JP2002246279A - Semiconductor substrate, its producing method and semiconductor device - Google Patents

Semiconductor substrate, its producing method and semiconductor device

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JP2002246279A
JP2002246279A JP2001035171A JP2001035171A JP2002246279A JP 2002246279 A JP2002246279 A JP 2002246279A JP 2001035171 A JP2001035171 A JP 2001035171A JP 2001035171 A JP2001035171 A JP 2001035171A JP 2002246279 A JP2002246279 A JP 2002246279A
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semiconductor
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thin film
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Seiichi Miyazawa
誠一 宮澤
Masahiro Okuda
昌宏 奥田
Migaku Ezaki
琢 江崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a semiconductor substrate employing a porous film, and a semiconductor substrate, in which a high quality semiconductor film having reduced defect can be formed on the substrate even if the lattice constant is difference between the substrate and a semiconductor material being formed thereon. SOLUTION: On a substrate 1 having a porous layer 2, a crystallized thin film 3 having the same element as the substrate 1 is formed and a semiconductor film 5 having a lattice constant different from that of the thin film 3 is formed on a part of the thin film 3. A dielectric film is formed at least partially on the part of the substrate where the semiconductor film 5 is not formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板及びその作
製法並びに半導体デバイスに係り、、より詳細には、化
合物半導体材料を利用した半導体基板及びその作製法並
びに半導体デバイスに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor substrate, a method for manufacturing the same, and a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor substrate using a compound semiconductor material, a method for manufacturing the same, and a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】GaAs,InP系に代表される単結晶
化合物半導体材料は、高速トランジスタ、フォトディテ
クタ、半導体レーザ、発光ダイオード等に広く用いられ
重要な材料となっている。さらに近年、MOCVD法、
MBE法,CBE法などによる結晶成長法の改善によ
り、超薄膜構成が実現され、これまでにない優れた特性
のデバイスを実現させている。しかし、この様な優れた
特性を有する材料でありながら、多くの化合物半導体材
料はまだ末開発の状況にある。その要因は、化合物半導
体を成長する為の基板が限られている事にある。
2. Description of the Related Art Single crystal compound semiconductor materials represented by GaAs and InP are widely used and important materials for high-speed transistors, photodetectors, semiconductor lasers, light emitting diodes and the like. More recently, MOCVD methods,
By improving the crystal growth method by the MBE method, the CBE method, etc., an ultra-thin film configuration has been realized, and a device having unprecedented characteristics has been realized. However, many compound semiconductor materials are still in a state of development despite being materials having such excellent characteristics. The cause is that the substrate for growing the compound semiconductor is limited.

【0003】優れた特性を有する化合物半導体デバイス
を作製しようとした場合、欠陥の少ない半導体材料を成
長する必要がある。基板の格子定数と成長する化合物半
導体材料の格子定数がずれていると、成長した化合物半
導体材料に欠陥が入り所望の特性が得られない事にな
る。
In order to manufacture a compound semiconductor device having excellent characteristics, it is necessary to grow a semiconductor material having few defects. If the lattice constant of the substrate is different from the lattice constant of the grown compound semiconductor material, the grown compound semiconductor material becomes defective, and desired characteristics cannot be obtained.

【0004】現在実用化されている基板としては、S
i,GaAs,InP,InAs,InSb等が上げら
れるが、これらの基板により使用可能な化合物半導体材
料は化合物半導体全体から見ればわずかであり、任意の
格子定数を有する化合物半導体材料を成長する技術は、
今後の化合物半導体材料技術の発展に大きな影響力を及
ぼすと考えられる。
[0004] As a substrate currently in practical use, S
Although i, GaAs, InP, InAs, InSb, and the like can be used, the compound semiconductor materials that can be used by these substrates are few in view of the entire compound semiconductor, and a technique for growing a compound semiconductor material having an arbitrary lattice constant is not known. ,
It is thought to have a great influence on the future development of compound semiconductor material technology.

【0005】基板の格子定数と異なった材料を成長する
検討例としては、Si基板上にGaAsデバイスを形成
したものが上げられる。Si基板上に欠陥の少ないGa
Asを成長する為にSiとGaAs膜の界面に、これら
2つの材料の中間の格子定数を持つ層を形成する手法
や、貫通転移を低減する為に超格子構造を入れる手法、
また、一旦低温でGaAsを形成した後温度を上げ結晶
化し、結晶の欠陥を低温層に閉じ込める2段階成長法な
ど、いくつかの格子緩和法、および欠陥低減法が提案さ
れている。
As an example of studying the growth of a material different from the lattice constant of the substrate, there is a device in which a GaAs device is formed on a Si substrate. Ga with few defects on Si substrate
A method of forming a layer having a lattice constant between these two materials at the interface between the Si and the GaAs film to grow As, a method of inserting a superlattice structure to reduce threading dislocation,
Further, several lattice relaxation methods and defect reduction methods have been proposed, such as a two-step growth method in which GaAs is once formed at a low temperature, then the temperature is increased and then crystallized to confine crystal defects in a low-temperature layer.

【0006】これらの検討の結果、Si基板の上に室温
連続発振するGaAs半導体レーザを実現するまでに至
っている。
As a result of these studies, a GaAs semiconductor laser that continuously oscillates at room temperature on a Si substrate has been realized.

【0007】しかし、残念ながら寿命が短く、また特性
的にもGaAs基板上に作成した物とは大きな差があり
実用化には至っていない。この根本的原因は、格子定数
の違いにより発生した欠陥を低減出来ていないことにな
る。
However, unfortunately, the service life is short, and there is a great difference in characteristics from a product formed on a GaAs substrate, so that it has not been put to practical use. The root cause is that defects generated due to a difference in lattice constant cannot be reduced.

【0008】また、最近、別の手法として、シリコン基
板上に多孔質シリコンを挟んで化合物半導体膜を形成す
る方法が提案されている(特開平10−3321535
号公報)。この方法では、多孔質領域を有するシリコン
基板をこの多孔質領域の表面の孔を封止する為に熱処理
し、この基板の上部に化合物半導体層を積層している。
Recently, as another method, a method of forming a compound semiconductor film on a silicon substrate with porous silicon sandwiched therebetween has been proposed (JP-A-10-3321535).
No.). In this method, a silicon substrate having a porous region is subjected to a heat treatment in order to seal holes on the surface of the porous region, and a compound semiconductor layer is laminated on the substrate.

【0009】この様にして化合物半導体層を作製すれ
ば、シリコン基板とその格子整合や、成膜温度から室温
へ降温する際に生じる熱膨張率差に基いて生じる格子欠
陥や、ひずみは、多孔質シリコンの孔を封止する極薄の
シリコン層のみに導入され、化合物半導体層には導入さ
れない。これは、バルクのシリコンに比較して脆弱な多
孔質層上に形成された極薄のシリコン層の方が、成長し
た化合物半導体層と比較して遥かに脆弱であるためであ
る。この様にして、欠陥が導入される層が、化合物半導
体層ではなく、極薄のシリコン層にのみに優先的に導入
されるため、欠陥の非常に少ない化合物半導体層が形成
できる。
When the compound semiconductor layer is manufactured in this manner, the lattice defects and strains caused by the lattice matching with the silicon substrate and the difference in the coefficient of thermal expansion generated when the temperature is lowered from the film formation temperature to room temperature can be reduced by the porous structure. Is introduced only into the ultra-thin silicon layer that seals the pores of the porous silicon, and not into the compound semiconductor layer. This is because the ultra-thin silicon layer formed on the porous layer, which is more fragile than bulk silicon, is much more fragile than the grown compound semiconductor layer. In this way, the layer into which defects are introduced is preferentially introduced only into the ultra-thin silicon layer instead of the compound semiconductor layer, so that a compound semiconductor layer with very few defects can be formed.

【0010】さらにこの方法では、従来例のように基板
の張り合わせや選択エッチングという生産コストのかか
る方法を用いていないため、従来例に比べて安価に化合
物半導体基板が製造できる。
Furthermore, in this method, a compound semiconductor substrate can be manufactured at a lower cost than in the conventional example, since a method which involves the production cost such as bonding and selective etching of the substrates as in the conventional example is not used.

【0011】しかしながら、上記の方法ではシリコン基
板上に化合物半導体を形成させるための方法として提案
されている。化合物半導体を形成されるための基板とし
ては、シリコン基板よりも、アンチフューズドメインの
発生を防いだり、濡れ性を良くして二次元成長しやすく
するという目的のためには、同じ化合物半導体である基
板を用いた方がよい場合が多い。さらに、多くの化合物
半導体では、シリコンよりもGaAs、InP、GaP
の方が、格子定数の差や熱膨張係数の差が近く、化合物
半導体を成長する上では適当である場合が多い。
However, the above method has been proposed as a method for forming a compound semiconductor on a silicon substrate. The substrate for forming the compound semiconductor is the same compound semiconductor as the silicon substrate for the purpose of preventing the generation of antifuse domains and improving the wettability to facilitate two-dimensional growth. It is often better to use a substrate. Further, in many compound semiconductors, GaAs, InP, GaP are more preferable than silicon.
Are more suitable for growing a compound semiconductor in many cases because the difference in lattice constant and the difference in thermal expansion coefficient are closer.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、基板とその
上に形成する半導体材料の格子定数が異なっていても、
欠陥の少ない良質の半導体膜を基板上に形成することが
可能な多孔質膜を用いた半導体基板及びその作製法並び
に半導体デバイスを提供することを目的とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, even if the substrate and the semiconductor material formed thereon have different lattice constants,
It is an object of the present invention to provide a semiconductor substrate using a porous film capable of forming a high-quality semiconductor film with few defects on the substrate, a manufacturing method thereof, and a semiconductor device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体基板は、
多孔質層を有した基板上に該基板と同じ元素を有した結
晶化した結晶薄膜を有し、さらに該結晶薄膜上の一部に
該結晶薄膜と格子定数の異なる半導体膜を有して構成さ
れており、該基板上の該半導体膜が形成されていない部
分の少なくとも一部に誘電体膜が形成されていることを
特徴とする。
According to the present invention, there is provided a semiconductor substrate comprising:
A structure in which a crystallized crystal thin film having the same element as the substrate is provided on a substrate having a porous layer, and a semiconductor film having a lattice constant different from that of the crystal thin film is partially provided on the crystal thin film. And a dielectric film is formed on at least a part of the substrate on which the semiconductor film is not formed.

