JP2681117B2 - 化合物半導体表面の安定化方法 - Google Patents
化合物半導体表面の安定化方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、化合物半導体表面の安定化方法、特に、砒
化ガリウム（GaAs）、砒化アルミニウム（AlAs）あるい
は、それらの混晶（AlxGa1-xAs）によって形成される化
合物半導体表面の安定化方法に関する。
化ガリウム（GaAs）、砒化アルミニウム（AlAs）あるい
は、それらの混晶（AlxGa1-xAs）によって形成される化
合物半導体表面の安定化方法に関する。
［従来の技術］ 砒化ガリウム、砒化アルミニウムあるいはそれらの混
晶系の化合物半導体の表面には、特有の活性・不安定性
がある。このため、雰囲気中の気体の吸着や酸化の進行
などにより、化合物半導体表面の電気的あるいは光学的
特性が経時変化する。このことは、これらの化合物半導
体装置の寿命、信頼性の向上の大きな妨げとなってい
る。
晶系の化合物半導体の表面には、特有の活性・不安定性
がある。このため、雰囲気中の気体の吸着や酸化の進行
などにより、化合物半導体表面の電気的あるいは光学的
特性が経時変化する。このことは、これらの化合物半導
体装置の寿命、信頼性の向上の大きな妨げとなってい
る。
このため、これら半導体の表面を何らかの手法で不活
性化し、電気的・光学的特性を安定化させることが強く
求められている。
性化し、電気的・光学的特性を安定化させることが強く
求められている。
本発明者等は、先に砒化ガリウム表面を硫化アンモニ
ウムの水溶液で処理して、その表面を不活性化する方法
を、1988年８月に開催された「20th Conference on Sol
id State Devices and Materials,Tokyo,1988」にて発
表した。この方法によれば、砒化ガリウム表面に硫黄の
薄膜が形成され、この薄膜により、砒化ガリウム表面を
保護し、電気的・光学的特性を改善することができる。
ウムの水溶液で処理して、その表面を不活性化する方法
を、1988年８月に開催された「20th Conference on Sol
id State Devices and Materials,Tokyo,1988」にて発
表した。この方法によれば、砒化ガリウム表面に硫黄の
薄膜が形成され、この薄膜により、砒化ガリウム表面を
保護し、電気的・光学的特性を改善することができる。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、構成元素としてアルミニウムを含む砒
化アルミニウムや、砒化ガリウムと砒化アルミニウムと
の混晶では、大気との短時間の接触でも表面にアルミニ
ウム酸化物の薄膜が形成されてしまい、それが半導体表
面と硫黄薄膜との間の強固な付着を阻害する。更に、ア
ルミニウムを含まない化合物半導体であっても、大気と
の接触により、表面に酸化物の薄膜が形成されることが
ある。
化アルミニウムや、砒化ガリウムと砒化アルミニウムと
の混晶では、大気との短時間の接触でも表面にアルミニ
ウム酸化物の薄膜が形成されてしまい、それが半導体表
面と硫黄薄膜との間の強固な付着を阻害する。更に、ア
ルミニウムを含まない化合物半導体であっても、大気と
の接触により、表面に酸化物の薄膜が形成されることが
ある。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、硫黄のハロゲン化合物またはその有機溶媒
溶液で、化合物半導体表面を処理することにより、半導
体の表面に形成されたアルミニウム酸化物の薄膜を除去
しつつ、同時に硫黄の薄膜を形成し、表面を不活性化即
ち、安定化することを特徴とする。
溶液で、化合物半導体表面を処理することにより、半導
体の表面に形成されたアルミニウム酸化物の薄膜を除去
しつつ、同時に硫黄の薄膜を形成し、表面を不活性化即
ち、安定化することを特徴とする。
［作 用］ 硫黄のハロゲン化合物またはその有機溶媒溶液がアル
ミニウム酸化物をエッチングする作用を有することを見
出した。この作用により、硫黄のハロゲン化合物または
その有機溶媒溶液を用いて化合物半導体表面を処理する
と、化合物半導体表面に酸化物の薄膜が形成されていて
も、この酸化物薄膜を除去して、硫黄の薄膜を化合物半
導体表面に被着することができる。また、形成された硫
黄の薄膜は、化合物半導体表面と強固な結合を持つの
で、雰囲気中の酸素などの吸着が阻害され、表面での化
学反応が抑えられる。その結果、長期間安定化した電気
的・光学的特性が得られる。
ミニウム酸化物をエッチングする作用を有することを見
出した。この作用により、硫黄のハロゲン化合物または
その有機溶媒溶液を用いて化合物半導体表面を処理する
と、化合物半導体表面に酸化物の薄膜が形成されていて
も、この酸化物薄膜を除去して、硫黄の薄膜を化合物半
導体表面に被着することができる。また、形成された硫
黄の薄膜は、化合物半導体表面と強固な結合を持つの
で、雰囲気中の酸素などの吸着が阻害され、表面での化
学反応が抑えられる。その結果、長期間安定化した電気
的・光学的特性が得られる。
［実施例１］ ｎ型の砒化ガリウム基板（不純物濃度約５×10+15cm
-3）を用意し、硫酸（H2SO4）：過酸化水素（H2O2）：
水（H2O）を5:1:1の混合比とした溶液でエッチングす
る。次いで、同試薬を用い混合比のみ5:1:40とした溶液
で軽くエッチング後、水洗して取り出す。その後、付着
している水を窒素（N2）ガスを吹き付けて飛ばす。
-3）を用意し、硫酸（H2SO4）：過酸化水素（H2O2）：
水（H2O）を5:1:1の混合比とした溶液でエッチングす
る。次いで、同試薬を用い混合比のみ5:1:40とした溶液
で軽くエッチング後、水洗して取り出す。その後、付着
している水を窒素（N2）ガスを吹き付けて飛ばす。
このようにして清浄化した基板を、室温の二塩化硫黄
（SCl2）液に約10分間浸した後取り出す。取り出した基
板を四塩化炭素（CCl4）で数回すすぎ、二塩化硫黄を表
面から洗い流す。その後、四塩化炭素洗液から取り出し
て窒素ガスを吹き付けて洗液をとばし、さらに減圧雰囲
気に10分間放置して、洗液、残存している未反応の二塩
化硫黄を完全に除去し、表面に強固に結合した硫黄のみ
を残す。
（SCl2）液に約10分間浸した後取り出す。取り出した基
板を四塩化炭素（CCl4）で数回すすぎ、二塩化硫黄を表
面から洗い流す。その後、四塩化炭素洗液から取り出し
て窒素ガスを吹き付けて洗液をとばし、さらに減圧雰囲
気に10分間放置して、洗液、残存している未反応の二塩
化硫黄を完全に除去し、表面に強固に結合した硫黄のみ
を残す。
［実施例２］ ｎ型の砒化ガリウム基板（不純物濃度約５×10+15cm
-3）を用意し、通常の前処理の後、分子線エピタキシャ
ル成長（MBE）装置内に導入する。そして、上記基板の
上に、アルミニウムとガリウムの組成比が1:9である砒
化アルミニウムと砒化ガリウムの混晶（Al0.1Ga0.9As）
を、MBE法により、厚さ３μｍ成長する。
-3）を用意し、通常の前処理の後、分子線エピタキシャ
ル成長（MBE）装置内に導入する。そして、上記基板の
上に、アルミニウムとガリウムの組成比が1:9である砒
化アルミニウムと砒化ガリウムの混晶（Al0.1Ga0.9As）
を、MBE法により、厚さ３μｍ成長する。
このようにして調製したAl0.1Ga0.9As混晶化合物半導
体試料を、MBE装置より取り出し、室温の二塩化硫黄（S
Cl2）液に約10分間浸す。基板を取り出し、実施例１と
同様に、四塩化炭素（CCl4）ですすぎ、減圧雰囲気下に
放置して表面に強固に結合した硫黄のみを残す。
体試料を、MBE装置より取り出し、室温の二塩化硫黄（S
Cl2）液に約10分間浸す。基板を取り出し、実施例１と
同様に、四塩化炭素（CCl4）ですすぎ、減圧雰囲気下に
放置して表面に強固に結合した硫黄のみを残す。
なお、上記二つの実施例においては、硫黄のハロゲン
化合物として、二塩化硫黄を使用したが、二塩化二硫黄
（S2Cl2）や二臭化二硫黄（S2Br2）なども使用できる。
化合物として、二塩化硫黄を使用したが、二塩化二硫黄
（S2Cl2）や二臭化二硫黄（S2Br2）なども使用できる。
さらに、これらのハロゲン化合物（液体）は、そのま
ま用いても、また有機溶媒に希釈した形で用いてもよ
い。この場合、有機溶媒としては、ベンゼン、トルエ
ン、キシレンなどの芳香族炭化水素、エチルエーテル、
テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、四
塩化炭素、エタノール、および二硫化炭素が使用でき
る。
ま用いても、また有機溶媒に希釈した形で用いてもよ
い。この場合、有機溶媒としては、ベンゼン、トルエ
ン、キシレンなどの芳香族炭化水素、エチルエーテル、
テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、四
塩化炭素、エタノール、および二硫化炭素が使用でき
る。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、化合物半導
体を硫黄のハロゲン化合物あるいはその有機溶媒溶液で
処理し、その表面に硫黄薄膜を強固に被着させているの
で、処理を行なった化合物半導体試料のフォトルミネッ
センス強度には、処理を行なわない場合と比較して、数
倍の強度の改善が見られ、基板表面が安定化されている
ことが示された。
体を硫黄のハロゲン化合物あるいはその有機溶媒溶液で
処理し、その表面に硫黄薄膜を強固に被着させているの
で、処理を行なった化合物半導体試料のフォトルミネッ
センス強度には、処理を行なわない場合と比較して、数
倍の強度の改善が見られ、基板表面が安定化されている
ことが示された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−217917（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−187029（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】化合物半導体の表面を硫黄のハロゲン化合
物溶液で処理することを特徴とする化合物半導体表面の
安定化方法。 - 【請求項２】前記硫黄のハロゲン化合物溶液が、二塩化
二硫黄、二塩化硫黄、および二臭化二硫黄の内の一つで
あることを特徴とする請求項（１）記載の化合物半導体
表面の安定化方法。 - 【請求項３】化合物半導体の表面を硫黄のハロゲン化合
物の有機溶媒溶液で処理することを特徴とする化合物半
導体表面の安定化方法。 - 【請求項４】前記有機溶媒溶液が芳香族炭化水素、エー
テル類、四塩化炭素、エタノール、および二硫化炭素の
内の一つであることを特徴とする請求項（３）記載の化
合物半導体表面の安定化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1104477A JP2681117B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 化合物半導体表面の安定化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1104477A JP2681117B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 化合物半導体表面の安定化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02284420A JPH02284420A (ja) | 1990-11-21 |
| JP2681117B2 true JP2681117B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=14381650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1104477A Expired - Lifetime JP2681117B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 化合物半導体表面の安定化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2681117B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0176715B1 (ko) * | 1990-07-30 | 1999-04-15 | 오가 노리오 | 드라이에칭방법 |
| US5393680A (en) * | 1990-08-01 | 1995-02-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | MIS electrode forming process |
| JPH04288828A (ja) * | 1991-03-18 | 1992-10-13 | Sony Corp | ドライエッチング方法 |
| JP3198586B2 (ja) * | 1992-02-14 | 2001-08-13 | ソニー株式会社 | ドライエッチング方法 |
| KR20020006735A (ko) * | 2000-07-13 | 2002-01-26 | 이형도 | 미세 디바이스의 표면처리물질 및 표면처리방법 |
| JP6348994B2 (ja) * | 2015-02-12 | 2018-06-27 | 富士フイルム株式会社 | Ｉｉｉ−ｖ族元素の酸化物の除去液および除去方法、ｉｉｉ−ｖ族元素の化合物の処理液、ｉｉｉ−ｖ族元素の酸化防止液、ならびに、半導体基板の処理液および半導体基板製品の製造方法 |
| CN119132719B (zh) * | 2024-09-12 | 2025-09-23 | 广东电网有限责任公司东莞供电局 | 防腐蚀铜导体电缆及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01217917A (ja) * | 1988-02-26 | 1989-08-31 | Hitachi Ltd | ドライエッチング方法 |
-
1989
- 1989-04-26 JP JP1104477A patent/JP2681117B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02284420A (ja) | 1990-11-21 |
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