JP2006008432A - Substrate for compound semiconductor growth and producing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、化合物半導体、すなわち、短波長半導体発光素子、高周波及び高効率半導体素子等の製造に用いられる3C−SiC(立方晶炭化ケイ素)やAIN(窒化アルミニウム)等の単結晶膜の気相成長に使用される基板及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a vapor phase of a single crystal film such as 3C-SiC (cubic silicon carbide) or AIN (aluminum nitride) used for manufacturing a compound semiconductor, that is, a short wavelength semiconductor light emitting device, a high frequency and high efficiency semiconductor device, and the like. The present invention relates to a substrate used for growth and a manufacturing method thereof.
従来、この種の化合物半導体成長用基板及びその製造方法としては、多孔質Si(シリコン、ケイ素)単結晶層を有するSi単結晶基板を、非酸化性雰囲気又は真空中で、多孔質Si単結晶層の融点以下の温度で熱処理することにより、多孔質Si単結晶層の表面に、非多孔質のSi単結晶層を形成する半導体基材の作製方法及びその方法により作製された半導体基材が知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, as this kind of compound semiconductor growth substrate and its manufacturing method, a Si single crystal substrate having a porous Si (silicon, silicon) single crystal layer is formed by using a porous Si single crystal in a non-oxidizing atmosphere or in a vacuum. A semiconductor substrate manufacturing method for forming a non-porous Si single crystal layer on the surface of a porous Si single crystal layer by heat treatment at a temperature below the melting point of the layer, and a semiconductor substrate manufactured by the method It is known (see Patent Document 1).
ここで、多孔質Si単結晶は、ポーラスSiとも呼ばれ、まるでスポンジの如くSi単結晶に外方へ開孔した微細な多数の穴(直径数nmの孔)が含まれることが知られている。
多孔質Si単結晶層は、Si単結晶基板にその表面から数nm〜数μmの深さ、あるいはSi単結晶基板の厚さ方向全域に形成可能なことが知られており、たとえ厚さ方向全域に多孔質Si単結晶層を形成しても、多孔質Si単結晶層単体で基板として利用可能である。これらは、多孔質Si単結晶基板と呼ばれる。
Here, the porous Si single crystal is also called porous Si, and is known to contain a large number of fine holes (holes with a diameter of several nm) opened outward in the Si single crystal like a sponge. Yes.
It is known that the porous Si single crystal layer can be formed on the Si single crystal substrate at a depth of several nm to several μm from the surface thereof, or in the entire thickness direction of the Si single crystal substrate. Even if a porous Si single crystal layer is formed over the entire area, the porous Si single crystal layer alone can be used as a substrate. These are called porous Si single crystal substrates.
しかし、従来の化合物半導体成長用基板は、気相成長によって積層される半導体がSi単結晶基板と同種のSi単結晶膜の場合には不具合がないものの、Si単結晶基板と異種の化合物半導体単結晶膜の場合には格子不整合あるいは熱膨張係数差による応力に起因すると考えられる転位等の結晶欠陥を高密度で発生させ、実用に耐え得ない不具合がある。
本発明は、化合物半導体を高品質なものとし得る化合物半導体成長用基板及びその製造方法の提供を課題とする。 It is an object of the present invention to provide a compound semiconductor growth substrate that can make a compound semiconductor of high quality and a method for manufacturing the same.
本発明の第1の化合物半導体成長用基板は、Si単結晶基板上に外方へ開孔し、かつ、表面が厚さ0.1〜100nmの3C−SiC単結晶層によって被覆された多孔質Si単結晶層が形成されていることを特徴とする。 The first compound semiconductor growth substrate of the present invention is a porous substrate which is opened outward on a Si single crystal substrate and whose surface is covered with a 3C-SiC single crystal layer having a thickness of 0.1 to 100 nm. A Si single crystal layer is formed.
第2の化合物半導体成長用基板は、Si単結晶基板上に外方へ開孔した多孔質3C−SiC単結晶層が形成されていることを特徴とする。 The second compound semiconductor growth substrate is characterized in that a porous 3C—SiC single crystal layer opened outward is formed on a Si single crystal substrate.
