JP2006203071A - III-V compound semiconductor single crystal substrate - Google Patents
III-V compound semiconductor single crystal substrate Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006203071A JP2006203071A JP2005014587A JP2005014587A JP2006203071A JP 2006203071 A JP2006203071 A JP 2006203071A JP 2005014587 A JP2005014587 A JP 2005014587A JP 2005014587 A JP2005014587 A JP 2005014587A JP 2006203071 A JP2006203071 A JP 2006203071A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- edge
- compound semiconductor
- single crystal
- semiconductor single
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
【課題】 従来の標準仕様に比べて薄くても周縁断面形状を適切に選ぶことによって割れや欠けの危険性が低減されたIII−V族化合物半導体単結晶基板を提供する。
【解決手段】 直径D(mm)と厚さt(mm)を有するIII−V族化合物半導体単結晶基板は、(1/1000)D+0.2(mm)≦t≦(1/1000)D+0.4(mm)の関係を満たし、かつ基板の周縁に直交する断面において、表外縁部のエッジラウンドの曲率半径Rf(mm)と裏外縁部のエッジラウンドの曲率半径Rb(mm)とのいずれもが0.08(mm)≦(Rf,Rb)≦0.4t(mm)の関係を満たすことを特徴としている。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a group III-V compound semiconductor single crystal substrate in which the risk of cracking or chipping is reduced by appropriately selecting a peripheral cross-sectional shape even if it is thinner than a conventional standard specification.
A group III-V compound semiconductor single crystal substrate having a diameter D (mm) and a thickness t (mm) is (1/1000) D + 0.2 (mm) ≦ t ≦ (1/1000) D + 0. In the cross section satisfying the relationship of 4 (mm) and orthogonal to the peripheral edge of the substrate, both of the curvature radius Rf (mm) of the edge round of the front outer edge and the curvature radius Rb (mm) of the edge round of the back outer edge Satisfies the relationship of 0.08 (mm) ≦ (Rf, Rb) ≦ 0.4 t (mm).
[Selection] Figure 1
Description
この発明はIII−V族化合物半導体単結晶基板に関し、特に、従来の規格に比べて薄い基板であってもその加工中に割れや欠けの発生率を低減させ得る基板周縁の断面形状に関する。 The present invention relates to a group III-V compound semiconductor single crystal substrate, and more particularly to a cross-sectional shape of the periphery of the substrate that can reduce the incidence of cracks and chips during processing even if the substrate is thinner than conventional standards.
化合物半導体単結晶基板は、一般に、次のような工程を経て作製される。すなわち、まず化合物半導体の原料物質を坩堝またはボートの中で融解し、種結晶から所定の方向に設けた温度勾配を相対的に移動させることによって単結晶を成長させる。成長させた単結晶は、たとえばダイヤモンド砥粒を電着した回転内周刃または研磨砥粒の滴下供給を受けながら走行するスチールワイヤなどを用いて、所定の結晶学的面方位と厚さを有するアズカット(切断されたままの状態の)基板と呼ばれる薄板に切り出される。 A compound semiconductor single crystal substrate is generally manufactured through the following steps. That is, first, a compound semiconductor raw material is melted in a crucible or boat, and a single crystal is grown by relatively moving a temperature gradient provided in a predetermined direction from the seed crystal. The grown single crystal has a predetermined crystallographic plane orientation and thickness using, for example, a rotating inner peripheral blade electrodeposited with diamond abrasive grains or a steel wire that travels while being supplied dropwise with abrasive grains. It is cut out into a thin plate called an as-cut (as cut) substrate.
このアズカット基板は、砥粒、切断屑、切削油などで汚れているので、それらの汚れを除去するために洗浄が行われる。また、アズカット基板の表面には切断に起因する微細なクラックや歪などを含む加工変質層が形成されており、望ましくは湿式の化学エッチングを行なうことによって、そのような加工変質層が除去される。 Since this as-cut substrate is contaminated with abrasive grains, cutting waste, cutting oil, etc., cleaning is performed in order to remove the contamination. Further, a work-affected layer containing fine cracks and strains resulting from cutting is formed on the surface of the as-cut substrate, and such a work-affected layer is preferably removed by wet chemical etching. .
次いで、図1(A)の模式的平面図に示されているように、アズカット基板は全体として概略円形のウエハ1になるように、ダイヤモンドホイール研削によって加工される(特許文献1および特許文献2参照)。そのようなウエハには、同じく図1(A)に示されているように、特定の結晶方位を示すオリエンテーションフラットOF(またはノッチ)が付与される。 Next, as shown in the schematic plan view of FIG. 1 (A), the as-cut substrate is processed by diamond wheel grinding so as to form a substantially circular wafer 1 as a whole (Patent Document 1 and Patent Document 2). reference). Such a wafer is also provided with an orientation flat OF (or notch) indicating a specific crystal orientation, as also shown in FIG.
