JP2008037705A - GaxIn1−xN基板とGaxIn1−xN基板の洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高品質のエピタキシャル膜を安定して成長できるGaxIn1-xN基板とこのGaxIn1-xN基板を得るための洗浄方法を提供する。
【解決手段】GaxIn1-xN基板の表面上に存在する粒径0.2μm以上のパーティクルの数がGaxIn1-xN基板の口径を2インチとしたときに20個以下であるGaxIn1-xN基板である。また、検出角度10°でのX線光電子分光法によるGaxIn1-xN基板の表面の光電子スペクトルにおいて、C1s電子とN1s電子のピーク面積の比(C1s電子のピーク面積/N1s電子のピーク面積)が3以下であるGaxIn1-xN基板である。
【選択図】図3
【解決手段】GaxIn1-xN基板の表面上に存在する粒径0.2μm以上のパーティクルの数がGaxIn1-xN基板の口径を2インチとしたときに20個以下であるGaxIn1-xN基板である。また、検出角度10°でのX線光電子分光法によるGaxIn1-xN基板の表面の光電子スペクトルにおいて、C1s電子とN1s電子のピーク面積の比(C1s電子のピーク面積/N1s電子のピーク面積)が3以下であるGaxIn1-xN基板である。
【選択図】図3
Description
本発明はGaxIn1-xN(0≦x≦1)基板とGaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の洗浄方法に関する。
GaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の中でもGaN(窒化ガリウム)基板は、3.4eVのエネルギバンドギャップ、高い熱伝導率を有しているため、短波長の光を発光する発光デバイスやパワー電子デバイスなどの半導体デバイスの材料として注目されている。
GaN結晶の代表的な成長方法としてHVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy)法があり、GaN基板は、このGaN結晶から製造することができる。そして、GaN基板の表面上に種々のエピタキシャル膜を成長させることによって光デバイスや電子デバイスなどの半導体デバイスが得られる。たとえば、特許文献1には、表面荒れのないGaN系エピタキシャル膜を成長させることが可能な下地基板として、最表面のキャリア密度が均一なGaN基板などの窒化物結晶基板を提案している。
しかしながら、特許文献1に記載の下地基板を用いた場合であっても、その下地基板の最表面におけるキャリア密度の均一性を反映せず、これとは無関係な欠陥や曇りが発生した低品質のエピタキシャル膜が成長することがあった。このような低品質のエピタキシャル膜を用いた半導体デバイスはデバイス特性が悪くなるため、欠陥や曇りの少ない高品質のエピタキシャル膜を安定して成長させることが要望されている。
特開2005−101475号公報
しかしながら、欠陥や曇りの少ない高品質のエピタキシャル膜を安定して成長させるために、GaN基板などのGaxIn1-xN基板の表面上に付着したパーティクルや有機物を除去する程度について言及された先行技術文献はなく、その基準が不明確であるため、GaxIn1-xN基板の表面状態のばらつきがそのままエピタキシャル膜の品質のばらつきに結びついてしまうという問題があった。
本発明の目的は、高品質のエピタキシャル膜を安定して成長させることができるGaxIn1-xN基板とこのGaxIn1-xN基板を得るための洗浄方法を提供することにある。
本発明は、GaxIn1-xN基板の表面上に存在する粒径0.2μm以上のパーティクルの数がGaxIn1-xN基板の口径を2インチとしたときに20個以下であるGaxIn1-xN基板である。ここで、本明細書において、GaxIn1-xN基板とは、ガリウム(Ga)およびインジウム(In)の少なくとも一方を含む窒化物結晶基板のことである。
また、本発明は、GaxIn1-xN基板をアンモニア水、過酸化水素水添加アンモニア水および有機アルカリ水溶液からなる群から選択されたいずれか1種の洗浄液に超音波を印加しながら浸漬させることによって、GaxIn1-xN基板の表面上に存在する粒径0.2μm以上のパーティクルの数をGaxIn1-xN基板の口径を2インチとしたときに20個以下とするGaxIn1-xN基板の洗浄方法である。
