JPH01253239A - AlGaAs表面研磨方法 - Google Patents
AlGaAs表面研磨方法Info
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- JPH01253239A JPH01253239A JP63080703A JP8070388A JPH01253239A JP H01253239 A JPH01253239 A JP H01253239A JP 63080703 A JP63080703 A JP 63080703A JP 8070388 A JP8070388 A JP 8070388A JP H01253239 A JPH01253239 A JP H01253239A
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- algaas
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- hypochlorous acid
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02002—Preparing wafers
- H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
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- H01L21/02024—Mirror polishing
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はGaAs基板上にエピタキシャル成長させたA
/GaAs層、またはAl1GaAs基板を平坦にし、
表面を鏡面にするAlGaAs表面研磨方法に関する。
/GaAs層、またはAl1GaAs基板を平坦にし、
表面を鏡面にするAlGaAs表面研磨方法に関する。
一般に、高輝度LED用チップとして使用されているA
lGaAs基板は多くの場合、工業的にはGaAs基板
上にエピタキシャル成長させた後、光吸収性のGaAs
基板を除去して得られている。
lGaAs基板は多くの場合、工業的にはGaAs基板
上にエピタキシャル成長させた後、光吸収性のGaAs
基板を除去して得られている。
この場合、GaAs基板の格子定数5.6533人に対
して、例えばA1゜、7Ga、0.Asの格子定数は5
.6588人であることから格子定数の違いによってそ
の表面には数多くのミスフィツト転移が発生する。
して、例えばA1゜、7Ga、0.Asの格子定数は5
.6588人であることから格子定数の違いによってそ
の表面には数多くのミスフィツト転移が発生する。
これらの内の幾つかはエピタキシャル成長時に界面付近
の結晶中にクラックを発生し、モザイク構造を呈して緩
和されるが、それ以外のものはエピタキシャル層中を成
長方向に向かって伝播していき表面にまで達する。
の結晶中にクラックを発生し、モザイク構造を呈して緩
和されるが、それ以外のものはエピタキシャル層中を成
長方向に向かって伝播していき表面にまで達する。
この結果GaAs基板除去後のAj!GaAs基板には
、GaAs基板除去前に生じていた熱膨張係数の違いに
よるソリは消失するものの、依然、結晶表面付近に格子
面のゆらぎが残存すると共に、エピタキシャル成長速度
がウェハ面内で分布を持つことから表面には凹凸が発生
している(LPE法では凹凸の大きさは〜10μm程度
)。
、GaAs基板除去前に生じていた熱膨張係数の違いに
よるソリは消失するものの、依然、結晶表面付近に格子
面のゆらぎが残存すると共に、エピタキシャル成長速度
がウェハ面内で分布を持つことから表面には凹凸が発生
している(LPE法では凹凸の大きさは〜10μm程度
)。
従来、Al1GaAsのポリ7シングは行われておらず
、表面を鏡面にしたり、平坦な面を形成する方法として
は、成長させたAlGaAsエピタキシャル層に関して
、ガス系ではC1,等、ウェット系ではリン酸系や硫酸
系等を用いて数μm程度エツチングのみ行う方法が用い
られてきた。
、表面を鏡面にしたり、平坦な面を形成する方法として
は、成長させたAlGaAsエピタキシャル層に関して
、ガス系ではC1,等、ウェット系ではリン酸系や硫酸
系等を用いて数μm程度エツチングのみ行う方法が用い
られてきた。
〔発明が解決すべき!!1!題〕
しかしながら、lO数μm程度もの凹凸がある大面積ウ
ェハの面内を均一でしかも平坦な鏡面にするのは、エツ
チングのみによる方法では困難であった。
