TW201604948A - 清潔化合物半導體之方法、具備鎵作為構成元素之化合物半導體之清潔用溶液、製作化合物半導體裝置之方法、製作氮化鎵基板之方法、氮化鎵基板 - Google Patents

清潔化合物半導體之方法、具備鎵作為構成元素之化合物半導體之清潔用溶液、製作化合物半導體裝置之方法、製作氮化鎵基板之方法、氮化鎵基板 Download PDF

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Kenji Nagao
Kenichi Nakamura
Akinobu Teramoto
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Sumitomo Electric Industries
Univ Tohoku
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Abstract

本發明提供一種可降低環境負荷之清潔化合物半導體之方法。本發明之清潔化合物半導體之方法具備：使用包含純水與未達65wt%之硫酸且具有pH值2以下之氫離子濃度及0.6volt以上之氧化還原電位之溶液17，於攝氏70度以上之溫度下對具備鎵作為構成元素之化合物半導體實施清潔處理4之步驟。

Description

清潔化合物半導體之方法、具備鎵作為構成元素之化合物半導體之清潔用溶液、製作化合物半導體裝置之方法、製作氮化鎵基板之方法、氮化鎵基板
本發明係關於一種清潔化合物半導體之方法、具備鎵作為構成元素之化合物半導體之清潔用溶液、製作化合物半導體裝置之方法、製作氮化鎵基板之方法、及氮化鎵基板。
專利文獻1揭示將對氮化物半導體單晶晶圓進行研磨時形成於該晶圓之表面之加工變質層去除。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開WO2005/041283號
專利文獻1揭示為了去除伴隨GaN基板之加工之加工變質層而進行乾式蝕刻及濕式蝕刻。具體而言，藉由應用使用鹵素電漿之乾式蝕刻而將加工變質層去除。氮化物半導體單晶晶圓之表面因乾式蝕刻導致之金屬粒子附著而被污染。於該乾式蝕刻後，將藉由使用具有1.2V以上之氧化還原電位之蝕刻劑之濕式蝕刻之處理應用於氮化物半導體單晶晶圓。專利文獻1提示氮化鎵之化學處理之困難性。
由專利文獻1所揭示之上述例可理解，於用於裝置製作之化合物 半導體之處理、例如具備鎵作為構成元素之化合物半導體之處理時，會伴隨著例如鐵、鎳、銅及鋅等金屬之污染。此種金屬污染不僅係由引用文獻1所揭示之蝕刻，亦係由其他各種原因所引起。此前，針對提高金屬污染之去除能力之處理、例如用於清潔之化學液進行了研究。另一方面，除所需之去除能力以外，期望伴隨用以去除金屬污染之處理之廢水處理、排氣處理及作業環境之環境負荷之降低。
本發明之一態樣係鑒於此種情況而完成者，其目的在於提供一種可降低環境負荷的清潔化合物半導體之方法，又，本發明之另一態樣之目的在於提供一種可降低環境負荷的具備鎵作為構成元素之化合物半導體之清潔用溶液。本發明之又一態樣之目的在於提供一種可藉由應用清潔化合物半導體之方法而降低環境負荷的製作化合物半導體裝置之方法，又，本發明之進而又一態樣之目的在於提供一種可藉由應用清潔化合物半導體之方法而降低環境負荷的製作氮化鎵基板之方法。本發明之另一態樣之目的在於提供一種藉由使用可降低環境負荷的清潔化合物半導體之方法所製作之氮化鎵基板。
本發明之一態樣之清潔化合物半導體之方法具備：使用包含純水與未達65wt%之硫酸且具有pH值2以下之氫離子濃度及0.6volt以上之氧化還原電位之溶液，於攝氏70度以上之溫度下對具備鎵作為構成元素之化合物半導體實施用於清潔之處理之步驟。
本發明之另一態樣之具備鎵作為構成元素之化合物半導體之清潔用溶液包含純水與於上述純水中未達65wt%之硫酸，且具有pH值2以下之氫離子濃度及0.6volt以上之氧化還原電位。
本發明之又一態樣係一種製作化合物半導體裝置之方法，其具備：準備具有主面之基板之步驟；將上述清潔化合物半導體之方法中之上述處理應用於上述基板之上述主面之步驟；及將上述清潔化合物 半導體之方法應用於上述基板後，於上述基板之上述主面上使膜生長之步驟；且上述基板之主面具備上述化合物半導體。
本發明之進而又一態樣係一種製作氮化鎵基板之方法，其具備：使氮化鎵結晶體生長之步驟；對上述氮化鎵結晶體進行加工而形成一個或複數個氮化鎵切片之步驟；及將上述清潔化合物半導體之方法中之上述處理應用於上述氮化鎵切片之主面，而提供具有藉由上述處理所處理主面之氮化鎵基板之步驟；且上述化合物半導體為氮化鎵，上述氮化鎵切片之上述主面具備上述化合物半導體。
本發明之另一態樣係一種氮化鎵基板，其係具有上述清潔化合物半導體之方法之清潔後之主面者，且上述主面之表面粗糙度Ra為0.06nm以下。
本發明之另一態樣係一種氮化鎵基板，其係具有上述清潔化合物半導體之方法之清潔後之主面者，且上述主面之表面粗糙度RMS為0.08nm。
本發明之另一態樣係一種氮化鎵基板，其係具有上述清潔化合物半導體之方法之清潔後之主面者，且上述主面之表面粗糙度P-V為0.84nm以下。
本發明之另一態樣係一種氮化鎵基板，其係具有上述清潔化合物半導體之方法之清潔後之主面，且上述主面之殘留雜質包含鐵、鎳、銅及鋅之全部，上述鐵之濃度為1×1011cm-3以下，上述鎳之濃度為1×1011cm-3以下，上述銅之濃度為1×1011cm-3以下，上述鋅之濃度為1×1011cm-3以下。
本發明之上述目的及其他目的、特徵、以及優勢係由參照隨附圖式所進行之本發明之較佳實施形態之以下詳細記載而更容易明確。
如以上說明般，根據本發明之一態樣，提供一種可降低環境負荷 的清潔化合物半導體之方法。又，根據本發明之另一態樣，提供一種可降低環境負荷的具備鎵作為構成元素之化合物半導體之清潔用溶液。根據本發明之又一態樣，可提供一種可藉由應用清潔化合物半導體之方法而降低環境負荷的製作化合物半導體裝置之方法。根據本發明之進而又一態樣，提供一種可藉由應用清潔化合物半導體之方法而降低環境負荷的製作氮化鎵基板之方法。根據本發明之另一態樣，提供一種藉由可降低環境負荷的清潔化合物半導體之方法所製作之氮化鎵基板。
4‧‧‧處理
11‧‧‧設施
13‧‧‧無塵室
15‧‧‧清潔裝置
17‧‧‧溶液
19‧‧‧化合物
21‧‧‧清潔槽
23‧‧‧廢棄管線
25‧‧‧沖洗槽
27‧‧‧廢水管線
29‧‧‧處理裝置
31‧‧‧廢液處理裝置
33‧‧‧廢水處理裝置
35‧‧‧排氣管線
37‧‧‧排氣處理裝置
43‧‧‧無塵室
45‧‧‧清潔裝置
47‧‧‧杯
49‧‧‧支持台
51‧‧‧搬送機構
55‧‧‧硫酸源
57‧‧‧加熱器
59‧‧‧處理溶液槽
61‧‧‧第1噴嘴
62‧‧‧第2噴嘴
63‧‧‧第3噴嘴
65‧‧‧扇形過濾器單元
67a‧‧‧旋轉機構
67b‧‧‧升降機構
71a‧‧‧第11管線
71b‧‧‧第12管線
71c‧‧‧第13管線
71d‧‧‧第14管線
71e‧‧‧第15管線
71f‧‧‧第15管線
71g‧‧‧第16管線
73‧‧‧純水製造裝置
74‧‧‧氮氣源
75‧‧‧排水處置裝置
77‧‧‧排氣處理裝置
81‧‧‧基板
81a‧‧‧主面
83‧‧‧膜
83a(83)‧‧‧化合物半導體膜
83b(83)‧‧‧絕緣膜
83c(83)‧‧‧金屬
85‧‧‧化合物半導體基板
87‧‧‧支持體
89‧‧‧半導體層
92‧‧‧生長用基板
93‧‧‧半導體層
95‧‧‧絕緣膜
95a‧‧‧開口
97‧‧‧掩膜
99‧‧‧氮化鎵結晶體
101‧‧‧基板
103‧‧‧氮化鎵切片
103a‧‧‧主面
105‧‧‧氮化鎵基板
105a‧‧‧主面
圖1係表示本實施形態之處理化合物半導體之方法之主要步驟之圖式。
圖2係模式性地表示用以應用清潔之裝置及設施之圖式。
圖3係將對作為金屬雜質之鐵(Fe)之清潔能力表示於甫爾拜圖上之圖式。
圖4係將對作為金屬雜質之鎳(Ni)之清潔能力表示於甫爾拜圖上之圖式。
圖5係將對作為金屬雜質之銅(Cu)之清潔能力表示於甫爾拜圖上之圖式。
圖6係將對作為金屬雜質之鋅(Zn)之清潔能力表示於甫爾拜圖上之圖式。
圖7係表示用以調查溶液A~J之金屬雜質去除能力之步驟流程之圖式。
圖8係表示關於鐵之清潔能力之圖式。
圖9係表示關於鎳之清潔能力之圖式。
圖10係表示關於銅之清潔能力之圖式。
圖11係表示關於鋅之清潔能力之圖式。
圖12係表示藉由選自上述清潔液中之幾種清潔溶液之對氧化鎵之蝕刻速率之圖式。
