JPH07283209A - ＧａＡｓウエハの表面処理方法 - Google Patents
ＧａＡｓウエハの表面処理方法Info
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- JPH07283209A JPH07283209A JP7603994A JP7603994A JPH07283209A JP H07283209 A JPH07283209 A JP H07283209A JP 7603994 A JP7603994 A JP 7603994A JP 7603994 A JP7603994 A JP 7603994A JP H07283209 A JPH07283209 A JP H07283209A
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Landscapes
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- Weting (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鏡面研磨後のＧａＡｓウエハ表面に、製造後
の取扱過程などで付着した不純物や自然酸化皮膜を、効
果的に除去することのできる表面処理方法を提供する。
特に上記除去に際して、表面平坦度を良好に維持し、し
かもピットが生じない様なエッチング方法を提供する。 【構成】 鏡面研磨後のＧａＡｓウエハを、（１）りん
酸と過酸化水素水の混合液［りん酸水溶液（８５重量
％）／過酸化水素水（３０重量％）容量比換算で｛（１
〜２０）／１｝混合液］、あるいは（２）アンモニア水
と過酸化水素水の混合液［アンモニア水（２８重量％）
／過酸化水素水（３０重量％）容量比換算で｛（１〜２
０）／１｝混合液］を、容量比換算で純水１０００〜３
０００倍に希釈したエッチング液で処理する。
の取扱過程などで付着した不純物や自然酸化皮膜を、効
果的に除去することのできる表面処理方法を提供する。
特に上記除去に際して、表面平坦度を良好に維持し、し
かもピットが生じない様なエッチング方法を提供する。 【構成】 鏡面研磨後のＧａＡｓウエハを、（１）りん
酸と過酸化水素水の混合液［りん酸水溶液（８５重量
％）／過酸化水素水（３０重量％）容量比換算で｛（１
〜２０）／１｝混合液］、あるいは（２）アンモニア水
と過酸化水素水の混合液［アンモニア水（２８重量％）
／過酸化水素水（３０重量％）容量比換算で｛（１〜２
０）／１｝混合液］を、容量比換算で純水１０００〜３
０００倍に希釈したエッチング液で処理する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超清浄ＧａＡｓウエハ
を製造するための予備処理、詳細には、鏡面研磨後のＧ
ａＡｓウエハ（以下単に鏡面ウエハと言う）表面に、製
造後の取扱過程などで付着した不純物や自然酸化皮膜
を、効果的に除去することのできる表面処理方法に関す
るものである。
を製造するための予備処理、詳細には、鏡面研磨後のＧ
ａＡｓウエハ（以下単に鏡面ウエハと言う）表面に、製
造後の取扱過程などで付着した不純物や自然酸化皮膜
を、効果的に除去することのできる表面処理方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】化合物半導体製造プロセスにおいては、
鏡面ウエハ表面にエピタキシャル膜の成長およびイオン
注入を行うが、鏡面ウエハ表面は、製造後の取扱過程中
に不純物の付着や自然酸化皮膜の形成などによって汚染
されることが多い。そこでエピタキシャル膜の成長やイ
オン注入を行う前に、上記の付着不純物や酸化皮膜を取
り除くためのエッチングが行われている。
鏡面ウエハ表面にエピタキシャル膜の成長およびイオン
注入を行うが、鏡面ウエハ表面は、製造後の取扱過程中
に不純物の付着や自然酸化皮膜の形成などによって汚染
されることが多い。そこでエピタキシャル膜の成長やイ
オン注入を行う前に、上記の付着不純物や酸化皮膜を取
り除くためのエッチングが行われている。
【０００３】特に鏡面ウエハ表面に、電気的に活性な不
純物（Ｃｕ，Ｚｎなど）が付着しているときは、エピタ
キシャル膜の電気的特性に大きな悪影響を生じることが
分かっており、不純物汚染量の低減が大きな課題となっ
ている。そのため種々の表面処理技術が検討されている
が、鏡面ウエハに要求されるその他の仕様としてウエハ
表面平坦度などがあり、表面平坦度に悪影響を及ぼすこ
とのない処理技術でなければならない。
純物（Ｃｕ，Ｚｎなど）が付着しているときは、エピタ
キシャル膜の電気的特性に大きな悪影響を生じることが
分かっており、不純物汚染量の低減が大きな課題となっ
ている。そのため種々の表面処理技術が検討されている
が、鏡面ウエハに要求されるその他の仕様としてウエハ
表面平坦度などがあり、表面平坦度に悪影響を及ぼすこ
とのない処理技術でなければならない。
【０００４】付着不純物や表面酸化皮膜を取り除くため
のエッチング液としては、ＧａＡｓウエハの場合、酸系
