JPS5949688B2 - 陽極処理方法 - Google Patents
陽極処理方法Info
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- JPS5949688B2 JPS5949688B2 JP15818776A JP15818776A JPS5949688B2 JP S5949688 B2 JPS5949688 B2 JP S5949688B2 JP 15818776 A JP15818776 A JP 15818776A JP 15818776 A JP15818776 A JP 15818776A JP S5949688 B2 JPS5949688 B2 JP S5949688B2
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Landscapes
- Weting (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、陽極処理方法、更に詳しくは、主として半導
体ウェーハ、特に半絶縁性基板上に形成されてなるエピ
タキシャル層の厚さを均一制御す３る場合に適用される
陽極酸化方法を用いた陽極処理方法に関するものである
。
体ウェーハ、特に半絶縁性基板上に形成されてなるエピ
タキシャル層の厚さを均一制御す３る場合に適用される
陽極酸化方法を用いた陽極処理方法に関するものである
。
一般、半絶縁性ＣａＡｓ結晶基板上にエピタキシャル成
長せしめたｎ層上に形成するショットキー障壁型ＦＥＴ
の如き半導体素子の製造工程にお３いて、半導体基板上
に結晶成長せしめたエピタキシャル層の厚さを均一制御
する場合に陽極酸化法が適用される。
長せしめたｎ層上に形成するショットキー障壁型ＦＥＴ
の如き半導体素子の製造工程にお３いて、半導体基板上
に結晶成長せしめたエピタキシャル層の厚さを均一制御
する場合に陽極酸化法が適用される。
ここで、陽極酸化法は、電解液の正電極に酸化しようと
する試料を接続し、負電極として白金等を用いて電解す
ることにより、前記試料に酸化膜を成長させる方法であ
る。例えば、半絶縁性ＣａＡｓ結晶基板上に気相法で形
成されるｎ型エピタキシャル層の厚さはＣａＡｓウェー
ハ内でぱらつきが大きいために、該ｎ型エピタキシャル
層上に形成されるショットキーバリヤー型ＦＥＴのピン
チオフ電圧のばらつきが大きくなム該ピンチオフ電圧を
一定にするためには前記エピタキシャル層の厚さを均一
にする必要がある。従来、半絶縁性基板に形成された不
均一な厚さのエピタキシャル層を均→ヒする陽極酸化法
として次のような工程が施行されてきた。即ち、先ず暗
状態において１回の陽極酸化によりエピタキシ・ヤル層
上に形成された不均一な厚さを有する酸化膜を除去して
、前記エピタキシャル層を均一な厚さにする。上記工程
において、除去すべきエピタキシャル層が厚い場合には
、１回の陽極酸化法で前記エピタキシャル層を均Ｈヒし
ようとすると前記エピタキシャル層の厚い部分の表面が
荒れてくるという欠点があつた。例えば、半絶縁性基板
上に気相法でエピタキシャル成長せしめたＣａＡｓウェ
ーハの場合に於て、エピタキシャル層上に約２２００λ
以上の厚さの酸化膜が形成されると該エピタキシャル層
の表面が荒れる。また、第１図の如く、暗状態における
陽極酸化工程と酸化膜除去工程を繰り返しエピタキシャ
ル層２を均一な厚さに調節する場合には、１回目の陽極
酸化工程と酸化膜除去工程によりエピタキシャル層３の
部分を除去したときに、前記エピタキシャル層２の一部
の領域２ａが既に均一な厚さになつている場合がある。
する試料を接続し、負電極として白金等を用いて電解す
ることにより、前記試料に酸化膜を成長させる方法であ
る。例えば、半絶縁性ＣａＡｓ結晶基板上に気相法で形
成されるｎ型エピタキシャル層の厚さはＣａＡｓウェー
