JPH08255777A - Semiconductor wafer cleaning method - Google Patents

Semiconductor wafer cleaning method

Info

Publication number
JPH08255777A
JPH08255777A JP8350895A JP8350895A JPH08255777A JP H08255777 A JPH08255777 A JP H08255777A JP 8350895 A JP8350895 A JP 8350895A JP 8350895 A JP8350895 A JP 8350895A JP H08255777 A JPH08255777 A JP H08255777A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
discharge
temperature
group
semiconductor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8350895A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3430701B2 (en
Inventor
Fumitake Nakanishi
文毅 中西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP08350895A priority Critical patent/JP3430701B2/en
Publication of JPH08255777A publication Critical patent/JPH08255777A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3430701B2 publication Critical patent/JP3430701B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a cleaning method to obtain a II-VI compd. semiconductor wafer having a flatness and good growth pane suited for the epitaxial growth. CONSTITUTION: A method of cleaning a II-VI compd. semiconductor wafer, characterized in that after exposing a wafer to H excited by RF discharge, microwave discharge, ECR discharge or d-c discharge, a beam of atoms of an element of which the wafer is composed, or molecules of a compound containing such an element is applied to the wafer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ZnS、ZnTe、C
dS、CdSe、CdTe、HgTe、HgSe、Hg
S及びこれらの混晶等のII-VI 族化合物半導体基板の表
面清浄化方法に関する。
The present invention relates to ZnS, ZnTe, C
dS, CdSe, CdTe, HgTe, HgSe, Hg
The present invention relates to a method for cleaning the surface of a II-VI group compound semiconductor substrate such as S and mixed crystals thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、MBE法でII-VI 族化合物半導体
基板上にII-VI 族化合物半導体をエピタキシャル成長さ
せる際に、成長装置内で基板をクリーニングする方法に
は、例えば、ZnSe系基板の場合、加熱によるクリー
ニング、不活性ガスを用いたスパッタリングでのエッチ
ング、又は、反応性ガスを用いた反応性イオンエッチン
グ(RIE、Reactive Ion Etching)等が行われてい
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a II-VI group compound semiconductor is epitaxially grown on a II-VI group compound semiconductor substrate by the MBE method, a method for cleaning the substrate in a growth apparatus is, for example, in the case of a ZnSe-based substrate. Cleaning by heating, etching by sputtering with an inert gas, or reactive ion etching (RIE, Reactive Ion Etching) with a reactive gas has been performed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】II-VI 族化合物半導体
基板を使用してMBE法で成長を行うときに、加熱によ
るクリーニングを行う方法は、J. Cryst. Growth 86(19
88) p.342 〜347 に記載されている。この方法は、基板
を真空中に置いて温度を上げていくと、高速反射電子線
回折(RHEED)観察によりスポットパターンが観察
される。これは原子レベルで表面が荒れていることを示
しており、エピタキシャル成長に適した平坦性は得られ
ていない。しかも、最表面層には、数原子層の酸化膜や
炭素系の吸着物が残留しており、良好なエピタキシャル
成長を行うことができない。
A method of cleaning by heating when growing by the MBE method using a II-VI group compound semiconductor substrate is described in J. Cryst. Growth 86 (19).
88) p.342-347. In this method, when the substrate is placed in a vacuum and the temperature is raised, a spot pattern is observed by high-speed backscattered electron diffraction (RHEED) observation. This indicates that the surface is rough at the atomic level, and flatness suitable for epitaxial growth has not been obtained. In addition, since the oxide film of several atomic layers and the carbon-based adsorbate remain on the outermost surface layer, good epitaxial growth cannot be performed.

【0004】次に、Arガスでスパッタリングエッチン
グを行う方法は、J. Vac. Sci. Technol B3 (1985)p.
1637〜1640に記載されている。これは、II-VI 族半導体
では、GaAsにおける硫酸、過酸化水素系の混酸のよ
うな適切な化学エッチャントが見つかっていないため、
スパッタリングでエッチングを行う。この場合、Arイ
オンの運動エネルギーで表面をスパッタするため、研磨
時に残留した加工歪み層は除去できるが、スパッタリン
グによる新たな損傷層が形成され、表面モフォロジーも
荒れ、RHEED観察でもスポットパターンしか得られ
ず、良好なエピタキシャル成長を行うことはできない。
Next, a method of performing sputtering etching with Ar gas is described in J. Vac. Sci. Technol B3 (1985) p.
1637-1640. This is because no suitable chemical etchant such as sulfuric acid and hydrogen peroxide-based mixed acid in GaAs has been found in II-VI group semiconductors.
Etching is performed by sputtering. In this case, since the surface is sputtered by the kinetic energy of Ar ions, the processing strain layer remaining during polishing can be removed, but a new damaged layer is formed by sputtering, the surface morphology is rough, and only a spot pattern can be obtained by RHEED observation. Therefore, good epitaxial growth cannot be performed.

【0005】また、RIEを行う方法は、J. Vac. Sci.
Technol B9 (1991)p.1934〜1938に記載されている。
これは、スパッタリングエッチングの欠点、即ちスパッ
タリングによる損傷の発生を極力抑制しようとするもの
で、反応性ガスにBCl3 を使用したプラズマから生ず
る活性種を利用し、表面を化学的にドライエッチングす
るものである。この場合、RHEED観察では原子レベ
ルでの平坦性を示すストリークパターンとなる。しか
し、イオンの運動エネルギーによる損傷が残留し、表面
モフォロジーは荒れる。
The method of RIE is described in J. Vac. Sci.
Technol B9 (1991) p.1934-1938.
This is to minimize the drawback of sputtering etching, that is, damage due to sputtering, and to chemically dry-etch the surface by using active species generated from plasma using BCl 3 as a reactive gas. Is. In this case, the RHEED observation has a streak pattern showing flatness at the atomic level. However, the surface morphology becomes rough due to the residual damage due to the kinetic energy of the ions.

【0006】そこで、本発明は、上記の問題点を解消
し、エピタキシャル成長に適した損傷のない平坦性及び
表面モフォロジーの優れたII-VI 族化合物半導体基板を
得るための基板清浄化方法を提供しようとするものであ
る。
Therefore, the present invention solves the above problems and provides a substrate cleaning method for obtaining a II-VI group compound semiconductor substrate which is suitable for epitaxial growth and has excellent flatness and surface morphology without damage. It is what

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、高エネルギー
状態に励起した水素ガスと基板を構成する元素又は該元
素を含有する化合物のビームを照射することにより、上
記の課題を解決したII-VI 族化合物半導体基板の清浄化
方法であり、詳細は以下のとおりである。
The present invention has solved the above problems by irradiating a hydrogen gas excited to a high energy state and a beam of an element or a compound containing the element which constitutes the substrate II- This is a method for cleaning a Group VI compound semiconductor substrate, and the details are as follows.

【0008】(1)II-VI族化合物半導体基板に対し、RF
(Radio Frequency)放電、マイクロ波放電、ECR(El
ectron Cyclotron Resonance)放電、又は、直流放電の
いずれかにより励起された水素を照射した後、前記基板
を構成する元素又は該元素を含有する化合物のビームを
照射することを特徴とするII-VI 族化合物半導体基板の
清浄化方法。
(1) RF for a II-VI group compound semiconductor substrate
(Radio Frequency) discharge, microwave discharge, ECR (El
ectron Cyclotron Resonance) discharge, or after irradiating with hydrogen excited by direct current discharge, a beam of the element constituting the substrate or a compound beam containing the element is irradiated. Method for cleaning compound semiconductor substrate.

【0009】(2) 励起水素ガスの照射開始温度を室温乃
至700℃間の温度に調整することを特徴とする上記
(1) 記載のII-VI 族化合物半導体基板の表面清浄化方
法。
(2) The irradiation start temperature of the excited hydrogen gas is adjusted to a temperature between room temperature and 700 ° C.
(1) A method for cleaning the surface of a II-VI group compound semiconductor substrate as described above.

【0010】(3) 基板を構成する元素又は該元素を含有
する化合物のビームを照射する照射開始温度を100〜
700℃間の温度に調整することを特徴とする上記(1)
記載のII-VI 族化合物半導体基板の清浄化方法。
(3) The irradiation start temperature for irradiating the beam of the element constituting the substrate or the compound containing the element is 100 to
Above (1) characterized by adjusting the temperature between 700 ℃
A method for cleaning a II-VI group compound semiconductor substrate according to the description.