【0014】本発明の半導体基板は、多孔質層を有した
基板上に該基板と同じ元素を有した結晶化した結晶薄膜
を有し、さらに該結晶薄膜の上に該結晶薄膜と格子定数
の異なる半導体膜を有しており、該基板と該半導体膜と
の間の少なくとも一部に誘電体膜が形成されていること
を特徴とする。
The semiconductor substrate of the present invention has a crystallized crystal thin film having the same element as the substrate on a substrate having a porous layer, and further has a crystal constant and a lattice constant on the crystal thin film. The semiconductor device has a different semiconductor film, and a dielectric film is formed at least in part between the substrate and the semiconductor film.

【0015】本発明の半導体基板の作製法は、基板に多
孔質層を形成する工程と、該多孔質層上に該基板の組成
と同じ組成の単結晶薄膜を形成する工程と、該単結晶薄
膜上に部分的に誘電体膜を形成する工程と、該誘電体膜
をマスクとして、該基板と格子定数の異なる半導体膜を
形成する工程と、を含んだことを特徴とする。
According to the method of manufacturing a semiconductor substrate of the present invention, a step of forming a porous layer on a substrate, a step of forming a single crystal thin film having the same composition as that of the substrate on the porous layer, A step of partially forming a dielectric film on the thin film; and a step of forming a semiconductor film having a lattice constant different from that of the substrate using the dielectric film as a mask.

【0016】本発明の半導体基板の作製法は、基板に多
孔質層を形成する工程と、該多孔質層上に該基板の組成
と同じ組成の単結晶薄膜を形成する工程と、該単結晶薄
膜上に部分的に誘電体膜を形成する工程と、該誘電体膜
をマスクとして、該基板と格子定数の異なる半導体膜を
形成する工程と、該半導体膜を別の基板に貼り付けて転
写する工程と、元の基板を分離する工程と、を含んだこ
とを特徴とする。
According to the method of manufacturing a semiconductor substrate of the present invention, a step of forming a porous layer on a substrate, a step of forming a single-crystal thin film having the same composition as that of the substrate on the porous layer, A step of partially forming a dielectric film on the thin film, a step of forming a semiconductor film having a lattice constant different from that of the substrate using the dielectric film as a mask, and attaching and transferring the semiconductor film to another substrate And a step of separating the original substrate.

【0017】本発明の半導体基板の作製法は、基板に多
孔質層を形成する工程と、該多孔質層上に該基板の組成
と同じ組成の単結晶薄膜を形成する工程と、該単結晶薄
膜上に部分的に誘電体膜を形成する工程と、該誘電体膜
をマスクとして、該基板と格子定数の異なる半導体膜を
形成する工程と、該半導体膜を該誘電体膜上に横方向の
成長する工程と、を含んだことを特徴とする。
According to the method of manufacturing a semiconductor substrate of the present invention, a step of forming a porous layer on a substrate, a step of forming a single crystal thin film having the same composition as that of the substrate on the porous layer, Forming a dielectric film partially on the thin film, forming a semiconductor film having a lattice constant different from that of the substrate using the dielectric film as a mask, and forming the semiconductor film on the dielectric film in a lateral direction. And a growing step.

【0018】本発明の半導体基板の作製法は、基板に多
孔質層を形成する工程と、該多孔質上に該基板の組成と
同じ組成の単結晶薄膜を形成する工程と、該単結晶薄膜
上に部分的に誘電体膜を形成する工程と、該誘電体膜を
マスクとして、該基板と格子定数の異なる半導体膜を形
成する工程と、該該半導体膜を横方向に成長する工程
と、該半導体膜を別の基板に貼り付け転写する工程と、
元の基板を分離する工程とを含んだことを特徴とする。
According to the method of manufacturing a semiconductor substrate of the present invention, there are provided a step of forming a porous layer on a substrate, a step of forming a single-crystal thin film having the same composition as that of the substrate on the porous body, A step of partially forming a dielectric film thereon, a step of forming a semiconductor film having a different lattice constant from the substrate using the dielectric film as a mask, and a step of laterally growing the semiconductor film; Attaching and transferring the semiconductor film to another substrate,
Separating the original substrate.

【0019】[0019]

【実施例】(実施例1)本発明の実施例を図1を用いて
説明する。本例は、基板に形成した多孔質層を利用した
ものである。
(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this example, a porous layer formed on a substrate is used.

【0020】図1(a)の基板1はGaAsである。こ
の上に2に示す多孔質GaAsを形成した。多孔質Ga
Asは、n型のGaAsをHCl中で陽極化成する事に
より形成できることが、P.Schmuki等(Jou
rnal of Electrochemical S
ociety 143,p,3316(1996))
や、和田等(1998年応用物理学会予稿集29a−P
C−25)により報告されている。図1(a)において
1は多孔質領域2を有する(111)面を持つGaAs
基板で、厚みは450μmのものである。
The substrate 1 shown in FIG. 1A is made of GaAs. A porous GaAs shown in 2 was formed thereon. Porous Ga
P. As can be formed by anodizing n-type GaAs in HCl. Schmuki et al. (Jou
rnal of Electrochemical S
ociety 143, p, 3316 (1996))
And Wada et al. (Preprints 29a-P
C-25). In FIG. 1A, reference numeral 1 denotes GaAs having a (111) plane having a porous region 2.
The substrate has a thickness of 450 μm.

【0021】この様な基板を作製する為には、n−Ga
As基板を有機洗浄などによりクリーニングした後に、
基板の裏面に電極を作製した。この後に、HCl溶液の
中で陽極化成処理を行い、GaAs基板表面に多孔質領
域を形成した。多孔質GaAsの作製条件は、電流を1
0M/cm2流して10分間陽極化成を行っており、多
孔質の厚さは10μm、空孔率は30%である。
In order to manufacture such a substrate, n-Ga
After cleaning the As substrate by organic cleaning or the like,
An electrode was formed on the back surface of the substrate. Thereafter, anodization was performed in an HCl solution to form a porous region on the GaAs substrate surface. The manufacturing conditions for porous GaAs are as follows.
Anodization was performed for 10 minutes at a flow rate of 0 M / cm 2 , the porous thickness was 10 μm, and the porosity was 30%.

【0022】次に、図1(b)に示す様に、多孔質Ga
As層2の表面にこの孔が封止された表面部の層3を形
成した。この様な層3を形成する為に、多孔質層2の形
成されたGaAs基板1を分子線エピタキシー装置(M
BE法)の中に搬入し、Asを照射しながら基板の温度
を600℃程度に加熱し20分保持した。この時GaA
s基板表面の酸化膜は除去され、多孔質GaAs2の最
表面では、凹凸が平滑化し表面エネルギーが下げる方向
にGaのマイグレーションが生じた。
Next, as shown in FIG.
On the surface of the As layer 2, a layer 3 of a surface portion in which the holes were sealed was formed. In order to form such a layer 3, the GaAs substrate 1 on which the porous layer 2 is formed is placed on a molecular beam epitaxy apparatus (M
(BE method), the substrate was heated to about 600 ° C. while irradiating As, and held for 20 minutes. At this time, GaA
The oxide film on the surface of the s-substrate was removed, and at the outermost surface of the porous GaAs2, Ga migration occurred in the direction in which the unevenness was smoothed and the surface energy decreased.

【0023】この結果、多孔質GaAs層2の表面は平
坦化し、薄いGaAs単結晶膜3として埋まってくる。
この時、反射電子線回折像(RHEED)はスポットか
らストリークに変化していく。
As a result, the surface of the porous GaAs layer 2 is flattened and buried as a thin GaAs single crystal film 3.
At this time, the reflected electron beam diffraction image (RHEED) changes from a spot to a streak.

【0024】なお、この際、少量のGaビームを照射さ
せて孔の封止をさらに促進することが可能である。
At this time, it is possible to further promote the sealing of the holes by irradiating a small amount of Ga beam.

【0025】表面に形成されるGaAsの単結晶層3の
厚みはきわめて薄く、おおむね、孔の径と同程度ないし
はそれ以下、具体的には100nm以下、より好ましく
は30nm以下である。この薄いGaAs単結晶層3
は、この上に積層する層に配向情報を伝える重要な役目
をするものである。一方、このGaAs単結晶があまり
にも厚いと、格子定数の違いによる歪みを多孔質層で緩
和することが不可能となってくる。つまり、孔を埋めた
層厚は、その上部に形成される半導体層の膜厚より十分
に薄いことが望ましく、例えば5分の1以下、より好ま
しくは100分の1以下であることが望ましい。より具
体的には1nm〜100nmの範囲、より好ましくは1
nm〜50nmで化合物半導体の膜厚を考慮することが
望ましい。ただ下限としては0.3nmである。
The thickness of the GaAs single crystal layer 3 formed on the surface is extremely thin, approximately equal to or less than the diameter of the hole, specifically 100 nm or less, more preferably 30 nm or less. This thin GaAs single crystal layer 3
Plays an important role of transmitting the orientation information to the layer laminated thereon. On the other hand, if the GaAs single crystal is too thick, it becomes impossible for the porous layer to reduce the strain due to the difference in lattice constant. That is, the thickness of the layer filling the holes is desirably sufficiently smaller than the thickness of the semiconductor layer formed thereon, and is, for example, preferably 1/5 or less, more preferably 1/100 or less. More specifically, it is in the range of 1 nm to 100 nm, more preferably 1 nm.
It is desirable to consider the thickness of the compound semiconductor between nm and 50 nm. However, the lower limit is 0.3 nm.

