(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体の表面を活性化するために、アンモニア水、水酸化カリウム水溶液、塩酸、硫酸又はリン酸の無機溶液により処理する工程と、
前記無機溶液による処理に引き続き、前記化合物半導体の前記表面を、ハロゲン元素を含有する有機溶液により処理する工程とを有し、
前記無機溶液による処理と前記有機溶液による処理とにより、前記化合物半導体の前記表面に、前記ハロゲン元素を含む第１の保護膜を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記ハロゲン元素を含有する有機溶液で処理する工程の後、前記化合物半導体の前記表面上に第２の保護膜を形成する工程を更に有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ハロゲン元素は、臭素、塩素又は沃素である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体と、
前記化合物半導体の表面に形成され、ハロゲン元素を含有する第１の保護膜とを有し、
前記第１の保護膜は、前記化合物半導体の自然酸化膜であり、前記ハロゲン元素は、前記自然酸化膜中又は前記自然酸化膜と前記化合物半導体との界面に導入されている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項４記載の半導体装置において、
前記第１の保護膜上に形成され、前記化合物半導体を酸素又は水分から保護する第２の保護膜を更に有する
ことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体を用いた半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＡｓ、ＡｌＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＳｂ、ＡｌＳｂ、ＩｎＳｂなど、並びにこれらの混晶からなるIII−Ｖ族化合物半導体は、それら自身、あるいはそれらの２つ以上の混晶における広い範囲で、いわゆる直接遷移型の半導体である。また、シリコンに対して電子移動度や正孔移動度が高いため、間接遷移型であるシリコンでは実現が難しい光デバイスや、高い周波数特性が求められる電子デバイスに広く応用されている。
【０００３】
特に、Ｓｂ（アンチモン）を構成元素に含むＧａＳｂやＩｎＳｂなどやこれらを含む混晶はIII−Ｖ族化合物半導体の中でも電子移動度や正孔移動度が高く、次世代の高速電子デバイスなどへの応用が期待されている。
【０００４】
また、Ｓｂを含む化合物半導体やこれを含む混晶は、バンドギャップがＧａＡｓやＩｎＰなどと大きく異なり小さいため、従来の光デバイスとは異なる、より長波長領域の光を利用する光デバイスへの応用が期待できる
更に、例えばＩｎＡｓ／ＧａＳｂやＩｎＡｓ／ＧａＩｎＳｂといった異種結合構造では、いわゆるタイプII型のバンド構造となるため、タイプＩ型であるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓのような異種結合構造とは異なる、新しい物性の発現が期待されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】G. A. Sai-Halasz et al., “A new semiconductor superlattice”, Applied Physics Letters, Vol. 30, No. 12, pp. 651-653, 15 June 1977
【非特許文献２】W. E. Spicer et al., “Synchrotron radiation studies of electronic structure and surface chemistry of GaAs, GaSb, and InP”, J. Vac. Sci. Technol. Vol. 13, No. 4, pp. 780-785, July/August 1976
【非特許文献３】E. A. DeCuir Jr. et al., “Addressing surface leakage in type-II InAs/GaSb superlattice material using novel approaches to surface passivation”, Proc. of SPIE, Vol. 8155, pp. 815508-1-8, 2011
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体材料は、その表面に形成される自然酸化膜の態様がＧａＡｓなどと大きく異なっており、そのことが実際に作製される半導体デバイスの特性に大きな影響を与えることがあった。
【０００７】
例えば、ＧａＡｓ表面に形成される自然酸化膜は、大気暴露の時間に対してある膜厚で飽和傾向を示し、それ以上は酸化が進行しないのに対して、ＧａＳｂ上に形成される自然酸化膜は、飽和傾向を示さず、時間経過とともに酸化が進行し続ける。また、表面の酸化により、ＧａＡｓではフェルミレベルがバンドギャップのほぼ中央近傍にピニングされるのに対し、ＧａＳｂでは価電子帯近傍にピニングされる。
【０００８】
このように、Ｓｂを含む化合物半導体では、ＧａＡｓ系化合物半導体とは表面酸化膜の振る舞いが異なっているため、例えば半導体製造工程における表面処理方法などが、ＧａＡｓ系化合物半導体の場合の単なる流用では不十分であった。
【０００９】
本発明の目的は、Ｓｂを含む化合物半導体に好適な表面処理を含む半導体装置の製造方法並びにそれにより製造される高性能の半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の一観点によれば、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体の表面を活性化するために、アンモニア水、水酸化カリウム水溶液、塩酸、硫酸又はリン酸の無機溶液により処理する工程と、前記無機溶液による処理に引き続き、前記化合物半導体の前記表面を、ハロゲン元素を含有する有機溶液により処理する工程とを有し、前記無機溶液による処理と前記有機溶液による処理とにより、前記化合物半導体の前記表面に、前記ハロゲン元素を含む第１の保護膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【００１１】
また、実施形態の他の観点によれば、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体と、前記化合物半導体の表面に形成され、ハロゲン元素を含有する第１の保護膜とを有し、前記第１の保護膜は、前記化合物半導体の自然酸化膜であり、前記ハロゲン元素は、前記自然酸化膜中又は前記自然酸化膜と前記化合物半導体との界面に導入されていることを特徴とする半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
