JP2003224171A - 半導体ウエハーの選別方法 - Google Patents
半導体ウエハーの選別方法Info
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- JP2003224171A JP2003224171A JP2002023005A JP2002023005A JP2003224171A JP 2003224171 A JP2003224171 A JP 2003224171A JP 2002023005 A JP2002023005 A JP 2002023005A JP 2002023005 A JP2002023005 A JP 2002023005A JP 2003224171 A JP2003224171 A JP 2003224171A
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- sheet resistance
- semiconductor wafer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ナイトライド系化合物半導体は、大きな転位
密度を有し、結晶品質の悪いウエハーにアニールを行う
と、シート抵抗が増加する場合があり、プロセスを開始
する前に、シート抵抗が変化しないエピウエハーを非破
壊に選別する必要がある。 【解決手段】 半導体ウエハー表面に白色光を照射して
反射光の分光測定を行い、ヘテロ界面に起因する反射率
のピークが反射率スペクトルに存在するか否かを半導体
ウエハーの選別基準とする。（ａ）と（ｂ）は、同一の
条件で成長した２枚のエピウエハー（ＡｌＧａＮ（１８
ｎｍ）／ＧａＮ（２μｍ）／サファイア基板）の成長後
試料の反射率スペクトルを示している。波長３１１ｎｍ
付近にＡｌＧａＮの吸収ピークがみられるサンプルＡで
はアニール温度によるシート抵抗の上昇はなく、このよ
うなピークがみられないサンプルＢではアニール温度に
よる顕著なシート抵抗の上昇がある。
密度を有し、結晶品質の悪いウエハーにアニールを行う
と、シート抵抗が増加する場合があり、プロセスを開始
する前に、シート抵抗が変化しないエピウエハーを非破
壊に選別する必要がある。 【解決手段】 半導体ウエハー表面に白色光を照射して
反射光の分光測定を行い、ヘテロ界面に起因する反射率
のピークが反射率スペクトルに存在するか否かを半導体
ウエハーの選別基準とする。（ａ）と（ｂ）は、同一の
条件で成長した２枚のエピウエハー（ＡｌＧａＮ（１８
ｎｍ）／ＧａＮ（２μｍ）／サファイア基板）の成長後
試料の反射率スペクトルを示している。波長３１１ｎｍ
付近にＡｌＧａＮの吸収ピークがみられるサンプルＡで
はアニール温度によるシート抵抗の上昇はなく、このよ
うなピークがみられないサンプルＢではアニール温度に
よる顕著なシート抵抗の上昇がある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＨＥＭＴに使用さ
れる半導体ウエハー，特にナイトライド系半導体ウエハ
ーの非破壊選別を行なう半導体ウエハーの選別方法に関
する。
れる半導体ウエハー，特にナイトライド系半導体ウエハ
ーの非破壊選別を行なう半導体ウエハーの選別方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ナイトライド系化合物半導体、主にＧａ
Ｎ、は一般に格子不整合の大きいサファイア基板上に結
晶成長されるため、大きな転位密度（〜１０８ｃ
ｍ−３）を有し、Ｓｉ，ＧａＡｓ等の従来半導体材料に
比べ、結晶性は未熟な段階である。一般に、ＧａＮ系Ｆ
ＥＴの構造は厚いＧａＮ層（数μｍ厚）上に薄いＡｌＧ
ａＮ層（数十ｎｍ）を形成した、ＡｌＧａＮ／ＧａＮの
ヘテロ構造を成している。
Ｎ、は一般に格子不整合の大きいサファイア基板上に結
晶成長されるため、大きな転位密度（〜１０８ｃ
ｍ−３）を有し、Ｓｉ，ＧａＡｓ等の従来半導体材料に
比べ、結晶性は未熟な段階である。一般に、ＧａＮ系Ｆ
ＥＴの構造は厚いＧａＮ層（数μｍ厚）上に薄いＡｌＧ
ａＮ層（数十ｎｍ）を形成した、ＡｌＧａＮ／ＧａＮの
ヘテロ構造を成している。
【０００３】ドナー形不純物原子の添加、及びＡｌＧａ
Ｎ／ＧａＮのフィルムストレスに起因するピエゾ効果に
よりキャリアを発生させ、導電性を得ている。ＦＥＴ作
製において、ウエハーの二次元情報で表現されるシート
抵抗値は最も重要なパラメーターの一つである。
Ｎ／ＧａＮのフィルムストレスに起因するピエゾ効果に
よりキャリアを発生させ、導電性を得ている。ＦＥＴ作
製において、ウエハーの二次元情報で表現されるシート
抵抗値は最も重要なパラメーターの一つである。
【０００４】しかし、結晶品質の悪いウエハーにアニー
ルを行うと、シート抵抗が初期の値より増加する場合が
ある。よって、プロセスを開始する前に、シート抵抗が
変化しないエピウエハーを非破壊に選別する手法が必要
である。
ルを行うと、シート抵抗が初期の値より増加する場合が
ある。よって、プロセスを開始する前に、シート抵抗が
