WO2010122821A1 - インジウムリン基板の製造方法、エピタキシャルウエハの製造方法、インジウムリン基板およびエピタキシャルウエハ - Google Patents

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恭子 沖田
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Definitions

  • the present invention relates to an indium phosphide substrate manufacturing method, an epitaxial wafer manufacturing method, an indium phosphide substrate, and an epitaxial wafer.
  • Indium phosphide (InP) substrates are widely used in semiconductor lasers, LEDs (Light Emitting Diodes), or high-speed devices due to their light-emitting properties and high electron movement speed. .
  • semiconductor lasers and LEDs it is possible to easily inspect the light emission performance by measuring the PL intensity after forming an epitaxial layer on the InP substrate.
  • the characteristics are more stable when there are fewer n-type or p-type impurities at the interface.
  • a method for manufacturing an InP substrate is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-267185 (Patent Document 1). Specifically, an ingot is cut into a wafer and then polished to obtain a mirror wafer. On the surface of the mirror-finished wafer, components such as an abrasive remain, oxidize after polishing, organic matter adheres, and a layer (surface film) different from the ingot is formed. This surface film is removed by etching using sulfuric acid so that the thickness of the surface film is 1 nm or less.
  • Patent Document 2 discloses that an InP wafer is cleaned with a mixture of phosphoric acid-hydrogen peroxide-water or a mixture of hydrogen fluoride-hydrogen peroxide-water.
  • Patent Document 3 discloses that an InP single crystal wafer is etched with sulfuric acid containing 15% by volume or less of hydrogen peroxide.
  • Patent Document 4 discloses that an InP wafer is cleaned with a mixed solution of phosphoric acid-hydrogen peroxide-water or a mixed solution of hydrogen fluoride-hydrogen peroxide-water.
  • Patent Document 1 sulfuric acid is used to remove the surface film. For this reason, sulfur (S) remains on the surface by etching using sulfuric acid. If S remains on the surface, there is a problem that electrical characteristics deteriorate when an epitaxial layer is formed on the surface.
  • Patent Documents 2 to 4 the InP substrate is cleaned using a solution containing hydrogen peroxide.
  • Si silicon adhering to the surface of the InP substrate cannot be sufficiently reduced by cleaning with a solution containing hydrogen peroxide. It has been found that when an impurity such as Si adheres to the surface of the InP substrate, the electrical characteristics deteriorate when an epitaxial layer is formed thereon.
  • a PL characteristic is caused by a bond between carbon (C) and oxygen (O), or an In oxide remaining at the time of epi temperature rise. Found the problem of getting worse.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an InP substrate capable of suppressing deterioration of electric characteristics and suppressing deterioration of PL characteristics.
  • An epitaxial wafer manufacturing method, an InP substrate, and an epitaxial wafer are provided.
  • the manufacturing method of the InP substrate of the present invention includes the following steps.
  • An InP substrate is prepared.
  • the InP substrate is washed with sulfuric acid / hydrogen peroxide.
  • the InP substrate is washed with phosphoric acid.
  • an organic film in which C and oxygen (O) are combined and an oxide film in which In, P and O are combined are formed on the prepared InP substrate.
  • the organic film and the oxide film can be prevented from remaining by washing with sulfuric acid / hydrogen peroxide containing sulfuric acid which is a strong acid. For this reason, deterioration of PL characteristics can be suppressed.
  • by washing with phosphoric acid in this state it is possible to suppress the remaining of impurities such as S in sulfuric acid / hydrogen peroxide. For this reason, deterioration of electrical characteristics can be suppressed.
  • phosphoric acid having a concentration of 1% to 30% is used in the step of cleaning with the phosphoric acid aqueous solution.
  • the present inventor has found that the Haze (surface roughness) of the InP substrate surface can be reduced by setting the concentration of the phosphoric acid aqueous solution to 1% or more and 30% or less. For this reason, the deterioration of the PL characteristics can be suppressed, the deterioration of the electric characteristics can be suppressed, and the surface haze can be reduced.
  • the dopant in the step of preparing, is made of at least one substance selected from the group consisting of iron (Fe), sulfur (S), tin (Sn), and zinc (Zn).
  • An InP substrate containing is prepared.
  • an InP substrate containing the above dopant can suppress the deterioration of PL characteristics and the deterioration of electrical characteristics.
  • the manufacturing method of an epitaxial wafer of the present invention includes a step of manufacturing an InP substrate by any one of the above-described methods of manufacturing an InP substrate, and a step of forming an epitaxial layer on the InP substrate.
  • InP is used which can suppress the remaining organic film and oxide film and can also suppress the remaining impurity. For this reason, it is possible to manufacture an epitaxial wafer capable of suppressing the deterioration of the PL characteristics and suppressing the deterioration of the electric characteristics.
  • the InP substrate of the present invention is an InP substrate having a surface, and on this surface, the concentration of sulfate ions (SO 4 2 ⁇ ) is 0.6 ng / cm 2 or less and O is bonded to other than S.
  • the concentration of C and the concentration of C are 40 atomic% or less.
  • the concentration of sulfate ion (SO 4 2 ⁇ ) on the surface is 0.6 ng / cm 2 or less, the concentration of impurities is low. For this reason, when an epitaxial layer is formed on the InP substrate of the present invention, deterioration of electrical characteristics can be suppressed. Further, the concentration of O and the concentration of C bonded to other than S are 40 atomic% or less. Thereby, since the residual of the organic film and oxide film on the surface is suppressed, when the epitaxial layer is formed on the InP substrate of the present invention, deterioration of the PL characteristics can be suppressed.
  • the above-mentioned InP substrate is preferably characterized in that the ratio of In concentration to P concentration (In / P) is 1.23 or less and In oxide is 1.2 atomic% or less on the surface.
  • the surface is stabilized and bonding with impurities can be suppressed.
  • the In oxide is 1.2 atomic% or less, the In oxide is likely to fly at the time of temperature rise for forming the epitaxial layer on the InP substrate, and a clean surface is likely to appear. Therefore, since the surface impurities are reduced, it is possible to suppress the deterioration of the PL characteristics.
  • InP includes a dopant made of at least one substance selected from the group consisting of Fe, S, Sn, and Zn.
  • an InP substrate containing the above dopant can suppress the deterioration of PL characteristics and the deterioration of electrical characteristics.
  • the epitaxial wafer according to the present invention includes the InP substrate and an epitaxial layer formed on the surface of the InP substrate.
  • an InP substrate that can suppress the residual organic film and suppress the residual impurity is used. For this reason, it is possible to realize an epitaxial wafer capable of suppressing the deterioration of the PL characteristics and the deterioration of the electric characteristics.
  • the method for manufacturing an InP substrate As described above, according to the method for manufacturing an InP substrate, the method for manufacturing an epitaxial wafer, the InP substrate and the epitaxial wafer of the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the electrical characteristics and the deterioration of the PL characteristics.
  • FIG. 1 An InP substrate 10 in the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the InP substrate 10 has a surface 10a.
  • the concentration of SO 4 2 ⁇ is 0.6 ng / cm 2 or less, preferably 0.05 ng / cm 2 or less.
  • S and O that are impurities adhering to the surface 10 a can be reduced, so that deterioration of electrical characteristics can be suppressed when the epitaxial layer is formed on the InP substrate 10.
  • 0.05 ng / cm 2 or less deterioration of electrical characteristics can be further suppressed.
  • the concentrations of O and C bonded to other than S are 40.0 atomic% or less, and preferably 37.0 atomic% or less.
  • 40.0 atomic% or less since the bond between C and O as an organic film and the bond between In and P and O as oxide films can be reduced, when an epitaxial layer is formed on the InP substrate 10, PL Deterioration of characteristics can be suppressed.