開示の半導体装置及びその製造方法によれば、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体の自然酸化膜に起因するリーク電流を低減することができる。これにより、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体を用いた半導体装置の高性能化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１実施形態による半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は、ＧａＡｓ及びＧａＳｂにおける構成元素の酸化割合と大気暴露時間との関係を示すグラフ（その１）である。
【図３】図３は、ＧａＡｓ及びＧａＳｂにおける構成元素の酸化割合と大気暴露時間との関係を示すグラフ（その２）である。
【図４】図４は、ＳＩＭＳにより測定した酸素及び炭素の深さ方向分布を示すグラフである。
【図５】図５は、試料表面におけるリーク電流を測定するために用いた測定試料の構造を示す概略断面図である。
【図６】図６は、試料表面におけるリーク電流の評価を行った結果を示すグラフである。
【図７】図７は、ＳＩＭＳにより測定した酸素及び臭素の深さ方向分布を示すグラフである。
【図８】図８は、第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図９】図９は、第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図１０】図１０は、第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その３）である。
【図１１】図１１は、第３実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図１２】図１２は、第３実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図１３】図１３は、第３実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その３）である。
【図１４】図１４は、第４実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図１５】図１５は、第４実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図１６】図１６は、第４実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１実施形態］
第１実施形態による半導体装置及びその製造方法について図１乃至図７を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。図２及び図３は、ＧａＡｓ及びＧａＳｂにおける構成元素の酸化割合と大気暴露時間との関係を示すグラフである。図４は、ＳＩＭＳにより測定した酸素及び炭素の深さ方向分布を示すグラフである。図５は、試料表面におけるリーク電流を測定するために用いた測定試料の構造を示す概略断面図である。図６は、試料表面におけるリーク電流の評価を行った結果を示すグラフである。図７は、ＳＩＭＳにより測定した酸素及び臭素の深さ方向分布を示すグラフである。
【００１６】
本実施形態による半導体装置の製造方法は、図１に示すように、化合物半導体層を形成する工程（ステップＳ１１）と、ハロゲン元素を含有する第１の保護膜を形成する工程（ステップＳ１２）と、第２の保護膜を形成する工程（ステップＳ１３）を有している。第１の保護膜を形成する工程（ステップＳ１２）は、無機溶液で処理する工程（ステップＳ１２Ａ）と、ハロゲン含有有機溶液で処理する工程（ステップＳ１２Ｂ）とを有している。
【００１７】
化合物半導体層を形成する工程（ステップＳ１１）は、Ｓｂ（アンチモン）を構成元素に含む化合物半導体層を含む半導体層を形成する工程である。Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層は、特に限定されるものではないが、ＧａＳｂ、ＡｌＳｂ、ＩｎＳｂ等が挙げられる。また、これらの混晶である、ＡｌＧａＳｂ、ＩｎＧａＳｂ、ＩｎＡｌＳｂ、ＡｌＧａＩｎＳｂ、ＧａＡｓＳｂ、ＡｌＡｓＳｂ、ＩｎＡｓＳｂ、ＡｌＧａＡｓＳｂ、ＩｎＧａＡｓＳｂ、ＩｎＡｌＡｓＳｂ等が挙げられる。
【００１８】
本ステップにより形成する化合物半導体層は、少なくとも表面の一部にＳｂを構成元素に含む化合物半導体層が露出しているものであり、Ｓｂを構成元素に含まない半導体層を含む積層構造であってもよい。例えば、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層は、積層構造の最上層に位置していてもよいし、積層構造の側面部だけに露出していてもよい。また、積層構造は、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層を複数層有していてもよい。
【００１９】
第１の保護膜を形成する工程（ステップＳ１２）は、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層の表面に、ハロゲン元素を化学的に結合し、ハロゲン元素を含む第１の保護膜を形成する工程である。無機溶液で処理（ステップＳ１２Ａ）を行い表面を活性化した後、ハロゲン含有有機溶液で処理（ステップＳ１２Ｂ）を行うことにより、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層の表面にハロゲン元素を化学的に結合することができる。Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層の表面をハロゲン含有有機溶液で処理しただけでは、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層の表面にハロゲン元素を化学的に結合することはできない。
【００２０】
Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層の表面にハロゲン元素を含む第１の保護膜を形成することにより、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層の表面の電気的な構造を変化することができ、自然酸化膜を介した表面リーク電流を大幅に低減することができる。
【００２１】
なお、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層の表面には、厳密には自然酸化膜が形成されているものと考えられ、無機溶液による処理は、自然酸化膜或いは自然酸化膜とＳｂを構成元素に含む半導体層との界面の状態を活性化する処理とも考えられる。
【００２２】
