KR20060129956A - 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법, 화합물 반도체부재의 제조 방법, 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 및질화갈륨계 화합물 반도체막 - Google Patents

화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법, 화합물 반도체부재의 제조 방법, 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 및질화갈륨계 화합물 반도체막 Download PDF

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아키히로 하치고
다카유키 니시우라
게이지 이시바시
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스미토모덴키고교가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 것을 목적으로 한다. 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 광학 정수의 스펙트럼에서, 화합물 반도체 기판의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼을 이용하여, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지를 평가한다.

Description

화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법, 화합물 반도체 부재의 제조 방법, 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 및 질화갈륨계 화합물 반도체막{DAMAGE EVALUATION METHOD OF COMPOUND SEMICONDUCTOR MEMBER, PRODUCTION METHOD OF COMPOUND SEMICONDUCTOR MEMBER, GALLIUM NITRIDE COMPOUND SEMICONDUCTOR MEMBER, AND GALLIUM NITRIDE COMPOUND SEMICONDUCTOR MEMBRANE}
도 1은 실시 형태에 따른 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법 및 화합물 반도체 부재의 제조 방법의 공정을 도시한 흐름도.
도 2는 분광 엘립소메트리 측정 공정을 모식적으로 도시한 도면.
도 3은 기판 상에 설치된 화합물 반도체막을 모식적으로 도시한 단면도.
도 4의 (a)는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부(K) 스펙트럼(SP1)을 모식적으로 도시한 그래프이며, 도 4의 (b)는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부(ε2) 스펙트럼(SP2)을 모식적으로 도시한 그래프이다.
도 5의 (a)는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부(N) 스펙트럼(SP3)을 모식적으로 도시한 그래프이며, 도 5의 (b)는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부(ε1) 스펙트럼(SP4)을 모식적으로 도시한 그래프.
도 6의 (a)는 박막 형성 공정에서의 화합물 반도체 기판을 모식적으로 도시한 단면도이며, 도 6의 (b)는 박막 형성 공정에서의 화합물 반도체막을 모식적으로 도시한 단면도.
도 7의 (a)는 전극 형성 공정에서의 화합물 반도체 기판을 모식적으로 도시한 단면도이며, 도 7의 (b)는 전극 형성 공정에서의 화합물 반도체막을 모식적으로 도시한 단면도.
도 8은 실험예 1∼실험예 5의 GaN 단결정 기판의 표면을 포토 루미네센스 측정하였을 때에 얻어지는 발광 스펙트럼의 365 nm 부근에서의 피크의 PL 강도를 각각 도시한다.
도 9는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부(K) 스펙트럼의 일부를 도시한 그래프.
도 10은 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부(K) 스펙트럼의 일부를 도시한 그래프.
도 11은 도 9에 도시되는 스펙트럼(K1∼K5)의 1차 미분을 도시한 그래프.
도 12는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부(ε2) 스펙트럼의 일부를 도시한 그래프.
도 13은 도 12에 도시되는 스펙트럼(M1∼M5)의 장파장측에 위치하는 일부를 도시한 그래프.
도 14는 도 12에 도시되는 스펙트럼(M1∼M5)의 1차 미분을 도시한 그래프.
도 15는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부(N) 스펙트럼의 일부를 도시한 그래프.
도 16은 도 15에 도시되는 스펙트럼(P1∼P5)의 1차 미분을 도시한 그래프.
도 17은 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부(ε1) 스펙트럼의 일부를 도시한 그래프.
도 18은 도 17에 도시되는 스펙트럼(Q1∼Q5)의 1차 미분을 도시한 그래프.
도 19는 도 8에 도시되는 PL 강도와, 복소 굴절률의 허수부(K) 및 복소 굴절률의 실수부(N) 스펙트럼의 기울기 절대값의 최대값과의 관계를 도시한 그래프.
도 20은 도 8에 도시되는 PL 강도와, 복소 굴절률의 허수부(K) 및 복소 굴절률의 실수부(N) 스펙트럼의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장과의 관계를 도시한 그래프.
도 21은 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부(K) 스펙트럼의 일부를 도시한 그래프.
도 22는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부(N) 스펙트럼의 일부를 도시한 그래프.
도 23은 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부(K) 스펙트럼의 일부를 도시한 그래프.
도 24는 도 22에 도시되는 스펙트럼(P8∼P10)의 1차 미분을 도시한 그래프.
도 25는 캐소드 루미네센스 강도와 기울기 절대값의 최대값과의 관계를 도시한 그래프.
본 발명은 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법, 화합물 반도체 부재의 제조 방법, 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 및 질화갈륨계 화합물 반도체막에 관한 것이다.
화합물 반도체는 Si에 비해서 여러 가지 메리트를 갖는다. 예컨대, 화합물 반도체에서는 조성을 조정함으로써 밴드갭(bandgap)을 제어할 수 있다. 또한, 화합물 반도체는 직접 천이, 와이드 밴드갭 등의 광학 특성을 갖기 때문에, 예컨대 LED 또는 LD 등의 광디바이스에 적합하게 이용된다. 또한, 화합물 반도체는 높은 캐리어 이동도를 갖기 때문에, 고속 디바이스에도 적합하게 이용된다.
상기 광디바이스 또는 고속 디바이스 등의 화합물 반도체 디바이스를 제조할 때에는, 화합물 반도체 기판 또는 유리 기판 등의 비정질 기판 상에 화합물 반도체막을 형성하여 이루어지는 적층 기판이 이용된다. 화합물 반도체 기판 또는 적층 기판의 표면 상에는, 예컨대 화합물 반도체막 또는 전극이 형성된다. 화합물 반도체 디바이스의 디바이스 특성은 화합물 반도체 기판 혹은 적층 기판과 화합물 반도체막의 계면 또는 화합물 반도체 기판 혹은 적층 기판과 전극의 계면 영향을 강하게 받는다. 따라서, 화합물 반도체 디바이스에 있어서의 계면 평가는 중요하다.
또한, 화합물 반도체 디바이스를 제조할 때에는 몇 개의 제조 프로세스에서 전술한 계면에 데미지가 발생한다. 예컨대, 화합물 반도체 기판 또는 적층 기판의 표면 거칠기는 디바이스 특성에 영향을 주기 때문에, 화합물 반도체 기판 또는 적층 기판의 표면은 연마 처리 또는 에칭 처리된다. 이 때, 표면에 스크래치 또는 왜곡이 발생함에 따라 상기 표면에 데미지가 생기게 된다. 또한, 화합물 반도체 기판 또는 적층 기판의 표면 상에, 나노미터 사이즈의 박막 또는 미세 패턴을 형성할 때에는, 예컨대 드라이 에칭 또는 웨트 에칭 등이 이용된다. 이 때, 화합물 반도체 기판 혹은 적층 기판의 표면 또는 박막 혹은 미세 패턴의 표면에 데미지가 생기게 된다.
전술한 바와 같이 데미지가 표면에 존재하는 화합물 반도체 기판 또는 화합물 반도체막의 표면 상에, 예컨대 에피택셜막을 성장시킴으로서 화합물 반도체 디바이스를 제조하면, 화합물 반도체 기판 또는 화합물 반도체막과 에피택셜막의 계면에 존재하는 데미지에 기인하여 디바이스 특성이 열화된다.
그래서, 화합물 반도체 기판 또는 화합물 반도체막 표면의 데미지를 평가하는 방법으로서, 통상, X선 회절, 주사형 전자선 현미경(SEM) 또는 캐소드 루미네센스 등을 이용한 방법이 이용되고 있다.
한편, 일본 특허 공개 평성 제11-87448호 공보에는 엘립소메트리법을 이용하여 기판의 데미지를 평가하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는 기판으로부터의 반사광 강도의 변화 비율로부터 데미지층의 깊이나 데미지 정도를 평가하고 있다.
또한, 일본 특허 공개 제2005-33187호 공보에는 웨이퍼에 에칭 처리를 실시하고, 에칭 처리 후의 웨이퍼 표면 구조를 엘립소메트리법을 이용하여 평가하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는 편광한 광을 웨이퍼에 조사하고, 웨이퍼에 의해 반사된 편광을 이용하여 웨이퍼의 표면 구조를 평가하고 있다. 구체적으로는, 웨이퍼에 조사한 편광과 웨이퍼에 의해 반사된 편광과의 위상차(Δ) 및 진폭비(ψ)로부터 웨이퍼의 표면 구조를 추정하고 있다.
그러나, 상기 일본 특허 공개 평성 제11-87448호 공보 및 일본 특허 공개 제2005-33187호 공보에 개시된 방법에서는 화합물 반도체 부재의 표면에서의 데미지 평가의 정밀도가 아직 충분하지 않아 상기 정밀도의 더 높은 향상이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있는 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법 및 화합물 반도체 부재의 제조 방법 및 데미지 정도가 작은 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 및 질화갈륨계 화합물 반도체막을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 과제를 해결하기 위해, (1) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법은 화합물 반도체 부재의 표면 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 광학 정수의 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼을 이용하여, 상기 화합물 반도체 부재의 상기 표면의 데미지를 평가하는 공정을 포함 한다. 여기서, 「광학 정수의 스펙트럼」이란, 예컨대 각 파장에서의 광학 정수의 데이터를 의미한다.
본 발명의 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법에서는 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행함으로써, 전자와 정공(正孔)이 쿨롱력에 의해 결합한 상태인 엑시톤(여기자)이 발생한다. 엑시톤은 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 광학 정수 스펙트럼(이하, 「특정 파장 영역 스펙트럼」이라고 함)에 특히 강한 영향을 부여한다. 따라서, 특정 파장 영역 스펙트럼을 선택하여 데미지 평가를 행함으로써, 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 광학 정수의 스펙트럼 전체를 이용한 데미지 평가에 비해 화합물 반도체 부재 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있다.
(2) 또한, 상기 광학 정수는 복소 굴절률의 허수부(虛部)이며, 상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼 기울기의 절대값의 최대값을 이용하는 것이 바람직하다.
(3) 또한, 상기 광학 정수는 복소 굴절률의 허수부이며, 상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼의 1차 미분의 극값의 절대값을 이용하는 것이 바람직하다.
이들의 경우, 분광 엘립소메트리 측정을 행함으로써, 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼 기울기의 절대값의 최대값(G1max)을 데미지 평가에 이용한다. 최대값(G1max) 은 특정 파장 영역 스펙트럼의 1차 미분의 극값의 절대값과 동일한 값이다. 최대값(G1max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 최대값(G1max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
(4) 또한, 상기 광학 정수는 복소 굴절률의 허수부이며, 상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼 기울기의 절대값이 최대가 되는 파장을 이용하는 것이 바람직하다.
이 경우, 분광 엘립소메트리 측정을 행함으로써, 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼 기울기의 절대값이 최대가 되는 파장(λ1max)을 데미지 평가에 이용한다. 파장(λ1max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 파장(λ1max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
(5) 또한, 상기 광학 정수는 복소 굴절률의 허수부이며, 상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값을 이용하는 것이 바람직하다.
이 경우, 분광 엘립소메트리 측정을 행함으로써, 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼의 극대값(P1max)을 데미지 평가에 이용한다. 극대값(P1max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 극대값(P1max)을 데미지 평가에 이용함 으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
(6) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법은 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역보다도 장파장측에 위치하는 다른 파장 영역에서의 피크를 이용하여 상기 화합물 반도체 부재의 상기 표면의 데미지를 평가하는 공정을 포함한다.
(7) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법은 화합물 반도체 영역과 상기 화합물 반도체 영역 상에 설치된 데미지층을 갖는 화합물 반도체 부재에서의 상기 데미지층 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 영역과 상기 데미지층 사이에서 광이 적어도 1회 반사함으로써 상기 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에 생기는 피크를 이용하여, 상기 화합물 반도체 부재에서의 상기 데미지층의 상기 표면의 데미지를 평가하는 공정을 포함한다.
본 발명의 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법에서는 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 다른 파장 영역에서의 피크(반사에 의해 생기는 피크)를 데미지 평가에 이용한다. 이 피크는 데미지 정도가 큰 경우에 확인된다. 이 피크를 이용함으로써, 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있다.
(8) 또한, 상기 광학 정수는 복소 유전률의 허수부이며, 상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼 기울기의 절대값의 최대값을 이용 하는 것이 바람직하다.
(9) 또한, 상기 광학 정수는 복소 유전률의 허수부이며, 상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼의 1차 미분의 극값의 절대값을 이용하는 것이 바람직하다.
