半导体基板、半导体基板的制造方法及半导体装置的利记博彩app

专利名称：半导体基板、半导体基板的制造方法及半导体装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及半导体基板、半导体基板的制造方法及半导体装置。本发明尤其涉及 在含有砷的化合物半导体的半导体装置中降低了 Mis结构的界面能级的结构，及其制造用 的半导体基板、半导体基板的制造方法。
背景技术：
在通道层使用了化合物半导体的MISFET (Metal InsulatorSemiconductor Field Effect Transmission 金属/绝缘体/半导体场效晶体管)被期待为适合用于高频操作及 大功率动作的开关器件。然而在半导体-绝缘体的界面存在形成界面能级的问题，在非专 利文献1中揭示了化合物半导体表面的硫化物处理在降低界面能级上有效。(非专利文献 1)S. Arabasz，et al.著，Vac. 80 卷(2006 年)，第 888 页。

发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体_绝缘体界面的界面能级降低了的半导体基 板、其制造方法以及半导体装置。如上所述，在化合物半导体MISFET的实用化中，降低界面 能级被视为一个课题。因此，本发明人等围绕对界面能级造成影响的种种原因进行深入研 究，得出了在半导体-绝缘体界面(以下简称界面)中的氧化物的影响巨大的结论逐完成 了本发明。为了解决上述课题，本发明的第一方案提供一种半导体基板，其具有含砷的3至 5族化合物的半导体层，以及氧化物、氮化物或氮氧化物的绝缘层，其中，在所述半导体层与 所述绝缘层之间检测不出砷的氧化物。在该第一方案中，半导体基板可以是在以存在于所 述半导体层与所述绝缘层之间的元素为对象的X射线光电子分光法的光电子强度分光观 察中，在起因于砷的元素峰值的高结合能量侧检测不出起因于氧化了的砷的氧化物峰值的 半导体基板。或者，可以是在用存在于所述半导体层与所述绝缘层之间的元素为对象的X 射线光电子分光法进行光电子强度的分光观察中，在起因于砷的元素峰值的高结合能量侧 检测不出来自与氧结合的砷的3d轨道的光电子峰值的半导体基板。在此，来自与氧结合的 砷的3d轨道的光电子峰值可以是在结合能量42eV至45eV的范围内可被观测到的光电子 峰值。另外，“检测不出”指以在本申请时的时间点的测量技术中的X射线光电子分光法无 法检测到的意思，但随着测量技术的进步有可能将来能被检测到。另外，“检测不出”指当将 所测量的X射线光电子分光光通过曲线近似法等的合理分析法而指定原因元素时，在假设 原因元素不存在时的曲线近似法中的近似结果可充分合理的重现实测数据时，也视为“检 测不出”。另外，在曲线近似的结果中，当“来自与氧结合的砷的3d轨道的光电子峰值”与 其他峰值比较而足够小时，也包含于“检测不出”。例如，在当“来自与氧结合的砷的3d轨 道的光电子峰值”与其他峰值比较为10分的1以下，优选为100分之1以下时，则视为该峰 值检测不出。半导体基板形成在所述半导体与所述绝缘层之间，其还可以具有防止砷的氧化的
4中间层。所述中间层也可包含氧以外的6族元素，所述6族元素可为硫或硒。所述中间层 也可包含被氧化或氮化而成为绝缘体的金属元素，此时，所述中间层可包含铝。本发明的第二方案提供一种半导体基板的制造方法，包括使含砷的3至5族化合 物半导体层外延成长的阶段、以及在所述半导体层的表面施以防止砷的氧化的处理的抗氧 化处理阶段。在第二方案中，也可进一步具有将所述半导体层保持于不含砷的气氛中而去 除所述半导体层表面的多余的砷的阶段。所述抗氧化处理阶段可为在所述半导体层的表面 形成含有硫、硒或铝的覆膜的覆膜形成阶段。