第3の化合物半導体成長用基板は、Si単結晶基板上に外方へ開孔した多孔質Si単結晶層、厚さ0.1〜5μmのSi単結晶層及び3C−SiC単結晶層が順に形成されていることを特徴とする。 In the third compound semiconductor growth substrate, a porous Si single crystal layer opened outward on the Si single crystal substrate, a Si single crystal layer having a thickness of 0.1 to 5 μm, and a 3C-SiC single crystal layer are sequentially formed. It is formed.
又、第4の化合物半導体成長用基板は、第3の化合物半導体成長用基板からSi単結晶基板が多孔質Si単結晶層の分断剥離によって除去されていることを特徴とする。 The fourth compound semiconductor growth substrate is characterized in that the Si single crystal substrate is removed from the third compound semiconductor growth substrate by dividing and peeling the porous Si single crystal layer.
一方、第1の化合物半導体成長用基板の製造方法は、Si単結晶基板の上部を多孔質化して外方へ開孔した多孔質Si単結晶層を形成した後、多孔質Si単結晶層に炭素原料雰囲気において800〜1400℃の温度で熱処理を施してその表層部を表面から0.1〜100nmの深さに及んで炭化することを特徴とする。 On the other hand, in the first method for manufacturing a compound semiconductor growth substrate, the upper part of the Si single crystal substrate is made porous, and after forming a porous Si single crystal layer opened outward, the porous Si single crystal layer is formed into a porous Si single crystal layer. Heat treatment is performed at a temperature of 800 to 1400 ° C. in a carbon raw material atmosphere, and the surface layer portion is carbonized to a depth of 0.1 to 100 nm from the surface.
第2の化合物半導体成長用基板の製造方法は、Si単結晶基板の上部を多孔質化して外方へ開孔した多孔質Si単結晶層を形成した後、多孔質Si単結晶層に炭素原料雰囲気において800〜1400℃の温度で熱処理を施してその全部を炭化することを特徴とする。 The second method for producing a substrate for semiconductor growth is to form a porous Si single crystal layer having a porous upper portion of the Si single crystal substrate that is open to the outside, and then forming a carbon raw material on the porous Si single crystal layer. A heat treatment is performed at a temperature of 800 to 1400 ° C. in an atmosphere to carbonize the whole.
第3の化合物半導体成長用基板の製造方法は、Si単結晶基板の上部を多孔質化して外方へ開孔した多孔質Si単結晶層を形成した後、多孔質Si単結晶層上に気相成長により厚さ0.1〜5μmのSi単結晶層を積層し、しかる後に、Si単結晶層に炭素原料雰囲気において800〜1400℃の温度で熱処理を施してその上部を炭化することを特徴とする。 According to a third method for manufacturing a compound semiconductor growth substrate, an upper portion of a Si single crystal substrate is made porous to form a porous Si single crystal layer that is opened outward, and then a gas is formed on the porous Si single crystal layer. A Si single crystal layer having a thickness of 0.1 to 5 μm is laminated by phase growth, and thereafter, the Si single crystal layer is subjected to a heat treatment at a temperature of 800 to 1400 ° C. in a carbon raw material atmosphere to carbonize the upper part. And
又、第4の化合物半導体成長用基板の製造方法は、第3の方法におけるSi単結晶層の上部の炭化後、Si単結晶基板を多孔質Si単結晶層の分断剥離によって除去することを特徴とする。 The fourth method for manufacturing a compound semiconductor growth substrate is characterized in that after the carbonization of the upper portion of the Si single crystal layer in the third method, the Si single crystal substrate is removed by separating and peeling the porous Si single crystal layer. And
本発明の第1の化合物半導体成長用基板及びその製造方法によれば、多孔質Si単結晶層の表面の3C−SiC単結晶層が緩衝層として機能するので、化合物半導体の単結晶膜を積層する際、格子不整合による化合物半導体の欠陥発生を低減することができる。
又、多孔質Si単結晶層が熱膨張係数差に起因した応力による化合物半導体の欠陥発生を低減することができ、化合物半導体を高品質なものとすることができる。
According to the first compound semiconductor growth substrate and the method of manufacturing the same of the present invention, the 3C-SiC single crystal layer on the surface of the porous Si single crystal layer functions as a buffer layer. In this case, the generation of defects in the compound semiconductor due to lattice mismatch can be reduced.