図1(B)は、図1(A)中のウエハ1の周縁に直交する破線1B−1Bに沿った断面において一般的に採用されている端縁形状の一例を拡大して示している(半導体業界で実質的に標準とされているSEMI規格参照)。この図1(B)において、ウエハ1の厚さtの中央は一点鎖線で表されている。その一点鎖線の上側において、ウエハ1の端縁部は、ウエハ厚さを減少させる方向にウエハ上面に対して角度θfを有するテーパ部と、そのテーパ部へ滑らかに連接する曲率半径Rfのエッジラウンドと、そのエッジラウンドへ滑らかに連接しかつ厚さ方向に沿った直線部Lを含むように加工される。 FIG. 1B shows an enlarged example of an edge shape generally adopted in a cross section taken along a broken line 1B-1B orthogonal to the periphery of the wafer 1 in FIG. (See SEMI standards, which are virtually standard in the semiconductor industry). In FIG. 1B, the center of the thickness t of the wafer 1 is represented by an alternate long and short dash line. On the upper side of the alternate long and short dash line, the edge portion of the wafer 1 includes a tapered portion having an angle θ f with respect to the wafer upper surface in the direction of decreasing the wafer thickness, and an edge having a radius of curvature Rf smoothly connected to the tapered portion. It is processed so as to include a round and a straight portion L smoothly connected to the edge round and along the thickness direction.
同様に、図1(B)中の一点鎖線の下側において、ウエハ1の端縁部は、ウエハ厚さを減少させる方向にウエハ下面に対して角度θbを有するテーパ部と、そのテーパ部へ滑らかに連接する曲率半径Rbのエッジラウンドと、そのエッジラウンドへ滑らかに連接しかつ厚さ方向に沿った直線部Lを含むように加工される。なお、加工の簡便の観点から、一般には、図1(B)中の一点鎖線の上側と下側とは対称になるように加工される。すなわち、通常はθf=θbであり、かつRf=Rbである。 Similarly, the lower side of the dashed line in FIG. 1 (B), the edge portion of the wafer 1, and a tapered portion having an angle theta b on the wafer underside in a direction to reduce the wafer thickness, the tapered portion An edge round having a radius of curvature Rb that is smoothly connected to each other, and a straight portion L that is smoothly connected to the edge round and extends along the thickness direction. In general, from the viewpoint of simple processing, the upper side and the lower side of the alternate long and short dash line in FIG. That is, usually θ f = θ b and Rf = Rb.
以上のように円形加工を施されたウエハ状基板1は、表面研磨工程に投入される。たとえば遊離砥粒または機械的化学的研磨剤を溶媒に懸濁させた研磨液が供給される上下回転定盤間で、円形状基板1の両主面が加圧研磨される。通常は、順次に平滑度を高めるように複数段階の両面研磨工程を経た後に、基板1の所定の片面(表面)を仕上げ研磨し、最終的な湿式洗浄または表面処理を経て、表面が高度に清浄なミラーポリッシュ基板が得られる。 The wafer-like substrate 1 subjected to the circular processing as described above is put into the surface polishing step. For example, both main surfaces of the circular substrate 1 are pressure-polished between up-and-down rotating surface plates to which a polishing liquid in which free abrasive grains or a mechanical chemical abrasive is suspended in a solvent is supplied. Normally, after a plurality of double-sided polishing steps to sequentially increase the smoothness, a predetermined one side (surface) of the substrate 1 is finish-polished, and after final wet cleaning or surface treatment, the surface becomes highly sophisticated. A clean mirror polished substrate is obtained.
そのような半導体単結晶のミラーポリッシュ基板は、デバイス作製工程に投入される。基板の表主面上に特定の半導体結晶層をエピタキシャル成長させ、または、基板の表主面層に特定のイオンを注入することによって、電子動作層が形成される。次いで、レジスト層塗布、回路パターン露光、現像、エッチングなどの微細加工技術を用いて、所定の半導体デバイスが作製される。この後、通常は半導体デバイスが形成されていない基板裏主面を研磨または研削加工により除去し、たとえば100μm程度の厚さまで基板を薄片化させる。これは、基板の薄片化によって放熱性を向上させ、半導体デバイスが動作する際に発生する熱を効率的に放散させるためである。 Such a semiconductor single crystal mirror polished substrate is put into a device manufacturing process. An electronic operation layer is formed by epitaxially growing a specific semiconductor crystal layer on the front main surface of the substrate or implanting specific ions into the front main surface layer of the substrate. Next, a predetermined semiconductor device is manufactured using a fine processing technique such as resist layer coating, circuit pattern exposure, development, and etching. Thereafter, the substrate back main surface on which the semiconductor device is not usually formed is removed by polishing or grinding, and the substrate is thinned to a thickness of about 100 μm, for example. This is because heat dissipation is improved by thinning the substrate, and heat generated when the semiconductor device operates is efficiently dissipated.