이들의 경우, 분광 엘립소메트리 측정을 행함으로써, 복소 유전률의 허수부 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼의 기울기 절대값의 최대값(또는 특정 파장 영역 스펙트럼의 1차 미분 극값의 절대값)(G2max)을 데미지 평가에 이용한다. 최대값(G2max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 커지는 경향이 있다. 따라서, 최대값(G2max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
(10) 또한, 상기 광학 정수는 복소 유전률의 허수부이며, 상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼 기울기의 절대값이 최대가 되는 파장을 이용하는 것이 바람직하다.
이 경우, 분광 엘립소메트리 측정을 행함으로써, 복소 유전률의 허수부 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼 기울기의 절대값이 최대가 되는 파장(λ2max)을 데미지 평가에 이용한다. 파장(λ2max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 파장(λ2max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
(11) 또한, 상기 광학 정수는 복소 유전률의 허수부이며, 상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값을 이용하는 것이 바람직하다.
이 경우, 분광 엘립소메트리 측정을 행함으로써, 복소 유전률의 허수부 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼의 극대값(P2max)을 데미지 평가에 이용한다. 극대값(P2max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 극대값(P2max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
(12) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법은 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역보다도 장파장측에 위치하는 다른 파장 영역에서의 피크를 이용하여, 상기 화합물 반도체 부재의 상기 표면의 데미지를 평가하는 공정을 포함한다.
(13) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법은, 화합물 반도체 영역과 상기 화합물 반도체 영역 상에 설치된 데미지층을 갖는 화합물 반도체 부재에서의 상기 데미지층 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 영역과 상기 데미지층 사이에서 광이 적어도 1회 반사함으로써 상기 복 소 유전률의 허수부 스펙트럼에 생기는 피크를 이용하여, 상기 화합물 반도체 부재에서의 상기 데미지층의 상기 표면의 데미지를 평가하는 공정을 포함한다.
본 발명의 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법에서는 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 다른 파장 영역에서의 피크(반사에 의해 생기는 피크)를 데미지 평가에 이용한다. 이 피크는 데미지 정도가 큰 경우에 확인된다. 이 피크를 이용함으로써, 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있다.
(14) 또한, 상기 광학 정수는 복소 굴절률의 실수부이며, 상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값을 이용하는 것이 바람직하다.
이 경우, 분광 엘립소메트리 측정을 행함으로써, 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값(G31max)을 데미지 평가에 이용한다. 최대값(G31max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 최대값(G31max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
(15) 또한, 상기 광학 정수는 복소 굴절률의 실수부이며, 상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 장파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값을 이용하는 것이 바람 직하다.
이 경우, 분광 엘립소메트리 측정을 행함으로써, 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 장파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값(G32max)을 데미지 평가에 이용한다. 최대값(G32max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 최대값(G32max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
(16) 또한, 상기 광학 정수는 복소 굴절률의 실수부이며, 상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장을 이용하는 것이 바람직하다.
이 경우, 분광 엘립소메트리 측정을 행함으로써, 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장(λ3max)을 데미지 평가에 이용한다. 파장(λ3max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 파장(λ3max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
(17) 또한, 상기 광학 정수는 복소 굴절률의 실수부이며, 상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값을 이용하는 것이 바람 직하다.
이 경우, 분광 엘립소메트리 측정을 행함으로써, 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼의 극대값(P3max)을 데미지 평가에 이용한다. 극대값(P3max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 극대값(P3max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
(18) 또한, 상기 광학 정수는 복소 유전률의 실수부이며, 상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값을 이용하는 것이 바람직하다.
이 경우, 분광 엘립소메트리 측정을 행함으로써, 복소 유전률의 실수부 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값(G41max)을 데미지 평가에 이용한다. 최대값(G41max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 최대값(G41max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
(19) 또한, 상기 광학 정수는 복소 유전률의 실수부이며, 상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 장파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값을 이용하는 것이 바람 직하다.
이 경우, 분광 엘립소메트리 측정을 행함으로써, 복소 유전률의 실수부 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 장파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값(G42max)을 데미지 평가에 이용한다. 최대값(G42max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 최대값(G42max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
(20) 또한, 상기 광학 정수는 복소 유전률의 실수부이며, 상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장을 이용하는 것이 바람직하다.
이 경우, 분광 엘립소메트리 측정을 행함으로써, 복소 유전률의 실수부 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장(λ4max)을 데미지 평가에 이용한다. 파장(λ4max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 파장(λ4max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
(21) 또한, 상기 광학 정수는 복소 유전률의 실수부이며, 상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값을 이용하는 것이 바람 직하다.
이 경우, 분광 엘립소메트리 측정을 행함으로써, 복소 유전률의 실수부 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼의 극대값(P4max)을 데미지 평가에 이용한다. 극대값(P4max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 극대값(P4max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
(22) 또한, 상기 화합물 반도체 부재는 화합물 반도체 기판인 것이 바람직하다. 이 경우, 화합물 반도체 기판 표면의 데미지 정도를 평가할 수 있다.
(23) 또한, 상기 화합물 반도체 부재는 기판 상에 설치된 화합물 반도체막 인 것이 바람직하다. 이 경우, 화합물 반도체막 표면의 데미지 정도를 평가할 수 있다.
(24) 또한, 상기 화합물 반도체 부재는 단결정 재료 또는 다결정 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 경우, 데미지를 받은 영역의 단결정 재료 또는 다결정재료가 비정질로 변화하기 때문에, 데미지를 받은 영역과 받지 않은 영역을 구별하기 쉬워진다. 이 때문에, 데미지를 검출하기 쉬워지기 때문에, 데미지 평가의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
(25) 또한, 상기 밴드갭은 1.6×10-19 J 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 엑시톤이 발생하기 쉬워지기 때문에, 화합물 반도체 부재 표면의 데미지 정도를 더 고정밀도로 평가할 수 있다.
(26) 또한, 상기 화합물 반도체 부재는 B, Al 및 Ga 중 적어도 하나를 함유하는 질화물계 화합물 반도체로 이루어지는 것이 바람직하다.
(27) 또한, 상기 화합물 반도체 부재는 Be 및 Zn 중 적어도 하나를 함유하는 산화물계 화합물 반도체로 이루어지는 것이 바람직하다.
(28) 또한, 상기 화합물 반도체 부재는 ZnSe계 화합물 반도체로 이루어지는 것이 바람직하다.
(29) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값의 최대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정을 포함한다.
(30) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼의 1차 미분 극값의 절대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정을 포함한다.
본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법에서는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역스펙트럼의 기울기 절대값의 최대값(G1max)을 데미지 평가에 이용한다. 최대값(G1max)은 특정 파장 영 역 스펙트럼의 1차 미분의 극값의 절대값과 동일한 값이다. 이것에 의해 화합물 반도체 부재 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있는 동시에, 데미지 정도를 정량화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법을 이용함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 부재를 제조할 수 있다.
(31) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품라고 판단하는 공정을 포함한다.
본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법에서는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장(λ1max)을 데미지 평가에 이용한다. 이것에 의해 화합물 반도체 부재 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있는 동시에, 데미지 정도를 정량화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법을 이용함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 부재를 제조할 수 있다.
(32) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값의 최대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정을 포함한다.
(33) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼의 1차 미분의 극값의 절대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정을 포함한다.
본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법에서는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼의 기울기 절대값의 최대값(G1max)을 데미지 평가에 이용한다. 최대값(G1max)은 특정 파장 영역 스펙트럼의 1차 미분의 극값의 절대값과 동일한 값이다. 이것에 의해, 화합물 반도체 부재 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있는 동시에, 데미지 정도를 정량화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법을 이용함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 부재를 제조할 수 있다.
(34) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정을 포함한다.
본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법에서는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장(λ2max)을 데미지 평가에 이용한다. 이것에 의해 화합물 반도체 부재 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있는 동시에, 데미지 정도를 정량화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법을 이용함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 부재를 제조할 수 있다.
(35) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정을 포함한다.
본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법에서는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값(G31max)을 데미지 평가에 이용한다. 이것에 의해, 화합물 반도체 부재 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있는 동시에, 데미지 정도를 정량화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법을 이용함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 부재를 제조할 수 있다.
(36) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 화합물 반도체 부재 표면 의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 장파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정을 포함한다.
본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법에서는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 장파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값(G32max)을 데미지 평가에 이용한다. 이것에 의해, 화합물 반도체 부재 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있는 동시에, 데미지 정도를 정량화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법을 이용함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 부재를 제조할 수 있다.
(37) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정을 포함한다.
본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법에서는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장(λ3max)을 데미지 평가에 이용한다. 이것에 의해 화합물 반도체 부재 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있는 동시에, 데미지 정도를 정량화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법을 이용함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 부재를 제조할 수 있다.
(38) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정을 포함한다.
본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법에서는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼의 극대값(P3max)을 데미지 평가에 이용한다. 이것에 의해, 화합물 반도체 부재 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있는 동시에, 데미지 정도를 정량화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법을 이용함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 부재를 제조할 수 있다.
(39) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정을 포함한다.
본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법에서는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값(G41max)을 데미지 평가에 이용한다. 이것에 의해, 화합물 반도체 부재 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있는 동시에, 데미지 정도를 정량화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법을 이용함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 부재를 제조할 수 있다.
(40) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 장파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정을 포함한다.
본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법에서는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼 중 극 대값에 대응하는 파장보다도 장파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값(G42max)을 데미지 평가에 이용한다. 이것에 의해, 화합물 반도체 부재 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있는 동시에, 데미지 정도를 정량화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법을 이용함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 부재를 제조할 수 있다.
(41) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기의 절대값이 최대가 되는 파장이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정을 포함한다.
본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법에서는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기의 절대값이 최대가 되는 파장(λ4max)을 데미지 평가에 이용한다. 이것에 의해, 화합물 반도체 부재 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있는 동시에, 데미지 정도를 정량화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법을 이용함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 부재를 제조할 수 있다.
(42) 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 화합물 반도체 부재 표면 의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과, 상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정을 포함한다.
본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법에서는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 특정 파장 영역 스펙트럼의 극대값(P4max)을 데미지 평가에 이용한다. 이것에 의해, 화합물 반도체 부재 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있는 동시에, 데미지 정도를 정량화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물 반도체 부재의 제조 방법을 이용함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 부재를 제조할 수 있다.
(43) 또한, 상기 화합물 반도체 부재는 화합물 반도체 기판인 것이 바람직하다. 이 경우, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판을 제조할 수 있다.
(44) 또한, 상기 화합물 반도체 부재는 기판 상에 설치된 화합물 반도체막 인 것이 바람직하다. 이 경우, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체막을 기판 상에 형성할 수 있다.
(45) 또한, 상기 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 상기 양품으로 판단하는 공정 후에, 상기 화합물 반도체 부재의 상기 표면 상에 박막을 형성하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 부재의 표면 상에 박막이 형성되기 때문에, 상기 박막의 결정성이 향상되는 동시에 표면 거 칠기가 개선된다.
(46) 또한, 상기 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 상기 양품으로 판단하는 공정 후에, 상기 화합물 반도체 부재의 상기 표면 상에 전극을 형성하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 부재의 표면 상에 전극을 형성할 수 있다.
(47) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체 부재는 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 360 nm에서의 복소 굴절률의 허수부와 370 nm에서의 복소 굴절률의 허수부와의 차의 절대값이 0.045 이상이다.
(48) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체 부재는 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 370 nm에서의 복소 굴절률의 허수부 절대값이 0.18 이하이다.
(49) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체 부재는 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼 기울기의 절대값이 최대가 되는 파장이 350 nm 이상이다.
(50) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체 부재는 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 360 nm에서의 복소 유전률의 허수부와 370 nm에서의 복소 유전률의 허수부와의 차의 절대값이 0.24 이상이다.
(51) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체 부재는 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 370 nm에서의 복소 유전률의 허수부 절대값이 0.9 이하이다.
(52) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체 부재는 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 300∼400 nm의 파장 영역 에서의 스펙트럼 기울기의 절대값이 최대가 되는 파장이 350 nm 이상이다.
(53) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체 부재는 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 365 nm에서의 복소 굴절률의 실수부와 375 nm에서의 복소 굴절률의 실수부와의 차의 절대값이 0.035 이상이다.
(54) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체 부재는 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값이 2.7 이상이다.
