磷化铟基板的制造方法、外延晶片的制造方法、磷化铟基板及外延晶

*CN102187020A*

(10)申请公布号 CN 102187020 A(43)申请公布日 2011.09.14

(12)发明专利申请

(21)申请号 201080002962.0(22)申请日 2010.01.12(30)优先权数据

2009-102018 2009.04.20 JP(85)PCT申请进入国家阶段日 2011.04.20

(86)PCT申请的申请数据

PCT/JP2010/050193 2010.01.12(87)PCT申请的公布数据

WO2010/122821 JA 2010.10.28(71)申请人住友电气工业株式会社

地址日本大阪(72)发明人冲田恭子

(74)专利代理机构北京律盟知识产权代理有限

责任公司 11287

代理人章蕾

(51)Int.Cl.

C30B 29/40(2006.01)C30B 33/10(2006.01)H01L 21/205(2006.01)H01L 21/304(2006.01)

权利要求书 1 页 说明书 11 页 附图 5 页

(54)发明名称

磷化铟基板的制造方法、外延晶片的制造方法、磷化铟基板及外延晶片(57)摘要

本发明提供一种能够抑制电气特性的恶化，并且抑制PL特性的恶化的InP基板的制造方法、外延晶片的制造方法、InP基板及外延晶片。本发明的InP基板的制造方法包括如下步骤：准备InP基板(步骤S1～S3)；利用硫酸过氧化氢水溶液混合物清洗InP基板(步骤S5)；在利用硫酸过氧化氢水溶液混合物进行清洗的步骤(步骤S5)后，利用磷酸清洗InP基板(步骤S6)。CN 102187020 ACN 102187020 ACN 102187024 A

权 利 要 求 书

1/1页

1.一种磷化铟基板的制造方法，其包括如下步骤：

准备磷化铟基板；

利用硫酸过氧化氢水溶液混合物清洗上述磷化铟基板；及

在上述利用硫酸过氧化氢水溶液混合物进行清洗的步骤之后，利用磷酸清洗上述磷化铟基板。

2.根据权利要求1所述的磷化铟基板的制造方法，其特征在于：以上述磷酸进行清洗的步骤中，使用1％以上且30％以下的浓度的上述磷酸水溶液。

3.根据权利要求1或2所述的磷化铟基板的制造方法，其特征在于：上述准备步骤中，准备包含掺杂剂的上述磷化铟基板，上述掺杂剂含有选自由铁、硫、锡以及锌所组成的群中的至少一种物质。

4.一种外延晶片的制造方法，其包括如下步骤：

通过权利要求1至3中任一项所述的磷化铟基板的制造方法而制造磷化铟基板；及在上述磷化铟基板上形成外延层。5.一种磷化铟基板，其特征在于：其是具有表面者，且在上述表面中，硫酸离子的浓度为0.6ng/cm2以下，且与硫以外键结的氧的浓度以及碳的浓度为40原子％以下。

6.根据权利要求5所述的磷化铟基板，其特征在于：在上述表面中，In浓度相对P浓度的比(In/P)为1.23以下，且In氧化物为1.2原子％以下。

7.根据权利要求5或6所述的磷化铟基板，其特征在于：包含含有选自由铁、硫、锡以及锌所组成的群中的至少一种物质的掺杂剂。

8.一种外延晶片，其包括：

权利要求5至7中任一项所述的磷化铟基板；及形成在上述磷化铟基板的上述表面上的外延层。

2

CN 102187020 ACN 102187024 A

说 明 书

1/11页

磷化铟基板的制造方法、外延晶片的制造方法、磷化铟基板

及外延晶片

技术领域

[0001]

本发明涉及一种磷化铟基板的制造方法、外延晶片的制造方法、磷化铟基板及外

延晶片。背景技术

磷化铟(InP)基板因具有发光的特性、及电子的迁移速度快等，而广泛用在半导

体激光、LED(Light Emitting Diode：发光二极管)或者高速器件等。半导体激光及LED在将外延层形成在InP基板上之后测定PL(photoluminescence，光致发光)强度，由此可简易地检查发光性能，该PL发光强度是以强者为佳。又，高速器件中，由于InP基板与外延层的界面的杂质所引起的漏电成为问题，由此界面中n型或者p型杂质较少者特性稳定。

