JPH01226796A - Treatment of indium-phosphorus substrate - Google Patents

Treatment of indium-phosphorus substrate

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JPH01226796A
JPH01226796A JP5228488A JP5228488A JPH01226796A JP H01226796 A JPH01226796 A JP H01226796A JP 5228488 A JP5228488 A JP 5228488A JP 5228488 A JP5228488 A JP 5228488A JP H01226796 A JPH01226796 A JP H01226796A
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JP
Japan
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substrate
crystal growth
growth layer
impurities
inp
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JP5228488A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuchika Kuwata
桑田 展周
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To remove impurities contained in an InP substrate efficiently by heaping grown crystal layers of a compound semiconductor contg. no P on an InP substrate, exposing the substrate by removing the grown crystal layer selectively after annealing the substrate, then etching thinly the exposed part of the substrate surface. CONSTITUTION:A grown crystal layer 10 consisting of a compound semiconductor (e.g., GaInAs) contg. no P is heaped by setting an InP substrate 1 in an epitaxial growth device, and impurities (e.g., Si, Fe) in the InP substrate 1 are diffused and concentrated to near an interface 11 between the substrate 1 and the grown crystal layer 10. After proceeding further the concentration of impurities to the interface 11 after annealing the substrate 1, the grown crystal layer 10 is removed by etching selectively, and the surface contg. a large amt. of impurities, of the substrate 1 is exposed. By etching the exposed surface thinly, an InP substrate 1 contg. no impurities is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインジウムリン(InP)基板の処理方法に関
するもので、特にInP基板上に、エピタキシャル成長
などにより結晶成長層を形成する際の前処理工程におい
て使用される。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for processing an indium phosphide (InP) substrate, and in particular, a pretreatment step when forming a crystal growth layer on an InP substrate by epitaxial growth or the like. used in

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、結晶成長前のInP基板の前処理は、次のように
してなされてきた。まず、InP基板を用意し、これを
有機溶剤などによって洗浄する。
Conventionally, pretreatment of an InP substrate before crystal growth has been performed as follows. First, an InP substrate is prepared and cleaned with an organic solvent or the like.

次に、これを硫酸系エッチャント(H2SO4゜HO,
H2Oの混合液)で薄くエツチングし、InP基板の表
面に吸着している炭素(C)、酸素(0)、シリコン(
Sl)などの吸着物を除去する。
Next, apply this to a sulfuric acid-based etchant (H2SO4°HO,
The carbon (C), oxygen (0), and silicon (
Remove adsorbates such as Sl).

このような前処理が施されたInP基板1は、第2図の
ようなエピタキシャル成長装置にセットされる。この装
置の容器2にはガス導入管3〜7が配設され、また排気
口8が設けられており、ガス導入管3および4からイン
ジウム(In )を含むガスとリン(P)を含むガスが
導入される。すると、所定の温度条件下でInPがIn
P基板1上に結晶成長し、結晶成長層5が形成されるこ
とになる。
The InP substrate 1 subjected to such pretreatment is set in an epitaxial growth apparatus as shown in FIG. A container 2 of this device is provided with gas inlet pipes 3 to 7 and is also provided with an exhaust port 8, and from the gas inlet pipes 3 and 4, gas containing indium (In) and gas containing phosphorus (P) are supplied. will be introduced. Then, under predetermined temperature conditions, InP becomes In
Crystal growth occurs on the P substrate 1, and a crystal growth layer 5 is formed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところが、このようなInP基板1中に不純物が含まれ
ていると、これが結晶成長温度へ昇温中および成長中に
InP基板1の表面に集中し、結果としてInP基板1
と結晶成長層9の境界およびその近傍の不純物濃度が高
くなってしまう。この不純物は、結晶成長層9に形成さ
れるデバイスの特性を劣化させてしまう。
However, if such an impurity is contained in the InP substrate 1, it will concentrate on the surface of the InP substrate 1 during the temperature rise to the crystal growth temperature and during growth, and as a result, the InP substrate 1
Therefore, the impurity concentration at the boundary of the crystal growth layer 9 and its vicinity becomes high. This impurity deteriorates the characteristics of a device formed in the crystal growth layer 9.