最終的に、基板表主面層内に作製された個々のデバイスがダイシングまたは劈開によってチップとして切り出され、各チップが半導体デバイスパッケージに実装されて最終製品となる。
半導体デバイスは前述のような工程を経て作製されるが、特にGaAsやInPなどに代表されるIII−V族化合物半導体単結晶基板においては、{110}面の劈開性が強くて、加工またはハンドリング中の衝撃によって割れや欠けが発生する危険性が高い。したがって、III−V族化合物半導体単結晶基板においては、Si基板などに比較して厚さを大きくすることによって、割れや欠けの危険性を回避してきた。しかし、当然のことながら、厚い基板は、半導体単結晶の材料コスト、デバイス作製後の裏面研磨工程の加工コスト、さらにはスループットなどを悪化させる要因となっている。 A semiconductor device is manufactured through the above-described steps. In particular, in a III-V compound semiconductor single crystal substrate represented by GaAs, InP, etc., the {110} plane is highly cleaved, and processing or handling is performed. There is a high risk of cracking and chipping due to impact inside. Therefore, in the group III-V compound semiconductor single crystal substrate, the risk of cracking or chipping has been avoided by increasing the thickness as compared with the Si substrate or the like. However, as a matter of course, the thick substrate is a factor that deteriorates the material cost of the semiconductor single crystal, the processing cost of the back surface polishing process after device fabrication, and the throughput.
上述のような従来技術における課題に鑑み、本発明は、デバイス作製のいずれの工程においても基板が特に衝撃を受けやすい部位が周縁部であることに着目し、標準仕様に比べて薄くても周縁部の断面形状を適切に設定することによって割れや欠けの危険性が低減されたIII−V族化合物半導体単結晶基板を提供することを目的としている。 In view of the problems in the prior art as described above, the present invention pays attention to the fact that the part where the substrate is particularly susceptible to impact in any process of device fabrication is the peripheral part. An object of the present invention is to provide a group III-V compound semiconductor single crystal substrate in which the risk of cracking and chipping is reduced by appropriately setting the cross-sectional shape of the portion.
本発明によれば、直径D(mm)と厚さt(mm)を有するIII−V族化合物半導体単結晶基板は、(1/1000)D+0.2(mm)≦t≦(1/1000)D+0.4(mm)の関係を満たし、かつ基板の周縁に直交する断面において、表外縁部のエッジラウンドの曲率半径Rf(mm)と裏外縁部のエッジラウンドの曲率半径Rb(mm)とのいずれもが0.08(mm)≦(Rf,Rb)≦0.4t(mm)の関係を満たすことを特徴としている。 According to the present invention, a III-V compound semiconductor single crystal substrate having a diameter D (mm) and a thickness t (mm) is (1/1000) D + 0.2 (mm) ≦ t ≦ (1/1000). In a cross section that satisfies the relationship of D + 0.4 (mm) and is orthogonal to the peripheral edge of the substrate, the curvature radius Rf (mm) of the edge round of the front outer edge and the curvature radius Rb (mm) of the edge round of the back outer edge All are characterized by satisfying the relationship of 0.08 (mm) ≦ (Rf, Rb) ≦ 0.4 t (mm).
なお、基板の周縁に直交する断面において、その基板の最外端縁は厚さ方向に平行な直線部を含み、曲率半径RfとRbをそれぞれ有する表裏外縁部のエッジラウンドのいずれもがその最外端縁の直線部と滑らかに連接していることが好ましい。 In the cross section orthogonal to the peripheral edge of the substrate, the outermost edge of the substrate includes a straight line portion parallel to the thickness direction, and both of the edge rounds of the front and back outer edge portions having curvature radii Rf and Rb, respectively. It is preferable that the straight portion of the outer end edge is smoothly connected.
また、基板の周縁に直交する断面において、基板の最外端縁は曲率半径R1≧0.4t(mm)の凸状曲線部を含んでいてもよく、曲率半径RfとRbをそれぞれ有する表裏外縁部のエッジラウンドのいずれもがその最外端縁の曲線部と滑らかに連接していてもよい。 Further, in the cross section orthogonal to the peripheral edge of the substrate, the outermost edge of the substrate may include a convex curve portion having a curvature radius R1 ≧ 0.4 t (mm), and the front and back outer edges respectively having the curvature radii Rf and Rb. Any of the edge rounds of the part may be smoothly connected to the curved part of the outermost edge.
さらに、曲率半径RfとRbをそれぞれ有する表裏外縁部のエッジラウンドは、それぞれ基板の表面と裏面とに対して基板厚さを減少させる方向に10°〜23°の範囲内の角度を有するテーパ部へ滑らかに連接していてもよい。 Further, the edge rounds of the front and back outer edge portions each having the curvature radii Rf and Rb are respectively tapered portions having an angle in the range of 10 ° to 23 ° in the direction of decreasing the substrate thickness with respect to the front surface and the back surface of the substrate. It may be connected smoothly.
さらに、III−V族化合物半導体としては、GaAsとInPとのいずれかが好ましく採用され得る。 Furthermore, as the III-V group compound semiconductor, either GaAs or InP can be preferably employed.
