专利名称：化合物半导体装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及化合物半导体装置的制造方法，特别包括在去除抗蚀图形后的表面清洗工序的化合物半导体装置的制造方法。
背景技术：
一般来讲，在半导体装置的制造工艺中的光刻(lithography)工序中，当在半导体层上形成抗蚀图形后，使用这种抗蚀图形进行蚀刻半导体层，然后将抗蚀图形通过剥离液等加以去除。
在上述光刻法中，去除抗蚀图形后，如果在半导体层上残留抗蚀剂等有机物，就可能由于脱膜等而引起信任性的问题。所以为了去除有机残留物，在去除抗蚀剂后施加O2等离子灰化使其灰化(例如，记载于Ralph E.Williams著作的《Gallium Arsenide Processing Techniques》(美国)ARTECH HOUSE，INC，1984)。另外，在特开2001-185520号公报所记载的技术中，通过将臭氧气体、臭氧水以及氢水组合后对由硅(Si)构成的半导体层上的有机残留物进行去除。
但是，当半导体层不是由硅而是由GaAs等构成的化合物半导体层时，如果在具备这种化合物半导体层的化合物半导体装置的光刻工序中通过O2等离子灰化去除有机残留物，就会出现无法获得化合物半导体装置所期望的设计特性的问题。也就是说，在去除抗蚀图形后的化合物半导体层裸露的状态下如施以O2等离子灰化，那么化合物半导体层就会受到损坏。
在这里，由于考虑到臭氧、臭氧水以及氢水的强氧化性，在O2等离子灰化方面没有进行通过臭氧、臭氧水以及氢水来去除化合物半导体层上的有机物。
发明内容
故此，本发明鉴于此问题点，以提供不降低化合物半导体装置的特性而可以去除有机残留物的化合物半导体装置的制造方法为目的。
为了达到上述目的，本发明的化合物半导体装置的制造方法，其特征在于包括在化合物半导体装置层上形成抗蚀图形的图案形成工序、和去除上述抗蚀图形后，使用臭氧(O3)水及氢(H2)水之中的至少一种对所述化合物半导体层表面进行清洗的去除工序。在这里，上述臭氧水的臭氧浓度可以为13mg/L或以下。并且，上述化合物半导体层可以具有由GaAs、AlGaAs、InGaAs、InGaP、或者InP构成的层，上述被清洗的化合物半导体层表面也可以由GaAs、AlGaAs、InGaAs、InGaP、或者InP构成。
通过这样，就可以对化合物半导体层无损坏地去除有机残留物，从而实现不会使化合物半导体装置的特性降低而去除有机残留物的化合物半导体装置的制造方法。
这里，在上述去除工序中的上述化合物半导体层表面的清洗也可以在避光的状态下进行。
这样，被清洗的化合物半导体层不会由于电池效果作用而被蚀刻，从而可以实现进一步防止化合物半导体装置的特性降低的化合物半导体装置的制造方法。
另外，在上述去除工序中，也可以用臭氧水以及氢水进行清洗。
这样，通过臭氧水的氧化作用以及氢水的还原作用，可以去除较多的有机残留物，同时通过氢水的洗涤(冲洗)效果，可以去除化合物半导体层表面的残留液，从而可以实现能使化合物半导体层表面更加清洁化的化合物半导体装置的制造方法。
从以上说明所明确的那样，如果根据本发明的化合物半导体装置的制造方法，不会使化合物半导体装置的特性降低而可以去除有机物残留物。
因此，通过本发明可以提供一种不会使化合物半导体装置的特性降低而可以去除有机残留物的制造化合物半导体装置的方法，其实用价值很高。
图1A～图1G是说明本发明的实施方案的光刻工序的FET的截面图。
图2表示经过本实施方案的光刻工序而制造的FET的Ids-Vgs特性的图表。
图3表示经过本实施方案的光刻工序而制造的FET的微粒数，与经过以往光刻工序而制造的FET的微粒数的比较结果图。
图4表示在本实施方案中的光刻工序中，当臭氧水的臭氧浓度发生变化时的FET的Ids变化量的图表。
具体实施例方式
以下就本发明的实施方案中的化合物半导体装置的制造方法参照附图进行说明。
图1A～图1G是说明本实施方案的场效应晶体管(以下记为FET)的制造工序中的光刻工序的FET截面图。
首先，如图1A所示，在半绝缘性的GaAs基板102上，依次使i型InGaAs通道(channel)层103、n型AlGaAs电子供给层104、i型AlGaAs肖特基层105、以及n型GaAs电阻接触层106进行外延生长，从而制作出外延层101。
接下来，如图1B所示，通过等离子CVD法在外延层101形成如厚度为300nm的SiO2膜107。
然后，如图1C所示，为形成电阻电极109在形成抗蚀图形108后，使用该抗蚀图形108对SiO2膜107的所规定的区域通过氟酸进行蚀刻，露出n型GaAs电阻接触层106。
接着，如图1D所示，在露出的n型GaAs电阻接触层106上蒸镀由AuGe/Ni/Au系列构成的电阻电极109后，使用剥离液进行提离。
然后，如图1E所示，为形成肖特基电极111在形成抗蚀图形110后，使用此抗蚀图形110对SiO2膜107的所规定的区域通过氟酸进行蚀刻。
然后，如图1F所示，对外延层进行凹槽蚀刻，使其露出i型AlGaAs肖特基层105。
然后，如图1G所示，在露出的i型AlGaAs肖特基层105上蒸镀由AuGe/Ni/Au类构成的电阻电极109后，使用剥离液进行提离。并且，使用臭氧浓度为13mg/L或以下，例如5mg/L的臭氧(O3)水在例如90sec常温下浸渍处理，然后清洗外延层101表面，去除有机残留物。在这里，清洗要在不让外延层101见光的避光状态下进行。再者，臭氧水的pH优选为6～8。另外，也可以通过使用非臭氧水、氢离子浓度(pH)为6～8、例如7的氢水，或者氢水以及臭氧水来清洗外延层101表面。当通过氢水以及臭氧水清洗外延层101表面时，在用氢水或者臭氧水清洗后，进行通过臭氧水或者氢水来清洗。还有，已经说明了臭氧水的浸渍处理，但使GaAs基板旋转，并使臭氧水从喷嘴吐出的旋转处理也可以获得同样的效果。
图2是表示经过上述光刻工序制造的FET图案特性的漏极电流Ids-栅源电压Vgs特性的图表。另外，图2中，虚线表示通过O2等离子灰化去除有机残留物而制造的以往的FET的Ids-Vgs特性，实线表示通过臭氧水去除有机残留物而制造的本发明的FET的Ids-Vgs特性。
从图2可以得知，和以往的FET相比较本发明的FET可以获得良好的夹断特性。这是因为通过以往的O2等离子灰化清洗中，由于等离子对外延层101带来损坏，漏泄成分增加，而本发明通过臭氧水清洗中，由于不使用等离子所以不会给外延层101表面带来损坏的缘故。
图3是表示以下比较结果的图表，将图1G中所示的工序中不去除有机残留物而制造出的FET的微粒数、和用O2等离子灰化去除有机残留物而制造的FET的微粒数、只使用臭氧水去除有机残留物而制造的FET的微粒数、使用臭氧水以及氢水去除有机残留物而制造的FET的微粒数相比较。另外，在图3中，将不去除有机残留物而制造的FET的微粒数和1进行换算并比较。
从图3可以得知，通过臭氧水去除有机残留物和不去除有机残留物相比，减少了微粒数，并且可以了解其减少率和通过O2等离子灰化去除有机残留物具有同样的效果。并且，可以了解通过臭氧水以及氢水去除有机残留物与只用臭氧水去除有机残留物相比较可以进一步减少微粒数。这是因为臭氧水的氧化作用和氢水的还原作用相互配合，可以更多地去除有机残留物的缘故。
图4是表示在图1G所示的工序中使臭氧水的臭氧浓度发生变化的FET的Ids变化量(在图中，δIds)的图表。也就是说是表示臭氧浓度依存性的图表。
从图4可以得知臭氧浓度如果比13mg/L高，Ids变化量就会加大。这是因为臭氧浓度过高的话，外延层101的表面氧化就会发展，肖特基电极111和i型InGaAs通道层103的距离发生变化，Ids发生变化的缘故。从而，根据本发明的FET的制造方法，由于臭氧浓度比13mg/L低，所以可以使Ids不发生变化就可以去除有机残留物。
根据以上的本实施方案的FET光刻工序，使用臭氧的浓度为13mg/L或以下或pH6～8的臭氧水，或者氢离子浓度为6～8的氢水去除有机残留物。从而，由于不会给外延层带来损坏就可以去除有机残留物，所以本实施方案中的FET的光刻工序是可以实现不降低FET的特性即可去除有机残留物的FET的光刻工序。
还有，根据本实施方案的FET的光刻工序，清洗要在外延层101不见光的避光状态下进行。从而，由于外延层不会通过电池效果作用受到蚀刻，所以本实施方案中的光刻工序是可以实现进一步防止FET的特性降低的FET的光刻工序。
