專利名稱：：化合物半導(dǎo)體襯底及其拋光方法、外延襯底及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及拋光化合物半導(dǎo)體襯底的方法、化合物半導(dǎo)體襯底、制造化合物半導(dǎo)體外延襯底的方法和化合物半導(dǎo)體外延襯底；尤其是，本發(fā)明涉及減少存在于襯底淺表上的氧的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法、化合物半導(dǎo)體襯底、化合物半導(dǎo)體外延襯底制造方法，及化合物半導(dǎo)體外延襯底。
背景技術(shù)：
：因為化合物半導(dǎo)體襯底具有發(fā)光特性和高電子遷移率，所以它們己廣泛地用于半導(dǎo)體激光器、發(fā)光二極管(LED)和高速器件。通常，在化合物半導(dǎo)體襯底制造工序中會執(zhí)行拋光。例如，在日本已審査專利申請公開No.H07-67666中，在日本未審查專利申請公開No.2003-86553、2001-144056、2002-25954和2003-100671中，以及在日本專利No.3680556和3551229中，公開了拋光化合物半導(dǎo)體襯底的方法。上面提到的日本已審查專利申請公開No.H07-67666公開了一種通過采用主要成分為氯代異氰脲酸(chloroisocyanuricacid)、堿金屬磷酸鹽和硫酸氫鹽(hydrosulfate)的拋光劑拋光III-V化合物半導(dǎo)體襯底的技術(shù)。在公開No.H07-67666中，通過借助拋光劑中所含的氯代異氰脲酸表面氧化化合物半導(dǎo)體襯底，并借助堿性金屬鹽還原性地去除氧化物來進行拋光。然而，由于拋光劑中所含的氯代異氰脲酸被強氧化，氧化膜最終殘留在襯底表面上。另外，在直至最終清洗工藝的拋光后階段中清除氧化膜是非常困難的。上述日本未審查專利申請公開2003-86553中公開了一種在用次氯酸鹽水溶液作為拋光溶液的拋光步驟結(jié)束之后，立即用15'C或更低溫度的超純水清洗半導(dǎo)體晶片的技術(shù)。因為使用的拋光溶液是一種pH為8到10的強氧化性的次氯酸鹽水溶液，所以在從拋光結(jié)束之后直到純化水中用純化水取代附著于晶片表面的強氧化性的拋光溶液的時間間隔中，半導(dǎo)體晶片的表面氧化繼續(xù)進行。因而，氧化膜較厚地形成在半導(dǎo)體晶片表面上。在上述日本未審查專利申請公開2001-144056中，公開了一種拋光半導(dǎo)體晶片以及在拋光完成之后立即用pH為3到5的酸性水溶液清洗晶片的技術(shù)。因為使用的拋光溶液是pH為8到10的強^化性次氯酸鹽水溶液，即使該拋光溶液在酸性水溶液被中和，拋光完成之后也仍保留氧化勢(oxidizingpotential)。即使在完成拋光之后，由于半導(dǎo)體晶片表面的氧化繼續(xù)進行，因此氧化膜較厚地形成在晶片表面上。上述的日本未審查專利申請公開No.2002-25954和2003-100671以及專利No.3680556公開了利用將表面活性劑混合到堿性拋光液制成的混合劑作為拋光溶液拋光半導(dǎo)體晶片的技術(shù)。然而，由于用表面活性劑不能充分地清除氧化膜生成，因此氧化膜較厚地形成在晶片表面上。上述的日本專利No.3551229公開了如下技術(shù)，當(dāng)完成半導(dǎo)體襯底正面的拋光時，用包含增稠劑和氧化劑的水溶液來停止拋光反應(yīng)。然而，用以停止拋光反應(yīng)的水溶液包含氧化劑的事實和在拋光之后使用水溶液的事實意味著，由于氧化反應(yīng)沒有被停止，所以不能充分地控制襯底表面上氧化膜的形成。利用上述日本已審査專利申請公開No.H07-67666、日本未審査專利申請公開No.2003-86553、2001-144056、2002-25954和2003-100671中的技術(shù)，以及日本專利No.3680556和3551229中的技術(shù)，拋光化合物半導(dǎo)體襯底會導(dǎo)致在襯底上淺表地形成氧化膜。由于這種原因，在制造疊層器件的情況下，在正面具有氧化膜的化合物半導(dǎo)體襯底上生長外延層，氧化膜中的氧充當(dāng)雜質(zhì)，其中進入到器件中以使它們操作的電子最終被存在于化合物半導(dǎo)體襯底和外延層之間的氧俘獲。由此引起的問題是到達(dá)有源層的電子數(shù)目下降，不利地影響了器件特性。另一個問題是化合物半導(dǎo)體襯底上氧化膜的大量存在使氧化膜上建立的外延層的形態(tài)結(jié)構(gòu)(其中的生長紋和缺陷)變差。