[0003] InP基板的制造方法揭示在例如日本专利特开平5-267185号公报(专利文献1)中。具体而言，在将晶锭切割(cutting)制成晶片之后，进行研磨制成镜面晶片。该镜面晶片的表面，会残存研磨剂等成分，或研磨后产生氧化，或附着有机物，而形成与晶锭不同的层(表面膜)。使用硫酸将该表面膜蚀刻去除，而使表面膜的厚度为1nm以下。[0004] 又，使用硫酸以外的溶液的InP基板的表面处理揭示在例如日本专利特开平5-166785号公报(专利文献2)、日本专利特开昭54-13500号公报(专利文献3)、以及日本专利特开昭62-252140号公报(专利文献4)中。在专利文献2中，揭示有利用磷酸-过氧化氢-水的混合物或者氟化氢-过氧化氢-水的混合液清洗InP晶片的情形。在专利文献3中，揭示有利用含有15体积％以下的过氧化氢的硫酸对InP单晶晶片进行蚀刻的情形。在专利文献4中，揭示有通过磷酸-过氧化氢-水的混合溶液或者氟化氢-过氧化氢-水的混合溶液，而清洗InP晶片的情形。[0005] 先前技术文献[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本专利特开平5-267185号公报[0008] 专利文献2：日本专利特开平5-166785号公报[0009] 专利文献3：日本专利特开昭54-13500号公报[0010] 专利文献4：日本专利特开昭62-252140号公报

[0002]

发明内容

[发明所要解决的问题]

[0012] 上述专利文献1中为去除表面膜而使用硫酸。由此，因使用硫酸的蚀刻，而导致硫(S)残存在表面上。如果表面上残存S，则在该表面上形成有外延层的情形时，将会有电气特性恶化的问题。

[0013] 上述专利文献2～4中使用含有过氧化氢的溶液清洗InP基板。[0014] 本发明者经锐意研究的结果发现，如果使用含有过氧化氢的溶液进行清洗，则将

[0011]

3

CN 102187020 ACN 102187024 A

说 明 书

2/11页

无法充分减少附着在InP基板的表面上的硅(Si)。本发明者发现如下问题，即，如果Si等杂质附着在InP基板的表面，则在该InP基板的表面上形成有外延层的情形时，将会导致电气特性恶化。[0015] 又，本发明者发现如下问题，即，如果表面膜中残存有机物，则在表面膜上形成有外延层的情形时，会因碳(C)与氧(O)的键结、或外延升温时In氧化物的残存，而导致PL特性恶化。

[0016] 本发明是为解决上述的课题而完成者，本发明的目的在于提供一种能够抑制电[0017] 气特性的恶化，并且抑制PL特性的恶化的InP基板的制造方法、外延晶片的制造[0018] 方法、InP基板及外延晶片。[0019] [解决问题的技术手段]

[0020] 本发明的InP基板的制造方法包括如下步骤：[0021] 准备InP基板；

[0022] 利用硫酸过氧化氢水溶液混合物清洗InP基板；及

[0023] 在利用硫酸过氧化氢水溶液混合物进行清洗的步骤后，利用磷酸清洗InP基板。[0024] 在所准备的InP基板上，形成C与氧(O)键结而成的有机膜、以及In、P及O键结而成的氧化膜。根据本发明的InP基板的制造方法，可通过以含有作为强酸的硫酸的硫酸过氧化氢水溶液混合物进行清洗，而抑制有机膜以及氧化膜的残存。因此，能够抑制PL特性的恶化。进而，可通过在该状态下利用磷酸进行清洗，而抑制硫酸过氧化氢水溶液混合物中的S等杂质的残存。因此，能够抑制电气特性的恶化。[0025] 在上述InP基板的制造方法中，较佳为，上述利用磷酸水溶液进行清洗的步骤中，使用1％以上且30％以下的浓度的磷酸。[0026] 本发明者经锐意研究的结果发现，可通过使磷酸水溶液的浓度为1％以上且30％以下，而减少InP基板的表面的Haze(雾度)(表面的微小粗糙)。因此，可抑制PL特性的恶化，并且抑制电气特性的恶化，且可减少表面的Haze。[0027] 在上述InP基板的制造方法中，较佳为，上述进行准备的步骤中，准备含有如下掺杂剂的InP基板，该掺杂剂包含选自由铁(Fe)、硫(S)、锡(Sn)、以及锌(Zn)所组成的群中的至少一种物质。[0028] 本发明中，即便为含有上述掺杂剂的InP基板，亦可抑制PL特性的恶化，并且抑制电气特性的恶化。

