリーンルームの雰囲気にさらされる。このとき、上述
の研磨工程等から流れてきた微量の酸性物質が、ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体ウェハの表面に吸着される。その酸
性物質とＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハを構成するＶ
族元素が反応を起こし、Ｖ族元素が析出する。したがっ
て、Ｖ族元素の析出を防止するためには、ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体ウェハの表面において、酸性物質の濃度を
低下させることが有効である。
【００１１】このような知見によりなされた、この発明
に従ったＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハは、研磨およ
び洗浄後の表面において、１ｃｍ2当りの酸性物質の原
子の個数が５×１０12以下であることを特徴とするもの
である。なお、酸性物質の原子の個数とは、たとえば、
フッ素、塩素、臭素およびヨウ素等のハロゲンのように
単体で存在する場合には、ハロゲン原子の個数をいい、
窒素酸化物（ＮＯX）、硫黄酸化物（ＳＯX）等の化合物
の形で存在する場合には、その化合物の分子の個数をい
うものとする。
に従ったＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハは、研磨およ
び洗浄後の表面において、１ｃｍ2当りの酸性物質の原
子の個数が５×１０12以下であることを特徴とするもの
である。なお、酸性物質の原子の個数とは、たとえば、
フッ素、塩素、臭素およびヨウ素等のハロゲンのように
単体で存在する場合には、ハロゲン原子の個数をいい、
窒素酸化物（ＮＯX）、硫黄酸化物（ＳＯX）等の化合物
の形で存在する場合には、その化合物の分子の個数をい
うものとする。
【００１２】このように構成されたＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体ウェハにおいては、表面で酸性物質の原子の個数
が少なく保たれているため、Ｖ族元素が析出するのを防
止することができる。その結果、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体ウェハの表面粗さを小さく保つことができ、このウ
エハをＦＥＴなどに加工した場合にも、歩留まりの低下
などの問題が生じることがない。
半導体ウェハにおいては、表面で酸性物質の原子の個数
が少なく保たれているため、Ｖ族元素が析出するのを防
止することができる。その結果、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体ウェハの表面粗さを小さく保つことができ、このウ
エハをＦＥＴなどに加工した場合にも、歩留まりの低下
などの問題が生じることがない。
【００１３】また、好ましくは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体ウェハは、ガリウム−砒素化合物により構成される
ことを特徴とする。この場合、特に、砒素の析出を防止
することができる。
導体ウェハは、ガリウム−砒素化合物により構成される
ことを特徴とする。この場合、特に、砒素の析出を防止
することができる。
【００１４】この発明に従ったＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体ウェハの製造方法は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェ
ハの製造工程において、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェ
ハの研磨および洗浄後の表面で、１ｃｍ2当りの酸性物
質の原子の個数を５×１０12以下に保つことを特徴とす
るものである。
体ウェハの製造方法は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェ
ハの製造工程において、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェ
ハの研磨および洗浄後の表面で、１ｃｍ2当りの酸性物
質の原子の個数を５×１０12以下に保つことを特徴とす
るものである。
【００１５】このような製造方法に従えば、ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体ウェハの表面で酸性物質の原子の個数が
少なく保たれるため、表面でのＶ族元素の析出を防止す
ることができる。その結果、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
ウェハの表面粗さを小さくでき、このウェハをＦＥＴな
どに加工した場合にも、歩留まりの低下などの問題が生
じることがない。
族化合物半導体ウェハの表面で酸性物質の原子の個数が
少なく保たれるため、表面でのＶ族元素の析出を防止す
ることができる。その結果、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
ウェハの表面粗さを小さくでき、このウェハをＦＥＴな
どに加工した場合にも、歩留まりの低下などの問題が生
じることがない。