所述抗氧化处理阶段可为以含氢的气氛处理 所述半导体层的阶段。所述抗氧化处理阶段可为在含氢的气氛中，在所述半导体层上形成 覆膜的阶段。在形成所述覆膜的阶段之前的所述半导体层的表面可以是具有(2X4)结构 或c (8 X 2)结构的Ga稳定化面。本发明的第三方案提供一种半导体基板的制造方法，其具有使含砷的3至5族 化合物的半导体层外延成长的阶段；将所述外延成长后的所述半导体层保持在不含砷的气 氛下的阶段；以及将所述被保持的所述半导体层的表面在含硫或硒的气氛中进行处理的阶 段。在第三方案中还可以具有将在含硫或硒的气氛处理后的所述半导体层的表面在含氢 的气氛内进行处理的阶段。所述含硫的气氛可含有硫的氢化物。所述包含硒的气氛可含有 硒的氢化物。可还具有在所述半导体基板的表面形成含铝、硫或硒的覆膜的阶段。用以形 成所述含铝的覆膜的铝原料可为有机铝。用以形成所述含硫的覆膜的硫原料可为硫的氢化 物。用以形成所述含硒的覆膜的硒原料可为硒的氢化物。在形成所述覆膜阶段前的所述半 导体层的表面可为具有(2X4)结构或c(8X2)结构的Ga稳定化面。可还具有形成氧化物、 氮化物、或氮氧化物的绝缘层的阶段。本发明的第四方案提供一种半导体基板，其包括含有砷的3至5族化合物半导 体、以及设置于所述3至5族化合物半导体上的绝缘物，且在所述3至5族化合物半导体与 所述绝缘物之间，或在所述绝缘物的内部含有抑制砷的氧化的中间层。在本发明的第五方案中提供一种半导体装置，其具有含砷的3至5族化合物的半 导体层；氧化物、氮化物或氮氧化物的绝缘层；以及所述绝缘层上的控制电极，且在所述半 导体层与所述绝缘层之间检测不出砷氧化物。或者，提供一种半导体装置，其具有；所述第 一实施方式或所述第四方式中的半导体基板，以及所述绝缘层上的控制电极



附图标记100半导体装置102 基板104缓冲层106半导体层108中间层110绝缘层112控制电极114输入输出电极120、122 覆膜124导电层
具体实施例方式图1表示本实施方式的半导体装置100的剖面例。半导体装置100具有基板102、 缓冲层104、半导体层106、中间层108、绝缘层110、控制电极112以及输入输出电极114。只要可在其表面形成化合物半导体的结晶层，基板102可选择任意的材质等。作 为基板102，可以列举例如单晶硅晶片、蓝宝石、单晶GaAs晶片等。缓冲层104可为与半导体层106晶格匹配或准晶格匹配(quasi-latticematched) 的化合物半导体层，形成在半导体层106与基板102之间。缓冲层104可为以提高半导体 层106的结晶性为目的，或者以降低来自基板102的杂质影响为目的而形成。关于缓冲层 104，可例示有掺杂质或没有掺杂质的GaAs层。此时，GaAs层例如可使用以有机金属气体 作为原料气体的M0CVD法(有机金属气相沉积法)而形成。半导体层106可为含砷的3至5族化合物的半导体。半导体层106可作为电子元 件的功能层而发挥功能，例如作为电子元件而形成MISFET时，半导体层106可以是形成FET 的通道的通道层。作为半导体层106，可例示GaAs层。半导体层106可掺有杂质，也可不掺 杂质。但当使其作为MISFET的通道层而发挥功能时，最好是掺杂有使其成为n型半导体的 n形杂质。半导体层106是使用例如以有机金属气体为原料气体的M0CVD法而形成。绝缘层110可为氧化物、氮化物或氮氧化物的绝缘体。绝缘层110在作为电子元 件而形成MISFET时，作为可以是控制电极的一例的栅极电极下的栅极绝缘层而发挥功能。 就绝缘层110而言，例如可例示氧化铝、氧化硅、氧化钽、氧化铪、氧化锆、氮化铝、氮化硅、 氮氧化硅等。当使绝缘层110作为MISFET的栅极绝缘层而发挥功能时，绝缘层110优选为 表现出高电容率的材料。