制造化合物半导体器件的方法和洗涤剂技术

本发明专利技术涉及一种制造化合物半导体器件的方法和洗涤剂，所述方法包括：形成化合物半导体叠层结构；除去化合物半导体叠层结构的一部分，以便形成凹形部分；使用洗涤剂清洁凹形部分的内部，其中所述洗涤剂包含与凹形部分中存在的残留物相容的基础树脂和溶剂。

【技术实现步骤摘要】

在此讨论的实施方案涉及制造化合物半导体器件的方法和洗涤剂。
技术介绍
近年来，已积极地开发出电子器件(化合物半导体器件)，其中GaN层和AlGaN层顺序设置在衬底上，GaN层用作电子传输层。所述化合物半导体器件的实例是基于GaN的高电子迁移晶体管(HEMT)。在基于GaN的HEMT中，利用AlGaN和GaN之间异质结面上产生的高浓度二维电子气(2DEG)。GaN的带隙是3. 4eV并大于Si的带隙(I. IeV)和GaAs的带隙(I. 4eV)。也就是说，GaN具有高击穿场强。另外，GaN还具有高饱和电子速度。因此，GaN是能够高电压 操作和高输出生产的化合物半导体器件的非常有前途的材料，例如用于电源的半导体器件的材料。因此，使用GaN基化合物半导体器件的化合物半导体器件期望是高效开关元件、电车等的高击穿电压功率器件。关于GaN基的HEMT，用于栅电极的材料不同于源电极和漏电极的材料。所以，通过不同于源电极和漏电极的方法形成栅电极。栅电极、源电极和漏电极例如通过剥离(lift-off)方法形成。也就是说，进行电极的形成、抗蚀剂图案的形成、电极材料的形成和抗蚀剂图案的去除。同时，在GaN基的HEMT的制备中，凹部或开口部分可以在待设置化合物半导体层的栅电极、源电极和漏电极的区域内形成。在这种情况下，使用抗蚀剂图案蚀刻化合物半导体层，从而形成凹部或开口部分，之后除去抗蚀剂。另外，形成源电极和漏电极之后，可以用钝化膜覆盖源电极和漏电极，并在栅电极形成之前，可以使用抗蚀剂图案来干法-蚀刻钝化膜。在这种情况下，在干法蚀刻之后除去抗蚀剂。在这些方法中，尽管除去了抗蚀剂，仍可能保留抗蚀剂残留物。此外，在干法蚀刻钝化膜之后，可能保留蚀刻残留物。就这一点而言，这些残留物甚至不能用有机物质来清洁而有效地除去。这是因为在抗蚀剂图案的形成中实施的显影和干法蚀刻之后，后烘焙期间改变的效果。同时，通过使用例如硫酸和双氧水的混合物进行酸处理来除去残留物时，此时暴露的电极将受损。例如，在形成源电极和漏电极之后形成用于栅电极的凹部情况下，在形成凹部期间源电极和漏电极是暴露的。所以，如果使用上述混合物，源电极和漏电极将受损。或者，即使电极没有受损，化合物半导体层的暴露的表面可能受到氧化、表面粗糙化等，从而可能改变其特性。在存在上述残留物的情况下，出现漏电流增加，由于电荷陷阱导致的阈值电压波动等，从而明显降低产率。下面是参考文件[文件I]日本公开专利公告号2003-167360和[文件2]日本公开专利公告号2007-128038。
技术实现思路
根据实施方案的一个方面，制造化合物半导体器件的方法包括形成化合物半导体叠层结构；除去一部分上述化合物半导体叠层结构，以便形成凹形部分；使用洗涤剂清洁上述凹形部分的内部，其中上述洗涤剂包含与上述凹形部分中存在的残留物相容的基础树脂和溶剂。附图说明图IA至IC是按照步骤说 明根据第一实施方案的用于制造化合物半导体器件的方法的截面图；图2是说明清洁方法的一个实例的流程图；图3A至3J是按照步骤说明根据第二实施方案的用于制造GaN基HEMT的方法的截面图；图4A至4F是按照步骤说明根据第三实施方案的用于制造GaN基HEMT的方法的截面图；图5是说明高输出放大器的外观实例的图；和图6A和6B是说明电源装置的图。图7说明用于实验的各种洗涤剂。图8说明n-AlGaN电子供应层表面的颗粒数和氧浓度比。具体实施例方式下面参考附图具体描述实施方案。(第一实施方案)下面描述第一实施方案。图IA至IC是按照步骤说明根据第一实施方案的用于制造化合物半导体器件的方法的截面图。在如图IA说明的第一实施方案中，形成包括化合物半导体层2和在其上的化合物半导体层3的叠层物I。叠层物I是化合物半导体叠层结构的实例。化合物半导体层2和3是氮化物半导体层，例如GaN层、AlGaN层和AlN层。随后，如图IB中说明的，通过除去一部分叠层物I形成凹部4。凹槽4是凹形部分的实例。不特别限制形成凹槽4的方法，实例包括使用抗蚀剂图案作为蚀刻掩模进行干法蚀亥lj。形成凹槽4之后，在凹槽4中可能存在残留物5。残留物5是例如抗蚀剂图案的残留物和化合物半导体层3的残留物。从这点来说，在图IB中凹槽4延伸到化合物半导体层2的表面。然而，凹槽4可以侵入化合物半导体层2的内部，或者凹槽4不可延伸到化合物半导体层2的表面。也就是说，凹槽4的深度可以大于或小于化合物半导体层3的厚度。之后，如图IC中所示，使用洗涤剂清洁凹槽4的内部。本实施方案中所用的洗涤剂包含与残留物5相容的基础树脂和溶剂。由此移除残留物5。