【００１６】また、好ましくは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体ウェハは、ガリウム−砒素化合物により構成される
ことを特徴とする。この場合、砒素の析出を防止するこ
とができる。
導体ウェハは、ガリウム−砒素化合物により構成される
ことを特徴とする。この場合、砒素の析出を防止するこ
とができる。
【００１７】また好ましくは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体ウェハの製造工程は、酸性物質の濃度が０．０２ｐｐ
ｍ以下の雰囲気で行なわれることを特徴とする。なお、
本明細書中「ｐｐｍ」とは質量百万分率をいう。この場
合、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハの製造が行なわれ
る雰囲気の酸性物質の濃度を制御することにより、ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体ウェハの表面における酸性物質の
濃度を制御することができる。
体ウェハの製造工程は、酸性物質の濃度が０．０２ｐｐ
ｍ以下の雰囲気で行なわれることを特徴とする。なお、
本明細書中「ｐｐｍ」とは質量百万分率をいう。この場
合、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハの製造が行なわれ
る雰囲気の酸性物質の濃度を制御することにより、ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体ウェハの表面における酸性物質の
濃度を制御することができる。
【００１８】また好ましくは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体ウェハの製造工程は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェ
ハの表面を研磨する工程と、研磨後のＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体ウェハを洗浄する工程とを含む。研磨工程およ
び洗浄工程が行なわれる雰囲気に酸性物質を除去する吸
着剤を設けることを特徴とする。この場合、酸性物質が
吸着剤により除去されるため、確実に酸性物質を減少さ
せることができる。
体ウェハの製造工程は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェ
ハの表面を研磨する工程と、研磨後のＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体ウェハを洗浄する工程とを含む。研磨工程およ
び洗浄工程が行なわれる雰囲気に酸性物質を除去する吸
着剤を設けることを特徴とする。この場合、酸性物質が
吸着剤により除去されるため、確実に酸性物質を減少さ
せることができる。
【００１９】また好ましくは、酸性物質が塩素であり、
吸着剤が活性炭であることを特徴とする。この場合、塩
素が活性炭によく吸着するため、さらに効果的に酸性物
質を除去することができる。
吸着剤が活性炭であることを特徴とする。この場合、塩
素が活性炭によく吸着するため、さらに効果的に酸性物
質を除去することができる。
【００２０】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
【００２１】（実施例１）実施例１では、ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体ウェハを製造する工程において、クリーン
ルーム内の酸性物質、特に、塩素原子の濃度を０．０２
ｐｐｍに保つことができるように、クリーンルームの空
調機の循環系統に酸性物質である塩素を吸着する活性炭
を取付けた。通常、クリーンルームでは、塩素を発生さ
せる研磨液、王水、塩酸等の酸性物質を使用しており、
それらから揮発した酸性物質の大部分は、排気装置によ
り排気されるが、排気装置により排気しきれない酸性物
質を循環系統に取付けた活性炭に吸着させる。これによ
り、クリーンルーム雰囲気に酸性物質が揮発しても、活
性炭をそれらを十分に吸着できるようにした。
化合物半導体ウェハを製造する工程において、クリーン
ルーム内の酸性物質、特に、塩素原子の濃度を０．０２
ｐｐｍに保つことができるように、クリーンルームの空
調機の循環系統に酸性物質である塩素を吸着する活性炭
を取付けた。通常、クリーンルームでは、塩素を発生さ
せる研磨液、王水、塩酸等の酸性物質を使用しており、
それらから揮発した酸性物質の大部分は、排気装置によ
り排気されるが、排気装置により排気しきれない酸性物
質を循環系統に取付けた活性炭に吸着させる。これによ
り、クリーンルーム雰囲気に酸性物質が揮発しても、活
性炭をそれらを十分に吸着できるようにした。
【００２２】このようなクリーンルーム内で、ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体ウェハとしてのガリウム−砒素化合物
半導体ウェハが製造される雰囲気の酸性物質（塩素原
子）の濃度を０．０１ｐｐｍに保った。この雰囲気で、
ガリウム−砒素化合物半導体ウェハの表面にエッチン
グ、ラッピング処理を行ない、その後ウェハの表面をフ
ジミインコーポレーテッド製ＩＮＳＥＣ研磨液で研磨し