【0026】孔の封止を促進する他の手法としては、マ
イグレーション・エンハンスド・エピタキシー(ME
E)を用いる方法がある。この手法を用いて、III族
原子のマイグレーションを促進させると効果的である。
この手法は、GaAs、InP、GaPなどのIII−
V族半導体の場合、III族原子のマイグレーションを
促進させるためにIII族のみを供給し、III族が適
当なサイトに落ち着くまでV族の供給量を制限する手法
である。
Another technique for promoting hole sealing is migration enhanced epitaxy (ME).
There is a method using E). It is effective to promote the migration of group III atoms using this technique.
This method is applicable to III-type devices such as GaAs, InP, and GaP.
In the case of a group V semiconductor, this is a method in which only group III is supplied in order to promote the migration of group III atoms, and the supply amount of group V is limited until the group III reaches an appropriate site.

【0027】また、以上の例では多孔質表面を埋める方
法として、MBE法を用いた構成について説明したが、
この方法に限るものではなく、ケミカルビーム法(CB
E法)やMOCVD法を用いてもよい。要は、良質の半
導体膜が形成できればよい。供給材料の形態としては固
体ソースのみではなく、トリメチルガリウム、アルシン
など有機化合物を使用しても同様の効果が得られる。
In the above example, the configuration using the MBE method has been described as a method for filling the porous surface.
The method is not limited to this method.
E method) or MOCVD method. The point is that a good quality semiconductor film can be formed. Similar effects can be obtained by using not only a solid source but also an organic compound such as trimethylgallium or arsine as a form of the supply material.

【0028】次に、この基板を装置から取り出して図1
(b)の4に示す誘電体膜(ここでは、SiN)を形成
した。ここではSiNxを100nm形成している。こ
のSiNx膜に通常のホトリソグラフィーを用いて図1
(c)の8に示す開口部を設け、薄いGaAs層3を露
出した。この例ではこの開口部の幅を100μmとして
おり、ピッチは2000μmである。
Next, the substrate is taken out of the apparatus and
A dielectric film (here, SiN) shown in 4 of (b) was formed. Here, SiN x is formed to a thickness of 100 nm. This SiN x film is formed using ordinary photolithography as shown in FIG.
An opening shown in 8 of (c) was provided, and the thin GaAs layer 3 was exposed. In this example, the width of the opening is 100 μm, and the pitch is 2000 μm.

【0029】この様に形成した基板をLPE装置に入
れ、図1(d)の5に示すように選択的に格子定数の異
なる半導体、本例ではInGaAs(In組成0.3
8)を1μm厚でエピタキシャル成長させた。成長開始
温度を800℃とし、徐冷速度を10℃/hとした。
The substrate thus formed is put into an LPE apparatus, and as shown in FIG. 1 (d), a semiconductor having a selectively different lattice constant, InGaAs (In composition 0.3
8) was epitaxially grown to a thickness of 1 μm. The growth start temperature was 800 ° C., and the slow cooling rate was 10 ° C./h.

【0030】InGaAsの成長速度は(111)垂直
面では遅いが、側面となる(111)A面、(111)
B面などでは速い速度を得られる。この結果、図1
(e)の6に示す様にSiNx4の表面がInGaAs
の横方向成長により埋まった。
The growth rate of InGaAs is slow on the (111) vertical plane, but is on the side (111) A plane and (111) plane.
A fast speed can be obtained on the B side and the like. As a result, FIG.
(E) As shown in 6 of FIG. 6, the surface of SiN x 4 is made of InGaAs.
Filled by lateral growth.

【0031】この様に形成されたInGaAs膜のエッ
チピット密度を測定した。3のGaAs薄膜上に成長し
た5に示すInGaAsは多孔質層を利用した事も有
り、通常より少しエッチピッチが少ない106cm-2
あり、約1桁低減された。さらに、4に示したSiNx
上のInGaAs膜6のエッチピッチ密度は、元となる
5のInGaAsが低い結果、104cm-2以下と小さ
くなった。
The etch pit density of the InGaAs film thus formed was measured. InGaAs grown on the GaAs thin film of No. 3 shown in No. 5 used a porous layer, and the etch pitch was 10 6 cm -2 , which is a little smaller than usual, which was reduced by about one digit. Further, the SiN x shown in FIG.
The etch pitch density of the upper InGaAs film 6 was reduced to 10 4 cm −2 or less as a result of the lower InGaAs of 5 as a base.

【0032】この低欠陥密度を示す6のInGaAs層
を利用すれば良質の膜が得られ特性の良いデバイスを実
現することが出来た。
By using the six InGaAs layers having a low defect density, a high-quality film was obtained, and a device having good characteristics was realized.

【0033】図1(a)〜(e)で説明した断面構成を
持ったストライプを図2の9に基板に形成した。図1
(a)〜(e)の形状は図2の矢印方向から見た図であ
る。図1(e)の様に埋め込む事を考慮した場合は、図
2のストライプピッチを制御しておく必要がある。ここ
ではストライプを<0−11>方向に形成した。今回の
例では、2100μmピッチで形成し、溝間は100μ
mである。この様に等間隔形成して置くことにより、基
板全体を埋めることが可能となった。
A stripe having the cross-sectional structure described with reference to FIGS. 1A to 1E was formed on the substrate 9 in FIG. Figure 1
(A)-(e) is the figure seen from the arrow direction of FIG. In consideration of embedding as shown in FIG. 1E, it is necessary to control the stripe pitch in FIG. Here, the stripe was formed in the <0-11> direction. In this example, they are formed at a pitch of 2100 μm, and the gap between the grooves is
m. By forming them at equal intervals in this manner, it became possible to fill the entire substrate.

【0034】なお、ここでは埋め込んだが、かならずし
も埋め込まずとも使用可能である。たとえば、部分的に
形成した膜を、別の基板に転写する事により、部分的に
格子定数の事なる領域を形成することが可能となる。
Although embedded here, it is possible to use without embedding. For example, by transferring a partially formed film to another substrate, it is possible to partially form a region having a different lattice constant.

【0035】以上説明した様に、多孔質の膜上に形成し
た薄いGaAs膜を利用する事により、その上に形成し
たInGaAs膜のエッチピッチ密度を下げることが出
来た。さらに、横方向に成長することにより、基板側か
らの欠陥の導入を低減することが可能となったため、従
来にない低欠陥密度のInGaAsを実現することが可
能となった。
As described above, by using the thin GaAs film formed on the porous film, the etch pitch density of the InGaAs film formed thereon can be reduced. Furthermore, by growing in the lateral direction, it is possible to reduce the introduction of defects from the substrate side, so that it is possible to realize InGaAs with a low defect density, which has not been achieved conventionally.

【0036】ここで、図1(b)、(c)で説明したS
iNxへの開口部の作製手順としては、今回説明した方
法以外に幾つか手順がある。
Here, S described in FIGS. 1B and 1C is used.
There are several procedures for producing an opening in iN x other than the method described above.

【0037】一つ目としては、多孔質層上に薄いGaA
s膜を形成する前に、多孔質層上に直接誘電体膜(Si
x)を形成し、SiNxをパターニングした後、開口し
ているGaAs部分を結晶化し薄いGaAsを形成する
手順である。
First, a thin GaAs layer is formed on the porous layer.
Before forming the s film, a dielectric film (Si) is directly formed on the porous layer.
After forming N x ) and patterning SiN x , the opening GaAs portion is crystallized to form thin GaAs.

【0038】二つ目としては、多孔質化していないGa
As基板上に誘電体膜を直接形成した後、この誘電体膜
をパターニングして除去した後、開口しているGaAs
膜を多孔質化し、最後に多孔質GaAsの表面を結晶化
し薄いGaAsを形成する手順である。
Second, nonporous Ga is used.
After a dielectric film is directly formed on an As substrate, the dielectric film is removed by patterning.
In this procedure, the film is made porous, and finally, the surface of the porous GaAs is crystallized to form thin GaAs.

【0039】また、今回InGaAs膜の形成手段とし
ては、LPE法を用いたが、有機金属気相成長決(MO
CVD)法、ハイドライドVPE法などでも横方向成長
を実現することが出来、LPE法に限ったものではな
い。
In this case, the LPE method was used as a means for forming the InGaAs film.
Lateral growth can also be realized by a CVD) method, a hydride VPE method or the like, and is not limited to the LPE method.

【0040】以上説明した様に、多孔質層を持つ基板上
に薄い半導体層を用いる事により、この上に格子定数の
異なる半導体層の欠陥密度を下げる事が可能となる。加
えて、この多孔質上に形成した低欠陥の半導体層を用
い、半導体膜の横方向成長を利用する事により基板とは
格子定数の異なる非常に低欠陥密度の半導体膜を形成す
ることが出来た。
As described above, by using a thin semiconductor layer on a substrate having a porous layer, it is possible to reduce the defect density of semiconductor layers having different lattice constants thereon. In addition, by using the low-defect semiconductor layer formed on the porous material and utilizing the lateral growth of the semiconductor film, a very low-defect-density semiconductor film having a different lattice constant from the substrate can be formed. Was.