圖13係表示蝕刻後之GaN之表面粗糙度之圖式。
圖14係表示在攝氏50度、70度、80度、90度之溫度下應用使用濃度1wt%之稀硫酸溶液之清潔的GaN基板之表面之殘留雜質之濃度之圖式。
圖15係表示硫酸濃度與氧化還原電位之關係之圖式。
圖16係表示硫酸溶液之硫酸濃度與硫酸水溶液之沸點之關係之圖式。
圖17係概略性地表示硫酸溶液之硫酸濃度與硫酸之蒸汽壓之關係之圖式。
圖18係表示較低之壓力區域之硫酸蒸汽壓與硫酸溶液之硫酸濃度之關係之圖式。
圖19係表示硫酸水之濃度與金屬雜質之去除能力之關係之圖式。
圖20係模式性地表示用以應用清潔之裝置及設施之另一例之圖式。
圖21係表示使用圖20所示之清潔裝置之清潔化合物半導體之方法中之主要步驟之圖式。
圖22係表示本實施形態之製作化合物半導體裝置之方法中之主要步驟之圖式。
圖23(a)~(k)、(m)係模式性地表示本實施形態之製作化合物半導體裝置之方法中之主要步驟之圖式。
圖24(a)~(d)係模式性地表示本實施形態之製作氮化鎵基板之方法中之主要步驟之圖式。
圖25係表示置於大氣中之氮化鎵基板之X射線繞射測定資料之圖式。
圖26係表示附熱氧化膜之氮化鎵基板之表面X射線繞射資料之圖式。
圖27係表示掃描式電子顯微鏡(SEM)之剖面圖像之圖式。
圖28係表示使用分光橢圓儀所測定之熱氧化膜之厚度與使用SEM剖面圖像所測定之熱氧化膜之厚度之關係之圖式。
以下，說明幾個具體例。
一形態之清潔化合物半導體之方法具備：使用包含純水與於該純水中未達65wt%之硫酸且具有pH值2以下之氫離子濃度及0.6volt以上之氧化還原電位之溶液，於攝氏70度以上之溫度下對具備鎵作為構成元素之化合物半導體實施用於清潔之處理。
根據該清潔化合物半導體之方法(以下，記為「清潔方法」)，藉由上述使用溶液之處理，關於化合物半導體表面上之金屬雜質、例如鐵(Fe)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)之濃度，可使清潔後之濃度低於清潔前之濃度。又，由於清潔之處理設施中所使用之溶液之硫酸之濃度未達65wt%，故而在處理設施之氣相中自溶液蒸發之硫酸之濃度於處理設施中不超過硫酸之暴露極限值。進而，根據濃度未達65wt%之硫酸，於廢水之處理時，可減輕對用於清潔之溶液之中和處理之負擔，並且於排氣之處理時，可減輕對自處理裝置之排氣之除害處理之負擔。
於一形態之清潔化合物半導體之方法中，上述溶液為硫酸濃度50wt%以下之硫酸溶液，上述處理可於攝氏80度以上之溫度下進行。根據該清潔方法，濃度未達50wt%之硫酸於廢水之處理時，可進一步減輕對用於清潔之溶液之中和處理之負擔，並且於排氣之處理時，可進一步減輕對自處理裝置之排氣之除害處理之負擔。藉由在攝氏80度以上之溫度下進行用於清潔之處理，可提高金屬雜質之去除能力。
於一形態之清潔化合物半導體之方法中，上述化合物半導體可具 備氮化鎵(GaN)。根據該清潔方法，於化合物半導體之至少一部分具備GaN時，可降低該GaN表面上之金屬雜質之濃度。
於一形態之清潔化合物半導體之方法中，上述化合物半導體可為GaN基板。根據該清潔方法，可降低有用之氮化鎵基板之表面上之金屬雜質之濃度。
於一形態之清潔化合物半導體之方法中，上述化合物半導體可具備氧化鎵。根據該清潔方法，於化合物半導體之至少一部分具備氧化鎵時，可降低該氧化鎵表面上之金屬雜質之濃度。
另一形態之具備鎵作為構成元素之化合物半導體之清潔用溶液包含(a)純水與(b)於上述純水中未達65wt%之硫酸，且具有pH值2以下之氫離子濃度及0.6volt以上之氧化還原電位。藉由在攝氏70度以上之溫度下將該溶液應用於清潔，而關於化合物半導體表面上之金屬雜質、例如鐵(Fe)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)之濃度，可使清潔後之濃度低於清潔前之濃度。又，該溶液有助於如下之環境負荷之降低。首先，由於用於清潔之處理設施中所使用之溶液之硫酸之濃度未達65wt%，故而於處理設施之氣相中自溶液蒸發之硫酸之濃度不超過處理設施中之暴露極限值。又，根據濃度未達65wt%之硫酸，於廢水之處理時，可減輕對用於清潔之溶液之中和處理之負擔，並且於排氣之處理時，可減輕對自處理裝置之排氣之除害處理之負擔。
於另一形態之具備鎵作為構成元素之化合物半導體之清潔用溶液中，上述硫酸之濃度較佳為50wt%以下，上述溶液之溫度較佳為攝氏80度以上。根據濃度未達50wt%之硫酸，於廢水之處理時，可進一步減輕對用於清潔之溶液之中和處理之負擔，並且於排氣之處理時，可進一步減輕對自處理裝置之排氣之除害處理之負擔。又，藉由在攝氏70度以上之溫度下將該溶液應用於清潔，可提高金屬雜質之去除能力。
另一形態之製作化合物半導體裝置之方法具備：(a)準備具有主面之基板之步驟；(b)將上述形態之清潔化合物半導體之方法中之上述處理應用於上述基板之上述主面之步驟；及(c)將上述清潔化合物半導體之方法應用於上述基板後，於上述基板之上述主面上使膜生長之步驟；且上述基板之主面具備上述化合物半導體。
根據製作化合物半導體裝置之方法，可藉由將處理應用於基板之主面而在經處理之主面上進行成膜。
於另一形態之製作化合物半導體裝置之方法中，上述膜具備化合物半導體膜、絕緣膜及金屬膜中之至少任一者。
根據製作化合物半導體裝置之方法，可降低具備化合物半導體之主面與化合物半導體膜、絕緣膜及金屬之界面之殘留雜質濃度。
於另一形態之製作化合物半導體裝置之方法中，上述準備基板之步驟包含準備化合物半導體基板之步驟，且上述化合物半導體基板具備上述化合物半導體。
根據製作化合物半導體裝置之方法，應用上述處理之主面係藉由化合物半導體基板而提供。
於另一形態之製作化合物半導體裝置之方法中，上述準備基板之步驟包含：使具備上述化合物半導體之半導體層於支持體上生長而製作上述基板之步驟。
根據製作化合物半導體裝置之方法，應用上述處理之主面可藉由具備化合物半導體之半導體層而提供。
於另一形態之製作化合物半導體裝置之方法中，上述準備基板之步驟具備：準備具有具備上述化合物半導體之主面之支持體之步驟；於上述支持體之上述主面上形成絕緣膜之步驟；於上述絕緣膜上形成掩膜之步驟；使用上述掩膜對上述絕緣膜進行蝕刻，從而於上述絕緣膜形成到達上述支持體之上述主面之開口之步驟；及將上述掩膜去除 之步驟；且於上述絕緣膜之上述開口顯現上述化合物半導體。
根據製作化合物半導體裝置之方法，應用上述處理之主面可藉由利用蝕刻所露出之化合物半導體而提供。
另一形態之製作氮化鎵基板之方法具備：(a)使氮化鎵結晶體生長之步驟；(b)對上述氮化鎵結晶體進行加工而形成一個或複數個氮化鎵切片之步驟；及(c)將上述之清潔化合物半導體之方法中之上述處理應用於上述氮化鎵切片之主面，而提供具有藉由上述處理所處理之主面之氮化鎵基板之步驟；且上述化合物半導體為氮化鎵，上述氮化鎵切片之上述主面具備上述化合物半導體。
根據製作氮化鎵基板之方法，藉由使用上述溶液之處理，可降低氮化鎵基板之主面之雜質濃度。
於另一形態之製作化合物半導體裝置之方法中，上述經處理之主面具備包含鐵、鎳、銅及鋅中之至少任一者之殘留雜質，且上述殘留雜質之濃度為1×1011cm-3以下。
根據製作氮化鎵基板之方法，藉由使用上述溶液之處理，亦可使鐵、鎳、銅及鋅等殘留雜質中之任一者之濃度為1×1011cm-3以下。
於另一形態之製作化合物半導體裝置之方法中，於上述處理前上述氮化鎵切片之上述主面具有第1表面粗糙度，於上述處理後上述氮化鎵基板之上述主面具有第2表面粗糙度，且上述第2表面粗糙度等於或小於上述第1表面粗糙度。
根據製作氮化鎵基板之方法，可提供具有表面粗糙度較小之主面之氮化鎵基板。
另一形態係一種氮化鎵基板，其係具有上述清潔化合物半導體之方法之清潔後之主面者，且上述主面之表面粗糙度Ra為0.06nm以下。
根據該氮化鎵基板，可提供具備為單晶且表面粗糙度較小之氮化鎵主面之氮化鎵基板。
另一形態係一種氮化鎵基板，其係具有上述清潔化合物半導體之方法之清潔後之主面者，且上述主面之表面粗糙度RMS為0.08nm。
根據該氮化鎵基板，可提供具備為單晶且表面粗糙度較小之氮化鎵主面之氮化鎵基板。
另一形態係一種氮化鎵基板，其係具有上述清潔化合物半導體之方法之清潔後之主面者，且上述主面之表面粗糙度P-V為0.84nm以下。
根據該氮化鎵基板，可提供具備為單晶且表面粗糙度較小之氮化鎵主面之氮化鎵基板。
另一形態係一種氮化鎵基板，其係具有上述清潔化合物半導體之方法之清潔後之主面者，且上述主面之殘留雜質包含鐵、鎳、銅及鋅之全部，上述鐵之濃度為1×1011cm-3以下，上述鎳之濃度為1×1011cm-3以下，上述銅之濃度為1×1011cm-3以下，上述鋅之濃度為1×1011cm-3以下。
