JPS63160324A - 分子線エピタキシヤル結晶成長方法 - Google Patents
分子線エピタキシヤル結晶成長方法Info
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- JPS63160324A JPS63160324A JP31391886A JP31391886A JPS63160324A JP S63160324 A JPS63160324 A JP S63160324A JP 31391886 A JP31391886 A JP 31391886A JP 31391886 A JP31391886 A JP 31391886A JP S63160324 A JPS63160324 A JP S63160324A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は分子線エピタキシャル結晶成長方法に関し、特
に、半導体基板上に特性の良好なエピタキシャル層の形
成が可能である分子線エピタキシャル結晶成長方法に関
するものである。
に、半導体基板上に特性の良好なエピタキシャル層の形
成が可能である分子線エピタキシャル結晶成長方法に関
するものである。
従来の技術
従来の分子線エピタキシャル結晶成長は表面処理、およ
び大気との接触により半導体基板表面に生じた数十人程
度の自然酸化膜、あるいは酸化性の溶液等を用いて積極
的に形成した酸化膜を高真空の成長室内で基板加熱にょ
シ除去し、本来の半導体基板表面を露出させた後にエピ
タキシャル結晶成長を行なう方法が一般に用いられてき
た。
び大気との接触により半導体基板表面に生じた数十人程
度の自然酸化膜、あるいは酸化性の溶液等を用いて積極
的に形成した酸化膜を高真空の成長室内で基板加熱にょ
シ除去し、本来の半導体基板表面を露出させた後にエピ
タキシャル結晶成長を行なう方法が一般に用いられてき
た。
発明が解決しようとする問題点
従来の方法では成長前の半導体基板の表面処理において
基板表面に形成される酸化膜には洗浄溶液中あるいは、
大気中に存在するカーボン等の不純物が取り込まれてい
る。前記酸化膜を成長前に加熱除去する際にｃｏ 、ｃ
ｏ２等の不純物ガスが急増し、成長中も残留不純物ガス
として観測されている。この為、該基板表面上の残音不
純物が基板−エピタキシャル層界面の界面準位の形成の
一因となっていた。
基板表面に形成される酸化膜には洗浄溶液中あるいは、
大気中に存在するカーボン等の不純物が取り込まれてい
る。前記酸化膜を成長前に加熱除去する際にｃｏ 、ｃ
ｏ２等の不純物ガスが急増し、成長中も残留不純物ガス
として観測されている。この為、該基板表面上の残音不
純物が基板−エピタキシャル層界面の界面準位の形成の
一因となっていた。
また、残留不純物ガス中のＣの成長層への取り込みは、
ノンドープＧ＆ＡＳ層形成時のバックグラウンドの不純
物濃度の増大、純度の低下および補償比の増加を招くな
どエピタキシャル層の光学的。
ノンドープＧ＆ＡＳ層形成時のバックグラウンドの不純
物濃度の増大、純度の低下および補償比の増加を招くな
どエピタキシャル層の光学的。
電気的特性に多大な悪影響を及ぼす。さらに、前記表面
処理によシ形成される該酸化膜は表面処理方法１条件に
よυ膜厚にバラツキが生じており、加熱除去の際、酸化
膜除去温度が基板により異なるという問題があった。
処理によシ形成される該酸化膜は表面処理方法１条件に
よυ膜厚にバラツキが生じており、加熱除去の際、酸化
膜除去温度が基板により異なるという問題があった。
問題点を解決するための手段
本発明は以上の様な問題点を解決するものであシ、有機
洗浄およびケミカルエツチング等による前処理洗浄後の
半導体基板表面に０２雰囲気中で紫外線を照射し、たと
えば５０〜１００人程度の酸程度を形成し、しかる後に
、半導体基板を高真空中で加熱して酸化膜を除去し、結
晶成長を行なうものである。
洗浄およびケミカルエツチング等による前処理洗浄後の
半導体基板表面に０２雰囲気中で紫外線を照射し、たと
えば５０〜１００人程度の酸程度を形成し、しかる後に
、半導体基板を高真空中で加熱して酸化膜を除去し、結
晶成長を行なうものである。
作用
本発明に用いられる方法の原理について簡単に述べる。
−
まず有機溶剤洗浄およびケミカルエツチングを含む前処
理洗浄工程後の該半導体基板に０□雰囲気中で紫外線を
照射する事によシ発生したオゾンが解離し、活性な酸素
ラジカルを形成する。酸素ラジカルの作用により前記前
処理洗浄工程によシ半導体基板表面に付着している残留
有機不純物、特にＣが除去されると同時に半導体基板表
面の酸化が促進されるので清浄な酸化膜が形成される。
理洗浄工程後の該半導体基板に０□雰囲気中で紫外線を
照射する事によシ発生したオゾンが解離し、活性な酸素
ラジカルを形成する。酸素ラジカルの作用により前記前
処理洗浄工程によシ半導体基板表面に付着している残留
有機不純物、特にＣが除去されると同時に半導体基板表
面の酸化が促進されるので清浄な酸化膜が形成される。
しかる後に半導体基板表面の酸化膜を高真空の成長室内
で基板加熱により除去する事で露出した清浄な表面上へ
の結晶成長が可能となり、残留不純物ガスの少ない状態
で成長が行なえる。なお本発明中で形成される酸化膜は
既知の膜厚で均一性が良い為゛、一定の温度で酸化膜の
除去が起きる。
で基板加熱により除去する事で露出した清浄な表面上へ
の結晶成長が可能となり、残留不純物ガスの少ない状態
で成長が行なえる。なお本発明中で形成される酸化膜は
既知の膜厚で均一性が良い為゛、一定の温度で酸化膜の
除去が起きる。
実施例
本発明の実施例としてＧａＡｓ基板を用いた分子線エピ
タキシャル結晶成長について述べる。
タキシャル結晶成長について述べる。
第１図のＧ乙ムＳ基板１は前処理洗浄としてまず有機溶
剤によるボイルおよび超音波洗浄を行なう。
剤によるボイルおよび超音波洗浄を行なう。
使用する有機溶剤の例としてトリクロロエタン。
アセトン、メタノールの順に行なう。超純水（１８ＭΩ
−ＣＩＩＬ）で水洗を行なった後、半導体基板１の表層
部の自然酸化膜および鏡面研磨等による変成層を除去す
る為、ケミカルエツチングを施す。
−ＣＩＩＬ）で水洗を行なった後、半導体基板１の表層
部の自然酸化膜および鏡面研磨等による変成層を除去す
る為、ケミカルエツチングを施す。
エツチングは通常よく用いられる方法で、Ｈ２ＳＯ４：
Ｈ２０□：Ｈ２０＝８：１：１エツチング溶液中で液温
的６０’Ｃで１分間かくはんしながら行なう。さらに上
記のエツチングによシ生じた、数十人の自然酸化膜を除
去する為にＨＣ１溶液中で常温で１分間程度エツチング
を行なう。しかる後に、超純水による水洗を経てＤｒｙ
Ｎ２により乾燥をする。
Ｈ２０□：Ｈ２０＝８：１：１エツチング溶液中で液温
的６０’Ｃで１分間かくはんしながら行なう。さらに上
記のエツチングによシ生じた、数十人の自然酸化膜を除
去する為にＨＣ１溶液中で常温で１分間程度エツチング
を行なう。しかる後に、超純水による水洗を経てＤｒｙ
Ｎ２により乾燥をする。
上記の前処理洗浄工程によシ、ＧａＡｓ基板表面２に残
留しているＣ等の不純物を除去すると同時に酸化を促進
し、酸化膜形成する為、ＧａＡｇ基板を紫外線照射装置
へ導入する。紫外線照射装置は水銀グリッドランプを有
し、１８５ｎｍ、および２５４ ｎ！Ｈのスペクトルの
紫外線を発生する。
留しているＣ等の不純物を除去すると同時に酸化を促進
し、酸化膜形成する為、ＧａＡｇ基板を紫外線照射装置
へ導入する。紫外線照射装置は水銀グリッドランプを有
し、１８５ｎｍ、および２５４ ｎ！Ｈのスペクトルの
紫外線を発生する。
１８５ｎｍの紫外線は酸素よりオゾンを発生し、２５４
１！！ｌの紫外線は該オゾンを解離し、酸素ラジカルを
生成する為のものである。ＧａＡｓ基板は水銀グリッド
ランプ直下、６〜１５（１ｍの位置に表面が水銀グリッ
ドランプに対面する様に設置する。
１！！ｌの紫外線は該オゾンを解離し、酸素ラジカルを
生成する為のものである。ＧａＡｓ基板は水銀グリッド
ランプ直下、６〜１５（１ｍの位置に表面が水銀グリッ
ドランプに対面する様に設置する。
次に１０ ””’ Ｔｏｒｒ程度の酸素雰囲気中でＧａ
Ａｇ基板１に紫外線を照射し、ＧａＡｓ基板表面の残留
有機不純物の除去を行なうと同時に、ＧａＡｓ基板表面
を酸化し６０〜１００人程度の酸程度４を形成する。第
２図は紫外線の照射と酸化膜厚の関係を示す。
Ａｇ基板１に紫外線を照射し、ＧａＡｓ基板表面の残留
有機不純物の除去を行なうと同時に、ＧａＡｓ基板表面
を酸化し６０〜１００人程度の酸程度４を形成する。第
２図は紫外線の照射と酸化膜厚の関係を示す。
しかる後にＧ２ＬＡｓ基板を分子線！ビタキシャル装置
の成長室に導入し、約１×１０ Ｔｏｒｒ 程度の高
真空中においてＡｓ ビーム５を照射しながら基板加熱
を行なう事によシ、基板温度が６５０〜５９０℃に達す
ると酸化膜４が除去され清浄なＧａＡｓ表面が露出する
。しかるのち通常のエピタキシャル成長を開始したとえ
ばＧａＡｓ層６が形成される。
の成長室に導入し、約１×１０ Ｔｏｒｒ 程度の高
真空中においてＡｓ ビーム５を照射しながら基板加熱
を行なう事によシ、基板温度が６５０〜５９０℃に達す
ると酸化膜４が除去され清浄なＧａＡｓ表面が露出する
。しかるのち通常のエピタキシャル成長を開始したとえ
ばＧａＡｓ層６が形成される。
本発明の実施例ではＧａＡｓ基板のみについて説明した
が、他の化合物半導体およびＳｉの分子線エピタキシャ
ル成長においても有効な手段である事は言うまでもない
。
が、他の化合物半導体およびＳｉの分子線エピタキシャ
ル成長においても有効な手段である事は言うまでもない
。
発明の効果
本発明の分子線エピタキシャル結晶成長方法を用いる事
によシ、成長前の半導体基板表面の酸化膜除去の際の酸
化膜中に含まれるＣ等の不純物による成長室の汚染が低
減され、従って成長中のｃｏ 、 ｃｏ２等の残留不純
物ガスが減少し、Ｃ等の不純物のエピタキシャル成長層
への混入が抑制され特性の良好なエピタキシャル成長層
が得られる。
によシ、成長前の半導体基板表面の酸化膜除去の際の酸
化膜中に含まれるＣ等の不純物による成長室の汚染が低
減され、従って成長中のｃｏ 、 ｃｏ２等の残留不純
物ガスが減少し、Ｃ等の不純物のエピタキシャル成長層
への混入が抑制され特性の良好なエピタキシャル成長層
が得られる。
また本発明中で一定の条件下で形成された酸化膜は膜厚
が既知であシ、均一性が良い為、酸化膜除去の際の再現
性が本発明によシ改善される。
が既知であシ、均一性が良い為、酸化膜除去の際の再現
性が本発明によシ改善される。
第１図は本発明一実施例のエピタキシャル工程を示す断
面図、第２図は本発明中の酸化膜形成において紫外線の
照射時間と酸化膜厚との関係を示す特性図である。 １・・・・・・ＧａＡｓ基板、２・・・・・・表面、３
・・・・・・紫外線、４・・・・・・酸化膜。 代耶人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名簿
２ 図 ／ −−−ＧＬＡｓ遥」反 ？−表面 ３−− 当まメト８遺（， ２乙−Ｃｒａ−Ａｓ贋 （（ヒ３
面図、第２図は本発明中の酸化膜形成において紫外線の
照射時間と酸化膜厚との関係を示す特性図である。 １・・・・・・ＧａＡｓ基板、２・・・・・・表面、３
・・・・・・紫外線、４・・・・・・酸化膜。 代耶人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名簿
２ 図 ／ −−−ＧＬＡｓ遥」反 ？−表面 ３−− 当まメト８遺（， ２乙−Ｃｒａ−Ａｓ贋 （（ヒ３
Claims (1)
- 半導体基板表面にＯ＿２雰囲気中で紫外線照射をして酸
化膜を形成し、高真空中で前記酸化膜を加熱除去した後
に結晶成長を行なうようにした分子線エピタキシャル結
晶成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31391886A JPS63160324A (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | 分子線エピタキシヤル結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31391886A JPS63160324A (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | 分子線エピタキシヤル結晶成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63160324A true JPS63160324A (ja) | 1988-07-04 |
Family
ID=18047086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31391886A Pending JPS63160324A (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | 分子線エピタキシヤル結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63160324A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03131593A (ja) * | 1989-10-16 | 1991-06-05 | Nippon Mining Co Ltd | エピタキシヤル成長用基板の前処理方法 |
| WO1999050895A1 (fr) * | 1998-03-27 | 1999-10-07 | Super Silicon Crystal Research Institute Corp. | Procede de fabrication de plaquettes a semi-conducteur |
| CN111379027A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-07 | 北京通美晶体技术有限公司 | 一种砷化镓晶片及其制备方法 |
-
1986
- 1986-12-24 JP JP31391886A patent/JPS63160324A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03131593A (ja) * | 1989-10-16 | 1991-06-05 | Nippon Mining Co Ltd | エピタキシヤル成長用基板の前処理方法 |
| WO1999050895A1 (fr) * | 1998-03-27 | 1999-10-07 | Super Silicon Crystal Research Institute Corp. | Procede de fabrication de plaquettes a semi-conducteur |
| US6323140B1 (en) | 1998-03-27 | 2001-11-27 | Silicon Crystal Research Institute Corp. | Method of manufacturing semiconductor wafer |
| CN111379027A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-07 | 北京通美晶体技术有限公司 | 一种砷化镓晶片及其制备方法 |
| CN111379027B (zh) * | 2018-12-28 | 2021-03-16 | 北京通美晶体技术有限公司 | 一种砷化镓晶片及其制备方法 |
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