【0041】(実施例2)第二の実施例について図3
(a)〜(d)をもって説明する。本例は、実施例1に
おいて基板とは格子定数が整合しない膜を更に有効に利
用する手段を示すものである。
Embodiment 2 FIG. 3 shows the second embodiment.
This will be described with reference to (a) to (d). This embodiment shows a means for more effectively using a film whose lattice constant does not match that of the substrate in the first embodiment.

【0042】図1(e)の6に示す様に部分的に良質の
InGaAsが得られた。しかし残念ながら、5に示す
InGaAs領域の欠陥密度は6に比較して1桁から3
桁高い。これを解消する手段を示すものである。
As shown at 6 in FIG. 1 (e), high quality InGaAs was partially obtained. Unfortunately, the defect density of the InGaAs region shown in FIG.
An order of magnitude higher. This shows means for solving this.

【0043】図3(a)を用いて説明する。図3(a)
の7はSi基板である。このSi基板に図1(e)で示
した構成を、InGaAs膜面を接合面として貼り付け
る。6が低欠陥密度のInGaAs、4が誘電体膜(S
iNx)、3が薄いGaAs膜である。2が多孔質層で
ある。
This will be described with reference to FIG. FIG. 3 (a)
Reference numeral 7 denotes a Si substrate. The configuration shown in FIG. 1E is attached to this Si substrate using the InGaAs film surface as a bonding surface. 6 is InGaAs with a low defect density, and 4 is a dielectric film (S
iN x ) and 3 are thin GaAs films. 2 is a porous layer.

【0044】貼り付けが終了した段階で、図3(b)に
示す様に、1のGaAs基板を研磨により取り除き、続
いて2の多孔質GaAs層を塩素のドライエッチングに
より取り除いた。多孔質のGaAsを取り除く手段とし
てはウェットエッチングでもよい。多孔質GaAsと結
晶化したGaAsとではエッチング速度比100倍以上
と異なるため、硫酸系のウェットエッチングで取り除い
てエッチング速度差が取れないという問題はない。
At the stage where the attachment was completed, as shown in FIG. 3B, the GaAs substrate 1 was removed by polishing, and then the porous GaAs layer 2 was removed by dry etching of chlorine. As a means for removing the porous GaAs, wet etching may be used. Since the etching rate ratio between the porous GaAs and the crystallized GaAs is 100 times or more, there is no problem that the difference in the etching rate cannot be obtained by removing with the sulfuric acid-based wet etching.

【0045】続いて、5のInGaAs層をドライエッ
チングにより除去し、図3(c)に示す構成となった。
この時誘電体層(SiNx)4をマスクとしている。
Subsequently, the InGaAs layer 5 was removed by dry etching to obtain a structure shown in FIG.
At this time, the dielectric layer (SiN x ) 4 is used as a mask.

【0046】最後に4に示したSiNxをアッシングし
て図2(d)に示す様に、欠陥密度の少ない良質のIn
GaAs膜6だけをSi基板7上に転写出来た。
Finally, ashing is performed on the SiN x shown in FIG. 4 to form a high-quality In with a low defect density as shown in FIG.
Only the GaAs film 6 was transferred onto the Si substrate 7.

【0047】ここで使用したSi基板は、Siに限るも
のではなく、GaAs、InP、GaPなどの半導体、
金属、誘電体膜など、接着が可能であれば特に限定され
るものではない。
The Si substrate used here is not limited to Si, but may be a semiconductor such as GaAs, InP, GaP, or the like.
There is no particular limitation as long as bonding is possible, such as a metal or dielectric film.

【0048】また、図4(a)は、図3(c)の段階
で、5のInGaAs膜を除去した後、再度横方向成長
を行い、5の領域に対応した部分を埋めて全体的に低欠
陥密度のInGaAsを実現した例である。
FIG. 4A shows that the InGaAs film 5 is removed at the stage shown in FIG. 3C, and then the lateral growth is performed again to bury the portions corresponding to the region 5 so as to form a whole. This is an example of realizing InGaAs with a low defect density.

【0049】以下に詳細を説明する。The details will be described below.

【0050】塩素のドライエッチングにより5のInG
aAsを除去し、図3(c)に示す様な形にした。この
後ドライエッチングによる表面のダメージ層を取り除く
為に、硫酸系のエッチング液で溝に露出している6に対
応したInGaAsをわずかエッチングした。この後、
ここでは、トリメチルインジュウムとトリエチルガリウ
ム、アルシンを用いたMOCVD成長によりInGaA
sを除去した後の開口しているの部分を埋め、低欠陥密
度のInGaAsを形成した。
5 InG by dry etching of chlorine
The aAs was removed to obtain a shape as shown in FIG. Thereafter, in order to remove the surface damage layer due to dry etching, InGaAs corresponding to 6 exposed in the groove was slightly etched with a sulfuric acid-based etchant. After this,
Here, InGaAs is grown by MOCVD using trimethylindium, triethylgallium, and arsine.
The portion of the opening after removing s was filled to form InGaAs with a low defect density.

【0051】最終的には、図4(b)に示す様に6のI
nGaAs膜をSi基板7上に、一様に形成することが
可能となった。尚、MOCVD法による埋め込みを行う
場合には、7に示すSi基板表面に薄い(10nm〜5
000nm)の誘電体膜が形成されている必要がある。
Finally, as shown in FIG.
It has become possible to uniformly form the nGaAs film on the Si substrate 7. In the case of embedding by MOCVD, a thin (10 nm to 5 nm)
000 nm).

【0052】本実施例では、図3(a)において元基板
であるGaAsの除去方法を研磨により行ったが、この
GaAs基板を除去せず、2の多孔質GaAsのみ硫酸
系のエッチャントを用いて選択的にエッチングしてもよ
い。この場合多孔度が高い程、単結晶膜とのエッチング
差が得易いので、多孔度をコントロールしてエッチング
することが必要となる。
In this embodiment, the method of removing GaAs as the original substrate in FIG. 3A was performed by polishing. However, this GaAs substrate was not removed, and only the porous GaAs of 2 was formed using a sulfuric acid-based etchant. It may be selectively etched. In this case, the higher the porosity, the more easily the etching difference from the single crystal film can be obtained. Therefore, it is necessary to perform etching while controlling the porosity.

【0053】以上説明した様に、横方向にて形成してい
ない欠陥密度のわずかに多いInGaAs膜を、他の基
板への転写を用いて除去する事により良質の膜のみを選
択することが可能となる。また、再度成長する事によ
り、従来得られなかった格子定数を持った低欠陥密度の
膜を形成することが可能となった。
As described above, it is possible to select only a high-quality film by removing the InGaAs film having a relatively high defect density, which is not formed in the lateral direction, by transferring the film to another substrate. Becomes Further, by growing again, it is possible to form a film with a low defect density having a lattice constant which has not been obtained conventionally.

【0054】(実施例3)実施例3は、基板とは異なる
格子定数を持った膜への半導体デバイスの作製法につい
て記述する。ここでは多孔質を形成する基板としてIn
Pを用いた。多孔質層を持ったInP基板を作製する方
法としては実施例1で説明した方法と同じである。n−
InP基板をイソプロピルアルコールおよびメチルアル
コールによって超音波線上した後に、基板の裏面にIn
によって電気的な接触を取る電極を作製した。この後
に、HCl溶液の中で陽極化成処理を行い、InP基板
表面に多孔質領域を形成することが出来た。
Embodiment 3 Embodiment 3 describes a method for manufacturing a semiconductor device on a film having a lattice constant different from that of a substrate. Here, In is used as a substrate for forming a porous material.
P was used. The method for producing an InP substrate having a porous layer is the same as the method described in the first embodiment. n-
After the InP substrate was ultrasonically irradiated with isopropyl alcohol and methyl alcohol, InP was
An electrode for making electrical contact was produced. Thereafter, anodizing treatment was performed in an HCl solution to form a porous region on the surface of the InP substrate.

【0055】つづいて、多孔質InP上に孔が封止され
た薄いInP表面層を形成した。この様な層を形成する
為には、多孔質が形成されたInP基板を分子線エピタ
キシー装置の中に搬入する。実施例1ではGaAsを形
成する為にAsを供給したが、ここではInP薄膜を形
成する為にPを照射しながら基板温度を530℃程度に
加熱した。この過程により多孔質InPの表面では凹凸
を平滑化し表面エネルギーを下げる方向にInのマイグ
レーションが生じる。この結果、多孔質InPの表面は
平坦化し薄いInP単結晶膜として埋まってくる。尚、
この際、少量のInビームを照射させて孔の封止をさら
に促進することが可能である。
Subsequently, a thin InP surface layer in which pores were sealed was formed on the porous InP. In order to form such a layer, the porous InP substrate is carried into a molecular beam epitaxy apparatus. In Example 1, As was supplied to form GaAs, but here, the substrate temperature was heated to about 530 ° C. while irradiating P to form an InP thin film. By this process, migration of In occurs in the direction of smoothing the unevenness on the surface of the porous InP and lowering the surface energy. As a result, the surface of the porous InP is flattened and buried as a thin InP single crystal film. still,
At this time, it is possible to further promote the sealing of the holes by irradiating a small amount of In beam.

【0056】この例では、供給する元素は固体状態で供
給しているが、必ずしも固体元素に限定される訳ではな
い。トリメチルインジウムなどの有機金属材料、水素化
物のホスフィンを用いたChemical Beam
Epitaxyや、MOCVD法などを用いてもよい。
In this example, the element to be supplied is supplied in a solid state, but is not necessarily limited to the solid element. Chemical Beam using organometallic materials such as trimethylindium and hydride phosphine
Epitaxy, MOCVD, or the like may be used.

【0057】続いて、実施例1と同じ様に選択誘電体膜
を用いて、部分的に格子定数の異なる層を形成し、後に
横方向成長により基板全体に広げる。この方法は実施例
1同じである。また実施例2の様にしてもよい。ここで
は、格子定数0.58μmのInGaP層を形成した。
Subsequently, a layer having a partially different lattice constant is formed using a selective dielectric film in the same manner as in the first embodiment, and is later spread over the entire substrate by lateral growth. This method is the same as in the first embodiment. Further, the second embodiment may be configured as in the second embodiment. Here, an InGaP layer having a lattice constant of 0.58 μm was formed.

【0058】図5に転写した格子定数0.58μmのI
nGaP膜を用いて半導体レーザを作製した例を示す。
11はInGaPを含んだ基体である。この上に12に
示すクラッドであるn−In0.35Al0.65Asを形成し
ている。
In FIG. 5, the I of the lattice constant of 0.58 μm
An example in which a semiconductor laser is manufactured using an nGaP film will be described.
Reference numeral 11 denotes a substrate containing InGaP. An n-In 0.35 Al 0.65 As which is a clad shown by 12 is formed thereon.

【0059】InPに整合した場合ではこの組成を使う
事が出来ない。InPに整合した時よりAlの組成が増
加している結果、InAlAsのバンドキャップは約
0.55eV増加している。この上に13に示す光閉じ
込め層n−In0.48Ga0.38Al0.16Asを形成した。
14は活性領域でこの領域に活性層とバリア層が含まれ
ている。活性層である18はでn−In0.53Ga0.47
sを含んでおり、圧縮歪みが1.2%入っている。この
活性層を挟む様に19に示すバリア層を2層構成で形成
している。このバリア層は13に示した光閉じ込め層と
構成は同じでドーピングはしていない。
This composition cannot be used in the case of matching with InP. As a result of the increase in the Al composition as compared with the case of matching with InP, the band cap of InAlAs increases by about 0.55 eV. A light confinement layer n-In 0.48 Ga 0.38 Al 0.16 As shown in 13 was formed thereon .
Reference numeral 14 denotes an active region, which includes an active layer and a barrier layer. The active layer 18 is n-In 0.53 Ga 0.47 A
s, and 1.2% compression strain. The barrier layer 19 is formed in a two-layer configuration so as to sandwich the active layer. This barrier layer has the same configuration as the optical confinement layer shown in FIG. 13 and is not doped.

【0060】この上に15に示す上部光閉じ込め層であ
るp−In0.48Ga0.38Al0.16Asを形成した後に、
16に示す上部クラッド層であるp−In0.35Al0.65
Asを形成した。最後に17に示すp−In0.38Ga
0.62Asを形成した構成となっている。
After p-In 0.48 Ga 0.38 Al 0.16 As, which is the upper optical confinement layer shown in FIG.
P-In 0.35 Al 0.65 which is the upper cladding layer shown in FIG.
As was formed. Finally, p-In 0.38 Ga shown in FIG.
It has a configuration in which 0.62 As is formed.

【0061】この構成のメリットは、格子定数を0.5
8nmと小さくすることが可能となった為、クラッドに
バンドキャップの大きなInAlAsが使用可能とな
り、伝導帯の活性層とバリア層のエネルギー差△Ecを
0.54eVと大きくした為、電子の閉じ込めを改善出
来、高温時におけるキャリアの漏れが少なく、安定動作
可能なレーザが実現した。尚一般的に用いられているI
nGaAsPバリアの伝導帯の活性層とバリア層のエネ
ルギー差は0.15eVと小さく温度特性が悪い。この
様に、格子定数を制御することは、光デバイス、および
電子デバイスの特性を改善することが出来る。尚、今回
は転写したInGaP膜上へレーザ構成を形成したが、
図1(e)に示した様な構成に直接半導体レーザを成長
してもよい。
The merit of this configuration is that the lattice constant is 0.5
Since it can be reduced to 8 nm, InAlAs having a large band cap can be used for the cladding, and the energy difference ΔEc between the active layer and the barrier layer in the conduction band is increased to 0.54 eV, so that the confinement of electrons can be achieved. A laser that can be improved, has less leakage of carriers at high temperatures, and can operate stably. In addition, the commonly used I
The energy difference between the active layer and the barrier layer in the conduction band of the nGaAsP barrier is as small as 0.15 eV, and the temperature characteristics are poor. As described above, controlling the lattice constant can improve the characteristics of an optical device and an electronic device. In this case, the laser structure was formed on the transferred InGaP film.
A semiconductor laser may be directly grown in a configuration as shown in FIG.

【0062】以上説明した様に、従来の基板を用いた場
合では作製不可能であったバンドギャップを持った半導
体デバイスを、多孔質膜を利用した格子制御法にて任意
の格子定数を有した基板を作製することが可能となっ
た。
As described above, a semiconductor device having a band gap, which cannot be manufactured using a conventional substrate, has an arbitrary lattice constant by a lattice control method using a porous film. A substrate can now be manufactured.

【0063】(実施例4)実施例4は、(100)面を
表面に持つInP基板を使用した例について記述する。
多孔質層を持ったInP基板を作製する方法としては実
施例3で説明した方法と同じである。n−InP基板を
イソプロピルアルコールおよびメチルアルコールによっ
て超音洗浄した後に、基板の裏面にInによって電気的
な接触を取る電極を作製した。この後に、HCl溶液の
中で陽極化成処理を行い、InP基板表面に多孔質領域
を形成することが出来た。
(Embodiment 4) Embodiment 4 describes an example in which an InP substrate having a (100) plane on the surface is used.
The method for producing an InP substrate having a porous layer is the same as the method described in the third embodiment. After the n-InP substrate was subjected to supersonic cleaning with isopropyl alcohol and methyl alcohol, an electrode was made to make electrical contact with In on the back surface of the substrate. Thereafter, anodizing treatment was performed in an HCl solution to form a porous region on the surface of the InP substrate.

【0064】続いて、多孔質InP上に孔が封止された
薄いInP表面層を形成した。この様な層を形成する為
に、多孔質が形成されたInP基板を分子線エピタキシ
ー装置の中に搬入した。Pを照射しながら基板温度を5
30℃程度に加熱した。この過程により多孔質InPの
表面では凹凸を平滑化し表面エネルギーを下げる方向に
Inのマイグレーションが生じる。この結果、多孔質I
nPの表面は平坦化し薄いInP単結晶膜として埋まっ
てきた。
Subsequently, a thin InP surface layer in which pores were sealed was formed on the porous InP. In order to form such a layer, the porous InP substrate was carried into a molecular beam epitaxy apparatus. Substrate temperature 5 while irradiating P
Heated to about 30 ° C. By this process, migration of In occurs in the direction of smoothing the unevenness on the surface of the porous InP and lowering the surface energy. As a result, the porous I
The surface of nP has been flattened and buried as a thin InP single crystal film.

【0065】なお、この際、少量のInビームを照射さ
せて孔の封止をさらに促進することが可能である。この
例では、供給する元素は固体状態で供給しているが、必
ずしも固体元素に限定される訳ではない。トリメチルイ
ンジュウムなどの有機金属材料、水素化物のホスフィン
を用いたChemical Beam Epitaxy
や、MOCVD法などを用いてもよい。
At this time, it is possible to further promote the sealing of the holes by irradiating a small amount of In beam. In this example, the element to be supplied is supplied in a solid state, but is not necessarily limited to the solid element. Chemical Beam Epitaxy using organometallic materials such as trimethylindium and hydride phosphine
Alternatively, an MOCVD method or the like may be used.

【0066】続いて、実施例1と同じ様に選択誘電体膜
を用いて、部分的に格子定数の異なる層を形成し、後に
横方向成長により基板全体に広げる事が可能である。全
体を埋める方法としては、基本的に厚みを増していけば
横方向にも成長は進み全体は埋まる。しかしより効率的
に行う為には、斜面部の成長速度を上げればよい。
Subsequently, it is possible to form a layer having a partially different lattice constant by using a selective dielectric film as in the first embodiment, and to spread the layer over the entire substrate later by lateral growth. As a method of filling the whole, if the thickness is basically increased, the growth proceeds in the lateral direction and the whole is filled. However, in order to perform the process more efficiently, the growth rate of the slope portion may be increased.

【0067】図6はCBE成長法またはMBE法でGa
Asを成長させた場合の、(100)面上の成長速度と
(100)面から<011>および<0−11>方向に
傾いた面の成長速度について示したものである。(10
0)面からの角度が20°付近に速度の遅い面が形成さ
れるが、その前後では成長速度は上がり、横方向には望
ましい構成である。特に、20°以下の斜面が最も早い
成長速度が得られた。
FIG. 6 shows Ga by the CBE growth method or the MBE method.
This shows the growth rate on the (100) plane and the growth rate on the plane inclined in the <011> and <0-11> directions from the (100) plane when As is grown. (10
A plane having a low speed is formed at an angle of about 20 ° from the 0) plane, but the growth rate increases before and after that, which is a desirable configuration in the lateral direction. In particular, the fastest growth rate was obtained on slopes of 20 ° or less.

