JPH06291058A - 半導体基板の製造方法 - Google Patents
半導体基板の製造方法Info
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- JPH06291058A JPH06291058A JP7976093A JP7976093A JPH06291058A JP H06291058 A JPH06291058 A JP H06291058A JP 7976093 A JP7976093 A JP 7976093A JP 7976093 A JP7976093 A JP 7976093A JP H06291058 A JPH06291058 A JP H06291058A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板の周縁における異常成長を防止して基板
上に半導体薄膜をエピタキシャル成長させることを可能
ならしめる半導体基板の製造方法を提供する。 【構成】 基板１の素子形成領域１０に対応する部分に
開口部３０を有する治具３を用意し、その治具３を基板
１に被せて基板１の周縁を被った状態でエピタキシャル
成長を行う。或は、予め基板１の周縁及び裏面１１に窒
化珪素などからなる保護膜４を被着させておき、エピタ
キシャル成長後にこの保護膜４を除去する。この保護膜
４に付いては、基板１の裏面１１側からＣＶＤ等により
形成する。 【効果】 基板の周縁及び裏面における異常成長を生じ
させることなく、基板表面上に半導体薄膜をエピタキシ
ャル成長させることができ、極めて簡便に平坦性に優れ
た半導体基板を製造することができる。
上に半導体薄膜をエピタキシャル成長させることを可能
ならしめる半導体基板の製造方法を提供する。 【構成】 基板１の素子形成領域１０に対応する部分に
開口部３０を有する治具３を用意し、その治具３を基板
１に被せて基板１の周縁を被った状態でエピタキシャル
成長を行う。或は、予め基板１の周縁及び裏面１１に窒
化珪素などからなる保護膜４を被着させておき、エピタ
キシャル成長後にこの保護膜４を除去する。この保護膜
４に付いては、基板１の裏面１１側からＣＶＤ等により
形成する。 【効果】 基板の周縁及び裏面における異常成長を生じ
させることなく、基板表面上に半導体薄膜をエピタキシ
ャル成長させることができ、極めて簡便に平坦性に優れ
た半導体基板を製造することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板の製造方法
に関し、特に基板上への半導体薄膜のエピタキシャル成
長に利用して好適な方法に関する。
に関し、特に基板上への半導体薄膜のエピタキシャル成
長に利用して好適な方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体基板上に例えばIII−V族
化合物よりなる半導体薄膜をエピタキシャル成長させる
場合には、基板のできるだけ広範囲にエピタキシャル層
を形成するために、基板の表面（デバイスプロセスにお
いて素子を形成する主面）の全範囲に成長させている。
その際、液相成長法においては、従来、例えばエピタキ
シャル層の厚さ１０μｍに対して２０μｍ程度の厚さの
クラウン状の異常成長が基板表面の周縁部に発生するこ
とがあった。そのような異常成長が起こった半導体基板
では、その平坦性が損なわれてしまうので、そのままで
はその半導体基板に微細加工等を行って半導体装置など
の素子を形成することは極めて困難であった。
化合物よりなる半導体薄膜をエピタキシャル成長させる
場合には、基板のできるだけ広範囲にエピタキシャル層
を形成するために、基板の表面（デバイスプロセスにお
いて素子を形成する主面）の全範囲に成長させている。
その際、液相成長法においては、従来、例えばエピタキ
シャル層の厚さ１０μｍに対して２０μｍ程度の厚さの
クラウン状の異常成長が基板表面の周縁部に発生するこ
とがあった。そのような異常成長が起こった半導体基板
では、その平坦性が損なわれてしまうので、そのままで
はその半導体基板に微細加工等を行って半導体装置など
の素子を形成することは極めて困難であった。
【０００３】また、気相成長法の場合にも、従来、エピ
タキシャル層２を例えば１０μｍのように厚く成長させ
ると、図５に示すように、基板１の周縁において異常成
長が起こることがあった。例えばＰＩＮフォトダイオー
ドに利用されるＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓエピタキシャル層
やショットキーダイオードに利用されるＧａＡｓエピタ
キシャル層などでは、そのエピタキシャル層の厚さが１