  • 37.0 atomic% or less deterioration of the PL characteristics can be further suppressed.
  • the “concentration of O combined with other than S and the concentration of C” can be obtained by an expression represented by the concentration of C + concentration of O ⁇ concentration of S ⁇ 4.
  • O may be bonded to C, In, and P, or may be bonded to S.
  • the concentration of O bonded to other than S out of O present on the surface 10a is not the residue of the organic film and the oxide film, but is derived from sulfuric acid and is caused by deterioration of electrical characteristics. Therefore, as an indicator of the remaining organic film, in order to exclude O existing as SO 4 on the surface 10a, in the above formula, the O concentration corresponding to four times the S concentration is excluded.
  • the In oxide is preferably 1.2 atomic% or less, and more preferably 1.0 atomic% or less.
  • In oxide is not easily removed when an epitaxial layer is formed on the InP substrate 10. For this reason, when In oxide can be reduced to 1.2 atomic% or less, deterioration of PL characteristics can be suppressed. In the case of 1.0 atomic% or less, it is possible to further suppress the deterioration of the PL characteristics.
  • the ratio of In concentration to P concentration is preferably 1.28 or less, and more preferably 1.23 or less. In the case of 1.28 or less, since a relatively large amount of P exists, the surface becomes stable and the surface characteristics are good. In the case of 1.23 or less, the surface characteristics can be improved.
  • concentration of SO 4 2 ⁇ on the surface 10a is a value measured by ion chromatography.
  • concentration of O and C combined with other than S, and In oxide are values measured by an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) method.
  • the InP substrate 10 may be made of InP and may contain a dopant made of at least one material selected from the group consisting of Fe, S, Sn, and Zn.
  • an InP ingot is prepared (step S1).
  • the ingot may be made of InP and may contain a dopant made of at least one substance selected from the group consisting of Fe, S, Sn, and Zn.
  • the InP substrate (InP substrate 11 in FIG. 3) is sliced from the prepared ingot (step S2).
  • the method for slicing is not particularly limited. This InP substrate includes a damaged layer by slicing.
  • step S3 the sliced InP substrate is polished using a polishing agent, a chemical polishing solution, or the like. Thereby, the damage layer by slice processing can be removed. Through these steps S1 to S3, an InP substrate can be prepared.
  • step S4 the polished InP substrate is pretreated.
  • a pre-treatment removes the abrasive, chemical polishing liquid, and the like.
  • an organic film and an oxide film 12 are formed on the surface of the InP substrate 11, as shown in FIG. Note that the organic film includes C and O, and the oxide film includes In, P, and O.
  • Sulfuric acid / hydrogen peroxide contains sulfuric acid and hydrogen peroxide water (super water).
  • the organic film and the oxide film 12 formed on the surface of the InP substrate 11 can be reduced as shown in FIG. Moreover, Si etc. adhering to the surface of the InP substrate 11 can also be reduced. Since Si is contained in the atmosphere used for manufacturing the InP substrate 10 and water used for cleaning, it adheres to the surface of the InP substrate 11.
  • step S6 Si adhering to the InP substrate 11, SO 4 2 ⁇ (S, O) derived from sulfuric acid, and the like can be reduced. Even when P derived from phosphoric acid remains on the InP substrate, the surface 10a of the InP substrate 10 becomes a stable surface when P is supplied.
  • this step S6 it is preferable to use a phosphoric acid aqueous solution having a concentration of 1% or more and 30% or less. Thereby, the surface Haze can be reduced.
  • step S1 to S6 the InP substrate 10 shown in FIG. 1 can be manufactured.
  • step S4 in which the pretreatment is performed as shown in FIG. 3, the organic film and the oxide film 12 and impurities such as Si adhere to the surface 11a.
  • the surface after step S5 that is washed with sulfuric acid / hydrogen peroxide is reduced in the adhesion of organic film, oxide film 12 and Si as shown in FIG. S derived from excessive water is adhered.
  • Si that cannot be reduced in Step S5 and S deposited in Step S5 can be further reduced by Step S6 of washing with phosphoric acid. That is, the organic film and the oxide film can be reduced, and impurities such as S and Si can be further reduced. If the organic film and the oxide film can be reduced, the deterioration of the PL emission intensity (PL characteristic) can be suppressed. When impurities can be reduced, deterioration of electrical characteristics can be suppressed. Therefore, characteristics can be improved when the InP substrate 10 is used for wireless communication.
  • PL characteristic PL emission intensity
  • the organic film and the oxide film 12 are reduced. Since it can be reduced to 40 atomic% or less and impurities are reduced, the concentration of SO 4 2 ⁇ can be reduced to 0.6 ng / cm 2 or less. For this reason, when an epitaxial layer is formed on the InP substrate 10, it is possible to suppress the deterioration of the PL characteristics and the deterioration of the electrical characteristics.
  • epitaxial wafer 20 in the present embodiment will be described.
  • epitaxial wafer 20 includes InP substrate 10 in the first embodiment and epitaxial layer 21 formed on surface 10 a of InP substrate 10.
  • the epitaxial layer 21 may be a single layer or a plurality of layers.
  • the Si concentration is 1.8 ⁇ 10 17 atoms / cm 3 or less
  • the S concentration is 2 ⁇ 10 13 atoms / cm 3 or less.
  • the InP substrate 10 is manufactured according to the first embodiment (steps S1 to S6).
  • the epitaxial layer 21 is formed on the surface 10a of the InP substrate 10 (step S7).
  • the method for forming the epitaxial layer 21 is not particularly limited, and OMVPE (OrganoMetallic Vapor Phase Epitaxy) method, HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy) method, MBE (Molecular Beam Epitaxy: molecular beam It is possible to employ a vapor phase growth method such as an epitaxy method or a sublimation method, a liquid phase growth method such as a flux method or a high nitrogen pressure solution method.
  • step S7 a plurality of elements may be formed.
  • a dividing step of performing dicing or the like is performed.
  • the epitaxial wafer 20 shown in FIG. 8 can be manufactured.
  • the epitaxial wafer 20 manufactured in this way is mounted on a lead frame, for example. Then, by performing a wire bonding process or the like, a semiconductor device using the element can be obtained.
  • the manufacturing method of the epitaxial wafer 20 in the present embodiment uses the InP substrate 10 in which the remaining organic film and oxide film in the first embodiment are reduced and the remaining impurities are reduced. For this reason, the epitaxial wafer 20 in which the deterioration of the PL characteristics is suppressed and the deterioration of the electric characteristics is suppressed can be manufactured.
  • the InP substrate 10 includes a dopant made of at least one substance selected from the group consisting of Fe, S, Sn, and Zn, the following effects are obtained.
  • the concentration is, for example, 1 ⁇ 10 16 atoms / cc or more and 1 ⁇ 10 17 atoms / cc or less, and the electrical characteristics are semi-insulating.
  • the Si and S concentrations are high at the interface between the InP substrate 10 and the epitaxial layer 21, an abnormal electric characteristic (leakage) occurs.
  • the concentration of Si and S can be reduced in this embodiment, it is preferably used for HEMT (High Electron Mobility Transistor), HBT (Heterojunction Bipolar Transistor) and the like.
  • the concentration is, for example, 0.5 ⁇ 10 18 atoms / cc or more and 8 ⁇ 10 18 atoms / cc or less, and the electrical characteristics are n-type.
  • the concentration of O and C can be reduced, so that it is preferably used for a laser or the like.
  • the emission intensity can be further improved.
  • the concentration is, for example, 1 ⁇ 10 18 atoms / cc or more and 6 ⁇ 10 18 atoms / cc or less, and the electrical characteristics are n-type.