發(fā)明內(nèi)容因此，為了解決以上論述的問題而提出的本發(fā)明的目的是，提供一種化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法、化合物半導(dǎo)體襯底、化合物半導(dǎo)體外延襯底制造方法和化合物半導(dǎo)體外延襯底，藉此減少存在于襯底淺表上的氧。作為對減少在拋光化合物半導(dǎo)體襯底過程中在襯底淺表上形成的氧化膜的進一步研究的結(jié)果，本發(fā)明人想到了以下方法。艮卩，本發(fā)明一個方面的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法包括制備步驟、第一拋光步驟和第二拋光步驟。在制備步驟中，制備化合物半導(dǎo)體襯底。在第一拋光步驟中，用含氯拋光劑拋光該化合物半導(dǎo)體襯底。在第一拋光步驟之后的第二拋光步驟中，利用包含無機增效劑(builder)且pH為8.5到13.0(含端值)的堿性水溶液執(zhí)行拋光操作。根據(jù)本發(fā)明該方面的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法，因為執(zhí)行采用還原反應(yīng)的拋光操作，也就是執(zhí)行在襯底正面上形成氧化膜的拋光操作，在第一拋光步驟中能有效地去除存在于該化合物半導(dǎo)體襯底淺表上的氧。由于用包含無機增效劑且pH為8.5到13.0(含端值)的堿性水溶液拋光允許執(zhí)行釆用還原反應(yīng)的拋光操作，所以在第二拋光步驟中能夠去除在第一拋光步驟中形成在襯底淺表上的氧化膜中的氧。因此,能夠減少存在于化合物半導(dǎo)體襯底正面上的氧。應(yīng)該理解，該含氯拋光劑意味著包含例如次氯酸鹽的氯酸離子(CIO.)的溶液，且意味著包含當(dāng)溶解在氯代異氰脲酸水溶液中時產(chǎn)生氯酸離子(cicr)的固體物質(zhì)的拋光劑。在該化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法中，優(yōu)選在第二拋光步驟中使用濃度為0.05%到2.0%(含端值)的無機增效劑。使用0.05%或更大濃度的無機增效劑縮短了去除存在于襯底正面上的氧化物中的氧所需的時間。使用2.0%或更低濃度的無機增效劑能夠容易地控制去除存在于襯底淺表上的氧化物中的氧所需的時間。在該化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法中，優(yōu)選在第二拋光步驟中加入的無機增效劑由從氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、倍半碳酸鈉(sodiumsesquicarbone)、偏硅酸鈉(sodiummetasilicate)、倍半硅酸鈉、'正硅酸鈉、正磷酸鈉、焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、四磷酸鈉、六偏磷酸鈉和硫酸鈉構(gòu)成的組中選擇的至少一種物質(zhì)組成。添加無機增效劑允許使用不包含有機物的無機增效劑，使得能夠在第二拋光步驟之后順利地實現(xiàn)廢水處理，以減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。此外，使用無機增效劑，容易調(diào)節(jié)堿性水溶液pH以便處于較高pH范圍。在該化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法中，優(yōu)選在制備步驟中制備的化合物半導(dǎo)體襯底由砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、銻化銦(InSb)、銻化鎵(GaSb)、砷化銦(InAs)、氮化鎵(GaN)、氮化銦(InN)或者氮化鋁(AlN)組成。制備這種襯底使得能夠使用高性能的化合物半導(dǎo)體襯底。在該化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法中，優(yōu)選執(zhí)行第一拋光步驟和第二拋光步驟作為平坦化該化合物半導(dǎo)體襯底的最終階段工藝。執(zhí)行作為最終階段平坦化工藝的第一和第二拋光步驟，使得能夠減少存在于襯底淺表上的氧化膜中的氧，以這種方式優(yōu)選在化合物半導(dǎo)體襯底表面處理方法中使用該工藝，藉此使雜質(zhì)濃度降低。應(yīng)該理解，最終階段平坦化工藝意味著拋光步驟中最后實施的步驟，其中存在于化合物半導(dǎo)體襯底正面上的雜質(zhì)被平坦化到原子級波紋(atomicscalecorrugation)白勺zK平。在本發(fā)明另一方面中的化合物半導(dǎo)體襯底是通過上述化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法制造的化合物半導(dǎo)體襯底，其中該ri底具有一正面，其上用X射線光電子分光譜(XPS)測量的氧含量為14原子百分比(atomic。/。)或更少。在本發(fā)明另一方面中的化合物半導(dǎo)體襯底是通過前述化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法制造的，使得去除了形成在襯底淺表上的氧化膜中的氧。因此，在具有如上所述已降低了氧含量的正面的化合物半導(dǎo)體襯底上形成外延層，且將這種外延層用于器件的實施方案中，能夠防止器件的電學(xué)特性和外延層的形態(tài)結(jié)構(gòu)受氧膜形成的不利影響。應(yīng)該理解，定義XPS中的光電子取出角(takeoffangle)為10。的低角以確保分析該化合物半導(dǎo)體襯底表面的精確性。在該化合物半導(dǎo)體襯底中，優(yōu)選該襯底具有這樣的正面，用具有0.2平方pm或者更小的視場且具有0.4nm或更小節(jié)距的原子力顯微鏡(AFM)測量該正面上RMS表面粗糙度為0.2nm或更??