【0011】(4) 前記II-VI 族化合物半導体基板は、II
族元素がZn、Cd及びHgから選択され、VI族元素が
S、Se及びTeから選択された2元以上の多元化合物
であることを特徴とする上記(1) 〜(3) のいずれか1つ
に記載のII-VI 族化合物半導体基板の清浄化方法。
(4) The II-VI group compound semiconductor substrate is II
Any one of the above (1) to (3), characterized in that the group element is a binary compound of two or more elements selected from Zn, Cd and Hg and the group VI element selected from S, Se and Te. Method of cleaning a II-VI group compound semiconductor substrate according to item 6.

【0012】[0012]

【作用】本発明は、水素ガスを放電させることによりプ
ラズマ状態を作り、水素を原子又は分子の高エネルギー
状態に励起し、II-VI 族化合物半導体基板に照射するこ
とにより、Zn−O等の酸素との結合を完全に還元して
酸化物を除去する。また、炭素系の残留物をC−H系の
炭化水素に変換して蒸発させる。これらの一連の反応
は、特に運動エネルギーを与えずに行うため、損傷層の
ない平坦な清浄表面を形成することができる。そして、
これらの一連のプロセス温度における基板からの構成元
素の蒸発を防止するため、構成元素からなるビームを照
射して表面の劣化を抑制する。
In the present invention, a plasma state is created by discharging hydrogen gas, hydrogen is excited to a high-energy state of atoms or molecules, and the II-VI group compound semiconductor substrate is irradiated with the hydrogen, so that Zn-O The bond with oxygen is completely reduced to remove the oxide. Further, the carbon-based residue is converted to C—H-based hydrocarbon and evaporated. Since these series of reactions are carried out particularly without giving kinetic energy, it is possible to form a flat clean surface without a damaged layer. And
In order to prevent the evaporation of the constituent elements from the substrate at these series of process temperatures, the beam of the constituent elements is irradiated to suppress the deterioration of the surface.

【0013】以下の実施例では、ZnSe基板について
説明するが、本発明はこれらに限定されることはなく、
ZnS、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、Hg
Te、HgSe、HgS及びこれらの混晶半導体基板に
ついても同様に有効である。また、以下の実施例では高
周波放電を用いたが、マイクロ波放電、ECR放電、直
流放電も同様に使用することができる。
Although the following examples describe ZnSe substrates, the present invention is not limited to these.
ZnS, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, Hg
The same is also valid for Te, HgSe, HgS and mixed crystal semiconductor substrates thereof. Further, high frequency discharge was used in the following examples, but microwave discharge, ECR discharge, and direct current discharge can be used as well.

【0014】[0014]

【実施例】13.56MHzの高周波放電により励起さ
れた水素をZnSe基板上に照射して表面を清浄化した
後、ZnSeをエピタキシャル成長させた。上記基板の
洗浄及びエピタキシャル成長は図1のMBE装置で行っ
た。このMBE装置は、超高真空チャンバ1の底部に、
原料蒸発用セル2と放電セル3を付設し、前記セルに対
応する位置に半導体基板をホルダー4に固定し、その背
面に設けた基板加熱ヒーター7で所定の温度まで加熱す
る。各セルにはそれぞれセルシャッター6を、基板表面
にはメインシャッター8を設けてビームの照射時間を調
節する。なお、放電セル3には水素ガス10の供給管を
接続し、超高真空チャンバ1の内壁近くに液体窒素シュ
ラウドを配置した。
EXAMPLE After the surface of the ZnSe substrate was irradiated with hydrogen excited by 13.56 MHz high frequency discharge to clean the surface, ZnSe was epitaxially grown. The above-mentioned substrate cleaning and epitaxial growth were performed by the MBE apparatus shown in FIG. This MBE device is provided at the bottom of the ultra high vacuum chamber 1,
A raw material evaporation cell 2 and a discharge cell 3 are additionally provided, a semiconductor substrate is fixed to a holder 4 at a position corresponding to the cell, and a substrate heating heater 7 provided on the back surface thereof is heated to a predetermined temperature. A cell shutter 6 is provided for each cell and a main shutter 8 is provided on the surface of the substrate to adjust the beam irradiation time. A hydrogen gas 10 supply pipe was connected to the discharge cell 3, and a liquid nitrogen shroud was arranged near the inner wall of the ultra-high vacuum chamber 1.

【0015】基板は、ZnSe(100)ウエハを使用
した。このウエハは、研磨終了時の状態で第1結晶にG
e(400)非対称回折の2結晶回折測定でZnSe
(400)回折半値幅が約10秒を示し、基板の結晶性
が良く、研磨ダメージがないことが分かる。なお、完全
結晶では理論的な回折半値幅が8〜9秒程度になる。研
磨ダメージがある場合や基板の結晶性が悪い場合は回折
半値幅が20秒以上と大きくなる。
A ZnSe (100) wafer was used as the substrate. This wafer had G
e (400) asymmetric diffraction in two-crystal diffraction measurement ZnSe
The (400) diffraction half-value width is about 10 seconds, which shows that the crystallinity of the substrate is good and there is no polishing damage. It should be noted that the theoretical full width at half maximum of diffraction is about 8 to 9 seconds in a perfect crystal. When there is damage due to polishing or when the crystallinity of the substrate is poor, the half-width of diffraction becomes as large as 20 seconds or more.

【0016】このウエハをアセトン、トリクロロエチレ
ン及びイソプロピルアルコールによる有機洗浄で脱脂し
た後、化学的湿式エッチングを行わず上記MBE装置に
設置した。その後、RHEED観察で調べたところ、室
温でも1×1パターンが確認され、基板特性が良く、最
表面まで単結晶であることが分かった。なお、ウエハの
最表面が多結晶化又はアモルファス化してダメージが残
っている場合は、RHEEDではリング状又はハロー状
のパターンを示す。
This wafer was degreased by organic cleaning with acetone, trichloroethylene and isopropyl alcohol, and then placed in the above MBE apparatus without chemical wet etching. After that, when examined by RHEED observation, a 1 × 1 pattern was confirmed even at room temperature, and it was found that the substrate characteristics were good and the single crystal was formed up to the outermost surface. When the outermost surface of the wafer is polycrystallized or amorphous and damage remains, RHEED exhibits a ring-shaped or halo-shaped pattern.

【0017】次いで、Pd透過膜を通して純化した水素
ガスを1.0sccmの速度で高周波放電セルを介して
超高真空チャンバに導入した。この時のチャンバ内の到
達真空度は約1×10-6Torrであった。流量が安定
した状態で13.56MHzの高周波を100W印加し
てプラズマ放電を起こした。プラズマ分光の結果、水素
原子の発光が支配的であることが分かった。
Then, hydrogen gas purified through the Pd permeable film was introduced into the ultra-high vacuum chamber through the high frequency discharge cell at a rate of 1.0 sccm. The ultimate vacuum in the chamber at this time was about 1 × 10 −6 Torr. With a stable flow rate, 100 W of 13.56 MHz high frequency was applied to cause plasma discharge. As a result of plasma spectroscopy, it was found that the emission of hydrogen atoms was dominant.

【0018】プラズマ放電が安定した後、励起された水
素を上記の条件で流しながら、図2の温度プログラムに
より、基板温度を昇温速度10〜20℃/分で500℃
まで加熱した。なお、上記の基板温度はマニピュレータ
のヒーター近傍の温度である。温度上昇とともに1×1
パターンの強度が徐々に強くなり、450〜500℃で
C(2×)構造のZn安定化面がストリークパターンと
して観察された。図3は、加速電圧15kVの電子線を
エピタキシャル層の<100>及びそれと等価な3方向
の、合計4方向から入射したときに観察されたRHEE
Dパターンを写真撮影したものである。矢印で示した位
置の回折は、通常観察される1×1パターンの1/2の
位置に現れている。これと直交する<110>入射で
は、1×1パターンしか現れなかった。これは、<10
0>方向が、4回対称で通常の格子配置の2倍の長周期
構造を示しており、いわゆるC(2×2)構造が形成さ
れていることが分かる。
After the plasma discharge is stabilized, the substrate temperature is raised to 500 ° C. at a temperature rising rate of 10 to 20 ° C./min according to the temperature program of FIG. 2 while flowing excited hydrogen under the above conditions.
Heated up. The above substrate temperature is the temperature near the heater of the manipulator. 1x1 with increasing temperature
The intensity of the pattern gradually increased, and the Zn-stabilized surface of the C (2x) structure was observed as a streak pattern at 450 to 500 ° C. FIG. 3 shows RHEE observed when an electron beam with an accelerating voltage of 15 kV is incident from <100> of the epitaxial layer and three directions equivalent thereto, that is, four directions in total.
It is a photograph of the D pattern. Diffraction at the position indicated by the arrow appears at the position of 1/2 of the normally observed 1 × 1 pattern. With <110> incidence orthogonal to this, only a 1 × 1 pattern appeared. This is <10
The 0> direction shows four-fold symmetry and shows a long period structure that is twice as long as a normal lattice arrangement, and it can be seen that a so-called C (2 × 2) structure is formed.