そこで本発明は、InP基板上に結晶成長層を形成した
ときにも、その境界近傍に不純物が集中しないようにし
たInP基板の処理方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a method for processing an InP substrate that prevents impurities from concentrating near the boundaries even when a crystal growth layer is formed on the InP substrate.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係るInP基板の処理方法は、InPからなる
基板上に、リン(P)を含まない化合物半導体からなる
結晶成長層を堆積する第1の工程と、結晶成長層を堆積
した基板をアニールする第2の工程と、結晶成長層を選
択的に除去して基板を露出する第3の工程と、基板の露
出面を薄(エツチングする第4の工程とを備えることを
特徴とする。
The method for processing an InP substrate according to the present invention includes a first step of depositing a crystal growth layer made of a compound semiconductor that does not contain phosphorus (P) on a substrate made of InP, and annealing the substrate on which the crystal growth layer is deposited. A third step of selectively removing the crystal growth layer to expose the substrate, and a fourth step of etching the exposed surface of the substrate.

〔作用〕[Effect]

本発明によれば、InP基板に含まれる不純物はあらか
じめ結晶成長層および基板の表面に偏析させられ、これ
は結晶成長層の選択除去および基板表面の薄いエツチン
グにより除去されることになる。
According to the present invention, impurities contained in the InP substrate are segregated in advance into the crystal growth layer and the surface of the substrate, and are removed by selectively removing the crystal growth layer and thinly etching the substrate surface.

〔実施例〕〔Example〕

以下、添付図面の第1図および第2図を参照して、本発
明の一実施例を説明する。なお、図面の説明において同
一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 of the accompanying drawings. In addition, in the description of the drawings, the same elements are given the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

第1図は一実施例に係るInP基板の処理方法を示すた
めの、工程別の断面図である。まず、InP基板1を用
意し、従来方法と同様に有機溶剤等による洗浄を行なう
。次に、このInP基板1を第2図と同様のエピタキシ
ャル成長装置にセットし、原料としてInを含むガス、
ガリウム(Ga )を含むガスおよびヒ素(As )を
含むガスをそれぞれガス導入管3,6.5より導入し、
所定温度にセットする。すると、第1図(a)に示すよ
うに、InP基板1上にGaInAsからなる結晶成長
層10が形成されることになる。このとき、エピタキシ
ャル成長は高温(例えば600℃)の条件下でなされる
ため、InP基板1中の不純物(Si、Feなど)は拡
散し、表面に近い部分のものはInP基板1と結晶成長
層10の間の界面11近傍に集中してくることになる。
FIG. 1 is a cross-sectional view of each process to show a method of processing an InP substrate according to an embodiment. First, an InP substrate 1 is prepared and cleaned with an organic solvent or the like in the same manner as in the conventional method. Next, this InP substrate 1 is set in an epitaxial growth apparatus similar to that shown in FIG.
A gas containing gallium (Ga) and a gas containing arsenic (As) are introduced through gas introduction pipes 3 and 6.5, respectively,
Set to the specified temperature. Then, as shown in FIG. 1(a), a crystal growth layer 10 made of GaInAs is formed on the InP substrate 1. At this time, since the epitaxial growth is performed under high temperature conditions (for example, 600°C), impurities (Si, Fe, etc.) in the InP substrate 1 are diffused, and the impurities near the surface are mixed with the InP substrate 1 and the crystal growth layer 1. They will be concentrated near the interface 11 between them.

次に、結晶成長層10が所望の厚さ(例えば0.2μm
)になったら原料ガスの供給を停止し、所定時間(例え
ば30分)のアニールを行なう。
Next, the crystal growth layer 10 is grown to a desired thickness (for example, 0.2 μm).
), the supply of raw material gas is stopped and annealing is performed for a predetermined time (for example, 30 minutes).

