JPH03236219A - 半導体基板の表面処理方法 - Google Patents
半導体基板の表面処理方法Info
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- JPH03236219A JPH03236219A JP3333590A JP3333590A JPH03236219A JP H03236219 A JPH03236219 A JP H03236219A JP 3333590 A JP3333590 A JP 3333590A JP 3333590 A JP3333590 A JP 3333590A JP H03236219 A JPH03236219 A JP H03236219A
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体基板の表面処理方法に関し、更に詳し
くは、結晶成長用の反応炉等の内部で半導体基板表面を
清浄化するための表面処理方法に関する。
くは、結晶成長用の反応炉等の内部で半導体基板表面を
清浄化するための表面処理方法に関する。
半導体基板上に半導体層を結晶成長させるためには、予
め半導体表面を清浄化する表面処理が必要である。例え
ば、有機金属気相成長法による結晶成長に使用する表面
処理について説明する。この場合、半導体基板の表面を
清浄化するため、結晶成長用の反応炉外で酸等のエツチ
ング液を用いて化学的に基板表面の処理を行なっていた
。その後、エツチング液で表面処理された半導体基板を
反応炉内に搬入し、この基板表面上に半導体層の結晶成
長を行なっていた。
め半導体表面を清浄化する表面処理が必要である。例え
ば、有機金属気相成長法による結晶成長に使用する表面
処理について説明する。この場合、半導体基板の表面を
清浄化するため、結晶成長用の反応炉外で酸等のエツチ
ング液を用いて化学的に基板表面の処理を行なっていた
。その後、エツチング液で表面処理された半導体基板を
反応炉内に搬入し、この基板表面上に半導体層の結晶成
長を行なっていた。
しかし、反応炉内に搬入する前に半導体基板表面を化学
的に処理するという上記の方法では、平坦で均一な表面
を有する基板が得られるものの、基板表面の清浄度が十
分ではないという問題点、或いは、反応炉に搬入する際
に半導体基板が再度汚染されてしまうといった問題点が
あった。
的に処理するという上記の方法では、平坦で均一な表面
を有する基板が得られるものの、基板表面の清浄度が十
分ではないという問題点、或いは、反応炉に搬入する際
に半導体基板が再度汚染されてしまうといった問題点が
あった。
一方、半導体基板表面のこのような汚染を防止するため
、反応炉内で半導体基板の表面を清浄化する方法が試み
られている。即ち、文献ｒＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒ
ｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ Ｖｏｌ、７３（１９８５）
ｐｐ４５１−４５９Ｊに示された方法では、半導体層の
結晶成長に先立ってＭＣＩガスを有機金属気相成長装置
内に導入し、基板表面をエツチング処理することとして
いる。
、反応炉内で半導体基板の表面を清浄化する方法が試み
られている。即ち、文献ｒＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒ
ｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ Ｖｏｌ、７３（１９８５）
ｐｐ４５１−４５９Ｊに示された方法では、半導体層の
結晶成長に先立ってＭＣＩガスを有機金属気相成長装置
内に導入し、基板表面をエツチング処理することとして
いる。
しかしながら、このように結晶成長用の反応炉内でＨＣ
Ｉガスによって半導体基板表面をエツチング処理する方
法では、処理した基板表面が荒れて平坦ではなくなると
いった間通があった。
Ｉガスによって半導体基板表面をエツチング処理する方
法では、処理した基板表面が荒れて平坦ではなくなると
いった間通があった。
そこで、上述の事情に鑑み、本発明は、半導体基板表面
の汚染層を確実に除去する表面処理方法であって、かつ
、このような汚染層の除去後にも良好な表面状態の半導
体基板を与える表面処理方法を提供することを目的とし
ている。
の汚染層を確実に除去する表面処理方法であって、かつ
、このような汚染層の除去後にも良好な表面状態の半導
体基板を与える表面処理方法を提供することを目的とし
ている。
上述の目的を達成するため、本発明による半導体基板の
表面処理方法は、半導体層の結晶成長用の原料を含むガ
スとハロゲン元素を含むガスとを結晶成長用の反応炉内
に配置された半導体基板の表面に供給し、該半導体基板
表面を表面処理することを特徴とする。
表面処理方法は、半導体層の結晶成長用の原料を含むガ
スとハロゲン元素を含むガスとを結晶成長用の反応炉内
に配置された半導体基板の表面に供給し、該半導体基板
表面を表面処理することを特徴とする。
また、上記の表面処理方法において、前記原料を含むガ
スと前記ハロゲン元素を含むガスとを所定の比で供給し
表面処理の速度を調節することとしてもよい。
スと前記ハロゲン元素を含むガスとを所定の比で供給し
表面処理の速度を調節することとしてもよい。
本発明の表面処理方法では、結晶成長用の原料を含むガ
スと、半導体基板表面の汚染層除去する役割を果たすハ
ロゲンを含むガスとを所定の比で半導体基板表面上に供
給することにより、この基板表面の汚染層を確実に除去
することが可能になるばかりでなく、得られた基板表面
の状態を均質で平坦なものとすることができる。更に、
結晶成長等の後工程に対しても、半導体基板を反応炉内
に配置したままで原料を含むガスを基板表面上に供給で
きるので、清浄かつ均一な基板表面上に半導体層を成長
させることができる。
スと、半導体基板表面の汚染層除去する役割を果たすハ
ロゲンを含むガスとを所定の比で半導体基板表面上に供
給することにより、この基板表面の汚染層を確実に除去
することが可能になるばかりでなく、得られた基板表面
の状態を均質で平坦なものとすることができる。更に、
結晶成長等の後工程に対しても、半導体基板を反応炉内
に配置したままで原料を含むガスを基板表面上に供給で
きるので、清浄かつ均一な基板表面上に半導体層を成長
させることができる。
また、原料を含むガスとハロゲン元素を含むガスとを所
定の比で供給するならば、所望の速度で基板表面の汚染
層を除去することができる。
定の比で供給するならば、所望の速度で基板表面の汚染
層を除去することができる。
以下、第１図及び第２図を参照しつつ本発明の実施例に
ついて説明する。尚、実施例の表面処理方法は、ＩｎＰ
の半導体基板上にＩｎＰの半導体層を有機金属気相成長
法で結晶成長させる場合の前工程として実施される。尚
この場合、原料を含むガスとしてはＰＨ３及びトリメチ
ルインジウムを使用し、ハロゲン元素を含むガスとして
は塩化水素ガス（ＨＣＩガス）を使用した。
ついて説明する。尚、実施例の表面処理方法は、ＩｎＰ
の半導体基板上にＩｎＰの半導体層を有機金属気相成長
法で結晶成長させる場合の前工程として実施される。尚
この場合、原料を含むガスとしてはＰＨ３及びトリメチ
ルインジウムを使用し、ハロゲン元素を含むガスとして
は塩化水素ガス（ＨＣＩガス）を使用した。
第２図は、本発明の表面処理方法を実施するための装置
の一例を概略的に示したものである。この装置は、Ｉｎ
Ｐ基板上にＩｎＰを結晶成長させるための装置であり、
通常の有機金属気相成長法に使用するものとほぼ同様の
ものである。ＩｎＰ基板９を収容した石英製の反応炉１
の上部には配管８が接続されている。この配管８は、流
量制御装置６．７を介して、ＰＨ３を収容した容器４と
、塩化水素ガス（ＭＣＩガス）を収容した容器５とに連
通ずる。容器４．５内のＰＨ３及びＨＣＩガスは、キャ
リアガスであるＨ２と共に反応炉１内へ導入される。Ｐ
Ｈ３及びＨＣＩガスの供給量は流量制御装置６．７によ
って適当に調節される。
の一例を概略的に示したものである。この装置は、Ｉｎ
Ｐ基板上にＩｎＰを結晶成長させるための装置であり、
通常の有機金属気相成長法に使用するものとほぼ同様の
ものである。ＩｎＰ基板９を収容した石英製の反応炉１
の上部には配管８が接続されている。この配管８は、流
量制御装置６．７を介して、ＰＨ３を収容した容器４と
、塩化水素ガス（ＭＣＩガス）を収容した容器５とに連
通ずる。容器４．５内のＰＨ３及びＨＣＩガスは、キャ
リアガスであるＨ２と共に反応炉１内へ導入される。Ｐ
Ｈ３及びＨＣＩガスの供給量は流量制御装置６．７によ
って適当に調節される。
また、トリメチルインジウムを収容したバブラ２も配管
８に連通する。バブラ２内のトリメチルインジウム３は
、Ｈ２ガスによるバブリングによって配管８内に供給さ
れる。トリメチルインジウムの反応炉内への供給量の制
御は、流量制御装置１０によりＨ２ガスの供給量を調節
することによって行なう。
８に連通する。バブラ２内のトリメチルインジウム３は
、Ｈ２ガスによるバブリングによって配管８内に供給さ
れる。トリメチルインジウムの反応炉内への供給量の制
御は、流量制御装置１０によりＨ２ガスの供給量を調節
することによって行なう。
以下に、第１図を参照しつつ、上述の装置を用いた表面
処理方法について説明する。
処理方法について説明する。
（１）反応炉内にＩｎＰ基板を配置し、反応炉及びＩｎ
Ｐ基板の昇温を開始する（ｔｏ）。これと同時に、基板
表面から燐が蒸発するのを防ぐために、ＰＨ３ガスをキ
ャリアガスのＨ２と共に反応炉内に導入する。この工程
が昇温工程である。
Ｐ基板の昇温を開始する（ｔｏ）。これと同時に、基板
表面から燐が蒸発するのを防ぐために、ＰＨ３ガスをキ
ャリアガスのＨ２と共に反応炉内に導入する。この工程
が昇温工程である。
（２）ＩｎＰ基板の温度が６５０℃達したら昇温を停止
し、基板温度を維持したままでトリメチルインジウムと
塩化水素ガスとを同時に反応炉内に導入する（ｔｌ）。
し、基板温度を維持したままでトリメチルインジウムと
塩化水素ガスとを同時に反応炉内に導入する（ｔｌ）。
この時のトリメチルインジウムの導入量はＩ Ｘ １０
−”ｍｏ １ ／ｍ ｉ ｎテあり、塩化水素ガスの導
入量は５Ｘ１０−６ｍｏｌ／ｍｉｎである。なお、ＰＨ
３ガスもｌＸｌ０ ｍｏｌ／ｍｉｎの導入量で供給を
続ける。この工程が表面処理工程であり、上記のガス流
量等の条件で得られるＩｎＰ基板のエツチング量は、５
分間で０．２μｍであった。
−”ｍｏ １ ／ｍ ｉ ｎテあり、塩化水素ガスの導
入量は５Ｘ１０−６ｍｏｌ／ｍｉｎである。なお、ＰＨ
３ガスもｌＸｌ０ ｍｏｌ／ｍｉｎの導入量で供給を
続ける。この工程が表面処理工程であり、上記のガス流
量等の条件で得られるＩｎＰ基板のエツチング量は、５
分間で０．２μｍであった。
得られたＩｎＰ基板をノマルスキー顕微鏡等によって観
察すると、この基板の表面が極めて平坦であることが確
認できた。因みに、原料を含むガス（ＰＨ３及びトリメ
チルインジウム）を導入しないでＨＣＩガスによる表面
処理を行うと、処理後のＩｎＰ基板上は微細な凹凸の形
成が観察される。
察すると、この基板の表面が極めて平坦であることが確
認できた。因みに、原料を含むガス（ＰＨ３及びトリメ
チルインジウム）を導入しないでＨＣＩガスによる表面
処理を行うと、処理後のＩｎＰ基板上は微細な凹凸の形
成が観察される。
（３）所望のエツチング量が得られたら表面処理工程を
終了し、ＨＣＩガスの供給を停止する（ｔ２）。
終了し、ＨＣＩガスの供給を停止する（ｔ２）。
この後、トリメチルインジウムとＩｎＰとを所定の導入
量及び温度で供給し続ければ、ＩｎＰ基板上に半導体層
であるＩｎＰ結晶を成長させることができる。この工程
が結晶成長工程であり、有機金属気相成長法における通
常の結晶成長工程と同様である。
量及び温度で供給し続ければ、ＩｎＰ基板上に半導体層
であるＩｎＰ結晶を成長させることができる。この工程
が結晶成長工程であり、有機金属気相成長法における通
常の結晶成長工程と同様である。
（４）所望の厚さの半導体層を結晶成長させたらトリメ
チルインジウム及び塩化水素の供給を停止し、ＩｎＰ基
板の降温を開始する（ｔ３）。基板温度が十分下降し、
その表面から燐が蒸発する恐れがなくなったらＰＨ３の
供給を停止する（ｔ４）。この工程が降温工程である。
チルインジウム及び塩化水素の供給を停止し、ＩｎＰ基
板の降温を開始する（ｔ３）。基板温度が十分下降し、
その表面から燐が蒸発する恐れがなくなったらＰＨ３の
供給を停止する（ｔ４）。この工程が降温工程である。
以下の表は、上記実施例の表面処理工程及び結晶成長工
程によって得られたＩｎＰ結晶の半導体層の電気特性と
、エツチング液を用いた従来型の表面処理後に同様の結
晶成長を行って得られたＩｎＰ結晶の半導体層の電気特
性とを比較したものである。
程によって得られたＩｎＰ結晶の半導体層の電気特性と
、エツチング液を用いた従来型の表面処理後に同様の結
晶成長を行って得られたＩｎＰ結晶の半導体層の電気特
性とを比較したものである。
この表からも明らかなように、本実施例で得られたＩｎ
Ｐの半導体層は、従来例で得られた半導体層よりもシー
トキャリア密度が小さく、かつ、移動度が大きい。この
ことは、本実施例に係る表面処理方法が半導体基板表面
の不純物等を効果的に除去できることを示している。即
ち、本実施例によれば、従来実施されてきた表面処理方
法で除去し切れなかった基板表面の不純物等を効果的か
つ簡易に除去することができるので、残留不純物が少な
く、かつ、高移動度の半導体層をその基板上に結晶成長
させることが可能になる。
Ｐの半導体層は、従来例で得られた半導体層よりもシー
トキャリア密度が小さく、かつ、移動度が大きい。この
ことは、本実施例に係る表面処理方法が半導体基板表面
の不純物等を効果的に除去できることを示している。即
ち、本実施例によれば、従来実施されてきた表面処理方
法で除去し切れなかった基板表面の不純物等を効果的か
つ簡易に除去することができるので、残留不純物が少な
く、かつ、高移動度の半導体層をその基板上に結晶成長
させることが可能になる。
本発明にかかる表面処理方法は、ＩｎＰの結晶成長に応
用する場合に限られるものではなく、他の■−ｖ族化合
物半導体等を含む各種半導体の結晶成長に応用すること
ができる。例えば、ＧａＡｓの基板上にＧａＡｓの半導
体層を結晶成長させる場合には、ＰＨ３をＡ ｓ Ｈａ
に置き換え、トリメチルインジウムをトリメチルガリウ
ムに置き換えればよい。
用する場合に限られるものではなく、他の■−ｖ族化合
物半導体等を含む各種半導体の結晶成長に応用すること
ができる。例えば、ＧａＡｓの基板上にＧａＡｓの半導
体層を結晶成長させる場合には、ＰＨ３をＡ ｓ Ｈａ
に置き換え、トリメチルインジウムをトリメチルガリウ
ムに置き換えればよい。
また、本実施例では半導体基板とその上に成長する半導
体層とを同一組成としたが、半導体基板と異なる組成の
半導体層を結晶成長させる場合にも本発明の表面処理方
法を適用することができる。
体層とを同一組成としたが、半導体基板と異なる組成の
半導体層を結晶成長させる場合にも本発明の表面処理方
法を適用することができる。
例えば、ＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓ層を結晶成長さ
せるために、本発明の表面処理方法を実施しても良い。
せるために、本発明の表面処理方法を実施しても良い。
従って、ＨＣＩガスと同時に使用する原料を含むガスは
、半導体基板の組成と一致しなくてもよい。
、半導体基板の組成と一致しなくてもよい。
更に、ハロゲン元素を含むガスは、ＨＣＩガスに限られ
るものではない。例えば、原料ガスに合わせて、Ｐ Ｃ
Ｉ ＳＡ ｓ Ｃｌ ａ等を使用しても良い。ハロゲ
ン元素を含むガスとしては、Ｂｒ元素等の０１以外の元
素からなるエツチング用ガスを使用しても良い。
るものではない。例えば、原料ガスに合わせて、Ｐ Ｃ
Ｉ ＳＡ ｓ Ｃｌ ａ等を使用しても良い。ハロゲ
ン元素を含むガスとしては、Ｂｒ元素等の０１以外の元
素からなるエツチング用ガスを使用しても良い。
更に、原料を含むガスとハロゲン元素を含むガスとの供
給比は任意に設定することができる。ただし、ハロゲン
元素を含むガスによるエツチング速度よりも、原料を含
むガスによる結晶成長速度の方が大きくならない範囲で
、これらのガスの供給比を決定しなければならない。
給比は任意に設定することができる。ただし、ハロゲン
元素を含むガスによるエツチング速度よりも、原料を含
むガスによる結晶成長速度の方が大きくならない範囲で
、これらのガスの供給比を決定しなければならない。
以上説明したように、本発明によれば、半導体基板表面
の不純物等を簡便、かつ、再現性よく除去して清浄な基
板表面を得ることができるばかりでなく、表面処理後も
基板の表面は平坦なままである。よって、本発明の表面
処理工程後にその基板上に半導体層等を結晶成長させる
ならば、良質な半導体層を得ることができる。
の不純物等を簡便、かつ、再現性よく除去して清浄な基
板表面を得ることができるばかりでなく、表面処理後も
基板の表面は平坦なままである。よって、本発明の表面
処理工程後にその基板上に半導体層等を結晶成長させる
ならば、良質な半導体層を得ることができる。
示した図、第２図は第１図の表面処理方法を実施するた
めの装置を示した図である。
めの装置を示した図である。
１・・・反応炉、２・・・原料を収容したバブラ、４・
・・原料を収容した容器、５・・・ハロゲン元素を含む
ガスであるＭＣＩガスの容器、９・・・半導体基板。
・・原料を収容した容器、５・・・ハロゲン元素を含む
ガスであるＭＣＩガスの容器、９・・・半導体基板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体層の結晶成長用の原料を含むガスとハロゲン
元素を含むガスとを結晶成長用の反応炉内に配置された
半導体基板の表面に供給し、該半導体基板表面を表面処
理することを特徴とする半導体基板の表面処理方法。 ２、前記原料を含むガスと前記ハロゲン元素を含むガス
とを所定の比で供給し表面処理の速度を調節することを
特徴とする請求項１に記載の半導体基板の表面処理方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3333590A JPH03236219A (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | 半導体基板の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3333590A JPH03236219A (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | 半導体基板の表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03236219A true JPH03236219A (ja) | 1991-10-22 |
Family
ID=12383691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3333590A Pending JPH03236219A (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | 半導体基板の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03236219A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06216035A (ja) * | 1991-02-27 | 1994-08-05 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 半導体素子の製造方法 |
| WO2005031829A1 (ja) * | 2003-09-24 | 2005-04-07 | Nec Corporation | 清浄処理方法および半導体装置の製造方法 |
| JP2008060554A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-03-13 | Iqe Rf Llc | 共通化合物半導体第３〜５族ウエハ上に集積デバイス用のエピタキシャルウエハを製造する方法 |
-
1990
- 1990-02-14 JP JP3333590A patent/JPH03236219A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06216035A (ja) * | 1991-02-27 | 1994-08-05 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 半導体素子の製造方法 |
| WO2005031829A1 (ja) * | 2003-09-24 | 2005-04-07 | Nec Corporation | 清浄処理方法および半導体装置の製造方法 |
| JP2008060554A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-03-13 | Iqe Rf Llc | 共通化合物半導体第３〜５族ウエハ上に集積デバイス用のエピタキシャルウエハを製造する方法 |
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