JPH0868619A - 化合物半導体単結晶基板の評価方法 - Google Patents

化合物半導体単結晶基板の評価方法

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JPH0868619A
JPH0868619A JP20564294A JP20564294A JPH0868619A JP H0868619 A JPH0868619 A JP H0868619A JP 20564294 A JP20564294 A JP 20564294A JP 20564294 A JP20564294 A JP 20564294A JP H0868619 A JPH0868619 A JP H0868619A
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JP
Japan
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substrate
compound semiconductor
single crystal
intensity
infrared
Prior art date
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Application number
JP20564294A
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English (en)
Inventor
Haruto Shimakura
春人 島倉
Hiromasa Yamamoto
裕正 山本
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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】 【目的】 エピタキシャル成長膜にスリップラインが発
生するのを防止するのに有用な化合物半導体単結晶基板
の評価方法を提供する。 【構成】 偏光赤外線透過装置1を用い、発光源2から
放射された赤外光をフィルター3、集光レンズ4、反射
鏡5及び集光装置6を介して平行光とし、その平行光を
第1の偏光板7により直線偏光させて基板20の全面に
入射させる。その際、基板20を光軸の回りに0〜90
°回転させる。そして、基板20を透過した赤外光を第
2の偏光板8及びマクロズームレンズ9を介して赤外線
カメラ10により検出し、その検出により得られた偏光
赤外線透過像の強度及びその強度分布の均一性に基づい
て、エピタキシャル成長膜にスリップラインが発生し易
いか否かを評価する。 【効果】 評価を非破壊で行なうことができ、また品質
のより優れた基板の製造に有効であり、さらにはエピタ
キシャル成長を行う前に予め基板の選別を行なうことも
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、化合物半導体単結晶基
板の評価方法さらには偏光赤外線透過装置を用いること
により得られる偏光赤外線透過像に基づいて行なう評価
方法に関し、特に化合物半導体層のエピタキシャル成長
用基板の評価に適用して有用な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】化合物半導体単結晶よりなる基板上に化
合物半導体層をエピタキシャル成長させる場合には、単
結晶インゴットから切り出された基板をアニール処理し
た後、基板表面を研磨して鏡面に仕上げてからMBE法
(分子線エピタキシー法)やMOCVD法(有機金属気
相成長法)などにより成長させていた。そのアニール処
理における熱処理温度、昇温速度や降温速度及び処理時
間などの処理条件は、従来、種々の処理条件でアニール
処理した基板についてエッチングなどの破壊検査により
基板の転位密度を調べ、転位密度が極力小さくなるよう
な条件を見つけだすことにより、決定されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようにして決定された処理条件でアニール処理した基
板上に、エピタキシャル成長膜、特にヘテロ接合を含む
多層膜を成長させると、基板にスリップライン(筋状の
結晶欠陥)が存在しないにもかかわらずエピタキシャル
成長膜にスリップラインが発生したり、同一の転位密度
の基板であってもエピタキシャル成長膜にスリップライ
ンが発生するものとしないものとがある、などの問題点
があった。
【0004】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、エピタキシャ
ル成長膜にスリップラインが発生するのを防止するのに
有用な化合物半導体単結晶基板の評価方法を提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は、上記従来の問題点の原因について検討
した結果、エピタキシャル成長膜におけるスリップライ
ンの発生には基板の残留応力の分布が関係していると考
えた。そこで、本発明者は、基板の応力分布を破壊せず
に評価することのできる偏光赤外線透過装置を用いてス
リップラインが発生する基板と発生しない基板とについ