すると、不純物の拡散は更に進行してInP基板1と結
晶成長層10の界面11により多くの不純物が集中し、
その一部は結晶成長層10中に拡散していく(第1図(
b)図示)。このようなアニールによる不純物の積極的
な拡散により、界面11に集中した分だけInP基板1
中の不純物は、特にInP基板1の表面に近い部分はど
少なくなる。
Then, the diffusion of impurities further progresses, and more impurities are concentrated at the interface 11 between the InP substrate 1 and the crystal growth layer 10.
A part of it diffuses into the crystal growth layer 10 (see Fig. 1 (
b) As shown). Due to the active diffusion of impurities due to such annealing, the InP substrate 1 is concentrated to the extent that the impurities are concentrated at the interface 11.
The amount of impurities in the InP substrate 1 is particularly reduced near the surface of the InP substrate 1.

次に、アニールを停止して1nP基板1および結晶成長
層10を冷却し、結晶成長層10のみを選択的にエツチ
ングする。すると、InP基板1上の結晶成長層10は
除去され、不純物を多く含んだInP基板1表面が露出
することになる。このとき、不純物はInP基板1表面
の深さt (第1図(C)図示)の部分に集中している
。そこで、この厚さtだけ1nP基板1をエツチングに
より除去すると、第1図(d)のように、表面付近にお
いて不純物の少ないInP基板1が得られることになる
。従って、その後にエピタキシャル成長層を形成しても
、再び不純物が集中することは少なくなる。
Next, the annealing is stopped, the 1nP substrate 1 and the crystal growth layer 10 are cooled, and only the crystal growth layer 10 is selectively etched. Then, the crystal growth layer 10 on the InP substrate 1 is removed, and the surface of the InP substrate 1 containing many impurities is exposed. At this time, the impurities are concentrated at a depth t (shown in FIG. 1C) on the surface of the InP substrate 1. Therefore, if the 1nP substrate 1 is removed by etching by this thickness t, an InP substrate 1 with few impurities near the surface will be obtained as shown in FIG. 1(d). Therefore, even if an epitaxial growth layer is formed thereafter, impurities are less likely to be concentrated again.

上記の工程に用いられる結晶成長層10の材料としては
、例えばGa1nAsやAjJInAsにょうなPを含
まない化合物半導体であることが好ましい。これらによ
れば、アニールなどの過程で結晶成長層10からAsが
脱離するのを防止するために一定比上のAsの蒸気圧下
に置けば、表面が荒れたりすることがほとんどない。ま
たInP基板1との間で結晶成長層10を選択的に除去
することが可能であるので、たとえ結晶成長層10の表
面が荒れたとしてもInP基板1のオーバーエツチング
後の表面は滑かになる。さらに、これら材料は1nP基
板1とよく格子整合するので、InP基板1に偏析した
不純物は結晶成長層10中によく拡散していき、InP
基板1中の不純物を減少させるのに適している。
The material of the crystal growth layer 10 used in the above steps is preferably a compound semiconductor that does not contain P, such as Ga1nAs or AjJInAs. According to these, if the crystal growth layer 10 is placed under a vapor pressure of As above a certain ratio in order to prevent As from being desorbed from the crystal growth layer 10 during annealing or the like, the surface will hardly become rough. Furthermore, since it is possible to selectively remove the crystal growth layer 10 between the InP substrate 1 and the InP substrate 1, even if the surface of the crystal growth layer 10 is rough, the surface of the InP substrate 1 after overetching will be smooth. Become. Furthermore, since these materials have good lattice matching with the 1nP substrate 1, impurities segregated in the InP substrate 1 are well diffused into the crystal growth layer 10, and the InP
It is suitable for reducing impurities in the substrate 1.

