[發明專利]GaAs晶片及GaAs晶片的制造方法

有效

• 申請號: 201110375181.2
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN102465344A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 木村健
• 申請（專利權）人: 日立電線株式會社
• 主分類號: C30B29/42
• 分類號: C30B29/42;C30B15/20
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;於毓楨

技術領域

本發明涉及GaAs晶片及其制造方法，特別涉及可抑制滑移的發生的GaAs晶片及其制造方法。

背景技術

GaAs等的化合物半導體單晶通過LEC(Liquid?Encapsulated?Czochralski：液封直拉)法、VB(Vertical?Bridgeman：垂直布里奇曼)法等來制造。以往，在半絕緣性GaAs單晶的生長中，為了防止多晶化而使結晶生長中的固液界面形狀在熔液側成為凸狀是重要的，提出了用于形成凸狀固液界面的各種結構或生長條件等的方案(例如，專利文獻1～6)。

將使半絕緣性GaAs單晶生長后對其進行切片加工而得到的半絕緣性GaAs晶片作為基板，制作各種器件。具體地說，在GaAs晶片上，通過有機金屬氣相生長法(MOVPE法)或分子束外延生長法(MBE法)等使AlGaAs或InGaAs等的化合物半導體層進行外延生長，其后，使用光刻及蝕刻等技術來制作電子器件或受光器件、發光器件等。

在這里，外延生長的AlGaAs或InGaAs等的化合物半導體層與作為其襯底晶片的GaAs組成不同，因此晶格常數或熱膨脹系數不同。因此，如圖4所示，在GaAs晶片20上層疊了外延層21的外延晶片22產生應變，外延晶片22整體在外延層21側翹曲為凸形狀的情況較多。

在器件制造工藝中，GaAs晶片多次暴露在高溫下。例如，通過MOVPE法的外延生長中，將GaAs晶片升溫至約800℃進行外延生長，或者在外延生長后的晶片退火處理中GaAs晶片也會暴露在高溫下。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平5-238870號公報

專利文獻2：日本特開平6-107416號公報

專利文獻3：日本特開2004-10467號公報

專利文獻4：日本特開2006-327879號公報

專利文獻5：日本特開2006-36604號公報

專利文獻6：日本特開2008-222481號公報

發明內容

發明要解決的課題

如上所述，在GaAs晶片20上形成了晶格常數不同的外延層21的外延晶片22不少有翹曲，在外延生長工序中外延生長后的降溫時，或者在外延生長工序后所進行的晶片退火處理中的升降溫時，為了釋放GaAs晶片20的翹曲、即晶格應變，如圖5所示，在GaAs晶片20的表面產生由GaAs晶片20的外周緣部沿著特定的結晶方向的直線狀條紋，即滑移23。另外，24為缺口。

賦予晶片以急劇的溫度變化時，為了釋放晶片內部的應變，結晶一部分進行移動，因此在結晶面的高度上產生偏差，在晶片表面產生高低差。這就是滑移，其從作為結晶的釋放端的晶片外周緣部產生，該高低差向中心方向傳播，出現由外周緣部向著中心的直線狀條紋。器件形成區域位于晶片的中央部側，因此滑移傳播到器件形成區域時，在具有滑移的區域上形成的器件存在器件產生斷線等不良情況這樣的問題。

為了抑制滑移的發生，使外延生長后的降溫速度、晶片退火處理時的升溫速度及降溫速度減小等是有效的，但是為了控制或穩定器件的特性而升溫速度及降溫速度較大是有利的情況較多，因此難以使升溫速度及降溫速度減小。

因此，作為以往技術，提出下述技術，即，預先使外延生長用化合物半導體晶片在使外延層生長的表面向上側時中央部低且周緣部高，形成以同心圓狀翹曲的凹形狀，從而修正外延生長后的翹曲，抑制滑移的發生(日本特開2007-214368號公報)。

但是，即使如上述那樣使晶片為凹形狀，隨著直徑超過150mm的GaAs晶片的大口徑化，由于晶片的熱處理、外延生長，因而容易發生由晶片外周緣部向著中心的滑移。這是由于晶片的大口徑化而難以保持面內溫度均勻性的緣故，即使修正了由晶片的翹曲產生的應變，由于中心部與外周緣部的溫度不均勻而產生的熱應力，釋放應變，作為結果產生由晶片外周緣部向著中心的滑移。滑移的發生，確認不是取決于LEC法、VB法這樣的GaAs單晶的制造方法，可以說是適用于直徑超過150mm的大口徑GaAs晶片的問題。

本發明的目的在于，提供即使大口徑化也可抑制滑移的發生的GaAs晶片及其制造方法。

解決課題的方法

本發明的第一方式，是通用硬度(Universal?hardness)在面內一樣為4000N/mm²以上4850N/mm²以下的GaAs晶片。