作为基础树脂可以使用例如聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚环氧乙烷、含酚式羟基的树脂、含羧基的树脂和环氧树脂。还可以使用它们的共聚物或混合物。洗涤剂中基础树脂的含量没有特殊限制，优选为O. I质量％至50质量％。如果基础树脂的含量小于O. I质量％，与残留物5相容的组分将不足，不能有效地除去残留物5。另一方面，如果该基础材料的含量大于50质量％，洗涤剂的粘度太高，则洗涤剂不容易润温和铺展在叠层物I的表面上。所以，基础树脂的含量优选为O. I质量％至50质量％溶剂优选使用水。然而，可以使用有机溶剂，例如基于醇的有机溶剂、基于链酯的有机溶剂、基于环酯的有机溶剂、基于酮的有机溶剂、基于链醚的有机溶剂、基于环醚的有机溶剂和基于胺的有机溶剂。基于醇的有机溶剂的实例包括异丙醇。基于链酯的有机溶剂的实例包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、丙二醇甲醚(PGME)和丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)。基于环酯的有机溶剂的优选实例包括基于内酯的有机溶剂，特别优选Y-丁内酯。基于酮的有机溶剂的实例包括丙酮、环己酮和庚酮。基于链醚的有机溶剂的实例包括乙二醇二甲醚。基于环醚的有机溶剂的实例包括四氢呋喃和二噁烷。基于胺的有机溶剂的实例包括N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)和氨基醇。根据第一实施方案，可以有效地除去残留物5而不进行酸处理。所以可以高产率地产生具有期望特性的化合物半导体器件。在此将描述使用洗涤剂清洁凹槽4内部的方法实例，但是清洁方法不限于所述实例。图2是说明清洁方法的实例的流程图。首先，将洗涤剂施用在具有凹槽4的叠层物I的表面(步骤SI)。随后，加热洗涤齐U，使得基础树脂和残留物5互溶，另外，蒸发洗涤剂中的溶剂(步骤S2)。结果是，形成表面-处理膜。之后，用预定的液体溶解并移除所述表面-处理膜(步骤S3)。施用洗涤剂的处理实例包括浸溃处理、旋涂处理和喷涂处理。加热温度没有特殊限制，但是优选50°C至250°C。如果温度低于50°C，可能很难使得基础树脂和残留物5充分地互溶。另一方面，如果温度高于250°C，洗涤剂的成分可能分解。因此，加热温度优选为50°C至250°C。从这点来说，移除所述表面-处理膜的液体实例包含与洗涤剂中所含相同的溶剂。同时，除了基础树脂和溶剂外，优选在洗涤剂中包含还原剂。这是因为叠层物I的表面可能在清洁之前被氧化，并且叠层物I的表面可能在清洁期间被氧化。还原剂例如可以使用有机酸，例如羧酸和醛。羧酸的实例包括草酸和甲酸。还原剂在洗涤剂中的含量没有特殊限制，但是优选为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.18 JP 2011-0332401.一种制造化合物半导体器件的方法，所述方法包括 形成化合物半导体叠层结构； 除去所述化合物半导体叠层结构的一部分，以形成凹形部分；和 使用洗涤剂清洁所述凹形部分的内部， 其中所述洗涤剂包含溶剂以及与所述凹形部分中存在的残留物相容的基础树脂。2.根据权利要求I的制造化合物半导体器件的方法， 其中所述基础树脂包含选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚环氧乙烷、含酚式羟基的树脂、含羧基的树脂和环氧树脂中的至少一种。3.根据权利要求I的制造化合物半导体器件的方法， 其中所述基础树脂相对于所述洗涤剂的比例是O. I质量％至50质量％。4.根据权利要求I的制造化合物半导体器件的方法， 其中所述溶剂包含选自水、基于醇的有机溶剂、基于链酯的有机溶剂、基于环酯的有机溶剂、基于酮的有机溶剂、基于链醚的有机溶剂、基于环醚的有机溶剂和基于胺的有机溶剂中的至少一种。5.根据权利要求I的制造化合物半导体器件的方法， 其中所述洗涤剂包含还原剂。6.根据权利要求I的制造化合物半导体器件的方法， 其中所述洗涤剂包含交联剂。7.根据权利要求I的制造化合物半导体器件的方法， 其中所述洗涤剂包含表面活性剂。8.根据权利要求I的制造化合物半导体器件的方法， 其中所述清洁包括 施用所述洗涤剂； 通过加热蒸发所述洗涤剂中的所述溶剂来形成膜；和 移除所述膜。9.一种制造化合物半导体器件的方法，所述方法包括 在衬底上形成电子传输层； 在所述电子传输层上形成电子供应层； 至少在所述电子供应层中形成用于栅电极的凹部；和 使用洗涤剂清洁所述凹部的内部， 其中所述洗涤剂包含溶剂以及与所述凹部中...

【专利技术属性】
技术研发人员：今纯一，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：