ハ内でぱらつきが大きいために、該ｎ型エピタキシャル
層上に形成されるショットキーバリヤー型ＦＥＴのピン
チオフ電圧のばらつきが大きくなム該ピンチオフ電圧を
一定にするためには前記エピタキシャル層の厚さを均一
にする必要がある。従来、半絶縁性基板に形成された不
均一な厚さのエピタキシャル層を均→ヒする陽極酸化法
として次のような工程が施行されてきた。即ち、先ず暗
状態において１回の陽極酸化によりエピタキシ・ヤル層
上に形成された不均一な厚さを有する酸化膜を除去して
、前記エピタキシャル層を均一な厚さにする。上記工程
において、除去すべきエピタキシャル層が厚い場合には
、１回の陽極酸化法で前記エピタキシャル層を均Ｈヒし
ようとすると前記エピタキシャル層の厚い部分の表面が
荒れてくるという欠点があつた。例えば、半絶縁性基板
上に気相法でエピタキシャル成長せしめたＣａＡｓウェ
ーハの場合に於て、エピタキシャル層上に約２２００λ
以上の厚さの酸化膜が形成されると該エピタキシャル層
の表面が荒れる。また、第１図の如く、暗状態における
陽極酸化工程と酸化膜除去工程を繰り返しエピタキシャ
ル層２を均一な厚さに調節する場合には、１回目の陽極
酸化工程と酸化膜除去工程によりエピタキシャル層３の
部分を除去したときに、前記エピタキシャル層２の一部
の領域２ａが既に均一な厚さになつている場合がある。
このような時に、２回目の陽極酸化工程を施行して、残
存エピタキシャル層２の厚い部分を除去する際に推、前
記エピタキシャル層２の一部の領域２ａに高電界がかか
り、該領域２ａ上に結晶欠陥４力膚出し、該領域４上に
はＦＥＴ等のデバイスを作ることができなくなるるとい
う欠点があつた。本発明の目的は、前記従来の欠点を除
去した新規な陽極処理方法を提供することにある。
存エピタキシャル層２の厚い部分を除去する際に推、前
記エピタキシャル層２の一部の領域２ａに高電界がかか
り、該領域２ａ上に結晶欠陥４力膚出し、該領域４上に
はＦＥＴ等のデバイスを作ることができなくなるるとい
う欠点があつた。本発明の目的は、前記従来の欠点を除
去した新規な陽極処理方法を提供することにある。
本発明によれば、半絶縁性又は絶縁性半導体基板上に成
長し、かつ不均一な厚さ分布を有し、しかも雪崩れブレ
イクダウン時における空乏層幅に比較して厚く形成され
たエピタキシヤル層を有する半導体ウエーハの前記エピ
タキシヤル層の厚さを薄くかつ均一に制御する陽極処理
方法において、暗状態で前記エピタキシヤル層上に形成
される薄い酸化膜の光干渉色分布を観察し、その結果、
（１）、前記半導体ウエーハ上における光干渉色分布が
少なくとも一部の領域において不均一化している場合に
前記酸化膜を除去し、光照射状態で前記エピタキシヤル
層上に極めて薄い酸化膜を形成し、その後暗状態で前記
エピタキシヤル層の厚さが均一になるまで陽極酸化を続
行することを特徴とする陽極処理方法、又は（２）、前
記半導体ウエーハ上における光干渉色分布が均一な場合
に、前記酸化膜を除去し、前記半導体ウエーハ上におけ
る光干渉色分布が不均一になるまで暗状態における陽極
酸化膜形成工程と酸化膜除去工程を繰り返し、前記干渉
色分布が不均一になつた後で前記（１）の方法を施行す
ることを特徴とする陽極処理方法、が与えられる。
長し、かつ不均一な厚さ分布を有し、しかも雪崩れブレ
イクダウン時における空乏層幅に比較して厚く形成され
たエピタキシヤル層を有する半導体ウエーハの前記エピ
タキシヤル層の厚さを薄くかつ均一に制御する陽極処理
方法において、暗状態で前記エピタキシヤル層上に形成
される薄い酸化膜の光干渉色分布を観察し、その結果、
（１）、前記半導体ウエーハ上における光干渉色分布が
少なくとも一部の領域において不均一化している場合に
前記酸化膜を除去し、光照射状態で前記エピタキシヤル
層上に極めて薄い酸化膜を形成し、その後暗状態で前記
エピタキシヤル層の厚さが均一になるまで陽極酸化を続
行することを特徴とする陽極処理方法、又は（２）、前
記半導体ウエーハ上における光干渉色分布が均一な場合
に、前記酸化膜を除去し、前記半導体ウエーハ上におけ
る光干渉色分布が不均一になるまで暗状態における陽極
酸化膜形成工程と酸化膜除去工程を繰り返し、前記干渉
色分布が不均一になつた後で前記（１）の方法を施行す
ることを特徴とする陽極処理方法、が与えられる。
この様な本発明によれば、以下に記述する２つの効果が
実現可能である。
実現可能である。
第１に、暗状態での陽極酸化法を用いてエピタキシヤル
層上に形成される酸化膜の光干渉色分布を観察する工程
が導入された。その結果、該光干渉色が前記エピタキシ
ヤルウエーハ上で不均一になるまで酸化膜形成工程と酸
化膜除去工程が繰り返されるので、従来の暗状態におけ
る１回の陽極酸化工程で酸化膜を形成した場合に比較し
てエピタキシヤルウエーハの表面の荒れが少なくなる。
第２に、暗状態で形成された酸化膜の光干渉色分布がエ
ピタキシヤルウエーハ上の一部の領域で不均一になつた
ときに、前記酸化膜を除去した後、光照射状態で前記エ
ピタキシヤル層上に極めて薄い保護用酸化膜を形成する
ことにより、暗状態の陽極酸化工程での結晶欠陥露出を
防止することができる。次に本発明をその良好な一実施
例について図面を参照しながら詳細に説明しよう。
層上に形成される酸化膜の光干渉色分布を観察する工程
が導入された。その結果、該光干渉色が前記エピタキシ
ヤルウエーハ上で不均一になるまで酸化膜形成工程と酸
化膜除去工程が繰り返されるので、従来の暗状態におけ
る１回の陽極酸化工程で酸化膜を形成した場合に比較し
てエピタキシヤルウエーハの表面の荒れが少なくなる。
第２に、暗状態で形成された酸化膜の光干渉色分布がエ
ピタキシヤルウエーハ上の一部の領域で不均一になつた
ときに、前記酸化膜を除去した後、光照射状態で前記エ
ピタキシヤル層上に極めて薄い保護用酸化膜を形成する
ことにより、暗状態の陽極酸化工程での結晶欠陥露出を
防止することができる。次に本発明をその良好な一実施
例について図面を参照しながら詳細に説明しよう。
本発明の具体的な一実施例として、半絶縁性のＧａＡｓ
基板１１上にエピタキシヤル成長せしめた２×１０１７
Ｃｆ１Ｌ−３の不純物濃度と約０．４〜０．４６μの厚
さを有するｎ型エピタキシヤル層に陽極酸化法を適用し
て均一な厚さに前記ｎ層１２を制御する場合について図
面を用いて説明する。
基板１１上にエピタキシヤル成長せしめた２×１０１７
Ｃｆ１Ｌ−３の不純物濃度と約０．４〜０．４６μの厚
さを有するｎ型エピタキシヤル層に陽極酸化法を適用し
て均一な厚さに前記ｎ層１２を制御する場合について図
面を用いて説明する。
先ず、該エピタキシヤルウエーハの前洗浄工程施行（ト
リクレン煮沸及びメチルエチルケトン超音波洗浄を各々
５分間で３回繰り返す）後、第２図に示す如く、水と酒
石酸とエチレングリコールからなる陽極酸化液を用いて
、暗状態における陽極酸化工程を施行し、約１０００λ
の厚さを有する酸化膜１５を形成させる。
リクレン煮沸及びメチルエチルケトン超音波洗浄を各々
５分間で３回繰り返す）後、第２図に示す如く、水と酒
石酸とエチレングリコールからなる陽極酸化液を用いて
、暗状態における陽極酸化工程を施行し、約１０００λ
の厚さを有する酸化膜１５を形成させる。
該酸化膜１５に消費される ＣａＡｓの厚さは約７００
λである。このとき、該エピタキシヤルウエーハ表面に
形成された酸化膜１５の干渉色を観察すると該エピタキ
シヤルウエーハ内では一様になつている。なぜなら、前
記酸化膜１５の厚さが均一であるからである。よつて酸
化膜１５を濃塩酸で除去した後に、暗状態で２度目の陽
極酸化工程を施行して第３図に示す如く最大厚約７５０
λ（ＧａＡｓの消費される膜厚約５２０λ）の酸化膜１
６を第３図の如く形成する。酸化膜１６の一部の領域１
６ａでは場所によつて酸化膜厚が変化しているので、酸
化膜厚に応じて光干渉色の変化している様子が観察され
る。即ち、前記領域１６ａ直下のエピタキシヤル膜１２
ａの厚さは雪崩れブレイクダウン時における空乏層幅に
等しくなつている。再び前記酸化膜１６を除去した後に
、光照射状態の陽極酸化法により約２００λの厚さを有
する保護用酸化膜１７を第４図の如く形成する。さらに
第４図の如く暗状態で酸化膜１８（最大厚：８００Ａ）
を形成する。最後に、これらの酸化膜１７及び１８を除
去すれば、第５図の如く、エピタキシヤル層１２の領域
は約０．２７μ、また１２ａの領域は約０．２６μとほ
ぼ均一な厚さに制御することができた。しかも、本発明
を用いることにより、エピタキシヤル層１２の一部の領
域１２ａの表面に結晶欠陥が露出することを防止するこ
とができた。以上、本発明の実施例として、陽極酸化法
と共に特定の材料、特定の不純物濃度と厚さを有する半
導体ウエーハ、特定の陽極酸化液及び特定の酸化膜エツ
チング液を用いて説明したが本発明の技術思想から明ら
かなように上記実施例に限定されることなく、本発明は
半絶緑性又は絶緑性結晶基板上に成長せしめたエピキタ
シヤル層の厚さを制御する場合に応用される陽極酸化法
に全て適用されることはいうまでもない。
λである。このとき、該エピタキシヤルウエーハ表面に
形成された酸化膜１５の干渉色を観察すると該エピタキ
シヤルウエーハ内では一様になつている。なぜなら、前
記酸化膜１５の厚さが均一であるからである。よつて酸
化膜１５を濃塩酸で除去した後に、暗状態で２度目の陽
極酸化工程を施行して第３図に示す如く最大厚約７５０
λ（ＧａＡｓの消費される膜厚約５２０λ）の酸化膜１
６を第３図の如く形成する。酸化膜１６の一部の領域１
６ａでは場所によつて酸化膜厚が変化しているので、酸
化膜厚に応じて光干渉色の変化している様子が観察され
る。即ち、前記領域１６ａ直下のエピタキシヤル膜１２
ａの厚さは雪崩れブレイクダウン時における空乏層幅に
等しくなつている。再び前記酸化膜１６を除去した後に
、光照射状態の陽極酸化法により約２００λの厚さを有
する保護用酸化膜１７を第４図の如く形成する。さらに
第４図の如く暗状態で酸化膜１８（最大厚：８００Ａ）
を形成する。最後に、これらの酸化膜１７及び１８を除
去すれば、第５図の如く、エピタキシヤル層１２の領域
は約０．２７μ、また１２ａの領域は約０．２６μとほ
ぼ均一な厚さに制御することができた。しかも、本発明
を用いることにより、エピタキシヤル層１２の一部の領
域１２ａの表面に結晶欠陥が露出することを防止するこ
とができた。以上、本発明の実施例として、陽極酸化法
と共に特定の材料、特定の不純物濃度と厚さを有する半
導体ウエーハ、特定の陽極酸化液及び特定の酸化膜エツ
チング液を用いて説明したが本発明の技術思想から明ら
かなように上記実施例に限定されることなく、本発明は
半絶緑性又は絶緑性結晶基板上に成長せしめたエピキタ
シヤル層の厚さを制御する場合に応用される陽極酸化法
に全て適用されることはいうまでもない。
即ち本発明は、例えば、リード型ダイオードに使用され
るｎ゛− ｎ ー−ｎ＋＋ の如き３層構造のｎ゛領域
の厚さを薄くかつ均一に制御する場合、或いはローハイ
ロ一型インパツトダイオードに使用されるｎ− −ｎ−
ｎ −ーｎ゛゛ の如き４層構造の端部（頂部）のｎ−
領域の厚さを薄くかつ均一に制御する場合等にも適用す
ることができ、一般に本発明は、厚さを薄くしかも均一
に制御しようとする表面層の電界の強さがその下の層に
かかつている電界のそれよりも十分に高い場合に、拡張
して適用することができる。
るｎ゛− ｎ ー−ｎ＋＋ の如き３層構造のｎ゛領域
の厚さを薄くかつ均一に制御する場合、或いはローハイ
ロ一型インパツトダイオードに使用されるｎ− −ｎ−