[0029] 本发明的外延晶片的制造方法包括如下步骤：通过上述任一项记载的InP基板的制造方法而制造InP基板；及在InP基板上形成外延层。[0030] 根据本发明的外延晶片的制造方法，使用可抑制有机膜以及氧化膜的残存且可抑制杂质的残存的InP。因此，可制造能够抑制PL特性的恶化，并且抑制电气特性的恶化的外延晶片。

[0031] 本发明的InP基板的特征在于，其是具有表面的InP基板，且在该表面中，硫酸离子(SO42-)的浓度为0.6ng/cm2以下，且与S以外键结的O的浓度以及C的浓度为40原子％以下。

[0032] 根据本发明的InP基板，因表面的硫酸离子(SO42-)的浓度为0.6ng/cm2以下，由此杂质的浓度较低。因此，如果在本发明的InP基板上形成外延层，则可抑制电气特性的恶

4

CN 102187020 ACN 102187024 A

说 明 书

3/11页

化。又，与S以外键结的O的浓度以及C的浓度为40原子％以下。由此使表面的有机膜以及氧化膜的残存得以抑制，因此，如果在本发明的InP基板上形成外延层，则可抑制PL特性的恶化。

[0033] 在上述InP基板中，较佳为，表面中In浓度相对P浓度的比(In/P)为1.23以下，且In氧化物为1.2原子％以下。

在In/P为1.23以下的情形时，表面稳定，且可抑制与杂质键结的情形。In氧化物

为1.2原子％以下的情形时，在用以在InP基板上形成外延层的升温时，In氧化物易于飞散，从而易于呈现清洁表面。由此，因表面的杂质变少，由此可抑制PL特性的恶化。[0035] 在上述InP中，较佳为含有如下掺杂剂，该掺杂剂是包含选自由Fe、S、Sn、以及Zn所组成的群中的至少一种物质。[0036] 本发明中，即便为含有上述掺杂剂的InP基板，亦可抑制PL特性的恶化，并且抑制电气特性的恶化。

[0037] 本发明的外延晶片包括上述InP基板、及形成在该InP基板表面上的外延层。[0038] 根据本发明的外延晶片，使用可抑制有机膜的残存且可抑制杂质的残存的InP基板。因此，能够实现可抑制PL特性的恶化，并且抑制电气特性的恶化的外延晶片。[0039] [发明的效果][0040] 如上所述，根据本发明的InP基板的制造方法、外延晶片的制造方法、InP基板及外延晶片，可抑制电气特性的恶化，并且抑制PL特性的恶化。

[0034]

附图说明

图1是概略性地表示本发明的实施形态1中的InP基板的侧视图。[0042] 图2是表示本发明的实施形态1中的InP基板的制造方法的流程图。

[0043] 图3是概略性地表示本发明的实施形态1中的经切片加工的InP基板的侧视图。[0044] 图4是概略性地表示本发明的实施形态1中的利用硫酸过氧化氢水溶液混合物清洗后的InP基板的侧视图。

[0045] 图5是用以对本发明的实施形态1中的利用硫酸过氧化氢水溶液混合物清洗后的InP基板的表面状态进行说明的示意图。

[0046] 图6是用以对比较例中的InP基板的表面状态进行说明的示意图。[0047] 图7是用以对比较例中的InP基板的表面状态进行说明的示意图。

[0041] [0048] [0049] [0050] [0051] [0052] [0053] [0054] [0055] [0056] [0057]

图8是概略性地表示本发明的实施形态2中的外延晶片的侧视图。图9是表示本发明的实施形态2中的外延晶片的制造方法的流程图。[符号的说明]10、11 InP基板10a、11a 表面

12 有机膜以及氧化膜20 外延晶片21 外延层S1 晶锭的准备S2 切片加工

5

CN 102187020 ACN 102187024 A[0058]

说 明 书

4/11页

S3 研磨[0059] S4 预处理

[0060] S5 利用硫酸过氧化氢水溶液混合物进行清洗[0061] S6 利用磷酸进行清洗

具体实施方式[0062] 以下，基于图式对本发明的实施形态以及实施例进行说明。再者，在以下图式中，对相同或者相等的部分标注相同的参照符号而不对其重复说明。[0063] (实施形态1)