  • the concentration of O and C can be reduced, so that it is preferably used for a laser or the like.
  • the emission intensity can be further improved.
  • the dopant When the dopant is Zn, its concentration is, for example, 3 ⁇ 10 18 atoms / cc or more and 8 ⁇ 10 18 atoms / cc or less, and the electrical characteristics are p-type.
  • the Si and S concentrations are high at the interface between the InP substrate 10 and the epitaxial layer 21, an abnormal electrical characteristic and a decrease in emission intensity occur.
  • the concentration of Si and S since the concentration of Si and S can be reduced, it is preferably used for a laser or the like.
  • the emission intensity can be further improved.
  • the manufacturing method of the InP substrate of Invention Example 1 was basically the same as that of the first embodiment. Specifically, first, an InP ingot was crystal-grown by the VB method (step S1). Next, the ingot was sliced (step S2). Next, polishing was performed using a polishing liquid containing an abrasive, an oxidizing agent, and a pH adjuster and having a pH of 2 or more and 4 or less (step S3).
  • the abrasive used was colloidal silica having a particle size of 3 nm or more and 30 nm or less. Trichloroisocyanuric acid was used as the oxidizing agent. Malic acid was used as the pH adjuster. Thereby, an InP substrate was prepared.
  • step S4 pre-processing was performed (step S4).
  • washing with an alkaline solution, washing with hydrofluoric acid, and washing with an alkaline solution were performed in this order.
  • step S5 the InP substrate was washed with sulfuric acid / hydrogen peroxide (step S5).
  • the InP substrate was washed with phosphoric acid (step S6).
  • the concentration of this phosphoric acid was 30%.
  • the substrate was washed with running water for 10 minutes and then subjected to centrifugal drying.
  • the drying may be steam drying with alcohol. Thereby, the InP substrate 10 of Example 1 of the present invention was manufactured.
  • Comparative Examples 1 to 8 The manufacturing methods of the InP substrates of Comparative Examples 1 to 8 were basically the same as those of Example 1 of the present invention, but the cleaning liquids shown in Table 1 below were used instead of Steps S5 and S6.
  • the surface composition of the InP substrates of Invention Example 1 and Comparative Examples 1 to 8 was measured by the XPS method.
  • PHI Quantum 2000 was used as an apparatus for measurement.
  • the analysis conditions were as follows.
  • the X-ray source was a single wavelength AlK ⁇ having 1486.6 eV.
  • the photoelectron take-off angle was 30 °.
  • the analysis area was 1400 ⁇ m ⁇ 300 ⁇ m.
  • the charge-up was corrected by setting the C1s C—H bond to 284.8 eV. The results are shown in Table 1 below.
  • the ratio of In to P was determined from the composition of the surface of the InP substrate. The results are shown in Table 1 below.
  • the InP substrate of Example 1 of the present invention washed with sulfuric acid / hydrogen peroxide and then washed with phosphoric acid has a concentration of sulfate ions constituting impurities of 0.6 ng / cm 2 or less and is organic.
  • concentration of C were 40 atomic% or less. For this reason, it was found that the surface of the InP substrate of Invention Example 1 had reduced impurities and reduced organic films and oxide films.
  • the InP substrate of Example 1 of the present invention was washed with phosphoric acid, the surface composition ratio (In / P) was a stable surface of 1.28 or less. Furthermore, the InP substrate of Invention Example 1 was able to reduce the In oxide to 1.2% or less.
  • Comparative Example 1 washed with sulfuric acid and Comparative Example 8 washed with sulfuric acid and then washed with phosphoric acid, the concentration of SO 4 2 ⁇ exceeded 0.6 ng / cm 2 . From this, it was found that a large amount of S derived from sulfuric acid remains on the InP substrate.
  • the residual organic film can be reduced to the same extent as when sulfuric acid is used, Further, it was confirmed that residual impurities could be reduced.
  • the concentration of SO 4 2 ⁇ is 0.6 ng / cm 2 or less and O is bonded to other than S. It was found that an InP substrate having a concentration and a C concentration of 40 atomic% or less can be realized.
  • the concentration of SO 4 2 ⁇ in the InP substrate is 0.05 ng / cm 2
  • the concentration of O and C that are bonded to other than S are 37 atomic%.
  • the present inventor has found that an error of about 0.55 ng / cm 2 occurs for the concentration of SO 4 2 ⁇ , and an error of about 3 atomic% occurs for the concentration of O bonded to C and the concentration of C.
  • the SO 4 2 ⁇ concentration threshold is set to 0.6 ng / cm 2 or less and combined with other than S.
  • the threshold values of O concentration and C concentration are 40 atomic% or less.
  • the following epitaxial layers were formed on the InP substrates of Invention Example 1 and Comparative Examples 1 to 8.
  • An InP layer having a thickness of 300 nm was formed on the InP substrate by the OMVPE method.
  • an InGaAs layer having a thickness of 5 nm was formed by OMVPE.
  • an InP layer having a thickness of 300 nm was formed by the OMVPE method.
  • the PL intensity of the InGaAs layer was measured by the PL intensity measuring method under the following conditions.
  • the excitation light wavelength was 532 nm.
  • the measurement wavelength was 1250 nm or more and 1500 nm or less.
  • PLM150 manufactured by Nanometrics was used as a measuring instrument. The results are shown in Table 2 below.
  • the epitaxial wafer of Example 1 of the present invention having an InP substrate cleaned with sulfuric acid / hydrogen peroxide and then with phosphoric acid has a PL strength of 80 (au) or higher and has PL characteristics. It was possible to suppress the deterioration. Further, the epitaxial wafer of Example 1 of the present invention had a low Si concentration of 2 ⁇ 10 17 atomic / cm 3 or less and a low S concentration of not more than the detection lower limit value. From this, it was found that the impurity concentration at the interface between the InP substrate and the epitaxial layer could be reduced. For this reason, it turned out that the deterioration of an electrical property can be suppressed.
  • Comparative Example 1 using an InP substrate cleaned with sulfuric acid and Comparative Example 8 using an InP substrate cleaned with sulfuric acid and then washed with phosphoric acid used strong acid sulfuric acid.
  • the organic film and the oxide film could be reduced, the deterioration of the PL intensity could be suppressed and the Si concentration as an impurity could be reduced.
  • Comparative Examples 2 to 7 using an InP substrate using an acid that is weaker than sulfuric acid did not use sulfuric acid, so the S concentration could be reduced.
  • the organic film and the oxide film could not be sufficiently reduced, the PL intensity was low. It was also found that a large amount of impurity Si remained at the interface between the InP substrate and the epitaxial layer. From this, it was found that the electrical characteristics deteriorated.
  • Example 1 when comparing Comparative Example 1 cleaned with sulfuric acid and Comparative Example 2 cleaned with a cleaning solution containing sulfuric acid and overwater, Si present at the interface cannot be sufficiently removed due to the inclusion of overwater. all right.
  • sulfuric acid / hydrogen peroxide was used, but since Si that could not be sufficiently reduced by sulfuric acid / hydrogen peroxide was further reduced with phosphoric acid, the Si concentration could be reduced to the same level as sulfuric acid.
  • Invention Examples 2 to 5 The InP substrates and epitaxial wafers of Invention Examples 2 to 5 were basically manufactured in the same manner as in Invention Example 1. However, in step S6 of washing with phosphoric acid, phosphoric acids having concentrations shown in Table 3 below were added. It was different in the points used.
  • the thickness of the organic film on the surface of the InP substrate of Examples 1 to 5 of the present invention, the haze, and the haze of the epitaxial layer were measured.