ｎ −ーｎ゛゛ の如き４層構造の端部（頂部）のｎ−
領域の厚さを薄くかつ均一に制御する場合等にも適用す
ることができ、一般に本発明は、厚さを薄くしかも均一
に制御しようとする表面層の電界の強さがその下の層に
かかつている電界のそれよりも十分に高い場合に、拡張
して適用することができる。
第１図は従来の処理方法を説明するための半導体ウエー
ハの断面図、第２図乃至第５図は本発明に係る陽極処理
方法の一実施例を説明するための半導体ウエーハの断面
図である。 １，１１・・・・・・基板、２，２ａ，３，１２，１２
ａ・・・・・・エピタキシヤル層、４・・・・・・露出
した結晶欠陥層、１５，１６，１６ ａ，１８ ・・・
・・・暗状態で形成された酸化膜、１ １・・・・・・
光照射状態で形成された保護用酸化膜。
ハの断面図、第２図乃至第５図は本発明に係る陽極処理
方法の一実施例を説明するための半導体ウエーハの断面
図である。 １，１１・・・・・・基板、２，２ａ，３，１２，１２
ａ・・・・・・エピタキシヤル層、４・・・・・・露出
した結晶欠陥層、１５，１６，１６ ａ，１８ ・・・
・・・暗状態で形成された酸化膜、１ １・・・・・・
光照射状態で形成された保護用酸化膜。
Claims (1)
- １ 基板上に半導体エピタキシヤル成長層を成長させる
工程と、前記エピタキシャル成長層の暗状態での陽極酸
化を少なくとも１回行なうことにより厚さの不均一な陽
極酸化膜を形成する工程と、この平均一化した陽極酸化
膜を除去した後、光照射状態での陽極酸化により前記エ
ピタキシャル成長層の表面に新たな酸化膜を形成する工
程と、前記新たな酸化膜を形成した状態で暗状態での陽
極酸化を行なつて前記エピタキシャル成長層の一部を陽
極酸化膜に変換し、もつて前記エピタキシャル成長層の
厚さをほぼ均一にする工程とを有することを特徴とする
陽極処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15818776A JPS5949688B2 (ja) | 1976-12-28 | 1976-12-28 | 陽極処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15818776A JPS5949688B2 (ja) | 1976-12-28 | 1976-12-28 | 陽極処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5382267A JPS5382267A (en) | 1978-07-20 |
| JPS5949688B2 true JPS5949688B2 (ja) | 1984-12-04 |
Family
ID=15666161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15818776A Expired JPS5949688B2 (ja) | 1976-12-28 | 1976-12-28 | 陽極処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5949688B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59224176A (ja) * | 1983-06-03 | 1984-12-17 | Nec Corp | 電界効果トランジスタの製造方法 |
-
1976
- 1976-12-28 JP JP15818776A patent/JPS5949688B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5382267A (en) | 1978-07-20 |
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