JPS5949690B2 - 陽極酸化方法 - Google Patents
陽極酸化方法Info
- Publication number
- JPS5949690B2 JPS5949690B2 JP2618577A JP2618577A JPS5949690B2 JP S5949690 B2 JPS5949690 B2 JP S5949690B2 JP 2618577 A JP2618577 A JP 2618577A JP 2618577 A JP2618577 A JP 2618577A JP S5949690 B2 JPS5949690 B2 JP S5949690B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epitaxial layer
- oxide film
- thickness
- anodic
- anodic oxidation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、主として砒化ガリウム（ＧａＡｓ）等の半導
体が用いられる半絶縁性半導体結晶基板上に成長した半
導体エピタキシャル層の厚さを薄くかつ均一に制御する
場合に適用される陽極酸化方法に関するものである。
体が用いられる半絶縁性半導体結晶基板上に成長した半
導体エピタキシャル層の厚さを薄くかつ均一に制御する
場合に適用される陽極酸化方法に関するものである。
一般に、半絶縁性ＧａＡｓ結晶基板上に成長せしめた、
この結晶基板に比して不純物濃度の高い半導体エピタキ
シャル層に能動領域が形成されるショットキーバリヤー
型電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の如きＧａＡｓ半導
体素子の製造工程において、エピタキシャル層の厚さを
薄くかつ均一に制御する場合に陽極酸化法が適用される
。
この結晶基板に比して不純物濃度の高い半導体エピタキ
シャル層に能動領域が形成されるショットキーバリヤー
型電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の如きＧａＡｓ半導
体素子の製造工程において、エピタキシャル層の厚さを
薄くかつ均一に制御する場合に陽極酸化法が適用される
。
例えば、半絶縁性ＧａＡｓ結晶基板上に気相法で成長さ
れるエピタキシャル層の厚さはウェーハ内でのバラツキ
が大きいためにこのエピタキシャル層に形成されるショ
ットキーバリヤー型ＦＥＴのピンチオフ電圧のバラツキ
が大きくなる。該ピンチオフ電圧のバラツキを少なくす
るためには、エピタキシャル層の厚さを薄くかつ均一に
する必要がある。従来、不均一ね厚さ分布を有するエピ
タキシャル層を薄くかつ均一化する方法として陽極酸化
方法が提案されていた。
れるエピタキシャル層の厚さはウェーハ内でのバラツキ
が大きいためにこのエピタキシャル層に形成されるショ
ットキーバリヤー型ＦＥＴのピンチオフ電圧のバラツキ
が大きくなる。該ピンチオフ電圧のバラツキを少なくす
るためには、エピタキシャル層の厚さを薄くかつ均一に
する必要がある。従来、不均一ね厚さ分布を有するエピ
タキシャル層を薄くかつ均一化する方法として陽極酸化
方法が提案されていた。
かかる陽極酸化方法では、暗状態での陽極酸化膜形成と
形成された陽極酸化膜除去との工程を続行することによ
りエピタキシャル層の厚さを大まかに均一にし、その後
、光照射状態で陽極酸化しその陽極酸化膜を除去するこ
とにより表面状態の良好な均一厚さのエピタキシャル層
を得ていた。しかしながらこの光照射状態で陽極酸化を
始める際にこのエピタキシャル層が若干エッチングされ
るという問題点があつた。このエッチングは数１００λ
程度の比較的わずかなものではあるが、特に、ショット
キーバリヤー型ＦＥＴの如きデバイスを製造する工程に
おいては、ピンチオフ電圧に大きな影響を与えるだけで
なく、ピンチオフ電圧制御の再現性が得られないという
点においても問題であつた。本発明の目的はエピタキシ
ャル層の厚さを精密に制御できる陽極酸化方法を提供す
ることにある。
形成された陽極酸化膜除去との工程を続行することによ
りエピタキシャル層の厚さを大まかに均一にし、その後
、光照射状態で陽極酸化しその陽極酸化膜を除去するこ
とにより表面状態の良好な均一厚さのエピタキシャル層
を得ていた。しかしながらこの光照射状態で陽極酸化を
始める際にこのエピタキシャル層が若干エッチングされ