エッチング液として、Ｈ2 ＳＯ4 ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ系
およびＨ3 ＰＯ4 ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ系が知られてお
り、アルカリ系エッチング液としては、ＮＨ4 ＯＨ／Ｈ
2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ系が広く用いられている。
のエッチング液としては、ＧａＡｓウエハの場合、酸系
エッチング液として、Ｈ2 ＳＯ4 ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ系
およびＨ3 ＰＯ4 ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ系が知られてお
り、アルカリ系エッチング液としては、ＮＨ4 ＯＨ／Ｈ
2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ系が広く用いられている。
【０００５】まずＨ2 ＳＯ4 ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ系とし
て、Ｈ2 ＳＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝４：１：１（容量
比）の混合液を用い５０℃，３ｍｉｎの条件で処理する
方法（Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２４
（１９７７），１５５）があるが、この方法では処理後
の表面残留酸化皮膜の厚みが少ないときでも１０Åであ
り、多いものでは５０Å程度に及ぶことが多い為、エッ
チングなしでエピタキシャル基板として使用するには問
題がある。またこの系ではエッチング速度が速過ぎる
為、エッチング後の表面が平坦度を失ってうねりを生じ
るという欠点があった。そこで硫酸濃度を落として、Ｈ
2 ＳＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝３：１：１（容量比）と
することが検討されたが、処理温度６０℃におけるエッ
チング速度は１０μｍ／ｍｉｎであり、まだ速過ぎ
る（”ガリウムヒ素”：生駒，河東田，長谷川著，ｐ
ｐ．１８７，丸善）。しかも上記処理液では、エッチン
グ速度をウエハ全面で一定にすることが難しく、その上
依然として粘性が大きいためウエハ表面の平坦度を大き
く悪化させるという欠点は解消されていない。粘性を下
げる目的で硫酸濃度を更に低下させることも考えられる
が、エッチング速度は期待されるほどには低下せず、む
しろ表面清浄化効果が急激に低下して現実的ではない。
て、Ｈ2 ＳＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝４：１：１（容量
比）の混合液を用い５０℃，３ｍｉｎの条件で処理する
方法（Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２４
（１９７７），１５５）があるが、この方法では処理後
の表面残留酸化皮膜の厚みが少ないときでも１０Åであ
り、多いものでは５０Å程度に及ぶことが多い為、エッ
チングなしでエピタキシャル基板として使用するには問
題がある。またこの系ではエッチング速度が速過ぎる
為、エッチング後の表面が平坦度を失ってうねりを生じ
るという欠点があった。そこで硫酸濃度を落として、Ｈ
2 ＳＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝３：１：１（容量比）と
することが検討されたが、処理温度６０℃におけるエッ
チング速度は１０μｍ／ｍｉｎであり、まだ速過ぎ
る（”ガリウムヒ素”：生駒，河東田，長谷川著，ｐ
ｐ．１８７，丸善）。しかも上記処理液では、エッチン
グ速度をウエハ全面で一定にすることが難しく、その上
依然として粘性が大きいためウエハ表面の平坦度を大き
く悪化させるという欠点は解消されていない。粘性を下
げる目的で硫酸濃度を更に低下させることも考えられる
が、エッチング速度は期待されるほどには低下せず、む
しろ表面清浄化効果が急激に低下して現実的ではない。
【０００６】酸系エッチング液の内、Ｈ3 ＰＯ4 ／Ｈ2
Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ系を用いた時のエッチング速度はＨ2 ＳＯ
4 ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ系の約１／２（”ガリウムヒ
素”：生駒，河東田，長谷川著，ｐｐ．１８８，丸善）
であり、エッチング速度の制御は比較的容易とされてい
るが、粘性が大きいために、表面平坦性を制御するのが
難しいという欠点がある。
Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ系を用いた時のエッチング速度はＨ2 ＳＯ