绝缘层110例如可通过将成为绝缘层110的材料用作靶材的溅射 法而形成。中间层108形成于半导体层106与绝缘层110之间，防止砷的氧化。根据本发人 等得出的见解，作为形成半导体-绝缘体界面的界面能级的物质，有砷的氧化物。因此，通 过使防止砷的氧化的中间层108形成于半导体层106与绝缘层110间的界面部分，能够抑 制砷的氧化而降低界面能级。中间层108例如也可包含除了氧以外的6族元素，就6族元素而言可列举硫或硒。 尤其是硫，当半导体层106为GaAs层时，在中间层108与半导体层106的界面中，以硫化镓形式存在。硫化镓不产生界面能级，可形成稳定的界面。中间层108可包含被氧化或氮化而成为绝缘体的金属元素。如上所述的金属元素 例如可列举铝。尤其是铝的氧化的氧化铝在化学上较为稳定，当选择氧化铝为绝缘层110 时，可使中间层108与绝缘层110 —体化，也能够使中间层108作为栅极绝缘层而发挥功 能。中间层108可根据构成材料选择方法而形成。例如当采用硫时，可选择包含硫的 气体，例如可选择H2S气氛下的热处理法(热CVD)。当为铝时，可选择以有机铝为原料的 M0CVD 法。此外，也可采用溅镀法、蒸镀法等其他覆膜形成方法而形成中间层108。如上所述，中间层108可抑制存在于半导体层106与绝缘层110之间的砷的氧化。 因此，至少以现有的分析方法无法在半导体层106与绝缘层110之间检测出砷的氧化物。例 如，在以存在于半导体层106与绝缘层110之间的元素作为对象的X射线光电子分光法而 进行的光电子强度分光观察中，在起因于砷的元素峰值的高结合能源侧，无法检测出起因 于被氧化的砷的氧化物峰值。在此，起因于氧化后的砷的氧化物峰值指来自与氧结合后的 砷的3d轨道的光电子峰值。控制电极112系形成在绝缘层110的上。控制电极112例如可作为MISFET的栅 极电极发挥功能。控制电极112，例如可例示任意的金属、多晶硅、金属硅化物等。输入输出电极114例如发挥作为MISFET的源极或漏极的功能。也可在输入输出 电极114与半导体层106之间形成可得到欧姆接触的欧姆层。输入输出电极114，可选择与 底层材料欧姆接触的任意材料。例如作为输入输出电极114，可例示镍、钼、金等金属、重度 掺杂的多晶硅、金属硅化物等。另外，在上述说明中，虽然对半导体装置100进行了说明，但也可将基板102、缓冲 层104、半导体层106、中间层108、以及绝缘层110视为一个半导体基板。如上所述的半导 体基板具有中间层108，且是以绝缘层110覆盖表面的状态，可以不使界面劣化地作为商品 来流通。半导体基板中的缓冲层104并非必须，半导体层106自身也可是基板102。另外，在上述说明中，作为半导体装置100以MISFET为例进行了说明，但也可是其 他的电子器件，例如半导体装置100也可为用控制电极112以及半导体层106挟持中间层 108及绝缘层110的电容器。图2至图6表示在半导体装置100的制造过程中的剖面图。如图2所示，准备在 上层形成缓冲层104，且在缓冲层104的更上层处形成半导体层106的基板102。半导体层 106例如通过采用M0CVD法的外延成长而形成。形成半导体层106后，将半导体层106维持于不含砷的气氛下，而可将半导体层 106的表面的多余的砷去除。通过去除多余的砷，可减低砷的氧化物，得以将上述中间层 108的界面能级降低的效果协同地提高。去除多余的砷的处理例如可在400°C以上(较好 为600°C以上)、620°C以下的温度实施。或者，形成半导体层106后，将半导体层106维持于不含砷的气氛下，将半导体层 106的表面的多余的砷去除后，还可以利用含有硫或硒的气氛对半导体层106的表面进行 处理。之后，也可再将半导体层106维持于不含砷、硫或硒的气氛下。