るという問題点があつた。このエッチングは数１００λ
程度の比較的わずかなものではあるが、特に、ショット
キーバリヤー型ＦＥＴの如きデバイスを製造する工程に
おいては、ピンチオフ電圧に大きな影響を与えるだけで
なく、ピンチオフ電圧制御の再現性が得られないという
点においても問題であつた。本発明の目的はエピタキシ
ャル層の厚さを精密に制御できる陽極酸化方法を提供す
ることにある。
本発明をなすための発明者の基礎的検討により、陽極酸
化開始直後に発生するエピタキシャル層の陽極酸化液に
よるエッチングは陽極酸化液の種類（ｐＨ値）、光照射
の有無及び初期電流密度等に強く依存することがわかつ
た。先ず、陽極酸化液に関しては、エチレングリコール
と水と酒石酸からなる混合液を使い、…値が２ ＋ ０
．５になるような組成比がいいことがわかつた。…値が
小さい場合、エピタキシャル層のエッチング量は急激に
増大し、…値が大きすぎると陽極酸化膜厚が…値によつ
て大きく変化するようになり、陽極酸化膜厚の制御、し
たがつてエピタキシヤル層の制御が困難になる。
化開始直後に発生するエピタキシャル層の陽極酸化液に
よるエッチングは陽極酸化液の種類（ｐＨ値）、光照射
の有無及び初期電流密度等に強く依存することがわかつ
た。先ず、陽極酸化液に関しては、エチレングリコール
と水と酒石酸からなる混合液を使い、…値が２ ＋ ０
．５になるような組成比がいいことがわかつた。…値が
小さい場合、エピタキシャル層のエッチング量は急激に
増大し、…値が大きすぎると陽極酸化膜厚が…値によつ
て大きく変化するようになり、陽極酸化膜厚の制御、し
たがつてエピタキシヤル層の制御が困難になる。
また、陽極酸化液によるエツチング量は暗状態でははと
んど無視される程小さく、特に光照射状態の場合に大き
くなる。さらに、このエツチング量は初期電流密度（可
変電流源または定電流源の如何を問わず）に強く依存す
ることがわかつた。即ち、初期電流密度が小さいとき、
このエツチング効果は顕著で大きい。例えば、半絶縁性
結晶基板上に成長したＧａＡｓエピタキシヤル層を上記
陽極酸化液を用いて初期電流密度０．５ｍＡ／ＣｆＬの
光照射条件下で陽極酸化工程を施工すると、エツチング
の時間は約４０秒位持続し、約３０００λのＧａＡｓエ
ピタキシヤル層がエツチングにより除去される。一方、
電流密度が大きくなりすぎるとエピタキシヤル表面に結
晶欠陥が露出するだけでなく、形成される陽極酸化膜厚
がウエーハ内で均一でなくなる。よつて、エピタキシヤ
ル層をデバイス製造に用いる場合、高電流密度は望まし
い条件とはいえない。本発明によれば、半絶縁性ＧａＡ
ｓ結晶基板上に成長した不均一な厚さ分布を有するＧａ
Ａｓエピタキシヤル層を雪崩れ破壊時の空乏層巾より薄
くかつ均一に制御する陽極酸化方法において、暗状態の
陽極酸化法を用いて陽極酸化し、得られた陽極酸化膜を
除去してエピタキシヤル層の厚さを大まかに均一化した
後、光照射状態の陽極酸化方法を用いて陽極酸化膜形成
と該陽極酸化膜除去工程とを行うことによりエピタキシ
ヤル層の厚さを一様に薄くかつ良好な表面状態を得る工
程に於いて、前記光照射状態での陽極酸化膜形成をエチ
レングリコール、水及び酒石酸を主に含み…値２＋０．
５の陽極酸化液を用いると共に、初期電流密度３＋１ｍ
Ａ／Ｃｄなる条件下で施行することを特徴とする陽極酸
化方法が得られる。
んど無視される程小さく、特に光照射状態の場合に大き
くなる。さらに、このエツチング量は初期電流密度（可
変電流源または定電流源の如何を問わず）に強く依存す
ることがわかつた。即ち、初期電流密度が小さいとき、
このエツチング効果は顕著で大きい。例えば、半絶縁性
結晶基板上に成長したＧａＡｓエピタキシヤル層を上記
陽極酸化液を用いて初期電流密度０．５ｍＡ／ＣｆＬの
光照射条件下で陽極酸化工程を施工すると、エツチング
の時間は約４０秒位持続し、約３０００λのＧａＡｓエ
ピタキシヤル層がエツチングにより除去される。一方、
電流密度が大きくなりすぎるとエピタキシヤル表面に結
晶欠陥が露出するだけでなく、形成される陽極酸化膜厚
がウエーハ内で均一でなくなる。よつて、エピタキシヤ
ル層をデバイス製造に用いる場合、高電流密度は望まし
い条件とはいえない。本発明によれば、半絶縁性ＧａＡ
ｓ結晶基板上に成長した不均一な厚さ分布を有するＧａ
Ａｓエピタキシヤル層を雪崩れ破壊時の空乏層巾より薄
くかつ均一に制御する陽極酸化方法において、暗状態の