；且更優(yōu)選RMS粗糙度測量為O.lnm或更小。因為已經(jīng)減少了形成在襯底正面上的氧化膜中的氧，因此能夠制造如上所述具有其上原子級波紋已減少的平坦正面的化合物半導(dǎo)體襯底。因此，在將該化合物半導(dǎo)體襯底用于器件時，能夠防止該器件的電學(xué)特性和外延層的形態(tài)結(jié)構(gòu)受不利影響。在這里，遵照J(rèn)ISB0601測量該RMS粗糙度。本發(fā)明另一方面的化合物半導(dǎo)體外延襯底制造方法包括執(zhí)行該化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法的步驟，和在執(zhí)行該拋光方法步驟之后在化合物半導(dǎo)體襯底正面上形成外延層的后處理步驟。該制造方法使得能夠制造一種化合物半導(dǎo)體外延襯底，其中已經(jīng)減少存在于化合物半導(dǎo)體襯底正面和外延層i間的界面中的氧。本發(fā)明另一方面的化合物半導(dǎo)體外延襯底是通過上述化合物半導(dǎo)體外延襯底制造方法制造的化合物半導(dǎo)體外延襯底，且提供有該化合物半導(dǎo)體襯底及形成在其上的外延層，其中化合物半導(dǎo)體襯底和外延生長層之間的界面中的氧濃度為3.5x1Onatoms/cn^或更小。本發(fā)明另一方面的化合物半導(dǎo)體外延襯底提供有具有其上氧已減少的正面的化合物半導(dǎo)體襯底，使得能夠制造如上所述的存在于化合物半導(dǎo)體襯底的正面和外延層之間的界面中的氧已減少的化合物半導(dǎo)體外延襯底。尤其是，用電學(xué)特性不同于所形成的化合物半導(dǎo)體襯底的外延層，使化合物半導(dǎo)體襯底和外延層之間的電學(xué)特性上的差不被氧變窄，以便進一步防止器件特性受不利影響。根據(jù)本發(fā)明一方面的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法，在第二拋光步驟中去除形成在襯底正面上的氧化膜中氧使得能夠制造存在于襯底正面上的氧已被減少的化合物半導(dǎo)體襯底。從下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的前述和其它目的、特征、方面及優(yōu)點對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將變得容易理解。圖l是表示本發(fā)明實施方式l中的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法的流程圖2是在本發(fā)明實施方式1中的第一和第二拋光步驟中利用的拋光設(shè)備的圖3是示例本發(fā)明實施方式1中的化合物半導(dǎo)體襯底的截面圖4是表示本發(fā)明實施方式2中的化合物半導(dǎo)體襯底表面處理方法的流程圖5是在清洗步驟中使用的超聲設(shè)備的示意性截面圖；圖6是表示本發(fā)明實施方式3中的化合物半導(dǎo)體外延襯底制造方法的流程圖；禾口圖7是示例本發(fā)明實施方式3中的化合物半導(dǎo)體外延襯底的截面圖。具體實施例方式在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實施例和實例。應(yīng)該理解，在伴隨本說明的附圖中，用同一參考標(biāo)記標(biāo)注同樣或等同的特征，且它們的解釋將再不重復(fù)。實施方式l圖l是表示本發(fā)明實施方式l中的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法的流程圖。將參考圖l進行該化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法的說明。首先，如圖1所示，執(zhí)行制備步驟(S10)，其中制備一種化合物半導(dǎo)體襯底。在制備步驟(S10)中，優(yōu)選制備由砷化鎵、磷化銦、銻化銦、銻化鎵、砷化銦、氮化鎵、氮化銦及氮化鋁組成的化合物半導(dǎo)體襯底。應(yīng)該理解，要制備的化合物半導(dǎo)體襯底可以是體晶或是形成在例如由體晶組成的襯底上的薄膜。接下來，如圖1所示，執(zhí)行第一拋光步驟(S20)，其中用含氯拋光劑拋光該化合物半導(dǎo)體襯底。在第一拋光步驟(S20)中，執(zhí)行采用氧化還原反應(yīng)的拋光。具體地，盡管能夠使用例如包含次氯酸鈉或者包含二氯異氰脲酸鈉(sodiumdichlorisocyanurate)水溶液的拋光劑作為含氯拋光劑，但由于溶液穩(wěn)定性和使拋光速率穩(wěn)定，而優(yōu)選使用通過其中將無機鹽加入到二氯異氰脲酸鈉水溶液的固體拋光劑溶解進水中制得的拋光劑。另外，還可進一步將至少一種添加劑，例如硅膠，添加到該含氯拋光劑。''此外，在拋光步驟(20)中，使用例如如圖2中所示的拋光設(shè)備執(zhí)行拋光。應(yīng)該理解，圖2示例了實施方式1的第一和第二拋光步驟中使用的拋光設(shè)備。如圖2所示，本發(fā)明實施方式中使用的拋光設(shè)備包括襯底支架101、旋轉(zhuǎn)臺板102、拋光布103及拋光劑供應(yīng)單元104。