ここで、本発明のGaxIn1-xN基板の洗浄方法においては、洗浄液として、アンモニア濃度が0.5質量%以上であるアンモニア水、過酸化水素水濃度が0.1質量%以上であってアンモニア濃度が0.1質量%以上である過酸化水素水添加アンモニア水または有機アルカリ濃度が0.5質量%以上である有機アルカリ水溶液のいずれかを用いることが好ましい。
また、本発明のGaxIn1-xN基板の洗浄方法において、有機アルカリ水溶液は、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドまたは2−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムハイドロオキサイドのいずれか一方の有機アルカリを水で溶解させたものであることが好ましい。
また、本発明のGaxIn1-xN基板の洗浄方法において、GaxIn1-xN基板の浸漬時間が30秒以上であることが好ましい。
また、本発明は、検出角度10°でのX線光電子分光法によるGaxIn1-xN基板の表面の光電子スペクトルにおいて、C1s電子とN1s電子のピーク面積の比(C1s電子のピーク面積/N1s電子のピーク面積)が3以下であるGaxIn1-xN基板である。
さらに、本発明は、GaxIn1-xN基板を酸溶液に浸漬させることによって、検出角度10°でのX線光電子分光法によるGaxIn1-xN基板の表面の光電子スペクトルにおいて、C1s電子とN1s電子のピーク面積の比(C1s電子のピーク面積/N1s電子のピーク面積)を3以下にするGaxIn1-xN基板の洗浄方法である。
ここで、本発明のGaxIn1-xN基板の洗浄方法においては、酸溶液がフッ酸、塩酸および硫酸からなる群から選択された少なくとも1種またはフッ酸、塩酸および硫酸からなる群から選択された少なくとも1種と過酸化水素水との混合液のいずれかからなることが好ましい。
また、本発明のGaxIn1-xN基板の洗浄方法においては、酸溶液がフッ酸、塩酸および硫酸からなる群から選択された少なくとも1種からなる場合には酸溶液中におけるフッ酸、塩酸および硫酸の総濃度が0.5質量%以上であり、酸溶液がフッ酸、塩酸および硫酸からなる群から選択された少なくとも1種と過酸化水素水との混合液からなる場合には前記酸溶液中におけるフッ酸、塩酸および硫酸の総濃度が0.1質量%以上であって過酸化水素水の濃度が0.1質量%以上であることが好ましい。
また、本発明のGaxIn1-xN基板の洗浄方法においては、GaxIn1-xN基板の浸漬時間が30秒以上であることが好ましい。
本発明によれば、高品質のエピタキシャル膜を安定して成長させることができるGaxIn1-xN基板とこのGaxIn1-xN基板を得るための洗浄方法を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本願の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものとする。
本発明は、GaxIn1-xN基板の表面上に存在する粒径0.2μm以上のパーティクルの数がGaxIn1-xN基板の口径を2インチとしたときに20個以下であるGaxIn1-xN基板である。これは、本発明者が鋭意検討した結果、GaxIn1-xN基板の表面上にある粒径0.2μm以上のパーティクルの数を上記のように制御した場合には、欠陥の少ない高品質のエピタキシャル膜を成長させることができることを見い出したものである。
ここで、GaxIn1-xN基板の表面上のパーティクルの数は、GaxIn1-xN基板の表面全体に存在する粒径0.2μm以上のパーティクルをすべてカウントし、カウントされたパーティクルの数をGaxIn1-xN基板の口径が2インチであると仮定したときの値に換算されて算出される。したがって、本発明においては、GaxIn1-xN基板の大きさは限定されない。たとえば口径が4インチのGaxIn1-xN基板の表面の面積は口径が2インチの場合と比べて4倍になるので、口径が4インチのGaxIn1-xN基板を用いた場合にはその表面上に存在するパーティクルの総数の1/4倍がここでいうパーティクルの数になる。なお、パーティクルは従来から公知の光散乱方式の基板表面検査装置などを用いてカウントされる。また、パーティクルの材質は特に限定されない。