[0064] 参照图1对本实施形态的InP基板10进行说明。如图1所示，InP基板10具有表面10a。

[0065] 在表面10a中，SO42-的浓度为0.6ng/cm2以下，较佳为0.05ng/cm2以下。在SO42-的浓度为0.6ng/cm2以下的情形时，可减少附着在表面10a上的杂质即S以及O，因此，可在将外延层形成在InP基板10上时，抑制电气特性的恶化。在SO42-的浓度为0.05ng/cm2以下的情形时，可进一步抑制电气特性的恶化。[0066] 在表面10a中，与S以外键结的O的浓度以及C的浓度为40.0原子％以下，较佳为37.0原子％以下。当与S以外键结的O的浓度以及C的浓度为40.0原子％以下的情形时，可减少作为有机膜的C与O的键结以及作为氧化膜的In、P与O的键结，因此可在使外延层形成在InP基板10上时，抑制PL特性的恶化。当与S以外键结的O的浓度以及C的浓度为37.0原子％以下的情形时，可进一步抑制PL特性的恶化。[0067] 此处，上述所谓“与S以外键结的O的浓度以及C的浓度”是可利用由C的浓度+O的浓度-S的浓度×4所表示的式而求出。在表面10a中，O存在着与C、In以及P键结的情形、以及与S键结的情形。作为有机膜以及氧化膜的残存的指标是为存在于表面10a的O中与S以外键结的O的浓度。亦即，与S键结的O并不残存在有机膜以及氧化膜中，而是源自硫酸且导致电气特性的恶化。因而，作为有机膜的残存的指标，为将表面10a中以SO4存在的O去除，而在上述式中将S浓度的4倍的O浓度去除。[0068] 在表面10a中，In氧化物较佳为1.2原子％以下，更佳为1.0原子％以下。In氧化物在外延层形成在InP基板10上时难以被去除。因此，如果能将In氧化物减少至1.2原子％以下，则可抑制PL特性的恶化。在1.0原子以下的情形时，可进一步抑制PL特性的恶化。

[0069] 在表面10a中，In浓度相对P浓度的比(In/P)较佳为1.28以下，更佳为1.23以下。在1.28以下的情形时，因相对较多地存在有P，由此成为稳定的面，表面特性变得良好。在1.23以下的情形时，可使表面特性变得更加良好。[0070] 上述“表面10a的SO42-的浓度”是通过离子层析法而测定的值。又，上述“与S以外键结的O的浓度以及C的浓度、以及In氧化物”是通过X射线光电子光谱法(XPS，X-ray photoelectron spectroscopy)法而测定的值。[0071] InP基板10可包含InP，亦可包含含有选自由Fe、S、Sn、以及Zn所组成的群中的至少一种物质的掺杂剂。[0072] 继而，对本实施形态中的InP基板10的制造方法进行说明。

6

CN 102187020 ACN 102187024 A[0073]

说 明 书

5/11页

首先，参照图2准备InP晶锭(步骤S1)。[0074] 该晶锭可包含InP，亦可包含含有选自由Fe、S、Sn、以及Zn所组成的群中的至少一种物质的掺杂剂。[0075] 其次，自所准备的晶锭切片加工出InP基板(图3中的InP基板11)(步骤S2)。进行切片加工的方法并无特别限定。该InP基板因切片加工而包含破坏层。[0076] 然后，利用研磨剂、化学研磨液等对经切片加工的InP基板进行研磨(步骤S3)。由此便可去除切片加工所导致的破坏层。可通过该步骤S1～S3而准备InP基板。[0077] 继而，对经研磨的InP基板实施预处理(步骤S4)。通过预处理而将研磨剂、化学研磨液等去除。

[0078] 预处理是利用例如碱性溶液进行清洗之后利用氢氟酸进行清洗，进而利用碱性溶液进行清洗。在步骤S2～S4的任一步骤之后，如图3所示，在InP基板11的表面上，形成有机膜以及氧化膜12。再者，有机膜含有C与O，氧化膜含有In、P与O。[0079] 继而，利用硫酸过氧化氢水溶液混合物清洗InP基板11(步骤S5)。硫酸过氧化氢水溶液混合物含有硫酸与过氧化氢水(过氧化氢水溶液)。作为硫酸过氧化氢水溶液混合物，可使用例如(硫酸∶过氧化氢∶水)：(10∶1∶1)～(5∶1∶1)等的溶液。[0080] 如果实施该步骤S5，则如图4所示，可减少形成在InP基板11的表面上的有机膜以及氧化膜12。又，亦可减少附着在InP基板11的表面上的Si等。再者，Si因包含在制造InP基板10时的环境气体、及用在清洗的水等的中，由此附着在InP基板11的表面上。[0081] 其次，利用磷酸清洗InP基板11(步骤S6)。如果实施该步骤S6，则可减少附着在InP基板11上的Si、及源自硫酸的SO42-(S、O)等。又，即便在源自磷酸的P残存在InP基板上的情形时，如果供给P则可使InP基板10的表面10a成为稳定的表面。[0082] 该步骤S6中，较佳为使用1％以上且30％以下的浓度的磷酸水溶液。由此便可降低表面Haze。

[0083] 可通过实施以上的步骤(步骤S1～S6)，而制造图1所示的InP基板10。[0084] 继而，对本实施形态中的InP基板10的制造方法的效果进行说明。在实施预处理的步骤S4后，如图3所示，在表面11a上，附着有机膜以及氧化膜12与Si等杂质。[0085] 本实施形态中的InP基板10的制造方法中，利用硫酸过氧化氢水溶液混合物进行清洗的步骤S5后的表面，如图5所示，有机膜以及氧化膜12以及Si的附着减少，但附着有源自硫酸过氧化氢水溶液混合物的S。然而，可通过利用磷酸进行清洗的步骤S6，而进一步减少未能通过步骤S5而减少的Si以及步骤S5中所附着的S。亦即，可减少有机膜以及氧化膜，且可进而减少S、Si等杂质。如果能减少有机膜以及氧化膜，则可抑制PL发光强度(PL特性)的恶化。如果能够减少杂质，则可抑制电气特性的恶化。因此，当将InP基板10用在无线通信用途等时，可使特性提升。[0086] 其次，如专利文献1所揭示，就代替步骤S5以及S6，而利用硫酸进行清洗的比较例进行说明。硫酸是与硫酸过氧化氢水溶液混合物相比为强酸，如图6所示，与利用本实施形态的硫酸过氧化氢水溶液混合物进行清洗的步骤S5后相比，可较多地去除Si，但源自硫酸的S的残存较多。因此，会因作为杂质的S而导致电气特性恶化。[0087] 又，考虑在利用硫酸进行清洗之后，利用磷酸进行清洗的技术。该情形时，如图7所示，可将一部分S去除，但由于利用硫酸清洗之后而残存的S多于利用本实施形态的硫酸

7

CN 102187020 ACN 102187024 A

说 明 书

6/11页

过氧化氢水溶液混合物清洗后的情形，由此与本实施形态相比，S的残存变多。因此，会因作为杂质的S而导致电气特性恶化。[0088] 又，本发明者经锐意研究的结果发现，如上述专利文献2～4所揭示，当利用包含过氧化氢水溶液的清洗液进行清洗的情形时，无法充分去除Si。因此，会因作为杂质的Si而导致电气特性恶化。[0089] 其次，对代替步骤S5以及S6而利用磷酸进行清洗的比较例进行说明。磷酸是与硫酸以及硫酸过氧化氢水溶液混合物相比为弱酸，因此，有机膜以及氧化膜的蚀刻并不充分。由此，如果利用磷酸进行清洗，则如图3所示，成为残存着有机膜以及氧化膜12的状态。因此，会因有机膜以及氧化膜而导致PL特性恶化。[0090] 如上所述，通过本实施形态的InP基板10的制造方法而制造的InP基板，因有机膜以及氧化膜12减少，所以可使与S以外键结的O的浓度以及C的浓度降低至40原子％以下，且因杂质减少而可使SO42-的浓度降低至0.6ng/cm2以下。因此，如果在该InP基板10上形成外延层，则可抑制PL特性的恶化，并且可抑制电气特性的恶化。[0091] (实施形态2)[0092] 参照图8，对本实施形态中的外延晶片20进行说明。如图8所示，外延晶片20包括实施形态1的InP基板10、以及形成在InP基板10的表面10a上的外延层21。

[0094] 外延层21既可为1层，亦可为复数层。[0095] 在InP基板10与外延层21的界面中，例如Si浓度为1.8×1017atoms/cm3以下，S浓度为2×1013atoms/cm3以下。[0096] 继而，对本实施形态中的外延晶片20的制造方法进行说明。首先，如图9所示，按照实施形态1的方式制造InP基板10(步骤S1～S6)。[0097] 然后，在InP基板10的表面10a上形成外延层21(步骤S7)。形成外延层21的方法并无特别限定，可采用OMVPE(OrganoMetallic Vapor Phase Epitaxy：有机金属气相外延)法、HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy：氢化物气相外延)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy：分子束外延)法、升华法等气相外延法、助熔剂法、氮气高压溶液法等液相外延法等。

[0098] 再者，步骤S7中可形成复数个元件。在该情形时，在使特定构造的外延层21形成在InP基板10的表面10a上之后，为将InP基板10分割为单个的元件，而实施例如进行切割等的分割步骤。

[0099] 可通过实施以上的步骤(步骤S1～S7)，而制造图8所示的外延晶片20。[0100] 以上述方式制造的外延晶片20搭载在例如导线架等上。然后，可通过实施打线接合步骤等，而获得使用有上述元件的半导体装置。[0101] 本实施形态中的外延晶片20的制造方法，使用实施形态1中的有机膜以及氧化膜的残存减少且杂质的残存减少的InP基板10。因此，能够制造可抑制PL特性的恶化且可抑制电气特性的恶化的外延晶片20。

[0093]

在该外延晶片20中，InP基板10含有包含选自由Fe、S、Sn、及Zn所组成的群中

的至少一种物质的掺杂剂的情形时，将具有如下效果。[0103] 掺杂剂为Fe的情形时，其浓度为例如1×1016atoms/cc以上且1×1017atoms/cc

[0102]

8

CN 102187020 ACN 102187024 A

说 明 书

7/11页

以下，电气特性为半绝缘性。此时，在InP基板10与外延层21的界面中，如果Si、S的浓度较高，则会产生电气特性异常(漏电)。然而，本实施形态因可降低Si、S的浓度，由此可较佳适用于HEMT(High Electron Mobility Transistor：高电子迁移率晶体管)、HBT(Heterojunction Bipolar Transistor：异质结双极晶体管)等。[0104] 在掺杂剂为S的情形时，该浓度为例如0.5×1018atoms/cc以上且8×1018atoms/cc以下，且电气特性为n型。该情形时，在InP基板10与外延层21的界面中，如果O、C的浓度较高，则会产生电气特性异常以及发光强度下降。然而，本实施形态因可降低O、C的浓度，由此可较佳适用于激光等。又，在能够降低Haze的情形时，可进一步提升发光强度。[0105] 在掺杂剂为Sn的情形时，该浓度为例如1×1018atoms/cc以上且6×1018atoms/cc以下，且电气特性为n型。该情形时，在InP基板10与外延层21的界面中，如果O、C的浓度高较高，则会产生电气特性异常以及发光强度下降。然而，本实施形态因可降低0、C的浓度，由此可较佳适用于激光等。又，在能够降低Haze的情形时，可进一步提升发光强度。[0106] 在掺杂剂为Zn的情形时，该浓度为例如3×1018atoms/cc以上且8×1018atoms/cc以下，且电气特性为p型。该情形时，在InP基板10与外延层21的界面中，如果Si、S的浓度较高，则会产生电气特性异常以及发光强度下降。然而，本实施形态因可降低Si、S的浓度，由此可较佳适用于激光等。又，在能够降低Haze的情形时，可进一步提升发光强度。[0107] 实施例1

[0108] 本实施例对包括利用硫酸过氧化氢水溶液混合物进行清洗的步骤与利用磷酸进行清洗的步骤而产生的效果进行调查。[0109] (本发明例1)

[0110] 本发明例1的InP基板的制造方法，基本上与实施形态1相同。具体而言，首先，通过VB(Vertical Bridgman，垂直式布里奇曼)法而使InP晶锭进行结晶成长(步骤S1)。其次，对晶锭进行切片加工(步骤S2)。继而，利用包含研磨剂、氧化剂及pH值调节剂且pH值为2以上4以下的研磨液实施研磨(步骤S3)。研磨剂采用粒径具有3nm以上且30nm以下的粒径的胶体氧化硅。氧化剂采用三氯异三聚氰酸。pH值调节剂采用苹果酸。由此，准备好InP基板。[0111] 继而，实施预处理(步骤S4)。预处理是依序实施碱性溶液的清洗、氢氟酸的清洗、及碱性溶液的清洗。[0112] 其次，利用硫酸过氧化氢水溶液混合物清洗InP基板(步骤S5)。该硫酸过氧化氢水溶液混合物为硫酸∶过氧化氢∶水＝10∶1∶1。又，在室温下进行清洗。其后，进行10分钟的水流清洗。[0113] 继而，利用磷酸清洗InP基板(步骤S6)。该磷酸的浓度为30％。其后，进行10分钟的水流清洗后，实施离心干燥。再者，干燥亦可为利用醇的蒸气干燥。由此，制造出本发明例1的InP基板10。[0114] (比较例1～8)

[0115] 比较例1～8的InP基板的制造方法，基本上与本发明例1相同，但采用下述表1记载的清洗液来代替步骤S5以及S6。[0116] (测定方法)

[0117] 本发明例1及比较例1～8的InP基板是通过XPS法来测定表面的组成。作为用

9

CN 102187020 ACN 102187024 A

说 明 书

8/11页

以测定的装置，采用PHI Quantum 2000。分析条件如下所述。X射线源采用具有1486.6eV的单波长AlK α。光电子掠出角为30°。分析区域为1400μm×300μm。充电是以C1s的C-H键为284.8eV进行修正。其结果示在下述表1中。[0118] 又，根据InP基板的表面的组成，求出In相对P的比(In/P)。其结果示在下述表1中。

[0119] [表1]

[0120]

(测定结果)

[0122] 如表1所示，利用硫酸过氧化氢水溶液混合物进行清洗然后利用磷酸进行清洗的本发明例1的InP基板中，构成杂质的硫酸离子的浓度为0.6ng/cm2以下，且与构成有机膜的C键结的O的浓度以及C的浓度为40原子％以下。因此可知本发明例1的InP基板的表面中，杂质减少，且有机膜以及氧化膜减少。[0123] 又，本发明例1的InP基板是通过磷酸进行清洗，由此，本发明例1的InP基板的表面是表面组成比(In/P)为1.28以下的稳定的表面。进而，本发明例1的InP基板是In氧化物减少至1.2％以下者。[0124] 另一方面，利用硫酸进行清洗的比较例1、以及利用硫酸清洗后再利用磷酸进行清洗的比较例8中，SO42-的浓度超过0.6ng/cm2。由此情形可知，源自硫酸的S较多残存在InP基板上。[0125] 又，使用较硫酸弱的酸的比较例2～比较例7中，与S以外键结的O的浓度以及C的浓度超过40原子％。由此情形可知，有机膜以及氧化膜较多残存在InP基板上。[0126] 如上所述可确认，根据本实施例，可通过包括利用硫酸过氧化氢水溶液混合物进行清洗的步骤及利用磷酸进行清洗的步骤，而使有机膜的残存减少至与使用硫酸的情形同

[0121]

10

CN 102187020 ACN 102187024 A

说 明 书

9/11页

等的程度，且可进一步减少杂质的残存。[0127] 又，可知通过包括利用硫酸过氧化氢水溶液混合物进行清洗的步骤、及利用磷酸进行清洗的步骤，而可实现SO42-的浓度为0.6ng/cm2以下且与S以外键结的O的浓度以及C的浓度为40原子％以下的InP基板。[0128] 再者，本发明例1中，InP基板的SO42-的浓度为0.05ng/cm2，且与S以外键结的O的浓度以及C的浓度为37原子％。本发明者经锐意研究而获得如下见解：SO42-的浓度产生0.55ng/cm2左右的误差，与C键结的O的浓度以及C的浓度产生3原子％左右的误差。因此，本发明中，对本发明例1所得的值出于安全率考虑，而使SO42-的浓度的临限值为0.6ng/cm2以下，且使与S以外键结的O的浓度以及C的浓度的临限值为40原子％以下。[0129] 实施例2

[0130] 本实施例对使用包括利用硫酸过氧化氢水溶液混合物进行清洗的步骤与利用磷酸进行清洗的步骤的InP基板形成外延层的效果进行调查。

[0131] 在本发明例1以及比较例1～8的InP基板上形成有以下的外延层。在InP基板上，利用OMVPE法形成具有300nm的厚度的InP层。[0132] 在该InP层上，利用OMVPE法形成具有5nm的厚度的InGaAs层。在该InGaAs层上，利用OMVPE法形成具有300nm的厚度的InP层，由此，制造出本发明例1以及比较例1～8的外延晶片。

(测定方法)

[0134] 本发明例1以及比较例1～8的外延晶片中，通过以下条件的PL强度测定方法而对InGaAs层测定PL强度。激发光波长为532nm。测定波长为1250nm以上且1500nm以下。测定机使用Nanometrics公司制造的PLM150。其结果示在下述表2中。[0135] 又，利用SIMS(secondary ion mass spectrometer，二次离子质谱仪)对本发明例1以及比较例1～8的外延晶片，测定外延层与InP基板的界面的Si浓度以及S浓度。其结果示在下述表2中。再者，表2中，“ND”表示因低于检测下限值(2×1013atoms/cm3)而未被检测出的情形。[0136] [表2]

[0133] [0137]

(测定结果)

[0139] 如表2所示，具备利用硫酸过氧化氢水溶液混合物清洗后再利用磷酸清洗的InP基板的本发明例1的外延晶片的PL强度为80(a.u.)以上，可抑制PL特性的恶化。进而，本发明例1的外延晶片，具有2×1017原子/cm3以下的较低的Si浓度、及检测下限值以下

[0138]

11

CN 102187020 ACN 102187024 A

说 明 书

10/11页

的较低的S浓度。由此情形可知，可减少InP基板与外延层的界面的杂质浓度。因此，可知能够抑制电气特性的恶化。[0140] 另一方面，使用利用硫酸清洗的InP基板的比较例1、以及使用利用硫酸清洗后再利用磷酸清洗的InP基板的比较例8使用强酸的硫酸。由此，可减少有机膜以及氧化膜，因而可抑制PL强度的恶化，且可降低作为杂质的Si浓度。然而，可知源自硫酸的S较多残存在InP基板与外延层的界面上。由此情形可知，电气特性产生恶化。[0141] 又，使用利用相较于硫酸为弱酸的酸的InP基板的比较例2～比较例7，因未使用硫酸，由此可降低S浓度。然而，由于未能充分减少有机膜以及氧化膜，由此PL强度较低。又，可知作为杂质的Si较多残存在InP基板与外延层的界面上。由此情形可知，电气特性产生恶化。[0142] 进而，将利用硫酸进行清洗的比较例1与利用包含硫酸与过氧化氢水溶液的清洗液进行清洗的比较例2加以比较，可知因含有过氧化氢水溶液而未能充分去除存在于界面上的Si。本发明例1虽利用硫酸过氧化氢水溶液混合物，但可利用磷酸进而减少以硫酸过氧化氢水溶液混合物所无法充分减少的Si，因此，可使Si浓度降低至与硫酸相同的程度。[0143] 如上所述可确认，根据本实施例，可通过包括利用硫酸过氧化氢水溶液混合物进行清洗的步骤与利用磷酸进行清洗的步骤，而将PL强度的恶化抑制为与利用硫酸的情形相同的程度，进而可抑制电气特性的恶化。实施例3

[0145] 本实施例对利用1％以上30％以下的浓度的磷酸进行清洗的效果进行调查。[0146] (本发明例2～5)

[0147] 本发明例2～5的InP基板及外延晶片，基本而言以与本发明例1相同的方式制造，而不同之处在于利用磷酸清洗的步骤S6中，使用下述表3中记载的浓度的磷酸。[0148] (测定方法)

[0149] 测定本发明例1～5的InP基板的表面的有机膜的厚度、Haze以及外延层的Haze。有机膜的厚度是利用Rudolph公司制造的椭圆仪Auto EL IV进行测定。Haze是利用KLA-Tencor公司制造的表面检查装置Surfscan 6220进行测定。其等的结果示在下述表3中。

[0150] [表3]

[0144] [0151]

(测定结果)

[0153] 如表3所示，磷酸的浓度为1％以上且30％以下的本发明例1～3中，InP基板的Haze及外延晶片的Haze较低。因InP基板的表面粗糙度较小，由此可知外延晶片的形态亦较良好。

[0152]

12

CN 102187020 ACN 102187024 A[0154]

说 明 书

11/11页

由上述可知，根据本实施例，可通过利用1％以上且30％以下的浓度的磷酸进行清洗，而减少InP基板及外延晶片的表面的Haze。

[0155] 应认为此次揭示的实施形态以及实施例在所有方面均为例示而并非限制性者。本发明的范围是通过权利要求书表示而非通过上述实施形态表示，且意图包含与权利要求书均等的意思及范围内的所有变更。

13

CN 102187020 ACN 102187024 A

说 明 书 附 图

图1

14

1/5页

说 明 书 附 图

图2

15

2/5页

CN 102187020 ACN 102187024 A

CN 102187020 ACN 102187024 A

说 明 书 附 图

3/5页

图3

图4

图5

图6

16

CN 102187020 ACN 102187024 A

说 明 书 附 图

4/5页

图7

图8

17

CN 102187020 ACN 102187024 A

说 明 书 附 图

5/5页

图9

18