本発明によれば、III−V族化合物半導体単結晶基板の周縁部が特定の断面形状に設定されているので、その基板を用いて半導体デバイスを作製する場合に基板の割れや欠けを低減させて歩留を向上させ得るとともに、スループットを改善することもできる。 According to the present invention, since the peripheral portion of the III-V compound semiconductor single crystal substrate is set to a specific cross-sectional shape, when a semiconductor device is manufactured using the substrate, cracking or chipping of the substrate is reduced. Yield can be improved, and throughput can be improved.
本発明では、半導体業界で実質的に標準とされるSEMI規格のM9.5−95、M9.6−95、およびM9.7−2000が規定する公称基板厚さより少なくとも0.1mm以上薄い基板であって耐衝撃性を向上させた周縁部断面形状を有するIII−V族化合物半導体単結晶基板、特にGaAsまたはInPの基板を提供しようとする。 In the present invention, a substrate that is at least 0.1 mm thinner than the nominal substrate thickness defined by SEMI standards M9.5-95, M9.6-95, and M9.7-2000, which are substantially standard in the semiconductor industry. An object of the present invention is to provide a III-V compound semiconductor single crystal substrate, particularly a GaAs or InP substrate, having a peripheral cross-sectional shape with improved impact resistance.
現状では、GaAsまたはInPの基板の公称厚さは、一般的に、その直径仕様に応じて次のように規定されている。 At present, the nominal thickness of a GaAs or InP substrate is generally defined as follows according to its diameter specification.
基板直径が100.0mmまたは125.0mmの場合、基板厚さは0.625±0.025mmである。 When the substrate diameter is 100.0 mm or 125.0 mm, the substrate thickness is 0.625 ± 0.025 mm.
基板直径が150.0mmの場合、基板厚さは0.675±0.025mmである。 When the substrate diameter is 150.0 mm, the substrate thickness is 0.675 ± 0.025 mm.
これに対して、本願発明では、基板直径D(mm)をパラメータとして、
D/1000+0.2(mm)≦t≦D/1000+0.4(mm)
の範囲に規定される厚さt(mm)が提案される。
On the other hand, in the present invention, the substrate diameter D (mm) is used as a parameter.
D / 1000 + 0.2 (mm) ≦ t ≦ D / 1000 + 0.4 (mm)
A thickness t (mm) defined in the range is proposed.
より具体的には、本願発明による基板厚さは、以下のように薄くし得る。 More specifically, the substrate thickness according to the present invention can be reduced as follows.
基板直径Dが100.0mmの場合、厚さtを0.300〜0.500±0.025mmの範囲内で薄くすることができる。 When the substrate diameter D is 100.0 mm, the thickness t can be reduced within a range of 0.300 to 0.500 ± 0.025 mm.
基板直径Dが125.0mmの場合、厚さtを0.325〜0.525±0.025mmの範囲内で薄くすることができる。 When the substrate diameter D is 125.0 mm, the thickness t can be reduced within a range of 0.325 to 0.525 ± 0.025 mm.
基板直径Dが150.0mmの場合、厚さtを0.350〜0.550±0.025mmの範囲内で薄くすることができる。 When the substrate diameter D is 150.0 mm, the thickness t can be reduced within a range of 0.350 to 0.550 ± 0.025 mm.
このような薄片化基板を使用することにより、前述したデバイス作製後の基板裏面の研磨量を低減させることができ、裏面研磨に要する加工コストの低減と生産性の向上が可能となる。 By using such a thinned substrate, the amount of polishing of the back surface of the substrate after device fabrication described above can be reduced, and the processing cost required for back surface polishing can be reduced and the productivity can be improved.
他方、基板裏面の研磨工程における基板の割れや欠けを低減させる手段として、基板の表裏周縁部のそれぞれのエッジラウンドの曲率半径Rf(mm)とRb(mm)が、ダイヤモンドホイール研削によって、後述の範囲内で形成される。なお、基板の円周部ではないオリエンテーションフラット部またはノッチ部も、円周部と同様のエッジ断面形状に研削加工することが望ましい。ダイヤモンドホイール研削砥石は、JIS−R6001に規定する粒度で♯500より細かいダイヤモンド砥粒からなることが好ましく、♯800より細かい砥粒からなることがより好ましい。 On the other hand, as means for reducing cracks and chipping of the substrate in the polishing process on the back surface of the substrate, the curvature radii Rf (mm) and Rb (mm) of the respective edge rounds of the front and back peripheral portions of the substrate are described later by diamond wheel grinding. Formed within the range. In addition, it is desirable to grind the orientation flat part or notch part which is not the circumferential part of the substrate into the same edge cross-sectional shape as the circumferential part. The diamond wheel grinding wheel is preferably made of diamond abrasive grains having a grain size defined by JIS-R6001 and finer than # 500, and more preferably made of abrasive grains finer than # 800.
本発明では、0.08(mm)≦(Rf,Rb)≦0.4t(mm)の範囲内に設定され、ここでtは前述の設定された基板厚さである。 In the present invention, it is set within a range of 0.08 (mm) ≦ (Rf, Rb) ≦ 0.4 t (mm), where t is the above-described set substrate thickness.
より具体的には、基板直径Dが100.0mmまたは125.0mmの場合、エッジラウンドの曲率半径RfおよびRbは0.080〜0.200mmの範囲内に設定される。また、基板直径Dが150.0mmの場合、RfおよびRbは0.080〜0.220mmの範囲内に設定される。すなわちエッジラウンドの曲率半径RfおよびRbは基板厚tの関数の範囲内で設定されることになるが、曲率半径0.100〜0.150mm程度の範囲内で設定すれば、基板の周縁からの割れや欠けの発生の防止のために最も好ましい。 More specifically, when the substrate diameter D is 100.0 mm or 125.0 mm, the radius of curvature Rf and Rb of the edge round is set within a range of 0.080 to 0.200 mm. When the substrate diameter D is 150.0 mm, Rf and Rb are set in the range of 0.080 to 0.220 mm. In other words, the curvature radii Rf and Rb of the edge round are set within the range of a function of the substrate thickness t, but if set within the range of the curvature radius of about 0.100 to 0.150 mm, Most preferred for preventing cracks and chipping.
本発明によるエッジラウンドの曲率半径RfおよびRbは、現在一般によく使われている曲率半径0.250〜0.300mmに比べて小さく、このことが基板の割れにくさや欠けにくさを実現させ得る特徴である。単結晶から切り出された基板の割れや欠けの発生防止のためには、その基板における残留歪が小さいことも重要であり、光弾性歪評価、たとえばSIRP(Scanning Infrared Polariscopy)法による測定において基板主面内の平均残留歪が1×10-5以下であることが望ましい(参考文献:M. Yamada et al. J. Crystal Growth 210 pp172-176 (2000) “Residual strain in annealed GaAs single-crystal wafers as determined by scanning infrared polariscopy, X-ray diffraction and topography”)。また、残留歪の面内ばらつきが小さくなるという利点を生かすべく、結晶欠陥密度EPD(Etch Pit Density)が小さいことが望ましい。具体的には、EPD≦10,000cm-2を満足することが好ましい。さらに、基板表裏面の最終仕上げは、両面ミラーであることが望ましい。これらの対策による割れや欠けの発生防止の効果は、基板の口径が大きいほど顕著になることが明らかである。 The radius of curvature Rf and Rb of the edge round according to the present invention is smaller than the radius of curvature of 0.250 to 0.300 mm that is generally used at present, and this makes it possible to realize difficulty in cracking and chipping of the substrate. It is. In order to prevent the occurrence of cracking and chipping of a substrate cut out from a single crystal, it is also important that the residual strain in the substrate is small. In the photoelastic strain evaluation such as SIRP (Scanning Infrared Polariscopy) measurement, the substrate main The in-plane average residual strain is preferably 1 × 10 −5 or less (reference: M. Yamada et al. J. Crystal Growth 210 pp172-176 (2000) “Residual strain in annealed GaAs single-crystal wafers as determined by scanning infrared polariscopy, X-ray diffraction and topography ”). Further, it is desirable that the crystal defect density EPD (Etch Pit Density) is small in order to take advantage of small in-plane variation of residual strain. Specifically, it is preferable to satisfy EPD ≦ 10,000 cm −2 . Furthermore, it is desirable that the final finish on the front and back surfaces of the substrate is a double-sided mirror. It is clear that the effect of preventing the occurrence of cracks and chips by these measures becomes more prominent as the substrate diameter is larger.
基板周縁の断面形状の具体例を示せば、図1(B)を参照して、たとえば基板直径D=100mmに対して厚さをt=0.450mmとした場合に、基板周縁部のエッジラウンドの曲率半径RfおよびRbを0.100〜0.150mmの範囲内に選択すれば、基板厚さの中央部において厚さ方向に沿った直線部Lを0.120〜0.160mm程度にすることができる。他方、同様に直径D=100mmで厚さをt=0.450mmとして、エッジラウンドの曲率半径RfおよびRbを従来通りにたとえば0.250mmにすれば、図2に示すように、基板厚さtの中央部に相当する最外端縁は先端が尖った凸形状になる。このように先端が尖った断面形状の周縁を有する基板は、その先端分に衝撃を受けた場合に割れや欠けが発生する危険性が高くなる。 If the specific example of the cross-sectional shape of a board | substrate periphery is shown, with reference to FIG.1 (B), when thickness is set to t = 0.450mm with respect to the board diameter D = 100mm, the edge round of a board | substrate peripheral part will be shown, for example. If the curvature radii Rf and Rb are selected within the range of 0.100 to 0.150 mm, the straight portion L along the thickness direction at the central portion of the substrate thickness is set to about 0.120 to 0.160 mm. Can do. On the other hand, similarly, when the diameter D = 100 mm, the thickness t = 0.450 mm, and the curvature radii Rf and Rb of the edge round are conventionally set to, for example, 0.250 mm, the substrate thickness t is as shown in FIG. The outermost edge corresponding to the center of the lens has a convex shape with a sharp tip. Thus, the board | substrate which has the periphery of the cross-sectional shape where the front-end | tip sharpened increases the danger that a crack and a chip | tip will generate | occur | produce, when the front-end part receives an impact.
ここで、直径D=100.0mmで公称厚さt=450μmの両面ミラーGaAs基板を研磨したときの欠け発生率の比較評価結果が、表1に示される。この表1の場合において、基板の周縁部の断面形状は図1(B)および図2に示した通りである。 Here, Table 1 shows a comparative evaluation result of the chipping occurrence rate when a double-sided mirror GaAs substrate having a diameter D = 100.0 mm and a nominal thickness t = 450 μm is polished. In the case of Table 1, the cross-sectional shape of the peripheral edge of the substrate is as shown in FIG. 1 (B) and FIG.
表1の結果から、本発明におけるようにエッジラウンドの曲率半径RfおよびRbを0.10mmとした場合に、従来のように曲率半径RfおよびRbが0.25mmである場合に比べて、明らかに基板における欠けの発生率が低くなることがわかる。 From the results of Table 1, when the curvature radii Rf and Rb of the edge round are set to 0.10 mm as in the present invention, it is clear as compared with the conventional cases where the radii of curvature Rf and Rb are 0.25 mm. It can be seen that the incidence of chipping in the substrate is reduced.
次に、半導体デバイス作製後において基板の薄片化のための裏面研磨について考察する。たとえば基板の表面側の厚み0.100mmに至るまで裏面研磨した場合、本発明に規定する基板周縁の断面形状では、図3に示されているように、裏面研磨終了時における基板周縁が極端なナイフエッジ状になることを回避することができる。すなわち、図3において、基板の裏面研磨領域BPが除去された後において、基板底面は破線で示された面となる。しかし、従来の典型的な基板周縁の断面形状では、図4に示されているように、裏面研磨終了時における基板周縁が著しくナイフエッジ状になっており、このナイフエッジ状部分を起点として割れが発生する危険性がより高くなる。すなわち、図4においても、基板の裏面研磨領域BPが除去された後において、基板底面は破線で示された面となる。 Next, the backside polishing for thinning the substrate after manufacturing the semiconductor device will be considered. For example, when the back surface is polished up to a thickness of 0.100 mm on the front surface side of the substrate, the substrate periphery at the end of the back surface polishing is extreme as shown in FIG. A knife edge can be avoided. That is, in FIG. 3, after the back surface polishing region BP of the substrate is removed, the bottom surface of the substrate becomes a surface indicated by a broken line. However, in the cross-sectional shape of the conventional typical substrate periphery, as shown in FIG. 4, the substrate periphery at the end of the back surface polishing is remarkably knife-edge shaped, and cracking starts from this knife-edge-shaped portion. The risk of occurrence is higher. That is, also in FIG. 4, after the back surface polishing region BP of the substrate is removed, the bottom surface of the substrate becomes a surface indicated by a broken line.
なお、図1(B)を参照して説明された上述の実施形態において、基板厚さtの中央部に相当する外周端縁は厚さ方向に沿った直線状にされているが、緩やかな凸状曲線であってもよい。そのような場合の一例が、図5に示されている。すなわち、この図5の例では、エッジラウンドの曲率半径RfとRbの部分は、厚さの中央部における曲線Cに連接しており、その曲線Cはエッジラウンドに比べて同等以上の曲率半径CR≧0.4t(mm)を有していることが好ましい。 In the above-described embodiment described with reference to FIG. 1B, the outer peripheral edge corresponding to the central portion of the substrate thickness t is linear along the thickness direction. It may be a convex curve. An example of such a case is shown in FIG. That is, in the example of FIG. 5, the radius of curvature Rf and Rb of the edge round is connected to the curve C in the central portion of the thickness, and the curve C is equal to or greater than the radius of curvature C compared to the edge round. It is preferable that R ≧ 0.4t (mm).
また、図1(B)を参照して説明された上述の実施形態においては10°〜23°のテーパ角度θを有するテーパ部が設けられ得るが、それらのテーパ部が省略されて曲率半径RfとRbのエッジラウンドが基板の表裏面にそれぞれ直接連接していてもよい。このような例が、図6において示されている。 Further, in the above-described embodiment described with reference to FIG. 1B, a taper portion having a taper angle θ of 10 ° to 23 ° may be provided, but the taper portion is omitted and the radius of curvature Rf is omitted. And Rb edge rounds may be directly connected to the front and back surfaces of the substrate. Such an example is shown in FIG.
