[发明专利]GaAs晶片及GaAs晶片的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及GaAs晶片及其制造方法，特别涉及可抑制滑移的发生的GaAs晶片及其制造方法。

背景技术

GaAs等的化合物半导体单晶通过LEC(Liquid Encapsulated Czochralski：液封直拉)法、VB(Vertical Bridgeman：垂直布里奇曼)法等来制造。以往，在半绝缘性GaAs单晶的生长中，为了防止多晶化而使结晶生长中的固液界面形状在熔液侧成为凸状是重要的，提出了用于形成凸状固液界面的各种结构或生长条件等的方案(例如，专利文献1～6)。

将使半绝缘性GaAs单晶生长后对其进行切片加工而得到的半绝缘性GaAs晶片作为基板，制作各种器件。具体地说，在GaAs晶片上，通过有机金属气相生长法(MOVPE法)或分子束外延生长法(MBE法)等使AlGaAs或InGaAs等的化合物半导体层进行外延生长，其后，使用光刻及蚀刻等技术来制作电子器件或受光器件、发光器件等。

在这里，外延生长的AlGaAs或InGaAs等的化合物半导体层与作为其衬底晶片的GaAs组成不同，因此晶格常数或热膨胀系数不同。因此，如图4所示，在GaAs晶片20上层叠了外延层21的外延晶片22产生应变，外延晶片22整体在外延层21侧翘曲为凸形状的情况较多。

在器件制造工艺中，GaAs晶片多次暴露在高温下。例如，通过MOVPE法的外延生长中，将GaAs晶片升温至约800℃进行外延生长，或者在外延生长后的晶片退火处理中GaAs晶片也会暴露在高温下。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-238870号公报

专利文献2：日本特开平6-107416号公报

专利文献3：日本特开2004-10467号公报

专利文献4：日本特开2006-327879号公报

专利文献5：日本特开2006-36604号公报

专利文献6：日本特开2008-222481号公报

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，在GaAs晶片20上形成了晶格常数不同的外延层21的外延晶片22不少有翘曲，在外延生长工序中外延生长后的降温时，或者在外延生长工序后所进行的晶片退火处理中的升降温时，为了释放GaAs晶片20的翘曲、即晶格应变，如图5所示，在GaAs晶片20的表面产生由GaAs晶片20的外周缘部沿着特定的结晶方向的直线状条纹，即滑移23。另外，24为缺口。

赋予晶片以急剧的温度变化时，为了释放晶片内部的应变，结晶一部分进行移动，因此在结晶面的高度上产生偏差，在晶片表面产生高低差。这就是滑移，其从作为结晶的释放端的晶片外周缘部产生，该高低差向中心方向传播，出现由外周缘部向着中心的直线状条纹。器件形成区域位于晶片的中央部侧，因此滑移传播到器件形成区域时，在具有滑移的区域上形成的器件存在器件产生断线等不良情况这样的问题。

为了抑制滑移的发生，使外延生长后的降温速度、晶片退火处理时的升温速度及降温速度减小等是有效的，但是为了控制或稳定器件的特性而升温速度及降温速度较大是有利的情况较多，因此难以使升温速度及降温速度减小。

因此，作为以往技术，提出下述技术，即，预先使外延生长用化合物半导体晶片在使外延层生长的表面向上侧时中央部低且周缘部高，形成以同心圆状翘曲的凹形状，从而修正外延生长后的翘曲，抑制滑移的发生(日本特开2007-214368号公报)。

但是，即使如上述那样使晶片为凹形状，随着直径超过150mm的GaAs晶片的大口径化，由于晶片的热处理、外延生长，因而容易发生由晶片外周缘部向着中心的滑移。这是由于晶片的大口径化而难以保持面内温度均匀性的缘故，即使修正了由晶片的翘曲产生的应变，由于中心部与外周缘部的温度不均匀而产生的热应力，释放应变，作为结果产生由晶片外周缘部向着中心的滑移。滑移的发生，确认不是取决于LEC法、VB法这样的GaAs单晶的制造方法，可以说是适用于直径超过150mm的大口径GaAs晶片的问题。

本发明的目的在于，提供即使大口径化也可抑制滑移的发生的GaAs晶片及其制造方法。

解决课题的方法

本发明的第一方式，是通用硬度(Universal hardness)在面内一样为4000N/mm²以上4850N/mm²以下的GaAs晶片。