Further, the generation of defects in the compound semiconductor due to the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient of the porous Si single crystal layer can be reduced, and the quality of the compound semiconductor can be improved.
第2の化合物半導体成長用基板及びその製造方法によれば、3C−SiC単結晶層が緩衝層として機能するので、化合物半導体の単結晶膜を積層する際、格子不整合による化合物半導体の欠陥発生を低減することができる。
又、多孔質3C−SiC単結晶層が熱膨張係数差に起因した応力による化合物半導体の欠陥発生を低減することができ、化合物半導体を高品質なものとすることができる。
According to the second compound semiconductor growth substrate and the manufacturing method thereof, the 3C-SiC single crystal layer functions as a buffer layer. Therefore, when a single crystal film of the compound semiconductor is stacked, a defect of the compound semiconductor is generated due to lattice mismatch. Can be reduced.
Further, the porous 3C—SiC single crystal layer can reduce the occurrence of defects in the compound semiconductor due to stress caused by the difference in thermal expansion coefficient, and the compound semiconductor can be made high quality.
第3の化合物半導体成長用基板及びその製造方法によれば、第1のもの及びその製造方法による作用効果の他、非多孔質であるSi単結晶層が、多孔質Si単結晶層によって発生する段差を埋めることで表面は原子レベルで平坦になるので、化合物半導体の単結晶膜を積層する際、段差による化合物半導体の欠陥発生を低減することができ、化合物半導体を一層高品質なものとすることができる。 According to the third compound semiconductor growth substrate and the manufacturing method thereof, the non-porous Si single crystal layer is generated by the porous Si single crystal layer in addition to the effects of the first and the manufacturing method. Since the surface is flattened at the atomic level by filling the step, the generation of defects in the compound semiconductor due to the step can be reduced when the compound semiconductor single crystal film is stacked, and the compound semiconductor is made of higher quality. be able to.
又、第4の化合物半導体成長用基板及びその製造方法によれば、Si単結晶基板による影響が全くなくなるので、化合物半導体の単結晶膜を積層する際、格子不整合による及び熱膨張係数差に起因した応力による化合物半導体の欠陥発生を皆無とすることができ、化合物半導体を極めて高品質なものとすることができる。 In addition, according to the fourth compound semiconductor growth substrate and its manufacturing method, the influence of the Si single crystal substrate is completely eliminated. Therefore, when the single crystal film of the compound semiconductor is laminated, the difference in thermal expansion coefficient is caused by lattice mismatch. The generation of defects in the compound semiconductor due to the resulting stress can be eliminated, and the compound semiconductor can be made extremely high quality.
Si単結晶基板は、(100)面又は(111)面のいずれであってもよい。 又、Si単結晶基板の厚さは、100〜1000μmが好ましく、より好ましくは300〜800μmである。
Si単結晶基板の厚さが、100μm未満であると、機械的強度不足となる。一方、1000μmを超えると、経済的な損失となる。
The Si single crystal substrate may be either the (100) plane or the (111) plane. Further, the thickness of the Si single crystal substrate is preferably 100 to 1000 μm, more preferably 300 to 800 μm.
When the thickness of the Si single crystal substrate is less than 100 μm, the mechanical strength is insufficient. On the other hand, when it exceeds 1000 μm, an economic loss occurs.
多孔質Si単結晶層の表面を被覆する3C−SiC単結晶層の厚さが、0.1nm未満であると、緩衝層としての機能不足となる。一方、100nmを超えるのは、多孔質Siの物理的な寸法から困難となる。
多孔質Si単結晶層の表面を被覆する3C−SiC単結晶層の厚さは、1〜50nmがより好ましい。
又、多孔質Si単結晶層の厚さは、100nm〜1000μmが好ましく、より好ましくは、1〜100μmである。
多孔質Si単結晶層の厚さが、100nm未満であると、緩衝層としての機能不足となる。一方、1000μmを超えると、経済的な損失となる。
When the thickness of the 3C—SiC single crystal layer covering the surface of the porous Si single crystal layer is less than 0.1 nm, the function as a buffer layer is insufficient. On the other hand, exceeding 100 nm becomes difficult due to the physical dimensions of porous Si.