無機溶液は、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層の表面を活性化しうるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、アンモニア水、水酸化カリウム水溶液、塩酸、硫酸、リン酸等が挙げられる。
【００２３】
無機溶液による処理後、ハロゲン含有有機溶液で処理を行うまでは、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層の表面の更なる酸化を防止するために、酸素を含まない雰囲気中に保管することが望ましい。例えば、無機溶液による処理後、有機溶剤中へ浸漬する処理が挙げられる。有機溶剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール、アセトン等が挙げられる。
【００２４】
なお、無機溶液による処理後、有機溶剤中への浸漬前に、無機溶液を除去する目的で純水等による洗浄を行ってもよい。ただし、処理時間が長すぎるとＳｂを構成元素に含む化合物半導体層の表面が酸化されるため、純水による処理は３秒程度以下の短時間に抑えることが望ましい。
【００２５】
ハロゲン元素含有有機溶液は、特に限定されるものではないが、Ｂｒ（臭素）を含む有機溶液、Ｃｌ（塩素）を含む有機溶液、Ｉ（沃素）を含む有機溶液が挙げられる。Ｂｒを含む有機溶液としては、例えば、Ｂｒ２、ＣＢｒ４、ＣＨＢｒ３、ＣＨ２Ｂｒ２、ＣＨ３Ｂｒの有機溶液が挙げられる。Ｃｌを含む有機溶液としては、例えば、ＣＣｌ４、ＣＨＣｌ３、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＨ３Ｃｌの有機溶液が挙げられる。Ｉを含む有機溶液としては、ＣＩ４、ＣＨＩ３、ＣＨ２Ｉ２、ＣＨ３Ｉの有機溶液が挙げられる。その他、アルカン（ＣｎＨ２ｎ＋２）の水素の、ハロゲン（Ｂｒ，Ｃｌ，Ｉ）による任意の置換体の有機溶液が挙げられる。有機溶剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール、アセトン等が挙げられる。
【００２６】
ステップＳ１２Ａの処理によって表面を活性化することにより、ハロゲン元素含有有機溶液中のハロゲン元素が自然酸化膜中或いは自然酸化膜とＳｂを構成元素に含む半導体層との界面に取り込まれる。これにより、自然酸化膜中の酸素或いはＳｂを構成元素に含む半導体層の表面に存在するダングリングボンドを不活性化することができる。このようにして形成した第１の保護膜は、自然酸化膜中或いは自然酸化膜とＳｂを構成元素に含む半導体層との界面にハロゲン元素が導入された構造の膜であると考えられる。
【００２７】
ハロゲン元素含有有機溶液による処理後には、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層の表面の更なる酸化を防止するために、酸素を含まない雰囲気中に保管することが望ましい。例えば、ハロゲン元素含有有機溶液による処理後、有機溶剤中へ浸漬する処理が挙げられる。有機溶剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール、アセトン等が挙げられる。
【００２８】
第２の保護膜を形成する工程（ステップＳ１３）は、第１の保護膜を被覆する第２の保護膜を形成する工程である。第２の保護膜は、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層を酸化性雰囲気、例えば酸素や水分から保護するための膜である。第２の保護膜を形成することにより、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層の更なる酸化を抑制することができ、第１の保護膜を形成したことによるリーク電流低減の効果を、効果的に維持することができる。第２の保護膜としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリイミド等の有機絶縁膜や、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機絶縁膜を適用することができる。
【００２９】
なお、第２の保護膜を形成しなくても十分な効果が得られる場合などには、第２の保護膜は、必ずしも形成する必要はない。
【００３０】
次に、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層の表面にハロゲン元素を含む第１の保護膜を形成する効果について、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体の物性を含め、より詳細に説明する。
【００３１】
図２乃至図４は、ＧａＡｓ及びＧａＳｂの自然酸化について本願発明者が行った検討結果を示すグラフである。
【００３２】
本願発明者は、ＧａＡｓ試料及びＧａＳｂ試料について、高真空容器中でＡｒイオンクリーニングして自然酸化膜を除去した後、これら試料を大気中に暴露し、表面での酸化の状態の時間変化をＸ線蛍光分光分析法（ＸＰＳ）法により分析した。
【００３３】
図２は、構成元素の酸化割合と大気暴露時間との関係を示すグラフである。図３は、図２の測定データを、１４４０分の大気暴露による酸化割合の値で規格化して表示したものである。図中、実線はＧａＳｂ試料の結果を表し、点線がＧａＡｓ試料の結果を表している。●印のプロットがIII族元素（Ｇａ）の酸化を示し、○印のプロットがＶ族元素（Ａｓ，Ｓｂ）の酸化を示している。
【００３４】
図２に示すように、ＧａＡｓ試料及びＧａＳｂ試料のいずれも、大気中に暴露することにより自然酸化が生じていることが判る。
【００３５】
ＧａＡｓ試料では、１４４０分の大気暴露によって、約３２％のＧａが酸化されているのに対して、約２．５％のＡｓが酸化されている。このように、ＧａＡｓの自然酸化は、Ｖ族元素（Ａｓ）の酸化よりもIII族元素（Ｇａ）の酸化が支配的である。
【００３６】
一方、ＧａＳｂ試料では、１４４０分の大気暴露によって、約４７％のＧａが酸化され、約２２％のＳｂが酸化されている。このように、ＧａＳｂの自然酸化は、ＧａＡｓの場合と比較して、III族元素（Ｇａ）及びＶ族元素（Ｓｂ）の双方の酸化割合が非常に大きくなっている。また、ＧａＳｂでは、ＧａＡｓの場合と比較して、III族元素（Ｇａ）の酸化割合に対するＶ族元素（Ｓｂ）の酸化割合が非常に高くなっている。すなわち、ＧａＡｓではＶ族元素の酸化割合がIII族元素の酸化割合の約８％程度であるのに対して、ＧａＳｂではＶ族元素の酸化割合がIII族元素の酸化割合の約４７％程度であった。
【００３７】
図３は、図２の測定データを、１４４０分の大気暴露による酸化割合の値で規格化して表示したものである。
【００３８】
図３に示すように、ＧａＳｂは、ＧａＡｓと比較して、酸化初期段階における曲線の傾きが急であることが判る。これは、ＧａＳｂが、ＧａＡｓよりも表面自然酸化の進行が速いことを示すものである。
【００３９】
本願発明者は、ＧａＳｂ試料を大気中及び純水中でそれぞれ保管した後、不活性雰囲気中においてポリイミド膜で被覆して表面自然酸化を抑制した試料を、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）により分析した。