て偏光赤外線透過像の比較実験を行なったところ、スリ
ップラインが発生する基板では残留応力に関する透過像
の強度が強く且つその強度の分布が不均一であり、一
方、スリップラインが発生しない基板では透過像の強度
が弱く且つその強度の分布が均一であるということを見
出した。
【0006】本発明は上記知見に基づきなされたもの
で、請求項1に記載の発明のように、化合物半導体単結
晶よりなる基板を光軸の回りに0〜90°回転させなが
ら、該基板表面全体に、平行化し且つ偏光子を介して直
線偏光させた赤外光を照射し、前記基板を透過した赤外
光を、前記偏光子の透過軸方向に直交する透過軸方向を
有する検光子を介して検出器により検出し、その検出に
より得られた強度が最大となる回転角度における偏光赤
外線透過像の強度及び該強度の分布の均一性に基づい
て、前記基板上に化合物半導体層をエピタキシャル成長
させたときに該エピタキシャル成長膜に発生するスリッ
プラインの有無、長さ及び数の評価を行なうようにした
ものである。
【0007】
【作用】上記した手段によれば、偏光赤外線透過像の強
度及びその強度の分布の均一性に基づいて、基板の応力
分布の評価を行なうようにしたため、基板の評価を非破
壊で行なうことができ、またこの方法による評価工程を
製造ラインに組み込んで基板全数についての評価データ
を収集し、それをフィードバックさせることによって品
質のより優れた基板を製造するのにも有効であり、さら
にエピタキシャル成長を実際に行なわなくても評価する
ことができるので、エピタキシャル成長を行う前に予め
基板の選別を行なうことも可能である。
【0008】
【実施例】本発明に係る化合物半導体単結晶基板の評価
方法の実施例を図1乃至図7に基づいて以下に説明す
る。図1は、本発明に係る化合物半導体単結晶基板の評
価方法の実施に使用される偏光赤外線透過装置の一例の
概略構成図であるが、同図において、1は偏光赤外線透
過装置、2はハロゲンランプなどよりなる赤外光の発光
源、3は所望の波長の赤外光のみを透過するフィルタ
ー、4は集光レンズ、5は反射鏡、6は入射赤外光を基
板全面の照射が可能な径の平行光とする集光装置(コリ
メーター)、7は入射赤外光を直線偏向させる偏光子と
なる第1の偏光板、8は偏光子に対して透過軸方向が直
交する検光子である第2の偏光板、9はマクロズームレ
ンズ、10は赤外線カメラ、20は評価対象である化合
物半導体単結晶基板である。
【0009】本発明に係る評価方法は、この偏光赤外線
透過装置1を用いて基板20の応力分布を調べ、後に基
板20上にエピタキシャル成長膜を積層させた際にその
エピタキシャル成長膜にスリップラインが発生するか否
かの評価を行なうものである。具体的には、発光源2か
ら放射された赤外光をフィルター3、集光レンズ4、反
射鏡5及び集光装置6を介して平行光とし、その平行光
を第1の偏光板7により直線偏光させて基板20の全面
に入射させる。その際、基板20を光軸の回りに0〜9
0°回転させる。そして、基板20を透過した赤外光
を、第2の偏光板8を介して、マクロズームレンズ9及
び赤外線カメラ10よりなる検出器により検出し、その
検出により得られた偏光赤外線透過像の強度及びその強
度分布の均一性に基づいて、基板20の残留応力の大き
さと均一性を調べる。
【0010】ここで、基板20は検査中、0〜90°の
回転が可能な状態に保持される。また、特に限定しない
が、例えば基板20は化合物半導体層のエピタキシャル
成長に供される基板であり、単結晶インゴットから薄板
状に切り出され、アニール処理された後に鏡面研磨処理
されたものである。
【0011】以下に具体例を挙げて本発明の特徴とする
ところを明らかとする。単結晶インゴットから切り出さ
れた直径4インチ、3インチ及び2インチのGaAs基
板を200枚用意し、それらを一緒に電気炉内に入れ、
1000℃でアニール処理した。冷却後、それら基板を
電気炉から取り出し、それぞれの両面を鏡面研磨処理し
た。得られた全数の鏡面基板について、上記構成の偏光
赤外線透過装置1にセットして光軸の回りに0〜90°
回転させながら、平行化し且つ直線偏光させた赤外光を
透過させて偏光赤外線透過像の観察を行なった。図2、
図4及び図6に強度が最大となる回転角度における偏光
赤外線透過像の強度分布を典型的な3例について等強度
線で表わしたものを示す。図2は、残留応力が極めて小
さく均一に分布している基板における強度分布図であ
り、強度分布は殆ど観察されなかった。図4は、残留応
力が大きい基板における強度分布図であり、基板の四方
A,B,C,Dに、基板中央E側に大きく膨出したよう
な強度分布21が観察された。図6は、残留応力が比較
的小さい基板における強度分布図であり、基板の四方
A,B,C,Dに、わずかに基板中央Eに膨出したよう
な強度分布21が観察された。
【0012】続いて、各基板上にMBE法により厚さ1
μmのGaAsバッファー層をエピタキシャル成長さ
せ、得られたエピタキシャル成長膜についてスリップラ
インの観察を行なった。図3、図5及び図7にスリップ
ラインの発生状態を示す。図3は、図2に示した基板を
用いた場合のスリップラインの発生状態を示しており、
スリップラインは殆ど認められなかった。図5は、図4
に示した基板を用いた場合のスリップラインの発生状態