  • the thickness of the organic film was measured using an ellipsometer Auto EL IV manufactured by Rudolf. Haze was measured using a surface scanning device Surfscan 6220 manufactured by KLA-Tencor. These results are shown in Table 3 below.
  • the haze on the surfaces of the InP substrate and the epitaxial wafer can be reduced by washing with phosphoric acid having a concentration of 1% to 30%.

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Abstract

本発明は電気特性の悪化を抑制するとともに、ＰＬ特性の悪化を抑制することができるＩｎＰ基板の製造方法、エピタキシャルウエハの製造方法、ＩｎＰ基板およびエピタキシャルウエハを提供する。 本発明のＩｎＰ基板の製造方法は、以下の工程を備えている。ＩｎＰ基板を準備する（ステップＳ１～Ｓ３）。ＩｎＰ基板を硫酸過水で洗浄する（ステップＳ５）。硫酸過水で洗浄する工程（ステップＳ５）後に、ＩｎＰ基板をリン酸で洗浄する（ステップＳ６）。

Description

インジウムリン基板の製造方法、エピタキシャルウエハの製造方法、インジウムリン基板およびエピタキシャルウエハ
  本発明は、インジウムリン基板の製造方法、エピタキシャルウエハの製造方法、インジウムリン基板およびエピタキシャルウエハに関する。
  インジウムリン（ＩｎＰ）基板は、発光する特性を持っていること、電子の移動速度が速いことなどにより、半導体レーザ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）、あるいは高速デバイスなどに広く用いられている。半導体レーザ、ＬＥＤでは、ＩｎＰ基板上にエピタキシャル層を形成した後にＰＬ強度を測定することにより、簡易的に発光性能を検査することができ、このＰＬ発光強度は強い方がよい。また、高速デバイスでは、ＩｎＰ基板とエピタキシャル層との界面の不純物によるリークが問題になるので、界面にｎ型もしくはｐ型の不純物が少ない方が特性が安定する。
  ＩｎＰ基板の製造方法は、たとえば特開平５－２６７１８５号公報（特許文献１）に開示されている。具体的には、インゴットをカッティング（cutting）してウエハとした後、研磨されて鏡面ウエハとされる。この鏡面ウエハの表面は、研磨剤等の成分が残留していたり、研磨後に酸化したり、有機物が付着したり、インゴットとは異なる層（表面膜）が形成される。この表面膜を、硫酸を用いてエッチング除去して、表面膜の厚みを１ｎｍ以下にしている。
  また、硫酸以外の溶液を用いたＩｎＰ基板の表面処理は、たとえば特開平５－１６６７８５号公報（特許文献２）、特開昭５４－１３５００号公報（特許文献３）、特開昭６２－２５２１４０号公報（特許文献４）に開示されている。特許文献２には、リン酸－過酸化水素－水の混合物あるいはフッ化水素－過酸化水素－水の混合液でＩｎＰウエハを洗浄することが開示されている。特許文献３には、過酸化水素を１５体積％以下を含む硫酸でＩｎＰ単結晶ウエハをエッチングすることが開示されている。特許文献４には、リン酸－過酸化水素－水の混合溶液あるいはフッ化水素－過酸化水素－水の混合溶液によりＩｎＰウエハを洗浄することが開示されている。
特開平５－２６７１８５号公報 特開平５－１６６７８５号公報 特開昭５４－１３５００号公報 特開昭６２－２５２１４０号公報
  上記特許文献１では、表面膜を除去するために硫酸を用いている。このため、硫酸を用いたエッチングにより、硫黄（Ｓ）が表面に残留してしまう。表面にＳが残留すると、その表面上にエピタキシャル層を形成した場合に、電気特性が悪化するという問題があった。
  上記特許文献２～４では、過酸化水素を含む溶液を用いてＩｎＰ基板を洗浄している。
本発明者は、鋭意研究の結果、過酸化水素を含む溶液を用いて洗浄すると、ＩｎＰ基板の表面に付着しているシリコン（Ｓｉ）が十分に低減できないことを見い出した。Ｓｉなどの不純物がＩｎＰ基板の表面に付着していると、その上にエピタキシャル層を形成した場合に、電気特性が悪化するという問題を見い出した。
  また、表面膜のうち有機物が残留すると、その上にエピタキシャル層を形成した場合に、炭素（Ｃ）と酸素（Ｏ）との結合や、エピ昇温時のＩｎ酸化物の残留により、ＰＬ特性が悪化するという問題を見い出した。
  この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、電気特性の悪化を抑制するとともに、ＰＬ特性の悪化を抑制することができるＩｎＰ基板の製造方法、エピタキシャルウエハの製造方法、ＩｎＰ基板およびエピタキシャルウエハを提供することである。
  本発明のＩｎＰ基板の製造方法は、以下の工程を備えている。
ＩｎＰ基板を準備する。
ＩｎＰ基板を硫酸過水で洗浄する。
硫酸過水で洗浄する工程後に、ＩｎＰ基板をリン酸で洗浄する。
  準備したＩｎＰ基板には、Ｃと酸素（Ｏ）とが結合した有機膜と、Ｉｎ、ＰとＯとが結合した酸化膜が形成されている。本発明のＩｎＰ基板の製造方法によれば、強酸である硫酸を含む硫酸過水で洗浄することにより、有機膜および酸化膜の残留を抑制することができる。このため、ＰＬ特性の悪化を抑制することができる。さらに、この状態で、リン酸で洗浄することにより、硫酸過水中のＳなどの不純物の残留を抑制することができる。このため、電気特性の悪化を抑制することができる。
  上記ＩｎＰ基板の製造方法において好ましくは、上記リン酸水溶液で洗浄する工程では、１％以上３０％以下の濃度のリン酸を用いる。
  本発明者は鋭意研究の結果、リン酸水溶液の濃度を１％以上３０％以下にすることにより、ＩｎＰ基板の表面のＨａｚｅ（表面の微小荒れ）を低減できることを見い出した。このため、ＰＬ特性の悪化を抑制するとともに電気特性の悪化を抑制でき、かつ表面のＨａｚｅを低減できる。
  上記ＩｎＰ基板の製造方法において好ましくは、上記準備する工程では、鉄（Ｆｅ）、硫黄（Ｓ）、スズ（Ｓｎ）、および亜鉛（Ｚｎ）からなる群より選ばれた少なくとも一種の物質よりなるドーパントを含むＩｎＰ基板を準備する。
  本発明では、上記ドーパントを含むＩｎＰ基板であっても、ＰＬ特性の悪化を抑制するとともに、電気特性の悪化を抑制することができる。
  本発明のエピタキシャルウエハの製造方法は、上記いずれかに記載のＩｎＰ基板の製造方法によりＩｎＰ基板を製造する工程と、ＩｎＰ基板上にエピタキシャル層を形成する工程とを備えている。
  本発明のエピタキシャルウエハの製造方法によれば、有機膜および酸化膜の残留を抑制でき、かつ不純物の残留を抑制できるＩｎＰを用いている。このため、ＰＬ特性の悪化を抑制するとともに、電気特性の悪化を抑制することができるエピタキシャルウエハを製造することができる。
  本発明のＩｎＰ基板は、表面を有するＩｎＰ基板であって、この表面において、硫酸イオン（ＳＯ4 2-）の濃度が０．６ｎｇ／ｃｍ2以下であり、かつＳ以外と結合しているＯの濃度およびＣの濃度は４０ａｔｏｍｉｃ％以下であることを特徴とする。
  本発明のＩｎＰ基板によれば、表面の硫酸イオン（ＳＯ4 2-）の濃度が０．６ｎｇ／ｃｍ2以下であるので、不純物の濃度が低い。このため、本発明のＩｎＰ基板上にエピタキシャル層を形成すると、電気特性の悪化を抑制することができる。また、Ｓ以外と結合しているＯの濃度およびＣの濃度が４０ａｔｏｍｉｃ％以下である。これにより、表面の有機膜および酸化膜の残留が抑制されているので、本発明のＩｎＰ基板上にエピタキシャル層を形成すると、ＰＬ特性の悪化を抑制することができる。
  上記ＩｎＰ基板において好ましくは、表面において、Ｐの濃度に対するＩｎの濃度の比（Ｉｎ／Ｐ）が１．２３以下であり、かつＩｎ酸化物が１．２ａｔｏｍｉｃ％以下であることを特徴とする。
  Ｉｎ／Ｐが１．２３以下の場合、表面が安定し、不純物と結合することを抑制できる。Ｉｎ酸化物が１．２ａｔｏｍｉｃ％以下の場合、ＩｎＰ基板上にエピタキシャル層を形成するための昇温時に、Ｉｎ酸化物が飛びやすくなり、清浄表面が出やすくなる。よって、表面の不純物が少なくなることから、ＰＬ特性の悪化を抑制できる。
  上記ＩｎＰにおいて好ましくは、Ｆｅ、Ｓ、Ｓｎ、およびＺｎからなる群より選ばれた少なくとも一種の物質よりなるドーパントを含む。
  本発明では、上記ドーパントを含むＩｎＰ基板であっても、ＰＬ特性の悪化を抑制するとともに、電気特性の悪化を抑制することができる。
  本発明のエピタキシャルウエハは、上記ＩｎＰ基板と、このＩｎＰ基板の表面上に形成されたエピタキシャル層とを備えている。
  本発明のエピタキシャルウエハによれば、有機膜の残留を抑制でき、かつ不純物の残留を抑制できるＩｎＰ基板を用いている。このため、ＰＬ特性の悪化を抑制するとともに、電気特性の悪化を抑制することができるエピタキシャルウエハを実現できる。
  以上より、本発明のＩｎＰ基板の製造方法、エピタキシャルウエハの製造方法、ＩｎＰ基板およびエピタキシャルウエハによれば、電気特性の悪化を抑制するとともに、ＰＬ特性の悪化を抑制することができる。
本発明の実施の形態１におけるＩｎＰ基板を概略的に示す側面図である。 本発明の実施の形態１におけるＩｎＰ基板の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１におけるスライス加工したＩｎＰ基板を概略的に示す側面図である。 本発明の実施の形態１における硫酸過水で洗浄した後のＩｎＰ基板を概略的に示す側面図である。 本発明の実施の形態１における硫酸過水で洗浄した後のＩｎＰ基板の表面状態を説明するための模式図である。 比較例におけるＩｎＰ基板の表面状態を説明するための模式図である。 比較例におけるＩｎＰ基板の表面状態を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態２におけるエピタキシャルウエハを概略的に示す側面図である。 本発明の実施の形態２におけるエピタキシャルウエハの製造方法を示すフローチャートである。
  以下、図面に基づいて本発明の実施の形態および実施例を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付してその説明は繰り返さない。
  （実施の形態１）
  図１を参照して、本実施の形態におけるＩｎＰ基板１０を説明する。図１に示すように、ＩｎＰ基板１０は、表面１０ａを有している。
  表面１０ａにおいて、ＳＯ4 2-の濃度は、０．６ｎｇ／ｃｍ2以下であり、好ましくは０．０５ｎｇ／ｃｍ2以下である。０．６ｎｇ／ｃｍ2以下の場合、表面１０ａに付着している不純物であるＳおよびＯを低減できるので、エピタキシャル層をＩｎＰ基板１０上に形成したときに、電気特性の悪化を抑制できる。０．０５ｎｇ／ｃｍ2以下の場合、電気特性の悪化をより抑制できる。
  表面１０ａにおいて、Ｓ以外と結合しているＯの濃度およびＣの濃度は４０．０ａｔｏｍｉｃ％以下であり、３７．０ａｔｏｍｉｃ％以下であることが好ましい。４０．０ａｔｏｍｉｃ％以下の場合、有機膜であるＣとＯとの結合および酸化膜であるＩｎ、ＰとＯとの結合を低減できるので、エピタキシャル層をＩｎＰ基板１０上に形成したときに、ＰＬ特性の悪化を抑制できる。３７．０ａｔｏｍｉｃ％以下の場合、ＰＬ特性の悪化をより抑制できる。
  ここで、上記「Ｓ以外と結合しているＯの濃度およびＣの濃度」とは、Ｃの濃度＋Ｏの濃度－Ｓの濃度×４で表される式により求めることができる。表面１０ａにおいて、Ｏは、Ｃ、ＩｎおよびＰと結合している場合と、Ｓと結合している場合がある。有機膜および酸化膜の残留の指標としては、表面１０ａに存在しているＯのうち、Ｓ以外と結合しているＯの濃度となる。つまり、Ｓと結合しているＯは有機膜および酸化膜の残留ではなく、硫酸に由来し、電気特性の悪化に起因する。したがって、有機膜の残留の指標としては、表面１０ａにおいてＳＯ4として存在しているＯを除くため、上記式では、Ｓ濃度の４倍分のＯ濃度を除いている。
  表面１０ａにおいて、Ｉｎ酸化物は、１．２ａｔｏｍｉｃ％以下であることが好ましく、１．０ａｔｏｍｉｃ％以下であることがより好ましい。Ｉｎ酸化物は、ＩｎＰ基板１０上にエピタキシャル層を形成する際に除去されにくい。このため、Ｉｎ酸化物を１．２ａｔｏｍｉｃ％以下まで低減できると、ＰＬ特性の悪化を抑制することができる。１．０ａｔｏｍｉｃ％以下の場合、ＰＬ特性の悪化をより抑制することができる。
  表面１０ａにおいて、Ｐの濃度に対するＩｎの濃度の比（Ｉｎ／Ｐ）は、１．２８以下であることが好ましく、１．２３以下であることがより好ましい。１．２８以下の場合、Ｐが比較的多く存在するので、安定な面となり、表面特性が良好になる。１．２３以下の場合、表面特性をより良好にできる。
  上記「表面１０ａのＳＯ4 2-の濃度」は、イオンクロマト法により測定される値である。また、上記「Ｓ以外と結合しているＯの濃度およびＣの濃度、およびＩｎ酸化物」は、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）法により測定される値である。
  ＩｎＰ基板１０は、ＩｎＰからなっていてもよく、Ｆｅ、Ｓ、Ｓｎ、およびＺｎからなる群より選ばれた少なくとも一種の物質よりなるドーパントを含んでいてもよい。
  続いて、本実施の形態におけるＩｎＰ基板１０の製造方法について説明する。
  まず、図２を参照して、ＩｎＰインゴットを準備する（ステップＳ１）。このインゴットは、ＩｎＰからなっていてもよく、Ｆｅ、Ｓ、Ｓｎ、およびＺｎからなる群より選ばれた少なくとも一種の物質よりなるドーパントを含んでいてもよい。
  次に、準備したインゴットからＩｎＰ基板（図３におけるＩｎＰ基板１１）をスライス加工する（ステップＳ２）。スライス加工する方法は特に限定されない。このＩｎＰ基板は、スライス加工によりダメージ層を含む。
  次に、スライス加工したＩｎＰ基板を、研磨剤、化学研磨液などを用いて研磨する（ステップＳ３）。これにより、スライス加工によるダメージ層を除去できる。このステップＳ１～Ｓ３により、ＩｎＰ基板を準備することができる。
  次に、研磨したＩｎＰ基板を前処理する（ステップＳ４）。前処理により、研磨剤、化学研磨液などを除去する。
  前処理は、たとえばアルカリ性溶液で洗浄した後フッ酸で洗浄し、さらにアルカリ性溶液で洗浄する。ステップＳ２～Ｓ４のいずれかの後には、図３に示すように、ＩｎＰ基板１１の表面に、有機膜および酸化膜１２が形成される。なお、有機膜は、ＣとＯとを含み、酸化膜はＩｎ、ＰとＯとを含む。
  次に、ＩｎＰ基板１１を硫酸過水で洗浄する（ステップＳ５）。硫酸過水は、硫酸と、過酸化水素水（過水）とを含む。硫酸過水として、たとえば（硫酸：過水：水）＝（１０：１：１）～（５：１：１）などの溶液を用いることができる。
  このステップＳ５を実施すると、図４に示すように、ＩｎＰ基板１１の表面に形成されていた有機膜および酸化膜１２を低減することができる。また、ＩｎＰ基板１１の表面に付着していたＳｉなども低減することができる。なお、ＳｉはＩｎＰ基板１０を製造する際の雰囲気、洗浄に用いられる水などに含まれているので、ＩｎＰ基板１１の表面に付着している。
  次に、ＩｎＰ基板１１をリン酸で洗浄する（ステップＳ６）。このステップＳ６を実施すると、ＩｎＰ基板１１に付着しているＳｉ、硫酸由来のＳＯ4 2-（Ｓ、Ｏ）などを低減することができる。また、リン酸由来のＰがＩｎＰ基板に残留した場合でも、Ｐが供給されるとＩｎＰ基板１０の表面１０ａが安定な面となる。
  このステップＳ６では、１％以上３０％以下の濃度のリン酸水溶液を用いることが好ましい。これにより、表面Ｈａｚｅを低減することができる。
  以上の工程（ステップＳ１～Ｓ６）を実施することにより、図１に示すＩｎＰ基板１０を製造することができる。
  続いて、本実施の形態におけるＩｎＰ基板１０の製造方法の効果について説明する。前処理をするステップＳ４後、図３に示すように、表面１１ａには、有機膜および酸化膜１２とＳｉなどの不純物とが付着している。
  本実施の形態におけるＩｎＰ基板１０の製造方法では、硫酸過水で洗浄するステップＳ５後の表面は、図５に示すように、有機膜および酸化膜１２およびＳｉの付着は低減されるが、硫酸過水由来のＳが付着している。しかし、リン酸で洗浄するステップＳ６により、ステップＳ５で低減できなかったＳｉおよびステップＳ５で付着したＳをさらに低減することができる。つまり、有機膜および酸化膜を低減でき、かつＳ、Ｓｉなどの不純物をさらに低減できる。有機膜および酸化膜を低減できると、ＰＬ発光強度（ＰＬ特性）の悪化を抑制できる。不純物を低減できると、電気特性の悪化を抑制できる。したがって、ＩｎＰ基板１０を無線通信用途などに用いると、特性を向上することができる。
  次に、特許文献１のように、ステップＳ５およびＳ６の代わりに、硫酸で洗浄する比較例について説明する。硫酸は硫酸過水よりも強酸であるので、図６に示すように、本実施の形態の硫酸過水で洗浄するステップＳ５後よりも、Ｓｉを多く除去できるが、硫酸由来のＳの残留が多い。このため、不純物であるＳに起因して、電気特性が悪化してしまう。
  また、硫酸で洗浄した後に、リン酸で洗浄する技術が考えられる。この場合、図７に示すように、Ｓの一部は除去できるが、硫酸で洗浄した後に残留するＳが本実施の形態の硫酸過水で洗浄した場合よりも多いため、本実施の形態と比べてＳの残留が多くなる。このため、不純物であるＳに起因して、電気特性が悪化してしまう。
  また、上記特許文献２～４にように、過水を含む洗浄液を用いて洗浄する場合には、Ｓｉを十分に除去できないことを本発明者は鋭意研究の結果、見い出した。このため、不純物であるＳｉに起因して、電気特性が悪化してしまう。
  次に、ステップＳ５およびＳ６の代わりに、リン酸で洗浄する比較例について説明する。リン酸は、硫酸および硫酸過水よりも弱酸であるので、有機膜および酸化膜のエッチングが十分でない。このため、リン酸で洗浄すると、図３に示すように、有機膜および酸化膜１２が残留した状態になる。このため、有機膜および酸化膜に起因して、ＰＬ特性が悪化してしまう。
  以上より、本実施の形態のＩｎＰ基板１０の製造方法により製造されるＩｎＰ基板は、有機膜および酸化膜１２が低減されることから、Ｓ以外と結合しているＯの濃度およびＣの濃度を４０ａｔｏｍｉｃ％以下に低減することができ、かつ不純物が低減されることからＳＯ4 2-の濃度を０．６ｎｇ／ｃｍ2以下に低減することができる。このため、このＩｎＰ基板１０上にエピタキシャル層を形成すると、ＰＬ特性の悪化を抑制できるとともに、電気特性の悪化を抑制することができる。
  （実施の形態２）
  図８を参照して、本実施の形態におけるエピタキシャルウエハ２０について説明する。
図８に示すように、エピタキシャルウエハ２０は、実施の形態１におけるＩｎＰ基板１０と、ＩｎＰ基板１０の表面１０ａ上に形成されたエピタキシャル層２１とを備えている。
エピタキシャル層２１は、１層であってもよく、複数層であってもよい。
  ＩｎＰ基板１０とエピタキシャル層２１との界面において、たとえば、Ｓｉ濃度は１．８×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下であり、Ｓ濃度は２×１０13ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下である。
  続いて、本実施の形態におけるエピタキシャルウエハ２０の製造方法について説明する。まず、図９に示すように、実施の形態１にしたがって、ＩｎＰ基板１０を製造する（ステップＳ１～Ｓ６）。
  次に、ＩｎＰ基板１０の表面１０ａ上にエピタキシャル層２１を形成する（ステップＳ７）。エピタキシャル層２１を形成する方法は特に限定されず、ＯＭＶＰＥ（OrganoMetallic Vapor Phase Epitaxy：有機金属気相成長）法、ＨＶＰＥ（Hydride Vapor Phase Epitaxy：ハイドライド気相成長）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy：分子線エピタキシ）法、昇華法などの気相成長法、フラックス法、高窒素圧溶液法などの液相成長法などを採用することができる。
  なお、ステップＳ７では、複数の素子を形成してもよい。その場合、所定の構造のエピタキシャル層２１をＩｎＰ基板１０の表面１０ａ上に形成した後にＩｎＰ基板１０を個々の素子に分割するために、たとえばダイシングなどを行なう分割工程が実施される。
  以上の工程（ステップＳ１～Ｓ７）を実施することにより、図８に示すエピタキシャルウエハ２０を製造することができる。
  このように製造されたエピタキシャルウエハ２０は、たとえばリードフレームなどに搭載される。そして、ワイヤボンディング工程などを実施することにより、上記素子を用いた半導体装置を得ることができる。
  本実施の形態におけるエピタキシャルウエハ２０の製造方法は、実施の形態１における有機膜および酸化膜の残留が低減され、かつ不純物の残留が低減されたＩｎＰ基板１０を用いている。このため、ＰＬ特性の悪化が抑制され、かつ電気特性の悪化が抑制されたエピタキシャルウエハ２０を製造することができる。
  このようなエピタキシャルウエハ２０において、ＩｎＰ基板１０がＦｅ、Ｓ、Ｓｎ、およびＺｎからなる群より選ばれた少なくとも一種の物質よりなるドーパントを含んでいる場合には、次の効果を有する。
  ドーパントがＦｅの場合、その濃度は、たとえば１×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｃ以上１×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｃ以下であり、電気特性は半絶縁性である。この場合、ＩｎＰ基板１０とエピタキシャル層２１との界面において、Ｓｉ、Ｓの濃度が高いと電気特性異常（リーク）が発生する。しかし、本実施の形態では、Ｓｉ、Ｓの濃度を低減できるため、ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor：高電子移動度トランジスタ）、ＨＢＴ(Heterojunction Bipolar Transistor：ヘテロ接合バイポーラトランジスタ）などに好適に用いられる。
  ドーパントがＳの場合、その濃度は、たとえば０．５×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｃ以上８×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｃ以下であり、電気特性はｎ型である。この場合、ＩｎＰ基板１０とエピタキシャル層２１との界面において、Ｏ、Ｃの濃度が高いと電気特性異常および発光強度低下が発生する。しかし、本実施の形態では、Ｏ、Ｃの濃度を低減できるため、レーザなどに好適に用いられる。また、Ｈａｚｅを低減できる場合には、さらに発光強度を向上することができる。
  ドーパントがＳｎの場合、その濃度は、たとえば１×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｃ以上６×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｃ以下であり、電気特性はｎ型である。この場合、ＩｎＰ基板１０とエピタキシャル層２１との界面において、Ｏ、Ｃの濃度が高いと電気特性異常および発光強度低下が発生する。しかし、本実施の形態では、Ｏ、Ｃの濃度を低減できるため、レーザなどに好適に用いられる。また、Ｈａｚｅを低減できる場合には、さらに発光強度を向上することができる。
  ドーパントがＺｎの場合、その濃度は、たとえば３×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｃ以上８×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｃ以下であり、電気特性はｐ型である。この場合、ＩｎＰ基板１０とエピタキシャル層２１との界面において、Ｓｉ、Ｓの濃度が高いと電気特性異常および発光強度低下が発生する。しかし、本実施の形態では、Ｓｉ、Ｓの濃度を低減できるため、レーザなどに好適に用いられる。また、Ｈａｚｅを低減できる場合には、さらに発光強度を向上することができる。
  本実施例では、硫酸過水で洗浄する工程と、リン酸で洗浄する工程とを備えることによる効果について調べた。
  （本発明例１）
  本発明例１のＩｎＰ基板の製造方法は、基本的には実施の形態１と同様であった。具体的には、まず、ＩｎＰインゴットをＶＢ法により結晶成長した（ステップＳ１）。次に、インゴットをスライス加工した（ステップＳ２）。次に、研磨剤と酸化剤とｐＨ調整剤とを含み、かつｐＨが２以上４以下の研磨液を用いて研磨をした（ステップＳ３）。研磨剤は、粒径が３ｎｍ以上３０ｎｍ以下の粒径を有するコロイダルシリカを用いた。酸化剤は、トリクロロイソシアヌル酸を用いた。ｐＨ調整剤は、リンゴ酸を用いた。これにより、ＩｎＰ基板を準備した。
  次に、前処理を行なった（ステップＳ４）。前処理は、アルカリ性溶液での洗浄、フッ酸での洗浄、アルカリ性溶液での洗浄をこの順で行なった。
  次に、ＩｎＰ基板を硫酸過水で洗浄した（ステップＳ５）。この硫酸過水は、硫酸：過水：水＝１０：１：１であった。また、室温で洗浄した。この後、１０分間の流水洗浄を行なった。
  引き続き、ＩｎＰ基板をリン酸で洗浄した（ステップＳ６）。このリン酸の濃度は、３０％であった。この後、１０分間の流水洗浄後、遠心乾燥を実施した。なお、乾燥は、アルコールによる蒸気乾燥であってもよい。これにより、本発明例１のＩｎＰ基板１０を製造した。
  （比較例１～８）
  比較例１～８のＩｎＰ基板の製造方法は、基本的には本発明例１と同様であったが、ステップＳ５およびＳ６の代わりに、下記の表１に記載の洗浄液を用いた。
  （測定方法）
  本発明例１、および比較例１～８のＩｎＰ基板について、表面の組成をＸＰＳ法により測定した。測定のための装置として、ＰＨＩ  Ｑｕａｎｔｕｍ２０００を用いた。分析条件は、以下のようにした。Ｘ線源は、１４８６．６ｅＶを有する単一波長ＡｌＫαを用いた。光電子取り出し角度は、３０°とした。分析領域は、１４００μｍ×３００μｍとした。チャージアップは、Ｃ１ｓのＣ－Ｈ結合を２８４．８ｅＶとして補正を行なった。その結果を下記の表１に示す。
  また、ＩｎＰ基板の表面の組成から、Ｐに対するＩｎの比（Ｉｎ／Ｐ）を求めた。その結果を下記の表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  （測定結果）
  表１に示すように、硫酸過水で洗浄し、その後リン酸で洗浄した本発明例１のＩｎＰ基板は、不純物を構成する硫酸イオンの濃度が０．６ｎｇ／ｃｍ2以下であり、かつ有機膜を構成するＣと結合しているＯの濃度およびＣの濃度は４０ａｔｏｍｉｃ％以下であった。このため、本発明例１のＩｎＰ基板の表面は、不純物が低減され、かつ有機膜および酸化膜が低減されたことがわかった。
  また、本発明例１のＩｎＰ基板は、リン酸で洗浄しているため、表面の組成比（Ｉｎ／Ｐ）が１．２８以下の安定した面であった。さらに、本発明例１のＩｎＰ基板は、Ｉｎ酸化物を１．２％以下まで低減できた。
  一方、硫酸で洗浄した比較例１、および、硫酸で洗浄した後にリン酸で洗浄した比較例８は、ＳＯ4 2-の濃度が０．６ｎｇ／ｃｍ2を超えていた。このことから、硫酸に由来したＳがＩｎＰ基板に多く残留することがわかった。
  また、硫酸よりも弱い酸を用いた比較例２～比較例７は、Ｓ以外と結合しているＯの濃度およびＣの濃度が４０ａｔｏｍｉｃ％を超えていた。このことから、有機膜および酸化膜がＩｎＰ基板に多く残留することがわかった。
  以上より、本実施例によれば、硫酸過水で洗浄する工程と、リン酸で洗浄する工程とを備えることにより、硫酸を用いた場合と同程度まで有機膜の残留を低減できることができ、さらに不純物の残留を低減できることが確認できた。
  また、硫酸過水で洗浄する工程と、リン酸で洗浄する工程とを備えることにより、ＳＯ4 2-の濃度が０．６ｎｇ／ｃｍ2以下であり、かつＳ以外と結合しているＯの濃度およびＣの濃度が４０ａｔｏｍｉｃ％以下であるＩｎＰ基板を実現できることがわかった。
  なお、本発明例１では、ＩｎＰ基板のＳＯ4 2-の濃度は０．０５ｎｇ／ｃｍ2であり、かつＳ以外と結合しているＯの濃度およびＣの濃度は３７ａｔｏｍｉｃ％である。本発明者は、ＳＯ4 2-の濃度については０．５５ｎｇ／ｃｍ2程度の誤差が生じ、Ｃと結合しているＯの濃度およびＣの濃度については３ａｔｏｍｉｃ％程度の誤差が生じるという知見を鋭意研究の結果得ている。このため、本発明では、本発明例１で得られた値に対して安全率を考慮して、ＳＯ4 2-の濃度の閾値を０．６ｎｇ／ｃｍ2以下とし、Ｓ以外と結合しているＯの濃度およびＣの濃度の閾値を４０ａｔｏｍｉｃ％以下としている。