０μｍ〜２０μｍ程度であるため、異常成長が非常に起
こり易く、そのままではその基板をＰＩＮダイオード等
の作製に供することができなかった。
タキシャル層２を例えば１０μｍのように厚く成長させ
ると、図５に示すように、基板１の周縁において異常成
長が起こることがあった。例えばＰＩＮフォトダイオー
ドに利用されるＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓエピタキシャル層
やショットキーダイオードに利用されるＧａＡｓエピタ
キシャル層などでは、そのエピタキシャル層の厚さが１
０μｍ〜２０μｍ程度であるため、異常成長が非常に起
こり易く、そのままではその基板をＰＩＮダイオード等
の作製に供することができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】液相成長法において上
述したような異常成長が生じた場合には、従来はその異
常部分をへき開などにより除去して、エピタキシャル層
の表面を平坦にしてから素子形成を行っていた。しか
し、気相成長法においては、異常成長部分２０をへき開
によって除去するのは極めて困難であった。即ち、異常
成長は基板１の周縁部分全体に生じるが、上述したＰＩ
Ｎダイオード等を作製する際に使用する基板は一般に円
形であることが多いので、異常成長部分２０はリング状
に発生する。従って、へき開によってはそのリング状部
分（即ち、異常成長部分２０）を残らず取り去ることは
非常に難しいからである。
述したような異常成長が生じた場合には、従来はその異
常部分をへき開などにより除去して、エピタキシャル層
の表面を平坦にしてから素子形成を行っていた。しか
し、気相成長法においては、異常成長部分２０をへき開
によって除去するのは極めて困難であった。即ち、異常
成長は基板１の周縁部分全体に生じるが、上述したＰＩ
Ｎダイオード等を作製する際に使用する基板は一般に円
形であることが多いので、異常成長部分２０はリング状
に発生する。従って、へき開によってはそのリング状部
分（即ち、異常成長部分２０）を残らず取り去ることは
非常に難しいからである。
【０００５】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、基板の周縁に
おける異常成長の発生を防止して基板上に半導体薄膜を
エピタキシャル成長させることを可能ならしめる半導体
基板の製造方法を提供することにある。
されたもので、その目的とするところは、基板の周縁に
おける異常成長の発生を防止して基板上に半導体薄膜を
エピタキシャル成長させることを可能ならしめる半導体
基板の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は、異常成長の発生原因を明白にすべく鋭
意研究を重ねた。その結果、素子を形成する基板表面よ
りもエピタキシャル成長速度の速い面が基板の周縁に露
出していることが原因であることを見い出した。即ち、
一般にエピタキシャル成長においては、成長膜の表面モ
ホロジーを良好にするため、成長速度が最小となる面を
基板表面としている。ＧａＡｓの場合には、例えば成長
速度が最小である（１００）面を基板の表面に露出させ
てエピタキシャル成長を行うが、［１１１］方向の成長
速度が最大であるため、この方向に異常成長が起こり易
い。つまり、（１００）面を表面とする基板の周縁に
（１１１）面が露出していることにより、その（１１
１）面において異常成長が起こるということがわかっ
た。
に、本発明者は、異常成長の発生原因を明白にすべく鋭
意研究を重ねた。その結果、素子を形成する基板表面よ
りもエピタキシャル成長速度の速い面が基板の周縁に露
出していることが原因であることを見い出した。即ち、
一般にエピタキシャル成長においては、成長膜の表面モ
ホロジーを良好にするため、成長速度が最小となる面を
基板表面としている。ＧａＡｓの場合には、例えば成長
速度が最小である（１００）面を基板の表面に露出させ
てエピタキシャル成長を行うが、［１１１］方向の成長
速度が最大であるため、この方向に異常成長が起こり易
い。つまり、（１００）面を表面とする基板の周縁に
（１１１）面が露出していることにより、その（１１
１）面において異常成長が起こるということがわかっ
た。
【０００７】本発明は、上記知見に基づきなされたもの
で、薄板状をなす基板の周縁を被った状態で、その基板
の表面上に半導体薄膜をエピタキシャル成長させること
を提供するものである。具体的には、図１に示すよう
に、基板１の素子形成領域１０に対応する部分に開口部
３０を有してなる略筒状の治具３を用意し、その治具３
を基板１に被せて基板１の周縁を被った状態でエピタキ