【００４０】
図４は、ＳＩＭＳにより測定した酸素及び炭素の深さ方向分布を示すグラフである。図中、「大気中（Ｏ）」は大気中で保管した試料における酸素の深さ方向分布を示し、「純水中（Ｏ）」は純水中で保管した試料における酸素の深さ方向分布を示し、「Ｃ」はマーカーとして測定したポリイミド膜中の炭素の深さ方向分布を示している。炭素のプロファイルの立ち下がり部分と酸素のプロファイルの立ち上がり部分とが重なる領域が、ＧａＳｂとポリイミドとの界面に相当する。
【００４１】
図４に示すように、大気中で保管した試料及び純水中で保管した試料のいずれにおいても、ＧａＳｂとポリイミドとの界面近傍で酸素濃度が増加している。これは、ＧａＳｂの表面で自然酸化が生じていることを示すものである。大気中で保管した試料と純水中で保管した試料とを比較すると、純水中で保管した試料の方が酸素濃度が高くなっており、より酸化が進行していることが判る。
【００４２】
本願発明者によるこれら検討結果により、ＧａＳｂの自然酸化現象について、以下のことが初めて明らかになった。
【００４３】
１）ＧａＡｓ表面における自然酸化は主にIII族元素の酸化によるものであるのに対して、ＧａＳｂ表面における自然酸化はIII族元素及びＶ族元素の両方に対して進行する。
【００４４】
２）ＧａＳｂ表面における自然酸化は、ＧａＡｓ表面における自然酸化と比較して、酸化の進行が速い。
【００４５】
３）ＧａＳｂ表面における自然酸化は、大気中のみならず、水の中においても進行する。
【００４６】
なお、ここではＳｂを構成元素に含む化合物半導体としてＧａＳｂを代表例として示したが、Ｓｂを構成元素に含む他のIII−Ｖ族化合物半導体においても同様である。
【００４７】
Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体表面での自然酸化膜の形成は、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体を用いた半導体装置の動作に影響を与える。具体的には、半導体装置の本来的動作に寄与しない、半導体／酸化膜界面を通じた漏れ電流を生じることで、例えば光検出素子での信号雑音特性の劣化を招来する。
【００４８】
Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体に関する以上のような点に関して本願発明者が鋭意検討を重ねた結果、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体表面の自然酸化膜中ないしは自然酸化膜／半導体界面にハロゲン元素を導入することによって、自然酸化膜の影響によって生じる漏れ電流を抑制できることが初めて明らかとなった。Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体表面の自然酸化膜中ないしは自然酸化膜／半導体界面へのハロゲン元素の導入は、前述のように、無機溶液で処理する工程と、ハロゲン含有有機溶液で処理する工程とを行うことにより、実現することができる。
【００４９】
本願発明者は、ＧａＳｂ試料表面に行う処理によるリーク電流への影響を調べるため、以下の手順で測定試料を作製し、リーク電流の評価を行った。
【００５０】
まず、ＧａＳｂ試料の表面に、所定の条件で処理を行った。ＧａＳｂ試料の表面の処理としては、条件Ａ、条件Ｂ及び条件ＡＢの３つの条件を用いた。条件Ａは、ＧａＳｂ試料の表面をアンモニア水溶液で処理した後、純水で洗浄し、エチルアルコール中に浸漬する処理である（ステップＳ１２Ａに相当）。条件Ｂは、ＧａＳｂ試料の表面をＢｒ−メタノール溶液で処理した後、エチルアルコール中に浸漬する処理である（ステップＳ１２Ｂに相当）。条件ＡＢは、条件Ａの処理後、条件Ｂの処理を行う処理である（ステップＳ１２に相当）。ＲＥＦは、ＧａＳｂ試料表面の処理を行わない参考例である。
【００５１】
次いで、表面を処理したＧａＳｂ試料上に、不活性雰囲気（窒素）中でポリイミド膜を形成し、その後の自然酸化を抑制した。
【００５２】
次いで、ポリイミド膜に開口部を形成し、露出したＧａＳｂ試料の表面に一対の電極を形成した。図５は、このように形成した測定試料の概略断面図である。図５中、符号１０がＧａＳｂ試料を表し、符号１２がポリイミド膜を表し、符号１４が電極を表している。
【００５３】
次いで、電極間の電流値を測定し、リーク電流の評価を行った。リーク電流の評価は、各試料について１０点ずつ行った。
【００５４】
図６は、リーク電流の評価を行った結果を示すグラフである。図中、「ＲＥＦ」はＧａＳｂ試料表面の処理を行わない参考例であり、「Ａ」は条件Ａで処理を行った試料の結果であり、「Ｂ」は条件Ｂで処理を行った試料の結果であり、「ＡＢ」は条件ＡＢで処理を行った試料の結果である。
【００５５】
図６に示すように、条件ＡＢで処理を行った試料は、処理を行わなかった試料（ＲＥＦ）、条件Ａの処理のみを行った試料（Ａ）及び条件Ｂの処理のみを行った試料（Ｂ）と比較して、電極間のリーク電流が大きく減少している。これは、図５に矢印で示す電流経路のうち、ポリイミド膜１２／ＧａＳｂ試料１０界面近傍に起因する漏れ電流経路（図中、点線で表す）による電流が抑制されたためである。
【００５６】
図７は、図６の処理を行った各試料について、ＳＩＭＳにより測定した酸素及び臭素の深さ方向分布を示すグラフである。
【００５７】
図７に示すように、ＧａＳｂとポリイミドとの界面には、自然酸化膜の存在を示す酸素のピークが確認される。一方、Ｂｒについては、参考例（ＲＥＦ）、条件Ａ、条件Ｂではノイズレベルであるのに対し、条件ＡＢではＧａＳｂとポリイミドとの界面に明確にピークが確認される。
【００５８】
図６及び図７の結果を総合すると、以下のように推察することができる。すなわち、ＧａＳｂ表面での自然酸化膜中ないしは自然酸化膜／ＧａＳｂ界面にＢｒが取り込まれると、酸化膜中の酸素或いはＧａＳｂ表面に存在するダングリングボンドがＢｒによって不活性化される。これにより、自然酸化膜中或いは自然酸化膜／ＧａＳｂ界面近傍を経路とする漏れ電流経路が不活性化され、漏れ電流が抑制される。
【００５９】
また、図６及び図７の結果から、自然酸化膜中ないしは自然酸化膜／ＧａＳｂ界面近傍へのＢｒの導入は、条件Ａ或いは条件Ｂの処理を単独で行うことでは実現できず、条件Ａの処理と条件Ｂの処理とを組み合わせる（条件ＡＢ）ことで初めて実現できることが判る。このとき、条件Ａによる処理は、条件Ｂによる処理におけるＢｒ導入に対する表面最適化の効果を有するものと考えられる。
【００６０】
したがって、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体の表面に対して、ステップＳ１２Ａの処理（条件Ａの処理）及びステップＳ１２Ｂの処理（条件Ｂの処理）を引き続いて実施することにより、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体に特有の漏れ電流を低減することが可能となる。