また、本発明は、GaxIn1-xN基板をアンモニア水、過酸化水素水添加アンモニア水および有機アルカリ水溶液からなる群から選択されたいずれか1種の洗浄液に超音波を印加しながら浸漬させることによって、GaxIn1-xN基板の表面上に存在する粒径0.2μm以上のパーティクルの数をGaxIn1-xN基板の口径を2インチとしたときに20個以下とする洗浄方法である。
ここで、過酸化水素水添加アンモニア水とは、過酸化水素水とアンモニア水との混合液のことであり、アンモニア水に過酸化水素水を添加した混合液には限定されない。また、有機アルカリ水溶液とは、有機アルカリを水に溶解させたものであり、有機アルカリとしては下記の構造式(1)で表わされるテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドまたは下記の構造式(2)で表わされる2−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムハイドロオキサイドのいずれかを用いることが好ましい。
また、洗浄液としてアンモニア水を用いる場合には、洗浄液全体に対するアンモニア濃度が0.5質量%以上であることが好ましい。また、洗浄液として過酸化水素水添加アンモニア水を用いる場合には、洗浄液全体に対する過酸化水素水濃度が0.1質量%以上であってアンモニア濃度が0.1質量%以上であることが好ましい。さらに、洗浄液として有機アルカリ水溶液を用いる場合には、洗浄液全体に対する有機アルカリ濃度が0.5質量%以上であることが好ましい。このように洗浄液の濃度を規定することによって、GaxIn1-xN基板の表面上のパーティクル数をより安定して上記のように制御することができる傾向にある。
また、GaxIn1-xN基板の洗浄液への浸漬時間は30秒以上であることが好ましい。この場合には、GaxIn1-xN基板が十分に洗浄液中に浸漬させられることから、GaxIn1-xN基板の表面上のパーティクル数をより安定して上記のように制御することができる傾向にある。ここで、GaxIn1-xN基板の浸漬時間は洗浄液に超音波が印加された時点からの時間のことである。
さらに、本発明は、検出角度10°でのX線光電子分光法(XPS)によるGaxIn1-xN基板の表面の光電子スペクトルにおいて、C1s電子とN1s電子のピーク面積の比(C1s電子のピーク面積/N1s電子のピーク面積)が3以下であるGaxIn1-xN基板である。これは、本発明者が鋭意検討した結果、検出角度10°でのX線光電子分光法によるGaxIn1-xN基板の表面の光電子スペクトルにおいて、C1s電子のピーク面積とN1s電子のピーク面積との比を上記のように制御した場合には、曇りのない高品質のエピタキシャル膜を成長させることができることを見い出したものである。ここで、検出角度10°でのX線光電子分光法(XPS)によるGaxIn1-xN基板の表面の光電子スペクトルにおけるC1s電子とN1s電子のピーク面積の比は、GaxIn1-xN基板の表面近傍の窒素に対するGaxIn1-xN基板の表面上の有機物の量を示しており、この比を上記のように制御することによって曇りのない高品質のエピタキシャル膜を成長させることができるのである。
ここで、C1s電子とはC(炭素)の1s軌道の電子のことであり、N1s電子とはN(窒素)の1s軌道の電子のことである。そして、図1に示すように、X線6の照射によってGaxIn1-xN基板5の表面のC1s電子およびN1s電子は光電子7として放出される。その後、GaxIn1-xN基板5の表面と10°の角度を為して放出される光電子7が検出器8にて検出され(検出角度10°)て、光電子スペクトルが得られる。この光電子スペクトルのC1s電子のピーク面積とN1s電子のピーク面積との比が求められる。
また、本発明は、GaxIn1-xN基板を酸溶液に浸漬させることによって、検出角度10°でのX線光電子分光法によるGaxIn1-xN基板の表面の光電子スペクトルにおいて、C1s電子とN1s電子のピーク面積の比(C1s電子のピーク面積/N1s電子のピーク面積)を3以下とする洗浄方法である。
ここで、酸溶液は、フッ酸、塩酸および硫酸からなる群から選択された少なくとも1種、または、フッ酸、塩酸および硫酸からなる群から選択された少なくとも1種と過酸化水素水との混合液のいずれかからなることが好ましい。この場合には、上記のC1s電子のピーク面積とN1s電子のピーク面積との比をより安定して3以下にすることができる傾向にある。