The thickness of the 3C—SiC single crystal layer covering the surface of the porous Si single crystal layer is more preferably 1 to 50 nm.
The thickness of the porous Si single crystal layer is preferably 100 nm to 1000 μm, and more preferably 1 to 100 μm.
When the thickness of the porous Si single crystal layer is less than 100 nm, the function as a buffer layer is insufficient. On the other hand, when it exceeds 1000 μm, an economic loss occurs.
多孔質3C−SiC単結晶層の厚さは、100nm〜1000μmが好ましく、より好ましくは、1〜100μmである。
多孔質3C−SiC単結晶層の厚さが、100nm未満であると、緩衝層としての機能不足となる。一方、1000μmを超えると、経済的な損失となる。
The thickness of the porous 3C—SiC single crystal layer is preferably 100 nm to 1000 μm, and more preferably 1 to 100 μm.
When the thickness of the porous 3C—SiC single crystal layer is less than 100 nm, the function as a buffer layer is insufficient. On the other hand, when it exceeds 1000 μm, an economic loss occurs.
Si単結晶層の厚さが、0.1μm未満であると、その表面が平坦でなくなる。一方、5μmを超えると、品質の向上が恒常的となり、原料の浪費となる。
Si単結晶層の厚さは、0.2〜2μmがより好ましい。
3C−SiC単結晶層の厚さは、1〜100nmが好ましく、より好ましくは5〜50nmである。
3C−SiC単結晶層の厚さが、1nm未満であると、緩衝層としての機能不足となる。一方、100nmを超えると経済的な損失となる。
When the thickness of the Si single crystal layer is less than 0.1 μm, the surface is not flat. On the other hand, when the thickness exceeds 5 μm, the improvement in quality becomes constant and the raw material is wasted.
The thickness of the Si single crystal layer is more preferably 0.2 to 2 μm.
The thickness of the 3C—SiC single crystal layer is preferably 1 to 100 nm, more preferably 5 to 50 nm.
When the thickness of the 3C—SiC single crystal layer is less than 1 nm, the function as a buffer layer is insufficient. On the other hand, if it exceeds 100 nm, an economic loss occurs.
Si単結晶基板の上部の多孔質化の方法としては、HF(フッ酸、フッ化水素酸)及びエタノールを含む水溶液中で直流バイアスにより陽極化成処理を行う陽極化成法、HNO3(硝酸)やHF中にSi単結晶基板を浸漬する化学エッチング法等が挙げられる。
多孔質Si単結晶層を炭化する熱処理度が、800℃未満であると、反応が起こらず炭化不足となる。一方、1400℃を超えると、Si融点を越えて物理的に困難となる。
多孔質Si単結晶層を炭化する熱処理温度は、1000〜1200℃がより好ましい。
炭素原料としてはC3H8(プロパン)、CH4(メタン)、C4H10(ブタン)等のパラフィン炭化水素の如く炭素が含まれていればよく、かつ、気体、液体等の状態を問わない。
又、炭素原料は、水素等で希釈して用いてもよい。
Examples of the method for making the upper part of the Si single crystal substrate porous include an anodizing method in which an anodizing treatment is performed by a direct current bias in an aqueous solution containing HF (hydrofluoric acid, hydrofluoric acid), ethanol, HNO 3 (nitric acid), The chemical etching method etc. which immerse a Si single crystal substrate in HF are mentioned.
If the degree of heat treatment for carbonizing the porous Si single crystal layer is less than 800 ° C., no reaction occurs and carbonization is insufficient. On the other hand, when it exceeds 1400 ° C., it becomes physically difficult to exceed the Si melting point.