ェハの面内を均一でしかも平坦な鏡面にするのは、エツ
チングのみによる方法では困難であった。
そのため、平坦な鏡面を得るためにはポリッシングを行
うことが考えられるが、このようなAlGaAs基板の
表面状態は通常のGaAsウェハにはほとんど見られな
いもので、ポリッシングを行うとしても特別な注意を必
要とするやポリッシングに使用する研磨液はAlGaA
sを一様に酸化させ、酸化膜形成後はそれ以上反応が進
行しない必要がある。
うことが考えられるが、このようなAlGaAs基板の
表面状態は通常のGaAsウェハにはほとんど見られな
いもので、ポリッシングを行うとしても特別な注意を必
要とするやポリッシングに使用する研磨液はAlGaA
sを一様に酸化させ、酸化膜形成後はそれ以上反応が進
行しない必要がある。
AlGaAs基板表面は格子面のゆらぎから、必ずしも
同一の均質な格子面からなっているわけではなく、結晶
格子面の違いによって研磨液との反応に差が生ずるため
、凹凸がより強調されることになる。
同一の均質な格子面からなっているわけではなく、結晶
格子面の違いによって研磨液との反応に差が生ずるため
、凹凸がより強調されることになる。
また、反応が停止せず、形成された酸化膜が研磨液に溶
解してしまうような場合にも、凹凸がより強調され、平
坦な鏡面が得られなくなる。
解してしまうような場合にも、凹凸がより強調され、平
坦な鏡面が得られなくなる。
また、SiウェハやGaAsウェハ等で広く行われるで
いる方法で、粒径の異なる研摩剤を数種用いてポリッシ
ングする方法があるが、研磨剤によるダメージを残さな
いようにするための削りしろを数十μm以上とる必要が
あることから200μm程度のAj!GaAs基板には
実用的方法ではない。
いる方法で、粒径の異なる研摩剤を数種用いてポリッシ
ングする方法があるが、研磨剤によるダメージを残さな
いようにするための削りしろを数十μm以上とる必要が
あることから200μm程度のAj!GaAs基板には
実用的方法ではない。
本発明はGaAs基板上に形成されたAlGaAs層、
またはAj!GaAs基板ウェハの表面を平坦な鏡面と
することにより、AlGaAsを取り扱う上で表面の凹
凸によって生ずるプロセス上のあらゆる不都合を除去す
ることが可能なへlGaAs表面研磨方法を提供するこ
とを目的とする。
またはAj!GaAs基板ウェハの表面を平坦な鏡面と
することにより、AlGaAsを取り扱う上で表面の凹
凸によって生ずるプロセス上のあらゆる不都合を除去す
ることが可能なへlGaAs表面研磨方法を提供するこ
とを目的とする。
本発明は、pH値を8.0〜11.0に調整し、次曲塩
素酸アルカリ液および炭酸アルカリ溶液のン昆合?&を
使ってAIX Ga、−xAs (0<x< 1゜0
)を研磨し、さらに研磨効果を向上させるために該混合
液に5iOz等のパウダーまたはコロイド状物質を添加
するものである。
素酸アルカリ液および炭酸アルカリ溶液のン昆合?&を
使ってAIX Ga、−xAs (0<x< 1゜0
)を研磨し、さらに研磨効果を向上させるために該混合
液に5iOz等のパウダーまたはコロイド状物質を添加
するものである。
研磨液としては、例えば次亜塩素酸ナトリウム0.1〜
3%、炭酸ナトリウム0〜5ε/1、pH値8.θ〜1
1.0を使用する。次亜塩素酸ナトリウムの濃度が高く
なるほど研磨レートは高くなり、生産性は向上するが、
研磨量の制御が難しくなること、及びレートアップと共
に表面粗さが悪化するため研磨液を変えて2ステツプ以
上の研磨を行うことが望ましく、例えば2ステツプの場
合次のようにする。
3%、炭酸ナトリウム0〜5ε/1、pH値8.θ〜1
1.0を使用する。次亜塩素酸ナトリウムの濃度が高く
なるほど研磨レートは高くなり、生産性は向上するが、
研磨量の制御が難しくなること、及びレートアップと共
に表面粗さが悪化するため研磨液を変えて2ステツプ以
上の研磨を行うことが望ましく、例えば2ステツプの場
合次のようにする。
01次研磨液
次亜塩素酸ナトリウムl〜3%
炭酸ナトリウム1〜5g/l
pH値9〜11
■22次研磨
液亜塩素酸ナトリウム0.1〜3%
炭酸ナトリウムθ〜2 g / It
pH値8〜10
さらに、1次、2次研磨液ともSin、等のパウダーま
たはコロイド状物質を添加することにより平坦性をより
向上させることができる。このときの粒径、濃度は次の
通りである。
たはコロイド状物質を添加することにより平坦性をより
向上させることができる。このときの粒径、濃度は次の
通りである。
パウダー、コロイド粒径0.01〜0.1μmパウダー