た。さらに同じ雰囲気で研磨後のウエハを純水で洗浄
し、その後にアルカリ洗浄を行ない、サンプル１を形成
した。
Ｖ族化合物半導体ウェハとしてのガリウム−砒素化合物
半導体ウェハが製造される雰囲気の酸性物質（塩素原
子）の濃度を０．０１ｐｐｍに保った。この雰囲気で、
ガリウム−砒素化合物半導体ウェハの表面にエッチン
グ、ラッピング処理を行ない、その後ウェハの表面をフ
ジミインコーポレーテッド製ＩＮＳＥＣ研磨液で研磨し
た。さらに同じ雰囲気で研磨後のウエハを純水で洗浄
し、その後にアルカリ洗浄を行ない、サンプル１を形成
した。
【００２３】次に、循環系統の活性炭の量を減らし、Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハとしてのガリウム−砒素
化合物半導体ウェハが製造される雰囲気の酸性物質（塩
素原子）の濃度を０．０６ｐｐｍに保った。この雰囲気
で、ガリウム−砒素化合物半導体ウェハの表面にエッチ
ング、ラッピング処理を行ない、その後ウェハの表面を
サンプル１の製造の際に用いた研磨液と同じ研磨液で研
磨した。その後、ウェハの表面を純粋で洗浄した後アル
カリ洗浄を行ないサンプル２を形成した。
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハとしてのガリウム−砒素
化合物半導体ウェハが製造される雰囲気の酸性物質（塩
素原子）の濃度を０．０６ｐｐｍに保った。この雰囲気
で、ガリウム−砒素化合物半導体ウェハの表面にエッチ
ング、ラッピング処理を行ない、その後ウェハの表面を
サンプル１の製造の際に用いた研磨液と同じ研磨液で研
磨した。その後、ウェハの表面を純粋で洗浄した後アル
カリ洗浄を行ないサンプル２を形成した。
【００２４】サンプル１および２について、ＴＸＲＦ
（Total X-ray Reflection Fluorescence：全反射蛍
光Ｘ線分析装置）を用いてサンプル１および２の表面に
おいて、１ｃｍ2当りの酸性物質（塩素原子）の原子の
個数を調べた。
（Total X-ray Reflection Fluorescence：全反射蛍
光Ｘ線分析装置）を用いてサンプル１および２の表面に
おいて、１ｃｍ2当りの酸性物質（塩素原子）の原子の
個数を調べた。
【００２５】また、塩素原子の濃度が０．０１ｐｐｍの
雰囲気にサンプル１を１時間放置した。さらに、塩素原
子の濃度が０．０６ｐｐｍの雰囲気にサンプル２を１時
間放置した。これらの放置後のサンプル１および２につ
いて、ウェハ表面のくもりの有無を観察した。くもりの
検査には、Ｔｅｎｃｏｒ社製ＳＵＲＦＳＣＡＮ４５００
を使用した。この装置は、ガリウム−砒素化合物半導体
ウェハの表面をレーザ光でスキャンし、散乱する光を集
光する。その集められた光の強度などにより、ウェハの
表面に析出した粒子のサイズを測定し、粒子の大きさが
所定値以上であれば、くもりがありと判断するものであ
る。これらの結果を表１に示す。
雰囲気にサンプル１を１時間放置した。さらに、塩素原
子の濃度が０．０６ｐｐｍの雰囲気にサンプル２を１時
間放置した。これらの放置後のサンプル１および２につ
いて、ウェハ表面のくもりの有無を観察した。くもりの
検査には、Ｔｅｎｃｏｒ社製ＳＵＲＦＳＣＡＮ４５００
を使用した。この装置は、ガリウム−砒素化合物半導体
ウェハの表面をレーザ光でスキャンし、散乱する光を集
光する。その集められた光の強度などにより、ウェハの
表面に析出した粒子のサイズを測定し、粒子の大きさが
所定値以上であれば、くもりがありと判断するものであ
る。これらの結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】表１中、「くもりなし」とは、ウェハの表
面において、析出物が全く観察されなかったことを示
す。また、「くもりあり」とは、ウェハの表面におい
て、析出物が観察されたことを示す。
面において、析出物が全く観察されなかったことを示
す。また、「くもりあり」とは、ウェハの表面におい
て、析出物が観察されたことを示す。
【００２８】表１より、製造雰囲気の酸性物質の濃度が
低いサンプル１では、ウェハ表面において酸性物質の原
子の個数も少ない。そのため、放置後のウェハの表面に
くもりがなく、品質の高いガリウム−砒素化合物半導体
ウェハが得られたことがわかった。一方、サンプル２で
は、製造雰囲気の酸性物質の濃度が高いため、ウェハ表
面において酸性物質の原子の個数が多くなり、放置後の
ウェハの表面にくもりが生じた。そのため、ガリウム−
砒素化合物半導体ウェハの品質が低下したといえる。
低いサンプル１では、ウェハ表面において酸性物質の原
子の個数も少ない。そのため、放置後のウェハの表面に
くもりがなく、品質の高いガリウム−砒素化合物半導体
ウェハが得られたことがわかった。一方、サンプル２で
は、製造雰囲気の酸性物質の濃度が高いため、ウェハ表
面において酸性物質の原子の個数が多くなり、放置後の
ウェハの表面にくもりが生じた。そのため、ガリウム−
砒素化合物半導体ウェハの品質が低下したといえる。
【００２９】なお、上記工程に従って表面研磨および洗
浄されたウエハは、表面異物検査装置での異物検査、暗
室内での高輝度照明を用いた表面検査が行われる。その
後、フロロウエア製ウエハトレー等の樹脂製容器に収納
され、アルミラミネート内に不活性ガスとともに封入さ
れ、出荷される。