【0019】チャンバからウエハを取り出さずに、表面
のX線電子分光(XPS)測定を行ったところ、Zn−
Oの結合や、炭素の信号が測定限界以下であった。この
ように、基板表面の酸素が除去された結果、この温度に
おける最も安定な再配列がなされ、Zn安定化状態にあ
ることを示していた。また、RHEEDの回折パターン
は、ウエハが平坦でない場合スポットになるが、平坦な
場合はスポットがつながってストリークパターンを示す
ので、上記のように、C(2×2)構造のストリークパ
ターンを示すということは、原子レベルで平坦であるこ
と示している。
X-ray electron spectroscopy (XPS) measurement of the surface was carried out without taking out the wafer from the chamber.
The O bond and the carbon signal were below the measurement limit. Thus, as a result of the removal of oxygen from the surface of the substrate, the most stable rearrangement at this temperature was achieved, indicating that the Zn is in a stabilized state. Further, the diffraction pattern of RHEED becomes a spot when the wafer is not flat, but when the wafer is flat, the spots are connected to show a streak pattern. Therefore, as described above, the streak pattern of the C (2 × 2) structure is shown. This means that it is flat at the atomic level.

【0020】比較のために、水素を放電せずに流しなが
ら、実施例1と同様に図1の温度プログラムにより基板
の清浄化を行ったが、500℃を700℃まで温度を上
げても(他の条件は同じ)、図4の(1×1)パターン
が得られるだけで、C(2×2)パターン(図3)は得
られなかった。なお、図4は、電子線を<100>及び
<110>から入射したときに観察されたRHEEDパ
ターンを写真撮影したものである。この場合、いずれの
方向から入射しても1×1パターンしか観察されず、表
面再配列が生じていないことが分かった。また、700
℃以上に温度を上げると、表面からZnやSeの解離が
著しくなり、表面劣化のため基板として使用できなかっ
た。この状態で表面をin−situのXPS測定で調
べたところ、Zn−Oの結合や炭素の信号が認められ、
清浄表面が得られていないことが確認された。
For comparison, the substrate was cleaned by the temperature program of FIG. 1 in the same manner as in Example 1 while flowing hydrogen without discharging, but the temperature was raised from 500 ° C. to 700 ° C. ( Other conditions are the same, only the (1 × 1) pattern of FIG. 4 was obtained, and the C (2 × 2) pattern (FIG. 3) was not obtained. Note that FIG. 4 is a photograph of the RHEED pattern observed when an electron beam is incident from <100> and <110>. In this case, it was found that only 1 × 1 pattern was observed regardless of the direction of incidence, and surface rearrangement did not occur. Also, 700
When the temperature was raised above 0 ° C, the dissociation of Zn and Se from the surface became remarkable, and the surface could deteriorate, so that it could not be used as a substrate. In this state, when the surface was examined by in-situ XPS measurement, Zn—O bond and carbon signal were observed,
It was confirmed that a clean surface was not obtained.

【0021】上記のように励起水素を照射し、加熱して
原子レベルで平坦で清浄な表面が得られた状態で、励起
水素の照射を停止し、直ちに基板の構成元素のうち、S
eの照射を開始した。この照射と同時に基板温度を10
℃/分の速度で成長温度の350℃まで降温させた。こ
れは、基板表面の酸化膜が除去された時点で、表面での
化学的量論比(stoichometry)のずれを抑
えるためである。図5は、電子線をエピタキシャル層の
<110>から入射したときに観察されたRHEEDパ
ターンを写真撮影したものである。矢印で示した位置の
回折は、通常観察される1×1パターンの1/2の位置
に現れている。また、これと直交する<100>入射及
び<110>入射では、1×1パターンしか現れなかっ
た。これは、<110>方向が、2回対称で通常の格子
配置の2倍の長周期構造を示しており、いわゆる(2×
1)構造が形成されていることが分かる。
As described above, the excited hydrogen is irradiated and heated, and when the atomic level flat and clean surface is obtained, the irradiation of the excited hydrogen is stopped, and immediately among the constituent elements of the substrate, S
The irradiation of e was started. At the same time as this irradiation, the substrate temperature is raised to 10
The growth temperature was lowered to 350 ° C. at a rate of ° C./min. This is to suppress deviation of stoichiometry on the surface when the oxide film on the surface of the substrate is removed. FIG. 5 is a photograph of a RHEED pattern observed when an electron beam is incident from <110> of the epitaxial layer. Diffraction at the position indicated by the arrow appears at the position of 1/2 of the normally observed 1 × 1 pattern. Further, in <100> incidence and <110> incidence orthogonal to this, only 1 × 1 pattern appeared. This indicates a long-period structure in which the <110> direction is two-fold symmetric and is twice as long as a normal lattice arrangement.
1) It can be seen that the structure is formed.

【0022】次に、上記のように調製した表面上にアン
ドープZnSeのエピタキシャル成長を行った。フラッ
クスはSeを2×10-6Torr、Znを1×10-6
orrとした。Seの照射開始後2時間経過した後、Z
nを照射して前記エピタキシャル成長を開始した。成長
開始直後からストリークパターンとなり、初期段階から
2次元成長していることが分かった。成長中のRHEE
DパターンはSe安定化の2×1パターンを示した。3
時間成長後、基板を取り出したところ、エピタキシャル
層厚が1.5μmであった。
Next, epitaxial growth of undoped ZnSe was performed on the surface prepared as described above. The flux is Se 2 × 10 -6 Torr and Zn 1 × 10 -6 T
orr. After 2 hours from the start of Se irradiation, Z
Irradiation with n started the epitaxial growth. A streak pattern was formed immediately after the start of growth, and it was found that two-dimensional growth started from the initial stage. RHEE growing
The D pattern showed a Se-stabilized 2 × 1 pattern. Three
When the substrate was taken out after the time growth, the epitaxial layer thickness was 1.5 μm.

【0023】フォトルミネッセンス法でHg−Cdレー
ザ光を照射して、4.2Kでの蛍光スペクトルを見る
と、フリーエキシトンの発光が支配的であり、GaAs
上のヘテロエピタキシャル成長で見られるような、歪み
によるフリーエキシトンピークの分離や、欠陥に起因す
るY発光は観察されなった。また、結晶性を調べるため
に、厚さ4μm程度のエピタキシャル成長を行い、上記
の2結晶X線回折測定を行ったところ、回折全半値が約
15秒と、基板と同等レベルのエピタキシャル結晶が形
成されていた。
When Hg-Cd laser light is irradiated by the photoluminescence method and the fluorescence spectrum at 4.2K is observed, the emission of free excitons is dominant, and GaAs
Neither the separation of the free exciton peak due to the strain nor the Y emission due to the defect as observed in the above heteroepitaxial growth was observed. Further, in order to examine the crystallinity, epitaxial growth with a thickness of about 4 μm was carried out, and the above-mentioned two-crystal X-ray diffraction measurement was carried out. Was there.

【0024】比較のため、励起水素クリーニングのみ行
い、Seビーム照射を行わずに上記と同様にエピタキシ
ャル成長を行った。励起水素照射により、RHEED観
察でC(2×2)の清浄なZn安定化面が現れた状態か
ら、マニピュレータ温度を成長温度の350℃まで10
℃/分の速度で降温した。この状態では、RHEED観
察でC(2×2)のZn安定化パターンのままであっ
た。
For comparison, only epitaxial hydrogen cleaning was carried out, and epitaxial growth was carried out in the same manner as above, but without Se beam irradiation. From the state where a clean Zn-stabilized surface of C (2 × 2) appeared in RHEED observation by excited hydrogen irradiation, the manipulator temperature was raised to 350 ° C. which is a growth temperature.
The temperature was lowered at a rate of ° C / min. In this state, a C (2 × 2) Zn stabilization pattern was still observed by RHEED observation.