根據該氮化鎵基板，可提供具備為單晶且上述金屬之較低之殘留雜質濃度之氮化鎵主面之氮化鎵基板。
本發明之見解可藉由參照作為例示所示之隨附圖式並考慮以下詳細之記載而容易地理解。繼而，一面參照隨附圖式，一面說明具備鎵作為構成元素之清潔化合物半導體之方法、該化合物半導體之清潔用溶液、清潔氮化鎵系半導體之方法、用以清潔氮化鎵系半導體之溶液、清潔氧化鎵之方法、及用以清潔氧化鎵之溶液之實施形態。於可能之情形時，對相同之部分附上相同之符號。
圖1係表示本實施形態之處理化合物半導體之方法中之主要步驟之圖式。於步驟S101中，準備用以處理具備鎵作為構成元素之化合物半導體之溶液。用於處理之溶液例如係以如下之方式調整。準備半導體製造用所調整之高純度之硫酸(例如雜質為ppb(十億分率)、ppt(萬億分率)級之EL(electron，電子)級硫酸)，並且使用以應用於半導體之處 理之方式所準備之純水，以使該硫酸具有於純水中未達65wt%之硫酸濃度之方式，製作用於處理之溶液。較佳為用於處理之溶液可具有於純水中為50wt%以下之硫酸濃度。該純水較佳為超純水。所謂超純水，係指純化為TOC(Total Organic Carbon，總有機碳)值非常小且電阻率為18MΩ‧cm以上(導電率為0.056μS/cm以下)之水(根據JIS K 0211)。又，用於處理之溶液可具有pH值2以下之氫離子濃度，較佳為具有pH值1以下之氫離子濃度。用於處理之溶液可具有0.6volt以上之氧化還原電位，較佳為用於處理之溶液具有0.7volt以上之氧化還原電位。
於步驟S102中，作為使用上述溶液進行處理之對象，準備具備鎵作為構成元素之化合物半導體。該化合物半導體係包含氧化鎵、具備鎵作為構成元素之III-V族化合物半導體者。III-V族化合物半導體可為包含例如包含作為V族構成元素之As、P、Sb、及N中之任一種構成元素之半導體、氮化鎵系半導體者，例如表示為GaU1InU2Al1-U1-U2AsV1PV2SbV3N1-V1-V2-V3(0<U1≦1，0≦U2，V1、V2、V3≦1，0<U1+U2≦1，0≦V1+V2+V3≦1)。氮化鎵系半導體例如可為GaN、InGaN、AlGaN、InAlGaN等，例如表示為GaXInYAl1-X-YN(0<X≦1，0≦Y≦1，0<X+Y≦1)。更具體而言，化合物半導體可具備GaN，於化合物半導體於其至少一部分具備GaN時，可降低該GaN表面上之金屬雜質之濃度。又，化合物半導體可為GaN基板等基板。藉此，可降低有用之半導體基板之表面上之金屬雜質之濃度。化合物半導體可具備氧化鎵。於化合物半導體於其至少一部分具備氧化鎵時，可降低該氧化鎵表面上之金屬雜質之濃度。化合物半導體之準備例如包含：化合物半導體基板之製作、化合物半導體之膜之生長、化合物半導體基板上之層間絕緣膜成膜後之蝕刻加工後基板等。
於步驟S103中，使用上述溶液，於攝氏70度以上之溫度下對具備鎵作為構成元素之化合物半導體實施處理。該處理由接下來之說明可 理解，於化合物半導體之表面，關於金屬雜質、例如鐵(Fe)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)之濃度，與使用上述溶液之處理前之該等金屬元素之濃度相比，使用上述溶液之處理後之該濃度降低，就此方面而言，使用上述溶液之處理(用於清潔之處理)被參照為「清潔」。於本實施例中之清潔中，將以使硫酸具有於純水中未達65wt%之硫酸濃度之方式所調整之溶液(清潔液)於攝氏70度以上之溫度下應用於化合物半導體。較佳為將以使硫酸具有於純水中為50wt%以下之硫酸濃度之方式所調整之溶液(清潔液)於攝氏80度以上之溫度下應用於化合物半導體。較佳為清潔之清潔液之溫度為攝氏100度以下。
圖2係模式性地表示用以應用清潔之裝置及設施之一例之圖式。參照圖2，設施11提供用以對具備鎵作為構成元素之化合物實施各種處理之例如無塵室13。於無塵室13內，設置有用於清潔之清潔裝置15。於清潔裝置15中，將用於清潔之溶液17應用於化合物19。作為該應用，例如使溶液17接觸於化合物19，而進行化合物19之表面之處理。作為一例，該接觸係藉由使化合物19浸漬於清潔槽21內之溶液17而實現。又，作為另一例，接觸係藉由使清潔槽21內之溶液17噴出至化合物19而實現。用於溶液17之純水之溶氧濃度較佳為50μg/升以下。
清潔裝置15係為了維持溶液17之品質而具備例如可實現硫酸之補充、純水之補充、溶液17之循環、使用過之溶液17之去除之裝置。於圖2中，作為該裝置之一例而表示有廢棄管線23。於必要之情形下，清潔裝置15可具備用以將純水沖洗應用於清潔過之化合物19之沖洗槽25，於圖1所示之步驟S104中，可將純水沖洗應用於清潔過之化合物19。用於該沖洗之純水之溶氧濃度較佳為50μg/升以下。清潔裝置15進而可具備用以乾燥純水沖洗處理過之化合物19之乾燥機(例如離心乾燥機)，於圖1所示之步驟S105中，可進行清潔過之化合物19及純水沖洗過之化合物19之乾燥。乾燥例如可為離心乾燥機、氮氣噴射、或 離心乾燥機及氮氣噴射之組合。為了維持沖洗槽25內之純水之品質，而具備例如可實現純水之補充、使用過之純水之去除之裝置。於圖2中，作為該裝置之一例而表示有廢水管線27。
廢棄管線23及廢水管線27係連接於用於處理溶液17之處理裝置29。經由廢棄管線23向處理裝置29內之廢液處理裝置31提供使用過之溶液17。於溶液17為例如具有未達65wt%之硫酸濃度之硫酸水溶液時，為了該廢液處理，乃實施於使用過之硫酸水溶液中使用鹼性溶液之中和處理之處理。該處理相當於與以下所示之實施例中所例示之清潔液(具有與溶液17同等之清潔能力之清潔液)之廢液處理相比較輕之環境負荷。又，經由廢水管線27向處理裝置29內之廢水處理裝置33提供使用過之純水。
關於設施11，有於無塵室13內之大氣中，使硫酸自溶液17蒸發之可能性。為了避免增多無塵室13內之大氣中之硫酸，而連接有用於排氣之排氣管線35。無塵室13內之大氣係經由排氣管線35而排氣，該排氣係藉由排氣處理裝置37而處理。另一方面，準備可應用於無塵室之新鮮大氣，根據排氣之量供給至無塵室13。排氣量之減少會導致供給量之降低。
根據發明者對排氣之估計，具有於純水中為65wt%之硫酸濃度之硫酸溶液(硫酸之水溶液)於攝氏100度下具有5×10-3(亦記載為「5E-3」)Pa(帕斯卡)左右之分壓。根據理科年表，於25℃及壓力760Torr之條件下空氣密度為1.184kg/m3，硫酸之相對蒸汽密度相對於空氣之密度為3.4。基於該條件，自65wt%之硫酸濃度之硫酸溶液蒸發至大氣中之硫酸之濃度為0.2mg/m3左右或小於該值。上述值(0.2mg/m3)為國際物質安全性卡(ICSC編號0362)中之硫酸之許可濃度(暴露極限值：Threshold Limit Value)以下。因此，使用具有於純水中為65wt%以下之硫酸濃度之硫酸溶液可有助於環境負荷之降低。進而，於硫酸濃度 50wt%以下之硫酸溶液中，實質上沒有硫酸自該溶液之蒸發，硫酸濃度50wt%以下之硫酸溶液可提供非常低之環境負荷。
於將本處理應用於裝置之情形時，若於具有清潔漕之處理裝置、例如批次(多片)式之處理裝置中應用溶液17，則亦可視為來自清潔液之蒸發成分僅為水，從而不考慮硫酸之蒸發而設計清潔系統，又，可視為來自清潔液之蒸發成分實質上為水而進行管理。處理裝置之操作中之管理藉由進行清潔槽之溶液之水位及清潔槽之溶液之氫離子濃度(pH值)而足夠。藉由利用溶液17，可消除清潔裝置內部之污染、腐蝕。雖然清潔溶液之更換之頻度取決於金屬雜質、有機污染物之去除量，但廢液處理時之環境負荷降低。
將包含揮發性成分之大量高濃度溶液用於清潔時，排氣處理需要較大之排氣能力，又，亦必須將與排氣量相抵之大量大氣供給至設施11。使用包含於大氣中成為未達暴露極限值之濃度之硫酸之清潔液於環境負荷及安全性之方面較為有效。
根據該清潔化合物半導體之方法(以下，記為「清潔方法」)，藉由在攝氏80度以上之溫度下進行使用上述溶液17之清潔，關於化合物半導體之表面上之金屬雜質、例如鐵(Fe)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)之濃度，可使清潔後之濃度低於清潔前之濃度。又，由於用於清潔之設施11中所使用之溶液之硫酸之濃度未達65wt%，故而於該處理設施之氣相中自溶液蒸發之硫酸之濃度不超過處理設施中之暴露極限值。進而，根據濃度未達65wt%之硫酸，於廢液及廢水之處理時，可減輕對用於清潔之溶液之中和處理之負擔，並且於排氣之處理時，可減輕對自處理設施之排氣之除害處理之負擔。例如，於排氣時，使用將水進行噴霧之沖洗器使排氣中之化學液之成分溶於水中而產生水溶液，將該水溶液中和。又，在廢液處理時，於高濃度之溶液之中和時亦會產生大量之稀釋熱，故而稀釋用之配管及容器需要耐受稀釋熱之耐熱性。
