[發明專利]氮化鋁單結晶基板的洗凈方法及層疊體

有效

• 申請號: 201580047184.X
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN106605291B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 有行正男
• 申請（專利權）人: 株式會社德山
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304;C23C16/34;C30B25/18;C30B29/38;C30B33/10;H01L21/205
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 馮志云;王芝艷

本發明的課題在于提供不會使氮化鋁單結晶基板表面被蝕刻，而有效地去除存在于該基板表面尺寸1μm以下的細微異物的方法。本發明的解決手段是使用選自由氫氧化鉀及氫氧化鈉所組成的群的堿的濃度為0.01～1質量％的堿性水溶液，及硬度較氮化鋁單結晶低的高分子化合物材料，以高分子化合物材料吸收該堿性水溶液的狀態，對氮化鋁單結晶基板表面進行擦刷洗凈。

技術領域

本發明涉及氮化鋁單結晶基板的洗凈方法及在以本洗凈方法所得的基板上設置氮化鋁鎵層(Al_XGa_1-XN，0≤X≤1)的層疊體的制造方法，以及異物的數量極為減低的氮化鋁單結晶基板。

背景技術

包含氮化鋁鎵層(Al_XGa_1-XN，0≤X≤1)的III族氮化物半導體，由于在相當于波長200nm至360nm的紫外線區域，具有直接遷移型的頻帶構造，可制作高效率的紫外線裝置。如此的III族氮化物半導體裝置，是通過有機金屬氣相沉積(MOCVD︰Metal Organic ChemicalVapor Deposition)法、分子束外延(MBE︰Molecular Beam Epitaxy)法或氫化物氣相外延(HVPE︰Hydride Vapor Phase Epitaxy)法等的氣相成長法，于單結晶基板上結晶成長III族氮化物半導體薄膜而制造。其中，MOCVD法，由于可做原子層級的膜厚控制，且可得較高的成長速度，因此是工業上現行使用最多的手法。

而且，使III族氮化物半導體薄膜結晶成長的單結晶基板，使用例如專利文獻1所述的HVPE法、或升華再結晶法等的公知的結晶成長方法所得的氮化鋁單結晶基板。如此所得的氮化鋁單結晶基板，通常，將該表面以使用膠體二氧化硅等的研磨劑的化學機械研磨(CMP︰Chemical Mechanical Planarization)法等加工成超平坦面。如此，通過將基板表面作成超平坦面，可使氮化鋁鎵層(Al_XGa_1-XN，0≤X≤1)容易層疊于該基板上，而可得高品質者。

再者，于專利文獻2，公開包含堿性金屬氫氧化合物及檸檬酸的電子裝置基板用洗凈劑組合物。根據公開于本文獻的組合物，研磨電子裝置基板時，認為可有效地去除殘著于基板表面的研磨劑及研磨渣。本文獻所記載的洗凈對象的電子裝置基板，是具有耐堿性的半導體基板等，以硅、碳化硅、氧化鋅、藍寶石等為佳。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1︰日本專利3803788號

專利文獻2︰日本特開2010-109329號公報

發明內容

[發明所欲解決的課題]

但是，本發明者，確認關于通過CMP法研磨后的氮化鋁單結晶基板的表面狀態，發現于基板表面存在著難以去除的異物，于基板表面存在如此的異物，則于該基板上結晶成長氮化鋁鎵層(Al_XGa_1-XN，0≤X≤1)時，會因晶格不整合而產生被稱為錯位及微管的缺陷，難以生成良好的氮化鋁鎵層。而且，如此的異物，可認為是來自于用于研削的基板或使用于研磨的研磨劑等的無機物、蠟等的有機物。

因此，本發明者，為了去除該異物，研究關于洗凈研磨后的基板的方法。首先，探討一般已知作為半導體的洗凈方法，以稀釋的氫氟酸洗凈(DHF洗凈)，或以硫酸與過氧化氫水的混合液的洗凈(SPM洗凈)等，結果以該等方法無法完全去除異物。具體而言，發現雖然相對較容易去除具有某種程度的尺寸的異物，但是難以去除尺寸在1μm以下的細微異物。

專利文獻2所記載的堿系洗凈劑，沒有意圖適用于氮化鋁單結晶基板。氮化鋁單結晶，容易受到堿的蝕刻，堿性洗凈有損害基板表面的平滑性的可能。特別是，氮化鋁單結晶的N極性面，已知可被堿迅速地蝕刻。因此，完全沒有以堿洗凈氮化鋁單結晶的研究。