【0025】成長開始の方法としては、Se、Znいず
れかを先に照射するか、同時に照射する3通りの方法が
あるが、いずれの方法でも、成長開始から、5nm程度
の成長ではRHEEDがスポットとなる3次元に成長
し、その後、ストリークパターンに移行した。成長後、
2結晶X線回折半値幅は20秒程度と、Se照射したも
のと同程度であったが、断面を透過型電子顕微鏡で観察
すると、成長界面での欠陥密度がSe照射した場合に比
べて1桁程度大きいことが分かった。
As a method of starting the growth, there are three methods of first irradiating Se or Zn or simultaneously irradiating them. In any method, RHEED is spotted when the growth is about 5 nm from the start of the growth. It grows in three dimensions and becomes a streak pattern after that. After growth,
The half-width of the two-crystal X-ray diffraction was about 20 seconds, which was about the same as that of Se irradiation. However, when the cross section was observed with a transmission electron microscope, the defect density at the growth interface was 1 compared with the case of Se irradiation. It turned out to be an order of magnitude larger.

【0026】また、励起水素を照射しない場合は、図4
に見るようにC(2×2)面が現れなかった。この面に
エピタキシャル成長を試みたところ、単結晶が成長する
ものの、初期は3次元で成長し、成長後の2結晶X線回
折半値幅は50秒程度で、界面の欠陥密度もSe照射を
行わない水素処理の場合より2桁程度大きいことが分か
り、上記の場合と比較しても結晶性で劣ることが判明し
た。
In case of not irradiating with excited hydrogen, as shown in FIG.
The C (2 × 2) plane did not appear as shown in FIG. When an epitaxial growth is attempted on this surface, a single crystal grows, but initially grows three-dimensionally, the half-width of the two-crystal X-ray diffraction after the growth is about 50 seconds, and the defect density of the interface is not irradiated with Se. It was found to be about two orders of magnitude higher than in the case of hydrogen treatment, and it was found that the crystallinity was inferior even when compared with the above case.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明は、励起水素を照射して加熱する
ことにより基板表面を清浄化し、さらに、構成元素のビ
ームを照射することにより良好な成長界面を形成できる
ようになった。
According to the present invention, the substrate surface is cleaned by irradiating it with excited hydrogen and heating it, and by irradiating the beam of the constituent elements, a good growth interface can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例で使用したMBE装置の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of an MBE device used in an example.

【図2】実施例の温度プログラムを示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a temperature program of the embodiment.

【図3】励起水素照射後の基板のC(2×2)ストリー
クパターンを示したRHEED写真である。
FIG. 3 is an RHEED photograph showing a C (2 × 2) streak pattern of a substrate after irradiation with excited hydrogen.

【図4】励起水素を照射しない基板の(1×1)のスポ
ッティングパターンを示したRHEED写真である。
FIG. 4 is a RHEED photograph showing a (1 × 1) spotting pattern of a substrate not irradiated with excited hydrogen.

