專(zhuān)利名稱(chēng)：制造化合物半導(dǎo)體器件的方法和洗滌劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在此討論的實(shí)施方案涉及制造化合物半導(dǎo)體器件的方法和洗滌劑。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，已積極地開(kāi)發(fā)出電子器件(化合物半導(dǎo)體器件)，其中GaN層和AlGaN層順序設(shè)置在襯底上，GaN層用作電子傳輸層。所述化合物半導(dǎo)體器件的實(shí)例是基于GaN的高電子遷移晶體管(HEMT)。在基于GaN的HEMT中，利用AlGaN和GaN之間異質(zhì)結(jié)面上產(chǎn)生的高濃度二維電子氣(2DEG)。GaN的帶隙是3. 4eV并大于Si的帶隙(I. IeV)和GaAs的帶隙(I. 4eV)。也就是說(shuō)，GaN具有高擊穿場(chǎng)強(qiáng)。另外，GaN還具有高飽和電子速度。因此，GaN是能夠高電壓 操作和高輸出生產(chǎn)的化合物半導(dǎo)體器件的非常有前途的材料，例如用于電源的半導(dǎo)體器件的材料。因此，使用GaN基化合物半導(dǎo)體器件的化合物半導(dǎo)體器件期望是高效開(kāi)關(guān)元件、電車(chē)等的高擊穿電壓功率器件。關(guān)于GaN基的HEMT，用于柵電極的材料不同于源電極和漏電極的材料。所以，通過(guò)不同于源電極和漏電極的方法形成柵電極。柵電極、源電極和漏電極例如通過(guò)剝離(lift-off)方法形成。也就是說(shuō)，進(jìn)行電極的形成、抗蝕劑圖案的形成、電極材料的形成和抗蝕劑圖案的去除。同時(shí)，在GaN基的HEMT的制備中，凹部或開(kāi)口部分可以在待設(shè)置化合物半導(dǎo)體層的柵電極、源電極和漏電極的區(qū)域內(nèi)形成。在這種情況下，使用抗蝕劑圖案蝕刻化合物半導(dǎo)體層，從而形成凹部或開(kāi)口部分，之后除去抗蝕劑。另外，形成源電極和漏電極之后，可以用鈍化膜覆蓋源電極和漏電極，并在柵電極形成之前，可以使用抗蝕劑圖案來(lái)干法-蝕刻鈍化膜。在這種情況下，在干法蝕刻之后除去抗蝕劑。在這些方法中，盡管除去了抗蝕劑，仍可能保留抗蝕劑殘留物。此外，在干法蝕刻鈍化膜之后，可能保留蝕刻殘留物。就這一點(diǎn)而言，這些殘留物甚至不能用有機(jī)物質(zhì)來(lái)清潔而有效地除去。這是因?yàn)樵诳刮g劑圖案的形成中實(shí)施的顯影和干法蝕刻之后，后烘焙期間改變的效果。同時(shí)，通過(guò)使用例如硫酸和雙氧水的混合物進(jìn)行酸處理來(lái)除去殘留物時(shí)，此時(shí)暴露的電極將受損。例如，在形成源電極和漏電極之后形成用于柵電極的凹部情況下，在形成凹部期間源電極和漏電極是暴露的。所以，如果使用上述混合物，源電極和漏電極將受損?；蛘?，即使電極沒(méi)有受損，化合物半導(dǎo)體層的暴露的表面可能受到氧化、表面粗糙化等，從而可能改變其特性。在存在上述殘留物的情況下，出現(xiàn)漏電流增加，由于電荷陷阱導(dǎo)致的閾值電壓波動(dòng)等，從而明顯降低產(chǎn)率。下面是參考文件[文件I]日本公開(kāi)專(zhuān)利公告號(hào)2003-167360和[文件2]日本公開(kāi)專(zhuān)利公告號(hào)2007-128038。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)實(shí)施方案的一個(gè)方面，制造化合物半導(dǎo)體器件的方法包括形成化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)；除去一部分上述化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)，以便形成凹形部分；使用洗滌劑清潔上述凹形部分的內(nèi)部，其中上述洗滌劑包含與上述凹形部分中存在的殘留物相容的基礎(chǔ)樹(shù)脂和溶劑。