シャル成長を行う。或は、図３に示すように、予め基板
１の周縁に保護膜４を被着させておき、エピタキシャル
成長後にこの保護膜４を除去する。この保護膜４は、基
板１の裏面１１側からＣＶＤ等により堆積させてなるＣ
ＶＤ膜が基板１の表側に回り込んで基板１の周縁を被う
ことにより形成される。保護膜４としては、例えば窒化
珪素（ＳｉＮX）などが挙げられるが、成長温度におい
て分解したり、基板１と反応せず、且つ半導体薄膜がエ
ピタキシャル成長し難い材質であれば特に問わない。
で、薄板状をなす基板の周縁を被った状態で、その基板
の表面上に半導体薄膜をエピタキシャル成長させること
を提供するものである。具体的には、図１に示すよう
に、基板１の素子形成領域１０に対応する部分に開口部
３０を有してなる略筒状の治具３を用意し、その治具３
を基板１に被せて基板１の周縁を被った状態でエピタキ
シャル成長を行う。或は、図３に示すように、予め基板
１の周縁に保護膜４を被着させておき、エピタキシャル
成長後にこの保護膜４を除去する。この保護膜４は、基
板１の裏面１１側からＣＶＤ等により堆積させてなるＣ
ＶＤ膜が基板１の表側に回り込んで基板１の周縁を被う
ことにより形成される。保護膜４としては、例えば窒化
珪素（ＳｉＮX）などが挙げられるが、成長温度におい
て分解したり、基板１と反応せず、且つ半導体薄膜がエ
ピタキシャル成長し難い材質であれば特に問わない。
【０００８】
【作用】上記した手段によれば、基板の周縁において露
出してなるエピタキシャル成長速度の速い面を治具や保
護膜で被うため、その成長速度の速い面を反応ガスに曝
さずに済み、基板の周縁における異常成長の発生を防ぐ
ことができる。
出してなるエピタキシャル成長速度の速い面を治具や保
護膜で被うため、その成長速度の速い面を反応ガスに曝
さずに済み、基板の周縁における異常成長の発生を防ぐ
ことができる。
【０００９】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明の特徴とする
ところを明かとする。実施例１及び実施例２において
は、（１００）面に対して２度傾けてなるオフアングル
のＧａＡｓ基板上に厚さ２０μｍのＧａＡｓ薄膜をエピ
タキシャル成長させた。成長にあたり、原料となるＧａ
融液にＡｓの塩化物（ＡｓＣｌ3）ガスを水素とともに
接触させることによりＧａＡｓの気相成長を行うホット
ウォール型の塩化物法気相成長装置を用いた。そして、
その装置の反応管内に原料Ｇａ及びＧａＡｓ基板を配置
し、原料Ｇａの温度が８５０℃、基板の温度が７５０℃
となるように電気炉により反応管を加熱した。また、キ
ャリアガスとして水素ガスをバブリングにより供給し
た。なお、供給したガスの総流量は１ＳＬＭ（リットル
／分）であり、ＡｓＣｌ3ガスのモル分率は１×１０-3
であった。
ところを明かとする。実施例１及び実施例２において
は、（１００）面に対して２度傾けてなるオフアングル
のＧａＡｓ基板上に厚さ２０μｍのＧａＡｓ薄膜をエピ
タキシャル成長させた。成長にあたり、原料となるＧａ
融液にＡｓの塩化物（ＡｓＣｌ3）ガスを水素とともに
接触させることによりＧａＡｓの気相成長を行うホット
ウォール型の塩化物法気相成長装置を用いた。そして、
その装置の反応管内に原料Ｇａ及びＧａＡｓ基板を配置
し、原料Ｇａの温度が８５０℃、基板の温度が７５０℃
となるように電気炉により反応管を加熱した。また、キ
ャリアガスとして水素ガスをバブリングにより供給し
た。なお、供給したガスの総流量は１ＳＬＭ（リットル
／分）であり、ＡｓＣｌ3ガスのモル分率は１×１０-3
であった。
【００１０】（実施例１）図１に示したように、サセプ
タ６上に基板１を載置し、さらにその上から石英製の治
具３を被せてエピタキシャル成長を行った。成長後の基
板１をへき開し、ステンエッチングを行った後、その断
面を顕微鏡で観察した。その結果、図２に示すように、
治具３で被われた基板１の周縁にはＧａＡｓ薄膜が成長
していないことが確認された。基板１の素子形成領域１
０上に形成された成長膜５にも異常成長が起こっていな
かったのは勿論である。また、治具３がサセプタ６まで
被うようになっていたため、基板１の裏面においてもエ
ピタキシャル成長が起こらなかった。
タ６上に基板１を載置し、さらにその上から石英製の治
具３を被せてエピタキシャル成長を行った。成長後の基
板１をへき開し、ステンエッチングを行った後、その断
面を顕微鏡で観察した。その結果、図２に示すように、
治具３で被われた基板１の周縁にはＧａＡｓ薄膜が成長
していないことが確認された。基板１の素子形成領域１
０上に形成された成長膜５にも異常成長が起こっていな
かったのは勿論である。また、治具３がサセプタ６まで
被うようになっていたため、基板１の裏面においてもエ
ピタキシャル成長が起こらなかった。
【００１１】（実施例２）先ず、プラズマＣＶＤ法によ
り基板の裏面にＳｉＮX膜を２０００Åの厚さに堆積し
た。ここで、堆積後の基板をへき開し、ＳＥＭによりそ
の断面を観察したところ、図３に示した基板１のように
ＣＶＤ膜、即ち保護膜４はその裏面１１のみならず表側
にまで回り込んで基板１の周縁も被っていることが確認
された。このように保護膜４を形成してなる基板１の素
子形成領域１０を５μｍ程度研磨した後、その素子形成
領域１０を上向きにしてサセプタ上に載置し、上述した
条件において、エピタキシャル成長を行った。そして、
成長後にフッ酸により保護膜４を除去した。以上のよう
にして得られた基板１をへき開し、ステンエッチングを
行った後、その断面を顕微鏡で観察した。その結果、図
４に示すように、保護膜４で被われた基板１の周縁及び
裏面１１にはＧａＡｓ薄膜が成長していないことが確認
された。基板１の素子形成領域１０上に形成された成長
膜５にも異常成長が起こっていなかったのは勿論であ
る。
り基板の裏面にＳｉＮX膜を２０００Åの厚さに堆積し
た。ここで、堆積後の基板をへき開し、ＳＥＭによりそ
の断面を観察したところ、図３に示した基板１のように
ＣＶＤ膜、即ち保護膜４はその裏面１１のみならず表側
にまで回り込んで基板１の周縁も被っていることが確認
された。このように保護膜４を形成してなる基板１の素
子形成領域１０を５μｍ程度研磨した後、その素子形成
領域１０を上向きにしてサセプタ上に載置し、上述した
条件において、エピタキシャル成長を行った。そして、
成長後にフッ酸により保護膜４を除去した。以上のよう
にして得られた基板１をへき開し、ステンエッチングを
行った後、その断面を顕微鏡で観察した。その結果、図
４に示すように、保護膜４で被われた基板１の周縁及び
裏面１１にはＧａＡｓ薄膜が成長していないことが確認
された。基板１の素子形成領域１０上に形成された成長
膜５にも異常成長が起こっていなかったのは勿論であ
る。
【００１２】なお、上記実施例においては、塩化物法気
相成長装置によりＧａＡｓ基板上にＧａＡｓの半導体薄
膜をエピタキシャル成長させる場合に付いて説明した
が、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法や分子線エ
ピタキシー（ＭＢＥ）法によってエピタキシャル成長層
を形成する場合などエピタキシャル成長一般に利用する
ことができる。また、基板及び半導体薄膜もＧａＡｓに
限らず、ＩｎＰなど他のIII−V族化合物半導体やII−VI
族化合物半導体やシリコン（Ｓｉ）などでもよい。さら
に、治具３の形状や材質等を種々設計変更可能であるの
はいうまでもない。
相成長装置によりＧａＡｓ基板上にＧａＡｓの半導体薄
膜をエピタキシャル成長させる場合に付いて説明した
が、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法や分子線エ
ピタキシー（ＭＢＥ）法によってエピタキシャル成長層
を形成する場合などエピタキシャル成長一般に利用する
ことができる。また、基板及び半導体薄膜もＧａＡｓに
限らず、ＩｎＰなど他のIII−V族化合物半導体やII−VI
族化合物半導体やシリコン（Ｓｉ）などでもよい。さら
に、治具３の形状や材質等を種々設計変更可能であるの
はいうまでもない。
【００１３】
【発明の効果】本発明に係る半導体基板の製造方法によ
れば、基板の周縁を治具や保護膜で被うため、基板の周
縁に異常成長を生じさせることなく、基板表面上に半導
体薄膜をエピタキシャル成長させることができる。治具
を用いる場合には基板を載置したサセプタも治具で被う
ことにより、また保護膜を被着させる場合にはその保護
膜で基板の裏面も被うことにより、基板裏面における異
常成長も防ぐことができる。従って、従来エピタキシャ
ル成長後に行っていた異常成長部分の除去工程が不要と
なり、極めて簡便に平坦性に優れた半導体基板を製造す
ることができる。
れば、基板の周縁を治具や保護膜で被うため、基板の周
縁に異常成長を生じさせることなく、基板表面上に半導
体薄膜をエピタキシャル成長させることができる。治具
を用いる場合には基板を載置したサセプタも治具で被う
ことにより、また保護膜を被着させる場合にはその保護
膜で基板の裏面も被うことにより、基板裏面における異
常成長も防ぐことができる。従って、従来エピタキシャ
ル成長後に行っていた異常成長部分の除去工程が不要と
なり、極めて簡便に平坦性に優れた半導体基板を製造す
ることができる。
【図１】本発明に係る半導体基板の製造方法の一例を適
用した状態を示す概略断面図である。