陽極酸化法を用いて陽極酸化し、得られた陽極酸化膜を
除去してエピタキシヤル層の厚さを大まかに均一化した
後、光照射状態の陽極酸化方法を用いて陽極酸化膜形成
と該陽極酸化膜除去工程とを行うことによりエピタキシ
ヤル層の厚さを一様に薄くかつ良好な表面状態を得る工
程に於いて、前記光照射状態での陽極酸化膜形成をエチ
レングリコール、水及び酒石酸を主に含み…値２＋０．
５の陽極酸化液を用いると共に、初期電流密度３＋１ｍ
Ａ／Ｃｄなる条件下で施行することを特徴とする陽極酸
化方法が得られる。
このような本発明によれば、以下に記述する３つの効果
が実現可能である。
が実現可能である。
第１に、光照射状態での陽極酸化方法において、初期電
流密度の最適化を行なつた結果、半絶縁性結晶基板上に
成長したＧａＡｓエビタキシヤル層の厚さを均一にかつ
精度良く制御することが容易になり、所要の厚さのエビ
タキシヤル層を得るに際して歩留りが向上した。特に、
エピタキシヤル層の不純物濃度が高い場合に、初期電流
密度最適化の効果は大きい。第２に、最適初期電流密度
を見出したことにより、エピタキシヤル層に露出する結
晶欠陥密度を減少させることができた。第３に、最適初
期電流密度を求めることにより、光照射状態で形成する
陽極酸化膜厚の均一化がより精密になされた。次に、本
発明の具体的な実施例を図面を参照して説明する。
流密度の最適化を行なつた結果、半絶縁性結晶基板上に
成長したＧａＡｓエビタキシヤル層の厚さを均一にかつ
精度良く制御することが容易になり、所要の厚さのエビ
タキシヤル層を得るに際して歩留りが向上した。特に、
エピタキシヤル層の不純物濃度が高い場合に、初期電流
密度最適化の効果は大きい。第２に、最適初期電流密度
を見出したことにより、エピタキシヤル層に露出する結
晶欠陥密度を減少させることができた。第３に、最適初
期電流密度を求めることにより、光照射状態で形成する
陽極酸化膜厚の均一化がより精密になされた。次に、本
発明の具体的な実施例を図面を参照して説明する。
ＧａＡｓの半絶縁性結晶基板１上にエピタキシヤル成長
せしめた２×１０遜−３の不純物濃度と約０．２９〜０
．３６μの範囲での不均一性をもつた厚さを有するＧａ
Ａｓエピタキシヤル層（第１図中２と３に相当）の厚さ
を約０．１２μに均一化させる場合について説明する。
せしめた２×１０遜−３の不純物濃度と約０．２９〜０
．３６μの範囲での不均一性をもつた厚さを有するＧａ
Ａｓエピタキシヤル層（第１図中２と３に相当）の厚さ
を約０．１２μに均一化させる場合について説明する。
先ず、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３回繰り返す）後、エチレングリコール、水及び酒
石酸からなる陽極酸化液（ＰＨ値２）を用いて、暗状態
における陽極酸化工程を施行し、第１図の如く残存する
エピタキシヤル層２上に酸化膜３を形成させる。なお、
この陽極酸化膜中の電圧降下が６０Ｖになつたとき、陽
極酸化工程は停止された。酸化膜３を除去すれば、約０
．２７μの厚さを有するエピタキシヤル層２が形成され
でいる。このようにして得られたエピタキシヤル層２は
その厚さは比較的均一であるが多くの表面欠陥を含んで
ある。尚この工程は除去すべき量が多い時には複数回繰
り返される。次に、エピタキシヤル層２の表面に一様に
光照射を行いながら次工程の陽極酸化を開始する。
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３回繰り返す）後、エチレングリコール、水及び酒
石酸からなる陽極酸化液（ＰＨ値２）を用いて、暗状態
における陽極酸化工程を施行し、第１図の如く残存する
エピタキシヤル層２上に酸化膜３を形成させる。なお、
この陽極酸化膜中の電圧降下が６０Ｖになつたとき、陽
極酸化工程は停止された。酸化膜３を除去すれば、約０
．２７μの厚さを有するエピタキシヤル層２が形成され
でいる。このようにして得られたエピタキシヤル層２は
その厚さは比較的均一であるが多くの表面欠陥を含んで
ある。尚この工程は除去すべき量が多い時には複数回繰
り返される。次に、エピタキシヤル層２の表面に一様に
光照射を行いながら次工程の陽極酸化を開始する。
陽祝酸化回路として定電流源回路を用い、初期電流密度
を約２．５ｍＡ／（１−JモV１に設定する。酸化膜中の
電圧降下が初期電圧に比して１００増加したとき、陽極
酸化回路を開放し、陽極酸化を停止させる。この時、第