襯底支架101包括擠壓頭101a，和與擠壓頭101a連接以使其旋轉(zhuǎn)的軸101b。旋轉(zhuǎn)臺板102包括圓盤形部分102a,和連接圓盤部分102a底面中心以使其旋轉(zhuǎn)的軸102b。將拋光布103固定于旋轉(zhuǎn)臺板102的頂面。例如，使用絨面革(suede)拋光布作為該拋光布103。將供應(yīng)含氯拋光劑的拋光劑供應(yīng)單元104布置在旋轉(zhuǎn)臺板102的上方在執(zhí)行第一拋光步驟(S20)中，將化合物半導(dǎo)體襯底110貼附到擠壓頭101a的底面，該化合物半導(dǎo)體襯底110的正面112與拋光布103相對布置。且將擠壓頭101a向下移動以向該化合物半導(dǎo)體襯底110施加預(yù)定的壓力。隨后，使該擠壓頭101a和圓盤形部分102a以相同的方向(圖2中箭頭的方向)旋轉(zhuǎn)，同時將含氯拋光劑由拋光劑供應(yīng)單元104供給拋光布103。應(yīng)該理解，襯底支架101和旋轉(zhuǎn)臺板102可以分別在一個方向和另一個方向旋轉(zhuǎn)，且可以使襯底支架101和旋轉(zhuǎn)臺板102中的一個旋轉(zhuǎn)，而使它們中的另一個固定。而且，可拋光化合物半導(dǎo)體襯底110的第一正面112(可采用單面拋光)，并且可拋光第一正面和第二正面兩面(可采用雙面拋光)。在第一拋光步驟(S20)中，使用含氯拋光劑使得能夠在短時間內(nèi)去除存在于化合物半導(dǎo)體襯底正面上的雜質(zhì)，同時在襯底正面上形成氧化膜。然而，該第一拋光步驟(S20)會導(dǎo)致在該化合物半導(dǎo)體襯底的正面上形成氧化膜。、'接下來，如圖1所示，在第一拋光步驟(S20)之后，執(zhí)行第二拋光步驟(S30)，其中用包含無機增效劑且pH為8.5到13.0(含端值)的堿性水溶液執(zhí)行拋光。在第二拋光步驟(S30)中，執(zhí)行釆用還原反應(yīng)的拋光。盡管在第二拋光步驟(S30)中使用的堿性水溶液的pH是在8.5到13.0兩者之間(含端值)，但優(yōu)選pH為9.4到12.5(含端值)，更優(yōu)選pH為10.5到12.5(含端值)。當(dāng)pH為8.5或更低時，不能充分地去除在第一拋光步驟(SIO)中形成的氧化膜中的氧。使pH為9.4或更高能夠通過溶解存在于襯底正面上的氧化膜中的氧化物來充分地去除氧。使pH到10.5或更高能夠更加充分地去除存在于襯底正面上的氧。另一方面，當(dāng)pH超過13.0時，刮擦?xí)乖摶衔锇雽?dǎo)體襯底的正面上的波紋更嚴(yán)重。使pH為12.5或更低能防止襯底正面上的波紋變得更加嚴(yán)重。使pH為10.3或更低能進一步防止襯底正面上的波紋變得更嚴(yán)重。在第二拋光步驟(S30)中，優(yōu)選使用濃度為0.05%到2.0%(含端值)的無機增效劑，且更優(yōu)選地，使用濃度為0.5%到1.3%(含端值)的無機增效劑。使用具有0.05%或更高濃度的無機增效劑能縮短去除存在于襯底正面上的氧化物所需的時間。使用具有0.5。/?；蚋邼舛鹊臒o機增效劑能更進一步縮短去除存在于襯底正面上的氧化物所需的時間。另一方面，使用具有2.0%或更低濃度的無機增效劑便于控制第二拋光步驟(S30)，因為不能過度地縮短去除存在于襯底正面上的氧化物所需的時間。使用具有1.3%或更低濃度的無機增效劑進一步便于控制第二拋光步驟(S30)。在第二拋光步驟(S30)中，優(yōu)選添加由從氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、倍半碳酸鈉、偏硅酸鈉、倍半硅酸鈉、正硅酸鈉、正磷酸鈉、焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、四磷酸鈉、六偏酸鈉和硫酸鈉構(gòu)成的組中選擇的至少一種物質(zhì)組成的無機^效劑。這種無機增效劑不包含有機物質(zhì)，以便于第二拋光步驟(S30)之后的廢水處理及對周圍環(huán)境施加更少的負(fù)擔(dān)。此外，由于該無機增效劑的水溶液具有7到13的pH，用具有以上優(yōu)選范圍濃度的無機增效劑能夠平穩(wěn)地將該堿性水溶液pH調(diào)節(jié)到上述的pH范圍內(nèi)?？梢杂脽o機增效劑將該堿性水溶液調(diào)節(jié)到具有8.5到13.0(含端值)的堿性pH，優(yōu)選通過向超純水添加碳酸鈉和其它堿性化學(xué)物質(zhì)來調(diào)節(jié)該堿性水溶液，以便具有8.5到13.0(含端值)的堿性pH。使用超純水保護該化合物半導(dǎo)體襯底的正面不被金屬和其它雜質(zhì)污染。另外，在其中堿性pH是8.5到13.0(含端值)的情況下，該堿性水溶液可以已包括氧化劑，拋光劑固體成分的重量比率在3%或以下的范圍內(nèi)。然而，從有效去除氧的觀點，優(yōu)選不添加氧化劑。當(dāng)沒有添加氧化劑時，在第二拋光步驟(S30)中能夠執(zhí)行僅采用還原反應(yīng)的拋光。此外，例如，能夠借助在第一拋光步驟中使用的如圖2所示的拋光設(shè)備執(zhí)行第二拋光步驟(S30)。在用該設(shè)備執(zhí)行第二拋光步驟(S30)中，可以通過例如與研磨劑提供部分104相似或不同的拋光劑供應(yīng)單元，或通過另一拋光設(shè)備，將包含無機增效劑且pH為8.5到13.0(含端值)的該堿性水溶液提供給化合物半導(dǎo)體襯底110的正面112。沒有特別限定在第一和第二拋光步驟(S20、S30)中使用的拋光劑的溫度，但優(yōu)選限定在室溫。將其限定在室溫的原因在于，簡化用于執(zhí)行第一和第二拋光步驟(S20、S30)的設(shè)備。在本發(fā)明的實施方式中，可以通過執(zhí)行這些步驟(S10到S30)產(chǎn)生如圖3所示的化合物半導(dǎo)體襯底10。應(yīng)該理解，圖3是示出本發(fā)明實施方式l中的化合物半導(dǎo)體襯底的截面圖。如圖3所示，該化合物半導(dǎo)體襯底10的正面12中的氧含量通過XPS測量為14原子％或更少。3優(yōu)選氧含量為11原子％或更少，更優(yōu)選氧含量為10原子％或更少。使氧含量為14原子。/。或更少可防止通過執(zhí)行將在下文描述的后處理步驟而產(chǎn)生的器件的電學(xué)特性受不利影響。使氧含量為11原子％或更少可進一步防止通過執(zhí)行將在下文描述的后處理步驟(S40)而產(chǎn)生的器件的電特性受不利影響。盡管氧含量越低就越優(yōu)選，但氧含量為5原子％或更多，因為使得能夠簡單地執(zhí)行第一和第二拋光步驟(S20、S30)。應(yīng)該理解，該氧含量是通過XPS測量的，其中檢測并分析通過將X射線照射到該化合物半導(dǎo)體襯底的正面而產(chǎn)生的氧所固有的光電峰，來非破壞性地測量該正面的狀態(tài)。此外，該化合物半導(dǎo)體襯底10優(yōu)選具有這樣的正面12，用具有0.2平方/mi或更小視場且具有0.4nm或更小節(jié)距的原子力顯微鏡測量該正面12的RMS粗糙度為0.2nm或更小，且更優(yōu)遠(yuǎn)具有RMS粗糙度為O.lnm或更小的正面12。使RMS粗糙度為0.2nm或更小減小了正面12上的原子級波紋，提高了通過執(zhí)行下文中將要描述的后處理步驟(S40)產(chǎn)生的器件的電學(xué)特性。使RMS粗糙度為0.1nm或更小將進一步提高通過執(zhí)行后處理步驟(S40)而產(chǎn)生的器件的電學(xué)特性。另一方面，使RMS粗糙度為0.03nm或更大將提供當(dāng)前可能的RMS。正如剛才所述，本發(fā)明實施方式l中的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法包括第二拋光步驟(S30)，其中在用含氯拋光劑拋光化合物半導(dǎo)體襯底的第一拋光步驟(S20)之后，用包含無機增效劑且pH為8.5到13.0(含端值)的堿性水溶液執(zhí)行拋光。發(fā)明人進一步研究發(fā)現(xiàn)，堿性成分和無機增效劑具有去除氧的增強效應(yīng)。就是說，在第一拋光步驟(S20)中執(zhí)行采用還原反應(yīng)的拋光，以及在第二拋光步驟(S30)中執(zhí)行采用還原反應(yīng)的拋光，以溶解在第一拋光步驟(S20)中形成在襯底正面上的氧化膜中的氧化物，從而使氧化物中組成化合物半導(dǎo)體襯底的元素被俘獲并且去除氧化物中的氧。因此，減少了存在于化合物半導(dǎo)體襯底正面上的氧。從而，能夠制造出具有氧含量和RMS粗糙度都已降低的正面12的化合物半導(dǎo)體襯底。實施方式2圖4是表示在本發(fā)明的實施方式2中表面處理化合物半導(dǎo)體襯底的方法的流程圖。將參考圖4描述本發(fā)明實施方式2中的化合物半導(dǎo)體襯底表面處理方法。如圖4所示，實施方式2中的化合物半導(dǎo)體襯底表面處理方法具有與實施方式l中的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法步驟類似的步驟，而差別僅在于包括預(yù)處理步驟(S50)、預(yù)清洗步驟(S60)和清洗步驟(S70)。首先，如圖4所示，與實施方式l中一樣執(zhí)行制備化合物半導(dǎo)體襯底的制備步驟(S10)。其次，在第一和第二拋光步驟(S20、S30)之前，執(zhí)行預(yù)處理步驟(S50)，其中拋光該化合物半導(dǎo)體襯底。在預(yù)處理步驟(S50)中，在執(zhí)行第一和第二拋光步驟(S20、S30)之前，處理該化合物半導(dǎo)體襯底的正面達(dá)到預(yù)定等級。應(yīng)該理解，該預(yù)定等級意味著使在第一和第二拋光步驟(S20、S30)之后襯底正面的氧含量和表面粗糙度與在實施方式l中的相似或更低的條件。在預(yù)處理步驟(S50)中，例如，連續(xù)地進行執(zhí)行雙面拋光的步驟和執(zhí)行單面拋光的步驟。接下來，與實施方式l一樣，執(zhí)行第一拋光步驟(S20)，隨后執(zhí)行第二拋光步驟(S30)。執(zhí)行第一和第二拋光步驟(S20、S30)作為平坦化該化合物半導(dǎo)體襯底的最終階段工藝。之后，執(zhí)行預(yù)清洗步驟(S60)，其中用堿性清洗溶液清洗該化合物半導(dǎo)體襯底。在預(yù)清洗步驟(S60)中，例如，使用包含從由水性氫氧化鈉(NaOH)、水性氫氧化鉀(KOH)、氨水和包括胺的溶液組成的組中選擇的一種的清洗溶液。執(zhí)行該預(yù)清洗步驟(S60)具有去除襯底正面上的微粒的效果。應(yīng)該理解，該步驟(S60)可省略。接下來，執(zhí)行清洗步驟(S70)，其中用酸性清洗溶液清洗該化合物半導(dǎo)體襯底。該清洗步驟(S70)包括清洗襯底正面的化學(xué)清洗步驟，例如，利用以氧化劑調(diào)節(jié)以使其為酸性且如果有必要則添加氧化劑的清洗溶液來清洗；用純水清洗化合物半導(dǎo)體襯底的沖洗步驟；以及使該化合物半導(dǎo)體襯底變干的干燥步驟。在沖洗步驟中，通過使用超聲設(shè)備將振動(或搖動)施加到該清洗溶液，例如如圖5所示。圖5是示例用于沖洗步驟中的超聲設(shè)備的示意性截面圖。如圖5所示，該超聲設(shè)備提供有包含用作沖洗劑(wash)的清洗溶液7的清洗浴槽l、布置在清洗槽浴1底面上的超聲波產(chǎn)生單元3、和連接超聲波產(chǎn)生單元3以控制它的控制單元5。清洗溶液7包含在清洗槽浴1中。另外，將支撐多個化合物半導(dǎo)體襯底110的支架9保持浸入在清洗溶液7中。用支架9支撐要被清洗的多個化合物半導(dǎo)體襯底110。將超聲波產(chǎn)生單元3布置在清洗浴槽l的底面上。當(dāng)在沖洗步驟中清洗該化合物半導(dǎo)體襯底時，將預(yù)定清洗溶液7提供到清洗浴槽l中，如圖5所示，并將保持在支架9的化合物半導(dǎo)體襯底110連同支架9浸入到清洗溶液7中。以該方式，用清洗溶液7清洗該化合物半導(dǎo)體襯底110的表面。'另外，當(dāng)清洗襯底時，通過用控制單元5控制超聲波產(chǎn)生單元3，可產(chǎn)生超聲波。結(jié)果，將超聲波施加給清洗溶液7。超聲波使清洗溶液7振動，增強了從化合物半導(dǎo)體襯底110去除雜質(zhì)或微粒的效果。此外，用布置在可搖動的構(gòu)件例如XY臺上的清洗浴槽1，通過搖動該構(gòu)件以搖動清洗浴槽1可使清洗浴槽1中的清洗溶液7攪動(搖動)?？蛇x地，可以通過手動將化合物半導(dǎo)體襯底110連同支架9一起搖動，使清洗溶液7攪動(搖動)。如同施加超聲波的方式，手動搖動也增強了去除化合物半導(dǎo)體襯底110的雜質(zhì)或微粒的效果。執(zhí)行這些步驟(S10到S70)使得能夠產(chǎn)生化合物半導(dǎo)體襯底IO，如圖3所示，其具有與實施方式1一樣其上已減少氧的正面12。正如剛才所述，根據(jù)本發(fā)明實施方式2中的化合物半導(dǎo)體襯底表面處理方法，執(zhí)行第一和第二拋光步驟(S20、S30)作為最后的平坦化步驟。因此，能夠制造已減少了存在于襯底正面上的氧的化合物半導(dǎo)體襯底。實施方式3圖6是表示本發(fā)明實施方式3的化合物半導(dǎo)體外延襯底制造方法的流程圖。將參考圖6描述該化合物半導(dǎo)體外延襯底制造方法。該化合物半導(dǎo)體外延襯底制造方法基本包括與實施方式l中的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法類似的步驟，而不同之處僅在于，執(zhí)行在化合物半導(dǎo)體襯底10的正面12上形成外延層21的后處理步驟(S40)。具體地，首先，如圖6所示，執(zhí)行化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法(S10到S30)。接下來，執(zhí)行后處理步驟(S40)，其中在化合物半導(dǎo)體襯底IO的正面上形成外延層。應(yīng)該理解，在后處理步驟(S40)中使用的化合物半導(dǎo)體襯底可以己經(jīng)受第一和第二拋光步驟(S20、S30)，且不特別限制于通過實施方式l中的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法(S10到S30)產(chǎn)生的化合物半導(dǎo)體襯底IO。例如，可使用通過執(zhí)行在實施方式2中的化合物半導(dǎo)體襯底表面處理方法而產(chǎn)生的化合物半導(dǎo)體襯底。在后處理步驟(S40)中，執(zhí)行薄膜形成工藝，其中例如，在化合物半導(dǎo)體襯底10的正面12上形成預(yù)定的外延層，以制造如圖7所示的化合物半導(dǎo)體外延襯底20。而且，優(yōu)選采用化合物半導(dǎo)體外延襯底20形成多個器件。在使用外延襯底20形成器件過程中，執(zhí)行裂片(dicing)的分割步驟，以在化合物半導(dǎo)體襯底10的正面12上形成化合物半導(dǎo)體外延襯底20之后，將化合物半導(dǎo)體外延襯底20分成單獨的器件。結(jié)果，制造了設(shè)置有化合物半導(dǎo)體外延襯底20的器件。將這樣的器件裝配到例如引線框架。隨后，執(zhí)行引線接合步驟以制造使用這些器件的半導(dǎo)體設(shè)備。通過執(zhí)行這些步驟(S10到S40)制造如圖7所示的化合物半導(dǎo)體外延襯底20。圖7是示例本發(fā)明的實施方式3中的化合物半導(dǎo)體外延襯底的截面圖。如圖7所示，該化合物半導(dǎo)體外延襯底20包括化合物半導(dǎo)體襯底10，和形成在化合物半導(dǎo)體襯底10上的外延層21。在化合物半導(dǎo)體襯底10和外延層21之間的界面22中的氧密度優(yōu)選為3.5xl(^atoms/cn^或更小，且更優(yōu)選為2.9x10natoms/cm2或更小。使氧密度為3.5x1017atoms/cn^或更小可以防止化合物半導(dǎo)體襯底10和外延層21之間傳送的電子被氧俘獲，消除了電子被阻止流入縱向器件的有源層的因素，以防止器件的電學(xué)特性受不利影響。使氧密度為2.9xl0natoms/cn^或更小可以進一步防止器件的電學(xué)特性受不利影響。正如剛才所述，根據(jù)實施方式3中的制造化合物半導(dǎo)體外延襯底20的方法，由于減少了化合物半導(dǎo)體襯底10和外延層21之間的界面22中的氧密度，所以能夠防止化合物半導(dǎo)體襯底10和外延層21之間傳送的電子被氧俘獲。因此，有效地增加流入縱向器件有源層的電子可以防止器件的特性受不利影響。實施例l為了確認(rèn)根據(jù)本發(fā)明的化合物半導(dǎo)體襯底的效果，制備了以下樣品，且檢驗了在第一或第二拋光步驟之后的化合物半導(dǎo)體襯底的正面、以及在后處理步驟之后的化合物半導(dǎo)體襯底和外延層之間的界面。本發(fā)明實例ik6'本發(fā)明實例1至6中的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法是根據(jù)實施方式3中的化合物半導(dǎo)體外延襯底制造方法的。具體地，在制備步驟(S10)中將GaAs半導(dǎo)體晶錠切片成化合物半導(dǎo)體襯底。接下來，在預(yù)處理步驟(S50)中，用研磨劑磨(lap)該化合物半導(dǎo)體襯底并使其平坦，以將它們精確地粘合到陶瓷板。用硅膠和氯基拋光溶液的溶液混合物拋光該化合物半導(dǎo)體襯底。接下來，在第一拋光步驟(S20)中使用次氯酸作為含氯拋光劑。另外，通過利用如圖2所示的拋光設(shè)備，在由絨面革拋光布構(gòu)成的拋光布103上將該化合物半導(dǎo)體襯底拋光。接下來，在第二拋光步驟(S30)中停止氯基拋光溶液的供應(yīng)，并在這之后立即將具有在下表中列出的pH的并其中溶解了焦磷酸鈉、碳酸鈉和硫酸鈉的堿性水溶液作為無機增效劑經(jīng)由拋光劑供應(yīng)單元104提供給拋光布103，以在拋光布103上執(zhí)行拋光三十秒。應(yīng)該理解，用pH為6.97和pH為4.0的標(biāo)準(zhǔn)溶液校正的pH濃度計測量該拋光溶液的pH。接下來，在預(yù)清洗步驟(S60)中，用超純水清洗化合物半導(dǎo)體襯底的正面，并且然后將其從陶瓷板分離。接下來，在清洗步驟(S70)中，用膽堿(胺)清洗化合物半導(dǎo)體襯底的正面，并且然后使其烘干。通過這些步驟，制造了本發(fā)明實例l到6中的化合物半導(dǎo)體襯底。接下來，在后處理步驟(S40)中，借助于金屬有機化學(xué)汽相沉積(MOCVD)裝置，釆用該化合物半導(dǎo)體襯底執(zhí)行外延生長。在本發(fā)明實例1到6—，在化合物半導(dǎo)體襯底的正面生長GaAs層至0.05/mi之后，生長AlGaAs層至2iUm，在其上生長GaAs層至0.05/mi。結(jié)果，制造了本發(fā)明實例1到6中的化合物半導(dǎo)體外延襯底。比較例l比較例1主要提供了與本發(fā)明實例1到6相似的化合物半導(dǎo)體外延襯底制造方法，但不同之處在于不執(zhí)行第二拋光步驟(S30)。比較例2比較例2主要提供了與本發(fā)明實例6相似的化合物半導(dǎo)體外延襯底制造方法，但不同之處在于在第二拋光步驟(S30)中使pH為5.1。測量方法關(guān)于本發(fā)明實例1到6中和比較例1和2中的化合物半導(dǎo)體襯底，用XPS測量了在襯底正面上的氧含量，以及另外用具有0.2平方/mi或更小視場且具有0.4nm或更小節(jié)距的AFM測量RMS粗糙度。作為AFM，使用Veeco制造的Dimension3000，使用了輕敲(intapping)測量方式。在下面的表列出了該結(jié)果。另外，關(guān)于本發(fā)明實例1到6中和比較例1和2中的化合物半導(dǎo)體外延襯底，用SIMS測量在化合物半導(dǎo)體襯底和外延層之間的界面中的氧密度，另外通過將激光照射到襯底正面測量散射的光強度來計算襯底正面的表面平坦度。應(yīng)該理解，由于存在散射強度越低、平坦度就越高的相互關(guān)系，測量的散射光強度被轉(zhuǎn)換為平坦度。另外，通過進行能夠非破壞地測量晶體缺陷和雜質(zhì)的光致發(fā)光(PL)測量法測量化合物半導(dǎo)體襯底的發(fā)射強度。應(yīng)該理解，晶體缺陷和雜質(zhì)的存在會降低發(fā)射強度。在下面的表列出了該結(jié)果。<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>測量結(jié)果如表中所示，關(guān)于本發(fā)明實例1到6中的化合物半導(dǎo)體襯底的正面，與比較例1和2相比，氧含量大大減少了，且RMS粗糙度也大大降低了。另外，關(guān)于本發(fā)明實例1到6中的化合物半導(dǎo)體襯底和化合物半導(dǎo)體外延襯底的外延層之間的界面，與比較例1和2相比，氧密度非常低，其平坦度大大降低了，且改善了PL強度。