変化しないエピウエハーを非破壊に選別する手法が必要
である。
【０００５】シート抵抗の評価にはホール測定法と渦電
流法が使われている。ホール測定はウエハーの一部に電
極を形成する必要があり、測定したウエハーはプロセス
には導入できない。渦電流法は非破壊でシート抵抗を知
ることが出来るが、熱処理によるシート抵抗の変化に関
する情報は含まれておらず、試験的にウエハーに熱処理
を行い再びシート抵抗の測定を行う必要がある。
流法が使われている。ホール測定はウエハーの一部に電
極を形成する必要があり、測定したウエハーはプロセス
には導入できない。渦電流法は非破壊でシート抵抗を知
ることが出来るが、熱処理によるシート抵抗の変化に関
する情報は含まれておらず、試験的にウエハーに熱処理
を行い再びシート抵抗の測定を行う必要がある。
【０００６】結晶性の評価は透過型電子顕微鏡観察、お
よびＸ線回折法が用いられる。透過型電子顕微鏡観察は
試料の加工が不可欠である。Ｘ線回折は薄膜試料から大
きな信号が得づらいという欠点がある。
よびＸ線回折法が用いられる。透過型電子顕微鏡観察は
試料の加工が不可欠である。Ｘ線回折は薄膜試料から大
きな信号が得づらいという欠点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
ＨＥＭＴに使用される半導体ウエハーの非破壊選別方法
で使用されるシート抵抗の評価および結晶性の評価には
下記のような課題がある。すなわち、シート抵抗の評価
におけるホール測定はウエハーの一部に電極を形成する
必要があるので、試料に加工を施す必要があり測定した
ウエハーはプロセスには導入できない。また、渦電流法
は試験的にウエハーに熱処理を行い再びシート抵抗の測
定を行う必要がある。結晶性の評価における透過型電子
顕微鏡観察は試料の加工が不可欠であり、Ｘ線回折は薄
膜試料から大きな信号が得づらいという欠点がある。
ＨＥＭＴに使用される半導体ウエハーの非破壊選別方法
で使用されるシート抵抗の評価および結晶性の評価には
下記のような課題がある。すなわち、シート抵抗の評価
におけるホール測定はウエハーの一部に電極を形成する
必要があるので、試料に加工を施す必要があり測定した
ウエハーはプロセスには導入できない。また、渦電流法
は試験的にウエハーに熱処理を行い再びシート抵抗の測
定を行う必要がある。結晶性の評価における透過型電子
顕微鏡観察は試料の加工が不可欠であり、Ｘ線回折は薄
膜試料から大きな信号が得づらいという欠点がある。
【０００８】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、熱処理を行ってもシート抵抗が変化しない半
導体ウエハー、特にナイトライド系半導体ウエハーを成
長直後のまま非破壊的に選別する半導体ウエハーの選別
方法を提供することを目的とする。
のであり、熱処理を行ってもシート抵抗が変化しない半
導体ウエハー、特にナイトライド系半導体ウエハーを成
長直後のまま非破壊的に選別する半導体ウエハーの選別
方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の半導体ウエハーの選別方法は、半導体ウエハ
ー表面に白色光を照射して反射光の分光測定を行い、ヘ
テロ界面に起因する反射率のピークが反射率スペクトル
に存在するか否かを半導体ウエハーの選別基準とするこ
とに特徴を有している。
に本発明の半導体ウエハーの選別方法は、半導体ウエハ
ー表面に白色光を照射して反射光の分光測定を行い、ヘ
テロ界面に起因する反射率のピークが反射率スペクトル
に存在するか否かを半導体ウエハーの選別基準とするこ
とに特徴を有している。
【００１０】また、本発明の半導体ウエハーの選別方法
は、半導体ウエハーは、ナイトライド系半導体ウエハー
であることに特徴を有している。
は、半導体ウエハーは、ナイトライド系半導体ウエハー
であることに特徴を有している。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、熱処理後もシート抵抗
の変化しないナイトライド系半導体ウエハーと熱処理後
にシート抵抗が変化するナイトライド系半導体ウエハー
を非破壊で選別する方法を実現するものである。ナイト
ライド系半導体の反射率測定を行い、ウエハーの選別を
実現できるようにしたものである。すなわち、白色光照
射の反射率スペクトルにおけるピークの有無を判定基準
にする点が特徴である。
の変化しないナイトライド系半導体ウエハーと熱処理後
にシート抵抗が変化するナイトライド系半導体ウエハー
を非破壊で選別する方法を実現するものである。ナイト
ライド系半導体の反射率測定を行い、ウエハーの選別を
実現できるようにしたものである。すなわち、白色光照
射の反射率スペクトルにおけるピークの有無を判定基準
にする点が特徴である。
【００１２】１）表面に白色光を照射し、反射光の分光
測定を行う。 ２）反射スペクトルの形状解析し、ヘテロ界面に起因す
るピークの大きさを観察する。 ３）明瞭なピークが観察された半導体ウエハーは、熱処
理によるシート抵抗の変動が少なく、明瞭なピークが観