さらに、図6の実施形態において基板厚さの中央部に相当する外周端縁は厚さ方向に沿った直線状部分Lにされているが、図5の場合と同様に緩やかな凸状曲線であってもよいことは言うまでもない。そのような場合の一例が、図7に示されている。 Further, in the embodiment of FIG. 6, the outer peripheral edge corresponding to the central portion of the substrate thickness is a straight portion L along the thickness direction. However, as in the case of FIG. Needless to say, it may be. An example of such a case is shown in FIG.
さらに、上述の実施形態では表面側のエッジラウンドの曲率半径Rfと裏面側のエッジラウンドの曲率半径Rbとが等しくされていたが、望まれる場合には、前述の0.08(mm)≦(Rf,Rb)≦0.4t(mm)の条件を満たす範囲内で互いに異ならしめてもよいことは言うまでもない。 Further, in the above-described embodiment, the curvature radius Rf of the edge round on the front surface side and the curvature radius Rb of the edge round on the back surface side are made equal, but if desired, the above-described 0.08 (mm) ≦ ( It goes without saying that they may be different from each other within a range satisfying the condition of Rf, Rb) ≦ 0.4 t (mm).
以上のように、本発明によれば、基板の周縁部を特定の断面形状に設定することによって、半導体デバイスを作製する場合に基板の割れや欠けを低減させて歩留を向上させ得るとともにスループットを改善させ得るIII−V族化合物半導体単結晶基板を提供することができる。 As described above, according to the present invention, by setting the peripheral portion of the substrate to a specific cross-sectional shape, when manufacturing a semiconductor device, it is possible to reduce the cracking and chipping of the substrate and improve the yield and throughput. It is possible to provide a group III-V compound semiconductor single crystal substrate capable of improving the above.
1 半導体基板、OF オリエンテーションフラット、t 基板厚さ、Rf,Rb エッジラウンドの曲率半径、θf,θb テーパ角、L 直線部、C 曲線部、CR 曲線部Cの曲率半径。 1 Semiconductor substrate, OF orientation flat, t substrate thickness, radius of curvature of Rf, Rb edge round, θ f , θ b taper angle, L linear portion, C curved portion, CR curved portion C radius of curvature.
Claims (5)
(1/1000)D+0.2(mm)≦t≦(1/1000)D+0.4(mm)の関係を満たし、かつ
前記基板の周縁に直交する断面において、表外縁部のエッジラウンドの曲率半径Rf(mm)と裏外縁部のエッジラウンドの曲率半径Rb(mm)とのいずれもが
0.08(mm)≦(Rf,Rb)≦0.4t(mm)
の関係を満たすことを特徴とするIII−V族化合物半導体単結晶基板。 A III-V compound semiconductor single crystal substrate having a diameter D (mm) and a thickness t (mm),
(1/1000) D + 0.2 (mm) ≦ t ≦ (1/1000) D + 0.4 (mm) The radius of curvature of the edge round at the outer edge in the cross section orthogonal to the peripheral edge of the substrate Both Rf (mm) and the radius of curvature Rb (mm) of the edge round of the back outer edge portion are 0.08 (mm) ≦ (Rf, Rb) ≦ 0.4 t (mm)
The III-V compound semiconductor single crystal substrate characterized by satisfying the following relationship:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005014587A JP2006203071A (en) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | III-V compound semiconductor single crystal substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005014587A JP2006203071A (en) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | III-V compound semiconductor single crystal substrate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006203071A true JP2006203071A (en) | 2006-08-03 |
Family
ID=36960771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005014587A Pending JP2006203071A (en) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | III-V compound semiconductor single crystal substrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006203071A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016197737A (en) * | 2016-06-29 | 2016-11-24 | 株式会社タムラ製作所 | SEMICONDUCTOR DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND CRYSTAL LAMINATE STRUCTURE |
JP2017117915A (en) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 株式会社Sumco | Silicon wafer chamfering method, silicon wafer manufacturing method, and silicon wafer |
US10230007B2 (en) | 2014-07-25 | 2019-03-12 | Tamura Corporation | Semiconductor element, method for manufacturing same, semiconductor substrate, and crystal laminate structure |
JP6521198B1 (en) * | 2018-02-23 | 2019-05-29 | 住友電気工業株式会社 | Indium phosphide crystal substrate |
WO2021153120A1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-05 | Jx金属株式会社 | Indium phosphide substrate |
JP7055233B1 (en) * | 2021-09-07 | 2022-04-15 | Jx金属株式会社 | Indium phosphide substrate |
US12065759B2 (en) | 2021-09-07 | 2024-08-20 | Jx Metals Corporation | Indium phosphide substrate |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0286115A (en) * | 1988-09-22 | 1990-03-27 | Hitachi Ltd | Method for manufacturing compound semiconductor wafers |
JPH07211603A (en) * | 1995-01-13 | 1995-08-11 | Hitachi Ltd | Wafer processing method |
JPH0945594A (en) * | 1995-07-27 | 1997-02-14 | Hitachi Cable Ltd | Semiconductor wafer |
JPH09139365A (en) * | 1995-11-15 | 1997-05-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | III-V compound semiconductor wafer |
JPH10321487A (en) * | 1997-05-22 | 1998-12-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | III-V compound semiconductor wafer |