これに対し、結晶成長層10としてPを含むInPなど
を用いたときには、アニール工程において、結晶成長層
10からPが脱離するのを防止するために一定比上のP
の蒸気圧下に置かなければならないが、過剰なPの蒸気
圧下ではInPに特有な物質移動(mass tran
sport)が生じ、結晶成長層10の表面が荒れてし
まう。このため、InPの結晶成長層10の表面が荒れ
ないように、Pの最適な蒸気圧を決定するのが難しい。
On the other hand, when InP containing P or the like is used as the crystal growth layer 10, in order to prevent P from being desorbed from the crystal growth layer 10 in the annealing process,
However, under the vapor pressure of excess P, mass transfer, which is characteristic of InP, occurs.
sport) occurs, and the surface of the crystal growth layer 10 becomes rough. Therefore, it is difficult to determine the optimum vapor pressure of P so that the surface of the InP crystal growth layer 10 is not roughened.

また表面の荒れている結晶成長層10を除去して、In
P基板1をオーバーエツチングした場合InP基板1表
面も荒れてしまい、その後のエピタキシャル成長工程(
本工程)にも支障が生じることになる。
In addition, the crystal growth layer 10 with a rough surface is removed, and the In
If the P substrate 1 is over-etched, the surface of the InP substrate 1 will also become rough, and the subsequent epitaxial growth process (
This will also cause problems in this process.

次に、本発明の詳細な説明する。Next, the present invention will be explained in detail.

まず、2インチ径のInPウェーハを用意し、有機溶剤
により洗浄する。次に、このInPつ工−ハを有機金属
気相成長装置にセットし、Inを含むガス、Gaを含む
ガスおよびAsを含むガスを導入し、600℃程度の温
度で反応させる。すると、InPn上ウェーハ上a1n
Asがエピタキシャル成長されるので、0.2μm程度
の厚さになったところで反応を停止させる。その後、引
き続いて600℃程度の一定温度条件下で放置し、30
分間のアニールを行なう。
First, a 2-inch diameter InP wafer is prepared and cleaned with an organic solvent. Next, this InP reactor is set in a metal organic vapor phase growth apparatus, and a gas containing In, a gas containing Ga, and a gas containing As are introduced and reacted at a temperature of about 600°C. Then, a1n on the InPn wafer
Since As is epitaxially grown, the reaction is stopped when the thickness reaches about 0.2 μm. After that, it was left to stand at a constant temperature of about 600℃ for 30 minutes.
Anneal for 1 minute.

次に、InPウェーハを十分に冷却し、有機金属気相成
長装置から取り出してGa1nAsのエツチングを行な
う。このとき、エッチャントとしてリン酸系エッチャン
ト(HPO,Ho。
Next, the InP wafer is sufficiently cooled, taken out from the organometallic vapor phase epitaxy apparatus, and subjected to Ga1nAs etching. At this time, a phosphoric acid etchant (HPO, Ho.

H2Oの混合液)を用いるとGa1nAsのみが選択的
にエツチングされ、InPウェーハの表面が露出する。
When a mixed solution of H2O is used, only Ga1nAs is selectively etched and the surface of the InP wafer is exposed.

次に、InPウェーハの表面を硫酸系エッチャント(H
SO,HO,HO 混合液)で軽くエツチングすると、不純物が集中した表
面層も除去される。
Next, the surface of the InP wafer was coated with a sulfuric acid-based etchant (H
Light etching with a mixed solution of SO, HO, HO also removes the surface layer where impurities are concentrated.

このような本発明に係る前処理工程の後に、再びこれを
有機金属気相成長装置にセットし、例えばIn P、G
a In As 、AfIIn Asなどのエピタキシ
ャル成長層を形成したのちにFETなどのデバイスを形
成する。このようにすれば、InP基板と結晶成長層の
界面には再び不純物が集中するようなことはなくなり、
従って不純物によるデバイスの特性の悪化を防止するこ
とができる。
After such a pretreatment step according to the present invention, this is set in the organometallic vapor phase growth apparatus again, and for example, InP, G
After forming an epitaxial growth layer of aInAs, AfIInAs, or the like, a device such as an FET is formed. In this way, impurities will not be concentrated again at the interface between the InP substrate and the crystal growth layer.
Therefore, deterioration of device characteristics due to impurities can be prevented.