２図に示す如く残存するエピタキシヤル層７上に酸化膜
４が形成される。光照射状態で形成された酸化膜４を濃
塩酸中で除去すれば、エビタキシヤル層が約０．１２μ
の厚さに均一化され、さらに良好な表面状態が得られ初
期の目的が達成された。本発明によれば、陽極酸化開始
直後にエツチングされるエピタキシヤル層２の膜厚は無
視できる位小さいために、酸化膜４中の電圧変化量のみ
で酸化膜４の厚、したがつて酸化膜４中に消費されるＧ
ａＡｓエピタキシヤル層７の厚さが正確に制御できるこ
とがわかつた。
を約２．５ｍＡ／（１−JモV１に設定する。酸化膜中の
電圧降下が初期電圧に比して１００増加したとき、陽極
酸化回路を開放し、陽極酸化を停止させる。この時、第
２図に示す如く残存するエピタキシヤル層７上に酸化膜
４が形成される。光照射状態で形成された酸化膜４を濃
塩酸中で除去すれば、エビタキシヤル層が約０．１２μ
の厚さに均一化され、さらに良好な表面状態が得られ初
期の目的が達成された。本発明によれば、陽極酸化開始
直後にエツチングされるエピタキシヤル層２の膜厚は無
視できる位小さいために、酸化膜４中の電圧変化量のみ
で酸化膜４の厚、したがつて酸化膜４中に消費されるＧ
ａＡｓエピタキシヤル層７の厚さが正確に制御できるこ
とがわかつた。
以上、本発明の実施例として、陽極酸化法と共に特定の
不純物濃度と厚さを有するＧａＡｓエピタキシヤルウエ
ーハ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、本発明は半絶縁性結晶基板上に成長
せしめたＧａＡｓエピタキシヤルウエーハの厚さを薄く
かつ均一に制御する場合に応用される光照射善態下での
陽極酸化法に全て適用されることはいうまでもない。
不純物濃度と厚さを有するＧａＡｓエピタキシヤルウエ
ーハ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、本発明は半絶縁性結晶基板上に成長
せしめたＧａＡｓエピタキシヤルウエーハの厚さを薄く
かつ均一に制御する場合に応用される光照射善態下での
陽極酸化法に全て適用されることはいうまでもない。
第１および第２図は、本発明の一実施例を説明するため
の各工程での断面図である。
の各工程での断面図である。
Claims (1)
- １ 半導体エピタキシャル層表面を暗状態で陽極酸して
第１の陽極酸化膜に変換し、該第１の陽極酸化膜を除去
する第１の工程と、該第１の工程を施した前記エピタキ
シャル層表面を光照射の状態でｐＨ値２±０．５の陽極
酸化液を用いると共に、初期電流密度を３±１ｍＡ／ｃ
ｍ＾２なる条件下で陽極酸化して第２の陽極酸化膜を形
成する第２の工程とを有することを特徴とする陽極酸化
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2618577A JPS5949690B2 (ja) | 1977-03-09 | 1977-03-09 | 陽極酸化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2618577A JPS5949690B2 (ja) | 1977-03-09 | 1977-03-09 | 陽極酸化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53110469A JPS53110469A (en) | 1978-09-27 |
| JPS5949690B2 true JPS5949690B2 (ja) | 1984-12-04 |
Family
ID=12186437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2618577A Expired JPS5949690B2 (ja) | 1977-03-09 | 1977-03-09 | 陽極酸化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5949690B2 (ja) |
-
1977
- 1977-03-09 JP JP2618577A patent/JPS5949690B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53110469A (en) | 1978-09-27 |
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