As for the heat processing temperature which carbonizes a porous Si single crystal layer, 1000-1200 degreeC is more preferable.
The carbon material only needs to contain carbon such as paraffin hydrocarbons such as C 3 H 8 (propane), CH 4 (methane), C 4 H 10 (butane), etc. It doesn't matter.
The carbon raw material may be diluted with hydrogen or the like.
非多孔質であるSi単結晶層の気相成長温度は、800〜1200℃が好ましく、より好ましくは900〜1100℃である。
Si単結晶層の気相成長温度が、800℃未満であると、原料が分解せず成長が起こらない。一方、1200℃を超えると、不純物汚染が顕著となる。
Si単結晶層の気相成長の原料ガスとしては、SiH4(モノシラン)等の水素化ケイ素原料の他、SiH2Cl2(ジクロロシラン)、SiHCl3(トリクロロシラン)等の塩化シラン系原料が用いられる。
The vapor phase growth temperature of the non-porous Si single crystal layer is preferably 800 to 1200 ° C, more preferably 900 to 1100 ° C.
When the vapor phase growth temperature of the Si single crystal layer is less than 800 ° C., the raw material is not decomposed and growth does not occur. On the other hand, when it exceeds 1200 ° C., impurity contamination becomes significant.
The raw material gas for vapor phase growth of the Si single crystal layer includes a silicon hydride source material such as SiH 2 Cl 2 (dichlorosilane) and SiHCl 3 (trichlorosilane) as well as a silicon hydride source material such as SiH 4 (monosilane). Used.
表層部が炭化された多孔質Si単結晶層の分断剥離には、熱衝撃、レーザカッタ、超音波カッタ、ウェットエッチング等が用いられる。 Thermal shock, laser cutter, ultrasonic cutter, wet etching, or the like is used for parting and peeling of the porous Si single crystal layer whose surface layer is carbonized.
化合物半導体成長用基板に気相成長される化合物半導体としては、3C−SiC、c−BP(立方晶リン化ホウ素)等の他、AIN(窒化アルミニウム)、InN(窒化インジウム)及び立方晶又は六方晶のGaN(窒化ガリウム)等の窒化物と呼ばれるものが挙げられる。 Compound semiconductors that are vapor-grown on a compound semiconductor growth substrate include 3C-SiC, c-BP (cubic boron phosphide), AIN (aluminum nitride), InN (indium nitride), and cubic or hexagonal. Examples thereof include nitrides such as crystal GaN (gallium nitride).
図1は、本発明に係る化合物半導体成長用基板の実施例1を示す概念的な断面図である。 FIG. 1 is a conceptual cross-sectional view showing Example 1 of a compound semiconductor growth substrate according to the present invention.
この化合物半導体成長用基板1は、厚さ300μmのSi単結晶基板2上に、外方(図1においては上方)へ開孔し、かつ、表面が厚さ1nmの3C−SiC単結晶層3によって被覆された厚さ10μmの多孔質Si単結晶4が形成されているものである。
This compound
上述した化合物半導体成長用基板1を製造するには、先ず、HF及びエタノールを含む水溶液中に厚さ300μmのSi単結晶基板と白金格子電極(いずれも図示せず)とを対向させて浸漬し、かつ、Si単結晶基板に設けたアルミ電極を陽極、白金格子電極を陰極として直流電源により給電しながら陽極化成処理を行い、HFとの接触面であるSi単結晶基板2の上面から10μmの深さに亘り多孔質化して多孔質Si単結晶層4′を形成する(図2参照)。
In order to manufacture the above-described compound
次に、多孔質Si単結晶層4′に、C3H8ガス雰囲気において1000℃の温度で熱処理を施し(図2参照)、多孔質Si単結晶層4′の表層部を表面から1nm程度の深さに及んで炭化して3C−SiC単結晶層3(図1参照)を形成する。
なお、3C−SiC単結晶層3の厚さは、多孔質Si単結晶層4′の多孔度、炭素原料雰囲気での熱処理における時間や温度で調整することが可能である。
Next, the porous Si
The thickness of the 3C—SiC single crystal layer 3 can be adjusted by the porosity of the porous Si
ここで、上述した化合物半導体成長用基板1を使用し、原料ガスとしてSiH4 (モノシラン)及びC3H8を用いると共に、1150℃の温度で、化合物半導体として厚さ5μmの3C−SiC単結晶膜を気相成長により積層し、その結晶欠陥を調べる一方、実施例1の多孔質Si単結晶層に酸化処理を施したものを比較のための従来の化合物半導体成長用基板として使用し、上述した場合と同様に3C−SiC単結晶膜を積層してその結晶欠陥を調べたところ、実施例1のものの化合物半導体の欠陥が従来のもののそれの1/10程度に低減した。
ちなみに、従来の化合物半導体成長用基板において多孔質Si単結晶層に酸化処理を施すのは、多孔質Si単結晶層が熱処理によって再構築されるのを阻止するためであり、酸化処理は、O2(酸素)ガス雰囲気において300〜500℃の温度で熱処理したり、あるいは、酸化剤(例えば、H2O2:過酸化水素水)を含む化学薬品に浸す方法がとられる。
Here, using the compound
Incidentally, the reason why the porous Si single crystal layer is oxidized in the conventional compound semiconductor growth substrate is to prevent the porous Si single crystal layer from being reconstructed by heat treatment. 2 A heat treatment is performed at a temperature of 300 to 500 ° C. in a (oxygen) gas atmosphere, or a method of immersing in a chemical containing an oxidizing agent (for example, H 2 O 2 : hydrogen peroxide solution).
図3は、本発明に係る化合物半導体成長用基板の実施例2を示す概念的な断面図である。 FIG. 3 is a conceptual cross-sectional view showing Example 2 of a compound semiconductor growth substrate according to the present invention.
この化合物半導体成長用基板5は、厚さ300μmのSi単結晶基板6上に、外方(図3においては上方)へ開孔した厚さ10μmの多孔質3C−SiC単結晶層7が形成されているものである。
In this compound
上述した化合物半導体成長用基板5を製造するには、先ず、厚さ300μmのSi単結晶基板6の上部を実施例1と同様に多孔質化して外方へ開孔した厚さ10μmの多孔質Si単結晶層7′を形成する(図4参照)。
In order to manufacture the compound
次に、多孔質Si単結晶層7′に、C3H8ガス雰囲気において1000℃の温度で熱処理を施し(図4参照)、多孔質Si単結晶層7′の全部を炭化して多孔質3C−SiC単結晶層7(図3参照)に変成する。
なお、多孔質3C−SiC単結晶層7の厚さは、多孔質Si単結晶層7′の多孔度、炭素原料雰囲気での熱処理における時間や温度で調整することが可能であ
る。
Next, the porous Si
The thickness of the porous 3C—SiC
ここで、上述した化合物半導体成長用基板5を使用し、原料ガスとしてSiH4及びC3H8を用いると共に、1150℃の温度で、化合物半導体として厚さ5μmの3C−SiC単結晶膜を気相成長により積層し、その結晶欠陥を調べる一方、前述した多孔質Si単結晶層7′を炭化することなく、それに酸化処理を施したものを比較のための従来の化合物半導体成長用基板として使用し、上述した場合と同様に3C−SiC単結晶膜を積層してその結晶欠陥を調べたところ、実施例2のものの化合物半導体の欠陥が従来のもののそれの1/10程度に低
減した。
Here, the above-described compound
図5は、本発明に係る化合物半導体成長用基板の実施例3を示す概念的な断面図である。 FIG. 5 is a conceptual sectional view showing Example 3 of a compound semiconductor growth substrate according to the present invention.
この化合物半導体成長用基板8は、厚さ300μmのSi単結晶基板9上に、外方(図5においては上方)へ開孔した厚さ10μmの多孔質Si単結晶層10、厚さ1μmの非多孔質であるSi単結晶層11及び厚さ1nmの3C−SiC単結晶層12が順に形成されているものである。
This compound
上述した化合物半導体成長用基板8を製造するには、先ず、厚さ300μmのSi単結晶基板9の上部を実施例1と同様に多孔質化して外方へ開孔して、厚さ10μmの多孔質Si単結晶層10(図6(a)参照)を形成する。
In order to manufacture the compound
次に、多孔質Si単結晶層10上に、SiH4ガス雰囲気、1000℃の条件の気相成長条件で(図6(a)参照)、厚さ1μmの非多孔質であるSi単結晶層11(図6(b)参照)を積層する。
Next, a non-porous Si single crystal layer having a thickness of 1 μm is formed on the porous Si
次いで、Si単結晶層11上にC3H8ガス雰囲気において1000℃の温度で熱処理を施し(図6(b)参照)、Si単結晶層11の上部を表面から1nmの深さに及んで炭化して3C−SiC単結晶層12(図5参照)に変成する。
Next, heat treatment is performed on the Si
ここで、上述した化合物半導体成長用基板8を使用し、原料ガスとしてSiH4及びC3H8を用いると共に、1150℃の温度で、化合物半導体として厚さ5μmの3C−SiC単結晶膜を気相成長により積層し、その結晶欠陥を調べる一方、前述したSi単結晶層11の上部に炭化処理を施すことなくそのままとしたものを比較のための従来の化合物半導体成長用基板として使用し、上述した場合と同様に3C−SiC単結晶膜を積層してその結晶欠陥を調べたところ、実施例3のものの化合物半導体の欠陥が従来のもののそれの1/100程度に低減した。
Here, the above-described compound
図7は、本発明に係る化合物半導体成長用基板の実施例4を示す概念的な断面図である。 FIG. 7 is a conceptual sectional view showing Example 4 of the compound semiconductor growth substrate according to the present invention.
この化合物半導体成長用基板13は、実施例1〜3のものがSi単結晶基板2,6,9付きのものであるのに対し、自立基板となるものであり、実施例3の化合物半導体成長用基板8からSi単結晶基板9を多孔質Si単結晶層11の分断剥離によって除去するようにして、厚さ1μmのSi層単結晶層10上に厚さ100μmの3C−SiC単結晶層12′が形成されているものである。
This compound
上述した化合物半導体成長用基板13を製造するには、先ず、実施例3の化合物半導体成長用基板8を使用し、原料ガスとしてSiH4及びC3H8を用いると共に、1150℃の温度で、厚さ100μmの3C−SiC単結晶層12′を気相成長により積層する。
次に、3C−SiC単結晶層12′の気相成長後の降温過程400℃において、Si単結晶層11とSi単結晶基板9とを熱衝撃により多孔質Si単結晶層10のところで分断剥離してSi単結晶基板9を除去し、残余の多孔質Si単結晶層10をHF等により除去する。
In order to manufacture the compound
Next, in the temperature lowering process 400 ° C. after the vapor phase growth of the 3C—SiC
ここで、上述した化合物半導体成長用基板13を使用し、原料ガスとしてSiH4及びC3H8を用いると共に、1150℃の温度で、化合物半導体として厚さ5μmの3C−SiC単結晶膜を気相成長により積層し、その結晶欠陥を調べる一方、前述した実施例3の化合物半導成長用基板8を比較のための従来の化合物半導体成長用基板として使用し、上述した場合と同様に3C−SiC単結晶膜を積層してその結晶欠陥を調べたところ、実施例4のものの化合物半導体の欠陥が従来のもののそれの1/1000程度に低減した。
Here, using the above-described compound
2 Si単結晶基板
3 3C−SiC単結晶層
4 多孔質Si単結晶層
6 Si単結晶基板
7 多孔質3C−SiC単結晶層
9 Si単結晶基板
10 多孔質Si単結晶層
11 Si単結晶層
12 3C−SiC単結晶層
12′3C−SiC単結晶層
2 Si single crystal substrate 3 3C-SiC
Claims (8)
8. A compound semiconductor growth substrate according to claim 7, wherein after the carbonization of the upper part of the Si single crystal layer in the compound semiconductor substrate manufacturing method according to claim 7, the Si single crystal substrate is removed by divided peeling of the porous Si single crystal layer. Production method.
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