浄されたウエハは、表面異物検査装置での異物検査、暗
室内での高輝度照明を用いた表面検査が行われる。その
後、フロロウエア製ウエハトレー等の樹脂製容器に収納
され、アルミラミネート内に不活性ガスとともに封入さ
れ、出荷される。
【００３０】（実施例２）実施例２では、実施例１と同
様に、ガリウム−砒素化合物半導体ウェハを製造する工
程において、製造雰囲気の塩素原子の濃度をさまざまに
設定して、ウェハ表面（１ｃｍ2）での酸性物質（塩素
原子）の原子の個数が異なるガリウム−砒素化合物半導
体ウェハのサンプル１１〜１６を作製した。これらのサ
ンプルについて、それぞれのサンプルを製造した雰囲気
に１時間放置した後、ウェハ表面のくもりを検査した。
くもりの検査には、実施例１と同様のＴｅｎｃｏｒ社製
ＳＵＲＦＳＣＡＮ４５００を使用した。その結果を表２
に示す。
様に、ガリウム−砒素化合物半導体ウェハを製造する工
程において、製造雰囲気の塩素原子の濃度をさまざまに
設定して、ウェハ表面（１ｃｍ2）での酸性物質（塩素
原子）の原子の個数が異なるガリウム−砒素化合物半導
体ウェハのサンプル１１〜１６を作製した。これらのサ
ンプルについて、それぞれのサンプルを製造した雰囲気
に１時間放置した後、ウェハ表面のくもりを検査した。
くもりの検査には、実施例１と同様のＴｅｎｃｏｒ社製
ＳＵＲＦＳＣＡＮ４５００を使用した。その結果を表２
に示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】表２中、ウェハ表面のくもりの有無の欄に
おいて、「くもりなし」とは、ウェハの表面において、
析出物が全く観察されなかったことを示す。また、「く
もり少ない」とは、ウェハの表面のうち、１０％以下の
面積の部分で析出物が観察されたことを示す。「くもり
あり」とは、ウェハの表面で１０％を超え３０％以下の
面積で析出物が観察されたことを示す。「くもりひど
い」とは、ウェハの表面で３０％を超える面積で析出物
が観察されたことを示す。表２より、ウェハ表面におい
て酸性物質（塩素原子）の原子の個数が少なかったサン
プル１１および１２では、ウェハ表面にくもりがなく、
品質の高いガリウム−砒素化合物半導体ウェハを得られ
たことがわかる。また、サンプルＮｏ．１３および１４
では、サンプルＮｏ．１１および１２に比べてウェハ表
面において酸性物質の原子の個数が多くなったため、ウ
ェハの表面にくもりが生じた。サンプル１５および１６
では、ウェハ表面において酸性物質の原子の個数が特に
多かったので、ウェハの表面では多くのくもりの部分が
生じた。
おいて、「くもりなし」とは、ウェハの表面において、
析出物が全く観察されなかったことを示す。また、「く
もり少ない」とは、ウェハの表面のうち、１０％以下の
面積の部分で析出物が観察されたことを示す。「くもり
あり」とは、ウェハの表面で１０％を超え３０％以下の
面積で析出物が観察されたことを示す。「くもりひど
い」とは、ウェハの表面で３０％を超える面積で析出物
が観察されたことを示す。表２より、ウェハ表面におい
て酸性物質（塩素原子）の原子の個数が少なかったサン
プル１１および１２では、ウェハ表面にくもりがなく、
品質の高いガリウム−砒素化合物半導体ウェハを得られ
たことがわかる。また、サンプルＮｏ．１３および１４
では、サンプルＮｏ．１１および１２に比べてウェハ表
面において酸性物質の原子の個数が多くなったため、ウ
ェハの表面にくもりが生じた。サンプル１５および１６
では、ウェハ表面において酸性物質の原子の個数が特に
多かったので、ウェハの表面では多くのくもりの部分が
生じた。
【００３３】以上の結果より、ウェハ表面において、面
積１ｃｍ2あたりの酸性物質（塩素原子）の原子の個数
は５×１０12以下とするのが好ましいことがわかる。
積１ｃｍ2あたりの酸性物質（塩素原子）の原子の個数
は５×１０12以下とするのが好ましいことがわかる。
【００３４】また、サンプル１５について、表面の状態
を光学顕微鏡で観察した。その結果を図１に示す。
を光学顕微鏡で観察した。その結果を図１に示す。
【００３５】図１を参照して、ガリウム−砒素化合物半
導体ウェハ１は、表面にくもりがない清浄な領域２と、
くもりが生じた領域３とを有する。このガリウム−砒素
化合物半導体ウェハ１では、表面の半分近くの領域が、
くもりが生じた領域３となっている。なお、ガリウム−
砒素化合物半導体ウェハ１の直径は１００ｍｍである。
導体ウェハ１は、表面にくもりがない清浄な領域２と、
くもりが生じた領域３とを有する。このガリウム−砒素
化合物半導体ウェハ１では、表面の半分近くの領域が、
くもりが生じた領域３となっている。なお、ガリウム−
砒素化合物半導体ウェハ１の直径は１００ｍｍである。
【００３６】図２は、図１中の点線ＩＩで囲んだ部分を
拡大して示す図である。また、図３は、図１中の点線Ｉ
ＩＩで囲んだ部分を拡大して示す図である。図２および
図３を参照して、くもりが生じた領域３では、微少な砒
素の析出物４が観察された。析出物４は散点的に生じて
おり、その大きさは１０μｍ以下のものが多かった。
拡大して示す図である。また、図３は、図１中の点線Ｉ
ＩＩで囲んだ部分を拡大して示す図である。図２および
図３を参照して、くもりが生じた領域３では、微少な砒
素の析出物４が観察された。析出物４は散点的に生じて
おり、その大きさは１０μｍ以下のものが多かった。
【００３７】以上、この発明の実施例について説明した