4 ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ系の約１／２（”ガリウムヒ
素”：生駒，河東田，長谷川著，ｐｐ．１８８，丸善）
であり、エッチング速度の制御は比較的容易とされてい
るが、粘性が大きいために、表面平坦性を制御するのが
難しいという欠点がある。
【０００７】一方、アルカリ系エッチング液であるＮＨ
4 ＯＨ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ系においては、Ｈ2 ＳＯ4 ／
Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ系と比較して粘性が低いため、エッチ
ング速度をウエハ全表面で均一にすることは容易であ
り、むらが生じにくく、従って平坦度は良好である。し
かしながら、異方性エッチングになりやすく、ウエハ表
面中の結晶欠陥が露出してきてピット形成の原因になる
という欠点があり、これをエピタキシャル用基板として
使用した場合には、ピットを核とする結晶欠陥がエピタ
キシャル膜中に発生し、エピタキシャル膜の結晶性や表
面性状を劣化させる。
4 ＯＨ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ系においては、Ｈ2 ＳＯ4 ／
Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ系と比較して粘性が低いため、エッチ
ング速度をウエハ全表面で均一にすることは容易であ
り、むらが生じにくく、従って平坦度は良好である。し
かしながら、異方性エッチングになりやすく、ウエハ表
面中の結晶欠陥が露出してきてピット形成の原因になる
という欠点があり、これをエピタキシャル用基板として
使用した場合には、ピットを核とする結晶欠陥がエピタ
キシャル膜中に発生し、エピタキシャル膜の結晶性や表
面性状を劣化させる。
【０００８】更にＧａＡｓウエハについては、表面平坦
度および鏡面を保持した状態でエッチング処理を行う方
法として、濃アンモニア水（２８重量％）１〜５００容
量部：過酸化水素水（３０重量％）１容量部：水１〜５
００容量部から調製したエッチング液を用いて処理する
方法（特開平５−８２５０４号）が提案されている。
度および鏡面を保持した状態でエッチング処理を行う方
法として、濃アンモニア水（２８重量％）１〜５００容
量部：過酸化水素水（３０重量％）１容量部：水１〜５
００容量部から調製したエッチング液を用いて処理する
方法（特開平５−８２５０４号）が提案されている。
【０００９】この方法では、アンモニア過剰としたこと
により、エッチング速度の結晶方位依存性を変化させて
前記ピットの生成を少なくするという効果は確認されて
いるが、エピタキシャル膜の特性に及ぼす表面不純物量
については正確な検討がなされていない。
により、エッチング速度の結晶方位依存性を変化させて
前記ピットの生成を少なくするという効果は確認されて
いるが、エピタキシャル膜の特性に及ぼす表面不純物量
については正確な検討がなされていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】この様に鏡面ウエハの
エッチングにおけるエッチング速度、およびエッチング
結果としての表面状態（表面荒れやピット）は、エッチ
ング液の組成比により大きく変わる。エッチング速度が
速すぎると、ウエハ全面で均一なエッチング効果を得る
ことが難しく、表面にむらが生じることがある。逆に遅
すぎると、エッチングに時間がかかり、表面の汚染除去
に対して効果がない。結局従来の技術は、一長一短であ
り、表面の付着不純物や自然酸化皮膜を取り除くことが
できること、表面平坦度が良好であること、しかもピッ
トが生じないことという条件をすべて満たすエッチング
方法の開発が必要とされていた。
エッチングにおけるエッチング速度、およびエッチング
結果としての表面状態（表面荒れやピット）は、エッチ
ング液の組成比により大きく変わる。エッチング速度が
速すぎると、ウエハ全面で均一なエッチング効果を得る
ことが難しく、表面にむらが生じることがある。逆に遅
すぎると、エッチングに時間がかかり、表面の汚染除去
に対して効果がない。結局従来の技術は、一長一短であ
り、表面の付着不純物や自然酸化皮膜を取り除くことが
できること、表面平坦度が良好であること、しかもピッ
トが生じないことという条件をすべて満たすエッチング
方法の開発が必要とされていた。
【００１１】本発明は、このような必要性からなされた
ものであり、その目的は上記条件をすべて満足すること
によって、表面の付着不純物汚染や酸化皮膜が少なく、
かつ表面性状の良好な超清浄ＧａＡｓウエハを製造する
ためのエッチング方法を提供しようとするものである。
ものであり、その目的は上記条件をすべて満足すること
によって、表面の付着不純物汚染や酸化皮膜が少なく、
かつ表面性状の良好な超清浄ＧａＡｓウエハを製造する
ためのエッチング方法を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、鏡面研磨後の
ＧａＡｓウエハを、（１）りん酸と過酸化水素水の混合