察されない半導体ウエハーは、熱処理によるシート抵抗
の変動が大きい。明瞭なピークの有無は、反射光の分光
測定を行なった後のアニール処理によるシート抵抗の増
加に関する情報を含んでいることになる。 ４）すなわち、アニールを行うとシート抵抗が初期の値
より増加する場合がある結晶品質の悪い半導体ウエハー
を、プロセスを開始する前に取り除くことができる。
測定を行う。 ２）反射スペクトルの形状解析し、ヘテロ界面に起因す
るピークの大きさを観察する。 ３）明瞭なピークが観察された半導体ウエハーは、熱処
理によるシート抵抗の変動が少なく、明瞭なピークが観
察されない半導体ウエハーは、熱処理によるシート抵抗
の変動が大きい。明瞭なピークの有無は、反射光の分光
測定を行なった後のアニール処理によるシート抵抗の増
加に関する情報を含んでいることになる。 ４）すなわち、アニールを行うとシート抵抗が初期の値
より増加する場合がある結晶品質の悪い半導体ウエハー
を、プロセスを開始する前に取り除くことができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の実施例における反射率のスペ
クトルを示す図であり、（ａ）はサンプルＡの反射率の
スペクトルであり、（ｂ）はサンプルＢの反射率のスペ
クトルである。（ａ）と（ｂ）は、同一の条件で成長し
た２枚のエピウエハー（ＡｌＧａＮ（１８ｎｍ）／Ｇａ
Ｎ（２μｍ）／サファイア基板）の成長後試料の反射率
スペクトルを示している。横軸は波長［ｎｍ］を示し、
縦軸は反射率［％］を示している。（ａ）のサンプルＡ
では波長３１１ｎｍ付近にＡｌＧａＮの吸収ピークがみ
られる。（ｂ）のサンプルＢではこのようなピークはみ
られない。同一条件で成長したウエハーでもＡｌＧａＮ
吸収ピークの高さに違いがある。
明する。図１は、本発明の実施例における反射率のスペ
クトルを示す図であり、（ａ）はサンプルＡの反射率の
スペクトルであり、（ｂ）はサンプルＢの反射率のスペ
クトルである。（ａ）と（ｂ）は、同一の条件で成長し
た２枚のエピウエハー（ＡｌＧａＮ（１８ｎｍ）／Ｇａ
Ｎ（２μｍ）／サファイア基板）の成長後試料の反射率
スペクトルを示している。横軸は波長［ｎｍ］を示し、
縦軸は反射率［％］を示している。（ａ）のサンプルＡ
では波長３１１ｎｍ付近にＡｌＧａＮの吸収ピークがみ
られる。（ｂ）のサンプルＢではこのようなピークはみ
られない。同一条件で成長したウエハーでもＡｌＧａＮ
吸収ピークの高さに違いがある。
【００１４】図２は、本発明の実施例におけるシート抵
抗のアニール温度依存性を示す図である。図は、前述の
図１におけるサンプルＡとサンプルＢとを３０秒の等時
間アニールを行い、渦電流法によりチャネルのシート抵
抗を測定した結果を示している。横軸はアニール温度
［℃］を示し、縦軸はシート抵抗［ｏｈｍ／□］を示し
ている。図１（ａ）で大きなＡｌＧａＮ吸収ピークを示
したサンプルＡはほぼ一定のシート抵抗を示したが、ピ
ークの小さい図１（ｂ）のサンプルＢは６００℃以上の
温度領域で顕著なシート抵抗の増加がみられた。
抗のアニール温度依存性を示す図である。図は、前述の
図１におけるサンプルＡとサンプルＢとを３０秒の等時
間アニールを行い、渦電流法によりチャネルのシート抵
抗を測定した結果を示している。横軸はアニール温度
［℃］を示し、縦軸はシート抵抗［ｏｈｍ／□］を示し
ている。図１（ａ）で大きなＡｌＧａＮ吸収ピークを示
したサンプルＡはほぼ一定のシート抵抗を示したが、ピ
ークの小さい図１（ｂ）のサンプルＢは６００℃以上の
温度領域で顕著なシート抵抗の増加がみられた。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体ウ
エハーの選別方法は、半導体ウエハー表面に白色光を照
射して反射光の分光測定を行い、ヘテロ界面に起因する
反射率のピークが反射率スペクトルに存在するか否かを
半導体ウエハーの選別基準とするので、また、半導体ウ
エハーは、ナイトライド系半導体ウエハーであるので、
アニール処理を行ってもシート抵抗が変化しないナイト
ライド系半導体ウエハーを成長直後のまま非破壊的に選
別することができる。
エハーの選別方法は、半導体ウエハー表面に白色光を照
射して反射光の分光測定を行い、ヘテロ界面に起因する
反射率のピークが反射率スペクトルに存在するか否かを
半導体ウエハーの選別基準とするので、また、半導体ウ
エハーは、ナイトライド系半導体ウエハーであるので、
アニール処理を行ってもシート抵抗が変化しないナイト
ライド系半導体ウエハーを成長直後のまま非破壊的に選
別することができる。
【図１】本発明の実施例における反射率のスペクトルを
示す図であり、（ａ）はサンプルＡの反射率のスペクト
ルであり、（ｂ）はサンプルＢの反射率のスペクトルで
ある。
示す図であり、（ａ）はサンプルＡの反射率のスペクト
ルであり、（ｂ）はサンプルＢの反射率のスペクトルで
ある。
【図２】本発明の実施例におけるシート抵抗のアニール
温度依存性を示す図である。
温度依存性を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4M106 AA01 AA10 BA04 CB19
5F102 FA09 GB01 GC01 GD01 GJ10
GL04 GM04 GQ01
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体ウエハー表面に白色光を照射し
て反射光の分光測定を行い、 ヘテロ界面に起因する反射率のピークが反射率スペクト
ルに存在するか否かを半導体ウエハーの選別基準とする
ことを特徴とする半導体ウエハーの選別方法。 - 【請求項２】 前記半導体ウエハーは、ナイトライド
系半導体ウエハーであることを特徴とする請求項１に記
載の半導体ウエハーの選別方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002023005A JP3783851B2 (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | 半導体ウエハーの選別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002023005A JP3783851B2 (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | 半導体ウエハーの選別方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003224171A true JP2003224171A (ja) | 2003-08-08 |
| JP3783851B2 JP3783851B2 (ja) | 2006-06-07 |
Family
ID=27745833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002023005A Expired - Fee Related JP3783851B2 (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | 半導体ウエハーの選別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3783851B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007035991A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体層の検査方法および装置 |
| JP2011101049A (ja) * | 2011-02-07 | 2011-05-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体層の検査方法 |
| JP2012004444A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US8115927B2 (en) | 2005-06-13 | 2012-02-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Production method of compound semiconductor member |
-
2002
- 2002-01-31 JP JP2002023005A patent/JP3783851B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8115927B2 (en) | 2005-06-13 | 2012-02-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Production method of compound semiconductor member |
| JP2007035991A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体層の検査方法および装置 |
| US7656514B2 (en) | 2005-07-28 | 2010-02-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Method and apparatus for evaluating semiconductor layers |
| JP2012004444A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2011101049A (ja) * | 2011-02-07 | 2011-05-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体層の検査方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3783851B2 (ja) | 2006-06-07 |
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