CN108028187B - 膏状组合物及硅锗层的形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够安全且容易地形成硅锗层的膏状组合物，还提供一种能够安全且容易地形成硅锗层的硅锗层的形成方法。本发明提供一种膏状组合物，其为用于形成硅锗层的膏状组合物，其特征在于，含有铝和锗，相对于所述铝100质量份，所述锗的含量大于1质量份、且为10000质量份以下。

Description

膏状组合物及硅锗层的形成方法
技术领域
本发明涉及一种膏状组合物及硅锗层的形成方法。
背景技术
以往，作为半导体材料之一，使用有作为硅与锗的混晶材料的硅锗(Si-Ge)。这样的半导体材料在硅等基板上作为硅锗层而形成，并被用作晶体管或二极管的一部分。
作为形成硅锗层的方法，公开了利用化学气相沉积法(CVD)进行外延生长的方法(参照专利文献1)、利用分子束外延法(MBE)进行外延生长的方法(参照专利文献2)、进行基于使用了Si-Ge系合金靶的溅镀的成膜的方法(参照专利文献3)。
然而，专利文献1及2所公开的方法中，存在必须使用SiH4或GeH4等危险性高的气体的问题。
此外，专利文献1～3所公开的方法中，在进行外延生长的工序及进行基于溅镀的制膜的工序中，由于需要真空装置，因此存在这些工序需要长时间的技术课题。
因此，期待能够安全且容易地形成硅锗层的硅锗层的形成方法的开发，期待用于该形成方法的膏状组合物的开发。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-146684号公报
专利文献2：日本特开2004-172276号公报
专利文献3：日本特开2004-018946号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明的目的在于，提供一种能够安全且容易地形成硅锗层的膏状组合物，以及提供一种能够安全且容易地形成硅锗层的硅锗层的形成方法。
解决技术问题的技术手段
本申请的发明人为了达成上述目的进行了深入研究，结果发现含有铝和锗、且相对于铝的锗的含量为特定范围的含量的膏状组合物能够达成上述目的，并完成了本发明。
即，本发明涉及下述的膏状组合物及硅锗层的形成方法。
1.一种膏状组合物，其为用于形成硅锗层的膏状组合物，其特征在于，
含有铝和锗，相对于所述铝100质量份，所述锗的含量大于1质量份、且为10000质量份以下。
2.根据项1所述的膏状组合物，其进一步含有树脂成分。
3.根据项2所述的膏状组合物，其中，相对于所述铝100质量份，所述树脂成分的含量为0.1～10质量份。
4.根据项1～3中任一项所述的膏状组合物，其进一步含有玻璃成分。
5.根据项4所述的膏状组合物，其中，相对于所述铝100质量份，所述玻璃成分的含量为0.01～3质量份。
6.一种形成方法，其为硅锗层的形成方法，其特征在于，具有：
(1)将膏状组合物涂布于含硅基板上的工序1，该膏状组合物含有铝和锗，且相对于所述铝100质量份，所述锗的含量大于1质量份、且为10000质量份以下；以及
(2)对涂布有所述膏状组合物的含硅基板进行烧结的工序2。
7.根据项6所述的形成方法，其中，所述烧结于500～1000℃的温度下进行。
发明效果
本发明的膏状组合物通过含有铝和锗、且使相对于铝的锗的含量为特定范围的含量，并通过将其涂布于基板上而进行加热，能够安全且容易地形成硅锗层。
此外，由于本发明的硅锗层的形成方法能够通过将膏状组合物涂布于基板上而进行加热从而形成硅锗层，因此能够安全且容易地形成硅锗层。
附图说明
图1是表示进行了本发明的形成方法的工序1和2后的状态的一个例子的剖面示意图。
图2是表示进行了本发明的形成方法的工序1和2后的状态的一个例子的剖面示意图。
图3是表示使用通过本发明的形成方法形成的硅锗层制作而成的测定用样品的剖面的SEM观察图像的图。
图4是表示使用通过本发明的形成方法形成的硅锗层制作而成的测定用样品的剖面的基于EDS的元素检出图像的图。
图5是表示使用通过本发明的形成方法形成的硅锗层制作而成的测定用层叠体的XRD测定结果的图。
图6是表示使用通过本发明的形成方法形成的硅锗层制作而成的测定用层叠体的SIMS测定结果的图。
具体实施方式
本发明的膏状组合物为用于形成硅锗层的膏状组合物，其含有铝和锗，相对于上述铝100质量份，上述锗的含量大于1质量份、且为10000质量份以下。
本发明的膏状组合物通过具有上述构成，并通过利用丝网印刷等涂布方法而涂布于硅片等含硅基板上、并进行加热，从而使含硅基板中所含有的硅与膏状组合物中的铝和锗形成合金，加热完成后温度下降时，合金重结晶化从而在含硅基板上形成硅锗层。因此，由于通过将本发明的膏状组合物涂布于含硅基板上并进行加热能够形成硅锗层，因此没有必要使用SiH4或GeH4等危险性高的气体，也没有必要使用真空装置等设备，因而也不需要长时间，并能够安全且容易地形成硅锗层。
以下，对本发明的膏状组合物及硅锗层的形成方法进行详细说明。
1.膏状组合物
本发明的膏状组合物为用于形成硅锗层的膏状组合物，其含有铝和锗，相对于上述铝100质量份，上述锗的含量大于1质量份、且为10000质量份以下。
(铝)
作为铝，只要为可包含于膏状组合物中的形态即可，没有特别限定，例如可列举出铝粉末。
关于铝粉末，优选铝的含量为99.0质量％以上，更优选为99.9质量％以上。上述铝粉末也可以为除了铝以外还含有其他金属的铝合金粉末。作为铝合金粉末，例如可例示含有选自由铁、铜、锰、镁、铬、锌、钛、钒、镓、镍、硼及锆组成的组中的至少一种以上的元素的合金的粉末。相对于铝合金粉末的总量，优选这些元素各自的含量分别为1000ppm以下、特别优选为300ppm以下。
铝粉末的形状没有特别限定，可以为球状、椭圆状、无规则形状、鳞片状、纤维状等任意的形状。其中，就印刷性好、与硅的反应性优异的方面而言，优选为球状。
铝粉末的平均粒径(D50)优选为1～20μm，更优选为1～10μm，进一步优选为1～5μm。通过使铝粉末的平均粒径为上述范围，从而使铝粉末与硅的反应性更优异，膏状组合物的印刷性得到提高。
另外，本说明书中，平均粒径(D50)是表示利用激光衍射法而测定得到的值，具体而言，表示在求出粒径及符合该粒径的粒子数而得到的粒度分布曲线中符合总粒子数的50％点的粒子的粒径。
膏状组合物中的铝的含量没有特别限定，将膏状组合物设为100质量％时，优选为5～80质量％，更优选为6～65质量％。通过使铝的含量为上述范围，从而使铝与硅的反应性更优异，由此，锗与硅的反应性得到提高，能够更容易地形成硅锗层。
(锗)
作为锗，只要为可包含于膏状组合物中的形态即可，没有特别限定，例如可列举出锗粉末。
优选锗粉末的锗纯度为98.0质量％以上。上述锗粉末也可以为除了锗以外还含有其他金属的锗合金粉末。作为锗合金粉末，例如可例示含有选自由铁、铜、锰、镁、铬、锌、钛、钒、镓、镍、硼及锆组成的组中的至少一种以上的元素的合金的粉末。相对于锗合金粉末的总量，优选这些元素各自的含量分别为1000质量ppm以下、特别优选为300质量ppm以下。
锗粉末的形状没有特别限定，可以为球状、椭圆状、无规则形状、鳞片状、纤维状等任意的形状。其中，就印刷性好、与硅的反应性优异的方面而言，优选为球状。
此外，锗粉末的平均粒径(D50)优选为1～20μm，更优选为1～10μm，进一步优选为1～5μm。通过使锗粉末的平均粒径为上述范围，从而使锗粉末与硅的反应性更优异，膏状组合物的印刷性得到提高。
相对于铝100质量份，锗的含量大于1质量份、且为10000质量份以下。若锗的含量为1质量份以下，则无法形成硅锗层。若锗的含量大于10000质量份，则熔点比锗低的铝与硅的反应被妨碍，反应性降低，无法形成硅锗层。上述锗的含量优选为50质量份以上，更优选为100质量份以上。此外，上述锗的含量优选为10000质量份以下，更优选为5000质量份以下。
(玻璃成分)
本发明的膏状组合物也可以含有玻璃成分。通过使膏状组合物含有玻璃粉末，从而使铝与硅的反应性更优异，由此，锗与硅的反应性得到提高，能够更容易地形成硅锗层。
玻璃成分优选含有碱金属、碱土金属中的至少一种。具体而言，优选含有属于碱金属的锂、钠、钾，以及属于碱土金属的钙、镁、锶、钡中的至少一种的氧化物。此外，玻璃成分中，也可以含有选自由Pb、Bi、V、B、Si、Sn、P、Zn组成的组中的一种或两种以上。进而，能够使用含有铅的玻璃成分，或者铋类、钒类、锡-磷类、硼硅酸锌类、碱硼硅酸类等无铅的玻璃成分。特别是若考虑到对人体的影响，则优选利用无铅的玻璃成分。
玻璃成分的软化点优选为300～700℃，更优选为400～600℃。若玻璃成分的软化点为上述范围，则铝与硅的反应进一步被促进，由此，锗与硅的反应性得到提高，能够更容易地形成硅锗层。
作为玻璃成分，只要为可包含于膏状组合物中的形态即可，没有特别限定，例如可列举出玻璃粉末。作为玻璃粉末的平均粒径，优选为1～8μm，更优选为2～4μm。若玻璃粉末的平均粒径过小，则分散膏时玻璃粉末可能会凝聚，若过大，则可能妨碍硅锗层的形成。
玻璃成分的含量没有特别限定，相对于铝和锗的总量100质量份，优选为0.1～3质量份，更优选为0.1～1质量份。通过使玻璃成分的含量为上述范围，从而使铝与硅的反应性更优异，由此锗与硅的反应性得到提高，能够更容易地形成硅锗层。
(树脂成分)
本发明的膏状组合物也可以含有树脂成分。通过使膏状组合物含有树脂成分，能够使膏状组合物的稳定性及印刷性得到提高。
用作树脂成分的树脂没有特别限定，可以使用以往公知的树脂。作为这样的树脂，可列举出乙基纤维素、硝化纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、酚树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、二甲苯树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、呋喃树脂、聚氨酯树脂、异氰酸酯化合物、氰酸酯化合物等热固性树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚缩醛、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚砜、聚酰亚胺、聚醚砜、聚芳酯、聚醚醚酮、聚四氟乙烯、硅树脂等。其中，就膏状组合物的稳定性及印刷性更优异的方面而言，优选乙基纤维素。这些树脂可以单独使用也可以组合使用两种以上。
树脂成分的熔点优选为100～300℃，更优选为150～300℃。若树脂成分的熔点为上述范围，则铝与硅的反应进一步被促进，由此，锗与硅的反应性得到提高，能够更容易地形成硅锗层。
树脂成分的含量没有特别限定，相对于铝100质量份，优选为0.1～10质量份，更优选为0.5～7.5质量份。通过使树脂成分的含量为上述范围，能够使膏状组合物的稳定性及印刷性得到提高。
(分散介质)
本发明的膏状组合物也可以含有分散介质。通过使膏状组合物含有分散介质，能够使膏状组合物的印刷性得到提高。
作为分散介质，只要能够使铝和锗分散即可，没有特别限定，能够使用水、溶剂等。本发明的膏状组合物可以为铝和锗分散于水和/或溶剂中的形态，也可以为含有铝、锗、以及使上述树脂成分溶解于溶剂中而成的有机载体的形态。
作为溶剂，可使用公知的溶剂，具体而言，可列举出二乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚乙酸酯、二丙二醇单甲醚、松油醇等。其中，就分散性及印刷性的方面而言，优选二乙二醇单丁醚及松油醇。
这些分散介质可以单独使用，也可以组合使用两种以上。
分散介质的含量没有特别限定，相对于膏状组合物100质量％，优选为1～30质量％，更优选为5～15质量％。通过使分散介质的含量为上述范围，膏状组合物的稳定性及印刷性得到进一步提高。
(其他添加剂)
除了上述铝、锗、玻璃成分、树脂成分及分散介质以外，本发明的膏状组合物还可以含有其他添加剂。作为这样的添加剂，只要不妨碍本发明的效果即可，没有特别限定，例如可列举出抗氧化剂、缓蚀剂、消泡剂、增粘剂(tackifier)、偶联剂、静电赋予剂、阻聚剂、触变剂、抗沉降剂等。具体而言，例如能够使用聚乙二醇酯化合物、聚氧乙烯失水山梨糖醇酯化合物、失水山梨糖醇烷基酯化合物、脂肪族多元羧酸化合物、磷酸酯化合物、聚酯酸的酰胺胺盐、氧化聚乙烯类化合物、脂肪酸酰胺蜡等。
其他添加剂的含量没有特别限定，优选相对于铝100质量份，分别为0.01～2质量份左右。
本发明的膏状组合物的粘度优选为5～100Pa·s，更优选为10～40Pa·s。通过使膏状组合物的粘度为上述范围，成为印刷性优异的膏状组合物。另外，本说明书中，上述粘度是使用旋转粘度计(博勒飞公司制造：DV2T)，利用转轴(spindle)CP-51，通过转速为2.5rpm的条件测定而得的值。
作为制造本发明的膏状组合物的方法，没有特别限定，利用以往公知的方法将各成分搅拌混合即可。例如，可通过向上述分散介质中添加铝、锗，并根据需要而添加玻璃成分、树脂成分及其他添加剂，在常温下进行搅拌混合的制造方法来制造。
2.硅锗层的形成方法
本发明的硅锗层的形成方法为具有下述工序1和2的形成方法，其特征在于，具有：
(1)将膏状组合物涂布于含硅基板上的工序1，该膏状组合物含有铝和锗，且相对于上述铝100质量份，上述锗的含量大于1质量份、且为10000质量份以下；以及
(2)对涂布有上述膏状组合物的含硅基板进行烧结的工序2。
以下，进行详细说明。
(工序1)
工序1为将膏状组合物涂布于含硅基板上的工序，其中，该膏状组合物含有铝和锗，且相对于上述铝100质量份，上述锗的含量大于1质量份、且为10000质量份以下。
作为膏状组合物，可使用上述说明的膏状组合物。
作为含硅基板，只要含有硅即可，没有特别限定，例如可列举出硅基板。作为硅基板，可使用将硅锭切片而成的基板。优选硅基板的硅含量为99.0质量％以上，更优选为99.99质量％以上。
硅基板可以包含除硅以外的其他元素作为杂质或添加物。作为这样的其他元素，可列举出作为半导体中的掺杂剂的硼或磷、镓、铝，或者硅锭的制作工序中包含的氧或氮、碳、铁等。作为其他元素的浓度，优选分别为100ppm以下。
含硅基板的厚度优选为50～600μm，更优选为150～300μm。
作为将膏状组合物涂布于含硅基板上的涂布方法，没有特别限定，例如可列举出旋涂法、喷墨印刷等涂布方法。此外，作为上述涂布方法，例如可列举出浸涂或者公知的辊涂法等，具体而言，可列举出气刮刀涂布(air doctor coating)、刮板涂布(bladecoating)、棒式涂布(rod coating)、挤出涂布(extrusion coating)、气刀涂布(air knifecoating)、挤压涂布(squeeze coating)、浸渍涂布、逆转辊涂布、门辊涂布、凹版涂布、接触涂布(kiss coating)、流延涂布法、喷涂法等。此外，作为上述涂布方法，可列举出像凹版印刷那样最适粘度区域位于比较低的粘度区域的印刷方法、以及像丝网印刷那样最适粘度区域位于比较高的粘度区域的印刷方法，具体而言，可列举出孔版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法等。
对含硅基板的膏状组合物的涂布量优选为4～12mg/cm2，更优选为6～8mg/cm2。
通过以上说明的工序1将上述膏状组合物涂布于含硅基板上。
(工序2)
工序2为对涂布有上述膏状组合物的含硅基板进行烧结的工序。
烧结条件没有限定，可以在空气氛围、或氮等不活性气体氛围中进行烧结。
烧结温度优选为500～1000℃，更优选为600～1000℃，进一步优选为850～950℃。通过以上述范围的烧结温度进行烧结，可充分地形成硅锗层。
烧结时间优选为3～600秒钟，更优选为5～300秒钟。通过使烧结时间为上述范围，可充分地形成硅锗层。另外，烧结时间根据烧结温度进行调整即可，由于将烧结温度设为高温而缩短烧结时间时，生产效率优异，因此优选。
由于现有技术的基于CVD的沉积或溅镀中使用真空装置，因此需要5分钟以上的真空排气工序，进而，为了将硅锗层成膜，根据成膜的厚度需要数分钟～数小时的成膜工序，然而，本发明的硅锗层的形成方法中，不需要真空装置，能够以上述范围的烧结时间形成硅锗层。
上述烧结工序后，在温度降低时，合金会重结晶化，从而在含硅基板上形成硅锗层。工序2中，可在烧结后进行冷却。冷却时的冷却速度优选为1～30℃/秒，更优选为10～20℃/秒。
(预热工序)
本发明的硅锗层的形成方法可在上述工序1与工序2之间，具有用于从已涂布于含硅基板上的上述膏状组合物中去除树脂成分等的预热工序。通过具有预热工序，能够去除存在于膏状组合物中的树脂成分，还能够同时去除分散介质，因此能够更充分地形成硅锗层。
预热条件没有限定，可以在空气氛围、氮等不活性气体氛围中，利用以往公知的方法进行加热从而进行预热。
预热温度优选为300～500℃，更优选为400～500℃。此外，预热时间优选为20～600秒钟，更优选为20～60秒钟。
(干燥工序)
本发明的硅锗层的形成方法可在上述预热工序之前，具有使已涂布于含硅基板上的上述膏状组合物干燥的干燥工序。通过具有干燥工序，能够预先某种程度地去除存在于膏状组合物中的分散介质，能够更充分地形成硅锗层。
干燥条件没有限定，可以在空气氛围、氮等不活性气体氛围中，利用以往公知的方法进行加热从而进行干燥。
干燥温度优选为100～400℃，更优选为100～200℃。此外，干燥时间优选为20～600秒钟，更优选为60～300秒钟。
根据上述工序1和2，如图1或2所示，可在含硅基板上形成硅锗层。
图1和2是表示进行了工序1和2后的状态的一个例子的剖面示意图。图1中，在含硅基板1上形成有硅锗层(Si-Ge层)2。该硅锗层2上，进一步形成有铝-硅锗层(Al-Si-Ge层)3及铝锗烧结体层(Al-Ge烧结体层)4作为不需要的层。
此外，图2中，在含硅基板1上形成有硅锗层(Si-Ge层)2。该硅锗层2上，进一步形成有铝锗烧结体层(Al-Ge烧结体层)4作为不需要的层。
进行了工序1和2后的层结构成为如图1所示地、在硅锗层2上形成有铝-硅锗层(Al-Si-Ge层)3及铝锗烧结体层(Al-Ge烧结体层)4的层结构，或者成为如图2所示地、在硅锗层2上形成有铝锗烧结体层(Al-Ge烧结体层)4的层结构，其根据膏状组合物中的铝与锗的比率、工序2的烧结温度等条件而变化。
(去除工序)
本发明的硅锗层的形成方法可在上述工序2之后，具有将工序2中形成于硅锗层上的、上述铝-硅锗层(Al-Si-Ge层)或铝锗烧结体层(Al-Ge烧结体层)等不需要的层去除的工序。
作为去除上述不需要的层的方法没有特别限定，利用以往公知的方法进行去除即可。作为这样的方法，例如可列举出基于酸或碱的蚀刻；利用研磨布纸进行研磨的方法；利用氧化硅磨粒、氧化铝磨粒、钻石磨粒等进行研磨的方法等。
实施例
以下，示出实施例及比较例来对本发明进行具体说明。但是，本发明并不受实施例限定。
(实施例1)
准备了以下的原料。
·铝粉末：Toyo Aluminium K.K.制造；铝含量99.9质量％的球状粉末平均粒径4μm
·锗粉末：Ge Powder(Furuuchi Chemical制造；锗含量99.999质量％的非球状粉末平均粒径10μm)
·树脂成分：乙基纤维素树脂(The Dow Chemical Company制造)
使用上述原料，相对于铝粉末100质量份，添加锗粉末47重量份、作为树脂成分的乙基纤维素树脂1质量份、及作为分散介质的二乙二醇单丁醚15质量份，制备了膏状组合物。
将所制备的膏状组合物以厚度为180μm的方式以7mg/cm2的涂布量涂布于p型硅基板上。
接着，使其于100℃干燥3分钟从而去除分散介质后，以400℃的温度预热20秒钟从而进行有机物的去除，并以860℃的温度加热5秒钟从而进行烧结，在p型硅基板上从下开始依次形成硅锗层(Si-Ge层)、铝-硅锗层(Al-Si-Ge层)及铝锗烧结体层(Al-Ge烧结体层)，得到了由它们层叠而成的层叠体。
利用扫描型电子显微镜(SEM)及X射线能量色散谱分析(EDS)(JEOL Ltd.制造，型号：JSM-6510)对得到的层叠体的剖面进行了观察及元素映射(element mapping)，其结果确认到形成有硅锗层(Si-Ge层)、铝-硅锗层(Al-Si-Ge层)及铝锗烧结体层(Al-Ge烧结体层)。硅锗层的厚度为7.3μm。
最后，将铝-硅锗层(Al-Si-Ge层)及铝锗烧结体层(Al-Ge烧结体层)浸渍于25％盐酸中并利用酸蚀刻来将其去除，制造了在p型硅基板上形成有硅锗层(Si-Ge层)的层叠体。
(实施例2)
除了将预热时间设为300秒钟、加热时间设为300秒钟来进行烧结以外，以与实施例1相同的方式制造了在p型硅基板上形成有硅锗层(Si-Ge层)的层叠体。
确认到与实施例1同样地，通过烧结，在p型硅基板上从下开始依次形成有硅锗层(Si-Ge层)、铝-硅锗层(Al-Si-Ge层)及铝锗烧结体层(Al-Ge烧结体层)。硅锗层的厚度虽然因测定位置不同而存在偏差，但最大厚度为16.0μm。
(实施例3)
除了将相对于铝粉末100质量份的锗粉末的添加量设为9质量份以外，以与实施例1相同的方式制备膏状组合物，并制造了在p型硅基板上形成有硅锗层(Si-Ge层)的层叠体。
确认到与实施例1同样地，通过烧结，在p型硅基板上从下开始依次形成有硅锗层(Si-Ge层)、铝-硅锗层(Al-Si-Ge层)及铝锗烧结体层(Al-Ge烧结体层)。硅锗层的厚度虽然因测定位置不同而存在偏差，但最大厚度为4.9μm。
(实施例4)
除了将相对于铝粉末100质量份的锗粉末的添加量设为100质量份、树脂成分的添加量设为1.4质量份、溶剂的添加量设为20质量份以外，以与实施例1相同的方式制备膏状组合物，并制造了在p型硅基板上形成有硅锗层(Si-Ge层)的层叠体。
确认到通过烧结，在p型硅基板上从下开始依次形成有硅锗层(Si-Ge层)及铝锗烧结体层(Al-Ge烧结体层)。硅锗层的厚度虽然因测定位置不同而存在偏差，但最大厚度为8.5μm。
(实施例5)
除了将相对于铝粉末100质量份的锗粉末的添加量设为1000质量份、树脂成分的添加量设为7.5质量份、溶剂的添加量设为112质量份以外，以与实施例1相同的方式制备膏状组合物，并制造了在p型硅基板上形成有硅锗层(Si-Ge层)的层叠体。
确认到通过烧结，在p型硅基板上从下开始依次形成有硅锗层(Si-Ge层)及铝锗烧结体层(Al-Ge烧结体层)。硅锗层的厚度虽然因测定位置不同而存在偏差，但最大厚度为5.2μm。
(比较例1)
除了将相对于铝粉末100质量份的锗粉末的添加量设为1质量份以外，以与实施例1相同的方式制备膏状组合物，并制造了层叠体。
确认到通过烧结，在p型硅基板上仅形成有铝锗烧结体层(Al-Ge烧结体层)，且未确认到硅锗层的形成。
将结果示于表1。
[表1]
Figure BDA0001604698150000141
由表1的结果可知，变更锗的相对于膏状组合物中的铝100质量份的含量或烧结时间能够控制硅锗层的厚度。由此可知，针对根据用途不同所要求的硅锗层的厚度不同的这一点，例如IC用途晶体管要求10～100nm、单体的晶体管元件要求1～100μm等的厚度，根据本发明的硅锗层的形成方法能够形成所要求的厚度的硅锗层。
此外，根据表1的结果可知，通过涂布本发明的膏状组合物，并以10～300秒钟的短的烧结时间进行烧结，能够形成硅锗层。由此可知，相较于以往技术在真空装置内进行批次处理，根据本发明的硅锗层的形成方法，印刷工序及烧结工序的连续处理成为可能，生产效率优异。
为了确认硅锗层的形成及其特性，进行了以下的分析。
(测定用层叠体的制作)
以与实施例4相同的方式通过烧结在p型硅基板上从下开始依次形成硅锗层(Si-Ge层)及铝锗烧结体层(Al-Ge烧结体层)，得到了由它们层叠而成的层叠体。
接着，对表面进行研磨，从而去除铝锗烧结体层，制作了在p型硅基板上形成有硅锗层的测定用层叠体。
(SEM观察及基于EDS的元素检出)
利用离子研磨，制作了将上述测定用层叠体沿垂直于测定用层叠体表面的方向切断而成的测定用样品。使用扫描型电子显微镜(SEM)及X射线能量色散谱分析(EDS)(JEOLLtd.制造，型号：JSM-6510)对测定用样品的剖面进行了观察及元素映射。将测定用样品的剖面的SEM观察图像示于图3，将基于EDS的元素检出图像示于图4。
根据图3及4的结果，可在视觉上确认到在p型硅基板上形成有硅锗层。
(XRD测定)
使用X射线衍射装置(Rigaku Corporation.产品名称：SmartLab)，对上述测定用层叠体的表面实施X射线衍射(XRD)，测定了所形成的硅锗层的面取向。将XRD测定结果示于图5。
根据图5的结果，在从2θ＝66.2deg至66.8deg附近检测出了认为来源于硅锗的(400)取向的峰，认为硅锗层在Si(100)基板上进行了外延生长。
(SIMS测定)
使用二次离子质谱仪(AMETEK,Inc.-CAMECA SAS.产品名称：IMS-7f)，利用二次离子质谱法(SIMS)测定了上述测定用层叠体的硅锗层中的锗浓度。测定通过以下方式进行：将硅锗层的表面作为0μm并测定深度方向上的杂质浓度。将结果示于图6。
根据图6的结果，确认到在硅锗层的表面附近形成有锗浓度为30％左右的硅锗层。
附图标记说明
1…含硅基板；2…硅锗层(Si-Ge层)；3…铝-硅锗层(Al-Si-Ge层)；4…铝锗烧结体层(Al-Ge烧结体层)。

Claims (7)

1.一种膏状组合物，其为用于形成硅锗层的膏状组合物，其特征在于，
含有铝和锗，所述锗以锗粉末的状态存在，相对于所述铝100质量份，所述锗的含量大于1质量份、且为10000质量份以下。
2.根据权利要求1所述的膏状组合物，其进一步含有树脂成分。
3.根据权利要求2所述的膏状组合物，其中，相对于所述铝100质量份，所述树脂成分的含量为0.1～10质量份。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的膏状组合物，其进一步含有玻璃成分。
5.根据权利要求4所述的膏状组合物，其中，相对于所述铝100质量份，所述玻璃成分的含量为0.01～3质量份。
6.一种形成方法，其为硅锗层的形成方法，其特征在于，具有：
(1)将膏状组合物涂布于含硅基板上的工序1，该膏状组合物含有铝和锗，所述锗以锗粉末的状态存在，且相对于所述铝100质量份，所述锗的含量大于1质量份、且为10000质量份以下；以及
(2)对涂布有所述膏状组合物的含硅基板进行烧结的工序2。
7.根据权利要求6所述的形成方法，其中，所述烧结于500～1000℃的温度下进行。
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