液［りん酸水溶液（８５重量％）／過酸化水素水（３０
重量％）容量比換算で｛（１〜２０）／１｝混合液］
を、容量比換算で純水１０００〜３０００倍に希釈した
エッチング液、あるいは（２）アンモニア水と過酸化水
素水の混合液［アンモニア水（２８重量％）／過酸化水
素水（３０重量％）容量比換算で｛（１〜２０）／１｝
混合液］を、容量比換算で純水１０００〜３０００倍に
希釈したエッチング液で処理することを要旨とするもの
である。
ＧａＡｓウエハを、（１）りん酸と過酸化水素水の混合
液［りん酸水溶液（８５重量％）／過酸化水素水（３０
重量％）容量比換算で｛（１〜２０）／１｝混合液］
を、容量比換算で純水１０００〜３０００倍に希釈した
エッチング液、あるいは（２）アンモニア水と過酸化水
素水の混合液［アンモニア水（２８重量％）／過酸化水
素水（３０重量％）容量比換算で｛（１〜２０）／１｝
混合液］を、容量比換算で純水１０００〜３０００倍に
希釈したエッチング液で処理することを要旨とするもの
である。
【００１３】
【作用】上記した様な表面不純物の多くは表面から数Å
程度の深さの所に取り込まれていると考えられる。従っ
てエッチング量としては、表面から数Å程度で十分であ
る。わずか数Å程度の表面層のみを取り除くには、エッ
チング速度を十分に小さくして、所望のエッチング量で
留める様にすることが必要となる。もし必要以上に表面
層を除去してしまうと、ウエハ中の結晶欠陥が露出して
これに起因するピットが生じやすくなる。したがってエ
ッチング速度を十分に遅くして、表面から数Å程度を除
去するだけに留めることで、表面荒れやピットなどを抑
制できると考えられる。
程度の深さの所に取り込まれていると考えられる。従っ
てエッチング量としては、表面から数Å程度で十分であ
る。わずか数Å程度の表面層のみを取り除くには、エッ
チング速度を十分に小さくして、所望のエッチング量で
留める様にすることが必要となる。もし必要以上に表面
層を除去してしまうと、ウエハ中の結晶欠陥が露出して
これに起因するピットが生じやすくなる。したがってエ
ッチング速度を十分に遅くして、表面から数Å程度を除
去するだけに留めることで、表面荒れやピットなどを抑
制できると考えられる。
【００１４】エッチング速度を落とすには、過酸化水素
水に対する酸成分やアルカリ成分量を少なくする方向に
検討するのではなく、これら主要成分に対する希釈水の
使用量を、十分に多くする必要があるのではないかとの
着想の下に、本発明者らは希釈倍率を高めることを検討
した。又硫酸系については希釈倍率を高めても良い結果
が得られないことを確認して本発明を完成した。
水に対する酸成分やアルカリ成分量を少なくする方向に
検討するのではなく、これら主要成分に対する希釈水の
使用量を、十分に多くする必要があるのではないかとの
着想の下に、本発明者らは希釈倍率を高めることを検討
した。又硫酸系については希釈倍率を高めても良い結果
が得られないことを確認して本発明を完成した。
【００１５】従って本発明では、酸成分としてはりん酸
を用い、アルカリ成分としてアンモニアを用いることと
した。そして（１）りん酸を用いる場合は、りん酸と過
酸化水素水の混合液［りん酸水溶液（８５重量％）／過
酸化水素水（３０重量％）容量比換算で｛（１〜２０）
／１｝混合液］を基準とし、また（２）アンモニアを用
いる場合は、アンモニア水と過酸化水素水の混合液［ア
ンモニア水（２８重量％）／過酸化水素水（３０重量
％）容量比換算で｛（１〜２０）／１｝混合液］を基準
とし、これら（１），（２）のいずれの場合も、純水を
用いて１０００〜３０００倍（容量比）に希釈してこれ
をエッチング液として用いることとしたのである。
を用い、アルカリ成分としてアンモニアを用いることと
した。そして（１）りん酸を用いる場合は、りん酸と過
酸化水素水の混合液［りん酸水溶液（８５重量％）／過
酸化水素水（３０重量％）容量比換算で｛（１〜２０）
／１｝混合液］を基準とし、また（２）アンモニアを用
いる場合は、アンモニア水と過酸化水素水の混合液［ア
ンモニア水（２８重量％）／過酸化水素水（３０重量
％）容量比換算で｛（１〜２０）／１｝混合液］を基準
とし、これら（１），（２）のいずれの場合も、純水を
用いて１０００〜３０００倍（容量比）に希釈してこれ
をエッチング液として用いることとしたのである。
【００１６】りん酸水溶液（或はアンモニア水溶液）と
過酸化水素水の混合比を上記の如く定めた理由は、りん
酸水溶液（或はアンモニア水溶液）が１／１より少な過
ぎるときは過酸化水素によってウエハ表面に新たな酸化
物が形成されていくのでエッチングの目的にそぐわなく
なり、結果として十分なエッチング効果が得られ難くな
るからであり、一方りん酸水溶液（或はアンモニア水溶
液）が２０／１より多過ぎるときは、たとえ純水による
希釈倍率を十分にとってもエッチング速度が速くなり過
ぎる恐れがあるからである。本発明の効果をより顕著に
達成するためには、より好ましい下限値として０．４／
１以上、さらに好ましい下限値として０．７／１以上と
することが望まれ、他方より好ましい上限値として１５