が、ここで示した実施例はさまざまに変形することが可
能である。まず、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板とし
て、上述のガリウム−砒素化合物半導体ウェハだけでな
く、インジウム−リン化合物半導体ウェハやアルミニウ
ム−ガリウム−砒素化合物半導体ウェハを用いることも
できる。
が、ここで示した実施例はさまざまに変形することが可
能である。まず、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板とし
て、上述のガリウム−砒素化合物半導体ウェハだけでな
く、インジウム−リン化合物半導体ウェハやアルミニウ
ム−ガリウム−砒素化合物半導体ウェハを用いることも
できる。
【００３８】また、塩素原子の濃度が低い製造条件で
は、フッ素、臭素、ヨウ素などの他の酸性物質としての
ハロゲン原子や、窒素酸化物（ＮＯX）、硫黄酸化物
（ＳＯX）、塩化水素（ＨＣｌ）などの酸性物質の原子
の個数を、ウェハ表面において５×１０12以下に制御す
ることにより、本発明と同様の効果が得られる。
は、フッ素、臭素、ヨウ素などの他の酸性物質としての
ハロゲン原子や、窒素酸化物（ＮＯX）、硫黄酸化物
（ＳＯX）、塩化水素（ＨＣｌ）などの酸性物質の原子
の個数を、ウェハ表面において５×１０12以下に制御す
ることにより、本発明と同様の効果が得られる。
【００３９】今回開示された実施例はすべての点で例示
であって制限的なものではないと考えられるべきであ
る。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の
範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
であって制限的なものではないと考えられるべきであ
る。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の
範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【００４０】
【発明の効果】この発明に従えば、表面にくもりが生じ
ず、後の工程においてＦＥＴ等を製造しても歩留まりの
高いＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハを提供することが
できる。
ず、後の工程においてＦＥＴ等を製造しても歩留まりの
高いＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハを提供することが
できる。
【図１】 サンプル１５の表面状態を示す図である。
【図２】 図１中の点線ＩＩで囲んだ部分を拡大して示
す図である。
す図である。
【図３】 図１中の点線ＩＩＩで囲んだ部分を拡大して
示す図である。
示す図である。
１ ガリウム−砒素化合物半導体ウェハ、２ 清浄な領
域、３ くもりが生じた領域、４ 析出物。
域、３ くもりが生じた領域、４ 析出物。
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/304
C30B 29/42
H01L 21/02
Claims (7)
- 【請求項１】 研磨および洗浄後の表面において、１ｃ
ｍ2当りの酸性物質の原子の個数が５×１０12以下であ
ることを特徴とする、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェ
ハ。 - 【請求項２】 前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハ
は、ガリウム−砒素化合物により構成されることを特徴
とする、請求項１に記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウ
ェハ。 - 【請求項３】 ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハの製造
工程において、 前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハの研磨および洗浄
後の表面で、１ｃｍ2当りの酸性物質の原子の個数を５
×１０12以下に保つことを特徴とする、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体ウェハの製造方法。 - 【請求項４】 前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハ
は、ガリウム−砒素化合物により構成されることを特徴
とする、請求項３に記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウ
ェハの製造方法。 - 【請求項５】 前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハの
製造工程は、酸性物質の濃度が０．０２ｐｐｍ以下の雰
囲気で行なわれることを特徴とする、請求項３または４
に記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハの製造方法。 - 【請求項６】 前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハの
製造工程は、前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハの表
面を研磨する工程と、研磨後の前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体ウェハを洗浄する工程とを含み、前記研磨工程お
よび前記洗浄工程が行なわれる雰囲気に前記酸性物質を
除去する吸着剤を設けることを特徴とする、請求項５に
記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハの製造方法。 - 【請求項７】 前記酸性物質が塩素であり、前記吸着剤
が活性炭であることを特徴とする、請求項６に記載のＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェハの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000033777A JP3480411B2 (ja) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体ウェハおよびその製造方法 |
| US09/780,872 US20010023022A1 (en) | 2000-02-10 | 2001-02-08 | Group III-V compound semiconductor wafers and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000033777A JP3480411B2 (ja) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体ウェハおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001223191A JP2001223191A (ja) | 2001-08-17 |
| JP3480411B2 true JP3480411B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=18558209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000033777A Expired - Lifetime JP3480411B2 (ja) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体ウェハおよびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010023022A1 (ja) |
| JP (1) | JP3480411B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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| EP1739213B1 (de) * | 2005-07-01 | 2011-04-13 | Freiberger Compound Materials GmbH | Vorrichtung und Verfahren zum Tempern von III-V-Wafern sowie getemperte III-V-Halbleitereinkristallwafer |
| JP2009137776A (ja) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ＧａＡｓ半導体基板およびその製造方法、ならびにＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体デバイスおよびその製造方法 |
| JP4513927B1 (ja) | 2009-09-30 | 2010-07-28 | 住友電気工業株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物半導体基板、エピタキシャル基板及び半導体デバイス |
| JP5365454B2 (ja) * | 2009-09-30 | 2013-12-11 | 住友電気工業株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物半導体基板、エピタキシャル基板及び半導体デバイス |
| JP5648726B2 (ja) * | 2013-09-11 | 2015-01-07 | 住友電気工業株式会社 | ＧａＮ基板及びその製造方法、エピタキシャル基板、並びに、半導体デバイス |
-
2000
- 2000-02-10 JP JP2000033777A patent/JP3480411B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-02-08 US US09/780,872 patent/US20010023022A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001223191A (ja) | 2001-08-17 |
| US20010023022A1 (en) | 2001-09-20 |
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