【図5】成長前の(2×1)のストリークパターンを示
したRHEED写真である。
FIG. 5 is an RHEED photograph showing a (2 × 1) streak pattern before growth.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 II-VI 族化合物半導体基板に対し、RF
放電、マイクロ波放電、ECR放電、又は、直流放電の
いずれかにより励起された水素を照射した後、前記基板
を構成する元素又は該元素を含有する化合物のビームを
照射することを特徴とするII-VI 族化合物半導体基板の
清浄化方法。
1. An RF for a II-VI group compound semiconductor substrate
Illuminating with hydrogen excited by any one of discharge, microwave discharge, ECR discharge, or direct current discharge, and then irradiating with a beam of the element constituting the substrate or a compound containing the element II -Method for cleaning group VI compound semiconductor substrate.
【請求項2】 励起水素ガスの照射開始温度を室温乃至
700℃の間の温度に調整することを特徴とする請求項
1記載のII-VI 族化合物半導体基板の表面清浄化方法。
2. The method for cleaning the surface of a II-VI group compound semiconductor substrate according to claim 1, wherein the irradiation start temperature of the excited hydrogen gas is adjusted to a temperature between room temperature and 700 ° C.
【請求項3】 基板を構成する元素又は該元素を含有す
る化合物のビームを照射する照射開始温度を100〜7
00℃に調整することを特徴とする請求項1記載のII-V
I 族化合物半導体基板の清浄化方法。
3. An irradiation start temperature for irradiating a beam of an element constituting the substrate or a compound containing the element is 100 to 7
II-V according to claim 1, wherein the temperature is adjusted to 00 ° C.
Method for cleaning group I compound semiconductor substrate.
【請求項4】 前記II-VI 族化合物半導体基板は、II族
元素がZn、Cd及びHgから選択され、VI族元素が
S、Se及びTeから選択された2元以上の多元化合物
であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に
記載のII-VI 族化合物半導体基板の清浄化方法。
4. The group II-VI compound semiconductor substrate is a binary compound of two or more elements in which the group II element is selected from Zn, Cd and Hg and the group VI element is selected from S, Se and Te. The method for cleaning a II-VI group compound semiconductor substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein:
JP08350895A 1995-03-16 1995-03-16 Semiconductor substrate cleaning method Expired - Fee Related JP3430701B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08350895A JP3430701B2 (en) 1995-03-16 1995-03-16 Semiconductor substrate cleaning method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08350895A JP3430701B2 (en) 1995-03-16 1995-03-16 Semiconductor substrate cleaning method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08255777A true JPH08255777A (en) 1996-10-01
JP3430701B2 JP3430701B2 (en) 2003-07-28

Family

ID=13804435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP08350895A Expired - Fee Related JP3430701B2 (en) 1995-03-16 1995-03-16 Semiconductor substrate cleaning method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3430701B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009055048A (en) * 2008-10-03 2009-03-12 Nikko Kinzoku Kk SURFACE TREATMENT METHOD OF ZnTe BASED COMPOUND SEMICONDUCTOR AND MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE
JP2013510445A (en) * 2009-11-09 2013-03-21 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Anisotropic etching process of semiconductor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009055048A (en) * 2008-10-03 2009-03-12 Nikko Kinzoku Kk SURFACE TREATMENT METHOD OF ZnTe BASED COMPOUND SEMICONDUCTOR AND MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE
JP2013510445A (en) * 2009-11-09 2013-03-21 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Anisotropic etching process of semiconductor

Also Published As

Publication number Publication date
JP3430701B2 (en) 2003-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6692568B2 (en) Method and apparatus for producing MIIIN columns and MIIIN materials grown thereon
US5786606A (en) Semiconductor light-emitting device
KR100352368B1 (en) Semiconductor substrate and method for producing the same
JP2000319092A (en) Apparatus for producing highly insulative single crystal gallium nitride thin film
WO1999025030A1 (en) Semiconductor substrate and method for making the same
EP0127200B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device by means of a molecular beam technique
JPH08181073A (en) Semiconductor wafer and crystal growth method
JP3430701B2 (en) Semiconductor substrate cleaning method
JP2002029896A (en) Crystal growth method for nitride semiconductor
JP5024765B2 (en) Method for cleaning oxide substrate and method for manufacturing oxide semiconductor thin film
JP2607239B2 (en) Molecular beam epitaxy equipment
US20020088972A1 (en) Abrupt pn junction diode formed using chemical vapor deposition processing
JPH0955365A (en) Surface cleaning method of semiconductor substrate
JP7157953B2 (en) Nitride-based thin film composite structure and manufacturing method thereof
JP6763347B2 (en) Nitride semiconductor substrate manufacturing method and nitride semiconductor substrate
JP3956343B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2010021439A (en) Group iii nitride semiconductor laminate structure, and manufacturing method thereof
JPH06293971A (en) Production of semiconductor substrate
JP2004087814A (en) Method and apparatus for manufacturing integrated circuit device onto oxide substrate
JPH05213695A (en) Method for depositing thin diamond film
JP2006140397A (en) Nitride-based compound semiconductor manufacturing apparatus
US5396862A (en) Method of manufacturing a compound semiconductor
JP2002348199A (en) Method for making group iii nitride thin membrane
JP2865130B2 (en) Semiconductor substrate etching method and semiconductor thin film manufacturing method
JPH09162201A (en) Method and device for manufacture of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees