III-V族化合物半导体基板和带有外延层的III-V族化合物半导体基板制造技术

一种作为III‑V族化合物半导体基板的磷化铟基板，其在主表面上以0.22个粒子/cm

III-V Compound Semiconductor Substrate and III-V Compound Semiconductor Substrate with Epitaxy Layer

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】III-V族化合物半导体基板和带有外延层的III-V族化合物半导体基板
本专利技术涉及III-V族化合物半导体基板和带有外延层(エピタキシャル層)的III-V族化合物半导体基板。本申请要求基于2017年5月26日提交的国际申请PCT/JP2017/019722号的优先权，并且通过引用的方式将在前述国际申请中记载的全部内容以其整体并入本文中。
技术介绍
诸如磷化铟基板或砷化镓基板的III-V族化合物半导体基板适合用作半导体器件的基板，并且为了通过使得在基板的主表面上生长高品质的外延层而得到高性能的半导体器件，主表面的清洗是必需的。日本特开2010-248050号公报(专利文献1)公开了一种制造磷化铟基板(InP基板)的方法，其包括：制备磷化铟基板的步骤；用硫酸/过氧化氢混合物清洗磷化铟基板的步骤；以及在用硫酸/过氧化氢混合物清洗的步骤之后用硫酸清洗磷化铟基板的步骤。此外，公开了一种具有如下表面的磷化铟基板，其中在所述表面上，硫酸根离子浓度为0.6ng/cm2以下，并且与硫之外的元素键合的氧的浓度和碳的浓度为40原子％以下。国际公开第2012/157476号(专利文献2)公开了一种至少一个主表面经过了镜面抛光的化合物半导体基板如GaAs、InP或GaP，其中经过了镜面抛光的表面涂布有含有氢(H)、碳(C)和氧(O)的有机物质。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-248050号公报专利文献2：国际公开第2012/157476号
技术实现思路
根据本公开第一方面的III-V族化合物半导体基板是磷化铟基板(InP基板)，其在主表面上以0.22个粒子/cm2以下的量包含粒度为0.19μm以上的粒子。根据本公开第二方面的III-V族化合物半导体基板是磷化铟基板(InP基板)，其在所述主表面上以20个粒子/cm2以下的量包含粒度为0.079μm以上的粒子。根据本公开第三方面的带有外延层(外延层(エピ層))的III-V族化合物半导体基板包含根据第一方面的III-V族化合物半导体基板(即，InP基板)以及设置在所述III-V族化合物半导体基板的所述主表面上的外延层，并且在所述外延层具有0.3μm的厚度的情况下在所述主表面上以10个缺陷/cm2以下的量包含圆当量直径为0.24μm以上的光点缺陷(LPD)。根据本公开第四方面的带有外延层(外延层(エピ層))的III-V族化合物半导体基板包含根据第二方面的III-V族化合物半导体基板(即，InP基板)以及设置在所述III-V族化合物半导体基板的所述主表面上的外延层，并且在所述外延层具有0.3μm的厚度的情况下在所述主表面上以30个缺陷/cm2以下的量包含圆当量直径为0.136μm以上的光点缺陷(LPD)。根据本公开第五方面的III-V族化合物半导体基板是导电砷化镓基板(导电GaAs基板)，其在所述主表面上以1.0个粒子/cm2以下的量包含粒度为0.079μm以上的粒子。根据本公开第六方面的带有外延层(外延层(エピ層))的III-V族化合物半导体基板包含根据第五方面的III-V族化合物半导体基板(即，导电GaAs基板)以及设置在所述III-V族化合物半导体基板的所述主表面上的外延层，并且在所述外延层具有5μm的厚度的情况下在所述主表面上以5个缺陷/cm2以下的量包含圆当量直径为3.0μm以上的光点缺陷(LPD)。根据本公开第七方面的带有外延层(外延层(エピ層))的III-V族化合物半导体基板包含III-V族化合物半导体基板以及设置在所述III-V族化合物半导体基板的主表面上的外延层，并且所述III-V族化合物半导体基板是半绝缘砷化镓基板(半绝缘GaAs基板)，所述半绝缘砷化镓基板(半绝缘GaAs基板)在主表面上以12个粒子/cm2以下的量包含粒度为0.079μm以上的粒子，并且在所述外延层具有5μm的厚度的情况下在所述主表面上以10个缺陷/cm2以下的量包含圆当量直径为3.0μm以上的光点缺陷(LPD)。附图说明图1是显示在半绝缘InP基板(Fe掺杂的)的主表面上每1cm2上圆当量直径为0.19μm以上的粒子数量与在带有外延层的半绝缘InP基板(Fe掺杂的)的外延层的主表面上每1cm2上圆当量直径为0.24μm以上的LPD数量之间的关系的实例的图。图2是显示在导电InP基板(S掺杂的)的主表面上每1cm2上圆当量直径为0.19μm以上的粒子数量与在带有外延层的导电InP基板(S掺杂的)的外延层的主表面上每1cm2上圆当量直径为0.24μm以上的LPD数量之间的关系的实例的图。