  本実施例では、硫酸過水で洗浄する工程と、リン酸で洗浄する工程とを備えるＩｎＰ基板を用いてエピタキシャル層を形成することの効果について調べた。
  本発明例１および比較例１～８のＩｎＰ基板上に、以下のエピタキシャル層を形成した。ＩｎＰ基板上に、ＯＭＶＰＥ法により３００ｎｍの厚みを有するＩｎＰ層を形成した。
このＩｎＰ層上に、ＯＭＶＰＥ法により５ｎｍの厚みを有するＩｎＧａＡｓ層を形成した。このＩｎＧａＡｓ層上に、ＯＭＶＰＥ法により３００ｎｍの厚みを有するＩｎＰ層を形成した。これにより、本発明例１および比較例1～８のエピタキシャルウエハを製造した。
  （測定方法）
  本発明例１および比較例１～８のエピタキシャルウエハについて、ＩｎＧａＡｓ層について、以下の条件のＰＬ強度測定方法によりＰＬ強度を測定した。励起光波長は５３２ｎｍであった。測定波長は、１２５０ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であった。測定機は、ナノメトリクス社製のＰＬＭ１５０を用いた。その結果を下記の表２に示す。
  また、本発明例１および比較例１～８のエピタキシャルウエハについて、エピタキシャル層とＩｎＰ基板との界面のＳｉ濃度およびＳ濃度をＳＩＭＳにより測定した。その結果を下記の表２に示す。なお、表２において、「ＮＤ」とは検出下限値（２×１０13ａｔｏｍｓ／ｃｍ3）よりも低かったため、検出されなかったことを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  （測定結果）
  表２に示すように、硫酸過水で洗浄し、その後リン酸で洗浄したＩｎＰ基板を備えた本発明例１のエピタキシャルウエハは、ＰＬ強度が８０（ａ．ｕ．）以上であり、ＰＬ特性の悪化を抑制できた。さらに、本発明例１のエピタキシャルウエハは、２×１０17ａｔｏｍｉｃ／ｃｍ3以下の低いＳｉ濃度と、検出下限値以下の低いＳ濃度とを有していた。このことから、ＩｎＰ基板とエピタキシャル層との界面の不純物濃度を低減できたことがわかった。このため、電気特性の悪化を抑制できることがわかった。
  一方、硫酸で洗浄したＩｎＰ基板を用いた比較例１、および、硫酸で洗浄した後にリン酸で洗浄したＩｎＰ基板を用いた比較例８は、強酸の硫酸を用いていた。このため、有機膜および酸化膜を低減できたことからＰＬ強度の悪化を抑制でき、かつ不純物であるＳｉ濃度は低減できた。しかし、硫酸に由来したＳがＩｎＰ基板とエピタキシャル層との界面に多く残留することがわかった。このことから、電気特性の悪化が生じることがわかった。
  また、硫酸よりも弱酸の酸を用いたＩｎＰ基板を用いた比較例２～比較例７は、硫酸を用いなかったので、Ｓ濃度は低減できた。しかし、有機膜および酸化膜を十分に低減できなかったので、ＰＬ強度が低かった。また、不純物であるＳｉがＩｎＰ基板とエピタキシャル層との界面に多く残留することがわかった。このことから、電気特性の悪化が生じることがわかった。
  さらに、硫酸を用いて洗浄した比較例１と、硫酸と過水とを含む洗浄液で洗浄した比較例２とを比べると、過水を含むことにより界面に存在するＳｉを十分に除去できないことがわかった。本発明例１では、硫酸過水を用いているが、硫酸過水で十分に低減できなかったＳｉをリン酸でさらに低減したので、Ｓｉ濃度を硫酸と同程度まで低減できた。
  以上より、本実施例によれば、硫酸過水で洗浄する工程と、リン酸で洗浄する工程とを備えることにより、硫酸を用いた場合と同程度までＰＬ強度の悪化を抑制でき、さらに電気特性の悪化を抑制できることが確認できた。
  本実施例では、１％以上３０％以下の濃度のリン酸で洗浄することの効果について調べた。
  （本発明例２～５）
  本発明例２～５のＩｎＰ基板およびエピタキシャルウエハは、基本的には本発明例１と同様に製造したが、リン酸で洗浄するステップＳ６において、下記の表３に記載の濃度のリン酸を用いた点において異なっていた。
  （測定方法）
  本発明例１～５のＩｎＰ基板の表面の有機膜の厚み、Ｈａｚｅ、およびエピタキシャル層のＨａｚｅを測定した。有機膜の厚みは、ルドルフ社製のエリプソメータ  Ａｕｔｏ  ＥＬ  ＩＶを用いて測定した。Ｈａｚｅは、ＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ社製の表面検査装置Ｓｕｒｆｓｃａｎ  ６２２０を用いて測定した。これらの結果を下記の表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
  （測定結果）
  表３に示すように、リン酸の濃度が１％以上３０％以下の本発明例１～３は、ＩｎＰ基板のＨａｚｅおよびエピタキシャルウエハのＨａｚｅが低かった。ＩｎＰ基板の表面粗さが小さいため、エピタキシャルウエハのモフォロジーも良くなったことがわかった。
  以上より、本実施例によれば、１％以上３０％以下の濃度のリン酸で洗浄することにより、ＩｎＰ基板およびエピタキシャルウエハの表面のＨａｚｅを低減できることがわかった。
  今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
  １０，１１  ＩｎＰ基板、１０ａ，１１ａ  表面、１２  有機膜および酸化膜、２０  エピタキシャルウエハ、２１  エピタキシャル層。

Claims (8)

  1.   インジウムリン基板を準備する工程と、
      前記インジウムリン基板を硫酸過水で洗浄する工程と、
      前記硫酸過水で洗浄する工程後に、前記インジウムリン基板をリン酸で洗浄する工程とを備えた、インジウムリン基板の製造方法。
  2.   前記リン酸で洗浄する工程では、１％以上３０％以下の濃度の前記リン酸水溶液を用いる、請求項１に記載のインジウムリン基板の製造方法。
  3.   前記準備する工程では、鉄、硫黄、スズ、および亜鉛からなる群より選ばれた少なくとも一種の物質よりなるドーパントを含む前記インジウムリン基板を準備する、請求項１または２に記載のインジウムリン基板の製造方法。
  4.   請求項１～３のいずれか１項に記載のインジウムリン基板の製造方法によりインジウムリン基板を製造する工程と、
      前記インジウムリン基板上にエピタキシャル層を形成する工程とを備えた、エピタキシャルウエハの製造方法。
  5.   表面を有するインジウムリン基板であって、
      前記表面において、硫酸イオンの濃度が０．６ｎｇ／ｃｍ2以下であり、かつ硫黄以外と結合している酸素の濃度および炭素の濃度は４０ａｔｏｍｉｃ％以下であることを特徴とする、インジウムリン基板。
  6.   前記表面において、Ｐの濃度に対するＩｎの濃度の比（Ｉｎ／Ｐ）が１．２３以下であり、かつＩｎ酸化物が１．２ａｔｏｍｉｃ％以下であることを特徴とする、請求項５に記載のインジウムリン基板。
  7.   鉄、硫黄、スズ、および亜鉛からなる群より選ばれた少なくとも一種の物質よりなるドーパントを含む、請求項５または６に記載のインジウムリン基板。
  8.   請求項５～７のいずれか１項に記載のインジウムリン基板と、
      前記インジウムリン基板の前記表面上に形成されたエピタキシャル層とを備えた、エピタキシャルウエハ。
      
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