【００６１】
このように、本実施形態によれば、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体の自然酸化膜に起因するリーク電流を低減することができる。これにより、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体を用いた半導体装置の高性能化を図ることができる。
【００６２】
［第２実施形態］
第２実施形態による半導体装置の製造方法について図８乃至図１０を用いて説明する。図１乃至図７に示す第１実施形態による半導体装置及びその製造方法と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し又は簡潔にする。
【００６３】
図８乃至図１０は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【００６４】
本実施形態では、第１実施形態による半導体装置の製造方法を、いわゆるタイプII型超格子を用いた赤外線検知器に適用した例を説明する。
【００６５】
まず、半導体基板、例えばＧａＳｂ基板２０上に、周知の結晶成長技術、例えば分子線エピタキシー法により、例えば基板温度５３０℃でＧａＳｂを堆積し、ＧａＳｂ下部電極層２２を形成する。ＧａＳｂ下部電極層２２の膜厚は、素子構造設計によって異なるが、例えば１０００ｎｍとする。また、ＧａＳｂ下部電極層２２へのドーピングは、素子構造設計によって異なるが、不純物として例えばＢｅ（ベリリウム）を用い、濃度は例えば１×１０１８ｃｍ−３とする。
【００６６】
次いで、ＧａＳｂ下部電極層２２上に、例えば分子線エピタキシー法により、例えば基板温度３９０℃でＧａＳｂとＩｎＡｓとを所望回数、例えば８０回、繰り返し堆積し、ＧａＳｂ障壁層とＩｎＡｓ井戸層とが交互に積層されてなるｐ型超格子構造２４を形成する。
【００６７】
ｐ型超格子構造２４のＧａＳｂ障壁層の膜厚は、目的とする赤外線検知器の特性によって異なるが、例えば２．２ｎｍとする。また、ＧａＳｂ障壁層へのドーピングは、目的とする赤外線検知器の特性によって異なるが、不純物として例えばＢｅを用い、濃度は例えば５×１０１７ｃｍ−３とする。また、ｐ型超格子構造２４のＩｎＡｓ井戸層の膜厚は、目的とする赤外線検知器の特性によって異なるが、例えば１．８ｎｍとする。
【００６８】
次いで、ｐ型超格子構造２４上に、例えば分子線エピタキシー法により、例えば基板温度３９０℃でＧａＳｂとＩｎＡｓとを所望回数、例えば３００回、繰り返し堆積し、ＧａＳｂ障壁層とＩｎＡｓ井戸層とが交互に積層されてなるｉ型超格子構造２６を形成する。
【００６９】
ｉ型超格子構造２６のＧａＳｂ障壁層の膜厚は、目的とする赤外線検知器の特性によって異なるが、例えば２．２ｎｍとする。また、ｉ型超格子構造２６のＩｎＡｓ井戸層の膜厚は、目的とする赤外線検知器の特性によって異なるが、例えば１．８ｎｍとする。
【００７０】
次いで、ｉ型超格子構造２６上に、例えば分子線エピタキシー法により、例えば基板温度３９０℃でＧａＳｂとＩｎＡｓとを所望回数、例えば８０回、繰り返し堆積し、ＧａＳｂ障壁層とＩｎＡｓ井戸層とが交互に積層されてなるｎ型超格子構造２８を形成する。
【００７１】
ｎ型超格子構造２８のＧａＳｂ障壁層の膜厚は、目的とする赤外線検知器の特性によって異なるが、例えば２．２ｎｍとする。また、ｎ型超格子構造２８のＩｎＡｓ井戸層の膜厚は、目的とする赤外線検知器の特性によって異なるが、例えば１．８ｎｍとする。また、ＩｎＡｓ障壁層へのドーピングは、目的とする赤外線検知器の特性によって異なるが、不純物として例えばＳｉ（シリコン）を用い、濃度は例えば５×１０１７ｃｍ−３とする。
【００７２】
なお、ｐ型超格子構造２４及びｎ型超格子構造２８に対しては、いずれか一方の層だけにドーピングを行ってもよいし、両方の層にドーピングを行ってもよい。
【００７３】
次いで、ｎ型超格子構造２８上に、例えば分子線エピタキシー法により、例えば基板温度３９０℃でＩｎＡｓを堆積し、ＩｎＡｓ上部電極層３０を形成する（図８（ａ）、ステップＳ１１）。ＩｎＡｓ上部電極層３０の膜厚は、素子構造設計によって異なるが、例えば３０ｎｍとする。また、ＩｎＡｓ上部電極層３０へのドーピングは、素子構造設計によって異なるが、不純物として例えばＳｉを用い、濃度は例えば１×１０１８ｃｍ−３とする。
【００７４】
次いで、ＩｎＡｓ上部電極層３０上に、周知の半導体プロセス技術を用いて、それぞれの検知器素子となる素子に対応するメサ分離パターン（図示せず）を形成する。
【００７５】
次いで、メサ分離パターンをマスクとして、ＩｎＡｓ上部電極層３０、ｎ型超格子構造２８、ｉ型超格子構造２６、及びｐ型超格子構造２４を、周知のエッチング技術によりエッチングし、メサ構造３２を形成する。
【００７６】
このエッチングにより、メサ構造３２の側壁部分には、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層、すなわち、ｐ型超格子構造２４、ｉ型超格子構造２６、ｎ型超格子構造２８に含まれるＧａＳｂ障壁層が露出する。
【００７７】
次いで、メサ分離パターン（図示せず）をＩｎＡｓ上部電極層３０の保護膜として残したまま或いはＩｎＡｓ上部電極層３０自体をマスクとして、例えばアンモニウム水溶液３４により表面処理を行う（図９（ａ））。例えば、３ｗｔ％のアンモニア水溶液３４中に３０秒間浸漬し、表面処理を行う。その後、純水中で例えば３秒間洗浄し、例えばエチルアルコール中に浸漬する（ステップＳ１２Ａ）。
【００７８】
次いで、例えばＢｒ−メタノール溶液３６により表面処理し（図９（ｂ））、エチルアルコール中に浸漬する（ステップＳ１２Ｂ）。例えば、０．１ｖｏｌ．％のＢｒ−メタノール溶液３６中に２分間浸漬し、表面処理を行う。
【００７９】
これにより、半導体積層構造の露出表面にＢｒを導入し、第１の保護膜３８を形成する（ステップＳ１２）。
【００８０】
次いで、大気に暴露しないよう不活性雰囲気中や真空中で、メサ構造３２の側壁部分に第２の保護膜４０を形成する（図１０（ａ））。第２の保護膜４０としては、ポリイミド膜や、プラズマＣＶＤ法により堆積したシリコン酸化膜等を適用することができる。これにより、メサ構造の側面部分を大気暴露から保護することができる。
【００８１】
次いで、周知の周知の半導体装置製造プロセス、例えばフォトリソグラフィ法やエッチング法を適宜組み合わせ、ＧａＳｂ下部電極層２２に接続された下部電極４２、ＩｎＡｓ上部電極層３０に接続された上部電極４４等を形成し、本実施形態による半導体装置を完成する（図１０（ｂ））。
【００８２】
このように、本実施形態によれば、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体の自然酸化膜に起因するリーク電流を低減することができる。これにより、検出感度の高い高性能の光検知器を実現することができる。
【００８３】
［第３実施形態］
第３実施形態による半導体装置の製造方法について図１１乃至図１３を用いて説明する。図１乃至図１０に示す第１及び第２実施形態による半導体装置及びその製造方法と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し又は簡潔にする。
【００８４】
図１１乃至図１３は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【００８５】
本実施形態では、第１実施形態による半導体装置の製造方法を、いわゆるタイプII型超格子を用いた発光ダイオードに適用した例を説明する。
【００８６】
まず、半導体基板、例えばｎ型ＩｎＡｓ基板５０上に、周知の結晶成長技術、例えば分子線エピタキシー法により、例えば基板温度４９０℃でＩｎＡｓを堆積し、ＩｎＡｓ緩衝層５２を形成する。ＩｎＡｓ緩衝層５２の膜厚は、素子構造設計によって異なるが、例えば２００ｎｍとする。また、ＩｎＡｓ緩衝層５２へのドーピングは、素子構造設計によって異なるが、不純物として例えばＴｅ（テルル）を用い、濃度は例えば２×１０１８ｃｍ−３とする。
【００８７】
次いで、ＩｎＡｓ緩衝層５２上に、例えば分子線エピタキシー法により、例えば基板温度４９０℃でＧａＡｓＳｂを堆積し、ＧａＡｓＳｂグレーティング層５４を形成する。ＧａＡｓＳｂグレーティング層５４の膜厚は、素子構造設計によって異なるが、例えば４０ｎｍとする。また、ＧａＡｓＳｂグレーティング層５４へのドーピングは、素子構造設計によって異なるが、不純物として例えばＴｅを用い、濃度は例えば２×１０１８ｃｍ−３とする。
【００８８】
次いで、ＧａＡｓＳｂグレーティング層５４上に、例えば分子線エピタキシー法により、例えば基板温度４９０℃でＡｌＧａＡｓＳｂを堆積し、ＡｌＧａＡｓＳｂ下部クラッド層５６を形成する。ＡｌＧａＡｓＳｂ下部クラッド層５６の膜厚は、素子構造設計によって異なるが、例えば２００ｎｍとする。また、ＡｌＧａＡｓＳｂ下部クラッド層５６へのドーピングは、素子構造設計によって異なるが、不純物として例えばＴｅを用い、濃度は例えば１×１０１８ｃｍ−３とする。
【００８９】
次いで、ＡｌＧａＡｓＳｂ下部クラッド層５６上に、例えば分子線エピタキシー法により、例えば基板温度４９０℃でＡｌＧａＡｓＳｂを堆積し、アンドープＡｌＧａＡｓＳｂ異種接合光閉じ込め層５８を形成する。アンドープＡｌＧａＡｓＳｂ異種接合光閉じ込め層５８の膜厚は、素子構造設計によって異なるが、例えば２５ｎｍとする。
【００９０】
次いで、アンドープＡｌＧａＡｓＳｂ異種接合光閉じ込め層５８上に、例えば分子線エピタキシー法により、例えば基板温度４５０℃でＩｎＡｓと、ＧａＩｎＳｂと、ＩｎＡｓと、ＡｌＧａＡｓＳｂとを所望回数、例えば５回、繰り返し堆積し、超格子構造の活性層６０を形成する。各層の膜厚は、目的とする発光ダイオードの特性によって異なるが、例えば、ＩｎＡｓの膜厚を２ｎｍ、ＧａＩｎＳｂ層の膜厚を３．４ｎｍ、ＩｎＡｓ層の膜厚を２ｎｍ、ＡｌＧａＡｓＳｂ層の膜厚を２３ｎｍとする。
【００９１】
次いで、活性層６０上に、例えば分子線エピタキシー法により、例えば基板温度４８０℃でＡｌＧａＡｓＳｂを堆積し、ＡｌＧａＡｓＳｂ上部クラッド層６２を形成する。ＡｌＧａＡｓＳｂ上部クラッド層の膜厚は、素子構造設計によって異なるが、例えば２００ｎｍとする。また、ＡｌＧａＡｓＳｂ上部クラッド層６２へのドーピングは、素子構造設計によって異なるが、不純物として例えばＢｅを用い、濃度は例えば５×１０１８ｃｍ−３とする。
【００９２】
次いで、ＡｌＧａＡｓＳｂ上部クラッド層６２上に、例えば分子線エピタキシー法によりＩｎＡｓを堆積し、ＩｎＡｓ上部電極層６４を形成する（図１１（ａ））。ＩｎＡｓ上部電極層６４の膜厚は、素子構造設計によって異なるが、例えば１５０ｎｍとする。
【００９３】
次いで、ＩｎＡｓ上部電極層６４上に、周知の半導体プロセス技術を用いて、それぞれの発光ダイオードとなる素子に対応するメサ分離パターン（図示せず）を形成する。
【００９４】
次いで、メサ分離パターンをマスクとして、ＩｎＡｓ上部電極層６４、ＡｌＧａＡｓＳｂ上部クラッド層６２、活性層６０、アンドープＡｌＧａＡｓＳｂ異種接合光閉じ込め層５８、ＡｌＧａＡｓＳｂ下部クラッド層５６、ＧａＡｓＳｂグレーティング層５４、及びＩｎＡｓ緩衝層５２を周知のエッチング技術によりエッチングし、メサ構造３２を形成する（図１１（ｂ））。
【００９５】
このエッチングにより、メサ構造３２の側壁部分には、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層、すなわち、ＧａＡｓＳｂグレーティング層５４、ＡｌＧａＡｓＳｂ下部クラッド層５６、アンドープＡｌＧａＡｓＳｂ異種接合光閉じ込め層５８、活性層６０のＧａＩｎＳｂ層及びＡｌＧａＡｓＳｂ層、ＡｌＧａＡｓＳｂ上部クラッド層６２が露出する。
【００９６】
次いで、メサ分離パターン（図示せず）をＩｎＡｓ上部電極層６４の保護膜として残したまま或いはＩｎＡｓ上部電極層６４自体をマスクとして、例えばアンモニウム水溶液３４により表面処理を行う（図１２（ａ））。例えば、３ｗｔ％のアンモニア水溶液３４中に３０秒間浸漬し、表面処理を行う。その後、純水中で例えば３秒間洗浄し、例えばエチルアルコール中に浸漬する（ステップＳ１２Ａ）。
【００９７】
次いで、例えばＢｒ−メタノール溶液３６により表面処理し（図１２（ｂ））、エチルアルコール中に浸漬する（ステップＳ１２Ｂ）。例えば、０．１ｖｏｌ．％のＢｒ−メタノール溶液３６中に２分間浸漬し、表面処理を行う。
【００９８】
これにより、半導体積層構造の露出表面にＢｒを導入し、第１の保護膜３８を形成する（ステップＳ１２）。
【００９９】
次いで、大気に暴露しないよう不活性雰囲気中や真空中で、メサ構造３２の側壁部分に第２の保護膜４０を形成する（図１３（ａ））。第２の保護膜４０としては、ポリイミド膜や、プラズマＣＶＤ法により堆積したシリコン酸化膜等を適用することができる。これにより、メサ構造の側面部分を大気暴露から保護することができる。
【０１００】
次いで、ＩｎＡｓ基板５０に接続された下部電極４２、ＩｎＡｓ上部電極層６４に接続された上部電極４４等を形成し、本実施形態による半導体装置を完成する（図１３（ｂ））。
【０１０１】
このように、本実施形態によれば、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体の自然酸化膜に起因するリーク電流を低減することができる。これにより、発光効率の高い高性能の光検知器を実現することができる。
【０１０２】
［第４実施形態］
第４実施形態による半導体装置の製造方法について図１４乃至図１６を用いて説明する。図１乃至図１３に示す第１乃至第３実施形態による半導体装置及びその製造方法と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し又は簡潔にする。
【０１０３】
図１４乃至図１６は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【０１０４】
本実施形態では、第１実施形態による半導体装置の製造方法を、ＡｌＧａＳｂ／ＩｎＧａＳｂを用いたｐ型チャンネル電界効果トランジスタに適用した例を説明する。
【０１０５】
まず、半導体基板、例えばＧａＡｓ基板７０上に、周知の結晶成長技術、例えば分子線エピタキシー法により、例えば基板温度５００℃でＡｌＧａＳｂを堆積し、アンドープＡｌＧａＳｂ緩衝層７２を形成する。ＡｌＧａＳｂ緩衝層７２の膜厚は、素子構造設計によって異なるが、例えば１５００ｎｍとする。
【０１０６】
次いで、ＡｌＧａＳｂ緩衝層７２上に、例えば分子線エピタキシー法により、例えば基板温度５００℃でＡｌＧａＳｂを堆積し、ＡｌＧａＳｂ正孔供給層７４を形成する。ＡｌＧａＳｂ正孔供給層７４の膜厚は、素子構造設計によって異なるが、例えば５ｎｍとする。また、ＡｌＧａＳｂ正孔供給層７４へのドーピングは、素子構造設計によって異なるが、不純物として例えばＢｅを用い、濃度は例えば１×１０１８ｃｍ−３とする。
【０１０７】
次いで、ＡｌＧａＳｂ正孔供給層７４上に、例えば分子線エピタキシー法により、例えば基板温度５００℃でＡｌＧａＳｂを堆積し、ＡｌＧａＳｂ下部障壁層７６を形成する。ＡｌＧａＳｂ下部障壁層７６の膜厚は、素子構造設計によって異なるが、例えば２１ｎｍとする。
【０１０８】
次いで、ＡｌＧａＳｂ下部障壁層７６上に、例えば分子線エピタキシー法により、例えば基板温度４５０℃でＩｎＧａＳｂを堆積し、アンドープＩｎＧａＳｂチャンネル層７８を形成する。ＩｎＧａＳｂチャンネル層７８の膜厚は、素子構造設計によって異なるが、例えば７．５ｎｍとする。
【０１０９】
次いで、アンドープＩｎＧａＳｂチャンネル層７８上に、例えば分子線エピタキシー法により、例えば基板温度４５０℃でＡｌＧａＳｂを堆積し、アンドープＡｌＧａＳｂ上部障壁層８０を形成する。ＡｌＧａＳｂ上部障壁層８０の膜厚は、素子構造設計によって異なるが、例えば１０ｎｍとする。
【０１１０】
次いで、ＡｌＧａＳｂ上部障壁層８０上に、例えば分子線エピタキシー法によりＩｎＡｓを堆積し、ＩｎＡｓ電極層８２を形成する（図１４（ａ））。ＩｎＡｓ電極層８２の膜厚は、素子構造設計によって異なるが、例えば１０ｎｍとする。また、ＩｎＡｓ電極層８２へのドーピングは、素子構造設計によって異なるが、不純物として例えばＢｅを用い、濃度は例えば４×１０１８ｃｍ−３とする。
【０１１１】
次いで、ＩｎＡｓ電極層８２上に、周知の半導体プロセス技術を用いて、それぞれの電界効果トランジスタとなる素子に対応するメサ分離パターン（図示せず）を形成する。
【０１１２】
次いで、メサ分離パターンをマスクとして、ＩｎＡｓ電極層８２、ＡｌＧａＳｂ上部障壁層８０、アンドープＩｎＧａＳｂチャンネル層７８、ＡｌＧａＳｂ下部障壁層７６、ＡｌＧａＳｂ正孔供給層７４、及びＡｌＧａＳｂ緩衝層７２を周知のエッチング技術によりエッチングし、メサ構造３２を形成する。
【０１１３】
次いで、周知の半導体プロセス技術を用いて、ＩｎＡｓ電極層８２上に、それぞれの電界効果トランジスタのソース電極８４及びドレイン電極８６となるオーミック電極を形成する。
【０１１４】
このエッチングにより、メサ構造３２の側壁部分には、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体層、すなわち、ＡｌＧａＳｂ緩衝層７２、ＡｌＧａＳｂ正孔供給層７４、ＡｌＧａＳｂ下部障壁層７６、アンドープＩｎＧａＳｂチャンネル層７８、ＡｌＧａＳｂ上部障壁層８０が露出する。
【０１１５】
次いで、周知の半導体プロセス技術を用いて、ソース電極８４とドレイン電極８６との間のＩｎＡｓ電極層８２をエッチング除去し、リセス領域８８を形成する（図１４（ｂ））。このエッチングにより、ソース電極８４とドレイン電極８６との間にＡｌＧａＳｂ上部障壁層８０の表面が露出される。
【０１１６】
次いで、リセス形成領域パターン（図示せず）をＩｎＡｓ電極層８２の保護膜として残したまま或いはＩｎＡｓ電極層８２自体をマスクとして、例えばアンモニウム水溶液３４により表面処理を行う（図１５（ａ））。例えば、３ｗｔ％のアンモニア水溶液３４中に３０秒間浸漬し、表面処理を行う。その後、純水中で例えば３秒間洗浄し、例えばエチルアルコール中に浸漬する（ステップＳ１２Ａ）。
【０１１７】
次いで、例えばＢｒ−メタノール溶液３６により表面処理し（図１５（ｂ））、エチルアルコール中に浸漬する（ステップＳ１２Ｂ）。例えば、０．１ｖｏｌ．％のＢｒ−メタノール溶液３６中に２分間浸漬し、表面処理を行う。
【０１１８】
これにより、半導体積層構造の露出表面にＢｒを導入し、第１の保護膜３８を形成する（ステップＳ１２）。
【０１１９】
次いで、大気に暴露しないよう不活性雰囲気中や真空中で、メサ構造３２の側壁部分に第２の保護膜４０を形成する（図１６（ａ））。第２の保護膜４０としては、ポリイミド膜や、プラズマＣＶＤ法により堆積したシリコン酸化膜等を適用することができる。これにより、メサ構造３２の側面部分及びＡｌＧａＳｂ上部障壁層８０の表面部分を大気暴露から保護することができる。
【０１２０】
次いで、周知の半導体プロセス技術、例えばフォトリソグラフィ法やエッチング法を適宜組み合わせて、ソース電極８４とドレイン電極８６との間のＡｌＧａＳｂ上部障壁層８０上にゲート電極９０を形成し、本実施形態による半導体装置を完成する（図１３（ｂ））。
【０１２１】
このように、本実施形態によれば、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体の自然酸化膜に起因するリーク電流を低減することができる。これにより、スイッチング能力が高く消費電力の小さい高性能のトランジスタを実現することができる。
【０１２２】
［変形実施形態］
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【０１２３】
例えば、Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体は、上記実施形態に記載したものに限定されるものではない。例えば、III族元素としてＧａ、Ｉｎ及びＡｌの少なくとも１つを含み、Ｖ族元素としてＳｂ又はＳｂとＰ及び／又はＡｓとを含む２元系〜４元系のIII−Ｖ族化合物半導体を適用することができる。
【０１２４】
また、上記第２実施形態では超格子構造を用いた光検知器に、上記第３実施形態では超格子構造を用いた発光素子に、上記第４実施形態では異種結合構造を用いたトランジスタに、適用した例をそれぞれ説明したが、適用可能な半導体素子はこれらに限定されるものではない。Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体を用いた半導体素子に広く適用することができる。
【０１２５】
また、上記実施形態に記載した半導体装置の構造、構成材料、製造条件等は、一例を示したものにすぎず、当業者の技術常識等に応じて適宜修正や変更が可能である。
【０１２６】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１２７】
（付記１）  Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体の表面を、無機溶液により処理する工程と、