さらに、酸溶液がフッ酸、塩酸および硫酸からなる群から選択された少なくとも1種からなる場合には酸溶液中におけるフッ酸、塩酸および硫酸の総濃度が0.5質量%以上であることが好ましい。また、酸溶液がフッ酸、塩酸および硫酸からなる群から選択された少なくとも1種と過酸化水素水との混合液からなる場合には酸溶液中におけるフッ酸、塩酸および硫酸の総濃度が0.1質量%以上であって過酸化水素水の濃度が0.1質量%以上であることが好ましい。この場合には、上記のC1s電子のピーク面積とN1s電子のピーク面積との比をさらに安定して3以下にすることができる傾向にある。
また、GaxIn1-xN基板の酸溶液への浸漬時間も30秒以上であることが好ましい。この場合には、GaxIn1-xN基板を十分に酸溶液中に浸漬させられることから、上記のC1s電子のピーク面積とN1s電子のピーク面積との比をより安定して上記のように制御することができる傾向にある。
(実験例1)
まず、HVPE法により成長させたGaN結晶を鏡面研磨し、その後に鏡面研磨によるダメージ層を除去することによって得られた口径2インチのGaN基板を50枚用意した。ここで、50枚のGaN基板はそれぞれ厚さが400μmであり、GaN基板の表面は方位(0001)から2°オフした面である。
まず、HVPE法により成長させたGaN結晶を鏡面研磨し、その後に鏡面研磨によるダメージ層を除去することによって得られた口径2インチのGaN基板を50枚用意した。ここで、50枚のGaN基板はそれぞれ厚さが400μmであり、GaN基板の表面は方位(0001)から2°オフした面である。
次に、図2の模式的断面図に示す洗浄装置を用いて、50枚のGaN基板についてそれぞれ浸漬時間を変化させながら洗浄を行なった。ここで、図2に示す洗浄槽1には、洗浄液2として様々な濃度のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を収容した。また、GaN基板4が浸漬させられた洗浄液2には周波数が900kHzの超音波3が50枚のGaN基板4のぞれぞれについて同一の条件で印加された。
そして、洗浄後のそれぞれのGaN基板について、光散乱方式の基板表面検査装置によって、GaN基板の表面上に存在する粒径0.2μm以上のパーティクルの数をカウントした。
その後、50枚のGaN基板のそれぞれの表面上に同一の条件でMOVPE法(有機金属気相成長法)により厚さ1μmのGaN結晶からなるエピタキシャル膜を成長させた。そして、上記と同一の光散乱方式の基板表面検査装置を用いてこのエピタキシャル膜の欠陥数をカウントした。
図3にこの実験の結果を示す。図3において、横軸は上記のようにしてカウントされた洗浄後のGaN基板の表面上に存在する粒径0.2μm以上のパーティクルの数を示し、縦軸は横軸のパーティクルの数に対応するGaN基板の表面上に成長させたエピタキシャル膜についてカウントされた欠陥数を示す。
図3からわかるように、口径2インチのGaN基板の表面上に存在する粒径0.2μm以上のパーティクルの数を20個以下とした場合にはその表面上に成長させたエピタキシャル膜の欠陥数は50個よりも少なく、そのパーティクルの数が20個よりも多い場合と比べて欠陥の少ない高品質のエピタキシャル膜を得ることができた。
また、表面上に存在する粒径0.2μm以上のパーティクルの数が20個以下であるGaN基板は、洗浄液全体に対するテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの濃度を0.5質量%以上とし、GaN基板の浸漬時間を30秒以上として洗浄されたものであった。
なお、上記の実験例1においてはGaN基板を用いたが、GaN基板以外のGaxIn1-xN基板を用いた場合でも同様の結果が得られると考えられる。また、GaN基板の厚み、面方位は上記に限定されるものではなく、任意の場合でも上記の実験例1と同様の結果を得ることができる。
(実験例2)
まず、上記実験例1と同様にして、GaN結晶を鏡面研磨した後に鏡面研磨によるダメージ層を除去することによって得られた口径2インチのGaN基板を50枚用意した。ここで、50枚のGaN基板はそれぞれ厚さが400μmであり、GaN基板の表面は方位(0001)から2°オフした面である。
まず、上記実験例1と同様にして、GaN結晶を鏡面研磨した後に鏡面研磨によるダメージ層を除去することによって得られた口径2インチのGaN基板を50枚用意した。ここで、50枚のGaN基板はそれぞれ厚さが400μmであり、GaN基板の表面は方位(0001)から2°オフした面である。
次に、図4の模式的断面図に示す洗浄装置を用いて、50枚のGaN基板についてそれぞれ浸漬時間を変化させながら洗浄を行なった。ここで、図4に示す洗浄槽1には酸溶液2aとして様々な濃度の塩酸が収容され、この酸溶液2a中にGaN基板4をそれぞれ浸漬させた。
そして、洗浄後のそれぞれのGaN基板について、MgおよびAlのKα線をX線源とするX線光電子分光装置によって、光電子の検出角度10°でのGaN基板の表面の光電子スペクトルを測定し、O1s電子(酸素の1s軌道の電子)のピーク面積を基準として、C1s電子のピーク面積とN1s電子のピーク面積との比(C1s電子のピーク面積/N1s電子のピーク面積)を算出した。
その後、50枚のGaN基板のそれぞれの表面上に同一の条件でMOVPE法により厚さ1μmのGaN結晶からなるエピタキシャル膜を成長させた。そして、成長したエピタキシャル膜のそれぞれについて曇りの発生の有無を下記の基準で目視により評価し、曇りが発生したエピタキシャル膜を表1に示す(C1s電子のピーク面積/N1s電子のピーク面積)の区分ごとにカウントした。その結果を表1に示す。
<曇りの発生の有無の評価基準>
曇りの発生有り…エピタキシャル膜が鏡面となっていない部分がある
曇りの発生無し…エピタキシャル膜が全面鏡面となっている
表1からわかるように、GaN基板の表面のC1s電子のピーク面積とN1s電子のピーク面積との比(C1s電子のピーク面積/N1s電子のピーク面積)が小さいほどエピタキシャル膜の曇りの発生が無くなる傾向があった。特に、その比が3以下である場合には、エピタキシャル膜の曇りは全く発生せず、高品質のエピタキシャル膜を成長させることができた。
曇りの発生有り…エピタキシャル膜が鏡面となっていない部分がある
曇りの発生無し…エピタキシャル膜が全面鏡面となっている
表1からわかるように、GaN基板の表面のC1s電子のピーク面積とN1s電子のピーク面積との比(C1s電子のピーク面積/N1s電子のピーク面積)が小さいほどエピタキシャル膜の曇りの発生が無くなる傾向があった。特に、その比が3以下である場合には、エピタキシャル膜の曇りは全く発生せず、高品質のエピタキシャル膜を成長させることができた。
また、GaN基板の表面のC1s電子のピーク面積とN1s電子のピーク面積との比(C1s電子のピーク面積/N1s電子のピーク面積)が3以下であるGaN基板は、洗浄液全体に対する塩酸の濃度を0.5質量%以上とし、GaN基板の浸漬時間を30秒以上として洗浄されたものであった。
なお、上記の実験例2においてはGaN基板を用いたが、GaN基板以外のGaxIn1-xN基板を用いた場合でも同様の結果が得られると考えられる。また、GaN基板の厚み、面方位は上記に限定されるものではなく、任意の場合でも上記の実験例2と同様の結果を得ることができる。
今回開示された実施の形態および実験例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明はGaxIn1-xN基板を用いた半導体デバイスの製造に好適に利用することができる。
1 洗浄槽、2 洗浄液、2a 酸溶液、3 超音波、4 GaN基板、5 GaxIn1-xN基板、6 X線、7 光電子、8 検出器。
Claims (10)
- GaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の表面上に存在する粒径0.2μm以上のパーティクルの数が前記GaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の口径を2インチとしたときに20個以下であることを特徴とする、GaxIn1-xN(0≦x≦1)基板。
- GaxIn1-xN(0≦x≦1)基板をアンモニア水、過酸化水素水添加アンモニア水および有機アルカリ水溶液からなる群から選択されたいずれか1種の洗浄液に超音波を印加しながら浸漬させることによって、前記GaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の表面上に存在する粒径0.2μm以上のパーティクルの数を前記GaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の口径を2インチとしたときに20個以下とすることを特徴とする、GaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の洗浄方法。
- 前記洗浄液として、アンモニア濃度が0.5質量%以上であるアンモニア水、過酸化水素水濃度が0.1質量%以上であってアンモニア濃度が0.1質量%以上である過酸化水素水添加アンモニア水または有機アルカリ濃度が0.5質量%以上である有機アルカリ水溶液のいずれかを用いることを特徴とする、請求項2に記載のGaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の洗浄方法。
- 前記有機アルカリ水溶液は、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドまたは2−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムハイドロオキサイドのいずれか一方の有機アルカリを水で溶解させたものであることを特徴とする、請求項2または3に記載のGaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の洗浄方法。
- 前記GaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の浸漬時間が30秒以上であることを特徴とする、請求項2から4のいずれかに記載のGaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の洗浄方法。
- 検出角度10°でのX線光電子分光法によるGaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の表面の光電子スペクトルにおいて、C1s電子とN1s電子のピーク面積の比(C1s電子のピーク面積/N1s電子のピーク面積)が3以下であることを特徴とする、GaxIn1-xN(0≦x≦1)基板。
- GaxIn1-xN(0≦x≦1)基板を酸溶液に浸漬させることによって、検出角度10°でのX線光電子分光法によるGaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の表面の光電子スペクトルにおいて、C1s電子とN1s電子のピーク面積の比(C1s電子のピーク面積/N1s電子のピーク面積)を3以下にすることを特徴とする、GaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の洗浄方法。
- 前記酸溶液がフッ酸、塩酸および硫酸からなる群から選択された少なくとも1種またはフッ酸、塩酸および硫酸からなる群から選択された少なくとも1種と過酸化水素水との混合液のいずれかからなることを特徴とする、請求項7に記載のGaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の洗浄方法。
- 前記酸溶液がフッ酸、塩酸および硫酸からなる群から選択された少なくとも1種からなる場合には前記酸溶液中におけるフッ酸、塩酸および硫酸の総濃度が0.5質量%以上であり、前記酸溶液がフッ酸、塩酸および硫酸からなる群から選択された少なくとも1種と過酸化水素水との混合液からなる場合には前記酸溶液中におけるフッ酸、塩酸および硫酸の総濃度が0.1質量%以上であって過酸化水素水の濃度が0.1質量%以上であることを特徴とする、請求項8に記載のGaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の洗浄方法。
- 前記GaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の浸漬時間が30秒以上であることを特徴とする、請求項7から9のいずれかに記載のGaxIn1-xN(0≦x≦1)基板の洗浄方法。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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