本発明は上記実施例に限定されず、種々の変形が可能で
ある。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible.

例えば、結晶成長層10の形成はエピタキシャル成長法
に限らず、Pを含まない結晶成長層10を形成できる手
法であれば、いかなるものでもよい。また、エッチャン
トや温度条件などについても、適宜に変更できる。
For example, the formation of the crystal growth layer 10 is not limited to the epitaxial growth method, but any method that can form the crystal growth layer 10 that does not contain P may be used. Further, the etchant, temperature conditions, etc. can also be changed as appropriate.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上、詳細に説明した通り本発明では、InP基板に含
まれる不純物はあらかじめ表面に集中させられ、これは
結晶成長層の選択除去と基板表面の薄いエツチングによ
り除去されることになるので、このような前処理工程の
後にInP基板上に結晶成長層を形成したときにも、そ
の境界近傍に不純物が集中しないようにすることができ
る。従って、本発明により前処理が施された1nP基板
を用いて電子デバイス、光デバイスを作製すれば、その
特性を極めて優れたものにすることができる。
As explained above in detail, in the present invention, the impurities contained in the InP substrate are concentrated on the surface in advance, and are removed by selectively removing the crystal growth layer and thinly etching the substrate surface. Even when a crystal growth layer is formed on an InP substrate after a pretreatment process, impurities can be prevented from concentrating near the boundary. Therefore, if an electronic device or an optical device is manufactured using a 1nP substrate pretreated according to the present invention, the characteristics thereof can be made extremely excellent.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例に係るInP基板の処理方法
の工程別断面図、第2図はエピタキシャル成長法を説明
する図である。 1・・・InP基板、10・・・結晶成長層、11・・
・界面。 特許出願人  住友電気工業株式会社 代理人弁理士   長谷用  芳  樹木発明の処理工
程 第1図 本発明の処理工程 第1図 第2図
FIG. 1 is a cross-sectional view showing each process of an InP substrate processing method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating an epitaxial growth method. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... InP substrate, 10... Crystal growth layer, 11...
·interface. Patent applicant: Sumitomo Electric Industries, Ltd. Patent attorney Yoshi Hase Processing process of the tree invention Figure 1 Processing process of the present invention Figure 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、インジウムリンからなる基板上に、リンを含まない
化合物半導体からなる結晶成長層を堆積する第1の工程
と、 前記結晶成長層を堆積した前記基板をアニールする第2
の工程と、 前記結晶成長層を選択的に除去して前記基板を露出する
第3の工程と、 前記基板の露出面を薄くエッチングする第4の工程と、 を備えることを特徴とするインジウムリン基板の処理方
法。 2、前記結晶成長層が前記基板に格子整合していること
を特徴とする請求項1記載のインジウムリン基板の処理
方法。 3、前記化合物半導体がガリウムインジウムヒ素である
ことを特徴とする請求項1記載のインジウムリン基板の
処理方法。 4、前記化合物半導体がアルミニウムインジウムヒ素で
あることを特徴とする請求項1記載のインジウムリン基
板の処理方法。
[Claims] 1. A first step of depositing a crystal growth layer made of a phosphorous-free compound semiconductor on a substrate made of indium phosphide, and a second step of annealing the substrate on which the crystal growth layer is deposited.
A third step of selectively removing the crystal growth layer to expose the substrate; and a fourth step of thinly etching the exposed surface of the substrate. How to treat the substrate. 2. The method for processing an indium phosphide substrate according to claim 1, wherein the crystal growth layer is lattice matched to the substrate. 3. The method for processing an indium phosphide substrate according to claim 1, wherein the compound semiconductor is gallium indium arsenide. 4. The method for processing an indium phosphide substrate according to claim 1, wherein the compound semiconductor is aluminum indium arsenide.
JP5228488A 1988-03-04 1988-03-04 Treatment of indium-phosphorus substrate Pending JPH01226796A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996000979A1 (en) * 1994-06-29 1996-01-11 British Telecommunications Public Limited Company Preparation of semiconductor substrates
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