前記無機溶液による処理に引き続き、前記化合物半導体の前記表面を、ハロゲン元素を含有する有機溶液により処理する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１２８】
（付記２）  付記１記載の半導体装置の製造方法において、
前記無機溶液による処理と前記有機溶液による処理とにより、前記化合物半導体の前記表面に、前記ハロゲン元素を含む第１の保護膜を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１２９】
（付記３）  付記１又は２記載の半導体装置の製造方法において、
前記ハロゲン元素を含有する有機溶液で処理する工程の後、前記化合物半導体の前記表面上に第２の保護膜を形成する工程を更に有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１３０】
（付記４）  付記１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記無機溶液により処理する工程と、前記有機溶液により処理する工程との間、前記化合物半導体を有機溶剤中に保管する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１３１】
（付記５）  付記１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記有機溶液により処理する工程の後、前記化合物半導体を有機溶剤中に保管する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１３２】
（付記６）  付記１乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記無機溶液は、アンモニア水、水酸化カリウム水溶液、塩酸、硫酸又はリン酸である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１３３】
（付記７）  付記１乃至６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ハロゲン元素は、臭素、塩素又は沃素である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１３４】
（付記８）  付記１乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記化合物半導体は、III族元素としてＧａ、Ｉｎ及びＡｌの少なくとも１つを含み、Ｖ族元素としてＳｂ又はＳｂとＰ及び／又はＡｓとを含むIII−Ｖ族化合物半導体である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１３５】
（付記９）  Ｓｂを構成元素に含む化合物半導体と、
前記化合物半導体の表面に形成され、ハロゲン元素を含有する第１の保護膜と
を有することを特徴とする半導体装置。
【０１３６】
（付記１０）  付記９記載の半導体装置において、
前記第１の保護膜は、前記化合物半導体の自然酸化膜であり、前記ハロゲン元素は、前記自然酸化膜中又は前記自然酸化膜と前記化合物半導体との界面に導入されている
ことを特徴とする半導体装置。
【０１３７】
（付記１１）  付記９又は１０記載の半導体装置において、
前記第１の保護膜上に形成され、前記化合物半導体を酸素又は水分から保護する第２の保護膜を更に有する
ことを特徴とする半導体装置。
【０１３８】
（付記１２）  付記９乃至１１のいずれか１項に記載の半導体装置において、
複数の化合物半導体層の積層膜を有し、
前記複数の化合物半導体層の少なくとも一層が、前記化合物半導体により形成されており、
前記積層膜の側壁部分に、前記第１の保護膜が形成されている
ことを特徴とする半導体装置。
【０１３９】
（付記１３）  付記９乃至１１のいずれか１項に記載の半導体装置において、
複数の化合物半導体層の積層膜を有し、
前記複数の化合物半導体層の最上層が、前記化合物半導体により形成されており、
前記積層膜の前記最上層上に、前記第１の保護膜が形成されている
ことを特徴とする半導体装置。
【０１４０】
（付記１４）  付記９乃至１３のいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記ハロゲン元素は、臭素、塩素又は沃素である
ことを特徴とする半導体装置。
【０１４１】
（付記１５）  付記９乃至１４のいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記化合物半導体は、III族元素としてＧａ、Ｉｎ及びＡｌの少なくとも１つを含み、Ｖ族元素としてＳｂ又はＳｂとＰ及び／又はＡｓとを含むIII−Ｖ族化合物半導体である
ことを特徴とする半導体装置。
【符号の説明】
【０１４２】
１０…ＧａＳｂ試料
１２…ポリイミド膜
１４…電極
２０…ＧａＳｂ基板
２２…ＧａＳｂ下部電極層
２４…ｐ型超格子構造
２６…ｉ型超格子構造
２８…ｎ型超格子構造
３０…ＩｎＡｓ上部電極層
３２…メサ構造
３４…アンモニウム水溶液
３６…Ｂｒ−メタノール溶液
３８…第１の保護膜
４０…第２の保護膜
４２…下部電極
４４…上部電極
５０…ＩｎＡｓ基板
５２…ＩｎＡｓ緩衝層
５４…ＧａＡｓＳｂグレーティング層
５６…ＡｌＧａＡｓＳｂ下部クラッド層
５８…アンドープＡｌＧａＡｓＳｂ異種接合光閉じ込め層
６０…活性層
６２…ＡｌＧａＡｓＳｂ上部クラッド層
６４…ＩｎＡｓ上部電極層
７０…ＧａＡｓ基板
７２…アンドープＡｌＧａＳｂ緩衝層
７４…ＡｌＧａＳｂ正孔供給層
７６…ＡｌＧａＳｂ下部障壁層
７８…アンドープＩｎＧａＳｂチャンネル層
８０…アンドープＡｌＧａＳｂ上部障壁層
８２…ＩｎＡｓ電極層
８４…ソース電極
８６…ドレイン電極
８８…リセス領域
９０…ゲート電極
【図１】
0005998605.tif 000002
【図２】
0005998605.tif 000003
【図３】
0005998605.tif 000004
【図４】
0005998605.tif 000005
【図５】
0005998605.tif 000006
【図６】
0005998605.tif 000007
【図７】
0005998605.tif 000008
【図８】
0005998605.tif 000009
【図９】
0005998605.tif 000010
【図１０】
0005998605.tif 000011
【図１１】
0005998605.tif 000012
【図１２】
0005998605.tif 000013
【図１３】
0005998605.tif 000014
【図１４】
0005998605.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
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