圖IA至IC是按照步驟說(shuō) 明根據(jù)第一實(shí)施方案的用于制造化合物半導(dǎo)體器件的方法的截面圖；圖2是說(shuō)明清潔方法的一個(gè)實(shí)例的流程圖；圖3A至3J是按照步驟說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施方案的用于制造GaN基HEMT的方法的截面圖；圖4A至4F是按照步驟說(shuō)明根據(jù)第三實(shí)施方案的用于制造GaN基HEMT的方法的截面圖；圖5是說(shuō)明高輸出放大器的外觀實(shí)例的圖；和圖6A和6B是說(shuō)明電源裝置的圖。圖7說(shuō)明用于實(shí)驗(yàn)的各種洗滌劑。圖8說(shuō)明n-AlGaN電子供應(yīng)層表面的顆粒數(shù)和氧濃度比。
具體實(shí)施例方式下面參考附圖具體描述實(shí)施方案。(第一實(shí)施方案)下面描述第一實(shí)施方案。圖IA至IC是按照步驟說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施方案的用于制造化合物半導(dǎo)體器件的方法的截面圖。在如圖IA說(shuō)明的第一實(shí)施方案中，形成包括化合物半導(dǎo)體層2和在其上的化合物半導(dǎo)體層3的疊層物I。疊層物I是化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)的實(shí)例?；衔锇雽?dǎo)體層2和3是氮化物半導(dǎo)體層，例如GaN層、AlGaN層和AlN層。隨后，如圖IB中說(shuō)明的，通過(guò)除去一部分疊層物I形成凹部4。凹槽4是凹形部分的實(shí)例。不特別限制形成凹槽4的方法，實(shí)例包括使用抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模進(jìn)行干法蝕亥lj。形成凹槽4之后，在凹槽4中可能存在殘留物5。殘留物5是例如抗蝕劑圖案的殘留物和化合物半導(dǎo)體層3的殘留物。從這點(diǎn)來(lái)說(shuō)，在圖IB中凹槽4延伸到化合物半導(dǎo)體層2的表面。然而，凹槽4可以侵入化合物半導(dǎo)體層2的內(nèi)部，或者凹槽4不可延伸到化合物半導(dǎo)體層2的表面。也就是說(shuō)，凹槽4的深度可以大于或小于化合物半導(dǎo)體層3的厚度。之后，如圖IC中所示，使用洗滌劑清潔凹槽4的內(nèi)部。本實(shí)施方案中所用的洗滌劑包含與殘留物5相容的基礎(chǔ)樹(shù)脂和溶劑。由此移除殘留物5。作為基礎(chǔ)樹(shù)脂可以使用例如聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚環(huán)氧乙烷、含酚式羥基的樹(shù)脂、含羧基的樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂。還可以使用它們的共聚物或混合物。洗滌劑中基礎(chǔ)樹(shù)脂的含量沒(méi)有特殊限制，優(yōu)選為O. I質(zhì)量％至50質(zhì)量％。如果基礎(chǔ)樹(shù)脂的含量小于O. I質(zhì)量％，與殘留物5相容的組分將不足，不能有效地除去殘留物5。另一方面，如果該基礎(chǔ)材料的含量大于50質(zhì)量％，洗滌劑的粘度太高，則洗滌劑不容易潤(rùn)溫和鋪展在疊層物I的表面上。所以，基礎(chǔ)樹(shù)脂的含量?jī)?yōu)選為O. I質(zhì)量％至50質(zhì)量％溶劑優(yōu)選使用水。然而，可以使用有機(jī)溶劑，例如基于醇的有機(jī)溶劑、基于鏈酯的有機(jī)溶劑、基于環(huán)酯的有機(jī)溶劑、基于酮的有機(jī)溶劑、基于鏈醚的有機(jī)溶劑、基于環(huán)醚的有機(jī)溶劑和基于胺的有機(jī)溶劑。基于醇的有機(jī)溶劑的實(shí)例包括異丙醇。基于鏈酯的有機(jī)溶劑的實(shí)例包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、丙二醇甲醚(PGME)和丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)?；诃h(huán)酯的有機(jī)溶劑的優(yōu)選實(shí)例包括基于內(nèi)酯的有機(jī)溶劑，特別優(yōu)選Y-丁內(nèi)酯?；谕挠袡C(jī)溶劑的實(shí)例包括丙酮、環(huán)己酮和庚酮?；阪溍训挠袡C(jī)溶劑的實(shí)例包括乙二醇二甲醚。基于環(huán)醚的有機(jī)溶劑的實(shí)例包括四氫呋喃和二噁烷。基于胺的有機(jī)溶劑的實(shí)例包括N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)和氨基醇。根據(jù)第一實(shí)施方案，可以有效地除去殘留物5而不進(jìn)行酸處理。所以可以高產(chǎn)率地產(chǎn)生具有期望特性的化合物半導(dǎo)體器件。在此將描述使用洗滌劑清潔凹槽4內(nèi)部的方法實(shí)例，但是清潔方法不限于所述實(shí)例。圖2是說(shuō)明清潔方法的實(shí)例的流程圖。首先，將洗滌劑施用在具有凹槽4的疊層物I的表面(步驟SI)。隨后，加熱洗滌齊U，使得基礎(chǔ)樹(shù)脂和殘留物5互溶，另外，蒸發(fā)洗滌劑中的溶劑(步驟S2)。結(jié)果是，形成表面-處理膜。之后，用預(yù)定的液體溶解并移除所述表面-處理膜(步驟S3)。施用洗滌劑的處理實(shí)例包括浸潰處理、旋涂處理和噴涂處理。加熱溫度沒(méi)有特殊限制，但是優(yōu)選50°C至250°C。如果溫度低于50°C，可能很難使得基礎(chǔ)樹(shù)脂和殘留物5充分地互溶。另一方面，如果溫度高于250°C，洗滌劑的成分可能分解。因此，加熱溫度優(yōu)選為50°C至250°C。從這點(diǎn)來(lái)說(shuō)，移除所述表面-處理膜的液體實(shí)例包含與洗滌劑中所含相同的溶劑。同時(shí)，除了基礎(chǔ)樹(shù)脂和溶劑外，優(yōu)選在洗滌劑中包含還原劑。這是因?yàn)榀B層物I的表面可能在清潔之前被氧化，并且疊層物I的表面可能在清潔期間被氧化。還原劑例如可以使用有機(jī)酸，例如羧酸和醛。羧酸的實(shí)例包括草酸和甲酸。還原劑在洗滌劑中的含量沒(méi)有特殊限制，但是優(yōu)選為O. I質(zhì)量％至40質(zhì)量％。如果還原劑的含量低于O. I質(zhì)量％,不能獲得有效的還原效果。另一方面,如果還原劑的含量高于40質(zhì)量％,則可能難溶解到溶劑中。因此，還原劑的含量?jī)?yōu)選為O. I質(zhì)量％至40質(zhì)量％。除了基礎(chǔ)樹(shù)脂和溶劑外，洗滌劑中可以包含交聯(lián)劑。通過(guò)交聯(lián)劑的作用在殘留物5和基礎(chǔ)樹(shù)脂之間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，并更容易除去殘留物5。交聯(lián)劑的實(shí)例包括三聚氰胺及其衍生物，脲及其衍生物，和Uril及其衍生物。三聚氰胺的實(shí)例包括烷氧基甲基三聚氰胺。脲的實(shí)例包括脲、烷氧基亞甲基脲、N-烷氧基亞甲基脲、亞乙基脲和亞乙基脲羧酸。Uril的實(shí)例包括苯并胍胺和甘脲。交聯(lián)劑在洗滌劑中的含量沒(méi)有特殊限制，根據(jù)基礎(chǔ)樹(shù)脂的類(lèi)型、含量等適當(dāng)?shù)卮_定。除了基礎(chǔ)樹(shù)脂和溶劑之外，洗滌劑中可以包含表面活性劑。例如利用表面活性劑改進(jìn)基礎(chǔ)樹(shù)脂和殘留物5之間的相容性。作為表面活性劑，可以使用例如非離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和兩性表面活性劑。洗滌劑中可以包含其中一類(lèi)，或者可以包含至少兩類(lèi)。其中因?yàn)椴话饘倭Ｗ佣鴥?yōu)選非離子表面活性劑。非離子表面活性劑的實(shí)例包括基于醇的表面活性劑，例如基于烷氧化物的表面活性劑、基于脂肪酸酯的表面活性劑、基于酰胺的表面活性劑，和基于天然醇的表面活性劑、基于乙二胺的表面活性劑和基于仲醇乙氧化物的表面活性劑。它們的具體實(shí)例包括基于聚氧乙烯-聚氧丙烯縮合物的表面活性劑、基于聚氧化烯烷基醚的表面活性劑、基于聚氧乙烯烷基醚的表面活性劑、基于聚氧乙烯衍生物的表面活性劑、基于山梨聚糖脂肪酸酯的表面活性劑、基于甘油脂肪酸酯的表面活性劑、基于伯醇乙氧化物的表面活性劑、基于酚乙氧化物的表面活性劑和基于乙炔二醇的表面活性劑。另外，還有基于乙氧基化壬基酚的表面活性劑、基于乙氧基化辛基酚的表面活性劑、基于月桂醇乙氧化物的表面活性劑和基于油醇乙氧化物的表面活性劑。陽(yáng)離子表面活性劑的實(shí)例包括烷基陽(yáng)離子表面活性劑、酰胺類(lèi)季陽(yáng)離子表面活性 劑和酯類(lèi)季陽(yáng)離子表面活性劑。兩性表面活性劑的實(shí)例包括基于氧化胺的表面活性劑和基于甜菜堿的表面活性劑。洗滌劑中表面活性劑的含量沒(méi)有特殊規(guī)定，但是優(yōu)選為50ppm或更少。如果表面活性劑的含量大于50ppm，基礎(chǔ)樹(shù)脂和交聯(lián)劑可以穿透界面并且可能保留在半導(dǎo)體器件中。此時(shí)，如果殘留基礎(chǔ)樹(shù)脂和交聯(lián)劑，可能發(fā)生短路、泄漏等并可能削弱其特性。因此，表面活性劑的含量?jī)?yōu)選為50ppm或更少。從這點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，可以任選地通過(guò)調(diào)整基礎(chǔ)樹(shù)脂、溶劑、還原劑和表面活性劑的類(lèi)型和比例來(lái)控制殘留物5的去除性能和所處理表面的還原程度。(第二實(shí)施方案)下面描述第二實(shí)施方案。圖3A至3J是按照步驟說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施方案的用于制造GaN基HEMT (化合物半導(dǎo)體器件)的方法的截面圖。如圖3A所示在第二實(shí)施方案中，在襯底11上形成未摻雜的i-GaN層12、未摻雜的 i-AlGaN 層 13、η-型 n-AlGaN 層 14 和 η-型 n-GaN 層 15。i-GaN 層 12、i-AlGaN 層 13、n-AlGaN層14和n_GaN層15的形成通過(guò)晶體生長(zhǎng)方法來(lái)進(jìn)行，例如金屬有機(jī)氣相外延(MOVPE)方法。在這種情況下，可以通過(guò)選擇原料氣體連續(xù)地形成這些層。作為鋁(Al)和鎵(Ga)的原料，例如可以分別使用三甲基鋁(TMA)和三甲基鎵(TMG)。作為氮(N)的材料可以使用例如氨氣(NH3)。作為n-AlGaN層14和n_GaN層15中包含的雜質(zhì)的硅(Si)的材料例如可以使用硅烷(SiH4)。i-GaN層12的厚度例如為約3 μ m，且i_GaN層12起電子傳輸層的作用。i-AlGaN層13的厚度例如為約5nm，且i-AlGaN層13起間隔層的作用。n-AlGaN層14的厚度例如為約30nm，且n-AlGaN層14起電子供應(yīng)層的作用。n_GaN層15的厚度例如為約10nm，且n-GaN層15起覆蓋層的作用。i-AlGaN層13和n-AlGaN層14的Al組成例如為約O. 2。n-AlGaN層14和η-GaN層15例如摻雜有約5X IO18CnT3的作為η型雜質(zhì)的Si。如圖3Β所示，在n-GaN層15上形成抗蝕劑圖案21，它具有暴露將設(shè)置源電極的區(qū)域的開(kāi)口部分和暴露將設(shè)置漏電極的區(qū)域的開(kāi)口部分。如圖3C所示，使用抗蝕劑圖案21作為蝕刻掩模來(lái)干法蝕刻n-GaN層15，以形成用于源電極的開(kāi)口部分15s和用于漏電極的開(kāi)口部分15d。開(kāi)口部分15s和15d是凹形部分的實(shí)例。在所述干法蝕刻中，例如使用基于氯氣的氣體作為蝕刻氣體。同樣地，如圖3C中所示，通過(guò)灰化等除去抗蝕劑圖案21。關(guān)于開(kāi)口部分15s和15d的深度，可以保留一部分n-GaN層15或者可以除去一部分n-AlGaN層14。也就是說(shuō)，開(kāi)口部分15s和15d的深度不是必須與n_GaN層15的厚度一致。使用與第一實(shí)施方案中相同的洗滌劑清潔開(kāi)口部分15s和15d的內(nèi)部。因此，有效地清潔了開(kāi)口部分15s和15d的內(nèi)部。如圖3D所示，在n-GaN層15上形成抗蝕劑圖案22，它具有暴露將設(shè)置源電極的區(qū)域的開(kāi)口部分和暴露將設(shè)置漏電極的區(qū)域的開(kāi)口部分。使用抗蝕劑圖案22作為成膜的掩模來(lái)形成導(dǎo)電膜，并且與抗蝕劑圖案22 —起除去附著在抗蝕劑圖案22上的導(dǎo)電膜。因此，如圖3E中所示，形成源電極16s和漏電極16d。如上所述，在本實(shí)施方案中，通過(guò)剝離方法形成源電極16s和漏電極16d。關(guān)于導(dǎo)電膜的形成，例如形成厚度為約20nm的Ta膜，并在其上形成厚度為約200nm的Al膜。例如可以通過(guò)蒸發(fā)方法形成Ta膜和Al膜。之后在氮?dú)夥罩性?00°C至1000°C (例如550°C )進(jìn)行熱處理，從而建立歐姆接觸。使用與第一實(shí)施方案中相同的洗滌劑清潔n-GaN層15的表面。因此，有效地清潔了 n-GaN層15的表面。在這點(diǎn)上，可以省略所述處理。如圖3F所示，在n-GaN層15、源電極16s和漏電極16d上形成抗蝕劑圖案23，它具有暴露將設(shè)置柵電極的區(qū)域的開(kāi)口部分。如圖3G所示，使用抗蝕劑圖案23作為蝕刻掩模來(lái)干法蝕刻n-GaN層15和n_AlGaN層14，從而形成柵電極的凹槽17。凹槽17是凹形部分的實(shí)例。在干法蝕刻中，例如使用基于氯氣的氣體作為蝕刻氣體。同樣地，如圖3G所示，通過(guò)灰化等除去抗蝕劑圖案23。關(guān)于凹槽17的深度，可以保留一部分n-GaN層15，或者凹槽17的底部可以與n-AlGaN層14的表面一致。也就是說(shuō)，凹槽17的深度不是必須大于n_GaN層15的厚度。使用與第一實(shí)施方案中相同的洗滌劑來(lái)清潔凹槽17的內(nèi)部。因此，有效地清潔了凹槽17的內(nèi)部。如圖3H中所示,在整個(gè)表面上形成絕緣膜18。作為絕緣膜18的材料優(yōu)選Si、Al、Hf、Zr、Ti、Ta或W的氧化物、氮化物或氧氮化物。絕緣膜18例如是氧化鋁膜。絕緣膜18的厚度沒(méi)有特殊限制，具體為2nm至200nm(例如IOnm)。另外，形成絕緣膜18的方法沒(méi)有特殊限制，但優(yōu)選原子層沉積(ALD)方法、化學(xué)氣相沉積(CVD)方法或?yàn)R射方法。使用與第一實(shí)施方案中相同的洗滌劑來(lái)清潔絕緣膜18的表面。因此，有效地清潔了絕緣膜18的表面。 如圖31所示，在絕緣膜18上形成抗蝕劑圖案24，它具有暴露將設(shè)置柵電極的區(qū)域的開(kāi)口部分。使用抗蝕劑圖案24作為成膜的掩模來(lái)形成導(dǎo)電膜，并且與抗蝕劑圖案24 —起除去附著在抗蝕劑圖案24上的導(dǎo)電膜。因此，如圖3J中所示，形成柵電極16g。如上所述，在本實(shí)施方案中，通過(guò)剝離方法形成柵電極16g。關(guān)于導(dǎo)電膜的形成，例如形成厚度為約30nm的Ni膜，并在其上形成厚度為約400nm的Au膜。例如可以通過(guò)蒸發(fā)方法形成Ni膜和Au膜。如上所述，可以制造GaN基HEMT。當(dāng)發(fā)明人實(shí)際上通過(guò)根據(jù)第二實(shí)施方案的方法制造GaN基HEMT時(shí)，獲得96 %的產(chǎn)率。另一方面，省略使用上述洗滌劑進(jìn)行清潔來(lái)制造GaN基HEMT時(shí)，產(chǎn)率只有72%。(第三實(shí)施方案)下面描述第三實(shí)施方案。圖4A至4F是按照步驟說(shuō)明根據(jù)第三實(shí)施方案的用于制造GaN基HEMT (化合物半導(dǎo)體器件)的方法的截面圖。在第三實(shí)施方案中，如圖4A中所示，與第二實(shí)施方案中相同的方式來(lái)進(jìn)行處理，直至形成抗蝕劑圖案21。隨后，如圖4B中所示，形成用于源電極的開(kāi)口部分15s和用于漏電極的開(kāi)口部分15d，并與第二實(shí)施方案中相同的方式通過(guò)灰化等除去抗蝕劑圖案21。使用與第一實(shí)施方案中相同的洗滌劑來(lái)清潔開(kāi)口部分15s和開(kāi)口部分15d的內(nèi)部。結(jié)果，有效地清潔了開(kāi)口部分15s和開(kāi)口部分15d的內(nèi)部。如圖4C中所示，用與第二實(shí)施方案中相同的方式在n-GaN層15上形成抗蝕劑圖案22。然后，如圖4D中所示，形成源電極16s和漏電極16d，并進(jìn)行熱處理，從而與第二實(shí)施方案中相同的方式建立歐姆接觸。使用與第一實(shí)施方案中相同的洗滌劑來(lái)清潔n-GaN層15的表面。結(jié)果，有效地清潔了 n-GaN層15的表面。如圖4E中所示，在整個(gè)表面上形成絕緣膜28。形成與第二實(shí)施方案中絕緣膜18相同的絕緣膜28。使用與第一實(shí)施方案中相同的洗滌劑來(lái)清潔絕緣膜28的表面。因此，有效地清潔了絕緣膜28的表面。如圖4F中所示，用與第二實(shí)施方案相同的方式通過(guò)剝離方法在絕緣膜28上形成柵電極16g。如上所述，可以制造GaN基HEMT。當(dāng)發(fā)明人實(shí)際通過(guò)根據(jù)第三實(shí)施方案的方法制造GaN基HEMT時(shí)，獲得97%的產(chǎn)率。另一方面，省略使用上述洗滌劑進(jìn)行清潔來(lái)制造GaN基HEMT時(shí)，產(chǎn)率只有75%。同時(shí)，在第二實(shí)施方案和第三實(shí)施方案中，可以在形成抗蝕劑圖案21之前形成元件隔離區(qū)。例如可以通過(guò)干法蝕刻來(lái)形成元件隔離區(qū)，使用在將設(shè)置元件隔離區(qū)的區(qū)域中具有開(kāi)口部分的抗蝕劑圖案。在這種情況下，作為蝕刻氣體可以使用例如基于氯氣的氣體。在除去抗蝕劑圖案之后，優(yōu)選使用上述洗滌劑進(jìn)行清潔。作為選擇，還可以通過(guò)Ar離子的注入等代替干法蝕刻來(lái)形成元件隔離區(qū)。另外，可以在襯底11上安裝電阻器、電容器等，以便制造單片微波集成電路(MMIC)。這些GaN基HEMT可以用作例如高輸出放大器。圖5是說(shuō)明高輸出放大器的外觀實(shí)例的圖。在本實(shí)施例中，與源電極連接的源端子81s設(shè)置在封裝的表面上。同時(shí)，與柵電極連接的柵端子81g和與漏電極連接的漏端子81d從封裝的側(cè)表面伸出。根據(jù)這些實(shí)施方案的GaN基HEMT還可以例如用于電源裝置。圖6A是說(shuō)明功率因子校正(PFC)電路的圖。圖6B是說(shuō)明包括圖6A中說(shuō)明的PFC電路的服務(wù)器電源(電源裝置)的圖。如圖6A所示，在PFC電路90中，設(shè)置電容器92，該電容器92與連接至交流電源(AC)的二極管橋91相連接。電容器92的一端與扼流圈93的一端相連，扼流圈93的另一端與開(kāi)關(guān)元件94的一端和二極管96的陽(yáng)極相連。開(kāi)關(guān)元件94對(duì)應(yīng)上述實(shí)施方案中的HEMT，一端對(duì)應(yīng)HEMT的漏電極。開(kāi)關(guān)元件94的另一端對(duì)應(yīng)HEMT的源電極。二極管96的陰極與電容器95的一端相連。電容器92的另一端、開(kāi)關(guān)兀件94的另一端以及電容器95的另一端是接地的。從電容器95的兩端之間接直流電(DC)。如圖6B所示，通過(guò)結(jié)合到服務(wù)器電源100等而使用PFC電路90。還可以構(gòu)建與這類(lèi)服務(wù)器電源100類(lèi)似的并能夠高速運(yùn)行的電源裝置。類(lèi)似于開(kāi)關(guān)元件94的開(kāi)關(guān)元件可以用于開(kāi)關(guān)電源或電子設(shè)備。這些半導(dǎo)體器件還可以用作全橋電源電路例如服務(wù)器電源電路的組件。在各個(gè)實(shí)施方案中，作為襯底可以使用碳化硅(SiC)襯底、藍(lán)寶石襯底、硅襯底、GaN襯底、GaAs襯底等。所述襯底可以是導(dǎo)電的、半絕緣和絕緣的襯底的任意一種。柵電極、源電極和漏電極的結(jié)構(gòu)不限于上述實(shí)施方案中的那些結(jié)構(gòu)。例如，它們可 以由單個(gè)層形成。這些形成方法不限于剝離方法。只要獲得歐姆特性，可以忽略源電極和漏電極形成之后的熱處理。柵電極可以經(jīng)過(guò)熱處理。單個(gè)層的厚度、材料等不限于上述實(shí)施方案中所述的那些。下面描述發(fā)明人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。在本實(shí)驗(yàn)中制造圖7中說(shuō)明的各種洗滌劑。圖7中的術(shù)語(yǔ)“PVA”代表聚乙烯醇，術(shù)語(yǔ)“PVP”代表聚乙烯吡咯烷酮，術(shù)語(yǔ)“PHS”代表多羥基苯乙烯。術(shù)語(yǔ)“URIL”代表四甲氧基甲基甘脲，術(shù)語(yǔ)“UREA”代表N，N' - 二甲氧基甲基二甲氧基亞乙基脲，術(shù)語(yǔ)“MELAMINE”代表六甲氧基甲基三聚氰胺，術(shù)語(yǔ)“EL”代表乳酸乙酯，術(shù)語(yǔ)“IPA”代表異丙醇?！癟N-80”的成分是基于醇乙氧化物的表面活性劑(非離子表面活性劑)，“PC-8”的成分是多核表面活性劑(非離子表面活性劑)。“TN-801P“PC_8”是由ADEKA CORPORATION生產(chǎn)的表面活性劑。通過(guò)MOVPE方法在Si襯底上沉積厚度為3 μ m的i_GaN電子傳輸層，厚度為5nm的i-AlGaN間隔層，厚度為30nm和摻雜濃度為5 X IO18CnT3的n-AlGaN電子供應(yīng)層，以及厚度為IOnm和摻雜濃度為5 X IO18CnT3的n_GaN覆蓋層。之后，通過(guò)旋涂法在n_GaN覆蓋層上施用酚醛清漆抗蝕劑。通過(guò)曝光和顯影形成開(kāi)口部分。使用基于氯氣的氣體通過(guò)干法蝕刻除去抗蝕劑和n-GaN覆蓋層。將圖7中描述的洗滌劑施用在n-AlGaN電子供應(yīng)層的表面，并在圖8中描述的溫度下加熱2分鐘，從而形成表面-處理膜。然后，施用實(shí)施例I至14中的水或施用實(shí)施例15中64. 7質(zhì)量％的乳酸乙酯和35. 3質(zhì)量％的異丙醇的混合溶液來(lái)除去所述表面-處理膜。表面-處理膜的除去時(shí)間為I分鐘。分別用顆粒計(jì)數(shù)器和X光光電子光譜(XPS)測(cè)量n-AlGaN電子供應(yīng)層表面的顆粒數(shù)和氧濃度比率。為了進(jìn)行比較，還測(cè)量沒(méi)有進(jìn)行清潔情況下(對(duì)比例)的顆粒數(shù)目和氧濃度比。結(jié)果在圖8中示出。如圖8所示，實(shí)施例I至15的顆粒數(shù)小于對(duì)比例的顆粒數(shù)。另外，氧濃度比在大多數(shù)情況下下降。所有實(shí)施例和在此引用的條件語(yǔ)言是出于教導(dǎo)目的，幫助閱讀者理解發(fā)明和發(fā)明人發(fā)展技術(shù)的觀念，并沒(méi)有限制于特定說(shuō)明的實(shí)施例和條件，更不是用說(shuō)明書(shū)中這些實(shí)施例來(lái)表現(xiàn)發(fā)明的優(yōu)劣。盡管詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施方案，但應(yīng)理解在不違背本發(fā)明精神和范圍的條件下可以進(jìn)行各種改變、替換和選擇。
權(quán)利要求
1.一種制造化合物半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括 形成化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)； 除去所述化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)的一部分，以形成凹形部分；和 使用洗滌劑清潔所述凹形部分的內(nèi)部， 其中所述洗滌劑包含溶劑以及與所述凹形部分中存在的殘留物相容的基礎(chǔ)樹(shù)脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述基礎(chǔ)樹(shù)脂包含選自聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚環(huán)氧乙烷、含酚式羥基的樹(shù)脂、含羧基的樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述基礎(chǔ)樹(shù)脂相對(duì)于所述洗滌劑的比例是O. I質(zhì)量％至50質(zhì)量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述溶劑包含選自水、基于醇的有機(jī)溶劑、基于鏈酯的有機(jī)溶劑、基于環(huán)酯的有機(jī)溶劑、基于酮的有機(jī)溶劑、基于鏈醚的有機(jī)溶劑、基于環(huán)醚的有機(jī)溶劑和基于胺的有機(jī)溶劑中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述洗滌劑包含還原劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述洗滌劑包含交聯(lián)劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述洗滌劑包含表面活性劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述清潔包括 施用所述洗滌劑； 通過(guò)加熱蒸發(fā)所述洗滌劑中的所述溶劑來(lái)形成膜；和 移除所述膜。
9.一種制造化合物半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括 在襯底上形成電子傳輸層； 在所述電子傳輸層上形成電子供應(yīng)層； 至少在所述電子供應(yīng)層中形成用于柵電極的凹部；和 使用洗滌劑清潔所述凹部的內(nèi)部， 其中所述洗滌劑包含溶劑以及與所述凹部中存在的殘留物相容的基礎(chǔ)樹(shù)脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述基礎(chǔ)樹(shù)脂包含選自聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚環(huán)氧乙烷、含酚式羥基的樹(shù)脂、含羧基的樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述基礎(chǔ)樹(shù)脂相對(duì)于所述洗滌劑的比例是O. I質(zhì)量％至50質(zhì)量％。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述溶劑包含選自水、基于醇的有機(jī)溶劑、基于鏈酯的有機(jī)溶劑、基于環(huán)酯的有機(jī)溶劑、基于酮的有機(jī)溶劑、基于鏈醚的有機(jī)溶劑、基于環(huán)醚的有機(jī)溶劑和基于胺的有機(jī)溶劑中的至少一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述洗滌劑包含還原劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述洗滌劑包含交聯(lián)劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述洗滌劑包含表面活性劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求9的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述清潔包括 施用所述洗滌劑； 通過(guò)加熱蒸發(fā)所述洗滌劑中的所述溶劑來(lái)形成膜；和 移除所述膜。
17.一種用于清潔化合物半導(dǎo)體層的洗滌劑，包含 溶劑； 基礎(chǔ)樹(shù)脂，所述基礎(chǔ)樹(shù)脂與由所述化合物半導(dǎo)體層的加工產(chǎn)生的殘留物相容；和 還原劑，所述還原劑溶解到所述溶劑中以還原所述化合物半導(dǎo)體層的表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的洗滌劑， 其中所述基礎(chǔ)樹(shù)脂包含選自聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚環(huán)氧乙烷、含酚式羥基的樹(shù)脂、含羧基的樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的洗滌劑， 其中所述基礎(chǔ)樹(shù)脂相對(duì)于所述洗滌劑的比例是O. I質(zhì)量％至50質(zhì)量％。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的洗滌劑，其中所述還原劑是有機(jī)酸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造化合物半導(dǎo)體器件的方法和洗滌劑，所述方法包括形成化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)；除去化合物半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)的一部分，以便形成凹形部分；使用洗滌劑清潔凹形部分的內(nèi)部，其中所述洗滌劑包含與凹形部分中存在的殘留物相容的基礎(chǔ)樹(shù)脂和溶劑。
文檔編號(hào)C11D7/32GK102646587SQ20121003772
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
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