／１以下、更に好ましい上限値として１０／１以下とす
ることが望まれる。
過酸化水素水の混合比を上記の如く定めた理由は、りん
酸水溶液（或はアンモニア水溶液）が１／１より少な過
ぎるときは過酸化水素によってウエハ表面に新たな酸化
物が形成されていくのでエッチングの目的にそぐわなく
なり、結果として十分なエッチング効果が得られ難くな
るからであり、一方りん酸水溶液（或はアンモニア水溶
液）が２０／１より多過ぎるときは、たとえ純水による
希釈倍率を十分にとってもエッチング速度が速くなり過
ぎる恐れがあるからである。本発明の効果をより顕著に
達成するためには、より好ましい下限値として０．４／
１以上、さらに好ましい下限値として０．７／１以上と
することが望まれ、他方より好ましい上限値として１５
／１以下、更に好ましい上限値として１０／１以下とす
ることが望まれる。
【００１７】りん酸水溶液（或はアンモニア水溶液）と
過酸化水素水の上記混合比からなる混合液に対し、容量
比で１０００〜３０００倍の純水を加えて希釈すること
によって、ウエハ表面の荒れを生じない様に制御しつ
つ、エッチング速度を遅くしてエッチング量を最表面か
ら１０Å程度に抑えることにより、表面の付着不純物や
自然酸化皮膜を十分除去できると共に、ウエハの結晶欠
陥に起因するピットの発生を抑制できる。希釈倍率の下
限（１０００倍）は表面荒れやピットの防止効果という
観点から定められたものであり、より好ましくは１２０
０倍以上、更に好ましくは１６００倍以上、最も好まし
くは１８００倍以上とする。一方希釈倍率の上限（３０
００倍）はエッチング速度が遅くなり過ぎて実操業上の
問題を生じない限度および不純物除去効果の有無という
観点から定められたものであり、より好ましくは２８０
０倍以下、更に好ましくは２５００倍以下、最も好まし
くは２０００倍以下とする。これらの好ましい希釈倍率
は、りん酸水溶液（或はアンモニア水溶液）と過酸化水
素水の混合比によって適宜選定されるものであることは
言うまでもない。
過酸化水素水の上記混合比からなる混合液に対し、容量
比で１０００〜３０００倍の純水を加えて希釈すること
によって、ウエハ表面の荒れを生じない様に制御しつ
つ、エッチング速度を遅くしてエッチング量を最表面か
ら１０Å程度に抑えることにより、表面の付着不純物や
自然酸化皮膜を十分除去できると共に、ウエハの結晶欠
陥に起因するピットの発生を抑制できる。希釈倍率の下
限（１０００倍）は表面荒れやピットの防止効果という
観点から定められたものであり、より好ましくは１２０
０倍以上、更に好ましくは１６００倍以上、最も好まし
くは１８００倍以上とする。一方希釈倍率の上限（３０
００倍）はエッチング速度が遅くなり過ぎて実操業上の
問題を生じない限度および不純物除去効果の有無という
観点から定められたものであり、より好ましくは２８０
０倍以下、更に好ましくは２５００倍以下、最も好まし
くは２０００倍以下とする。これらの好ましい希釈倍率
は、りん酸水溶液（或はアンモニア水溶液）と過酸化水
素水の混合比によって適宜選定されるものであることは
言うまでもない。
【００１８】
【実施例】以下実施例に基づいて本発明を説明するが、
実施例および比較例で用いたアンモニア水は２８重量
％、りん酸は８５重量％、過酸化水素水は３０重量％の
ものである。 ＜実施例１＞鏡面研磨済みの２インチＧａＡｓウエハ
を、アンモニア水：過酸化水素水：純水＝０．２５：
０．２５：１０００（容量比）で調製したエッチング液
を用いて２５℃で１０秒エッチングし、エッチング速度
の測定および表面性状観察を行った。その結果、エッチ
ング速度を６６Å／ｍｉｎまで落とすことが可能である
ことが分かった。即ちこの速度では、１０秒程度エッチ
ングするだけで約１０Åの表面層の除去が可能であり、
しかも結晶欠陥に起因するピットは全く観察されなかっ
た。このエッチング液で処理したＧａＡｓウエハを、Ｅ
ＳＣＡによる表面酸化膜厚の測定および全反射蛍光Ｘ線
分析による表面不純物の定量により評価した。
実施例および比較例で用いたアンモニア水は２８重量
％、りん酸は８５重量％、過酸化水素水は３０重量％の
ものである。 ＜実施例１＞鏡面研磨済みの２インチＧａＡｓウエハ
を、アンモニア水：過酸化水素水：純水＝０．２５：
０．２５：１０００（容量比）で調製したエッチング液
を用いて２５℃で１０秒エッチングし、エッチング速度
の測定および表面性状観察を行った。その結果、エッチ
ング速度を６６Å／ｍｉｎまで落とすことが可能である
ことが分かった。即ちこの速度では、１０秒程度エッチ
ングするだけで約１０Åの表面層の除去が可能であり、
しかも結晶欠陥に起因するピットは全く観察されなかっ
た。このエッチング液で処理したＧａＡｓウエハを、Ｅ
ＳＣＡによる表面酸化膜厚の測定および全反射蛍光Ｘ線
分析による表面不純物の定量により評価した。
【００１９】図１にＥＳＣＡにより測定したＡｓ３ｄピ
ークを示す。表面感度を上げるために光電子の脱出角は
３０°とした。図１中のピーク１はＡｓ，ピーク２はＡ
ｓ酸化物（Ａｓ2 Ｏ3 ）に対応し、この２つのピークの
積分強度比から酸化膜厚（表１）を求めた。