を示しており、強度分布21が観察された基板の四方
A,B,C,Dの箇所に基板の周縁から延びる比較的長
いスリップライン25が多数認められた。図7は、図6
に示した基板を用いた場合のスリップラインの発生状態
を示しており、比較的短いスリップライン25が少し認
められた。
【0013】以上の結果より、基板の残留応力が小さく
均一に分布していると、偏光赤外線透過像の強度が微弱
でその強度分布が均一となり、エピタキシャル成長膜に
スリップラインが発生し難いことがわかった。従って、
偏光赤外線透過装置1を用い、上述したようにして基板
評価を行なうことによって、その評価を非破壊で行なう
ことができ、またこの方法による評価工程を製造ライン
に組み込んで基板全数についての評価データを収集し、
それをフィードバックさせることによって品質のより優
れた基板を製造するのにも有効であり、さらにエピタキ
シャル成長を実際に行なわなくても評価することができ
るので、エピタキシャル成長を行う前に予め基板の選別
を行なうこともできる。
【0014】なお、上記実施例では具体例としてGaA
s基板の評価を行なったが、本発明は、GaAs以外の
InPやGaPなどの化合物半導体基板の評価にも適用
可能であるのは勿論である。
【0015】また、エピタキシャル成長用基板の評価に
限らず、種々の用途の基板の応力分布を評価する場合に
も本発明を利用することができる。
【0016】
【発明の効果】本発明に係る化合物半導体単結晶基板の
評価方法によれば、偏光赤外線透過像の強度及びその強
度の分布の均一性に基づいて、基板上に成長させるエピ
タキシャル成長膜のスリップラインの発生のし易さの評
価を行なうようにしたため、基板の評価を非破壊で行な
うことができ、またこの方法による評価工程を製造ライ
ンに組み込んで基板全数についての評価データを収集
し、それをフィードバックさせることによって品質のよ
り優れた基板を製造するのにも有効であり、さらにエピ
タキシャル成長を実際に行なわなくても評価することが
できるので、エピタキシャル成長を行う前に予め基板の
選別を行なうこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る化合物半導体単結晶基板の評価方
法の実施に使用される偏光赤外線透過装置の概略構成図
である。
【図2】残留応力が極めて小さく均一に分布している基
板における偏光赤外線透過像の強度分布を示す模式図で
ある。
【図3】図2の基板上に成長させたエピタキシャル成長
膜におけるスリップラインの発生状態を示す模式図であ
る。
【図4】残留応力が大きい基板における偏光赤外線透過
像の強度分布を示す模式図である。
【図5】図4の基板上に成長させたエピタキシャル成長
膜におけるスリップラインの発生状態を示す模式図であ
る。
【図6】残留応力が比較的小さい基板における偏光赤外
線透過像の強度分布を示す模式図である。
【図7】図6の基板上に成長させたエピタキシャル成長
膜におけるスリップラインの発生状態を示す模式図であ
る。
【符号の説明】
7 第1の偏光板(偏光子) 8 第2の偏光板(検光子) 9 マクロズームレンズ(検出器) 10 赤外線カメラ(検出器) 20 化合物半導体単結晶基板
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年10月17日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】化合物半導体単結晶よりなる基板上に化
合物半導体層をエピタキシャル成長させる場合には、ア
ニール処理をしたインゴットから基板を切り出した後、
もしくは、単結晶インゴットから切り出された基板をア
ニール処理した後、基板表面を研磨して鏡面に仕上げて
からMBE法(分子線エピタキシー法)やMOCVD法
(有機金属気相成長法)などにより成長させていた。そ
のアニール処理における熱処理温度、昇温速度や降温速
度及び処理時間などの処理条件は、従来、種々の処理条
件でアニール処理した基板についてエッチングなどの破
壊検査により基板の転位密度を調べ、転位密度が極力小
さくなるような条件を見つけだすことにより、決定され
ていた。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】以下に具体例を挙げて本発明の特徴とする
ところを明らかとする。結晶育成条件及びアニール条件
などが異なる直径4インチ、3インチ及び2インチのG
aAs単結晶基板を200枚用意し、それぞれの両面を
鏡面研磨処理した。得られた全数の鏡面基板について、
上記構成の偏光赤外線透過装置1にセットして光軸の回
りに0〜90°回転させながら、平行化し且つ直線偏光
させた赤外光を透過させて偏光赤外線透過像の観察を行
なった。図2、図4及び図6に強度が最大となる回転角
度における偏光赤外線透過像の強度分布を典型的な3例
について等強度線で表わしたものを示す。図2は、残留
応力が極めて小さく均一に分布している基板における強
度分布図であり、強度分布は殆ど観察されなかった。図
4は、残留応力が大きい基板における強度分布図であ
り、基板の四方A,B,C,Dに、基板中央E側に大き
く膨出したような強度分布21が観察された。図6は、
残留応力が比較的小さい基板における強度分布図であ