用した状態を示す概略断面図である。
【図２】図１における方法により製造された半導体基板
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る半導体基板の製造方法の他の例を
適用し、保護膜で基板を被った状態を示す概略断面図で
ある。
適用し、保護膜で基板を被った状態を示す概略断面図で
ある。
【図４】図３における基板より製造された半導体基板を
示す概略断面図である。
示す概略断面図である。
【図５】従来のエピタキシャル成長法において基板上に
発生した異常成長部分の様子を示す概略断面図である。
発生した異常成長部分の様子を示す概略断面図である。
１ 基板 ３ 治具 ４ 保護膜 ５ 成長膜（半導体薄膜） １０ 素子形成領域 ３０ 開口部
Claims (4)
- 【請求項１】 薄板状をなす基板の周縁を被った状態
で、その基板の表面上に半導体薄膜をエピタキシャル成
長させることを特徴とする半導体基板の製造方法。 - 【請求項２】 前記基板の少なくとも素子形成領域に対
応する部分に開口部を有してなる治具で前記基板の周縁
を被うことを特徴とする請求項１記載の半導体基板の製
造方法。 - 【請求項３】 少なくとも前記基板の周縁に、半導体薄
膜のエピタキシャル成長を阻害する保護膜を予め被着さ
せておくことを特徴とする請求項１記載の半導体基板の
製造方法。 - 【請求項４】 前記保護膜を、前記基板の裏面側から窒
化珪素を堆積させて形成することを特徴とする請求項３
記載の半導体基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7976093A JPH06291058A (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 半導体基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7976093A JPH06291058A (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 半導体基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06291058A true JPH06291058A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=13699184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7976093A Pending JPH06291058A (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 半導体基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06291058A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005200250A (ja) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Hitachi Cable Ltd | 窒化物半導体結晶の製造方法及び窒化物半導体基板の製造方法 |
| JP2007005726A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 化合物半導体ウェーハおよびその製造方法 |
| JP2009001436A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体結晶の成長方法および半導体結晶基板 |
| WO2010122933A1 (ja) * | 2009-04-22 | 2010-10-28 | 株式会社トクヤマ | Iii族窒化物結晶基板の製造方法 |
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| JP2011187887A (ja) * | 2010-03-11 | 2011-09-22 | Toyota Motor Corp | エピタキシャルウエハの製造方法 |
| JP2012036030A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体ウェハの製造方法 |
-
1993
- 1993-04-06 JP JP7976093A patent/JPH06291058A/ja active Pending
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