或者，也可将在含有 硫或硒的气氛下处理后的半导体层106的表面在含氢的环境下处理。这样，能够进一步去除多余的砷。通过如上所述的处理可更加减低砷的氧化物，而可将中间层108的界面能级降低 效果协同地提高。去除多余的砷的处理，例如将半导体层106维持于不含砷的气氛下的处 理、在含有硫或砷的气氛下对半导体层106的表面的处理、或者在含氢气的气氛下对半导 体层106的表面的处理，均可以在例如400°C以上620°C以下的温度下实施。所谓不含有砷的气氛，具体而言可选择氢气氛、或氩等惰性气氛、或真空环境，较 好为氢气氛。作为含有硫或硒的气氛下进行的处理，可以选择硫的氢化气体或硒的氢化气 体，例如含有压5或11256的气氛下的热处理。作为不含有砷、硫或硒的气氛下进行的处理而 言，具体而言可以选择氢气氛、或氩等惰性气氛、或真空环境，最好是氢气环境。形成半导体层106的后，在不含砷的气氛下维持半导体层106，将半导体层106的 表面的多余的砷去除后，半导体表面具有(2X4)Ga稳定化面结构。进一步，将具有(2X4) Ga稳定化面结构的半导体层106用包含硫或硒的气氛进行表面处理后，再将半导体层106 维持在不包含砷、硫、或硒的气氛中，以此，可以进一步去除多余的砷，而得到c(8X2)Ga稳 定化面。在此，所谓(2 X 4) Ga稳定化面结构，是依照Wood表记法，以密勒指数表现的GaAs 结晶的(100)面的表面的面结构。此时，意味着Ga露出于最表面，且再构成表面的周期结 构以底层晶格的2X4个份为单位结构，朝左右上下无限重复的基本晶格表面。c(8X2)Ga 稳定化面结构同样根据Wood表记法，其意味着GaAs结晶的(100)面的表面中的再构成表 面的周期结构是Ga露出最表面的面心晶格，以底层晶格的8X2个份为单位结构，上下左右 无限重复的基本晶格表面。如图3所示，在半导体层106的上层形成作为中间层108的例如包含硫黄的覆膜 120。另外，覆膜120的形成也可视为防止砷的氧化的处理，覆膜120的形成阶段可视为是 在半导体层106的表面施行抗氧化处理阶段，覆膜120也可代替硫而含有硒或铝。就用以 形成含有铝的覆膜的铝原料而言，可例示有机铝。用以形成含有硫的覆膜的硫原料可例示 硫的氢化物。用以形成含有硒的覆膜的硒原料可例示硒的氢化物。以铝膜形式形成覆膜120时，有机铝气体例如可采用三甲基铝气、氢化二甲基铝、 三乙基铝、三异丁基铝。当覆膜120形成为硫化镓覆膜或硒化镓覆膜时，则可采用H2S气体 或吐56气体。另外，覆膜120的形成阶段也可视为在含氢的气氛下对半导体层106进行热处理 的阶段。例如可例示以h2S为原料气体的热处理作为在含有氢气氛围下的处理。如图4所示，在覆膜120的上层形成作为绝缘层110的覆膜122。作为覆膜122， 可例示氧化物、氮化物或氮氧化物。具体而言，可例示氧化铝，氧化硅、氧化钽、氧化铪、氧化 锆、氮化铝、氮化硅、氮氧化硅等。覆膜122可例如使用溅射法等而形成。在覆膜122的形成阶段中，在形成氧化物覆膜时有时会置放于氧化环境。但是，由 于在本实施方式中形成有防止砷的氧化的中间层108的覆膜120，故可抑制因覆膜122的形 成所导致半导体层106的表面氧化。另外，作为成为中间层108的覆膜120，当将铝等氧化或氮化而形成含有成为绝缘 体的元素的膜时，该氧化或氮化而成为绝缘体的元素大多在氧化或氮化环境气下形成作为 绝缘层110的覆膜122的阶段时就变化为绝缘体。结果，作为中间层108的覆膜120在抑
8制半导体层106的表面氧化的同时，氧化后也可与绝缘层110 —起作为绝缘膜而发挥作用。如图5所示，形成作为控制电极112的导电层124。作为导电层124，例如可例示 任意的金属、多晶硅、金属硅化物等。导电层124可通过CVD法、溅镀法等形成。如图6所示，将导电层124、覆膜122以及覆膜120图案化而形成控制电极112、绝 缘层110以及中间层108之后，通过导电膜的形成及图案化而形成输入输出电极114，从而 制造如图1所示的半导体装置100。根据上述半导体装置100，由于中间层108抑制了半导体层106的表面氧化，故可 抑制形成于控制电极112下方的绝缘层110与半导体层106之间的砷氧化物。结果，可以 减低界面能级，而形成实用的化合物半导体MISFET。(实施例1)图7表示用反射率各向异性分光法观察GaAs表面得到的实验图谱。在将 GaAs(OOl)基板维持于反应室后，一边供给砷原料气体(三丁基砷)一边加热至60(TC。可 以确认截断砷原料气体后的表面状态约经2分钟后则稳定化。表面状态的变化起因于多余 的砷的脱离，明确了多余的砷要想从表面脱离约需2分钟左右的时间。另外，砷原料气体截 止后的气氛可为真空(减压)，也可为氩等惰性气氛。图8表示以X射线光电分子法的光电子强度的分光观察结果。虚线表示作为本实 施方式的中间层108的形成处理而实施了含硫气体处理时的结果，实线表示与未实施含硫 气体处理时比较的结果。作为含硫气体处理，在600°C的温度下供给5分钟的H2S。需要说 明的是，在硫气体处理之前可应用与图7相关的说明中的理论而去除多余的砷。图8中，在结合能量43. 5eV附近被观察到的峰值是起因于砷3d的峰值，在比砷3d 更高结合能量侧的46eV附近所观察到的峰值为起因于砷的氧化的化学位移。从第8图可 知，当不进行硫气体处理时可观察到的起因于氧化砷的砷3d的化学位移，在进行了硫气体 处理(也即本实施方式的中间层108的形成处理)时未观察到。S卩，在以X射线光电子分光法进行的光电子强度的分光观察中，在起因于砷的元 素峰值的高结合能量侧并未检测出起因于氧化后的砷的氧化物峰值，至少在现有的分析技 术中，无法从GaAs (半导体层106)的表面检测出砷的氧化物。(实施例2)图9表示通过反射率各向异性分光法观察GaAs表面得到的实验图谱。在图9中， 上部表示气体顺序(gas Sequence)。实验图表中的横轴(时间)表示为与气体顺序的横轴 (时间)一致。在时刻tl停止GaAs外延成长，并一边供给砷原料气体(三丁基砷)和载气(H2)， 一边将GaAs (001)表面维持于反应室中直至时刻t2为止。维持温度为600°C。根据反射率 各向异性分光法光谱形状可知在这种状态下的GaAs表面具有c(4X4)面。在时刻t2截断砷原料气体，而仅供给载气(H2)。可确认约2分钟后表面状态稳定 化。即，该状态下的表面状态的变化是起因于多余的砷的脱离，因此可知多余的砷从表面脱 离约需要2分钟左右的时间。在将砷原料气体截断后，2分钟左右(时刻t3)表面即稳定 化，根据反射率各向异性分光法光谱形状而可知此时的GaAs表面具有(2 X 4) Ga稳定化面。 另外，砷原料气体截断后的气氛除了 H2的外，也可为真空(减压)、或氩等惰性气氛。在时刻t3供给硫化氢与载气(H2)后，约2分钟后(时刻t4)GaAs的表面已稳定
9化。之后，在时刻t4截断硫化氢气体，且供给载体气体(H2)，在氢气氛下处理约500秒后 (时刻t5)GaAs表面稳定化。根据反射率各向异性分光法光谱形状可知此时的GaAs表面具 有c (8X2) Ga稳定化面。图10表示由X射线光电子分光法而得到的光电子强度的分光观察结果。在图10 左上的A表示将具有c (4 X 4)表面的GaAs表面直接取出至空气中的试样的分光观察结果。 在图10中的左中的B表示在具有c (4 X 4)表面的GaAs表面上形成含有铝的抗氧化膜后取 出至空气中的试样的分光观察结果。在图10中左下的C表示将具有(2X4)Ga稳定化面的 GaAs表面直接取出至空气中后的试样的分光观察结果。在第10图中的右上的D表示在具 有(2 X 4) Ga稳定化面的GaAs表面上形成含有铝的抗氧化膜后取出至空气中的试样的分光 观察结果。在图10右中的E表示将具有c (8X2)Ga稳定化面的GaAs表面直接取出至空 气中后的试样的分光观察结果。在图10中的右下的F表示在具有c(8X2)Ga稳定化面的 GaAs表面上形成含有铝的抗氧化膜后取出至空气中的试样的分光观察结果。在图10的A至F中，与分光观察结果一并表示以曲线拟合(Curvefitting)法而 得到的峰值分离结果。例如图10的A将分光观察结果分离为3个高斯函数(Gaussian)。 3个高斯函数分别具有约40eV、约41eV、约43. 5eV的各自的峰值。具有约40eV及约41eV 的峰值的高斯函数可鉴定为来自与镓结合的砷的3d轨道的光电子峰值；具有约43. 5eV的 峰值的高斯函数可鉴定为来自与氧结合的砷的3d轨道的光电子峰值。即，从在约43. 5eV 处具有的峰值的高斯函数的高度，可以检测结合于氧的砷的数量。另外，根据不同的测量条 件，在图8所示的分光观察结果与图10所示的分光观察结果之间，横轴(能值)的值有若 干差异。根据图10的A至F所示的结果判明了以下事项第1，从A与B的对比、C与D的 对比、以及E与F的对比中可知，形成有含铝的抗氧化膜的情形与什么都没有形成的情形 相比可以减低与氧结合的砷的数量。第2，从A、C、E间的比较，或B、D、F间的比较可知，具 有c(4X4)表面的GaAs表面比具有(2 X 4) Ga稳定化面的GaAs表面更容易被氧化；具有 (2 X 4) Ga稳定化面的GaAs表面比具有c (8 X 2) Ga稳定化面的GaAs表面更容易被氧化。最 难被氧化的是图10的F所示的，在具有c (8 X 2) Ga稳定化面的GaAs表面形成有含铝的抗氧 化膜的时候，至少在目前的检测精度下完全无法发现起因于被氧化的砷的峰值。另外，如第 10图的D所示，当在具有(2X4)Ga稳定化面的GaAs表面形成含铝的抗氧化膜时，也几乎没 有起因于氧化砷的峰值，可以说没有检测出来自与氧结合后的砷的3d轨道的光电子峰值。如上所述，得以在具有(2 X 4) Ga稳定化面或c (8 X 2) Ga稳定化面的GaAs表面抑 制与氧结合的砷的产生。另外，得以在含铝的抗氧化膜中抑制结合于氧的砷的产生。尤其 在具有(2X4)Ga稳定化面或c(8X2)Ga稳定化面的GaAs表面形成含铝的抗氧化膜时，几 乎完全可抑制与氧结合的砷的产生；当在具有c (8 X 2) Ga稳定化面的GaAs表面形成含铝的 抗氧化膜时，则完全无法确认与氧结合的砷的产生。通过抑制甚至完全消除这些与氧结合 的砷的产生，得以降低半导体层106与中间层108的界面间的界面能级。
权利要求
一种半导体基板，具有含砷的3至5族化合物的半导体层；以及氧化物、氮化物或氮氧化物的绝缘层，在所述半导体层与所述绝缘层之间检测不出砷的氧化物。
2.根据权利要求1所述的半导体基板，其中，在以存在于所述半导体层与所述绝缘层 之间的元素为对象的X射线光电子分光法进行的光电子强度的分光观察中，在起因于砷的 元素峰值的高结合能量侧检测不出来自与氧结合的砷的3d轨道的光电子峰值。
3.根据权利要求1或2所述的半导体基板，其中，还具有形成于所述半导体层与所述绝 缘层之间的、用于防止砷氧化的中间层。
4.根据权利要求3所述的半导体基板，其中，所述中间层包含氧以外的6族元素。
5.根据权利要求4所述的半导体基板，其中，所述6族元素为硫或硒。
6.根据权利要求3所述的半导体基板，其中，所述中间层包含被氧化或氮化而成为绝 缘体的金属元素。
7.根据权利要求6所述的半导体基板，其中，所述中间层包含铝。
8.一种半导体基板的制造方法，具有以下阶段使含砷的3至5族化合物的半导体层外延成长的阶段；以及在所述半导体层的表面施以防止砷的氧化的处理的抗氧化处理阶段。
9.根据权利要求8所述的半导体基板的制造方法，其中还具有将所述半导体层维持 在不含砷的气氛中而去除所述半导体层表面的多余的砷的阶段。
10.根据权利要求8或9所述的半导体基板的制造方法，其中，所述抗氧化处理阶段为 在所述半导体层的表面形成含有硫、硒、或铝的覆膜的覆膜形成阶段。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的半导体基板的制造方法，其中，所述抗氧化 处理阶段是在含氢的气氛中处理所述半导体层的阶段。
12.根据权利要求8至10中的任一项所述的半导体基板的制造方法，其中，所述杭氧化 处理阶段是在含氢的气氛中，在所述半导体层形成覆膜的阶段。
13.根据权利要求10或12所述的半导体基板的制造方法，其中，在形成所述覆膜的阶 段之前的所述半导体层的表面是具有(2X4)结构或c(8X2)结构的Ga稳定化面。
14.一种半导体基板的制造方法，其具有以下制造阶段使含砷的3至5族化合物的半导体层外延成长的阶段；使所述外延成长后的所述半导体层维持在不含砷的气氛中的阶段；以及在包含硫或硒的气氛中处理所述被维持的所述半导体层的表面的阶段。
15.根据权利要求14所述的半导体基板的制造方法，其中，还具有在含氢的气氛内对 经所述含硫或硒的气氛处理后的所述半导体层的表面进行处理的阶段。
16.根据权利要求14或15所述的半导体基板的制造方法，其中，所述包含硫的气氛是 含有硫的氢化物。
17.根据权利要求14或15所述的半导体基板的制造方法，其中，所述含硒的气氛含有 硒的氢化物。
18.根据权利要求14至17中的任一项所述的半导体基板的制造方法，其中，还具有在 所述半导体基板的表面形成包含铝、硫或硒的覆膜的阶段。
19.根据权利要求18所述的半导体基板的制造方法，其中，用以形成所述含铝的覆膜 的铝原料为有机铝。
20.根据权利要求18所述的半导体基板的制造方法，其中，形成所述含硫的覆膜的硫 原料为硫的氢化物。
21.根据权利要求18所述的半导体基板的制造方法，其中，用以形成所述含硒的覆膜 的硒原料为硒的氢化物。
22.根据权利要求18至21中的任一项所述的半导体基板的制造方法，其中，在形成所 述覆膜的阶段前的所述半导体层的表面，是具有(2X4)结构或c(8X2)结构的Ga稳定化
23.根据权利要求8至22中的任一项所述的半导体基板的制造方法，其中，还具有形成 氧化物、氮化物或氮氧化物的绝缘层的阶段。
24.—种半导体装置，包括含砷的3至5族化合物的半导体、以及在所述3至5族化合物的半导体上设置的绝缘物，在所述3至5族化合物半导体与所述绝缘物之间，或在所述绝缘物内部，包含抑制砷的 氧化的中间层。
25.一种半导体装置，具有权利要求1至7以及24中的任何一项所述的半导体基板、以及 所述绝缘层之上的控制电极。
全文摘要
提供一种半导体-绝缘体界面的界面能级降低后的半导体基板及其制造方法以及半导体装置。提供的半导体基板具有含砷的3至5族化合物的半导体层以及氧化物、氮化物或氮氧化物的绝缘层。其是在所述半导体层与所述绝缘层之间检测不出砷的氧化物的半导体基板。在该第一方案中，半导体基板可以是在以存在于所述半导体层与所述绝缘层之间的元素为对象的X射线光电子分光法的光电子强度分光观察中，在起因于砷的元素峰值的高结合能量侧检测不出起因于氧化的砷的氧化物峰值的半导体基板。
文档编号H01L21/336GK101978503SQ20098010923
公开日2011年2月16日 申请日期2009年3月26日 优先权日2008年3月26日
发明者市川磨, 杉山正和, 秦雅彦, 霜垣幸浩 申请人:国立大学法人东京大学;住友化学株式会社