砷化镓表面清洁方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体材料表面的清洁方法，特别涉及一种用等离子体清洁砷化镓材料表面沾污的方法。
在空气中，砷化镓材料表面容易被氧化、又有碳等的沾污，这些直接影响器件的寿命，也严重减少它与淀积在它表面的介质膜的附着力。1989年第28卷第一期《日本应用物理杂志》(J.J.AppliedPhysics)上的“利用电子回旋共振等离子体清洁砷化镓低温表面”一文和1991年第A9卷第三期《真空科学技术杂志》(J.Vac.Sci.Technol)上的“利用电子回旋共振氧、氢等离子体氧化和去氧化砷化镓表面”一文中，介绍了一种去除砷化镓表面氧的方法，该方法首先用化学方法简单去除砷化镓表面机械损伤层，然后将其置入清洁室中，用真空设备将清洁室抽至高真空，然后通入高纯度的氢气，在微波和磁场的共同作用下产生氢的等离子体，通过氢的等离子体频繁作用于砷化镓表面，达到去氧的目的。该方法的不足在于它只有在衬底有较高的温度时效果才较好，在室温下处理时，该方法去氧不彻底。
本发明的目的在于，提供一种砷化镓表面清洁方法，其可对砷化镓材料表面去除氧、碳沾污，并具有可提高砷化镓表面与介质膜粘附性的优点。
为实现上述目的，本方法包括1、将砷化镓材料器件置入真空室中，然后，用抽真空设备将真空室的本底真空度抽至10-7Torr数量级及以上；2、按一定的比率将氢气、氦气、氩气混合后通入淀积室(真空室)；3、给磁场线圈通入一定的电流，以便在淀积室中形成875Guss左右的磁场；4、将一定功率、频率为13.56MHz的微波导入淀积室；5、在微波和磁场共同作用下产生氢、氦、氩等混合气体的等离子体，并持续10-40分钟，清洁砷化镓表面。
清洗工艺的过程中，通过抽真空设备，一直保持淀积室有2-10mTorr的低真空。
由于利用电子回旋共振方法产生氢、氦、氩的混合气体等离子体，通过这些离子频繁作用于砷化镓表面，清洁效果得到显著提高，同时，氦离子、氩离子等重离子的存在，既加速了这种清洁反应的速度，也改善了表面的微观结构，提高了介质膜在砷化镓表面的附着力。而且可在常温下进行清洗。
为进一步说明本发明的特征，以下结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
用HF酸缓冲液预处理砷化镓表面，去除表面的大颗粒沾污和表面的机械损伤(如果是新的解理面，不必进行这一步)。将预处理好的砷化镓样片置入真空室样品台上，依次用机械泵、分子泵、扩散泵将淀积室的本底真空度抽至10-7Torr。然后，保持扩散泵工作，将流量分别为3sccm、27sccm、20sccm的氢气、氦气、氩气混合后进入淀积室，与此同时，将功率为300-600瓦特的微波导入淀积室，并设定产生磁场的电流为150-170安培。在磁场作用下，电子频繁地与混合气体原子碰撞，形成多气体离子存在的等离子体，并且，它们频繁作用于砷化镓表面。为达到较好的清洁效果，在气体起辉持续10-40分钟，优选20分钟后，停止清洗，清洗过程中的淀积室的气压始终维持在3.0mTorr。
本发明与现有技术相比具有如下优点1、对砷化镓表面清洁的比较彻底，提高了介质膜在砷化镓表面的附着力。
2、比现有技术使用的方法简单，设备简化操作更为容易。
3、比现有技术节省清洁时间，而且可在常温下进行清洗，从而降低了成本。
权利要求
1.一种砷化镓表面清洁方法，其特征在于清洁步骤如下1)将砷化镓材料器件置入真空室中，然后，用抽真空设备将真空室的本底真空度抽至10-7Torr数量级及以上；2)按一定的比率将氢气、氦气、氩气混合后通入淀积室(真空室)；3)给磁场线圈通入一定的电流，在淀积室中形成875Guss左右的磁场；4)将一定功率、频率为13.56MHz的微波导入淀积室；5)在微波和磁场共同作用下，产生混合气体的等离子体，持续10-40分钟，清洁材料表面；清洗工艺的过程中，通过抽真空设备，一直保持淀积室有2-10mTorr的低真空。
2.根据权利要求1所述的砷化镓表面清洁方法，其特征在于首先用HF酸缓冲液预处理砷化镓表面。
3.根据权利要求1所述的砷化镓表面清洁方法，其特征在于所述的氢气、氦气、氩气的流量为3sccm、27sccm、20sccm。
4.根据权利要求1所述的砷化镓表面清洁方法，其特征在于产生等离子体的微波功率为300瓦特-600瓦特。
5.根据权利要求1所述的砷化镓表面清洁方法，其特征在于其清洗时间为20分钟。
全文摘要
砷化镓表面清洁方法,其步骤为:1)将砷化镓材料器件置入真空室中,用抽真空设备将真空室的本底真空度抽至10
文档编号H01L21/02GK1254946SQ9812497
公开日2000年5月31日 申请日期1998年11月25日 优先权日1998年11月25日
发明者谭满清, 茅冬生 申请人:中国科学院半导体研究所
文档序号 :
【 6807128 】
技术研发人员：谭满清,茅冬生
技术所有人：中国科学院半导体研究所
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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