-
2005
- 2005-01-21 JP JP2005014587A patent/JP2006203071A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0286115A (en) * | 1988-09-22 | 1990-03-27 | Hitachi Ltd | Method for manufacturing compound semiconductor wafers |
JPH07211603A (en) * | 1995-01-13 | 1995-08-11 | Hitachi Ltd | Wafer processing method |
JPH0945594A (en) * | 1995-07-27 | 1997-02-14 | Hitachi Cable Ltd | Semiconductor wafer |
JPH09139365A (en) * | 1995-11-15 | 1997-05-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | III-V compound semiconductor wafer |
JPH10321487A (en) * | 1997-05-22 | 1998-12-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | III-V compound semiconductor wafer |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10230007B2 (en) | 2014-07-25 | 2019-03-12 | Tamura Corporation | Semiconductor element, method for manufacturing same, semiconductor substrate, and crystal laminate structure |
JP2017117915A (en) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 株式会社Sumco | Silicon wafer chamfering method, silicon wafer manufacturing method, and silicon wafer |
JP2016197737A (en) * | 2016-06-29 | 2016-11-24 | 株式会社タムラ製作所 | SEMICONDUCTOR DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND CRYSTAL LAMINATE STRUCTURE |
JP6521198B1 (en) * | 2018-02-23 | 2019-05-29 | 住友電気工業株式会社 | Indium phosphide crystal substrate |
US11456363B2 (en) | 2018-02-23 | 2022-09-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Indium phosphide crystal substrate |
CN113646896A (en) * | 2020-01-29 | 2021-11-12 | Jx金属株式会社 | Indium Phosphide Substrate |
JPWO2021153120A1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-05 | ||
WO2021153120A1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-05 | Jx金属株式会社 | Indium phosphide substrate |
JP7158594B2 (en) | 2020-01-29 | 2022-10-21 | Jx金属株式会社 | indium phosphide substrate |
EP3933077A4 (en) * | 2020-01-29 | 2022-11-30 | JX Nippon Mining & Metals Corporation | Indium phosphide substrate |
US12217967B2 (en) | 2020-01-29 | 2025-02-04 | Jx Advanced Metals Corporation | Indium phosphide substrate |
JP7055233B1 (en) * | 2021-09-07 | 2022-04-15 | Jx金属株式会社 | Indium phosphide substrate |
WO2023037597A1 (en) * | 2021-09-07 | 2023-03-16 | Jx金属株式会社 | Indium phosphide substrate |
US12065759B2 (en) | 2021-09-07 | 2024-08-20 | Jx Metals Corporation | Indium phosphide substrate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100550491B1 (en) | Nitride semiconductor substrate and processing method of nitride semiconductor substrate | |
JP6626583B2 (en) | Semiconductor wafer and method for polishing semiconductor wafer | |
CN110468446B (en) | Chamfered silicon carbide substrate and chamfering method | |
US12139813B2 (en) | SiC wafer and manufacturing method for SiC wafer | |
JP2006222453A (en) | Silicon wafer, method for manufacturing the same, and soi wafer | |
JP2020017627A (en) | Sic wafer and method of manufacturing the same | |
JP2013219206A (en) | Silicon carbide single crystal substrate and method of manufacturing the same | |
KR20250016416A (en) | SiC crystalline substrates with an optimal orientation of lattice planes for fissure reduction and method of producing same | |
JP3620683B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor wafer | |
CN114068773A (en) | A kind of manufacturing method of sapphire substrate | |
JP2006203071A (en) | III-V compound semiconductor single crystal substrate | |
JP6714431B2 (en) | Crystal substrate manufacturing method | |
TWI781801B (en) | Indium phosphide substrate, manufacturing method of indium phosphide substrate, and semiconductor epitaxial wafer | |
JP7300248B2 (en) | SiC wafer and method for manufacturing SiC wafer | |
CN113964017A (en) | Silicon carbide crystal with optimum crystal plane orientation for crack reduction and method for producing same | |
JP2011051861A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING AlN SINGLE CRYSTAL AND SEED SUBSTRATE | |
TWI810847B (en) | Indium Phosphide Substrate | |
JP7529712B2 (en) | Wafer | |
TWI818416B (en) | Wafer | |
EP2192609A1 (en) | Method of producing wafer for active layer | |
JP2016074553A (en) | Method for producing group III nitride semiconductor single crystal substrate | |
TWI807347B (en) | Semiconductor substrate and fabrication method of semiconductor device | |
JP2005059354A (en) | Method for producing a single crystal mass for slicing a semiconductor wafer | |
JP2025106296A (en) | Crystal structure orientation in semi-finished semiconductor products and semiconductor substrates to reduce cracking and method for setting same - Patents.com | |
CN116097404A (en) | Indium Phosphide Substrate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070413 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100119 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100518 |