【0068】CBE法などではA面とB面の成長速度差
は比較的小さく同じ傾向を示すが、他の方法では異な
る。図7はMOVPE法でGaAsを成長した場合の
(100)面上の成長速度と(100)面から傾けて行
った時の成長速度について示したものである。(10
0)面から傾けた角度が25°付近(20°〜30°)
に成長速度のピークが形成され、それ以降の角度では成
長速度は低下していた。(100)面となす角度が45
°以下程度の面を用いることが、成長速度が早く望まし
い。MOVPEでは、A面、B面の差が比較的大きく、
A面(Gaが露出しやすい)の方が速度が早い。ここで
言うA面とB面の成長速度とは、GaAs膜であれば、
結晶面をGa面が出やすい方向に傾けた場合とAsが出
やすい面に傾けた場合に生ずる成長速度を指している。
In the CBE method or the like, the growth rate difference between the A-plane and the B-plane is relatively small and shows the same tendency, but is different in other methods. FIG. 7 shows a growth rate on the (100) plane when GaAs is grown by the MOVPE method and a growth rate when the GaAs is inclined from the (100) plane. (10
0) The angle of inclination from the plane is around 25 ° (20 ° to 30 °)
The peak of the growth rate was formed in the sample, and the growth rate was decreased at an angle after that. 45 degrees with the (100) plane
It is desirable to use a surface having a degree of less than or equal to a high growth rate. In MOVPE, the difference between A side and B side is relatively large,
The speed is faster on the A surface (Ga is easily exposed). Here, the growth rates of the A-plane and the B-plane are as follows:
It refers to the growth rate that occurs when the crystal plane is tilted in the direction in which the Ga plane is likely to emerge, and when the crystal plane is inclined in the direction in which As is likely to emerge.

【0069】図8はハイドライドVPEおよびクロライ
ドVPE法でGaAsを成長した場合の成長速度の面依
存性の模式図を示している。A面上への成長では(11
1)面の成長速度が早く、横方向には適していると考え
られる。B面方位では(311)面が速度が早く望まし
い。つまり、成長速度の早い面は成長法により異なり、
構造に反映させていく事が必要である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the plane dependence of the growth rate when GaAs is grown by the hydride VPE and chloride VPE methods. In the growth on A-side (11
1) The growth rate of the surface is high, which is considered to be suitable in the lateral direction. In the B-plane orientation, the (311) plane is desirably fast in speed. In other words, the fast growth rate depends on the growth method,
It is necessary to reflect on the structure.

【0070】本実施例では、(100)表面上に(11
1)A面が側面に出る様にして、ハイドライドVPE法
にてInGaPを成長させた。この方法では積層方向の
(100)面の成長速度に比較して、横方向の(11
1)A面の成長速度が2〜3倍と高く、表面を覆う速度
も速い。この実施例では、ハイドライドVPEを使用し
たが、必ずしもこの成長法に限る訳ではなく、CBE法
でも(100)面から10°程度傾いた面領域では(1
00)面よりも成長速度が速く、この面を使用すること
により表面を埋めることが可能となる。同様にMOCV
D法でも20°程度に成長速度のピークを持っている。
この角度を持つ面を形成することにより表面を効率良く
埋めることが可能となる。また成長条件などでもこの傾
向は変化する。重要な事は、積層方法の成長速度と横方
向の成長速度を理解し、横方向の成長速度を上げ効率良
く埋める事にある。
In this embodiment, (11) is placed on the (100) surface.
1) InGaP was grown by the hydride VPE method so that the A-plane was exposed to the side. In this method, as compared with the growth rate of the (100) plane in the stacking direction, the (11)
1) The growth speed of the A-plane is as high as 2-3 times, and the speed of covering the surface is also high. In this embodiment, the hydride VPE is used. However, the present invention is not limited to this growth method. In the CBE method, (1) is used in a plane region inclined about 10 ° from the (100) plane.
The growth rate is faster than the (00) plane, and the use of this plane makes it possible to fill the surface. Similarly, MOCV
The method D also has a growth rate peak at about 20 °.
By forming a surface having this angle, the surface can be filled efficiently. This tendency also changes depending on the growth conditions. The important thing is to understand the growth rate of the lamination method and the growth rate in the lateral direction, and to increase the growth rate in the lateral direction to fill efficiently.

【0071】(実施例5)実施例5は、ウエハー面内で
ストライプを形成する方位を回転させる事により、より
横方向成長速度の早い面を出し、埋め込みを実現した例
である。
(Embodiment 5) Embodiment 5 is an example of embedding by realizing a plane having a higher lateral growth rate by rotating the azimuth of forming the stripe in the wafer plane.

【0072】図9を説明する。20は(100)面を持
つGaAsウエハーを上から見た図である。この上にS
iNxマスクを形成し、その上のInP膜の横方向の成
長速度を評価した。21は方位<0−1−1>を示し、
22は<0−11>を示している。21の方位から22
の方位に誘電体膜のパターニングを制御することにより
23の矢印を変えて成長速度を測定した。
Referring to FIG. FIG. 20 is a view of a GaAs wafer having a (100) plane as viewed from above. S on this
An iNx mask was formed, and the lateral growth rate of the InP film thereon was evaluated. 21 indicates an orientation <0-1-1>,
Reference numeral 22 denotes <0-11>. 22 from 21 directions
The growth rate was measured by controlling the patterning of the dielectric film so as to change the arrow 23.

【0073】結果を図10に示す。縦軸は成長速度で、
横方向は図9に示す角度θである。横方向の成長速度
は、<0−1−1>方位から離れるに従い上がり、10
°から40°付近でピークを持つ。45°付近で低下
し、それを過ぎると55°から75°付近で2つ目のピ
ークを持つ。この結果から、横方向の成長速度には、1
0°から40°と、55°から75°が早い事が分か
る。そこで、この方位に斜面が出来る様にストライプを
形成し、InP基板上の格子整合していないInGaA
sを成長させた。
FIG. 10 shows the results. The vertical axis is the growth rate,
The horizontal direction is the angle θ shown in FIG. The growth rate in the lateral direction increases with increasing distance from the <0-1-1> direction.
It has a peak around 40 °. It decreases around 45 °, and after that, has a second peak around 55 ° to 75 °. From this result, the lateral growth rate is 1
It can be seen that 0 ° to 40 ° and 55 ° to 75 ° are earlier. Therefore, stripes are formed so that a slope is formed in this direction, and InGaAs that is not lattice-matched on the InP substrate is formed.
g was grown.

【0074】図11をもって説明する。ストライプを2
7に示す様に傾けると、ストライプの斜面が横方向の成
長面となり、この斜面の成長速度は、<0−1−1>方
向への成長速度よりも、約2倍早く埋まることが出来
た。
This will be described with reference to FIG. 2 stripes
When tilted as shown in FIG. 7, the slope of the stripe became a growth surface in the lateral direction, and the growth rate of this slope could be filled approximately twice as fast as the growth rate in the <0-1-1> direction. .

【0075】以上説明した様に、ストライプの方向を変
え、横方向の成長速度が早い面を斜面に出す事により埋
め込みを早くすることが可能となる。
As described above, by changing the direction of the stripe and exposing the surface having the fast growth rate in the lateral direction to the slope, the embedding can be accelerated.

【0076】(実施例6)本発明の第6の実施例につい
て説明する。500μmの厚みを持った(111)面を
有するp型GaAs基板を用い多孔質膜を形成した形成
方法は実施例1と同じである。
(Embodiment 6) A sixth embodiment of the present invention will be described. The method of forming a porous film using a p-type GaAs substrate having a (111) plane having a thickness of 500 μm is the same as that in the first embodiment.

【0077】この後、表面に薄いGaAs膜を形成した
後誘電体膜をパターニングした。この工程も実施例1と
同じである。誘電体膜の開口部の幅が、5μmで、ピッ
チが205μmである。この後、GaN層を選択的に誘
電体の開口部に形成した。成長法をしては、MOCVD
法を用いている。トリエチルガリウムとアンモニアを用
いて選択成長を行った。この後、単純にGaNを成長続
けると、GaNは横方向への成長速度が比較的速いこと
から、容易に誘電体膜表面を覆うことが可能であった。
After that, after forming a thin GaAs film on the surface, the dielectric film was patterned. This step is the same as in the first embodiment. The width of the opening of the dielectric film is 5 μm and the pitch is 205 μm. Thereafter, a GaN layer was selectively formed in the opening of the dielectric. MOCVD
Method is used. Selective growth was performed using triethylgallium and ammonia. Thereafter, if GaN was simply continued to grow, the growth rate of GaN in the lateral direction was relatively high, so that the surface of the dielectric film could be easily covered.

【0078】このウエハの転位密度を透過型電子顕微鏡
により測定したところ105cm-l以下を得る事が出来
た。また、横方向へ成長し、誘電体膜上へ形成したGa
Nでは104cm-1以下の値を得ている。
When the dislocation density of this wafer was measured by a transmission electron microscope, a value of 10 5 cm −1 or less could be obtained. In addition, Ga grown laterally and formed on a dielectric film was used.
In N, a value of 10 4 cm −1 or less is obtained.

【0079】この様に形成した基板の上に、続けてp型
がGaN層、p−Al0.l5Ga0.85N層、In0.05Ga
0.95N層、n−Al0.15Ga0.85N層を順次積層した。
尚、ドーパントとしてはp型にはMgをN型にはSiを
ドーパントとしている。このウエハにTi/Al電極と
Al電極を形成し、オーミック化し、発光ダイオードを
作製した。低欠陥密度の基板上に成長したダイオードの
外部量子効率は10%を得ている。
On the substrate thus formed, a p-type GaN layer, a p-Al 0.15 Ga 0.85 N layer and an In 0.05 Ga
A 0.95 N layer and an n-Al 0.15 Ga 0.85 N layer were sequentially laminated.
The dopant is Mg for p-type and Si for N-type. A Ti / Al electrode and an Al electrode were formed on the wafer, and the wafer was made ohmic to produce a light emitting diode. The external quantum efficiency of a diode grown on a substrate having a low defect density is 10%.