ークを示す。表面感度を上げるために光電子の脱出角は
３０°とした。図１中のピーク１はＡｓ，ピーク２はＡ
ｓ酸化物（Ａｓ2 Ｏ3 ）に対応し、この２つのピークの
積分強度比から酸化膜厚（表１）を求めた。
【００２０】なお、酸化膜厚は次式より算出した。（Su
rface and Interface Analysis ; 15(1990),681 参照） d＝λ1 ・sin θ・ln｛1 ＋（λ1 ・D1・I2）／（λ2
・D2・I1）｝ ただし、 ｄ；酸化膜厚（Ａｓ2 Ｏ3 ） θ；光電子の脱出角度 λ1 ；ＧａＡｓ中における脱出深さ λ2 ；酸化膜（Ａｓ2 Ｏ3 ）中における脱出深さ D1；ＧａＡｓの原子数密度 D2；酸化膜（Ａｓ2 Ｏ3 ）の原子数密度 I1；ピーク１の積分強度 I2；ピーク２の積分強度 である。
rface and Interface Analysis ; 15(1990),681 参照） d＝λ1 ・sin θ・ln｛1 ＋（λ1 ・D1・I2）／（λ2
・D2・I1）｝ ただし、 ｄ；酸化膜厚（Ａｓ2 Ｏ3 ） θ；光電子の脱出角度 λ1 ；ＧａＡｓ中における脱出深さ λ2 ；酸化膜（Ａｓ2 Ｏ3 ）中における脱出深さ D1；ＧａＡｓの原子数密度 D2；酸化膜（Ａｓ2 Ｏ3 ）の原子数密度 I1；ピーク１の積分強度 I2；ピーク２の積分強度 である。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１には、未洗浄のＧａＡｓウエハ上の表
面酸化膜厚も示した。洗浄により、表面酸化による汚染
層が減少していることが分かる。表２には洗浄したＧａ
Ａｓウエハ表面上の不純物を全反射蛍光Ｘ線分析法によ
り測定した結果を示す。いずれの不純物も１０10ａｔｏ
ｍｓ／ｃｍ2 台あるいはそれ以下であり、不純物量が低
減されたことがわかる。
面酸化膜厚も示した。洗浄により、表面酸化による汚染
層が減少していることが分かる。表２には洗浄したＧａ
Ａｓウエハ表面上の不純物を全反射蛍光Ｘ線分析法によ
り測定した結果を示す。いずれの不純物も１０10ａｔｏ
ｍｓ／ｃｍ2 台あるいはそれ以下であり、不純物量が低
減されたことがわかる。
【００２３】
【表２】
【００２４】純水による希釈率を３５００倍とした場合
の不純物分析結果を表３に示す。この場合、比較例で示
すようにエッチング速度は非常に遅く、不純物レベルは
１０ 11〜１０12ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 であり、不純物除去
効果がない。
の不純物分析結果を表３に示す。この場合、比較例で示
すようにエッチング速度は非常に遅く、不純物レベルは
１０ 11〜１０12ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 であり、不純物除去
効果がない。
【００２５】
【表３】
【００２６】＜実施例２＞りん酸／過酸化水素水／純水
系のエッチング液についても同様の検討を行い、組成を
容量比で（以下同様）０．２５：０．２５：１０００
（希釈率：２０００倍）（エッチング条件：２５℃，１
２秒）とすることにより、表面の荒れ、ピットのない、
良好な表面が得られた。またこの組成におけるエッチン
グ速度は約５０Å／ｍｉｎであり、１２秒程度エッチン
グすると、約１０Åの表面層が除去された。
系のエッチング液についても同様の検討を行い、組成を
容量比で（以下同様）０．２５：０．２５：１０００
（希釈率：２０００倍）（エッチング条件：２５℃，１
２秒）とすることにより、表面の荒れ、ピットのない、
良好な表面が得られた。またこの組成におけるエッチン
グ速度は約５０Å／ｍｉｎであり、１２秒程度エッチン
グすると、約１０Åの表面層が除去された。
【００２７】実施例１と同様、表面酸化膜厚は５〜７Å
程度であった。表４は全反射蛍光Ｘ線分析結果である
が、表面不純物量は１０10ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 台あるい
はそれ以下であり、良好な表面が得られた。
程度であった。表４は全反射蛍光Ｘ線分析結果である
が、表面不純物量は１０10ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 台あるい
はそれ以下であり、良好な表面が得られた。
【００２８】
【表４】
【００２９】純水による希釈率を３５００倍まで上げる
と、アンモニア系と同様、エッチング速度が非常に遅く
なり、不純物汚染された表面層が十分に除去されていな
い。表５はこの場合の不純物分析結果であり、不純物レ
ベルは１０11〜１０12ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 であった。
と、アンモニア系と同様、エッチング速度が非常に遅く
なり、不純物汚染された表面層が十分に除去されていな
い。表５はこの場合の不純物分析結果であり、不純物レ
ベルは１０11〜１０12ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 であった。
【００３０】
【表５】
【００３１】＜比較例及びその他の実施例＞比較例及び
上記以外の実施例について、各エッチング液組成におけ
る、エッチング速度およびエッチング後の表面の状態を
観察した。結果を表６（アンモニア水系），表７（りん
酸系）に夫々示す。
上記以外の実施例について、各エッチング液組成におけ
る、エッチング速度およびエッチング後の表面の状態を
観察した。結果を表６（アンモニア水系），表７（りん
酸系）に夫々示す。
【００３２】
【表６】
【００３３】
【表７】
【００３４】希釈する純水の量を、アンモニア（または
りん酸）＋過酸化水素＝１：１に調製したものに対して
１０００倍より少なくした場合［アンモニア水（または
りん酸）：過酸化水素水：純水＝０．２５：０．２５：
２００］（希釈倍率４００倍），０．２５：０．２５：
４００（希釈率：８００倍）は、エッチング速度が速す
ぎるため、表面の性状を良好に保った状態でエッチング
することが非常に困難になる。逆に３５００倍より多い
純水で希釈した場合には、表面荒れやピットこそ生じな
かったが、エッチング速度は非常に遅く、短時間処理に
よる不純物除去効果がなくなり、実用的ではない。
りん酸）＋過酸化水素＝１：１に調製したものに対して
１０００倍より少なくした場合［アンモニア水（または
りん酸）：過酸化水素水：純水＝０．２５：０．２５：
２００］（希釈倍率４００倍），０．２５：０．２５：
４００（希釈率：８００倍）は、エッチング速度が速す
ぎるため、表面の性状を良好に保った状態でエッチング
することが非常に困難になる。逆に３５００倍より多い
純水で希釈した場合には、表面荒れやピットこそ生じな
かったが、エッチング速度は非常に遅く、短時間処理に
よる不純物除去効果がなくなり、実用的ではない。
【００３５】１０００〜３０００倍、好ましくは１６０
０〜２０００倍の純水で希釈した場合には、エッチング
速度は５０〜９０Å／ｍｉｎとなり、１０〜１５秒以内
で表面層を１０〜１５Å程度除去できた。しかもこの際
表面荒れおよびピットの発生を抑制できる。
０〜２０００倍の純水で希釈した場合には、エッチング
速度は５０〜９０Å／ｍｉｎとなり、１０〜１５秒以内
で表面層を１０〜１５Å程度除去できた。しかもこの際
表面荒れおよびピットの発生を抑制できる。
【００３６】また、過酸化水素水に対するアンモニア水
またはりん酸の容量比を１倍から２５倍（純水による希
釈率１０００〜３０００倍）に変化させた場合の表面状
態も示した。アンモニア水または燐酸の容量比を過酸化
水素水に対して１〜２０倍程度にした場合は表面荒れ、
ピットはみられなかった。しかしながら２５倍程度のア
ンモニア水または燐酸過剰の状態では表面荒れがみられ
た。したがって、過酸化水素水に対するアンモニア水ま
たはりん酸の容量比は１〜２０倍程度とすることが望ま
しい。
またはりん酸の容量比を１倍から２５倍（純水による希
釈率１０００〜３０００倍）に変化させた場合の表面状
態も示した。アンモニア水または燐酸の容量比を過酸化
水素水に対して１〜２０倍程度にした場合は表面荒れ、
ピットはみられなかった。しかしながら２５倍程度のア
ンモニア水または燐酸過剰の状態では表面荒れがみられ
た。したがって、過酸化水素水に対するアンモニア水ま
たはりん酸の容量比は１〜２０倍程度とすることが望ま
しい。
【００３７】＜比較例＞比較例として、従来報告されて
いるウエハ表面上の不純物分析結果例を表８に示す。従
来結果と比較すると、不純物レベルは０．３〜２桁低
く、不純物抑制効果が高いことがわかる。特にエピタキ
シャル膜の特性に影響を及ぼすＣｕ，Ｚｎに関しては不
純物抑制効果が著しく向上している。
いるウエハ表面上の不純物分析結果例を表８に示す。従
来結果と比較すると、不純物レベルは０．３〜２桁低
く、不純物抑制効果が高いことがわかる。特にエピタキ
シャル膜の特性に影響を及ぼすＣｕ，Ｚｎに関しては不
純物抑制効果が著しく向上している。
【００３８】
【表８】
【００３９】
【発明の効果】本発明の完成により、鏡面研磨済みのＧ
ａＡｓウエハ表面を速やかにエッチングすることによ
り、表面の付着不純物や自然酸化皮膜を十分に取り除く
ことができると共に、表面平坦度が良好であり、しかも
ピットのないＧａＡｓウエハを提供することが可能とな
った。
ａＡｓウエハ表面を速やかにエッチングすることによ
り、表面の付着不純物や自然酸化皮膜を十分に取り除く
ことができると共に、表面平坦度が良好であり、しかも
ピットのないＧａＡｓウエハを提供することが可能とな
った。
【図１】ＥＳＣＡによる測定結果を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/304 ３４１ Ｌ 29/20
Claims (1)
- 【請求項１】 鏡面研磨後のＧａＡｓウエハを、（１）
りん酸と過酸化水素水の混合液［りん酸水溶液（８５重
量％）／過酸化水素水（３０重量％）容量比換算で
｛（１〜２０）／１｝混合液］を、容量比換算で純水１
０００〜３０００倍に希釈したエッチング液、あるいは
（２）アンモニア水と過酸化水素水の混合液［アンモニ
ア水（２８重量％）／過酸化水素水（３０重量％）容量
比換算で｛（１〜２０）／１｝混合液］を、容量比換算
で純水１０００〜３０００倍に希釈したエッチング液で
処理することを特徴とするＧａＡｓウエハの表面処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7603994A JPH07283209A (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | ＧａＡｓウエハの表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7603994A JPH07283209A (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | ＧａＡｓウエハの表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07283209A true JPH07283209A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=13593673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7603994A Withdrawn JPH07283209A (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | ＧａＡｓウエハの表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07283209A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100367403B1 (ko) * | 1999-06-28 | 2003-01-10 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 콘택 형성방법 |
| CN112259450A (zh) * | 2020-09-18 | 2021-01-22 | 厦门市三安集成电路有限公司 | 一种分段式蚀刻方法 |
| CN115608694A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-01-17 | 云南鑫耀半导体材料有限公司 | 激光器用砷化镓偏角度为15°晶片的清洗方法 |
| KR20230033522A (ko) * | 2021-09-01 | 2023-03-08 | 연세대학교 산학협력단 | 반도체 기판 세정용 조성물 및 세정방법 |
| WO2024218825A1 (ja) * | 2023-04-17 | 2024-10-24 | 住友電気工業株式会社 | ヒ化ガリウム単結晶基板およびその製造方法 |
| WO2024218823A1 (ja) * | 2023-04-17 | 2024-10-24 | 住友電気工業株式会社 | ヒ化ガリウム単結晶基板およびその製造方法 |
| WO2024218824A1 (ja) * | 2023-04-17 | 2024-10-24 | 住友電気工業株式会社 | ヒ化ガリウム単結晶基板およびその製造方法 |
-
1994
- 1994-04-14 JP JP7603994A patent/JPH07283209A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100367403B1 (ko) * | 1999-06-28 | 2003-01-10 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 콘택 형성방법 |
| CN112259450A (zh) * | 2020-09-18 | 2021-01-22 | 厦门市三安集成电路有限公司 | 一种分段式蚀刻方法 |
| KR20230033522A (ko) * | 2021-09-01 | 2023-03-08 | 연세대학교 산학협력단 | 반도체 기판 세정용 조성물 및 세정방법 |
| CN115608694A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-01-17 | 云南鑫耀半导体材料有限公司 | 激光器用砷化镓偏角度为15°晶片的清洗方法 |
| WO2024218825A1 (ja) * | 2023-04-17 | 2024-10-24 | 住友電気工業株式会社 | ヒ化ガリウム単結晶基板およびその製造方法 |
| WO2024218823A1 (ja) * | 2023-04-17 | 2024-10-24 | 住友電気工業株式会社 | ヒ化ガリウム単結晶基板およびその製造方法 |
| WO2024218824A1 (ja) * | 2023-04-17 | 2024-10-24 | 住友電気工業株式会社 | ヒ化ガリウム単結晶基板およびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010703 |