(55) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체 부재는 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 365 nm에서의 복소 유전률의 실수부와 375 nm에서의 복소 유전률의 실수부와의 차의 절대값이 0.13 이상이다.
(56) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체 부재는 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값이 7.2 이상이다.
(57) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체 부재는 표면 상에 형성되어 산화막 및 요철층 중 적어도 한쪽을 포함하는 층의 두께가 6 nm 이하이다.
본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체 부재로서는 표면의 데미지 정도가 작다.
(58) 상기 질화갈륨계 화합물 반도체 부재는 질화갈륨계 화합물 반도체 기판 인 것이 바람직하다. 이 질화갈륨계 화합물 반도체 기판에서는 표면의 데미지 정도가 작다.
(59) 상기 질화갈륨계 화합물 반도체 부재는 기판 상에 설치된 질화갈륨계 화합물 반도체막인 것이 바람직하다. 이 질화갈륨계 화합물 반도체막으로서는, 표면의 데미지 정도가 작다.
(60) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체막은 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 360 nm에서의 복소 굴절률의 허수부와 370 nm에서의 복소 굴절률의 허수부와의 차의 절대값이 0.045 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성된다.
(61) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체막은 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 370 nm에서의 복소 굴절률의 허수부 절대값이 0.18 이하인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성된다.
(62) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체막은 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼 기울기의 절대값이 최대가 되는 파장이 350 nm 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성된다.
(63) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체막은 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 360 nm에서의 복소 유전률의 허수부와 370 nm에서의 복소 유전률의 허수부와의 차의 절대값이 0.24 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성된다.
(64) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체막은 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 370 nm에서의 복소 유전률의 허수부 절대값이 0.9 이하인 질화갈 륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성된다.
(65) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체막은 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼 기울기의 절대값이 최대가 되는 파장이 350 nm 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성된다.
(66) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체막은 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 365 nm에서의 복소 굴절률의 실수부와 375 nm에서의 복소 굴절률의 실수부와의 차의 절대값이 0.035 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성된다.
(67) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체막은 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값이 2.7 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성된다.
(68) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체막은 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 365 nm에서의 복소 유전률의 실수부와 375 nm에서의 복소 유전률의 실수부와의 차의 절대값이 0.13 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성된다.
(69) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체막은 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값이 7.2 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성된 다.
(70) 본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체막은 표면 상에 형성되어 산화막 및 요철층 중 적어도 한쪽을 포함하는 층의 두께가 6 nm 이하인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성된다.
본 발명의 질화갈륨계 화합물 반도체막은 표면의 데미지 정도가 작은 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성되어 있다. 이 때문에, 질화갈륨계 화합물 반도체막의 결정성이 향상되는 동시에 표면 거칠기가 개선된다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 또한, 도면의 설명에 있어서, 동일 또는 동등한 요소에는 동일 부호를 이용하여 중복하는 설명을 생략한다.
도 1은 실시 형태에 따른 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법 및 화합물 반도체 부재의 제조 방법의 공정을 도시하는 흐름도이다. 실시 형태에 따른 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법은 분광 엘립소메트리 측정 공정(S1) 및 데미지 평가 공정(S2)을 포함한다. 실시 형태에 따른 화합물 반도체 부재의 제조 방법은 분광 엘립소메트리 측정 공정(S1) 및 데미지 평가 공정(S2)을 포함하고, 박막 형성 공정(S3) 및 전극 형성 공정(S4)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
(분광 엘립소메트리 측정공정)
도 2는 분광 엘립소메트리 측정 공정을 모식적으로 도시한 도면이다. 분광 엘립소메트리 측정 공정(S1)에서는 화합물 반도체 기판(10)(화합물 반도체 부재) 표면(10a)의 분광 엘립소메트리 측정을 행한다. 분광 엘립소메트리 측정은 분광 엘립소메터(16)를 이용하여 행해지는 것이 바람직하다.
분광 엘립소메터(16)는 화합물 반도체 기판(10)을 지지하기 위한 스테이지(17)와, 화합물 반도체 기판(10)의 표면(10a)을 향해서 광(LT1)을 출사하는 광원(12)을 포함한다. 광(LT1)의 파장은 고정이어도 좋고, 가변이어도 좋다. 광원(12)으로부터 출사된 광(LT1)은 필터(18)를 통과함으로써 직선 편광으로 변환된다. 따라서, 직선 편광의 광(LT1)이 화합물 반도체 기판(10)의 표면(10a)에 입사한다. 표면(10a)에서 반사된 광(LT2)은 광검출부(14)에 입사한다. 광검출부(14)에는 후술하는 광(LT2)의 진폭비(ψ) 및 위상차(Δ)를 측정하기 위한 광학계(도시하지 않음)를 사이에 두고 컴퓨터(C)가 접속되어 있다. 컴퓨터(C)에 의해 진폭비(ψ) 및 위상차(Δ)의 데이터가 기록된다. 또한, 분광 엘립소메터(16)는 표면(10a)에 대한 광(LT1)의 입사 각도 및 광(LT2)의 반사 각도를 수동 또는 자동으로 조정할 수 있는 각도 조정기구(도시하지 않음)를 갖는 것이 바람직하다.
분광 엘립소메터(16)를 이용함으로써, 분광 엘립소메트리 측정은 적합하게 실시된다. 우선, 분광 엘립소메터(16)의 초기 조정을 필요에 따라 행한다. 구체적으로는, 예컨대 화합물 반도체 기판(10)을 스테이지(17) 상에 얹어 놓은 후, 표면(10a)과 직교하는 방향으로부터 화합물 반도체 기판(10)에 참조광을 조사하여, 그 참조광과 반사광이 겹치도록 스테이지(17)의 기울기를 조정한다. 계속해서, 표면(10a)과 직교하는 방향으로부터 소정의 각이 어긋난 방향에서 화합물 반도체 기판(10)에 광(LT1)을 조사하여, 광검출부(14)에 입사하는 광(LT2)의 강도가 최대가 되도록 광원(12)과 화합물 반도체 기판(10)의 거리, 광(LT1)의 입사 각도, 광검출부(14)와 화합물 반도체 기판(10)의 거리 등을 조정하여 소정의 입사 각도에 광원(12) 및 광검출부(14)를 세팅한다.
광(LT2)은 표면(10a)에 직교하는 성분(이하, 「직교 성분 Y」라고 함)과 표면(10a)에 평행한 성분(이하, 「평행 성분 X」라고 함)으로 이루어진다. 광검출부(14)는 직교 성분(Y) 및 평행 성분(X)을 검출할 수 있다. 직교 성분(Y)의 반사 계수를 Rp, 평행 성분(X)의 반사 계수를 Rs로 한 경우, 하기 식(1)이 성립한다. 이 식(1)을 이용하여 진폭비(ψ) 및 위상차(Δ)가 측정 데이터로서 얻어진다. 식(1) 중 i는 허수를 나타낸다.
Rp/Rs＝tan(ψ) exp(iΔ) … (1)
진폭비(ψ) 및 위상차(Δ)의 데이터는 광검출부(14)에 접속된 컴퓨터(C) 내의 메모리 또는 하드디스크 등의 기록부(도시하지 않음)에 보존된다. 또한, 광(LT1)의 파장이 가변이면, 진폭비(ψ) 및 위상차(Δ)의 각 파장에서의 데이터가 측정 데이터로서 얻어진다. 광(LT1)의 파장이 가변인 경우, 광(LT1)의 파장이 고정인 경우에 비해서 측정 파장의 배수의 데이터를 얻을 수 있기 때문에, 한 번의 측정으로 화합물 반도체 기판(10)의 광학 특성 및 화합물 반도체 기판(10)을 구성하는 각 층의 두께 등을 측정할 수 있다. 또한, 분광 엘립소메트리 측정에서는 1 nm 이하의 표면 거칠기를 측정할 수도 있다.
(데미지 평가 공정)
데미지 평가 공정(S2)에서는 상기 측정 데이터를 이용하여 이하에 도시하는 해석을 행함으로써, 화합물 반도체 기판(10)의 광학 정수[복소 유전률의 실수부(ε1), 복소 유전률의 허수부(ε2), 복소 굴절률의 실수부(N) 및 복소 굴절률의 허수부(K)] 스펙트럼을 얻는다.
광학 정수의 스펙트럼을 얻기 위해서는, 우선 화합물 반도체 기판(10)의 모델 구조를 추정한다. 화합물 반도체 기판(10)의 모델 구조는, 예컨대 화합물 반도체 영역(13)과, 화합물 반도체 영역(13) 상에 설치된 데미지층(11)을 포함한다. 또한, 데미지층(11) 상에는, 예컨대 산화막 및 표면 거칠기에 기인하는 요철층 중 적어도 한쪽을 포함하는 층(15)이 형성되어 있어도 좋다. 층(15)은 요철 표면을 갖는 산화막이어도 좋다. 또한, 층(15)은 예컨대 산화물과 공기가 혼재한 층인 것이 바람직하다. 층(15)에서, 예컨대 산화물과 공기는 50 체적%씩 혼재하고 있지만, 산화물과 공기의 체적 비율을 바꾸어도 좋다.
다음에, 상기 모델 구조에서, 화합물 반도체 영역(13), 데미지층(11) 및 층(15) 등의 막 두께, 굴절률 및 감쇠 계수 등의 파라미터를 입력하여 광학 시뮬레이션을 행하고, 광학 시뮬레이션의 결과와, 분광 엘립소메트리 측정의 측정 데이터를 대비하여 피팅을 행한다. 또한, 피팅의 결과를 피드백하여, 상기 파라미터를 재입력하여 광학 시뮬레이션을 다시 행한다. 이 일련의 작업을 반복 실시하여, 최적의 모델 구조를 결정한다. 또한, 광학 시뮬레이션 및 피팅은 컴퓨터(C)에서 최적의 해석 소프트를 이용함으로써 적합하게 실시된다.
다음에, 전술한 바와 같이 결정된 모델 구조를 이용하여, 측정 데이터[각 파 장에 대한 진폭비(ψ) 및 위상차(Δ)의 데이터]로부터 복소 유전률(ε) 및 복소 굴절률(n)을 산출한다. 여기서, 여러 가지의 유전 함수가 알려져 있기 때문에, 우선 복소 유전률(ε)을 산출한 후에 복소 굴절률(n)을 산출하는 것이 바람직하다. 예컨대, 하기 식(2)으로 나타내는 유전 함수를 이용하여, 복소 유전률(ε)로부터 복소 굴절률(n)을 산출한다.
Figure 112006040662491-PAT00001
… (2)
복소 유전률(ε) 및 복소 굴절률(n)은 하기 식(3), (4)로 나타낸다. 식(3)에서, ε1은 복소 유전률의 실수부를 나타내고, ε2는 복소 유전률의 허수부를 나타낸다. 식(4)에 있어서, N은 복소 굴절률의 실수부를 나타내고, K는 복소 굴절률의 허수부를 나타낸다.
ε＝ε1＋iε2 … (3)
n＝N＋iK … (4)
상기 식(3), (4)를 이용함으로써, 광학 정수[복소 유전률의 실수부(ε1), 복소 유전률의 허수부(ε2), 복소 굴절률의 실수부(N) 및 복소 굴절률의 허수부(K)]의 스펙트럼을 얻을 수 있다. 데미지 평가 공정(S2)에서는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 상기 광학 정수의 스펙트럼에서, 화합물 반도체 기판(10)의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼을 이용하여, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지를 평가한다. 이러한 데미지로는, 연마 또는 에칭 등 에 의한 데미지, 스크래치 또는 왜곡 등을 들 수 있다.
상기 데미지 평가 방법에서는 화합물 반도체 기판(10)의 표면(10a)에 대하여 전술한 분광 엘립소메트리 측정을 행함으로써, 전자와 정공이 쿨롱력에 의해 결합한 상태인 엑시톤이 발생한다. 엑시톤은 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 광학 정수의 스펙트럼에 특히 강한 영향을 부여한다. 따라서, 광학 정수 스펙트럼의 일부를 선택하여 이용함으로써, 분광 엘립소메트리 측정으로 얻어진 광학 정수의 스펙트럼 전체를 이용하는 데미지 평가에 비해서, 노이즈 성분을 작게 할 수 있다. 따라서, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지 정도를 비파괴하면서, 또한 고정밀도로 평가할 수 있다. 또한, 상기 데미지 평가 방법에서는 데미지층(11)의 두께 및 광학 특성, 층(15)의 두께, 산화막의 두께, 표면 거칠기 등도 동시에 측정할 수 있다.
또한, 모델 구조 또는 유전 함수로서 상기 모델 구조 또는 유전 함수와는 다른 것을 이용한 경우에도 데미지가 광학 정수의 스펙트럼에 부여하는 영향의 경향은 동일하다.
화합물 반도체 기판(10)이 예컨대, 단결정 재료 또는 다결정 재료로 이루어지는 경우에는 데미지를 받은 영역의 단결정 재료 또는 다결정 재료가 비정질로 변화하기 때문에, 데미지를 받은 영역과 받지 않은 영역을 구별하기 쉬워진다. 이 때문에, 데미지를 검출하기 쉬워지기 때문에, 데미지 평가의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
화합물 반도체 기판(10)의 밴드갭은 1.6×10-19 J(1 eV) 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 분광 엘립소메트리 측정에 의해 엑시톤이 발생하기 쉬워지기 때문에, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지 정도를 더 고정밀도로 평가할 수 있다. 특히, 화합물 반도체 기판(10)이 GaN, AlN, BN, ZnSe 또는 ZnO 등의 와이드갭 반도체로 이루어지는 경우, 엑시톤의 영향이 강해진다. 한편, 화합물 반도체 기판(10)이 밴드갭이 작은 화합물 반도체로 이루어지는 경우에도 액체 질소의 온도 정도로 냉각함으로써 엑시톤에 의한 효과를 현저하게 할 수 있다.
화합물 반도체 기판(10)은 B, Al 및 Ga 중 적어도 하나를 함유하는 질화물계 화합물 반도체로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 화합물 반도체 기판(10)은 Be 및 Zn 중 적어도 하나를 함유하는 산화물계 화합물 반도체로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 화합물 반도체 기판(10)은 ZnSe계 화합물 반도체로 이루어지는 것이 바람직하다. 어느 쪽의 경우라도 화합물 반도체 기판(10)의 밴드갭을 크게 할 수 있기 때문에, 엑시톤의 효과가 나타나기 쉽다.
보다 구체적으로는 화합물 반도체 기판(10)은 예컨대, GaAs 또는 InP 등의 III-V족 화합물 반도체, BN, GaN, AlN 또는 InN 등의 질화물계 화합물 반도체, ZnO 또는 ZnS 등의 II-VI족 화합물 반도체, BexOy, ZnO, Ga2O3 또는 Al2O3 등의 산화물계 화합물 반도체, ZnSe 등의 ZnSe계 화합물 반도체, GaAlN 또는 InGaN 등의 3원계 화합물 반도체, 4원계 이상의 화합물 반도체로 이루어진다. 또한, 이들의 화합물 반도체에는 불순물이 도핑되어 있어도 좋다.
예컨대 화합물 반도체 기판(10)이 질화갈륨계 화합물 반도체로 이루어지는 경우, 우르차이트광형 구조 또는 섬아연광형(입방정) 구조의 질화갈륨계 화합물 반도체를 적합하게 이용할 수 있다. 우르차이트광형 구조의 경우, 표면(10a)은 C면이라고 불리는 (0001)면, M면이라고 불리는 (10-10)면, A면이라고 불리는 (11-20)면, R면이라고 불리는 (01-12)면 및 S면이라고 불리는 (10-11)면 중 어느 면이어도 좋다. 또한, C면에는 Ga로 이루어지는 Ga면과 N으로 이루어지는 N면이 있다. 통상 Ga면쪽이 에칭되기 어렵기 때문에, 표면(10a)을 Ga면으로 하는 것이 바람직하지만, 표면(10a)을 N면으로 하여도 좋다.
또한, 분광 엘립소메트리 측정을 행할 때에, 화합물 반도체 기판(10) 대신에, 도 3에 도시되는 화합물 반도체막(20)(화합물 반도체 부재)을 이용하여도 좋다.
도 3은 기판 상에 설치된 화합물 반도체막을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 3에 도시되는 기판(22)은 예컨대, 유리 기판 등의 비정질 기판, 사파이어 기판 또는 Si 기판 등의 단결정 기판이다. 기판(22)의 이면으로부터 반사하는 광의 영향을 제거하는 관점에서 기판(22)의 이면에는 표면 요철부가 존재하는 것이 바람직하다. 단, 해석 소프트웨어에서 이면으로부터 반사하는 광의 영향을 고려할 수 있는 프로그램을 이용할 수 있는 경우에는 이면이 경면이어도 좋다. 화합물 반도체막(20)의 구성 재료로서는 화합물 반도체 기판(10)과 동일한 것을 들 수 있다. 이 경우, 분광 엘립소메트리 측정은 광(LT1)을 화합물 반도체막(20)의 표면(20a)에 조사함으로써 행해진다.
또한, 화합물 반도체막(20)의 모델 구조는 예컨대, 화합물 반도체 영역(23)과, 화합물 반도체 영역(23) 상에 설치된 데미지층(21)을 포함한다. 또한, 데미지층(21) 상에는 층(15)과 동일한 구성 재료로 이루어지는 층(25)이 형성되어 있어도 좋다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 복소 유전률의 실수부(ε1) 스펙트럼, 복소 유전률의 허수부(ε2) 스펙트럼, 복소 굴절률의 실수부(N) 스펙트럼 또는 복소 굴절률의 허수부(K) 스펙트럼을 이용한 데미지 평가 방법 1∼방법 16에 대해서 상세히 설명한다.
도 4의 (a)는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부(K) 스펙트럼(SP1)을 모식적으로 도시한 그래프이다. 그래프의 종축은 복소 굴절률의 허수부(K)를 나타내고, 횡축은 파장(λ)을 나타낸다. 또한, 횡축에 에너지 또는 파수를 취하여도 좋다. 도 4의 (a)를 참조하여 복소 굴절률의 허수부(K) 스펙트럼(SP1) 중 파장(λa)에서 파장(λb)까지의 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA1)을 이용하여 데미지 평가를 행하는 방법 1∼방법 4에 대해서 상세히 설명한다. 파장 영역(A)은 화합물 반도체 기판(10)의 밴드갭(Eg)에 대응하는 파장(λEg)을 포함한다. 파장(λa)은 예컨대 (0.9×λEg)로 설정하는 것이 바람직하고, 파장(λb)은 예컨대 (1.1×λEg)로 설정하는 것이 바람직하다.
<방법 1>
방법 1에서는 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA1) 기울기의 절대값의 최대값 (G1max)을 이용하여, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지 평가를 행한다. 최대값(G1max)은 스펙트럼(SA1)의 1차 미분의 극값의 절대값과 동일한 값이다. 최대값(G1max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 최대값 (G1max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
방법 1은 화합물 반도체 기판(10)을 제조할 때에 적합하게 이용된다. 최대값(G1max)이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판(10)을 높은 수율로 제조할 수 있다.
<방법 2>
방법 2에서는 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA1) 기울기의 절대값이 최대값 (G1max)이 되는 파장(λ1max)을 이용하여, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지 평가를 행한다. 파장(λ1max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 파장(λ1max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
방법 2는 화합물 반도체 기판(10)을 제조할 때에 적합하게 이용된다. 파장(λ1max)이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판(10)을 높은 수율로 제조할 수 있다.
<방법 3>
방법 3에서는 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA1)의 극대값(P1max)을 이용하여, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지 평가를 행한다. 극대값(P1max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 극대값(P1max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
방법 3은 화합물 반도체 기판(10)을 제조할 때에 적합하게 이용된다. 극대값(P1max)이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판(10)을 높은 수율로 제조할 수 있다.
<방법 4>
방법 4에서는 파장 영역(A)보다도 장파장측에 위치하는 다른 파장 영역(B)에서의 피크(SB1)를 이용한다. 파장 영역(B)은 파장(λb)보다도 큰 파장(λc)으로부터 파장(λd)까지의 파장 영역이다. 피크(SB1)는 화합물 반도체 영역(13)과 데미지층(11) 사이에서 광이 적어도 1회 반사(예컨대 다중 반사)함으로써, 복소 굴절률의 허수부(K) 스펙트럼(SP1)에 생기는 것이다. 피크(SB1)는 데미지 정도가 큰 경우에 확인된다. 이 피크(SB1)를 이용함으로써, 표면(10a)의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있다.
화합물 반도체 기판(10)은, 이하에 도시하는 기판 A1∼기판 A3 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 어느 쪽의 경우에도 표면의 데미지 정도가 작은 질화갈륨계 화합물 반도체 기판을 얻을 수 있다. 또한, 화합물 반도체 기판(10)이 예컨대 질화갈륨계 화합물 반도체로 이루어지는 경우, 파장(λEg)은 약 365 nm이다.
(기판 A1) 360 nm에서의 복소 굴절률의 허수부(K)와 370 nm에서의 복소 굴절률의 허수부(K)와의 차의 절대값이 0.045 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 기판.
(기판 A2) 370 nm에서의 복소 굴절률의 허수부(K)의 절대값이 0.18 이하인 질화갈륨계 화합물 반도체 기판.
(기판 A3) 파장(λa)이 300 nm이고, 또한 파장(λb)이 400 nm인 경우에, 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA1) 기울기의 절대값이 최대가 되는 파장(λ1max)이 350 ㎚ 이상인 질화 갈륨계 화합물 반도체 기판.
도 4의 (b)는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부(ε2) 스펙트럼(SP2)을 모식적으로 도시한 그래프이다. 그래프의 종축은 복소 유전률의 허수부(ε2)를 나타내고, 횡축은 파장(λ)을 나타낸다. 또한, 횡축에 에너지 또는 파수를 취하여도 좋다. 도 4의 (b)를 참조하여, 복소 유전률의 허수부(ε2) 스펙트럼 (SP2) 중 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA2)을 이용하여 데미지 평가를 행하는 방법 5∼방법 8에 대해서 상세히 설명한다.
<방법 5>
방법 5에서는 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA2) 기울기의 절대값의 최대값 (G2max)을 이용하여, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지 평가를 행한다. 최대값(G2max)은 스펙트럼(SA2)의 1차 미분의 극값의 절대값과 동일한 값이다. 최대값(G2max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 최대값 (G2max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
방법 5는 화합물 반도체 기판(10)을 제조할 때에 적합하게 이용된다. 최대값(G2max)이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판(10)을 높은 수율로 제조할 수 있다.
<방법 6>
방법 6에서는 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA2) 기울기의 절대값이 최대값(G2max)이 되는 파장(λ2max)을 이용하여, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지 평가를 행한다. 파장(λ2max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 파장(λ2max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
방법 6은 화합물 반도체 기판(10)을 제조할 때에 적합하게 이용된다. 파장(λ2max)이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판(10)을 높은 수율로 제조할 수 있다.
<방법 7>
방법 7에서는 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA2)의 극대값(P2max)을 이용하 여, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지 평가를 행한다. 극대값(P2max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 극대값(P2max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
방법 7은 화합물 반도체 기판(10)을 제조할 때에 적합하게 이용된다. 극대값(P2max)이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판(10)을 높은 수율로 제조할 수 있다.
<방법 8> 방법 8에서는 파장 영역(A)보다도 장파장측에 위치하는 다른 파장 영역(B)에서의 피크(SB2)를 이용한다. 피크(SB2)는 화합물 반도체 영역(13)과 데미지층(11) 사이에서 광이 적어도 1회 반사(예컨대 다중 반사)함으로써, 복소 유전률의 허수부(ε2) 스펙트럼(SP2)에 발생하는 것이다. 피크(SB2)는 데미지 정도가 큰 경우에 확인된다. 이 피크(SB2)를 이용함으로써, 표면(10a)의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있다.
화합물 반도체 기판(10)은 이하에 도시하는 기판 A4∼기판 A6 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 어느 경우에도 표면의 데미지 정도가 작은 질화갈륨계 화합물 반도체 기판을 얻을 수 있다.
(기판 A4) 360 nm에서의 복소 유전률의 허수부(ε2)와 370 nm에서의 복소 유전률의 허수부(ε2)와의 차의 절대값이 0.24 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 기판.
(기판 A5) 370 nm에서의 복소 유전률의 허수부(ε2) 절대값이 0.9 이하인 질화갈륨계 화합물 반도체 기판.
(기판 A6) 파장(λa)이 300 nm이고, 또한 파장(λb)이 400 nm인 경우에, 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA2)의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장(λ2max)이 350 nm 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 기판.
도 5의 (a)는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부(N) 스펙트럼(SP3)을 모식적으로 도시한 그래프이다. 그래프의 종축은 복소 굴절률의 실수부(N)를 나타내고, 횡축은 파장(λ)을 나타낸다. 또한, 횡축에 에너지 또는 파수를 취하여도 좋다. 도 5의 (a)를 참조하여 복소 굴절률의 실수부(N) 스펙트럼(SP3) 중 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA3)을 이용하여 데미지 평가를 하는 방법 9∼방법 12에 대해서 상세히 설명한다.
<방법 9>
방법 9에서는 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA3) 중 극대값(P3max)에 대응하는 파장(λ3p)보다도 단파장측에 위치하는 부분(λa∼λ3p)에서의 기울기 절대값의 최대값(G31max)을 이용하여, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지 평가를 행한다. 최대값(G31max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 최대값(G31max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
방법 9는 화합물 반도체 기판(10)을 제조할 때에 적합하게 이용된다. 최대 값(G31max)이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판(10)을 높은 수율로 제조할 수 있다.
<방법 10>
방법 10에서는 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA3) 중 극대값(P3max)에 대응하는 파장(λ3p)보다도 장파장측에 위치하는 부분(λ3p∼λb)에서의 기울기 절대값의 최대값(G32max)을 이용하여, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지 평가를 행한다. 최대값(G32max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 최대값(G32max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
방법 10은 화합물 반도체 기판(10)을 제조할 때에 적합하게 이용된다. 최대값(G32max)이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판(10)을 높은 수율로 제조할 수 있다.
<방법 11>
방법 11에서는 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA3) 중 극대값(P3max)에 대응하는 파장(λ3p)보다도 단파장측에 위치하는 부분(λa∼λ3p)에서의 기울기의 절대값이 최대값(G31max)이 되는 파장(λ3max)을 이용하여, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지 평가를 행한다. 파장(λ3max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아 지는 경향이 있다. 따라서, 파장(λ3max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
방법 11은 화합물 반도체 기판(10)을 제조할 때에 적합하게 이용된다. 파장(λ3max)이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판(10)을 높은 수율로 제조할 수 있다.
<방법 12>
방법 12에서는 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA3)의 극대값(P3max)을 이용하여, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지 평가를 행한다. 극대값(P3max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 극대값(P3max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
방법 12는 화합물 반도체 기판(10)을 제조할 때에 적합하게 이용된다. 극대값(P3max)이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판(10)을 높은 수율로 제조할 수 있다.
화합물 반도체 기판(10)은 이하에 도시하는 기판(A7) 또는 기판(A8)인 것이 바람직하다. 어느 쪽의 경우에도 표면의 데미지 정도가 작은 질화갈륨계 화합물 반도체 기판을 얻을 수 있다.
(기판 A7) 365 nm에서의 복소 굴절률의 실수부(N)와 375 nm에서의 복소 굴절률의 실수부(N)와의 차의 절대값이 0.035 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 기판.
(기판 A8) 파장(λa)이 300 nm이고, 또한 파장(λb)이 400 nm인 경우에, 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA3)의 극대값(P3max)이 2.7 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 기판.
도 5의 (b)는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부(ε1) 스펙트럼(SP4)을 모식적으로 도시하는 그래프이다. 그래프의 종축은 복소 유전률의 실수부(ε1)를 나타내고, 횡축은 파장(λ)을 나타낸다. 또한, 횡축에 에너지 또는 파수를 취하여도 좋다. 도 5의 (b)를 참조하여, 복소 유전률의 실수부(ε1) 스펙트럼(SP4) 중 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA4)을 이용하여 데미지 평가를 행하는 방법 13∼방법 16에 대해서 상세히 설명한다.
<방법 13>
방법 13에서는 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA4) 중 극대값(P4max)에 대응하는 파장(λ4p)보다도 단파장측에 위치하는 부분(λa∼λ4p)에서의 기울기의 절대값의 최대값(G41max)을 이용하여, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지 평가를 행한다. 최대값(G41max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 최대값(G41max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
방법 13은 화합물 반도체 기판(10)을 제조할 때에 적합하게 이용된다. 최대 값(G41max)이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판(10)을 높은 수율로 제조할 수 있다.
<방법 14>
방법 14에서는 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA4) 중 극대값(P4max)에 대응하는 파장(λ4p)보다도 장파장측에 위치하는 부분(λ4p∼λb)에서의 기울기의 절대값의 최대값(G42max)을 이용하여, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지 평가를 행한다. 최대값(G42max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 최대값(G42max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
방법 14는 화합물 반도체 기판(10)을 제조할 때에 적합하게 이용된다. 최대값(G42max)이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판(10)을 높은 수율로 제조할 수 있다.
<방법 15>
방법 15에서는 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA4) 중 극대값(P4max)에 대응하는 파장(λ4p)보다도 단파장측에 위치하는 부분(λa∼λ4p)에서의 기울기 절대값이 최대값(G41max)이 되는 파장(λ4max)을 이용하여, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지 평가를 행한다. 파장(λ4max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경 향이 있다. 따라서, 파장(λ4max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
방법 15는 화합물 반도체 기판(10)을 제조할 때에 적합하게 이용된다. 파장(λ4max)이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판(10)을 높은 수율로 제조할 수 있다.
<방법 16>
방법 16에서는 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA4)의 극대값(P4max)을 이용하여, 화합물 반도체 기판(10) 표면(10a)의 데미지 평가를 행한다. 극대값(P4max)은 데미지 정도가 커짐에 따라 작아지는 경향이 있다. 따라서, 극대값(P4max)을 데미지 평가에 이용함으로써, 데미지 정도를 정량화할 수 있다.
방법 16은 화합물 반도체 기판(10)을 제조할 때에 적합하게 이용된다. 극대값(P4max)이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판(10)을 높은 수율로 제조할 수 있다.
화합물 반도체 기판(10)은 이하에 도시하는 기판(A9) 또는 기판(A10)인 것이 바람직하다. 어느 쪽의 경우에도 표면의 데미지 정도가 작은 질화갈륨계 화합물 반도체 기판을 얻을 수 있다.
(기판 A9) 365 nm에서의 복소 유전률의 실수부(ε1)와 375 nm에서의 복소 유전률의 실수부(ε1)와의 차의 절대값이 0.13 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 기 판.
(기판 A10) 파장(λa)이 300 nm이고, 또한 파장(λb)이 400 nm인 경우에, 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA4)의 극대값(P4max)이 7.2 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 기판.
또한, 화합물 반도체 기판(10)이 기판(A11)인 것이 바람직하다. 이 경우, 표면의 데미지 정도가 작은 질화갈륨계 화합물 반도체 기판을 얻을 수 있다.
(기판 A11) 표면(10a) 상에 형성된 층(15)의 두께가 6 nm 이하인 질화갈륨계 화합물 반도체 기판.
또한, 화합물 반도체 기판(10) 대신에, 도 3에 도시되는 화합물 반도체막(20)의 데미지를 평가하여도 좋다. 이 경우, 방법 1∼방법 16을 이용함으로써, 기판(22) 상에 설치된 화합물 반도체막(20)의 표면(20a)에서의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있는 동시에, 데미지 정도를 정량화할 수 있다. 또한, 데미지가 화합물 반도체막(20)에 부여하는 상대적인 영향이 커지기 때문에, 데미지 정도가 작은 경우에도 데미지를 검출하기 쉬워진다.
또한, 방법 1∼방법 16을 이용함으로써, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체막(20)을 높은 수율로 제조할 수 있다.
화합물 반도체막(20)은 이하에 도시하는 막 B1∼막 B11 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 어느 경우에도 표면의 데미지 정도가 작은 질화갈륨계 화합물 반도체막을 얻을 수 있다. 또한, 화합물 반도체막(20)이 예컨대, 질화갈륨계 화합물 반도 체로 이루어지는 경우, 파장(λEg)은 약 365 nm이다.
(막 B1) 360 nm에서의 복소 굴절률의 허수부(K)와 370 nm에서의 복소 굴절률의 허수부(K)와의 차의 절대값이 0.045 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체막.
(막 B2) 370 nm에서의 복소 굴절률의 허수부(K)의 절대값이 0.18 이하인 질화갈륨계 화합물 반도체막.
(막 B3) 파장(λa)이 300 nm이고, 또한 파장(λb)이 400 nm인 경우에, 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA1) 기울기의 절대값이 최대가 되는 파장(λ1max)이 350 nm 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체막.
(막 B4) 360 nm에서의 복소 유전률의 허수부(ε2)와 370 nm에서의 복소 유전률의 허수부(ε2)와의 차의 절대값이 0.24 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체막.
(막 B5) 370 nm에서의 복소 유전률의 허수부(ε2)의 절대값이 0.9 이하인 질화갈륨계 화합물 반도체막.
(막 B6) 파장(λa)이 300 nm이고, 또한 파장(λb)이 400 nm인 경우에, 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA2) 기울기의 절대값이 최대가 되는 파장(λ2max)이 350 nm 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체막.
(막 B7) 365 nm에서의 복소 굴절률의 실수부(N)와 375 nm에서의 복소 굴절률의 실수부(N)와의 차의 절대값이 0.035 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체막.
(막 B8) 파장(λa)이 300 nm이고, 또한 파장(λb)이 400 nm인 경우에, 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA3)의 극대값(P3max)이 2.7 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체막.
(막 B9) 365 nm에서의 복소 유전률의 실수부(ε1)와 375 nm에서의 복소 유전률의 실수부(ε1)와의 차의 절대값이 0.13 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체막.
(막 B10) 파장(λa)이 300 nm이고, 또한 파장(λb)이 400 nm인 경우에, 파장 영역(A)에서의 스펙트럼(SA4)의 극대값(P4max)이 7.2 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체막.
(막 B11) 표면(20a) 상에 형성된 층(25)의 두께가 6 nm 이하인 질화갈륨계 화합물 반도체막.
(박막 형성 공정)
도 6의 (a)는 박막 형성 공정에서의 화합물 반도체 기판을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 6의 (b)는 박막 형성 공정에서의 화합물 반도체막을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 박막 형성 공정(S3)은 데미지 평가 공정(S2) 후에 실시되는 것이 바람직하다.
박막 형성 공정(S3)에서는 도 6의 (a)에 도시되는 바와 같이, 화합물 반도체 기판(10)의 표면(10a) 상에 박막(30)을 형성한다. 박막(30)은 예컨대, 에피텍셜 성장법을 이용하여 형성된다. 박막(30)으로서는 예컨대, 화합물 반도체막, 산화막, ZnO막, 비정질막 등을 들 수 있다. 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판(10)의 표면(10a) 상에 박막(30)이 형성되면, 박막(30)의 결정성이 향상되는 동시에 표면 거칠기가 개선된다. 또한, 화합물 반도체 기판(10)의 표면(10a)과 박막(30) 사이에 층(15)이 사이에 끼워져 있어도 좋다.
박막(30)은 상기 기판 A1∼기판 A11 중 어느 하나의 기판 상에 형성되는 질화갈륨계 화합물 반도체막인 것이 바람직하다. 이 질화갈륨계 화합물 반도체막은 표면의 데미지 정도가 작은 기판 A1∼기판 A11 중 어느 하나의 기판 상에 형성되어 있기 때문에, 결정성이 향상되는 동시에 표면 거칠기가 개선된다.
또한, 박막 형성 공정(S3)에서는 도 6의 (b)에 도시되는 바와 같이, 화합물 반도체막(20)의 표면(20a) 상에 박막(32)을 형성하여도 좋다. 박막(32)은 예컨대,에피텍셜 성장법을 이용하여 형성된다. 박막(32)으로서는, 박막(30)과 동일한 것을 들 수 있다. 데미지 정도가 작은 화합물 반도체막(20)의 표면(20a) 상에 박막(32)이 형성되면, 박막(32)의 결정성이 향상되는 동시에 표면 거칠기가 개선된다. 또한, 화합물 반도체막(20)의 표면(20a)과 박막(32) 사이에 층(25)이 사이에 끼워져 있어도 좋다.
박막(32)은 상기 막 B1∼막 B11 중 어느 하나의 막 상에 형성되는 질화갈륨계 화합물 반도체막인 것이 바람직하다. 이 질화갈륨계 화합물 반도체막은 표면의 데미지 정도가 작은 막 B1∼막 B11 중 어느 하나의 막 상에 형성되어 있기 때문에, 결정성이 향상되는 동시에 표면 거칠기가 개선된다.
(전극 형성 공정)
도 7의 (a)는 전극 형성 공정에서의 화합물 반도체 기판을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 7의 (b)는 전극 형성 공정에서의 화합물 반도체막을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 전극 형성 공정(S4)은 데미지 평가 공정(S2) 후에 실시되는 것이 바람직하며, 박막 형성 공정(S3) 후에 실시되는 것이 더 바람직하다.
전극 형성 공정(S4)에서는 도 7의 (a)에 도시되는 바와 같이, 박막(30) 상에 예컨대, 금속막 등의 전극(40)을 형성한다. 이 경우, 박막(30)은 우수한 결정성을 갖고, 또한, 표면 거칠기도 저감되어 있기 때문에, 박막(30)과 전극(40)과의 계면에서의 데미지의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 전극(40)을 화합물 반도체 기판(10)의 표면(10a) 상에 직접 형성하여도 좋다. 그 경우, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체 기판(10)을 이용함으로써, 화합물 반도체 기판(10)과 전극(40)과의 계면에서의 데미지의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 전극 형성 공정(S4)에서는 도 7의 (b)에 도시되는 바와 같이, 박막(32) 상에 전극(42)을 형성하여도 좋다. 이 경우, 박막(32)은 우수한 결정성을 갖고, 또한, 표면 거칠기도 저감되어 있기 때문에, 박막(32)과 전극(42)과의 계면에서의 데미지의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 전극(40)을 화합물 반도체막(20)의 표면(20a) 상에 직접 형성하여도 좋다. 그 경우, 데미지 정도가 작은 화합물 반도체막(20)을 이용함으로써, 화합물 반도체막(20)과 전극(42)과의 계면에서의 데미지의 발생을 억제할 수 있다.
상기 각 공정을 거침에 따라, 화합물 반도체 디바이스를 제조할 수 있다.
이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 상세히 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않는다.
계속해서, 상기 실시 형태에 따른 실험예에 대해서 설명한다.
(실험예 1)
우선, GaN 단결정 잉곳을 슬라이스함으로써, 2 인치φ의 GaN 단결정 기판을 준비하였다. 준비한 GaN 단결정 기판의 표면을 연마한 후, 반응성 이온 에칭법(RIE)을 이용하여, 표면에 드라이 에칭을 실시하였다. 드라이 에칭 조건을 하기에 나타낸다.
· 에칭 가스 : Ar 가스
· 공급 전력 : 200 W
· 챔버내 압력 : 1.3 Pa(10 mTorr)
· 에칭 시간 : 10 분간
그 후, 표면의 데미지를 제거하기 위해 GaN 단결정 기판을 40℃의 5% NH4OH 용액에 15 분간 침지시킴으로써 웨트 에칭을 행하였다. 이와 같이하여 실험예 1의 GaN 단결정 기판을 얻었다.
(실험예 2)
우선, GaN 단결정 잉곳을 슬라이스함으로써, 2 인치φ의 GaN 단결정 기판을 준비하였다. 준비한 GaN 단결정 기판의 표면을 거칠게 연마한 후, 입자 지름 0.5 ㎛의 다이아몬드 지립을 이용하여 표면을 더 연마하였다. 그 후, 이소프로필 알코 올을 이용하여 표면을 세정하였다. 이와 같이 하여 실험예 2의 GaN 단결정 기판을 얻었다.
(실험예 3)
입자 지름 0.5 ㎛의 다이아몬드 지립 대신에, 입자 지름 0.1 ㎛의 다이아몬드 지립을 이용한 것 이외는 실험예 2와 마찬가지로 하여, 실험예 3의 GaN 단결정 기판을 얻었다.
(실험예 4)
실험예 3과 마찬가리로 하여 얻어진 GaN 단결정 기판에, 실험예 1의 드라이 에칭을 실시하여 실험예 4의 GaN 단결정 기판을 얻었다.
(실험예 5)
실험예 3과 마찬가지로 하여 얻어진 GaN 단결정 기판에, 희석한 H3PO4 용액을 이용하여 웨트 에칭을 실시하여 실험예 5의 GaN 단결정 기판을 얻었다.
(포토 루미네센스 측정 및 형광 현미경 측정)
실험예 1∼실험예 5의 GaN 단결정 기판 표면의 포토 루미네센스 측정을 각각 실시하였다. 포토 루미네센스 측정에서는 광원으로서, 파장 325 nm의 레이저광을 출사할 수 있는 He-Cd 레이저를 이용하였다. 레이저광을 각 GaN 단결정 기판의 표면에 수직으로 입사시킴으로써, 발광 스펙트럼을 얻었다. 각 발광 스펙트럼에서는 365 nm 부근에 피크가 확인되었다.
포토 루미네센스 측정은 파장 0.5 nm 간격으로 실시하고, 피크 부근의 값을 정규 분포로 보간하였다. 또한, 백그라운드는 피크의 하측 부분을 직선 근사함으로써 행하였다.
또한, 실험예 1∼실험예 5의 GaN 단결정 기판 표면의 형광 현미경 측정을 각각 실시하였다. 형광 현미경 측정에서는 파장 345 nm 이상의 광을 투과할 수 있는 광학계를 이용하였다.
포토 루미네센스 측정 및 형광 현미경 측정 결과, 포토 루미네센스 측정의 포토 루미네센스 강도(PL 강도)와 형광 현미경 측정의 형광 강도가 상관 관계를 갖고 있는 것을 알 수 있었다.
도 8은 실험예 1∼실험예 5의 GaN 단결정 기판의 표면을 포토 루미네센스 측정하였을 때에 얻어지는 발광 스펙트럼의 365 nm 부근에서의 피크의 PL 강도를 각각 도시한다. PL 강도의 값은 실험예 2의 PL 강도를 1로 한 상대값이다. 도 8은 실험예 1, 실험예 4, 실험예 5, 실험예 3, 실험예 2의 순으로 PL 강도가 작아지며, 표면의 데미지 정도가 커지는 것을 도시하고 있다.
(분광 엘립소메트리 측정)
실험예 1∼실험예 5의 GaN 단결정 기판 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하였다. 분광 엘립소메터(16)로서는, SOPRA사제의 분광 엘립소메터를 이용하였다. 광(LT1)의 입사 각도를 65°, 70°, 75°로 변화시켜 분광 엘립소메트리 측정을 행하였다.
(데미지 평가)
GaN 단결정 기판의 모델 구조를 표층에 데미지층을 갖는 GaN 단결정 기판으 로 하였다. 또한, 데미지층 상에 산화막 및 요철층의 혼재층을 가정하였다. 혼재층은 유효 매질 근사를 이용하여 산화물과 공기가 50%씩 혼재한 것으로 가정하였다. 이 모델 구조를 이용하여 광학 시뮬레이션 및 피팅을 행하였다. 그 결과, 복소 유전률의 실수부(ε1) 스펙트럼, 복소 유전률의 허수부(ε2) 스펙트럼, 복소 굴절률의 실수부(N) 스펙트럼 및 복소 굴절률의 허수부(K) 스펙트럼을 얻을 수 있었다.
도 9는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부(K) 스펙트럼의 일부를 도시한 그래프이다. 그래프 중 스펙트럼(K1∼K5)은 각각 실험예 1∼실험예 5의 GaN 단결정 기판의 복소 굴절률의 허수부(K) 파장 280∼400 nm의 스펙트럼을 도시한다. 그래프로부터 365 nm의 장파장측 및 단파장측에서 스펙트럼(K1∼K5)이 넓게 분포함을 알 수 있었다. 또한, 데미지 정도가 커짐에 따라 365 nm의 장파장측 및 단파장측에서의 복소 굴절률의 허수부(K)의 값이 커지는 경향이 있는 것을 알 수 있었다.
또한, 스펙트럼(K1∼K5)에서, 360 nm에서의 복소 굴절률의 허수부(K)와 370 nm에서의 복소 굴절률의 허수부(K)와의 차의 절대값은, 각각 0.215, 0.044, 0.138, 0.200, 0.188이었다. 또한, 스펙트럼(K1∼K5)에서, 370 nm에서의 복소 굴절률의 허수부(K)의 절대값은 각각 0.012, 0.023, 0.031, 0.118, 0.187이었다.
도 10은 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부(K) 스펙트럼의 일부를 도시한 그래프이다. 그래프 중 스펙트럼(K11∼K15)은, 각각 실험예 1∼실험예 5의 GaN 단결정 기판의 복소 굴절률의 허수부(K) 파장 700∼1600 nm 의 스펙트럼을 도시한다. 그래프에 도시되는 바와 같이, 스펙트럼(K12)만이 피크를 갖고 있으며, 스펙트럼(K11, K13∼K15)의 값은 제로였다. 따라서, 데미지 정도가 큰 GaN 단결정 기판의 분광 엘립소메트리 측정을 행하면, 700∼1600 nm에서 복소 굴절률의 허수부(K)가 제로가 아닌 값을 갖는 것을 알 수 있었다.
도 11은 도 9에 도시되는 스펙트럼(K1∼K5)의 1차 미분을 도시하는 그래프이다. 구체적으로는 복소 굴절률의 허수부(K)를 파장에 대해서 미분하였다. 그래프 중 1차 미분을 나타내는 스펙트럼(L1∼L5)은, 각각 스펙트럼(K1∼K5)의 1차 미분(스펙트럼 K1∼K5의 기울기)을 도시한다. 그래프에 도시된 바와 같이, 스펙트럼(L1∼L5)은 모두 극값을 갖는다. 또한, 데미지 정도가 커짐에 따라 극값의 절대값(스펙트럼 K1∼K5 기울기의 절대값의 최대값)이 작아지며, 극값이 되는 파장이 작아지는 경향이 있는 것을 알 수 있었다.
또한, 스펙트럼(L2, L3)에 있어서, 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼기울기의 절대값이 최대가 되는 파장은 각각 347 nm, 361 nm이었다.
도 12는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부(ε2) 스펙트럼의 일부를 도시하는 그래프이다. 그래프 중 스펙트럼(M1∼M5)은, 각각 실험예 1∼실험예 5의 GaN 단결정 기판의 복소 유전률의 허수부(ε2) 파장 280∼400 nm의 스펙트럼을 도시한다. 그래프로부터 365 nm의 장파장측 및 단파장측에서 스펙트럼(M1∼M5)이 넓게 분포하고 있음을 알 수 있었다. 또한, 데미지 정도가 커짐에 따라 365 nm의 장파장측 및 단파장측에서의 복소 유전률의 허수부(ε2) 값이 커지는 경향이 있는 것을 알 수 있었다.
또한, 스펙트럼(M1, M4, M5, M3, M2)에서 360 nm에서의 복소 유전률의 허수부(ε2)와 370 nm에서의 복소 유전률의 허수부(ε2)와의 차의 절대값은, 각각 1.2, 1.195, 1.048, 0.759, 0.235였다. 또한, 스펙트럼(M1, M4, M5, M3, M2)에서 370 nm에서의 복소 유전률의 허수부(ε2)의 절대값은, 각각 0.13, 0.16, 0.63, 0.73, 1.00이었다.
도 13은 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부(ε2) 스펙트럼의 일부를 도시한 그래프이다. 그래프 중 스펙트럼(M11∼M15)은, 각각 실험예 1∼실험예 5의 GaN 단결정 기판의 복소 유전률의 허수부(ε2) 파장 700∼1700 nm의 스펙트럼을 도시한다. 그래프에 도시되는 바와 같이, 스펙트럼(M12)만이 피크를 갖고 있으며, 스펙트럼(M11, M13∼M15)의 값은 제로였다. 따라서, 데미지의 정도가 큰 GaN 단결정 기판의 분광 엘립소메트리 측정을 행하면, 700∼1700 nm에서 복소 유전률의 허수부(ε2)가 제로가 아닌 값을 갖는 것을 알 수 있었다.
도 14는 도 12에 도시되는 TM펙트럼(M1∼M5)의 1차 미분을 도시하는 그래프이다. 구체적으로는 복소 유전률의 허수부(ε2)를 파장에 대해서 미분하였다. 그래프 중 1차 미분을 나타내는 스펙트럼(N1∼N5)은, 각각 스펙트럼(M1∼M5)의 1차 미분(스펙트럼 M1∼M5의 기울기)을 도시한다. 그래프에 도시되는 바와 같이, 스펙트럼 (N1∼N5)은 모두 극값을 갖는다. 또한, 데미지 정도가 커짐에 따라 극값의 절대 값(스펙트럼 M1∼M5 기울기의 절대값의 최대값)이 작아지며, 극값이 되는 파장이 작아지는 경향이 있는 것을 알 수 있었다.
또한, 스펙트럼(N2, N3)에서 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장은 각각 347 nm, 363 nm이었다.
도 15는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부(N)의 스펙트럼의 일부를 도시하는 그래프이다. 그래프 중 스펙트럼(P1∼P5)은, 각각 실험예 1∼실험예 5의 GaN 단결정 기판의 복소 굴절률의 실수부(N) 파장 280∼400 nm의 스펙트럼을 도시한다. 그래프로부터, 데미지 정도가 커짐에 따라 스펙트럼(P1∼P5)의 극대값이 작아지고, 극대값이 되는 파장이 작아지며, 피크의 반치폭이 커지는 경향이 있는 것을 알 수 있었다.
또한, 스펙트럼(P1, P4, P5, P3, P2)에서 365 nm에서의 복소 굴절률의 실수부(N)와 375 nm에서의 복소 굴절률의 실수부(N)와의 차의 절대값은, 각각 0.15, 0.134, 0.126, 0.08, 0.029였다. 또한, 스펙트럼(P2, P3)에서 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값은, 각각 2.69, 2.733이었다.
도 16은 도 15에 도시되는 스펙트럼(P1∼P5)의 1차 미분을 도시하는 그래프이다. 구체적으로는 복소 굴절률의 실수부(N)를 파장에 대해서 미분하였다. 그래프 중 1차 미분을 나타내는 스펙트럼(U1∼U5)은, 각각 스펙트럼(P1∼P5)의 1차 미분(스펙트럼 P1∼P5의 기울기)을 나타낸다. 그래프에 도시되는 바와 같이, 스펙트럼 (U1∼U5)은 1차 미분의 값이 제로가 되는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서 극대값을 갖는다. 이것에 의해, 1차 미분의 값이 제로가 되는 파장보다도 단파 장측에 위치하는 부분에서 데미지 정도가 커짐에 따라 극값의 절대값(스펙트럼 P1∼P5의 기울기 절대값의 최대값)이 작아지며, 극값이 되는 파장이 작아지는 경향이 있는 것을 알 수 있었다.
또한, 스펙트럼(U1∼U5)은 1차 미분의 값이 제로가 되는 파장보다도 장파장측에 위치하는 부분에서 극소값을 갖는다. 이것에 의해, 1차 미분의 값이 제로가 되는 파장보다도 장파장측에 위치하는 부분에서, 데미지 정도가 커짐에 따라 극값의 절대값(스펙트럼 P1∼P5의 기울기 절대값의 최대값)이 작아지는 것을 알 수 있었다.
도 17은 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부(ε1) 스펙트럼의 일부를 도시하는 그래프이다. 그래프 중 스펙트럼(Q1∼Q5)은, 각각 실험예 1∼실험예 5의 GaN 단결정 기판의 복소 유전률의 실수부(ε1) 파장 280∼400 nm의 스펙트럼을 도시한다. 그래프로부터, 데미지 정도가 커짐에 따라 스펙트럼(Q1∼Q5)의 극대값이 작아지고, 극대값이 되는 파장이 작아지며, 피크의 반치폭이 커지는 경향이 있는 것을 알 수 있었다.
또한, 스펙트럼(Q2, Q3, Q5, Q4, Q1)에서, 365 nm에서의 복소 유전률의 실수부(ε1)와 375 nm에서의 복소 유전률의 실수부(ε1)와의 차의 절대값은, 각각 0.125, 0.326, 0.416, 0.589, 0.69였다. 또한, 스펙트럼(Q2, Q3)에서 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값은 7.15, 7.43이었다.
도 18은 도 17에 도시되는 스펙트럼(Q1∼Q5)의 1차 미분을 도시하는 그래프 이다. 구체적으로는, 복소 유전률의 실수부(ε1)를 파장에 대해서 미분하였다. 그래프 중 1차 미분을 나타내는 스펙트럼(V1∼V5)은, 각각 스펙트럼(Q1∼Q5)의 1차 미분(스펙트럼 Q1∼Q5의 기울기)을 도시한다. 그래프에 도시되는 바와 같이, 스펙트럼(V1∼V5)은 1차 미분의 값이 제로가 되는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서 극대값을 갖는다. 이것에 의해, 1차 미분의 값이 제로가 되는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서 데미지 정도가 커짐에 따라 극값의 절대값(스펙트럼 Q1∼Q5의 기울기 절대값의 최대값)이 작아지고, 극값이 되는 파장이 작아지는 경향이 있는 것을 알 수 있었다.
또한, 스펙트럼(V1∼V5)은 1차 미분의 값이 제로가 되는 파장보다도 장파장측에 위치하는 부분에서 극소값을 갖는다. 이것에 의해, 1차 미분의 값이 제로가 되는 파장보다도 장파장측에 위치하는 부분에서 데미지 정도가 커짐에 따라 극값의 절대값(스펙트럼 Q1∼Q5의 기울기 절대값의 최대값)이 작아지는 것을 알 수 있었다.
도 19는 도 8에 도시되는 PL 강도와, 복소 굴절률의 허수부(K) 및 복소 굴절률의 실수부(N) 스펙트럼의 기울기 절대값의 최대값과의 관계를 도시하는 그래프이다. 그래프 중 플롯(D1∼D5)은, 각각 도 9에 도시되는 스펙트럼(K1∼K5)의 기울기 절대값의 최대값(G1max)(도 11에 도시되는 스펙트럼 L1∼L5 극값의 절대값)을 도시한다. 또한, 플롯(E1∼E5)은 각각 도 15에 도시되는 스펙트럼(P1∼P5)의 기울기 절대값의 최대값(G3max)을 도시한다. 그래프로부터 데미지 정도가 커짐에 따라 플롯(D 1∼D5, E1∼E5)의 값이 작아지는 경향이 있는 것을 알 수 있었다. 따라서, 데미지 정도가 커짐에 따라 도 15에 도시되는 스펙트럼(P1∼P5)의 기울기 절대값의 최대값 (G3max)이 작아지는 것을 알 수 있었다.
도 20은 도 8에 도시되는 PL 강도와, 복소 굴절률의 허수부(K) 및 복소 굴절률의 실수부(N) 스펙트럼의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장과의 관계를 도시하는 그래프이다. 그래프 중 플롯(F1∼F5)은, 각각 도 9에 도시되는 스펙트럼(K1∼K5)의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장(도 11에 도시되는 스펙트럼 L1∼L5 극값의 파장)을 도시한다. 또한, 플롯(G1∼G5)은 각각 도 15에 도시되는 스펙트럼(P1∼P5) 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기(1차 미분)의 절대값이 최대가 되는 파장을 도시한다. 그래프로부터 데미지 정도가 커짐에 따라 플롯(F1∼F5, G1∼G5)의 값이 작아지는 경향이 있는 것을 알 수 있었다.
다음에, GaN 단결정 기판의 모델 구조에서의 혼재층의 두께를 표 1에 나타낸다. 표 1로부터 데미지 정도가 커짐에 따라 혼재층의 두께가 커지는 것을 알 수 있었다.
[표 1]
혼재층의 두께[nm]
실험예2 7.2
실험예3 3.8
실험예5 1.6
실험예4 1.1
실험예1 0.7
(실험예 6)
실험예 1과 마찬가지로 하여 얻어진 GaN 단결정 기판에, HCl 용액 및 50% NH4OH를 이용하여 세정을 실시하여 실험예 6의 GaN 단결정 기판을 얻었다.
(실험예 7)
실험예 6과 마찬가지로 하여 얻어진 GaN 단결정 기판에, 50% NH4OH와 과산화수소수를 1 : 1로 혼합한 용액을 이용하여 세정을 실시하여 실험예 7의 GaN 단결정 기판을 얻었다. 실험예 1∼실험예 5와 마찬가지로 실험예 6, 7의 GaN 단결정 기판 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하였다.
도 21은 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부(K) 스펙트럼의 일부를 도시하는 그래프이다. 그래프 중 스펙트럼(K6, K7)은 각각 실험예 6, 7의 GaN 단결정 기판의 복소 굴절률의 허수부(K) 파장 250∼550 nm의 스펙트럼을 도시한다. 그래프로부터 365 nm 부근에 극대값이 확인되었다. 이것은 세정을 반복함으로써, 데미지 정도가 작아졌기 때문에, 엑시톤이 발생하기 쉬워진 것에 기인한다고 생각된다.
(실험예 8)
3 인치φ의 (110)면을 주요면으로 하는 InP 단결정 기판의 표면을 연마하여, 경면 가공을 실시함으로써, 실험예 8의 InP 단결정 기판을 얻었다.
(실험예 9)
경면 가공 대신에, 반응성 이온 에칭법을 이용한 드라이 에칭을 실시한 이외는 실험예 8과 마찬가지로 하여 실험예 9의 InP 단결정 기판을 얻었다.
(실험예 10)
실험예 9와 마찬가지로 하여 얻어진 InP 단결정 기판에, 웨트 에칭을 실시하여 실험예 10의 InP 단결정 기판을 얻었다.
(캐소드 루미네센스 강도 측정)
실험예 8, 실험예 9 및 실험예 10의 InP 단결정 기판의 캐소드 루미네센스 강도 측정을 행하였다. 측정 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 캐소드 루미네센스 강도는 실험예 8의 InP 단결정 기판의 캐소드 루미네센스 강도를 1로 하는 상대값이다. 또한, 캐소드 루미네센스 강도는 파장 900 nm 부근의 강도 분포를 배율 10000배의 시야 내에서 적분한 값이다.
[표 2]
캐소드 루미네센스 강도 (상대 강도)
실험예 8 1.00
실험예 9 1.18
실험예 10 1.26
표 2로부터 실험예 8, 실험예 9, 실험예 10의 순으로, 데미지 정도가 작아지는 경향이 있는 것을 알 수 있었다.
(분광 엘립소메트리 측정)
실험예 8, 실험예 9 및 실험예 10의 InP 단결정 기판 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하였다. 분광 엘립소메터(16)로서는 SOPRA사제의 분광 엘립소메터를 이용하였다. 광(LT1)의 입사 각도는 측정 감도가 높은 75°로 하였다. 측정 파장 범위는 300∼1200 nm으로 하였다.
(데미지 평가)
InP 단결정 기판의 모델 구조를 표층에 데미지층을 갖는 InP 단결정 기판으로 하였다. 또한, 데미지층 상에 산화막 및 요철층의 혼재층을 가정하였다. 혼재층은 유효 매질 근사를 이용하여 산화물과 공기가 50%씩 혼재한 층으로 가정하였다. 이 모델 구조를 이용하여 광학 시뮬레이션 및 피팅을 행하였다. 그 결과, 복소 유전률의 실수부(ε1) 스펙트럼, 복소 유전률의 허수부(ε2) 스펙트럼, 복소 굴절률의 실수부(N) 스펙트럼 및 복소 굴절률의 허수부(K) 스펙트럼을 얻을 수 있었다.
도 22는 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부(N) 스펙트럼의 일부를 도시하는 그래프이다. 그래프 중 스펙트럼(P8∼P10)은 각각 실험예 8∼실험예 10의 InP 단결정 기판의 복소 굴절률의 실수부(N) 파장 800∼1100 nm의 스펙트럼을 도시한다.
도 23은 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부(K) 스펙트럼의 일부를 도시하는 그래프이다. 그래프 중 스펙트럼(K8∼K10)은 각각 실험예 8∼실험예 10의 InP 단결정 기판의 복소 굴절률의 허수부(K) 파장 800∼1100 nm의 스펙트럼을 도시한다.
도 24는 도 22에 도시되는 스펙트럼(P8∼P10)의 1차 미분을 도시하는 그래프이다. 구체적으로는 복소 굴절률의 허수부(K)를 파장에 대해서 미분하였다. 그래프 중 1차 미분을 나타내는 스펙트럼(L8∼L10)은 각각 스펙트럼(K8∼K10)의 1차 미분을 도시한다. 그래프에 도시되는 바와 같이, 스펙트럼(L8∼L10)은 모두 극값을 갖는다. 또한, 데미지 정도가 커짐에 따라 극값의 절대값(스펙트럼 P8∼P10의 기울기 절대값의 최대값)이 작아지며, 극값이 되는 파장이 작아지는 경향이 있는 것을 알 수 있었다.
도 25는 캐소드 루미네센스 강도와 기울기의 절대값의 최대값의 관계를 도시하는 그래프이다. 그래프 중 플롯(H8∼H10)은 각각 도 23에 도시되는 스펙트럼(K8∼K10)의 기울기 절대값의 최대값(G1max)(도 24에 도시되는 스펙트럼 L8∼L10의 극값의 절대값)을 도시한다. 그래프로부터, 캐소드 루미네센스 강도와 기울기 절대값의 최대값이 상관되고 있으며, 데미지 정도가 작아짐에 따라 기울기 절대값의 최대값이 커지는 것을 알 수 있었다.
(실험예 11)
20 mm 각의 GaN 단결정 기판을 이용한 것 이외는 실험예 1과 마찬가지로 하여, 데미지가 제거된 실험예 11의 GaN 단결정 기판을 얻었다.
(실험예 12)
GaN 단결정 잉곳을 슬라이스하여, 20 mm 각의 GaN 단결정 기판을 준비하였다. 준비한 GaN 단결정 기판의 표면을 거칠게 연마한 후, 입자 지름 0.1 ㎛의 다이아몬드 지립을 이용하여 표면을 더 연마함으로써, 실험예 12의 GaN 단결정 기판을 얻었다.
(실험예 13)
입자 지름 0.1 ㎛의 다이아몬드 지립 대신에, 입자 지름 0.5 ㎛의 다이아몬드 지립을 이용한 것 이외는 실험예 12와 마찬가지로 하여 실험예 13의 GaN 단결정 기판을 얻었다.
(분광 엘립소메트리 측정)
실험예 11∼실험예 13의 GaN 단결정 기판 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 실시하였다. 실험예 11∼실험예 13의 GaN 단결정 기판 각각에 대해서, 복소 굴절률의 허수부(K) 스펙트럼의 기울기 절대값의 최대값(G1max)을 산출하였다. 실험예 12의 최대값(G1max)은 실험예 13의 최대값(G1max)의 2.6배였다. 실험예 11의 최대값(G1max)은 실험예 13의 최대값(G1max)의 2.9배였다. 이것에 의해 실험예11, 실험예 12, 실험예 13의 순으로 표면의 데미지 정도가 커지는 것을 알 수 있었다.
다음에, 실험예 11∼실험예 13의 GaN 단결정 기판의 표면 상에 HVPE법을 이용하여 막 두께 1 ㎛의 GaN 박막을 형성하였다. GaN 박막의 형성 조건을 하기에 도시한다. 또, GaCl 가스는 Ga 금속을 HCl 가스와 880℃로 반응시킴으로써 얻어진다.
· GaN 단결정 기판의 온도 : 1000℃
· 반응 가스 : NH3 가스, GaCl 가스
· NH3 가스 압력 : 10 kPa
· GaCl 가스 압력 : 0.6 Pa
GaN 박막을 형성한 후, AFM에 의해 GaN 박막의 표면 거칠기(Ra : 산술 평균 거칠기)를 측정하였다. 또한, X선 회절에 의해 벌크에 대한 격자 왜곡의 비율을 측정하였다. 이들의 측정 결과를 표 3에 나타낸다. 표 3으로부터 실험예 11 및 실험 예 12의 GaN 단결정 기판은 화합물 반도체 디바이스에 이용하는 기판으로서 충분한 성능을 갖는 것을 알 수 있었다.
[표 3]
산술 평균 거칠기[nm] 격자 왜곡 비율[%]
실험예 11 0.82 0.01
실험예 12 0.95 0.04
실험예 13 1.43 0.15
본 발명에 의하면, 표면의 데미지 정도를 고정밀도로 평가할 수 있는 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법 및 화합물 반도체 부재의 제조 방법 및 데미지 정도가 작은 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 및 질화갈륨계 화합물 반도체막이 제공된다.

Claims (70)

  1. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 광학 정수의 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼을 이용하여, 상기 화합물 반도체 부재의 상기 표면의 데미지를 평가하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광학 정수는 복소 굴절률의 허수부이며,
    상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값의 최대값을 이용하는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광학 정수는 복소 굴절률의 허수부이며,
    상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼의 1차 미분의 극값의 절대값을 이용하는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광학 정수는 복소 굴절률의 허수부이며,
    상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장을 이용하는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광학 정수는 복소 굴절률의 허수부이며,
    상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값을 이용하는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  6. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역보다도 장파장측에 위치하는 다른 파장 영역에서의 피크를 이용하여, 상기 화합물 반도체 부재의 상기 표면의 데미지를 평가하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  7. 화합물 반도체 영역과 상기 화합물 반도체 영역 상에 설치된 데미지층을 갖는 화합물 반도체 부재에서의 상기 데미지층의 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 영역과 상기 데미지층 사이에서 광이 적어도 1회 반사함으로써 상기 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에 생기는 피크를 이용하여, 상기 화합물 반도체 부재에서의 상기 데미지층의 상기 표면의 데미지를 평가하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광학 정수는 복소 유전률의 허수부이며,
    상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값의 최대값을 이용하는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광학 정수는 복소 유전률의 허수부이며,
    상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼의 1차 미분의 극값의 절대값을 이용하는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광학 정수는 복소 유전률의 허수부이며,
    상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장을 이용하는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 광학 정수는 복소 유전률의 허수부이며,
    상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값을 이용하는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  12. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역보다도 장파장측에 위치하는 다른 파장 영역에서의 피크를 이용하여, 상기 화합물 반도체 부재의 상기 표면의 데미지를 평가하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  13. 화합물 반도체 영역과 상기 화합물 반도체 영역 상에 설치된 데미지층을 갖는 화합물 반도체 부재에서의 상기 데미지층의 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 영역과 상기 데미지층 사이에서 광이 적어도 1회 반사함으로써 상기 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에 생기는 피크를 이용하여, 상기 화합물 반도체 부재에서의 상기 데미지층의 상기 표면의 데미지를 평가하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 광학 정수는 복소 굴절률의 실수부이며,
    상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값을 이용하는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 광학 정수는 복소 굴절률의 실수부이며,
    상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 장파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값을 이용하는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 광학 정수는 복소 굴절률의 실수부이며,
    상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장을 이용하는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 광학 정수는 복소 굴절률의 실수부이며,
    상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값을 이용하는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 광학 정수는 복소 유전률의 실수부이며,
    상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값을 이용하는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 광학 정수는 복소 유전률의 실수부이며,
    상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 장파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값을 이용하는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 광학 정수는 복소 유전률의 실수부이며,
    상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장을 이용하는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  21. 제1항에 있어서, 상기 광학 정수는 복소 유전률의 실수부이며,
    상기 데미지를 평가하는 공정에서는 상기 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값을 이용하는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물 반도체 부재는 화합물 반도체 기판인 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  23. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물 반도체 부재는 기판 상에 설치된 화합물 반도체막인 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  24. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물 반도체 부재는 단 결정 재료 또는 다결정 재료로 이루어지는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  25. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밴드갭은 1.6×10-19 J 이상인 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  26. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물 반도체 부재는 B, Al 및 Ga 중 적어도 하나를 함유하는 질화물계 화합물 반도체로 이루어지는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  27. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물 반도체 부재는 Be 및 Zn 중 적어도 하나를 함유하는 산화물계 화합물 반도체로 이루어지는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  28. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물 반도체 부재는 ZnSe계 화합물 반도체로 이루어지는 것인 화합물 반도체 부재의 데미지 평가 방법.
  29. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼 에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값의 최대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  30. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼의 1차 미분의 극값의 절대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  31. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  32. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값의 최대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  33. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼의 1차 미분의 극값의 절대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  34. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  35. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  36. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 장파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  37. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기의 절대값이 최대가 되는 파장이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  38. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  39. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  40. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 장파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값의 최대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  41. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼 중 극대값에 대응하는 파장보다도 단파장측에 위치하는 부분에서의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  42. 화합물 반도체 부재 표면의 분광 엘립소메트리 측정을 행하는 공정과;
    상기 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 상기 화합물 반도체 부재의 밴드갭에 대응하는 파장을 포함하는 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값이 소정의 임계치 이상인 경우에 양품으로 판단하는 공정
    을 포함하는 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  43. 제29항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물 반도체 부재는 화합물 반도체 기판인 것인 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  44. 제29항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물 반도체 부재는 기 판 상에 설치된 화합물 반도체막인 것인 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  45. 제29항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양품으로 판단하는 공정 후에, 상기 화합물 반도체 부재의 상기 표면 상에 박막을 형성하는 공정을 더 포함하는 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  46. 제29항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양품으로 판단하는 공정 후에, 상기 화합물 반도체 부재의 상기 표면 상에 전극을 형성하는 공정을 더 포함하는 화합물 반도체 부재의 제조 방법.
  47. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 360 nm에서의 복소 굴절률의 허수부와 370 nm에서의 복소 굴절률의 허수부와의 차의 절대값이 0.045 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재.
  48. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 370 nm에서의 복소 굴절률의 허수부 절대값이 0.18 이하인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재.
  49. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장이 350 nm 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재.
  50. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 360 nm에서의 복소 유전률의 허수부와 370 nm에서의 복소 유전률의 허수부와의 차의 절대값이 0.24 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재.
  51. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 370 nm에서의 복소 유전률의 허수부 절대값이 0.9 이하인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재.
  52. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부 스펙트럼에서, 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장이 350 nm 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재.
  53. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 365 nm에서의 복소 굴절률의 실수부와 375 nm에서의 복소 굴절률의 실수부와의 차의 절대값이 0.035 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재.
  54. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값이 2.7 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재.
  55. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 365 nm에서의 복소 유전률의 실수부와 375 nm에서의 복소 유전률의 실수부와의 차의 절대값이 0.13 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재.
  56. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값이 7.2 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재.
  57. 표면 상에 형성되어 산화막 및 요철층 중 적어도 한쪽을 포함하는 층의 두께가 6 nm 이하인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재.
  58. 제47항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 질화갈륨계 화합물 반도체 부재는 질화갈륨계 화합물 반도체 기판인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재.
  59. 제47항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 질화갈륨계 화합물 반도체 부재는 기판 상에 설치된 질화갈륨계 화합물 반도체막인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재.
  60. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 360 nm에서의 복소 굴절률의 허수부와 370 nm에서의 복소 굴절률의 허수부와의 차의 절대값이 0.045 이상인 질 화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성되는 질화갈륨계 화합물 반도체막.
  61. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 370 nm에서의 복소 굴절률의 허수부 절대값이 0.18 이하인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성되는 질화갈륨계 화합물 반도체막.
  62. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 허수부 스펙트럼에서, 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장이 350 nm 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성되는 질화갈륨계 화합물 반도체막.
  63. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 360 nm에서의 복소 유전률의 허수부와 370 nm에서의 복소 유전률의 허수부와의 차의 절대값이 0.24 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성되는 질화갈륨계 화합물 반도체막.
  64. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 370 nm에서의 복소 유전률의 허수부 절대값이 0.9 이하인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성되는 질화갈륨계 화합물 반도체막.
  65. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 허수부 스펙트 럼에서, 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼의 기울기 절대값이 최대가 되는 파장이 350 nm 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성되는 질화갈륨계 화합물 반도체막.
  66. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 365 nm에서의 복소 굴절률의 실수부와 375 nm에서의 복소 굴절률의 실수부와의 차의 절대값이 0.035 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성되는 질화갈륨계 화합물 반도체막.
  67. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 굴절률의 실수부 스펙트럼에서, 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값이 2.7 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성되는 질화갈륨계 화합물 반도체막.
  68. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 365 nm에서의 복소 유전률의 실수부와 375 nm에서의 복소 유전률의 실수부와의 차의 절대값이 0.13 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성되는 질화갈륨계 화합물 반도체막.
  69. 표면의 분광 엘립소메트리 측정에 의해 얻어진 복소 유전률의 실수부 스펙트럼에서, 300∼400 nm의 파장 영역에서의 스펙트럼의 극대값이 7.2 이상인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성되는 질화갈륨계 화합물 반도체막.
  70. 표면 상에 형성되어 산화막 및 요철층 중 적어도 한쪽을 포함하는 층의 두께가 6 nm 이하인 질화갈륨계 화합물 반도체 부재 상에 형성되는 질화갈륨계 화합물 반도체막.
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