又，較佳為溶液17為硫酸濃度50wt%以下之硫酸溶液。較佳為使用該硫酸溶液於攝氏80度以上之溫度下進行清潔。根據該清潔方法，濃度未達50wt%之硫酸於廢水之處理時，可進一步減輕用於清潔之溶液之中和處理之負擔，並且於排氣之處理時，可進一步減輕對自處理裝置之排氣之除害處理之負擔。藉由在攝氏80度以上之溫度下進行用於清潔之處理，可提高金屬雜質之去除能力。
再次參照圖1，於步驟S106中，對清潔過之化合物半導體應用處理。化合物半導體之處理例如包含：化合物半導體基板之製作、化合物半導體之膜之生長、化合物半導體基板上之層間絕緣膜成膜後之蝕刻加工後基板等。
如以上說明般，可藉由包含步驟S102及步驟S103之步驟群，而製作化合物半導體之裝置。又，可藉由包含步驟S103至步驟S106之步驟群，而製作化合物半導體之裝置。
(實施例1)
使用GaN作為包含鎵元素作為III族之化合物之一例，就幾種清潔液之氫離子濃度及氧化還原電位之方面，調查該等清潔液之清潔能力。於該實驗中，清潔能力係由化合物半導體之表面上之金屬雜質、例如鐵(Fe)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)之降低量而規定。作為清潔液，使用以下之溶液。
超純水中包含氫氟酸(HF，1wt%)及硝酸(HNO3，5wt%)之混合水溶液(參照為「A溶液」)。
含臭氧(O3，18ppm)之超純水中包含鹽酸(HCl，4.5wt%)之水溶液(參照為「B溶液」)。
含臭氧(O3，18ppm)之超純水中包含鹽酸(HCl，12.5wt%)之水溶液(參照為「C溶液」)。
超純水中包含鹽酸(HCl，4.5wt%)及過氧化氫水(H2O2，3.75wt%) 之HPM水溶液(參照為「D溶液」)。
超純水中包含鹽酸(HCl，4.5wt%)及硝酸(HNO3，0.5wt%)之混合水溶液(參照為「E溶液」)。
超純水中包含鹽酸(HCl，1.0wt%)及硝酸(HNO3，0.5wt%)之混合水溶液(參照為「F溶液」)。
超純水中包含硫酸(H2SO4，1wt%，攝氏80度之溫度)之水溶液(參照為「G溶液」)。
超純水中包含氫氟酸(HF，0.5wt%)及過氧化氫水(H2O2，1wt%)之FPM水溶液(參照為「H溶液」)。
超純水中包含氫氟酸(HF，0.5wt%)之水溶液(參照為「I溶液」)。
含臭氧之超純水中包含氫(H2，1.25ppm)之水溶液(參照為「J溶液」)。
參照圖3~圖6，將就氫離子濃度及氧化還原電位之方面匯總的上述溶液A~J之清潔能力表示為甫爾拜(Pourbaix)圖(出典：M.Pourbaix：Atlas of Elecrochemical Equilibria in Aqueous Solutions,Pergamon Press,London(1966))。圖3係表示對作為金屬雜質之鐵(Fe)之清潔能力之圖式。圖4係表示對作為金屬雜質之鎳(Ni)之清潔能力之圖式。圖5係表示對作為金屬雜質之銅(Cu)之清潔能力之圖式。圖6係表示作為金屬雜質之鋅(Zn)之清潔能力之圖式。
根據圖3~圖6所示之清潔能力，為使Fe、Ni、Cu、Zn全部之元素位於溶解區域內，使氫離子濃度為pH值2以下或pH值1以下。又，根據由圖3~圖6所理解之清潔能力，為使Fe、Ni、Cu、Zn全部之元素位於溶解區域內，使氧化還原電位為0.6V以上或0.8V以上。
使用圖7所示之步驟流程，調查溶液A~J之金屬雜質去除能力。為了調查金屬雜質去除能力，進行以下之步驟。於步驟S201中，準備複數個GaN基板。於步驟S202中，準備控制了金屬雜質濃度之試驗液， 並且將試驗液經控制之量滴加於GaN基板之表面。於步驟S203中，使GaN基板上之試驗液蒸發並藉由金屬雜質而使GaN半導體之表面強制污染。於本實施例中，以1×1013(1E13)原子數cm-2之濃度使Fe、Ni、Cu、Zn污染基板表面。於步驟S204中，使用全反射螢光X射線分析法對GaN基板表面之污染量進行定量。於步驟S205中，使用溶液A~J各者，對具有經定量之金屬污染之GaN基板之表面進行清潔。於本實施例中，全部應用處理時間10分鐘之清潔。於步驟S206中，使用全反射螢光X射線分析法，對清潔過之GaN基板表面之殘留污染量進行定量。
於下一步驟中，根據清潔後之利用全反射螢光X射線裝置之金屬雜質測定結果，調查具有在甫爾拜圖上進入溶解區域之氫離子濃度pH值且顯示出對金屬元素之所需之清潔能力之清潔溶液之氧化還原電位。圖8、圖9、圖10及圖11係分別表示關於鐵、鎳、銅及鋅之清潔能力。其表示關於GaN表面之電子授予之電位為0.6~0.8V附近。此處，初期污染濃度為1E13原子數cm-2，使用1E11原子數cm-2作為潔淨之表面之基準。用於測定之裝置定量下限為1E10原子數cm-2。
參照圖8~圖11，使用超純水中之硫酸(1wt%)溶液於攝氏80度之溫度下所清潔之GaN表面之潔淨度優異。又，使用含臭氧之超純水中之鹽酸(HCl，12.5wt%)溶液於室溫下所清潔之GaN表面之潔淨度優異。
使用具有較高之氧化還原電位之溶液之處理因其較高之氧化還原電位而使半導體表面氧化。於因溶液之作用而氧化之氧化膜中摻入有附著於表面之金屬雜質。於該氧化物殘留於半導體表面時，表面之污染濃度不下降。於自半導體表面將氧化物去除時，金屬雜質亦與氧化膜一併被去除。參照圖8~圖11之結果，提示氟化氫(HF)本身、鹽酸(HCl)本身、硫酸(H2SO4)本身具有氧化膜去除能力。又，若著眼於鹽酸，則12.5%之高濃度之鹽酸溶液之污染去除能力與低濃度之4.5%之鹽酸溶液相比更高，又，顯示出濃度依存性。該情況顯示出有取決於 濃度之蝕刻能力之不同會使去除效果產生差之可能性。
基於氫離子濃度及氧化還原電位之蝕刻之機制考慮如下：使用具有可使具備於化合物中作為構成元素所包含之元素作為構成元素之氧化物溶解的氧化還原電位之溶液自化合物表面奪取電子，藉此GaN表面之氧化進行。於氧化膜中摻入金屬雜質。藉由蝕刻將包含金屬雜質之氧化膜去除。與氧化膜一併溶解並移動至溶液中之金屬雜質自化合物表面被去除並殘留於溶液中，溶液中之金屬雜質不再附著於GaN表面。進而，可進行表面氧化及蝕刻之氧化還原電位可藉由氧化分解亦將有機物同時去除(例如，為0.8V以上之電位)。其優勢亦係藉由濃度0.1wt%以上之硫酸溶液而提供。
圖12係表示藉由選自上述清潔液中之幾種清潔溶液之氧化鎵蝕刻速率。參照圖12，於清潔溶液中氟化氫0.5wt%之水溶液顯示出鎵氧化膜之蝕刻速率(0.1097nm/min)，提高了濃度之氟化氫25wt%之水溶液顯示出最高之鎵氧化膜之蝕刻速率(1.2056nm/min)。關於氫氟酸，亦可藉由提高溶液濃度而提高蝕刻速率。硫酸1wt%之溶液(攝氏80度之溫度)具有鎵氧化膜之蝕刻能力(0.27nm/min)。作為參考，鹽酸36wt%之水溶液顯示出鎵氧化膜之蝕刻速率(0.21nm/min)。
圖13係表示蝕刻後之GaN之表面粗糙度。利用硫酸1%w之溶液(攝氏80度之溫度)所處理之GaN表面之表面粗糙度顯示出與未處理之GaN表面相同程度的平坦性。另一方面，利用氟化氫25wt%之水溶液及鹽酸4.5wt%之水溶液所處理之GaN表面之表面粗糙度顯示出大於硫酸1%w之溶液(攝氏80度之溫度)所處理之GaN表面之表面粗糙度、及未處理之GaN表面之表面粗糙度。此處，「Ra」係平均面粗糙度(距離平均線之絕對值偏差之平均值)，「RMS」係均方根面粗糙度(將自平均線至測定曲線之偏差之平方進行平均所得之值之平方根)，「P-V」係最大高低差。清潔後之表面粗糙度較佳為「Ra」為0.06nm以下，「RMS」為 0.08nm以下，「P-V」為0.84nm以下(相當於清潔前)。
‧藉由基於JIS B 0601：1982之測定。
‧裝置係使用SII NanoTechnology公司製造之小型探針顯微鏡單元(型式：SPA-300)，利用Si探針中之接觸模式進行測定。
‧將縱：5μm×橫：5μm尺寸進行縱：256點×橫：256點測定，並將其利用電子計算機(PC(Personal Computer，個人計算機)之軟體)進行運算而求出。
濃度0.5wt%之氫氟酸溶液及含臭氧之氫水不滿足氧化還原電位0.6volt以上之條件。FPM溶液、濃度0.5wt%之氫氟酸溶液及含臭氧之氫水不滿足氫離子濃度之pH值2以下。又，FPM溶液、濃度0.5wt%之氫氟酸溶液及含臭氧之氫水、包含鹽酸(1wt%)及硝酸(0.5wt%)之溶液、以及包含氫氟酸(1wt%)及硝酸(3.5wt%)之溶液不滿足氧化還原電位0.8volt以上之條件。FPM溶液、濃度0.5wt%之氫氟酸溶液及含臭氧之氫水、以及包含氫氟酸(1wt%)及硝酸(3.5wt%)之溶液不滿足氫離子濃度pH值1以下之條件。硫酸(0.1wt%，91℃)、硫酸(1.0wt%，80℃)、硫酸(50wt%，80℃)滿足氧化還原電位0.6volt以上之條件及氫離子濃度pH值2以下之條件。
(實施例2)
調查濃度1wt%之硫酸溶液之雜質去除能力與處理溫度之關係。為了調查金屬元素去除能力，進行以下之步驟。於第1步驟中，準備複數個GaN基板。於第2步驟中，準備控制了金屬雜質濃度之試驗液，並且將試驗液經控制之量滴加於GaN基板之表面。於第3步驟中，使GaN基板上之試驗液蒸發並藉由金屬雜質使GaN半導體之表面強制污染。於本實施例中，與實施例1同樣地以1E13原子數cm-2之濃度之Fe、Ni、Cu、Zn使基板表面污染。於第4步驟中，使用全反射螢光X射線分析法對GaN基板表面之污染量進行定量。於第5步驟中，於攝氏50度、70度、 80度、90度之溫度下使用濃度1wt%之硫酸溶液，對具有特定量之金屬污染之GaN基板之表面進行清潔。於第6步驟中，使用全反射螢光X射線分析法，對清潔過之GaN基板表面之污染量進行定量。
圖14係表示於攝氏50度、70度、80度、91度之溫度下應用使用濃度1wt%之稀硫酸溶液之清潔的GaN基板之表面之殘留雜質之濃度。於本實施例中，均應用處理時間10分鐘之清潔。表示清潔後之殘留金屬濃度。
處理溫度、Fe濃度、Ni濃度、Cu濃度、Zn濃度。
攝氏50度、1.1E10、5.0E10、2.6E10、2.2E11。
攝氏70度、2.0E10、9.7E9、4.3E10、6.3E10。
攝氏80度、6.3E9、1.7E9、2.5E10、3.4E10。
攝氏91度、1.1E10、1.3E9、2.6E10、6.3E9。
單位係原子數cm-2。初期污染濃度係1E13原子數cm-2，用於測定之裝置定量下限係1E10原子數cm-2。於該實驗中判定為未達作為潔淨之表面之基準之1E11原子數cm-2。
於硫酸濃度1wt%之處理中，若升高處理溫度而增加反應速度(蝕刻速率)，則殘留金屬濃度(污染之程度)下降。殘留雜質之濃度與處理溫度之關係係依據阿瑞尼斯(Arrhenius)之式。由於雜質之去除能力具有依據阿瑞尼斯之式之溫度依存性，故而化學反應顯示於GaN表面之金屬雜質去除中，鎵氧化膜之去除能力為主要因素之一。於攝氏80度以上之溶液溫度下可將GaN表面潔淨。此時之氧化膜去除能力藉由0.27nm/min左右之蝕刻速率而顯示。將攝氏80度以上之硫酸水溶液用作清潔溶液之蝕刻(化合物之蝕刻)可提供較高之金屬雜質污染去除能力，除此以外，可抑制不期望之氧化而提供較低之表面粗糙之製程。該優勢亦可藉由濃度0.1wt%以上之硫酸溶液而提供。
圖15係表示硫酸濃度與氧化還原電位之關係。
硫酸濃度，氧化還原電位。
0.1wt%，約0.6volt。
1.0wt%，約0.8volt。
20wt%，約0.9volt。
60wt%，約1.1volt。
80wt%，約1.2volt。
表示硫酸濃度與氫離子濃度之關係。
硫酸濃度，氫離子濃度。
0.1wt%，pH值2。
1.0wt%，pH值1。
50wt%，pH值約-0.7。
65wt%，pH值約-0.8。
如上所說明般，以下之3個條件可實現對包含Ga作為構成元素之化合物之表面顯示出表面粗糙度較小之優異之金屬雜質之去除能力之表面清潔處理。
使溶液之氧化還原電位為0.6V以上，較佳為0.8V以上。
使溶液之氫離子濃度為pH值2以下，較佳為pH值1以下。
可使氧化鎵之蝕刻速率為0.2nm/min以上~0.76nm/min以下，較佳為0.27nm/min以上~0.76nm/min以下。
因此，較佳為使用低濃度之硫酸水溶液於攝氏80度以上之溫度下對上述化合物進行處理。
又，就降低環境負荷之觀點而言，著眼於降低硫酸化學液之使用量、抑制硫酸之蒸發。該等直接與減輕廢液處理、排氣處理之負擔有關。其結果為，環境負荷降低亦產生費用上之效果。為了將硫酸之蒸發抑制為實質上為零，考慮硫酸水溶液之沸點與蒸汽壓。
圖16表示硫酸水溶液之硫酸濃度與硫酸水溶液之沸點之關係。此 處，作為硫酸與水之混合物之硫酸水溶液之沸點係根據International Critical Tables of Numerical Data,Physics,Chemistry and Technology,vol.III National Research Council,McGraw-Hill,London,New York(1928)P303之資料基礎而進行繪圖。圖16所示之最低濃度之硫酸溶液之沸點為攝氏102度。因此，清潔時之清潔液之溫度較佳為攝氏100度以下。
又，圖17及圖18係表示硫酸溶液之硫酸濃度與硫酸之蒸汽壓之關係。參照圖17，表示於攝氏20度、40度、60度、80度、100度下之清潔用硫酸溶液中，硫酸濃度與硫酸之蒸汽壓之關係。參照圖18，表示蒸汽壓之縱軸之最大值取1×10-2Pa，較低之蒸汽壓之區域擴大。
若將基於國際物質安全性卡(ICSC編號0362)之暴露極限值換算為作業空間中之硫酸蒸汽壓，則根據發明者之估計，與暴露極限值對應之蒸汽壓為5×10-3Pa。參照圖18，縱軸上之5×10-3Pa之蒸汽壓根據與攝氏100度對應的蒸汽壓曲線而相當於橫軸上之硫酸濃度65wt%。為了降低成為硫酸之產生源之作業環境之環境負荷，使硫酸濃度未達65wt%。
又，於硫酸濃度為50wt%以下時，於與攝氏100度對應之蒸汽壓曲線上，硫酸之蒸發幾乎消失。於實施本實施例之清潔處理之裝置、例如具有清潔槽之批次(多片)式處理裝置中，可視為自清潔槽蒸發之成分實質上為水而進行裝置之設計。於該裝置之運轉中，監視氫離子濃度pH值及溶液之水位，並且基於該監視視需要進行純水之補充。由於清潔液為硫酸溶液，故而實質上不產生清潔裝置內部之污染、腐蝕。
圖19表示硫酸水之濃度與金屬元素之去除能力之關係。於使用硫酸水之金屬雜質去除中，於攝氏91度以上之溫度下硫酸濃度0.1~97wt%之範圍內，對初期污染濃度(已提及)具有如圖19之優異之清潔能力。硫酸水顯示出可以低濃度之蝕刻劑量提供所需之清潔。例如即便 於0.1wt%之極低濃度下硫酸水亦具有以下之清潔後之雜質濃度所顯示之清潔能力。
硫酸濃度：Fe濃度、Ni濃度、Cu濃度、Zn濃度。
0.1wt%：5.1E9、1.7E9、2.7E10、2.6E10。
1.0wt%：1.4E10、3.4E10、2.6E10、6.3E9。
5wt%：4.0E9、5.9E9、5.9E9、9.5E9。
10wt%：1.4E10、7.7E9、7.7E9、1.1E10。
20wt%：7.6E9、7.2E9、7.2E9、6.8E9。
60wt%：5.2E9、4.1E9、1.9E10、1.0E10。
97wt%：5.1E9、8.2E9、3.6E10、1.7E10。
如上所說明般，GaN之化合物表面之金屬雜質污染去除能力係藉由以下之工序而理解。
工序S1：以在甫爾拜圖上成為溶解區域內之方式控制清潔溶液之pH值。
工序S2：以具有對化合物之氧化能力之方式調整清潔溶液之氧化還原電位。
工序S3：於鎵氧化膜之蝕刻速率0.2nm/min以上或0.27nm/min以上之情況下調整清潔溶液。
工序S4：以滿足以上3點之方式所準備之化學液之例示係使硫酸濃度未達65wt%，較佳為50wt%以下之硫酸溶液。
工序S5：將清潔溶液之溫度控制為攝氏80度以上，較佳為控制為攝氏95℃以下之溫度。
工序S6：將該化學液應用於化合物之表面。
其結果為，就廢液處理、排氣處理之方面而言，可降低環境負荷。其結果為，亦可降低溶液及其排水處理之費用上之負擔。
於圖2中，溶液17對氧化鎵具有0.2nm/min以上之蝕刻速率。本實 施形態之清潔方法及清潔溶液對形成於具備鎵作為構成元素之化合物半導體之表面之鎵氧化物之減少較為有效。溶液17較佳為對鎵氧化物具有0.27nm/min以上之蝕刻速率。化合物例如可具備氮化鎵系半導體、及氧化鎵中之至少任一者。
溶液17對III族氧化物具有0.2nm/min以上之蝕刻速率。本實施形態之清潔方法及清潔溶液對形成於具備鎵作為構成元素之化合物半導體之表面之III族氧化物之減少較為有效。溶液較佳為對III族氧化物具有0.27nm/min以上之蝕刻速率。
將包含純水與於該純水中未達65wt%之硫酸且具有pH值2以下之氫離子濃度及0.6volt以上之氧化還原電位之溶液17用於具備鎵作為構成元素之化合物半導體之清潔。該純水係以應用於半導體之處理之方式準備。該純水較佳為超純水。
繼而說明另一裝置。藉由使用該裝置，亦可獲得來自上述實施形態之溶液17之技術上之幫助，可獲得來自上述實施例之硫酸水溶液之技術上之幫助。圖20係模式性地表示用以應用清潔之裝置及設施之另一例之圖式。圖20所示之設施係提供用以對包含鎵作為構成元素之化合物實施各種處理之例如無塵室43。於無塵室43內，設置有用於清潔之清潔裝置45。於清潔裝置45中，將用於清潔之溶液17應用於化合物19。作為該應用，例如使溶液17接觸於化合物19，進行化合物19之表面之處理4。作為一例，該接觸係藉由於清潔裝置45中將溶液17噴出至化合物19而提供。於本實施例中，化合物19例如具有半導體晶圓之形態。半導體晶圓例如可為氮化鎵基板。如已說明般，使溶液17接觸於化合物19之處理(圖23及圖24中之處理4)之具體之方法並不限定於噴出，可為浸漬。
清潔裝置45具備：用於清潔之杯47、支持台49、搬送機構51、硫酸源55、加熱器57、處理溶液槽59、噴出構件(例如，第1噴嘴61、第2 噴嘴62及第3噴嘴63)、及扇形過濾器單元65。
用於清潔之杯47係用以降低溶液17之飛散或蒸汽之擴散之容器，且連接於排氣處理裝置77。支持台49之旋轉係藉由旋轉機構67a而進行。又，杯47係以支持台49為基準被可升降地支持。杯47之升降係藉由升降機構67b而進行。為使清潔對象物之搬送變得容易，杯47之升降機構67b可於搬送時使支持台49移動至杯47外。於用於清潔之處理4時，支持台49位於杯47內。支持台49係支持作為化合物19之清潔對象物、例如氮化鎵基板。於本實施例中，於支持台49上，例如2英吋或3英吋之尺寸之氮化鎵基板可藉由接腳之前端之接觸而支持其背面，或可藉由設置於支持台49之主面之真空吸附而被支持。氮化鎵基板係一面使支持台49旋轉，一面進行清潔、沖洗、乾燥。
搬送機構51係藉由多關節型搬送機械手等裝置而將清潔對象物搬送於支持台49上。於本實施中，清潔對象物係具備應用清潔之化合物19之晶圓或基板，且收容於例如匣之容器。匣例如可收納25片氮化鎵(GaN)基板。視需要亦可不使用搬送機構51進行清潔對象物之移動而將清潔對象物直接設置於支持台49。於用於清潔之杯47內，支持台49被可旋轉地支持。
處理溶液槽59係為了準備用於處理4之溶液17而使用，並且儲存溶液17。為了調整溶液17之溫度而設置加熱器57。藉由該溫度調節功能，可於清潔對象物上使溶液17成為所需之溫度範圍內。處理溶液槽59內之溶液17之溫度係藉由加熱器57而維持。藉由溶液17之處理4時，自噴出噴嘴噴出溶液17，對清潔對象物應用處理4。處理溶液槽59係由純水與硫酸而製備溶液17。硫酸源55儲存供給至處理溶液槽59之硫酸。硫酸源55例如可指EL級之硫酸槽。硫酸源55內之硫酸例如係經由泵向經加熱之處理溶液槽59輸送。扇形過濾器單元65(FFU)產生用於支持台49之降流。降流係經由用於潔淨化之過濾器、例如ULPA過濾器或 HEPA過濾器而提供。藉由自杯47之排氣而減少來自溶液17之硫酸向清潔裝置45外流出。
設置複數個噴出構件，該等噴出構件供給用於處理4之溶液17及純水，並且在必要之情形時供給乾燥用空氣。該等噴出構件於杯47及支持台49之區域係由具備可回旋及升降之馬達及/或汽缸等之機構而支持。於本實施例中，清潔裝置45具備：作為噴出構件發揮作用之第1噴嘴61、第2噴嘴62及第3噴嘴63。第1噴嘴61係為了將溶液17向例如支持台49上之氮化鎵基板噴出而設置，又，藉由第11管線71a而連接於處理溶液槽59。第2噴嘴62係為了將純水向例如支持台49上之氮化鎵基板噴出而設置，又，經由第12管線71b而連接於純水製造裝置73。第3噴嘴63例如係向支持台49上之氮化鎵基板吹送乾燥用之氣體而設置，且經由第13管線71c而連接於氮氣源74。
純水製造裝置73可經由第14管線71d而向處理溶液槽59供給純水。硫酸源55係經由第15管線71e而連接於處理溶液槽59。排水處置裝置75係經由第15管線71f而連接於杯47，處理為了處理化合物19所使用之溶液17，具體而言為硫酸水溶液。就排水處置裝置75只要可進行使用過之硫酸水溶液之處理即可之方面而言，清潔裝置45可有助於環境負荷之降低。排氣處理裝置77係經由第16管線71g而連接於處理溶液槽59及杯47，處理自處理溶液槽59及杯47之排氣。就排氣處理裝置77只要可進行包含大氣及硫酸之排氣之處理即可之方面而言，清潔裝置45可有助於環境負荷之降低。
圖21係表示使用圖20所示之清潔裝置之清潔化合物半導體之方法之主要步驟之圖式。一面參照圖21，一面說明作為化合物19之例如GaN晶圓之清潔。於步驟S301中，準備具備化合物19之處理對象物。於本實施例中，準備例如2英吋或3英吋之尺寸之一個或複數個GaN晶圓。於步驟S302中，為了使用於處理對象物之移動變得容易而使杯47 下降，將支持台49送出至杯47外。於步驟S303中，將清潔對象物放置於支持台49上。於本實施例中，搬送機構51將清潔對象物搬送至支持台49上。於步驟S304中，使杯47上升，將支持台49收容於杯47內。
對支持台49上之清潔對象物實施一系列之清潔步驟。於步驟S305中，一面使支持台49旋轉，一面開始自第1噴嘴61之溶液17之噴出。於本實施例中，經由第1噴嘴61而使溶液17流延至支持台49上之GaN晶圓之表面，又，到達至GaN晶圓之表面之溶液17係接觸於GaN晶圓之表面，並且沿GaN晶圓之表面流動。藉由支持體之旋轉之離心力有助於向GaN晶圓之表面持續地供給新的溶液17。溶液17係以於GaN晶圓之表面為攝氏70度以上之溫度之方式進行溫度調節。因此，溶液17係為了清潔對象物之表面之清潔而發揮功能。又，於清潔對象物之表面溫度低於溶液17之溫度時，溶液17之持續之供給使清潔對象物之表面溫度上升。使溶液17之供給停止，使處理4結束。再者，第1噴嘴61之前端亦可設為相對於清潔對象物而相對移動。於步驟S306中，一面使支持台49旋轉，一面開始自第2噴嘴62之純水之噴出。於本實施例中，經由第2噴嘴62使用於沖洗之純水流延至支持台49上之GaN晶圓之表面。第2噴嘴62之前端亦可設為相對於清潔對象物相對地移動。於純水之溫度低於溶液17之溫度之情形時，清潔對象物之溫度迅速地冷卻，藉由該冷卻而使溶液17之功能降低。純水之溫度例如可為室溫。於沖洗結束後，使自第2噴嘴62之純水之供給停止。於步驟S307中，一面使支持台49旋轉，一面開始自第3噴嘴63之經乾燥之氣體之供給。於本實施例中，一面以數1000rpm以上、例如1000rpm以上之轉數使支持台49旋轉，一面使氮氣向GaN晶圓噴出。藉由自第3噴嘴63之氣體之供給，而使GaN晶圓之表面乾燥。乾燥結束後，停止自第3噴嘴63之氣體之供給。
於步驟S308中，為使用於處理對象物之移動變得容易，使杯47下 降，將支持台49送出至杯47外。於步驟S309中，自支持台49將清潔對象物取出。於本實施例中，搬送機構51將清潔過之GaN晶圓自支持台49搬送，將所取出之GaN晶圓收容於匣。
藉由溶液17之處理4之應用時間例如可為5秒以上。由於該應用時間係亦與處理對象物、例如GaN晶圓之表面所求出之殘留雜質濃度相關，故而可為5秒以上。
(實施例3)
表示自清潔裝置45之噴嘴流出溶液17、純水及氮氣而對2英吋之氮化鎵基板進行處理4之條件。一面使噴嘴相對於氮化鎵基板搖動，一面進行處理4。
溶液17之流量：0.5L/min。
噴嘴內徑：5mm。
GaN晶圓之轉數：100rpm。
藉由溶液17之處理4之時間：3min。
超純水之流量：1L/min。
藉由超純水之沖洗時間：0.5min。
GaN晶圓之轉數：100rpm。
氮氣噴射流量：20SLM。
氮噴射旋轉乾燥：2000rpm。
處理時間：0.5min。
處理時間係使轉數到達2000rpm並自該時點開始計測。
圖22係表示本實施形態之製作化合物半導體裝置之方法之主要步驟之圖式。化合物半導體裝置包含：例如半導體雷射、發光二極體等半導體發光元件、及例如pn接合二極體、肖特基接合二極體、電晶體等電子裝置。圖23係模式性地表示本實施形態之製作化合物半導體裝置之方法之主要步驟之圖式。於步驟S401中，如圖23之(a)部、(e) 部及(j)部所示般，準備基板81。基板81具有具備化合物半導體之主面81a。於步驟S402中，將於本實施形態中使用溶液17之清潔化合物半導體之方法中之處理4應用於基板81之主面81a。於步驟S403中，將清潔化合物半導體之方法中之處理4應用於基板81後，於基板81之主面81a上使膜生長。根據該製作方法，可藉由將本實施形態之處理應用於基板81之主面81a，而於經處理之主面上進行成膜。如圖23之(c)部、(g)部及(m)部所示般，藉由成膜之膜83可具備：化合物半導體膜、絕緣膜及/或金屬膜。根據該製作方法，可降低於具備化合物半導體之主面81a與化合物半導體膜、絕緣膜及金屬膜等膜83之界面之殘留雜質濃度。化合物半導體膜例如具備III族氮化物，絕緣膜例如可為矽系無機絕緣膜(例如為SiN、SiO2、SiON)、氧化鋁(例如為Al2O3)等。金屬膜例如可為用於歐姆接觸、肖特基接觸之金屬。
於用於製作化合物半導體裝置之方法之第1實施例中，如圖23之(a)部所示般準備基板81之步驟S401可包含準備化合物半導體基板85之步驟S401-11。化合物半導體基板85具備上述化合物半導體。於典型之實施例中，化合物半導體基板85可具有化合物半導體晶圓之形態。如圖23之(b)部所示般，於步驟S402中，化合物半導體基板85係藉由使用本實施形態所示之溶液17之處理4而清潔。於該實施例中，應用清潔處理之主面81a係藉由化合物半導體基板而提供。典型而言，如圖23之(c)部所示般，於步驟S403中，於化合物半導體基板85之經清潔之主面上，化合物半導體膜83a(83)於磊晶上生長。該生長法例如可為HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy，氫化物氣相磊晶)法、MOVPE(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy，金屬有機氣相外延)法、MBE(molecular beam epitaxy，分子束外延)法等。
於用於製作化合物半導體裝置之方法之第2實施例中，準備基板81之步驟S401可包含：步驟S401-21及步驟S401-22。於步驟S401-21 中，如圖23之(d)部所示般，準備可實現化合物半導體之磊晶生長之支持體87。支持體87例如可為GaN基板、矽基板、藍寶石基板、碳化矽基板、氧化鎵基板等。於步驟S401-22中，如圖23之(e)部所示般，使具備上述化合物半導體之半導體層89於支持體87上生長，製造磊晶基板EP等基板81。化合物半導體例如可為已說明之III族氮化物等。半導體層89之磊晶生長例如可藉由HVPE法、MOVPE法、MBE法等而進行。如圖23之(f)部所示般，於步驟S402中，支持體87上之具備化合物半導體之半導體層89係藉由使用本實施形態所示之溶液17之處理4而清潔。根據該製作方法，應用用於清潔之處理4之主面81a可藉由具備化合物半導體之半導體層89而提供。於該實施例中，典型而言，如圖23之(g)部所示般，於步驟S403中，於半導體層89之經清潔之主面上使絕緣膜83b(83)生長。絕緣膜83b(83)例如可為矽系無機絕緣膜(例如為SiN、SiO2、SiON)、氧化鋁(例如為Al2O3)等。該生長例如可利用化學氣相生長(CVD)法、熱氧化法、濺鍍法、蒸鍍法、原子層沈積(ALD)法等進行。
於用於製作化合物半導體裝置之方法之第3實施例中，準備基板81之步驟S401可包含步驟S401-31、步驟S401-32及步驟S401-33。於步驟S401-31中，如圖23之(h)部所示般，於生長用基板92上使具備化合物半導體之半導體層93生長，準備磊晶基板EP作為支持體。絕緣膜95於磊晶基板EP之表面上使磊晶生長。絕緣膜95例如可為矽系無機絕緣膜(例如為SiN、SiO2、SiON)、氧化鋁(例如為Al2O3)等。該生長法例如可為化學氣相生長(CVD)法、熱氧化法、濺鍍法、蒸鍍法、原子層沈積(ALD)法等。於步驟S401-32中，如圖23之(i)部所示般，使用光微影法將掩膜97形成於絕緣膜95上。於步驟S401-33中，如圖23之(j)部所示般，使用掩膜97對絕緣膜95進行蝕刻，於絕緣膜95形成圖案。藉此，形成經圖案形成之絕緣膜95。經圖案形成之絕緣膜95具有到達作為支 持體之磊晶基板EP之主面之開口95a。於開口95a，構成支持體(磊晶基板EP)之表面之半導體層93露出。蝕刻可為乾式蝕刻及/或濕式蝕刻。露出於開口95a之半導體層93暴露於蝕刻之蝕刻劑。蝕刻後，將掩膜97去除。如圖23之(k)部所示般，於步驟S402中，支持體87上之具備化合物半導體之半導體層93係藉由使用本實施形態所示之溶液17之處理4而清潔。根據該製作方法，應用處理4之主面81a可藉由利用蝕刻所露出之化合物半導體而提供。如圖23之(m)部所示般，於步驟S403中，於具有開口95a之絕緣膜95上及開口95a之主面81a上，沈積金屬83c(83)。金屬83c例如可於主面81a形成歐姆接觸或肖特基接觸。該沈積例如可為化學氣相生長(CVD)法、熱氧化法、濺鍍法、蒸鍍法、原子層沈積(ALD)法等。
圖24係模式性地表示本實施形態之製作氮化鎵基板之方法之主要步驟之圖式。如圖24之(a)部所示般，於步驟S501中，使氮化鎵結晶體99於基板101上生長。該生長例如可為HVPE法、MOVPE法等。
如圖24之(b)部所示般，於步驟S502中，對氮化鎵結晶體99進行加工，使氮化鎵結晶體99自基板101分離，並且由氮化鎵結晶體99形成一個或複數個氮化鎵切片103。氮化鎵切片103具有經鏡面研磨之主面103a。於鏡面研磨後，氮化鎵切片103放置於大氣中，於氮化鎵切片103之主面103a形成氧化物。
如圖24之(c)部所示般，於步驟S503中，對氮化鎵切片103之經鏡面研磨之主面103a應用處理4而形成氮化鎵基板105。若步驟S503之處理結束，則如圖24之(d)部所示般，獲得氮化鎵基板105，氮化鎵基板105具有主面105a，對該主面105a應用藉由處理4之清潔。於該實施例中，實施有處理4之化合物半導體係構成氮化鎵切片103之主面103a之氮化鎵。根據製作氮化鎵基板105之方法，藉由使用溶液17之處理4，可降低氮化鎵基板105之主面105a之雜質濃度。經處理之主面105a具備 包含鐵、鎳、銅及鋅之至少任一者之殘留雜質。藉由處理4之應用，可使該殘留雜質之濃度為1×1011cm-3以下。具體而言，根據製作氮化鎵基板105之方法，藉由使用溶液17之處理4，亦可使鐵、鎳、銅及鋅等殘留雜質中之任一者之濃度為1×1011cm-3以下。又，於處理4前主面103a具有第1表面粗糙度，於處理4後主面105a具有第2表面粗糙度，且第2表面粗糙度小於第1表面粗糙度。因此，根據該製作方法，可提高具有表面粗糙度較小之主面之氮化鎵基板。
根據發明者等人之見解，包含藉由處理4之溶液17對存在於氮化鎵切片103之主面103a之氧化物進行蝕刻。根據製作氮化鎵基板105之方法，包含純水與於該純水中未達65wt%之硫酸且具有pH值2以下之氫離子濃度及0.6volt以上之氧化還原電位之溶液17係藉由蝕刻而將氮化鎵之表面氧化膜去除，其結果為，提供雜質濃度較低之氮化鎵表面。因此，氮化鎵切片103之表面係藉由利用處理4之蝕刻而削薄，產生氮化鎵基板105之主面105a。就主面105a經降低之殘留雜質之濃度成為1×1011cm-3以下之方面而言，可認為使用溶液17之處理4為清潔。
(實施例4)
圖25係表示置於大氣中之氮化鎵基板之X射線繞射測定資料之圖式。圖25之X射線繞射測定資料包含：來自X射線繞射攝像裝置之測定資料、與實施自測定資料減去本底之加工所得之加工資料。於該測定中，使用全自動水平型之X射線繞射裝置SmartLab，用於測定之X射線波長係Cu Kα射線。
表示測定條件。
X射線入射角(ω)：固定為0.35度(X射線薄膜法測定)。
管電壓-電流45kV-200mA。
掃描速度：1度/min。
角度採樣步長(angle sampling step)：0.15度。
測定該X射線繞射測定資料之氮化鎵基板係與圖12所示之氧化鎵之蝕刻中所使用者相同地製作。根據圖25，用以取得圖12之資料之實驗中所使用之氧化鎵膜具有β-Ga2O3之結晶結構。因此，GaN表面之自然氧化膜係β-Ga2O3之微晶。圖12之實驗表示對β-Ga2O3之結晶之鎵氧化膜之蝕刻能力。
圖25之X射線繞射資料係表示如下資料，該資料係表示GaN上之自然氧化膜之狀態，且係藉由薄膜法測定法將X射線入射角固定為利用反射率測定所觀測之臨界角(0.35度)，並且一面使檢測器之角度發生變化一面測定GaN表面之結晶狀態所得。圖25之加工資料係使於基於文獻(JCPDS Card No.01-087-1901)所示之繞射圖案之資料且與β-Ga2O3結晶配向類似之寬峰包含於角度30度~40度之角度區域及55度至70度之角度區域。由該繞射圖案內所觀測到之寬峰可知，GaN表面之自然氧化膜之主要之構成物為β-Ga2O3之微晶。