另外，根据本实施方案的FET的光刻工序，清洗使用臭氧水和氢水两者进行。从而，通过臭氧水的氧化作用和氢水的还原作用，可以去除较多的有机残留物，并且通过氢水的洗涤(冲洗)效果，可以去除化合物半导体层表面的残留液，所以本实施方案中的FET的光刻工序可以实现能使外延层表面更加清洁化的FET的光刻工序。
再者，在本实施方案的FET的光刻工序中，规定在形成肖特基电极111后，对外延层101表面进行清洗。但是，也可以在形成电阻电极109后，使用13mg/L或以下或者臭氧浓度为pH6～8的臭氧水、或氢离子浓度为6～8的氢水、或者使用两者对外延层101表面进行清洗。据此，由于在n型GaAs电阻接触层106表面中可以防止氧化物的形成，所以可以防止接触电阻的增加和FET特性的降低。
另外，在本实施方案中，规定化合物半导体装置为FET。但是，化合物半导体装置是在制造工艺中如果是包括光刻工序的化合物半导体装置就不仅限于此，其它的化合物半导体装置亦可。
另外，在本实施方案中，设定化合物半导体装置具备由GaAs，AlGaAs以及InGaAs构成的层，但是，化合物半导体装置具备例如由Inp或InGap等其它化合物半导体材料构成的层亦可。
另外，在本实施方案中，设定在清洗时露出的层为由AlGaAs或GaAs构成的化合物半导体层。但是，清洗时露出的层也可以是由InGaAs，InGap或Inp等其它化合物半导体材料构成的化合物半导体层。
本发明可以在化合物半导体装置的制造方法中，特别是在化合物半导体装置的制造工艺中的光刻工序等中加以利用。
权利要求
1.一种化合物半导体装置的制造方法，其特征在于包括在化合物半导体层上形成抗蚀图形的图形形成工序、和去除所述抗蚀图形后，使用臭氧水和氢水之中的至少一种对所述化合物半导体层表面进行清洗的去除工序。
2.根据权利要求1所记载的化合物半导体装置的制造方法，其特征在于所述臭氧水的臭氧浓度为13mg/L或以下。
3.根据权利要求2所记载的化合物半导体装置的制造方法，其特征在于在所述去除工程中，对所述化合物半导体层的表面的清洗是在避光状态下进行的。
4.根据权利要求3所记载的化合物半导体装置的制造方法，其特征在于在所述去除工序中，使用臭氧水和氢水进行清洗。
5.根据权利要求4所记载的化合物半导体装置的制造方法，其特征在于 所述化合物半导体层具有由GaAs、AlGaAs、InGaAs、InGaP或InP构成的层。
6.根据权利要求5所记载的化合物半导体装置的制造方法，其特征在于所述被清洗的化合物半导体层的表面由GaAs、AlGaAs、InGaAs、InGaP或InP构成。
7.根据权利要求1所记载的化合物半导体装置的制造方法，其特征在于所述臭氧水和氢水的pH为6～8。
8.根据权利要求7所记载的化合物半导体装置的制造方法，其特征在于所述去除工序中，对所述化合物半导体层的表面的清洗是在避光状态下进行的。
9.根据权利要求8所记载的化合物半导体装置的制造方法，其特征在于在所述去除工序中，使用臭氧水和氢水进行清洗。
10.根据权利要求9所记载的化合物半导体装置的制造方法，其特征在于所述化合物半导体层具备由GaAs、AlGaAs、InGaAs、InGaP或InP构成的层。
11.根据权利要求10所记载的化合物半导体装置的制造方法，其特征在于所述被清洗的化合物半导体层的表面由GaAs、AlGaAs、InGaAs、InGaP或InP构成。
全文摘要
本发明是以提供一种不会使化合物半导体装置的特性降低而可以去除有机残留物的化合物半导体装置的制造方法为目的。在露出的i型AlGaAs肖特基层(105)上蒸镀由Ti/Al/Ti构成的肖特基电极(111)，使用剥离液进行提离后，用臭氧浓度为13mg/L的臭氧水和氢离子浓度为6～8的氢水之中的一种或两种在避光状态下对i型AlGaAs肖特基层(105)表面进行清洗。
文档编号H01L21/335GK1649101SQ20041008989
公开日2005年8月3日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年1月30日
发明者加藤由明, 山口恒夫, 田村彰良 申请人:松下电器产业株式会社