【0080】この様に、多孔質の膜を得る事により、任
意の格子定数を持った低欠陥密度の半導体膜を得る事が
でき、新たなデバイスの実現が出来た。
As described above, by obtaining a porous film, a semiconductor film having an arbitrary lattice constant and a low defect density can be obtained, and a new device can be realized.

【0081】この実施例では、多孔質を形成した基板上
に形成するものとして、InGaAs、GaN、InP
系をあげたが、特にこれに限定されるものではない。本
発明は任意の格子定数を得られる事にあり、この趣旨か
ら言えば、すべての結晶への適用が可能である。
In this embodiment, InGaAs, GaN, and InP are formed on a porous substrate.
Although the system was mentioned, it is not particularly limited to this. The present invention is to obtain an arbitrary lattice constant, and for this purpose, it can be applied to all crystals.

【0082】また、基板と格子定数の合わない材料を形
成する場合でも、有望な作製法である。GaAs上のS
i膜とかInP膜等を形成する場合も有望である。特
に、これまで基板が無く実現できなかった化合物半導体
膜は望ましい実施例である。例えば、格子定数の異なる
二元系、またInGaAs、GaAsP、InGaP、
GaAsSb、InAsAsなどの3元混晶や、AlI
nAsP、InGaAsP、InGaAsAsなどの4
元混晶が上げられる。特に格子整合が可能な3元混晶、
4元混晶、5元混晶以上は格子制御を行う為に望ましい
ものである。
Further, even when a material whose lattice constant does not match that of the substrate is formed, it is a promising manufacturing method. S on GaAs
It is also promising to form an i film or an InP film. In particular, a compound semiconductor film which could not be realized without a substrate is a desirable embodiment. For example, binary systems having different lattice constants, InGaAs, GaAsP, InGaP,
Ternary mixed crystals such as GaAsSb, InAsAs, and AlI
4 such as nAsP, InGaAsP, InGaAsAs, etc.
The original mixed crystal is raised. In particular, a ternary mixed crystal capable of lattice matching,
A quaternary mixed crystal and a quaternary mixed crystal or more are desirable for performing lattice control.

【0083】また本発明を実施する多孔質を形成する基
板としては、GaAs、InPに限定されるものではな
い。例えば、Si、GaP、InSbなども有効で多孔
質を形成できればよい。
The substrate on which the porous material of the present invention is formed is not limited to GaAs or InP. For example, Si, GaP, InSb, and the like are also effective as long as they can form porous material.

【0084】[0084]

【発明の効果】多孔質領域を有する基板の表面に薄い単
結晶半導体薄膜を形成した後、この表面に誘電体膜を部
分的に形成し、誘電体膜をマスクとして半導体膜を成長
させることにより、欠陥の伸びる方向を制御し、格子定
数の異なる良質の半導体膜を形成する事が出来る。
According to the present invention, a thin single-crystal semiconductor thin film is formed on the surface of a substrate having a porous region, and a dielectric film is partially formed on the surface, and the semiconductor film is grown using the dielectric film as a mask. By controlling the direction in which the defects extend, it is possible to form a high-quality semiconductor film having a different lattice constant.

【0085】多孔質領域を有する基板の表面に薄い単結
晶薄膜を形成した後、この表面に誘電体膜を部分的に形
成し、選択的に基板とは異なる格子定数を有する膜を成
長させ、この膜を罰の基板に転写する事により、欠陥の
伸びる方向を制御し、格子定数の異なる良質の膜を形成
することが可能となり、転写後再度成長させた場合その
膜は全面により良好な膜となる。
After forming a thin single-crystal thin film on the surface of a substrate having a porous region, a dielectric film is partially formed on this surface, and a film having a lattice constant different from that of the substrate is selectively grown. By transferring this film to a punishable substrate, it is possible to control the direction in which the defects extend, and to form a high-quality film having a different lattice constant. Becomes

【0086】誘電体膜のパターニング方向を制御した場
合には、成長速度を改善し、格子定数の異なる良質な面
を形成する事が出来る。
When the patterning direction of the dielectric film is controlled, it is possible to improve the growth rate and form a high-quality surface having a different lattice constant.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第一の実施例にの工程を示す図である。FIG. 1 is a view showing a process in a first embodiment.

【図2】第一の実施例に係り、基板のストライプを示す
平面図である
FIG. 2 is a plan view showing a stripe of a substrate according to the first embodiment.

【図3】第二の実施例に係りその工程を示す図である。FIG. 3 is a view showing a process according to a second embodiment.

【図4】第二実施例に係りその工程を示す図である。FIG. 4 is a view showing a process according to a second embodiment.

【図5】第三の実施例を示す構造図である。FIG. 5 is a structural diagram showing a third embodiment.

【図6】第四の実施例の構造を説明するための図であ
る。
FIG. 6 is a diagram for explaining the structure of a fourth embodiment.

【図7】第四の実施例の構造を説明するための図であ
る。
FIG. 7 is a diagram for explaining a structure of a fourth embodiment.

【図8】第四の実施例の構造を説明するための図であ
る。
FIG. 8 is a diagram for explaining the structure of a fourth embodiment.

【図9】第五の実施例の構造を説明するための図であ
る。
FIG. 9 is a diagram for explaining the structure of a fifth embodiment.

【図10】第五の実施例の構造を説明するための図であ
る。
FIG. 10 is a diagram for explaining the structure of a fifth embodiment.

【図11】第五の実施例の構造を説明するための図であ
る。
FIG. 11 is a view for explaining the structure of a fifth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 GaAs基板 2 多孔質GaAs 3 薄いGaAs層(表面部の層、薄いGaAs単結晶
膜) 4 誘電体膜(SiNx) 5 InGaAs(In組成0.38) 6 InGaAsの横方向成長 7 Si基板 8 開口部 9 ストライプ状 11 InGaPを含んだ基体 12 クラッド(n−In0.35A10.65As) 13 光閉じ込め層(n−In0.48Ga0.38A
10.16As) 14 活性領域 15 上部光閉じ込め層(p−In0.48Ga0.3
8A10.16As) 16 上部クラッド層(p−In0.35A10.65
As) 17 p−In0.38Ga0.62As 18 活性層(n−In0.53Ga0.47As) 19 バリア層(2層構成) 20 GaAsウエハー 21 方位<0−1−1> 22 方位<0−11> 27 ストライプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 GaAs substrate 2 Porous GaAs 3 Thin GaAs layer (surface layer, thin GaAs single crystal film) 4 Dielectric film (SiNx) 5 InGaAs (In composition 0.38) 6 InGaAs lateral growth 7 Si substrate 8 Opening Part 9 Stripe 11 Substrate containing InGaP 12 Clad (n-In0.35A10.65As) 13 Optical confinement layer (n-In0.48Ga0.38A)
10.16 As) 14 Active region 15 Upper optical confinement layer (p-In0.48Ga0.3
8A10.16As) 16 Upper cladding layer (p-In0.35A10.65)
As) 17 p-In0.38Ga0.62As 18 Active layer (n-In0.53Ga0.47As) 19 Barrier layer (two-layer structure) 20 GaAs wafer 21 Orientation <0-1-1> 22 Orientation <0-11> 27 stripe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江崎 琢 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 Fターム(参考) 5F041 AA40 CA34 CA35 CA40 CA65 CA77 5F045 AA04 AA05 AB17 AB18 AC02 AC08 AC09 AF03 AF04 BB12 5F073 CB02 CB04 DA05 DA21 DA28 DA35  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Taku Ezaki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term in Canon Inc. (reference) 5F041 AA40 CA34 CA35 CA40 CA65 CA77 5F045 AA04 AA05 AB17 AB18 AC02 AC08 AC09 AF03 AF04 BB12 5F073 CB02 CB04 DA05 DA21 DA28 DA35

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多孔質層を有した基板上に該基板と同じ
元素を有した結晶化した結晶薄膜を有し、さらに該結晶
薄膜上の一部に該結晶薄膜と格子定数の異なる半導体膜
を有して構成されており、該基板上の該半導体膜が形成
されていない部分の少なくとも一部に誘電体膜が形成さ
れていることを特徴とする半導体基板。
1. A semiconductor film having a crystallized crystal thin film having the same element as a substrate on a substrate having a porous layer, and further having a lattice constant different from that of the crystal thin film on a part of the crystal thin film. And a dielectric film is formed on at least a part of the substrate on which the semiconductor film is not formed.
【請求項2】 多孔質層を有した基板上に該基板と同じ
元素を有した結晶化した結晶薄膜を有し、さらに該結晶
薄膜の上に該結晶薄膜と格子定数の異なる半導体膜を有
しており、該基板と該半導体膜との間の少なくとも一部
に誘電体膜が形成されていることを特徴とする半導体基
板。
2. A crystallized crystal thin film having the same element as the substrate is provided on a substrate having a porous layer, and a semiconductor film having a lattice constant different from that of the crystal thin film is provided on the crystal thin film. A semiconductor substrate, wherein a dielectric film is formed at least in part between the substrate and the semiconductor film.
【請求項3】 該多孔質層と該半導体膜の間との少なく
とも一部に誘電体膜が形成されていることを特徴とする
請求項2記載の半導体基板。
3. The semiconductor substrate according to claim 2, wherein a dielectric film is formed at least in part between said porous layer and said semiconductor film.
【請求項4】 該単結晶薄膜と該半導体膜との間の少な
くとも一部に誘電体膜が形成されていることを特徴とす
る請求項2または3記載の半導体基板。
4. The semiconductor substrate according to claim 2, wherein a dielectric film is formed at least partially between said single crystal thin film and said semiconductor film.
【請求項5】 前記多孔質層を有した基板は、Si、I
nP、GaAs、GaPであることを特徴とする請求項
1ないし4のいずれか1項記載の半導体基板。
5. The substrate having the porous layer is made of Si, I
5. The semiconductor substrate according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is nP, GaAs, or GaP.
【請求項6】 前記基板が(111)面を有しているこ
とを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項記載の
半導体基板。
6. The semiconductor substrate according to claim 1, wherein said substrate has a (111) plane.
【請求項7】 前記基板が(100)面を有しているこ
とを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項記載の
半導体基板。
7. The semiconductor substrate according to claim 1, wherein said substrate has a (100) plane.
【請求項8】 前記半導体膜の傾斜面の伸びている方向
と[0−1−1]軸の成す角とが55°から75゜であ
ることを特徴とする請求項7記載の半導体基板。
8. The semiconductor substrate according to claim 7, wherein the angle between the direction in which the inclined surface of the semiconductor film extends and the [0-1-1] axis is from 55 ° to 75 °.
【請求項9】 前記半導体膜の傾斜面の伸びている方向
と[0−1−1]軸の成す角とが15゜から40゜であ
ることを特徴とする請求項7記載の半導体基板。
9. The semiconductor substrate according to claim 7, wherein the angle between the direction in which the inclined surface of the semiconductor film extends and the [0-1-1] axis is 15 ° to 40 °.
【請求項10】 前記半導体膜の傾斜面と(100)面
との成す角度が20゜より小さいことを特徴とする請求
項7ないし9のいずれか1項記載の半導体基板。
10. The semiconductor substrate according to claim 7, wherein an angle between the inclined surface of the semiconductor film and the (100) plane is smaller than 20 °.
【請求項11】 前記半導体膜の傾斜面と(100)面
との成す角度が20°から30゜であることを特徴とす
る請求項7ないし9のいずれか1項記載の半導体基板。
11. The semiconductor substrate according to claim 7, wherein the angle between the inclined surface of the semiconductor film and the (100) plane is from 20 ° to 30 °.
【請求項12】 前記半導体膜の傾斜面が(111)A
面を有していることを特徴とする請求項7ないし9のい
ずれか1項記載の半導体基板。
12. The semiconductor film according to claim 1, wherein the inclined surface is (111) A.
10. The semiconductor substrate according to claim 7, wherein the semiconductor substrate has a surface.
【請求項13】 該半導体膜が単元素、二元化合物、三
元混晶、四元混晶または五元以上の混晶であることを特
徴とする請求項1ないし12のいずれか1項記載の半導
体基板。
13. The semiconductor film according to claim 1, wherein the semiconductor film is a single element, a binary compound, a ternary mixed crystal, a quaternary mixed crystal, or a mixed crystal of five or more elements. Semiconductor substrate.
【請求項14】 請求項1ないし13のいずれか1項記
載の半導体基板の該半導体膜上に形成されたことを特徴
とする半導体デバイス構造。
14. A semiconductor device structure formed on the semiconductor film of the semiconductor substrate according to claim 1. Description:
【請求項15】 基板に多孔質層を形成する工程と、 該多孔質層上に該基板の組成と同じ組成の単結晶薄膜を
形成する工程と、 該単結晶薄膜上に部分的に誘電体膜を形成する工程と、 該誘電体膜をマスクとして、該基板と格子定数の異なる
半導体膜を形成する工程と、を含んだことを特徴とする
半導体基板の作製法。
15. A step of forming a porous layer on a substrate, a step of forming a single-crystal thin film having the same composition as that of the substrate on the porous layer, and partially forming a dielectric on the single-crystal thin film. A method for manufacturing a semiconductor substrate, comprising: forming a film; and using the dielectric film as a mask, forming a semiconductor film having a lattice constant different from that of the substrate.
【請求項16】 基板に多孔質層を形成する工程と、 該多孔質層上に該基板の組成と同じ組成の単結晶薄膜を
形成する工程と、 該単結晶薄膜上に部分的に誘電体膜を形成する工程と、 該誘電体膜をマスクとして、該基板と格子定数の異なる
半導体膜を形成する工程と、 該半導体膜を別の基板に貼り付けて転写する工程と、 元の基板を分離する工程と、を含んだことを特徴とする
半導体基板の作製法。
16. A step of forming a porous layer on a substrate, a step of forming a single-crystal thin film having the same composition as that of the substrate on the porous layer, and partially forming a dielectric on the single-crystal thin film. Forming a film, using the dielectric film as a mask, forming a semiconductor film having a lattice constant different from that of the substrate, attaching the semiconductor film to another substrate, and transferring the semiconductor film. Separating the semiconductor substrate.
【請求項17】 基板に多孔質層を形成する工程と、 該多孔質層上に該基板の組成と同じ組成の単結晶薄膜を
形成する工程と、 該単結晶薄膜上に部分的に誘電体膜を形成する工程と、 該誘電体膜をマスクとして、該基板と格子定数の異なる
半導体膜を形成する工程と、 該半導体膜を該誘電体膜上に横方向の成長する工程と、
を含んだことを特徴とする半導体基板の作製法。
17. A step of forming a porous layer on a substrate, a step of forming a single-crystal thin film having the same composition as that of the substrate on the porous layer, and partially forming a dielectric on the single-crystal thin film. Forming a film, using the dielectric film as a mask, forming a semiconductor film having a different lattice constant from the substrate, and laterally growing the semiconductor film on the dielectric film.
A method for manufacturing a semiconductor substrate, comprising:
【請求項18】 基板に多孔質層を形成する工程と、 該多孔質上に該基板の組成と同じ組成の単結晶薄膜を形
成する工程と、 該単結晶薄膜上に部分的に誘電体膜を形成する工程と、 該誘電体膜をマスクとして、該基板と格子定数の異なる
半導体膜を形成する工程と、 該該半導体膜を横方向に成長する工程と、 該半導体膜を別の基板に貼り付け転写する工程と、 元の基板を分離する工程とを含んだことを特徴とする半
導体基板の作製法。
18. A step of forming a porous layer on a substrate, a step of forming a single-crystal thin film having the same composition as that of the substrate on the porous body, and partially forming a dielectric film on the single-crystal thin film Forming a semiconductor film having a lattice constant different from that of the substrate using the dielectric film as a mask; growing the semiconductor film in a lateral direction; and applying the semiconductor film to another substrate. A method for manufacturing a semiconductor substrate, comprising a step of attaching and transferring and a step of separating an original substrate.
【請求項19】 前記多孔質層上に単結晶薄膜を形成
後、前記誘体膜を形成し、該誘電体膜をパターニングし
て除去した後、開口から露出している該単結晶薄膜から
半導体膜をエピタキシャル成長させることを特徴とする
請求項15ないし18のいずれか1項記載の半導体基体
の作製法。
19. After forming a single-crystal thin film on the porous layer, forming the inducer film, removing the dielectric film by patterning, removing the semiconductor from the single-crystal thin film exposed from the opening. 19. The method according to claim 15, wherein the film is grown epitaxially.
【請求項20】 前記多孔質層上に前記誘電体膜を形成
し、該誘電体膜をパターニングして除去した後、開口か
ら露出している該多孔質層に単結晶薄膜を形成し、次い
で、開口から露出している該単結晶薄膜から半導体膜を
エピタキシャル成長させることを特徴とする請求項14
ないし18のいずれか1項記載の半導体基板の作製法。
20. forming the dielectric film on the porous layer, patterning and removing the dielectric film, forming a single-crystal thin film on the porous layer exposed from the opening, The semiconductor film is epitaxially grown from the single crystal thin film exposed from the opening.
19. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to any one of items 18 to 18.
【請求項21】 前記基板上に誘電体膜を形成し、該誘
電体膜をパターニングして除去した後、開口から露出し
ている前記基板上に多孔質層を形成後し、次いで、開口
から露出しちえる該多孔質層上に単結晶薄膜層を形成
後、開口から露出している前記単結晶薄膜から半導体膜
をエピタキシャル成長させることを特徴とする請求項1
5ないし18のいずれか1項記載の半導体基板の作製
法。
21. After forming a dielectric film on the substrate, removing the dielectric film by patterning, forming a porous layer on the substrate exposed from the opening, 2. A semiconductor film is epitaxially grown from the single crystal thin film exposed from an opening after forming a single crystal thin film layer on the porous layer which is easily exposed.
19. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to any one of 5 to 18.
【請求項22】 前記半導体膜をMOVPE、CBE、
ハイドライドVPE法により形成することを特徴とする
請求項15ないし21のいずれか1項記載の半導体基板
の作製法。
22. A semiconductor device comprising: MOVPE, CBE,
22. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 15, wherein the semiconductor substrate is formed by a hydride VPE method.
【請求項23】 前記誘電体膜のパターニングを所定の
結晶方向に制御することを特徴とする請求項15ないし
22のいずれか1項記載の半導体基板の作製法。
23. The method according to claim 15, wherein the patterning of the dielectric film is controlled in a predetermined crystal direction.
【請求項24】 前記誘電体膜をストライプ状にパター
ニングし、ストライプの長手方向と[0−1−1]軸と
の成す角が55°から75゜としたことを特徴とする請
求項15ないし22のいずれか1項の半導体基板の作製
法。
24. The dielectric film according to claim 15, wherein an angle between a longitudinal direction of the stripe and the [0-1-1] axis is from 55 ° to 75 °. 22. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to any one of the items 22.
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