(實施例5)
準備具有(0001)主面之氮化鎵基板。對該氮化鎵基板於攝氏850度下氧環境(氧大致為100%)下進行2小時之乾燥氧化。該結果為，於氮化鎵基板之表面形成熱氧化膜。
乾燥熱氧化之條件係如下者。
於氬氣環境下歷時17.5min自常溫升溫至攝氏850度。
保持於攝氏850度，於氧氣環境下進行2小時之處理。
熱氧化後，於氬氣環境下使溫度自攝氏850度下降至常溫。
圖26係表示熱氧化前之氮化鎵基板與附熱氧化膜之氮化鎵基板之X射線繞射曲線之圖式。使用X射線繞射對所取出之附熱氧化膜之氮化鎵基板之表面結晶狀態進行鑑定，並且藉由分光橢圓儀及掃描式電子顯微鏡(SEM)之剖面圖像估計表面氧化膜之厚度。該表面氧化膜具有β-Ga2O3之結晶結構。
測定氮化鎵基板之附熱氧化膜之表面之X射線繞射曲線之條件。
X射線繞射裝置：Phillips X'pert。
測定條件：ω-2θ測定法。
X射線源：Cu Kα射線。
測定之管電壓-電流45kV-40mA。
掃描速度：1度/min。
採樣步長：0.05度。
圖27係表示掃描式電子顯微鏡(SEM)之剖面圖像之圖式。根據剖面SEM圖像，於附熱氧化膜之氮化鎵基板之表面附近，於乾燥熱氧化後形成81.3nm之氧化膜。
剖面SEM圖像之攝像條件。
SEM測定裝置：Hitachi High-Technologies，SU8000。
照射電壓：10kV，10k倍率。
圖28係表示使用分光橢圓儀所測定之熱氧化膜之厚度、與使用SEM剖面圖像所測定之熱氧化膜之厚度之關係。圖12所示之蝕刻資料係基於該實驗。
橢圓儀：HORIBA UVISEL。
該關係係藉由大致直線而表示。藉由兩種方法之膜之計測厚度大致一致，故而可使用分光橢圓儀測定GaN上之鎵氧化物之厚度。於圖12所示之實驗中，用於估計幾種蝕刻溶液之蝕刻速率之殘存氧化物之膜厚係使用分光橢圓儀而進行。
如已說明般，基於氫離子濃度及氧化還原電位之蝕刻之機制考慮如下：包含鎵作為構成元素之化合物於其表面具備自然氧化膜。氮化鎵之自然氧化膜為β-Ga2O3之微晶。溶液17具有可實現具備β-Ga2O3之氧化物之溶解之氧化還原電位。於溶解之過程中，自具備β-Ga2O3之氧化物表面奪取電子，藉此可將GaN表面上之氧化物(β-Ga2O3)去除。又， 不僅氮化鎵表層，於自然氧化膜中亦摻入金屬雜質。可藉由蝕刻而將包含金屬雜質之氧化膜去除。又，若氮化鎵表面接觸溶液17，則藉由溶液17而引起氮化鎵表面之氧化，於氮化鎵表層中金屬雜質伴隨所產生之氧化物之溶解而自氮化鎵表面消失。於固相與液層之界面逐次產生鎵氧化物。如此所產生之鎵氧化物逐次於溶液17中溶解。金屬雜質與該鎵氧化物一同溶解，並殘留於溶液17中。根據發明者等人之見解，氮化鎵基板之表面之金屬雜質係如此自表面去除並殘留於溶液17中，溶液中之金屬雜質不再附著於GaN表面。可進行表面氧化及蝕刻之氧化還原電位亦可藉由氧化分解而將有機物同時去除(例如0.8V以上之電位)。該優勢亦可藉由濃度0.1wt%以上之硫酸溶液而提供。此種處理4可藉由已說明之溶液17之浸漬或噴出而實現。根據本實施形態，提供可降低環境負荷，並且對GaN之殘留雜質之降低有效之處理溶液及處理方法。又，藉此，藉由可降低環境負荷之製造方法，可提供氮化鎵基板、化合物半導體裝置。
於較佳實施形態中，圖示說明本發明之原理，但業者應認識，本發明可於不脫離此種原理之情況下對配置及詳細內容進行變更。本發明並不限定於本實施形態所揭示之特定構成。因此，針對來自申請專利範圍及其精神範圍之所有修正及變更申請權利。
[產業上之可利用性]
如以上所說明，根據本實施形態，可提供一種可降低環境負荷的清潔化合物半導體之方法，又，可提供一種可降低環境負荷的具備鎵作為構成元素之化合物半導體之清潔用溶液。根據本實施形態，可提供一種可藉由應用清潔化合物半導體之方法而降低環境負荷的製作化合物半導體裝置之方法。根據本實施形態，可提供一種可藉由應用清潔化合物半導體之方法而降低環境負荷的製作氮化鎵基板之方法。根據本實施形態，可提供一種藉由可降低環境負荷的清潔化合物半導體 之方法所製作之氮化鎵基板。

Claims (19)

  1. 一種清潔化合物半導體之方法，其具備：使用包含純水與未達65wt%之硫酸且具有pH值2以下之氫離子濃度及0.6volt以上之氧化還原電位的溶液，於攝氏70度以上之溫度下對具備鎵作為構成元素之化合物半導體實施清潔處理之步驟。
  2. 如請求項1之清潔化合物半導體之方法，其中上述溶液為硫酸濃度50wt%以下之硫酸溶液，且上述處理係於攝氏80度以上之溫度下進行。
  3. 如請求項1或2之清潔化合物半導體之方法，其中上述化合物半導體至少於表面之一部分具備氮化鎵(GaN)。
  4. 如請求項1至3中任一項之清潔化合物半導體之方法，其中上述化合物半導體為GaN基板。
  5. 如請求項1至4中任一項之清潔化合物半導體之方法，其中上述化合物半導體具備氧化鎵。
  6. 一種具備鎵作為構成元素之化合物半導體之清潔用溶液，其包含純水與於上述純水中未達65wt%之硫酸，且具有pH值2以下之氫離子濃度及0.6volt以上之氧化還原電位。
  7. 如請求項6之具備鎵作為構成元素化合物半導體之清潔用溶液，其中上述硫酸之濃度為50wt%以下，上述溶液之溫度為攝氏80度以上。
  8. 一種製作化合物半導體裝置之方法，其具備：準備具有主面之基板之步驟；將如請求項1至5中任一項之清潔化合物半導體之方法中之上述處理應用於上述基板之上述主面之步驟；及 將上述清潔化合物半導體之方法應用於上述基板後，於上述基板之上述主面上使膜生長之步驟；且上述基板之主面具備上述化合物半導體。
  9. 如請求項8之製作化合物半導體裝置之方法，其中上述膜具備化合物半導體膜、絕緣膜及金屬膜中之至少任一者。
  10. 如請求項8或9之製作化合物半導體裝置之方法，其中上述準備基板之步驟包含準備化合物半導體基板之步驟，且上述化合物半導體基板具備上述化合物半導體。
  11. 如請求項8或9之製作化合物半導體裝置之方法，其中上述準備基板之步驟包含使具備上述化合物半導體之半導體層於支持體上生長而製作上述基板之步驟。
  12. 如請求項8或9之製作化合物半導體裝置之方法，其中上述準備基板之步驟具備：準備具有具備上述化合物半導體之主面的支持體之步驟；於上述支持體之上述主面上形成絕緣膜之步驟；於上述絕緣膜上形成掩膜之步驟；使用上述掩膜對上述絕緣膜進行蝕刻，從而於上述絕緣膜形成到達上述支持體之上述主面之開口之步驟；及將上述掩膜去除之步驟；且於上述絕緣膜之上述開口顯現上述化合物半導體。
  13. 一種製作氮化鎵基板之方法，其具備：使氮化鎵結晶體生長之步驟；對上述氮化鎵結晶體進行加工而形成一個或複數個氮化鎵切片之步驟；及將如請求項1至5中任一項之清潔化合物半導體之方法中之上述處理應用於上述氮化鎵切片之主面，而提供具有藉由上述處理 所處理之主面之氮化鎵基板之步驟；且上述化合物半導體為氮化鎵，上述氮化鎵切片之上述主面具備上述化合物半導體。
  14. 如請求項13之製作氮化鎵基板之方法，其中上述經處理之主面具備包含鐵、鎳、銅及鋅中之至少任一者之殘留雜質，且上述殘留雜質之濃度為1×1011cm-3以下。
  15. 如請求項13或14之製作氮化鎵基板之方法，其中於上述處理前上述氮化鎵切片之上述主面具有第1表面粗糙度，於上述處理後上述氮化鎵基板之上述主面具有第2表面粗糙度，且上述第2表面粗糙度等於或小於上述第1表面粗糙度。
  16. 一種氮化鎵基板，其係具有如請求項1至5中任一項之清潔化合物半導體之方法之清潔後之主面者，且上述主面之表面粗糙度Ra為0.06nm以下。
  17. 一種氮化鎵基板，其係具有如請求項1至5中任一項之清潔化合物半導體之方法之清潔後之主面者，且上述主面之表面粗糙度RMS為0.08nm。
  18. 一種氮化鎵基板，其係具有如請求項1至5中任一項之清潔化合物半導體之方法之清潔後之主面者，且上述主面之表面粗糙度P-V為0.84nm以下。
  19. 一種氮化鎵基板，其係具有如請求項1至5中任一項之清潔化合物半導體之方法之清潔後之主面者，且上述主面之殘留雜質包含鐵、鎳、銅及鋅之全部，上述鐵之濃度為1×1011cm-3以下，上述鎳之濃度為1×1011cm-3以下，上述銅之濃度為1×1011cm-3以下，上述鋅之濃度為1×1011cm-3以下。
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