JPH01253239A - ＡｌＧａＡｓ表面研磨方法 - Google Patents

ＡｌＧａＡｓ表面研磨方法

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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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JP
Japan
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polishing
substrate
algaas
value
hypochlorous acid
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JP63080703A
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English (en)
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Masahiro Noguchi
雅弘 野口
Osamu Yamamoto
治 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Kasei Polytec Co
Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
Mitsubishi Monsanto Chemical Co
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Publication date
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
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  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
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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。

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。
〔従来の技術〕
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。
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。
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。
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
）。
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。
〔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。
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。
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。
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。
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。
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。
〔課題を解決するだめの手段〕
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。
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。
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。
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。
ＧａＡｓ　＋　　４ＮａＯＣＩ！　＋４Ｎａ２ＣＯｙ　
　”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。
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。
〔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
。
（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。
〔使用した研磨布〕
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。
（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。
〔使用した研磨布〕
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。
（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。
〔比較例〕
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
。
〔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。
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
）。
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。
〔発明の効果〕
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。
【図面の簡単な説明】
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
）

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （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. （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. （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。
JP63080703A 1988-04-01 1988-04-01 ＡｌＧａＡｓ表面研磨方法 Pending JPH01253239A (ja)

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