正如剛才所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例l,已示出了執(zhí)行第一和第二拋光步驟(S20、S30)能夠使存在于化合物半導(dǎo)體襯底正面上的氧減本發(fā)明所公開的實施例和實現(xiàn)實例無論從哪方面都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是示例性的而并非限制性的。本發(fā)明的范圍并非通過上述描述而是通過權(quán)利要求書的范圍闡明的，且意圖包括與權(quán)利要求書的范圍和在該范圍之內(nèi)的所有修改相同的含義。權(quán)利要求1.一種化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法，包括制備步驟，制備化合物半導(dǎo)體襯底；第一拋光步驟，在該化合物半導(dǎo)體襯底上利用含氯拋光劑進行拋光；和第二拋光步驟，在第一拋光步驟之后，在該化合物半導(dǎo)體襯底上利用包含無機增效劑且pH為大于等于8.5且小于等于13.0的堿性水溶液執(zhí)行拋光操作。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法，其中在所述第二拋光步驟中，使用濃度為大于等于0.05%且小于等于2.0%的無機增效劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法，其中在所述第二拋光步驟中，添加到堿性水溶液中的無機增效劑由從氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、倍半碳酸鈉、偏硅酸鈉、倍半硅酸鈉、正硅酸鈉、正磷酸鈉、焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、四磷酸鈉、六偏磷酸鈉和硫酸鈉構(gòu)成的組中選擇的至少一種物質(zhì)組成。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法，其中在所述制備步驟中制備的化合物半導(dǎo)體襯底由砷化鎵、磷化銦、銻化銦、銻化鎵、砷化銦、氮化鎵、氮化銦或氮化鋁組成。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法，其中執(zhí)行第一拋光步驟和第二拋光步驟作為將該化合物半導(dǎo)體襯底平坦化的最終工藝。6.—種通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法生產(chǎn)的化合物半導(dǎo)體襯底，用X射線光電子分光光譜測得的該化合物半導(dǎo)體襯底的表面氧含量為14原子百分比或更少。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化合物半導(dǎo)體襯底，其具有這樣的表面，該表面的RMS粗糙度利用具有S0.2平方/mi視場和0.4nm或更小節(jié)距的原子力顯微鏡測量為0.2nm或更小。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化合物半導(dǎo)體襯底，其具有這樣的表面，該表面的RMS粗糙度利用具有平方/mi視場和0.4nm或更小節(jié)距的原子力顯微鏡測量為O.lnm或更小。9.一種制造化合物半導(dǎo)體外延襯底的方法，包括-執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法的工藝；和在執(zhí)行所述拋光方法的所述工藝之后，在化合物半導(dǎo)體襯底的正面上形成外延層的后處理步驟。10.—種通過根據(jù)權(quán)利要求9所述的化合物半導(dǎo)體外延襯底制造方法制造的化合物半導(dǎo)體外延襯底，包括所制造的化合物半導(dǎo)體襯底；和形成在化合物半導(dǎo)體襯底上的外延層；其中在化合物半導(dǎo)體襯底和外延層之間的界面處氧密度為3.5x1017atoms/cm2或更小。全文摘要本發(fā)明公開了化合物半導(dǎo)體襯底拋光方法、化合物半導(dǎo)體襯底、化合物半導(dǎo)體外延襯底制造方法和化合物半導(dǎo)體外延襯底，藉此使存在于襯底前表面上的氧減少?；衔锇雽?dǎo)體襯底拋光方法包括制備步驟(S10)、第一拋光步驟(S20)和第二拋光步驟(S30)。在制備步驟(S10)中，制備化合物半導(dǎo)體襯底。在第一拋光步驟(S20)中，用含氯拋光劑拋光該化合物半導(dǎo)體襯底。在第一拋光步驟(S20)之后的第二拋光步驟(S30)中，利用包含無機增效劑pH為大于等于8.5且小于等于13.0的堿性水溶液執(zhí)行拋光操作。文檔編號B24B37/00GK101314211SQ20071016247公開日2008年12月3日申請日期2007年10月15日優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日發(fā)明者中山雅博,目崎義雄,西浦隆幸申請人:住友電氣工業(yè)株式會社