、コロイド濃度0.1〜5% 〔作用〕 次亜塩素酸アルカリ液および炭酸アルカリ溶液の混合液
によってGaAsおよびAJAsは次式の反応によって
酸化される。
、コロイド濃度0.1〜5% 〔作用〕 次亜塩素酸アルカリ液および炭酸アルカリ溶液の混合液
によってGaAsおよびAJAsは次式の反応によって
酸化される。
GaAs + 4NaOCI! +4Na2COy
”4H20−4NaGa(Of()a +4NaH
CO3+4NaCIA1八s ” 4NaOC1+
4NazCOs +41(z。
”4H20−4NaGa(Of()a +4NaH
CO3+4NaCIA1八s ” 4NaOC1+
4NazCOs +41(z。
=4NaAl(O)l)a +4Nal(Co、
+4NafJ!形成されたNaGa(OH)n 、 4
NaA/ (Oll)−はいずれも溶解することなくA
i’GaAs表面に付着するが、その付着力は弱いため
適当な圧力を加えて研磨布上で機械的に研磨することに
より除去することが可能である。
+4NafJ!形成されたNaGa(OH)n 、 4
NaA/ (Oll)−はいずれも溶解することなくA
i’GaAs表面に付着するが、その付着力は弱いため
適当な圧力を加えて研磨布上で機械的に研磨することに
より除去することが可能である。
研に液の濃度を順次、希薄なものにすると同時に使用す
る研磨布の目を細かい物、すなわち不織布タイプから発
砲ウレタンのスウエードタイブにすることによって、研
磨されたAnGaAs表面の状態(平面精度)は向上す
る。また、さらに精度を上げ、鏡面状態を改善するには
SiO2のパウダーまたはコロイド状のSiO2を添加
した研磨液を使用すると効果がある。
る研磨布の目を細かい物、すなわち不織布タイプから発
砲ウレタンのスウエードタイブにすることによって、研
磨されたAnGaAs表面の状態(平面精度)は向上す
る。また、さらに精度を上げ、鏡面状態を改善するには
SiO2のパウダーまたはコロイド状のSiO2を添加
した研磨液を使用すると効果がある。
〔実施例1〕
A l o、 ysG a 6.15A 3基板を1次
および2次の2段階に分けてポリッシングした例を示す
。
および2次の2段階に分けてポリッシングした例を示す
。
(1次ポリッシング)
〔使用した研磨液〕
無水戻酸ナトリウム(100g)、2%次亜塩素酸ナト
リウム水溶液(201)を混合し、塩酸によりpHを1
0.5に調整した。
リウム水溶液(201)を混合し、塩酸によりpHを1
0.5に調整した。
不織布タイプのもの
〔研磨方法〕
100 g/cAの圧力をA j! 、、、、G a
o、zsAs基板に加えて不織布タイプの研磨布を押し
当て、研磨布は1分間に40回転させながら、その基板
と研磨布の接触面に研磨液を600cc/winの割合
で供給する。
o、zsAs基板に加えて不織布タイプの研磨布を押し
当て、研磨布は1分間に40回転させながら、その基板
と研磨布の接触面に研磨液を600cc/winの割合
で供給する。
(2次ポリッシング)
〔使用した研磨液〕
1%次亜塩素酸ナトリウム水溶液を塩酸によりpHを1
0.5にm整した。
0.5にm整した。
発砲うレタンのスウェードタイブのもの〔研磨方法〕
50g/dの圧力をA I−o、 tsG a 6.2
SA 3基板に加えてスウエードタイプの研摩布を押し
当て、研磨布は1分間に40回転させながら、その基板
と研磨布の接触面に研磨液を600 cc/winの割
合で供給する。
SA 3基板に加えてスウエードタイプの研摩布を押し
当て、研磨布は1分間に40回転させながら、その基板
と研磨布の接触面に研磨液を600 cc/winの割
合で供給する。
(ポリッシングの結果)
ポリッシング前は表面の凹凸が激しく、酸化膜で覆われ
ていたが、1次ポリッシング後は、平坦な鏡面が得られ
た。ただ、表面の一部に研磨時に発生したキズが見られ
た。さらに2次ポリッシングを行ったところ、表面のキ
ズが抑えられて良好な平坦鏡面が得られた。
ていたが、1次ポリッシング後は、平坦な鏡面が得られ
た。ただ、表面の一部に研磨時に発生したキズが見られ
た。さらに2次ポリッシングを行ったところ、表面のキ
ズが抑えられて良好な平坦鏡面が得られた。
Afo、tsC;ao、zsAsjJ板を硫酸系の研磨
液(H□304 : H2o2 : R2O=3 :
l : 1)を用いてエツチングしたものは、表面荒
れが残っており、突起物のようなものが数多く見られた
。
液(H□304 : H2o2 : R2O=3 :
l : 1)を用いてエツチングしたものは、表面荒
れが残っており、突起物のようなものが数多く見られた
。
〔実施例2〕
GaAs基板上にA 1 o、 qsG a 0.25
A Sをエピタキシャル成長させた表面の凹凸は、TI
R表示(凹凸の最高の山と最低の谷との差)で第1図に
示すように1000μmの長さの範囲でTIR555n
mであり、2インチφ直径ウェハでTIR28nmであ
った。
A Sをエピタキシャル成長させた表面の凹凸は、TI
R表示(凹凸の最高の山と最低の谷との差)で第1図に
示すように1000μmの長さの範囲でTIR555n
mであり、2インチφ直径ウェハでTIR28nmであ
った。
これをリン酸:Hl O,:R2O=I : 1 :
10.22”Cで12μmエツチングを行った結果、第
2図に示すような1000μmの長さの範囲でTIR1
160nmとなった(2インチφ直径ウェハで58μm
)。
10.22”Cで12μmエツチングを行った結果、第
2図に示すような1000μmの長さの範囲でTIR1
160nmとなった(2インチφ直径ウェハで58μm
)。
次に、〔実施例1〕で示した条件にて20μmポリッシ
ングを行った結果、第3図に示すように11000tt
の長さの範囲でTlR180nrn(2インチφ直径ウ
ェハで9μm)の表面が得られた。
ングを行った結果、第3図に示すように11000tt
の長さの範囲でTlR180nrn(2インチφ直径ウ
ェハで9μm)の表面が得られた。
これまでは、例えばN−クラッド層は凹凸が大きいいた
め電極パターンの流れが発生して歩留まり低下の原因の
1つとなっていたが、本発明によればフォトマスクによ
るバクーユング時にウェハの割れやパターンの流れが発
生しなくなり、歩留まりが向上した。また、ウェハ厚み
が均一になることによって後処理工程でのハンドリング
がやり易くなった。
め電極パターンの流れが発生して歩留まり低下の原因の
1つとなっていたが、本発明によればフォトマスクによ
るバクーユング時にウェハの割れやパターンの流れが発
生しなくなり、歩留まりが向上した。また、ウェハ厚み
が均一になることによって後処理工程でのハンドリング
がやり易くなった。
第1図はエピタキシャル成長させた表面の凹凸をTIR
表示した図、第2図はエツチングした表面の凹凸をTI
R表示した図、第3図はポリッシング後の表面の凹凸を
TIR表示した図である。 出 願 人 三菱モンサント化成株式会社(外1名
)
表示した図、第2図はエツチングした表面の凹凸をTI
R表示した図、第3図はポリッシング後の表面の凹凸を
TIR表示した図である。 出 願 人 三菱モンサント化成株式会社(外1名
)
Claims (3)
- (1)Al_xGa_1_−_xAsにおいて、xの値
が0<x<1.0である基板またはエピタキシャル層の
表面を研磨する方法であって、次亜塩素酸系研磨液を使
用することを特徴とするAlGaAs表面研磨方法。 - (2)研磨液は次亜塩素酸アルカリ水溶液または該水溶
液に炭酸アルカリを混合した溶液からなり、溶液のpH
値を8.0〜11.0とすると共に、粒径の細かいSi
O_2等のパウダーまたはコロイダルシリカ等のコロイ
ド状物質を添加する請求項1記載のAlGaA_3表面
研磨方法。 - (3)研磨液濃度を変えて2ステップ以上の段階的研磨
を行う請求項1または2項記載のAlGaAs表面研磨
方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63080703A JPH01253239A (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | AlGaAs表面研磨方法 |
US07/330,587 US4889586A (en) | 1988-04-01 | 1989-03-30 | Method for polishing AlGaAs surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63080703A JPH01253239A (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | AlGaAs表面研磨方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01253239A true JPH01253239A (ja) | 1989-10-09 |
Family
ID=13725694
Family Applications (1)
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