り、基板の四方A,B,C,Dに、わずかに基板中央E
に膨出したような強度分布21が観察された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/66 L 7514−4M // C30B 29/40 9261−4G

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化合物半導体単結晶よりなる基板を光軸
    の回りに0〜90°回転させながら、該基板表面全体
    に、平行化し且つ偏光子を介して直線偏光させた赤外光
    を照射し、前記基板を透過した赤外光を、前記偏光子の
    透過軸方向に直交する透過軸方向を有する検光子を介し
    て検出器により検出し、その検出により得られた強度が
    最大となる回転角度における偏光赤外線透過像の強度及
    び該強度の分布の均一性に基づいて、前記基板上に化合
    物半導体層をエピタキシャル成長させたときに該エピタ
    キシャル成長膜に発生するスリップラインの有無、長さ
    及び数の評価を行なうことを特徴とする化合物半導体単
    結晶基板の評価方法。
JP20564294A 1994-08-30 1994-08-30 化合物半導体単結晶基板の評価方法 Pending JPH0868619A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6127288A (en) * 1996-03-25 2000-10-03 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of thermally processing semiconductor wafer
JP2008045965A (ja) * 2006-08-14 2008-02-28 Yamaha Corp ウェハの検査方法及びウェハのクラック検査装置
US7812942B2 (en) 2007-03-28 2010-10-12 S.O.I. Tec Silicon On Insulator Technologies Method for detecting surface defects on a substrate and device using said method
US8224062B2 (en) 2006-08-14 2012-07-17 Yamaha Corporation Method and apparatus for inspection of wafer and semiconductor device
JP2020194857A (ja) * 2019-05-27 2020-12-03 信越半導体株式会社 ウェーハ外周歪みの評価方法
CN114166171A (zh) * 2022-02-14 2022-03-11 西安奕斯伟材料科技有限公司 晶体缺陷的检测方法与检测装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6127288A (en) * 1996-03-25 2000-10-03 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of thermally processing semiconductor wafer
US6184498B1 (en) 1996-03-25 2001-02-06 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Apparatus for thermally processing semiconductor wafer
US6235543B1 (en) 1996-03-25 2001-05-22 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of evaluating a semiconductor wafer
JP2008045965A (ja) * 2006-08-14 2008-02-28 Yamaha Corp ウェハの検査方法及びウェハのクラック検査装置
US8224062B2 (en) 2006-08-14 2012-07-17 Yamaha Corporation Method and apparatus for inspection of wafer and semiconductor device
US7812942B2 (en) 2007-03-28 2010-10-12 S.O.I. Tec Silicon On Insulator Technologies Method for detecting surface defects on a substrate and device using said method
JP2020194857A (ja) * 2019-05-27 2020-12-03 信越半導体株式会社 ウェーハ外周歪みの評価方法
CN114166171A (zh) * 2022-02-14 2022-03-11 西安奕斯伟材料科技有限公司 晶体缺陷的检测方法与检测装置

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