JPH05291231A - 化合物半導体ウェーハの製造方法 - Google Patents

化合物半導体ウェーハの製造方法

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JPH05291231A
JPH05291231A JP11403992A JP11403992A JPH05291231A JP H05291231 A JPH05291231 A JP H05291231A JP 11403992 A JP11403992 A JP 11403992A JP 11403992 A JP11403992 A JP 11403992A JP H05291231 A JPH05291231 A JP H05291231A
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JP
Japan
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wafer
water
washed
semiconductor wafer
polished
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Application number
JP11403992A
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English (en)
Inventor
Kenji Suzuki
健二 鈴木
Toru Fukui
徹 福井
Makoto Koyake
誠 小宅
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Eneos Corp
Original Assignee
Japan Energy Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 GaAsウェーハを鏡面研磨し、洗浄、水洗
した後すぐに、不活性ガスの吹付けまたは遠心力を利用
した脱水あるいは不活性ガスを吹付けながらウェーハを
回転させることによって表面の水分を除去するようにし
た。 【効果】 GaAsウェーハは洗浄後に表面の水分が速
やかに飛ばされるため、表面の付着水に二酸化炭素が吸
収されて炭酸に変化するのを防止することができ、ウェ
ーハ表面の付着水とウェーハとが反応して表面にGa2
3、As23やAs25等の酸化物が生成されるのを
回避し、ウェーハ表面が、Asが欠乏し、Ga23、及
びAs25が多い状態になるのを防止して製造されるデ
バイスの特性のバラツキを抑えかつ特性の向上を図るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェーハの製造
方法に関し、特に鏡面加工後のGaAsウェーハの乾燥
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】GaAs化合物半導体は、発光素子、超
高速演算素子あるいはマイクロ波素子用の材料として近
年脚光をあびている。こうしたデバイスや素子の基板と
して用いられるGaAsウェーハは、GaAs単結晶イ
ンゴットを薄板状に切断し、それをラッピングその他に
よる鏡面研磨後、洗浄、乾燥工程を経由して電子デバイ
スや光素子用のウェーハとして提供される。このように
して鏡面研磨されたGaAsウェーハは、用途に応じて
その表面にエピタキシャル層が成長されることもある。
そのため、こうしたウェーハの表面には、付着物や酸化
物のない極めて高度な清浄度が要求される。
【0003】そこで、従来、鏡面研磨後のGaAsウェ
ーハを、リン酸−過酸化水素−水、あるいはフッ化水素
酸−過酸化水素酸−水の混合液により洗浄することによ
り清浄な表面が得る方法が提案されている(特開昭62
−252140)。さらに、一般にはエッチング液によ
る処理後に超純水による洗浄、乾燥が行なわれており、
乾燥方法としてはIPA(イソプロピルアルコール)を
用いた蒸気乾燥法が多用されている。このIPA蒸気乾
燥法は、水洗後のウェーハをIPA蒸気に晒すことによ
りウェーハの表面に付着している水分をIPAで置換除
去するもので、ウェーハの大量処理には好適な方法であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、IPA蒸気
により乾燥されたGaAsウェーハを用いてその表面に
イオン注入を行なってシート抵抗を測定したり、FET
等のデバイスを作成してそのピンチオフ電圧等の素子の
特性を評価したところバッチ内及びバッチ間のバラツキ
が大きいことが分かった。本発明は上記のような問題点
を解決すべくなされたもので、その目的とするところ
は、製造されるデバイスの特性のバラツキが小さくかつ
特性の向上を図ることが可能なウェーハの製造方法を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等はIPA蒸気
乾燥されたGaAsウェーハを用いて作成されたデバイ
スの特性のバラツキが大きくなる原因について詳細に考
察した結果、IPA蒸気乾燥に問題があるとの結論に達
した。すなわち、水洗後のウェーハをIPA蒸気乾燥室
へ搬送する過程は勿論IPA蒸気に晒している過程にお
いてもウェーハの表面には僅かに水が付着しており、こ
の付着水に空気中の二酸化炭素が吸収されて炭酸が生成
され、表面の付着水の乾燥に伴って炭酸の濃度が高くな
ってウェーハのGaAsと反応してGa23,As
23,As25等の酸化物が生成されてしまう。しか
も、上記乾燥工程ではウェーハ表面の水が一様に乾燥す
るのではなく、表面のあちこちに斑点のように残りそれ
らがしだいに小さくなって消滅するという経過を経て乾
燥状態に至るため、局所的に酸化物が多くなる。そし
て、これらの酸化物のうち特にAs23は極めて昇華性
が高い(昇華温度=80℃)ため、IPA蒸気雰囲気
(82.5℃以上)において容易に昇華してウェーハ表
面から揮発してしまうのである。
【0006】このようにAs23の生成と昇華が同時に
進行したウェーハ表面は、生成したAs23が揮発した
ことによりAsの欠乏した状態となる。本発明者等がI
PA蒸気乾燥したウェーハをXPS法(X線光電子分光
法)により分析したところ、Ga23やAs25の多い
表面状態になっていることが分かった。そして、このよ
うな酸化物が多くGaの過剰な表面状態のウェーハはデ
バイス作成直前にエッチングを行なってもなかなかG
a:Asの比が1:1とならないとともに、エッチング
によってウェーハ表面に凹凸が発生したり平坦度が劣化
してデバイスの特性のバラツキや低下の原因となってい
ることを見出した。
【0007】本発明は上記のような知見に基づいてなさ
れたもので、GaAsウェーハを鏡面研磨し、洗浄、水
洗した後すぐに、不活性ガスの吹付けまたは遠心力を利
用した脱水あるいは不活性ガスを吹付けながらウェーハ
を回転させることによって表面の水分を除去する方法を
提案するものである。なお、水洗した後、10秒以内好
ましくは5秒以内にウェーハ表面の水分を除去させる。
【0008】
【作用】上記した手段によれば、GaAsウェーハは洗
浄後に表面の水分が速やかに飛ばされるため、表面の付
着水に二酸化炭素が吸収された炭酸に変化するのを防止
することができ、ウェーハ表面の付着水とウェーハとが
反応して表面にGa23、As23やAs25等の酸化
物が生成されるのを回避することができる。その結果、
このウェーハを用いて清楚背牛他デバイスの特性のバラ
ツキを小さくすることができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1を用いて説明
する。先ず、液体封止チョクラルスキー法により引き上
げた直径4インチのノンドープGaAs単結晶を、厚さ
1mmで面方位が(100)のウェーハに切り出し、ラ
ッピング、ポリシングで表面研磨を行なって、トリクレ
ン、アセトン、メタノールにより有機洗浄した後、水洗
を行なってから乾燥させた(ステップS1〜S4)。
【0010】上記乾燥処理(ステップS4)は、水洗後
直ちに上記ウェーハに窒素ガスを吹き付けかつウェーハ
をマガジンに入れたまま遠心脱水機で回転させて付着水
を除去させることによって行なった。比較のため、上記
処理(ステップS1〜S3)後のウェーハを、従来のI
PA蒸気乾燥法で乾燥させた。これらのウェーハの表面
を、XPS法(X線光電子分光法)で分析した。分析条
件は、Alの特性X線Kα1(エネルギ1486.6e
V)を用い、入射角20度で測定を行ない、GaAsウ
ェーハ表面から約10Åの深さの情報を得た。その結果
を、表1に示す。
【表1】
【0011】表1より従来のIPA蒸気乾燥法で乾燥さ
せたウェーハは表面のGaとAsの組成比が19:11
(As/Ga=0.58)とGaが過剰であり、Ga原
子の65at%がGa23に、またAs原子の21%が
As25に酸化されているのに対し、本発明法により乾
燥させたウェーハは表面のGaとAsの組成比が17:
20(As/Ga=1.18)とほぼストイキメトリに
近くなっており、Ga原子中のGa23の比率が40a
t%に、またAs原子中のAs25の比率が3at%に
低減されていることが分かる。
【0012】さらに、本発明方法と従来のIPA蒸気乾
燥法で乾燥させたウェーハ表面に、120eVでSiを
イオン注入して活性層を形成し、シート抵抗およびピン
チオフ電圧を測定した。その結果を、図2に示す。同図
において○印が本発明方法と従来のIPA蒸気乾燥法で
乾燥させたウェーハについての測定結果を示す。また、
同図に△印および□印で示されているのは、上記乾燥後
のウェーハをそれぞれアンモニア系(NH4OH−H2
2−H2O)のエッチャントと硫酸系(H2SO4−H22
−H2O)のエッチャントで2〜3μmエッチングした
後、イオン注入して活性層を形成し、シート抵抗および
ピンチオフ電圧を測定した結果を示す。
【0013】図2よりシート抵抗は、従来のIPA蒸気
乾燥法で乾燥させたウェーハを用いた場合、前処理の有
無により抵抗値に大きな差が生じるが、本発明方法で乾
燥させたウェーハを用いた場合、前処理の有無により抵
抗値に差が生じないとともに全体としてシート抵抗が小
さくなることが分かる。一方、ピンチオフ電圧について
も従来のIPA蒸気乾燥法で乾燥させたウェーハを用い
た場合、前処理の有無により0.5Vもの差が生じる
が、本発明方法で乾燥させたウェーハを用いた場合、前
処理の有無により差が生じないとともに全体としてピン
チオフ電圧が高くなることが分かる。
【0014】なお、上記実施例では、吹き付けガスとし
て窒素ガスを用いたが、窒素ガスの代わりにアルゴンガ
スその他の不活性ガスを用いても良い。さらに、上記実
施例では、GaAsウェーハの乾燥方法について説明し
たが、この発明はそれに限定されるものでなく、InP
ウェーハその他化合物半導体ウェーハ一般の乾燥に適用
することができる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、GaAs
ウェーハを鏡面研磨し、洗浄、水洗した後すぐに、不活
性ガスの吹付けまたは遠心力を利用した脱水あるいは不
活性ガスを吹付けながらウェーハを回転させることによ
って表面の水分を除去するようにしたので、GaAsウ
ェーハの表面の水分が速やかに飛ばされるため、表面の
付着水に二酸化炭素が吸収されて炭酸に変化するのを防
止することができ、ウェーハ表面の付着水とウェーハと
が反応して表面にGa23、As23やAs25等の酸
化物が生成されるのを回避し、これによってウェーハ表
面がAsの欠乏した状態になるのを防止して、これを用
いて製造されるデバイスの特性のバラツキを抑えかつ特
性の向上を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るウェーハ乾燥方法の手順の一例を
示すフローチャートである。
【図2】本発明方法と従来のIPA蒸気乾燥法で乾燥さ
せたウェーハ表面にイオン注入して活性層を形成してシ
ート抵抗を測定した結果を示すグラフである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化合物半導体ウェーハを鏡面研磨し、洗
    浄、水洗した後、すぐに表面の水分を除去するようにし
    たことを特徴とする化合物半導体ウェーハの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1の水分除去方法が、不活性ガス
    を吹き付けることによって表面の水分を除去することを
    特徴とする化合物半導体ウェーハの製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1の水分除去方法が、遠心力を利
    用して表面の水分を除去することを特徴とする化合物半
    導体ウェーハの製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1の水分除去方法が、不活性ガス
    を吹付けながらウェーハを回転させることによって表面
    の水分を除去することを特徴とする化合物半導体ウェー
    ハの製造方法。
JP11403992A 1992-04-06 1992-04-06 化合物半導体ウェーハの製造方法 Pending JPH05291231A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100366743B1 (ko) * 1993-11-09 2003-02-26 소니 가부시끼 가이샤 기판의연마후처리방법및이것에이용하는연마장치
EP1950800A2 (en) 2007-01-23 2008-07-30 Sumitomo Electric Industries, Ltd. III-V compound semiconductor substrate manufacturing method
JP2013093632A (ja) * 2013-02-21 2013-05-16 Sumitomo Electric Ind Ltd GaAs半導体基板およびその製造方法

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