图3是显示在导电InP基板(Sn掺杂的)的主表面上每1cm2上圆当量直径为0.19μm以上的粒子数量与在带有外延层的导电InP基板(Sn掺杂的)的外延层的主表面上每1cm2上圆当量直径为0.24μm以上的LPD数量之间的关系的实例的图。图4是显示在半绝缘InP基板(Fe掺杂的)的主表面上每1cm2上圆当量直径为0.079μm以上的粒子数量与在带有外延层的半绝缘InP基板(Fe掺杂的)的外延层的主表面上每1cm2上圆当量直径为0.136μm以上的LPD数量之间的关系的实例的图。图5是显示在导电InP基板(S掺杂的)的主表面上每1cm2上圆当量直径为0.079μm以上的粒子数量与在带有外延层的导电InP基板(S掺杂的)的外延层的主表面上每1cm2上圆当量直径为0.136μm以上的LPD数量之间的关系的实例的图。图6是显示在导电InP基板(Sn掺杂的)的主表面上每1cm2上圆当量直径为0.079μm以上的粒子数量与在带有外延层的导电InP基板(Sn掺杂的)的外延层的主表面上每1cm2上圆当量直径为0.136μm以上的LPD数量之间的关系的实例的图。图7是显示在III-V族化合物半导体基板的主表面上的内周和外周的实例的示意性平面图。图8是显示制造InP基板的方法的实例的流程图。图9是显示III-V族化合物半导体基板的清洗方法的实例的示意图。图10是显示在导电GaAs基板的主表面上每1cm2上圆当量直径为0.19μm以上的粒子数量与在带有外延层的导电GaAs基板的外延层的主表面上每1cm2上圆当量直径为18μm以上的LPD数量之间的关系的实例的图。图11是显示在导电GaAs基板的主表面上每1cm2上圆当量直径为0.079μm以上的粒子数量与在带有外延层的导电GaAs基板的外延层的主表面上每1cm2上圆当量直径为3.0μm以上的LPD数量之间的关系的实例的图。图12是显示在半绝缘GaAs基板的主表面上每1cm2上圆当量直径为0.19μm以上的粒子数量与在带有外延层的半绝缘GaAs基板的外延层的主表面上每1cm2上圆当量直径为18μm以上的LPD数量之间的关系的实例的图。图13是显示在半绝缘GaAs基板的主表面上每1cm2上圆当量直径为0.079μm以上的粒子数量与在带有外延层的半绝缘GaAs基板的外延层的主表面上每1cm2上圆当量直径为3.0μm以上的LPD数量之间的关系的实例的图。图14是显示制造导电GaAs基板和半绝缘GaAs基板的方法的实例的流程图。具体实施方式[本专利技术要解决的问题]日本特开2010-248050号公报(专利文献1)中公开的磷化铟基板存在的问题是，尽管杂质浓度降低使得基板表面上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种III‑V族化合物半导体基板，所述III‑V族化合物半导体基板为磷化铟基板，其中，所述III‑V族化合物半导体基板在主表面上以0.22个粒子/cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.05.26 JP PCT/JP2017/0197221.一种III-V族化合物半导体基板，所述III-V族化合物半导体基板为磷化铟基板，其中，所述III-V族化合物半导体基板在主表面上以0.22个粒子/cm2以下的量包含粒度为0.19μm以上的粒子。2.一种III-V族化合物半导体基板，所述III-V族化合物半导体基板为磷化铟基板，其中，所述III-V族化合物半导体基板在主表面上以20个粒子/cm2以下的量包含粒度为0.079μm以上的粒子。3.根据权利要求1或2所述的III-V族化合物半导体基板，其中所述III-V族化合物半导体基板是半绝缘磷化铟基板，并且所述主表面覆盖有保护膜。4.根据权利要求3所述的III-V族化合物半导体基板，其中所述保护膜包含表面活性剂。5.根据权利要求3或4所述的III-V族化合物半导体基板，其中所述保护膜具有0.3nm以上且3nm以下的厚度。6.一种III-V族化合物半导体基板，所述III-V族化合物半导体基板是半绝缘磷化铟基板，其中所述III-V族化合物半导体基板在主表面上以0.22个粒子/cm2以下的量包含粒度为0.19μm以上的粒子，所述主表面覆盖有保护膜，并且所述保护膜包含表面活性剂并且具有0.3nm以上且3nm以下的厚度。7.一种III-V族化合物半导体基板，所述III-V族化合物半导体基板是半绝缘磷化铟基板，其中所述III-V族化合物半导体在主表面上以20个粒子/cm2以下的量包含粒度为0.079μm以上的粒子，所述主表面覆盖有保护膜，并且所述保护膜包含表面活性剂并且具有0.3nm以上且3nm以下的厚度。8.一种带有外延层的III-V族化合物半导体基板，所述带有外延层的III-V族化合物半导体基板包含根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤原新也，三好知顕，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP