JPS6235614A - 気相成長用基板 - Google Patents
気相成長用基板Info
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- JPS6235614A JPS6235614A JP60176120A JP17612085A JPS6235614A JP S6235614 A JPS6235614 A JP S6235614A JP 60176120 A JP60176120 A JP 60176120A JP 17612085 A JP17612085 A JP 17612085A JP S6235614 A JPS6235614 A JP S6235614A
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- gaas
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Links
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は気相成長用基板に関する。
近年、マイクロ波及びミリ波領域で使用される半導体素
子の高性能化が要求され、ことにＧａＡｓは電子の移動
度がシリコンなどに比べて６倍程度大きいために多用さ
れるように°なって来た。しかしＧａＡｓはシリコンに
比べて熱伝導率が三分の−と小さい為に性能を十分に発
揮するためにはデバイスの厚さを極力薄くする必要があ
り、最終的には１０マイクロメートル以下にもしなけれ
ばならない場合がある。
子の高性能化が要求され、ことにＧａＡｓは電子の移動
度がシリコンなどに比べて６倍程度大きいために多用さ
れるように°なって来た。しかしＧａＡｓはシリコンに
比べて熱伝導率が三分の−と小さい為に性能を十分に発
揮するためにはデバイスの厚さを極力薄くする必要があ
り、最終的には１０マイクロメートル以下にもしなけれ
ばならない場合がある。
従来は例えばミリ波デバイスを製造する際には。
基板上にデバイスを形成したのち金属電極を全面に形成
し、その上に５０マイクロメートル以上の金或は銀或は
銅の様な熱伝導率の高い材料を無電解或は電解などの方
法によってメッキし、しかるのち、これを支持基体とし
てデバイスの裏面を機械的あるいは化学的に研摩あるい
は腐蝕して薄層化し、周知の金属電極形成技術と、写真
食刻技術を用いてデバイスの裏面電極を形成し、化学的
あるいは電気化学的腐蝕によって個々のデバイスを分離
したのち、支持基体金属板を切断して個々のデバイスチ
ップとして分離する。支持基体金属はデバイスの薄化の
為の支持として役立つばかりでなくヒートシンクとして
の役割りをもち通常プレーテッド、ヒートシンク（Ｐｌ
ａｔｅｄ ｈｅａｔ ５ｉｎｋ）と呼ばれている。
し、その上に５０マイクロメートル以上の金或は銀或は
銅の様な熱伝導率の高い材料を無電解或は電解などの方
法によってメッキし、しかるのち、これを支持基体とし
てデバイスの裏面を機械的あるいは化学的に研摩あるい
は腐蝕して薄層化し、周知の金属電極形成技術と、写真
食刻技術を用いてデバイスの裏面電極を形成し、化学的
あるいは電気化学的腐蝕によって個々のデバイスを分離
したのち、支持基体金属板を切断して個々のデバイスチ
ップとして分離する。支持基体金属はデバイスの薄化の
為の支持として役立つばかりでなくヒートシンクとして
の役割りをもち通常プレーテッド、ヒートシンク（Ｐｌ
ａｔｅｄ ｈｅａｔ ５ｉｎｋ）と呼ばれている。
しかしこの方法は次の様な欠点を生ずる。つまり厚いメ
ッキ層は通常メッキの縁端が厚くなる傾向があり、また
メッキされた表面自体も１０マイクロメートル程度の平
担度しかえられないことが多い。マイクロ波或はミリ波
デバイスの最終厚み自体が１０マイクロメートル程度で
あるから、この様に厚メッキした金属を支持基体とする
にはメッキされた金属自体を平担研摩する必要がある。
ッキ層は通常メッキの縁端が厚くなる傾向があり、また
メッキされた表面自体も１０マイクロメートル程度の平
担度しかえられないことが多い。マイクロ波或はミリ波
デバイスの最終厚み自体が１０マイクロメートル程度で
あるから、この様に厚メッキした金属を支持基体とする
にはメッキされた金属自体を平担研摩する必要がある。
この様に平担化したのちこれを基準面として、デバイス
を含むＧａＡｓを研摩、化学腐蝕等によって所望の厚さ
まで薄層化する必要がある。ところがＧａＡｓはシリコ
ンに比較して硬度が低く、また主として用いられる（Ｉ
ＱＯ）面の結晶面に於いては壁間性が強く、且つ機械的
性質に異方性があって、薄層研摩に際して損傷を生じや
すい欠点があった。
を含むＧａＡｓを研摩、化学腐蝕等によって所望の厚さ
まで薄層化する必要がある。ところがＧａＡｓはシリコ
ンに比較して硬度が低く、また主として用いられる（Ｉ
ＱＯ）面の結晶面に於いては壁間性が強く、且つ機械的
性質に異方性があって、薄層研摩に際して損傷を生じや
すい欠点があった。
ＧａＡｓを用いたミリ波デバイスの中で特に薄層化を必
要とするデバイスの例は主として発熱の多いデバイスで
あってインバット・ダイオード、マイタット・ダイオー
ド、タンネット・ダイオード或はガンダイオードを挙げ
ることができる。これらはいずれも能動素子であって発
振及び増幅に広く応用されている。これらのデバイスは
５０ギガヘルツから４００ギガヘルツに亘って用いられ
るものであって使用周波数が高くなる程度直流からミリ
波への変換効率が低下する為により薄い構造とせざるを
えない。たとえば３００ギガヘルツを越えるタンネット
に於いてはデバイスの厚さは５マイクロメートル以下が
望ましいとされる。これを機械的損傷なしに製造しよう
とするならば化学腐蝕或は電気学的腐蝕に依らざるをえ
ないが、主として用いられる（１００）面は結晶学的最
稠密面ではないために上記の化学的あるいは電気化学的
腐蝕の方法によっては厚みの制御性に劣るばかりか、ウ
ェーファ面内で著しく−ばらつく為のデバイスの製造歩
留りが低下し、結果としてコストが高くならざるをえな
い状態にある。
要とするデバイスの例は主として発熱の多いデバイスで
あってインバット・ダイオード、マイタット・ダイオー
ド、タンネット・ダイオード或はガンダイオードを挙げ
ることができる。これらはいずれも能動素子であって発
振及び増幅に広く応用されている。これらのデバイスは
５０ギガヘルツから４００ギガヘルツに亘って用いられ
るものであって使用周波数が高くなる程度直流からミリ
波への変換効率が低下する為により薄い構造とせざるを
えない。たとえば３００ギガヘルツを越えるタンネット
に於いてはデバイスの厚さは５マイクロメートル以下が
望ましいとされる。これを機械的損傷なしに製造しよう
とするならば化学腐蝕或は電気学的腐蝕に依らざるをえ
ないが、主として用いられる（１００）面は結晶学的最
稠密面ではないために上記の化学的あるいは電気化学的
腐蝕の方法によっては厚みの制御性に劣るばかりか、ウ
ェーファ面内で著しく−ばらつく為のデバイスの製造歩
留りが低下し、結果としてコストが高くならざるをえな
い状態にある。
本発明者は、前述の問題を解決するための具体的手段を
鋭意研究した結果、主基板として主表面が（１００）か
ら＜１１０＞方向に２度以上傾いたＧａＡｓを用い、こ
の上にＡｌ２Ｘ Ｇａ＋−ｘＡｓ （ｚ＞０゜４）を
２マイクロメートル以上堆積させたのち、Ｓｎ、Ｔｅ、
Ｓｅ、Ｓのうち少なくともいずれか１つを１０’／ｃｃ
以上含有するＧａＡｓを２マイクロメートル以上堆積さ
せることにより、前記問題点が解決され、機械的損傷を
皆無にしながら、極めて容易に製造でき且つ歩留りを著
しく高められることを知見して本発明を完成したのであ
る。
鋭意研究した結果、主基板として主表面が（１００）か
ら＜１１０＞方向に２度以上傾いたＧａＡｓを用い、こ
の上にＡｌ２Ｘ Ｇａ＋−ｘＡｓ （ｚ＞０゜４）を
２マイクロメートル以上堆積させたのち、Ｓｎ、Ｔｅ、
Ｓｅ、Ｓのうち少なくともいずれか１つを１０’／ｃｃ
以上含有するＧａＡｓを２マイクロメートル以上堆積さ
せることにより、前記問題点が解決され、機械的損傷を
皆無にしながら、極めて容易に製造でき且つ歩留りを著
しく高められることを知見して本発明を完成したのであ
る。
本発明の気相成長用基板は、主表面が（１００）のＧａ
Ａｓと、にＡＱｘＧａ＋−ｘ Ａｓ （ｚ＞０．４）
とでは化学腐蝕の割合が大きく異なることにより基板
の薄層化を図ることができ、この際該ＧａＡｓの主表面
を＜１１０＞方向に２度傾けさせることによって表面欠
陥の発生を防止でき、さらに素子形成領域層となるＧａ
ＡｓにＳｎ、Ｔｅ、Ｓｓ、Ｓのうち少なくともいずれか
１つを含有させることにより正孔移動度を高めることが
できる。
Ａｓと、にＡＱｘＧａ＋−ｘ Ａｓ （ｚ＞０．４）
とでは化学腐蝕の割合が大きく異なることにより基板
の薄層化を図ることができ、この際該ＧａＡｓの主表面
を＜１１０＞方向に２度傾けさせることによって表面欠
陥の発生を防止でき、さらに素子形成領域層となるＧａ
ＡｓにＳｎ、Ｔｅ、Ｓｓ、Ｓのうち少なくともいずれか
１つを含有させることにより正孔移動度を高めることが
できる。
ＧａＡｓ （１００）面はアンモニアと過酸化水素水の
混液によって容易に化学腐蝕されることはよく知られて
いる。たとえば２８％のアンモニア水（ＮＨ４０Ｈ）、
！ｌ：３０％の過酸化水素水（７）１：１０の混合液で
はＧａＡｓは約１５マイクロメートル毎分の割合で溶解
し１：２０の混合液に対しては約１０マイクロメートル
毎分の割合で腐蝕溶解されることが知られている。これ
に対してＧａ ｘ Ａ Ｑ ＋−ｘｌｈｉに於いてはχ
く０．４の場合１：１０の混合液に対して化学腐蝕によ
って溶解除去され厚さは０．７５マイクロメートル毎分
以下であり、１：２０の混合液に対しては同じ＜０．０
５マイクロメートル毎分以下であることが知られている
。このことはＧａｚＡＱ＋−：Ｉ： Ａｓ （ｚ＜
０．４） とＧａＡｓとでは化学腐蝕の割合が大きく異
なり、アンモニア水と過酸化水素水の混合液を用いるな
らばＧａＡｓのみを有効に選択に溶解除去出来ることが
わかる。
混液によって容易に化学腐蝕されることはよく知られて
いる。たとえば２８％のアンモニア水（ＮＨ４０Ｈ）、
！ｌ：３０％の過酸化水素水（７）１：１０の混合液で
はＧａＡｓは約１５マイクロメートル毎分の割合で溶解
し１：２０の混合液に対しては約１０マイクロメートル
毎分の割合で腐蝕溶解されることが知られている。これ
に対してＧａ ｘ Ａ Ｑ ＋−ｘｌｈｉに於いてはχ
く０．４の場合１：１０の混合液に対して化学腐蝕によ
って溶解除去され厚さは０．７５マイクロメートル毎分
以下であり、１：２０の混合液に対しては同じ＜０．０
５マイクロメートル毎分以下であることが知られている
。このことはＧａｚＡＱ＋−：Ｉ： Ａｓ （ｚ＜
０．４） とＧａＡｓとでは化学腐蝕の割合が大きく異
なり、アンモニア水と過酸化水素水の混合液を用いるな
らばＧａＡｓのみを有効に選択に溶解除去出来ることが
わかる。
一方、ＧａＡｓは弗化水素酸に対しては殆んど化学腐蝕
を受けないがＧａＬＡＱｌ−Ｘ Ａｓ （ｚ＜０．４
）は極めて容易に化学腐蝕を受けることが知られている
。
を受けないがＧａＬＡＱｌ−Ｘ Ａｓ （ｚ＜０．４
）は極めて容易に化学腐蝕を受けることが知られている
。
更に、ＧａＡｓとＧａｙＡＱｔ −ｘ Ａｓ （χく
００４）の間の格子常数は極めて近い為に容易に多層に
エピタキシアル成長を施すことができる。
００４）の間の格子常数は極めて近い為に容易に多層に
エピタキシアル成長を施すことができる。
したがってｑａＡｓを基板としてその上にＧａｘ、ＡＱ
、−エＡｓ （χ（０，４）を堆積し、更にその上にＧ
ａＡｓを堆積した基板を出発基板とし、最上層のＧａＡ
ｓ面上に新たに最終的に所望のデバイスを形成し、薄い
デバイスを支えるに十分な厚さく例えば５０マイクロメ
一タ以上）の金メッキ層を設け、しかるのち反対面の最
初のＧａＡｓ基板をアンモニアと過酸化水素水で除去し
てゆくと、化学腐蝕はＧａえＡＱｌ−Ｘ、Ａｓ（χ＜０
．４）の所で自動的に殆ど停止する。これによって機械
的損傷を与えず、デバイスの薄層化ができるがＧａｘＡ
Ｑｌ−え Ａｓ （χ＜０．４）はＧａＡｓに比べて電
子の移動度が小さいので更に弗化水素酸を用いてＧａｘ
、 Ａ Ｑ ＋−：ｃ Ａｓ（χ＜０．４）の層のみ
を選択的に除去し、しかるのち露出したＧａＡｓ上に所
望の金属電極を形成し、更に周知の写真食刻技術を用い
て所定のデバイスを所定の大きさに化学腐蝕によって分
離すれば全く機械加工による損傷をうけずにデバイスを
形成することができる。
、−エＡｓ （χ（０，４）を堆積し、更にその上にＧ
ａＡｓを堆積した基板を出発基板とし、最上層のＧａＡ
ｓ面上に新たに最終的に所望のデバイスを形成し、薄い
デバイスを支えるに十分な厚さく例えば５０マイクロメ
一タ以上）の金メッキ層を設け、しかるのち反対面の最
初のＧａＡｓ基板をアンモニアと過酸化水素水で除去し
てゆくと、化学腐蝕はＧａえＡＱｌ−Ｘ、Ａｓ（χ＜０
．４）の所で自動的に殆ど停止する。これによって機械
的損傷を与えず、デバイスの薄層化ができるがＧａｘＡ
Ｑｌ−え Ａｓ （χ＜０．４）はＧａＡｓに比べて電
子の移動度が小さいので更に弗化水素酸を用いてＧａｘ
、 Ａ Ｑ ＋−：ｃ Ａｓ（χ＜０．４）の層のみ
を選択的に除去し、しかるのち露出したＧａＡｓ上に所
望の金属電極を形成し、更に周知の写真食刻技術を用い
て所定のデバイスを所定の大きさに化学腐蝕によって分
離すれば全く機械加工による損傷をうけずにデバイスを
形成することができる。
以上詳細に説明したようにＧａＡｓ −ＧａχＡＱ＋−
にＡｓ −ＧａＡｓの三層構造を有する基板はミリ波デ
バイスの形成上非常に有効であるがこれを実際のミリ波
デバイスに適用するには更に次の様な条件を加えること
が必要となる。ＧａＡｓはその電子移動度の大きさに比
べて正孔移動度が著しく低いために、実際上ミリ波デバ
イスに用いられるＧａＡｓの導電形は少なくとも出発基
板はＮ型の導電型であるべき場合が多い。またこのＮ型
導電領域は一般に最終的に抵抗性接触金属電極を設ける
必要上この領域の不純物密度は少くとも１０１７／ｃｃ
以上であることが必要である。
にＡｓ −ＧａＡｓの三層構造を有する基板はミリ波デ
バイスの形成上非常に有効であるがこれを実際のミリ波
デバイスに適用するには更に次の様な条件を加えること
が必要となる。ＧａＡｓはその電子移動度の大きさに比
べて正孔移動度が著しく低いために、実際上ミリ波デバ
イスに用いられるＧａＡｓの導電形は少なくとも出発基
板はＮ型の導電型であるべき場合が多い。またこのＮ型
導電領域は一般に最終的に抵抗性接触金属電極を設ける
必要上この領域の不純物密度は少くとも１０１７／ｃｃ
以上であることが必要である。
更にミリ波デバイスに於ては能動層の厚さが数マイクロ
メートル以下という極めて薄いものであることから能動
層の形成には分子線エピタキシアル成長法、戒はＭｅｔ
ａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ （ＭＯＣＶＤ）またはハロゲン
化物を用いた気相成長のように薄い能動層を形成するこ
とのできるエピタキシアル成長法を用いる必要がある。
メートル以下という極めて薄いものであることから能動
層の形成には分子線エピタキシアル成長法、戒はＭｅｔ
ａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ （ＭＯＣＶＤ）またはハロゲン
化物を用いた気相成長のように薄い能動層を形成するこ
とのできるエピタキシアル成長法を用いる必要がある。
これらの成長法に於ては例えばＧａＡｓの（１００）を
主表面とする場合ある特定の結晶方位に対して一定の角
度をもって主表面がらずらして切断した結晶表面を与え
ておかないとエピタキシアル成長過程で表面に凸凹やピ
ラミッド、ボイド、ピットなどの表面欠陥を生じやすく
なることが知られている。従ってＧａＡｓ−Ｇａｒ−Ａ
１２ｔ−ＣＡｓ （Ｚ ＜ ０ 、４ ）−ＧａＡｓ
三層構造基板し二対しては最大層のＧａＡｓ層は少なく
とも１０１７／ｃｃのＮ型導電型を与える不純物すなわ
ちＳｎ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｓのうち少なくともいずれか１つ
を含有し、且つ（１００）面に対しく１１０＞方向に２
°以上傾いた基板であることが必要である。
主表面とする場合ある特定の結晶方位に対して一定の角
度をもって主表面がらずらして切断した結晶表面を与え
ておかないとエピタキシアル成長過程で表面に凸凹やピ
ラミッド、ボイド、ピットなどの表面欠陥を生じやすく
なることが知られている。従ってＧａＡｓ−Ｇａｒ−Ａ
１２ｔ−ＣＡｓ （Ｚ ＜ ０ 、４ ）−ＧａＡｓ
三層構造基板し二対しては最大層のＧａＡｓ層は少なく
とも１０１７／ｃｃのＮ型導電型を与える不純物すなわ
ちＳｎ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｓのうち少なくともいずれか１つ
を含有し、且つ（１００）面に対しく１１０＞方向に２
°以上傾いた基板であることが必要である。
以上説明したことから明らかなように、本発明による気
相成長用基板によれば、化学的腐蝕を用いながら、即ち
機械的損傷を皆無にしながら、極めて容易に製造でき、
且つ歩留り番著しく高めることができるようになる。
相成長用基板によれば、化学的腐蝕を用いながら、即ち
機械的損傷を皆無にしながら、極めて容易に製造でき、
且つ歩留り番著しく高めることができるようになる。
手続補正書
昭和６０年１１月二りＨ
１、事件の表示
昭和６０年特許願第１７６１２０号
２、発明の名称
気相成長用基板
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
４、代理人
自 発
６、補正により増加する発明の数
７、補正の対象
明細書全文
８、補正の内容
（１）明細書全文を別紙のとおり改める。
以上
明 細 書
１、発明の名称
気相成長用基板
２、特許請求の範囲
主基板として主表面が（１００）から＜１１０＞方向に
２度以上傾いたＧａＡｓを用い、この上にＡ Ｑ Ｘ
Ｇ ａ ｌ −Ｘ Ａ Ｓ （”ｊ〈χ（＋）を２マイ
クロメートル以上堆積させたのち、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｓｅ、
Ｓのうち少なくともいずれか１つを１０１７／ｃｃ以上
含有するＧ ａ Ａ ｓを２マイクロメートル以上堆積
させたことを特徴とする気相成長用基板。
２度以上傾いたＧａＡｓを用い、この上にＡ Ｑ Ｘ
Ｇ ａ ｌ −Ｘ Ａ Ｓ （”ｊ〈χ（＋）を２マイ
クロメートル以上堆積させたのち、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｓｅ、
Ｓのうち少なくともいずれか１つを１０１７／ｃｃ以上
含有するＧ ａ Ａ ｓを２マイクロメートル以上堆積
させたことを特徴とする気相成長用基板。
３、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は気相成長用基板に関する。
近年、マイクロ波及びミリ波領域で使用される半導体素
子の高性能化が要求され、ことにＧ ａ ＡＳ−は電子
の移動度がシリコンなどに比べて６倍程度大きいために
多用されるようになってきた。しかしＧ ａ Ａ ｓは
シリコンに比べて熱伝導率が三分の−と小さい為に性能
を十分に発揮するためにはデバイスの厚さを極力薄くす
る必要があり、最終的には１０マイクロメートル以下に
もしなければならない場合がある。
子の高性能化が要求され、ことにＧ ａ ＡＳ−は電子
の移動度がシリコンなどに比べて６倍程度大きいために
多用されるようになってきた。しかしＧ ａ Ａ ｓは
シリコンに比べて熱伝導率が三分の−と小さい為に性能
を十分に発揮するためにはデバイスの厚さを極力薄くす
る必要があり、最終的には１０マイクロメートル以下に
もしなければならない場合がある。
従来は例えばミリ波デバイスを製造する際には、基板上
にデバイスを形成したのち金属電極を全面に形成し、そ
の上に５０マイクロメートル以上の合成は銀或は銅の様
な熱伝導率の高い材料を無電解或は電解などの方法によ
ってメッキし、しかるのち、これを支持基体としてデバ
イスの裏面を機械的あるいは化学的に検摩あるいは腐蝕
して薄層化し、周知の金属電極形成技術と、写真食刻技
術を用いてデバイスの裏面電極を形成し、化学的あるい
は電気化学的腐蝕によって個々のデバイスを分離したの
ち、支持基体金属板を切断して個々のデバイスチップと
して分離する。支持基体金属はデバイスの薄化の為の支
持として役立つばかりでなくヒートシンクとしての役割
りをもち通常プレーテッド、ヒートシンク （Ｐｌａｔ
ｅｄ ｈｅａｔ ５ｉｎｋ）と呼ばれている。
にデバイスを形成したのち金属電極を全面に形成し、そ
の上に５０マイクロメートル以上の合成は銀或は銅の様
な熱伝導率の高い材料を無電解或は電解などの方法によ
ってメッキし、しかるのち、これを支持基体としてデバ
イスの裏面を機械的あるいは化学的に検摩あるいは腐蝕
して薄層化し、周知の金属電極形成技術と、写真食刻技
術を用いてデバイスの裏面電極を形成し、化学的あるい
は電気化学的腐蝕によって個々のデバイスを分離したの
ち、支持基体金属板を切断して個々のデバイスチップと
して分離する。支持基体金属はデバイスの薄化の為の支
持として役立つばかりでなくヒートシンクとしての役割
りをもち通常プレーテッド、ヒートシンク （Ｐｌａｔ
ｅｄ ｈｅａｔ ５ｉｎｋ）と呼ばれている。
しかしこの方法は次の様な欠点を生ずる。つまり厚いメ
ッキ層は通常メッキの縁端が厚くなる傾向があり、また
メッキされた表面自体も１０マイクロメートル程度の平
坦度しかえられないことが多い。マイクロ波或はミリ波
デバイスの最終厚み自体が１０マイクロメートル程度で
あるから、この様に厚メッキした金属を支持基体とする
にはメッキされた金属自体を平担研摩する必要がある。
ッキ層は通常メッキの縁端が厚くなる傾向があり、また
メッキされた表面自体も１０マイクロメートル程度の平
坦度しかえられないことが多い。マイクロ波或はミリ波
デバイスの最終厚み自体が１０マイクロメートル程度で
あるから、この様に厚メッキした金属を支持基体とする
にはメッキされた金属自体を平担研摩する必要がある。
この様に平担化したのちこれを基準面として、デバイス
を含むＧａＡｓを研摩、化学腐蝕等によって所望の厚さ
まで薄層化する必要がある。ところがＧａＡｓはシリコ
ンに比較して硬度が低く、また主として用いられる（１
００）面の結晶面に於いては襞間性が強く、且つ機械的
性質に異方性があって、薄層研摩に際して損傷を生じや
すい欠点があった。
を含むＧａＡｓを研摩、化学腐蝕等によって所望の厚さ
まで薄層化する必要がある。ところがＧａＡｓはシリコ
ンに比較して硬度が低く、また主として用いられる（１
００）面の結晶面に於いては襞間性が強く、且つ機械的
性質に異方性があって、薄層研摩に際して損傷を生じや
すい欠点があった。
ＧａＡｓを用いたミリ波デバイスの中で特に薄層化を必
要とするデバイスの例は主として発熱の多いデバイスで
あってインバット・ダイオード、マイタット・ダイオー
ド、タンネット・ダイオー１〜或はガンダイオードを挙
げることができる。これらはいずれも能動素子であって
発振及び増幅に広く応用されている。これらのデバイス
は５０ギガヘルツから４００ギガヘルツに亘って用いら
れるものであって使用周波数が高くなる程直流からミリ
波への変換効率が低下する為により薄い構造とせざるを
えない。たとえば３００ギガヘルツを越えるタンネット
に於いてはデバイスの厚さは５マイクロメートル以下が
望ましいとされる。これを機械的損傷なしに製造しよう
とするならば化学腐蝕或は電気化学的腐蝕に依らざるを
えないが、主として用いられる（１００）面は結晶学的
最稠密面ではないために上記の化学的あるいは電気化学
的腐蝕の方法によっては厚みの制御性に劣るばかりか、
ウェーファ面内で著しくばらつく為のデバイスの製造歩
留りが低下し、結果としてコストが高くならざるをえな
い状態にある。
要とするデバイスの例は主として発熱の多いデバイスで
あってインバット・ダイオード、マイタット・ダイオー
ド、タンネット・ダイオー１〜或はガンダイオードを挙
げることができる。これらはいずれも能動素子であって
発振及び増幅に広く応用されている。これらのデバイス
は５０ギガヘルツから４００ギガヘルツに亘って用いら
れるものであって使用周波数が高くなる程直流からミリ
波への変換効率が低下する為により薄い構造とせざるを
えない。たとえば３００ギガヘルツを越えるタンネット
に於いてはデバイスの厚さは５マイクロメートル以下が
望ましいとされる。これを機械的損傷なしに製造しよう
とするならば化学腐蝕或は電気化学的腐蝕に依らざるを
えないが、主として用いられる（１００）面は結晶学的
最稠密面ではないために上記の化学的あるいは電気化学
的腐蝕の方法によっては厚みの制御性に劣るばかりか、
ウェーファ面内で著しくばらつく為のデバイスの製造歩
留りが低下し、結果としてコストが高くならざるをえな
い状態にある。
〔問題点を解決するための具体的手段〕本発明者は、前
述の問題を解決するための具体的手段を鋭意研究した結
果、主基板として主表面が（１００）から（１，１０）
方向に２度以上傾いたＧａＡｓを用い、この上にＡＱｘ
Ｇａｌ−ｘＡｓ（６〜くχ（１）を２マイクロメートル
以上堆積させたのち、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｓのうち少な
くともいずれか１つを１０１７／ｃｃ以上含有するＧａ
ＡＳを５マイクロメートル以上堆積させることにより、
前記問題点が解決され、機械的損傷を皆無にしながら、
極めて容易に製造でき且つ歩留りを著しく高められるこ
とを知見して本発明を完成したのである。
述の問題を解決するための具体的手段を鋭意研究した結
果、主基板として主表面が（１００）から（１，１０）
方向に２度以上傾いたＧａＡｓを用い、この上にＡＱｘ
Ｇａｌ−ｘＡｓ（６〜くχ（１）を２マイクロメートル
以上堆積させたのち、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｓのうち少な
くともいずれか１つを１０１７／ｃｃ以上含有するＧａ
ＡＳを５マイクロメートル以上堆積させることにより、
前記問題点が解決され、機械的損傷を皆無にしながら、
極めて容易に製造でき且つ歩留りを著しく高められるこ
とを知見して本発明を完成したのである。
本発明の気相成長用基板は、主表面が（１００）のＧａ
Ａｓ と、 Ａ Ｑ Ｋ Ｇ ａ ｔ−ｘ
Ａ ｓ （Ｏｃｌ−＜Ｘ（１）とでは化学腐
蝕の割合が大きく異なることにより基板の薄層化を図る
ことができ、この際該ＧａＡＳの主表面を＜１１０＞方
向に２度傾けさせることによって表面欠陥の発生を防止
でき、さらに素子形成領域層となるＧａＡｓにＳｎ、Ｔ
ｅ、Ｓｅ。
Ａｓ と、 Ａ Ｑ Ｋ Ｇ ａ ｔ−ｘ
Ａ ｓ （Ｏｃｌ−＜Ｘ（１）とでは化学腐
蝕の割合が大きく異なることにより基板の薄層化を図る
ことができ、この際該ＧａＡＳの主表面を＜１１０＞方
向に２度傾けさせることによって表面欠陥の発生を防止
でき、さらに素子形成領域層となるＧａＡｓにＳｎ、Ｔ
ｅ、Ｓｅ。
Ｓのうち少なくともいずれか１つを含有させることによ
り正孔移動度を高めることができる。
り正孔移動度を高めることができる。
Ｇ ａ Ａ ｓの（１００）面はアンモニアと過酸化水
素水の混液によって容易に化学腐蝕されることはよく知
られている。たとえば２８％のアンモニア水（ＮＨ４０
Ｈ）と３０％の過酸化水素水の１：１０の混合液ではＧ
ａＡｓは約１５マイクロメートル毎分の割合で溶解し１
：２０の混合液に対しては約１０マイクロメートル毎分
の割合で腐蝕溶解されることが知られている。これに対
してＡＱξＧａ＋−工Ａｓに於いては０″＋くχ〈１の
場合１：１０の混合液に対して化学腐蝕によって溶解除
去される厚さは０．７５マイクロメートル毎分以下であ
り、１：２０の混合液に対しては同じく０．０５マイク
ロメートル毎分以下であることが知られている。このこ
とはＡ Ｑ ＋＋、 Ｇ ａ １−χＡｓ（０＋りη＜
１）とＧ ａ Ａ ｓとでは化学腐蝕の割合が大きく異
なり、アンモニア水と過酸化水素水の混合液を用いるな
らばＧ ａ Ａ ｓのみを有効に選択的溶解除去できる
ことがわかる。
素水の混液によって容易に化学腐蝕されることはよく知
られている。たとえば２８％のアンモニア水（ＮＨ４０
Ｈ）と３０％の過酸化水素水の１：１０の混合液ではＧ
ａＡｓは約１５マイクロメートル毎分の割合で溶解し１
：２０の混合液に対しては約１０マイクロメートル毎分
の割合で腐蝕溶解されることが知られている。これに対
してＡＱξＧａ＋−工Ａｓに於いては０″＋くχ〈１の
場合１：１０の混合液に対して化学腐蝕によって溶解除
去される厚さは０．７５マイクロメートル毎分以下であ
り、１：２０の混合液に対しては同じく０．０５マイク
ロメートル毎分以下であることが知られている。このこ
とはＡ Ｑ ＋＋、 Ｇ ａ １−χＡｓ（０＋りη＜
１）とＧ ａ Ａ ｓとでは化学腐蝕の割合が大きく異
なり、アンモニア水と過酸化水素水の混合液を用いるな
らばＧ ａ Ａ ｓのみを有効に選択的溶解除去できる
ことがわかる。
一方、Ｇ ａ Ａ ｓは弗化水素酸に対しては殆んど化
学腐蝕を受けないがＡ Ｑ、 Ｇ ａ ＋−ｘ Ａ ｓ
（ｏ、′＋＜又＜１）は極めて容易に化学腐蝕を受
けることが知られている。
学腐蝕を受けないがＡ Ｑ、 Ｇ ａ ＋−ｘ Ａ ｓ
（ｏ、′＋＜又＜１）は極めて容易に化学腐蝕を受
けることが知られている。
更に、ＧａＡｓとＡ Ｑ Ｘ Ｇ ａ Ｉ−ｚ Ａ Ｓ
（”＋”＜１）の間の格子常数は極めて近い為に容
易に多層にエピタキシアル成長を施すことができる。
（”＋”＜１）の間の格子常数は極めて近い為に容
易に多層にエピタキシアル成長を施すことができる。
したがってＧ ａ Ａ ｓを基板としてその上にＡｎ疋
Ｇａ、−２Ａ Ｓ （ｏ、’ｌ−＜工く１）を堆積し
、更にその上にＧ ａ Ａ ｓを堆積した基板を出発基
板とし、最上層のＧ ａ Ａ ｓ面上に新たに最終的に
所望のデバイスを形成し、薄いデバイスを支えるに十分
な厚さく例えば５０マイクロメ一タ以上）の金メッキ層
を設け、しかるのち反対面の最初のＧ ａ Ａ ｓ基板
をアンモニアと過酸化水素水で除去してゆくと、化学腐
蝕はＡｕ：ｃＧａｔ−ｘＡｓ （ｏうくＸ＜ｌ）の所で
自動的に殆んど停止する。これによって機械的損傷を与
えず、デバイスの薄層化ができるがＡＱＣＧ ａ Ｉ−
ｘ、Ａ ｓ （Ｑ斗＜ｘ＜ｌ）はＧ ａ Ａ ｓに比べ
て電子の移動度が小さいので更に弗化水素酸を用いてＡ
ＱＫ Ｇａ ＋−ｘＡｓ （０十（ｘ−（，１）の層の
みを選択的に除去し、しかるのち露出したＧａＡｓ上に
所望の金属電極を形成し、更に周知の写真食刻技術を用
いて所定のデバイスを所定の大きさに化学腐蝕によって
分離すれば全く機械加工による損傷をうけずにデバイス
を形成することができる。
Ｇａ、−２Ａ Ｓ （ｏ、’ｌ−＜工く１）を堆積し
、更にその上にＧ ａ Ａ ｓを堆積した基板を出発基
板とし、最上層のＧ ａ Ａ ｓ面上に新たに最終的に
所望のデバイスを形成し、薄いデバイスを支えるに十分
な厚さく例えば５０マイクロメ一タ以上）の金メッキ層
を設け、しかるのち反対面の最初のＧ ａ Ａ ｓ基板
をアンモニアと過酸化水素水で除去してゆくと、化学腐
蝕はＡｕ：ｃＧａｔ−ｘＡｓ （ｏうくＸ＜ｌ）の所で
自動的に殆んど停止する。これによって機械的損傷を与
えず、デバイスの薄層化ができるがＡＱＣＧ ａ Ｉ−
ｘ、Ａ ｓ （Ｑ斗＜ｘ＜ｌ）はＧ ａ Ａ ｓに比べ
て電子の移動度が小さいので更に弗化水素酸を用いてＡ
ＱＫ Ｇａ ＋−ｘＡｓ （０十（ｘ−（，１）の層の
みを選択的に除去し、しかるのち露出したＧａＡｓ上に
所望の金属電極を形成し、更に周知の写真食刻技術を用
いて所定のデバイスを所定の大きさに化学腐蝕によって
分離すれば全く機械加工による損傷をうけずにデバイス
を形成することができる。
以上詳細に説明したようにＧ ａ Ａ ｓ −Ａ Ｑえ
ＧａＩ−ｘ、 Ａ ｓ −Ｇ ａ Ａ ｓの三層構造を
有する基板はミリ波デバイスの形成上非常に有効である
がこれを実際にミリ波デバイスに適用するには更に次の
様な条件を加えることが必要となる。ＧａＡｓはその電
子移動度の大きさに比べて正孔移動度が著しく低いため
に、実際上ミリ波デバイスに用いられるＧａＡｓの導電
形は少なくとも出発基板はＮ型の導電型であるべき場合
が多い。またこのＮ型導電領域は一般に最終的に抵抗性
接触金属電極を設ける必要上この領域の不純物密度は少
なくとも１０１７／ｃｃ以上であることが必要である。
ＧａＩ−ｘ、 Ａ ｓ −Ｇ ａ Ａ ｓの三層構造を
有する基板はミリ波デバイスの形成上非常に有効である
がこれを実際にミリ波デバイスに適用するには更に次の
様な条件を加えることが必要となる。ＧａＡｓはその電
子移動度の大きさに比べて正孔移動度が著しく低いため
に、実際上ミリ波デバイスに用いられるＧａＡｓの導電
形は少なくとも出発基板はＮ型の導電型であるべき場合
が多い。またこのＮ型導電領域は一般に最終的に抵抗性
接触金属電極を設ける必要上この領域の不純物密度は少
なくとも１０１７／ｃｃ以上であることが必要である。
更にミリ波デバイスに於いては能動層の厚さが数マイク
ロメートル以下という極めて薄いものであることから能
動層の形成には分子線エピタキシアル成長法、或はＭｅ
ｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏ
ｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＭＯＣＶＤ）またはハロゲン
化物を用いた気相成長のように薄い能動層を形成するこ
とのできるエピタキシアル成長法を用いる必要がある。
ロメートル以下という極めて薄いものであることから能
動層の形成には分子線エピタキシアル成長法、或はＭｅ
ｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏ
ｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＭＯＣＶＤ）またはハロゲン
化物を用いた気相成長のように薄い能動層を形成するこ
とのできるエピタキシアル成長法を用いる必要がある。
これらの成長法に於いては例えばＱ ａＡ ｓの（１０
０）を主表面とする場合ある特定の結晶方位に対して一
定の角度をもって主表面からずらして切断した結晶表面
を与えておかないとエピタキシアル成長過程で表面に凹
凸やピラミッド、ボイド、ピットなどの表面欠陥を生じ
やすくなることが知られている。従ってＧ ａ Ａ ｓ
Ａ Ｑ ＜ Ｇ ａｌ−χＡｓ（Ｃ）・鋒＜ｘ＜ｌ
） Ｇ ａ Ａ ｓ三層構造基板に対しては最上層
のＧａＡｓ層は少なくとも１０”／ｃｃのＮ型導電型を
与える不純物すなわちＳｎ。
０）を主表面とする場合ある特定の結晶方位に対して一
定の角度をもって主表面からずらして切断した結晶表面
を与えておかないとエピタキシアル成長過程で表面に凹
凸やピラミッド、ボイド、ピットなどの表面欠陥を生じ
やすくなることが知られている。従ってＧ ａ Ａ ｓ
Ａ Ｑ ＜ Ｇ ａｌ−χＡｓ（Ｃ）・鋒＜ｘ＜ｌ
） Ｇ ａ Ａ ｓ三層構造基板に対しては最上層
のＧａＡｓ層は少なくとも１０”／ｃｃのＮ型導電型を
与える不純物すなわちＳｎ。
Ｔｅ、Ｓｅ、Ｓのうち少なくともいずれか１つを含有し
、且つ（１００）面に対しく１１０＞方向に２６以上傾
いた基板であることが必要である。
、且つ（１００）面に対しく１１０＞方向に２６以上傾
いた基板であることが必要である。
以上説明したことから明らかなように、本発明による気
相成長用基板によれば、化学的腐蝕を用いながら、即ち
機械的損傷を皆無にしながら、極めて容易に製造でき、
且つ歩留りを著しく高めることができるようになる。
相成長用基板によれば、化学的腐蝕を用いながら、即ち
機械的損傷を皆無にしながら、極めて容易に製造でき、
且つ歩留りを著しく高めることができるようになる。
Claims (1)
- 主基板として主表面が｛１００｝から＜１１０＞方向に
２度以上傾いたＧａＡｓを用い、この上にＡｌ＿ｘＧａ
＿１＿−＿ｘＡｓ（ｘ＞０．４）を２マイクロメートル
以上堆積させたのち、Ｓｕ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｓのうち少な
くともいずれか１つを１０＾１＾７／ｃｃ以上含有する
ＧａＡｓを２マイクロメートル以上堆積させたことを特
徴とする気相成長用基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60176120A JPS6235614A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 気相成長用基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60176120A JPS6235614A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 気相成長用基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6235614A true JPS6235614A (ja) | 1987-02-16 |
Family
ID=16008025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60176120A Pending JPS6235614A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 気相成長用基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6235614A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63226918A (ja) * | 1987-03-16 | 1988-09-21 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 燐化砒化ガリウム混晶エピタキシヤルウエ−ハ |
| US6364924B1 (en) | 1999-11-18 | 2002-04-02 | Nitto Denko Corporation | Air permeable cap and outdoor lamp, automobile lamp and electrical component comprising same |
-
1985
- 1985-08-09 JP JP60176120A patent/JPS6235614A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63226918A (ja) * | 1987-03-16 | 1988-09-21 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 燐化砒化ガリウム混晶エピタキシヤルウエ−ハ |
| US6364924B1 (en) | 1999-11-18 | 2002-04-02 | Nitto Denko Corporation | Air permeable cap and outdoor lamp, automobile lamp and electrical component comprising same |
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