JP2021504943A - 歪み平衡半導体構造 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、その両方とも、参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる、2017年11月22日に出願された、米国仮特許出願第62/589,994号、および2017年12月19日に出願された、米国仮特許出願第62/607,857号の35 U.S.C. §119(e)下の利益を主張する。
Claims (20)
- 層状構造であって、
第1の格子定数を有する第1のゲルマニウム基板層と、
第2の格子定数を有し、前記第1のゲルマニウム基板層にわたってエピタキシャルに成長される第2の層であって、前記第2の層は、第1の成分と、第2の成分との複合物を有し、前記第1の成分と前記第2の成分との間に第1の比を有する、第2の層と、
第3の格子定数を有し、前記第2の層にわたってエピタキシャルに成長される第3の層であって、前記第3の層は、第3の成分と、第4の成分との複合物を有し、前記第3の成分と前記第4の成分との間に第2の比を有し、
前記第1の比および前記第2の比は、前記第1の格子定数が、前記第2の格子定数と前記第3の格子定数との間であるように選択される、第3の層と
を備える、層状構造。 - 前記第1の成分は、前記第3の成分と同一であり、前記第2の成分は、前記第4の成分と同一である、請求項1に記載の層状構造。
- 前記第1の成分は、前記第3の成分と異なる、請求項1に記載の層状構造。
- 前記第1の成分、前記第2の成分、前記第3の成分、または前記第4の成分は、AlPと、GaPと、InPと、AlAsと、GaAsと、InAsと、AlSbと、GaSbと、InSbとから成る群から選択されるIII−V族二元合金である、請求項1に記載の層状構造。
- 前記第2の層は、第1の厚さを有し、前記第3の層は、第3の厚さを有し、前記第1の厚さおよび前記第3の厚さは、少なくとも部分的に、前記第1の厚さと、前記第2の厚さと、隣接する層間の格子定数差とによって定義される前記層状構造内の全歪みが、ゼロに近接するように選定される、請求項1に記載の層状構造。
- 前記第3の層にわたって成長される前記第2の層および前記第3の層の繰り返しをさらに備える、請求項1に記載の層状構造。
- 前記層状構造は、垂直共振器面発光レーザ(VCSEL)エピタキシャルウエハとして実装される、請求項1に記載の層状構造。
- VCSELエピタキシャルウエハは、10μm未満の撓み測定値を有する、請求項7に記載の層状構造。
- 前記第1のゲルマニウム基板層は、単一のゲルマニウムウエハであり、前記単一のゲルマニウムウエハの上側表面の格子定数は、バルクゲルマニウム基板と同等である、請求項1に記載の層状構造。
- 前記第1のゲルマニウム基板層は、シリコン層上にある酸化物層上にゲルマニウムウエハを含み、
前記ゲルマニウムウエハの上側表面の格子定数は、バルクゲルマニウム基板と同等である、
請求項1に記載の層状構造。 - 前記第1のゲルマニウム基板層は、シリコン層上にゲルマニウムウエハを含み、
前記ゲルマニウムウエハの上側表面の格子定数は、バルクゲルマニウム基板と同等である、
請求項1に記載の層状構造。 - 前記第1のゲルマニウム基板層は、2つのゲルマニウム副層間に1つ以上の多孔性のゲルマニウム副層を含み、
前記第2の層に隣接する前記第1のゲルマニウム基板層の上側表面の格子定数は、バルクゲルマニウム基板の格子定数と同等である、
請求項1に記載の層状構造。 - 前記第1のゲルマニウム基板層は、第1のゲルマニウム部分と、前記第1のゲルマニウム部分と空間的に重複しない第2のゲルマニウム部分とを有する、パターン化されたゲルマニウムウエハを含み、
前記パターン化されたゲルマニウムウエハ内の第1の領域または第2の領域の上側表面の格子定数は、バルクゲルマニウム基板と同等である、
請求項1に記載の層状構造。 - 前記第1のゲルマニウム基板層は、ゲルマニウムウエハにわたって成長されるゲルマニウムスズ(GexSn1−x、0≦x≦1)ウエハの層状構造を含む、請求項1に記載の層状構造。
- 前記第1のゲルマニウム基板層にわたって成長されるエピタキシャルゲルマニウム層であって、前記エピタキシャルゲルマニウム層は、埋込素子をホストするために使用され、前記埋込素子は、ゲルマニウムAPDと、GaAs PINと、ゲルマニウムトランジスタとから成る群から選択される、エピタキシャルゲルマニウム層
をさらに備える、請求項1に記載の層状構造。 - 第2のゲルマニウム層であって、前記第2のゲルマニウム層は、前記第1の格子定数を有し、前記第3の層の真上または間接的にその上方にある、第2のゲルマニウム層と、
第4の層であって、前記第4の層は、前記第2のゲルマニウム層にわたってエピタキシャルに成長される前記第1の成分と、前記第2の成分とを有し、
前記第4の層の中の前記第1の成分と前記第2の成分との間の第3の比は、前記第2のゲルマニウム層の下方の層からの全歪みを相殺するために使用される前記第4の層の第3の格子定数を提供するために選定される、第4の層と
をさらに備える、請求項1に記載の層状構造。 - 層状構造を成長させるための方法であって、
第1の格子定数を有する第1のゲルマニウム基板層を取得することと、
前記第1のゲルマニウム基板層にわたって、第2の格子定数を有する第2の層をエピタキシャルに構成することであって、前記第2の層は、第1の成分と、第2の成分との複合物を有し、前記第1の成分と前記第2の成分との間に第1の比を有する、ことと、
前記第2の層にわたって、第3の格子定数を有する第3の層をエピタキシャルに構成することであって、前記第3の層は、第3の成分と、第4の成分との複合物を有し、前記第3の成分と前記第4の成分との間に第2の比を有し、
前記第1の比および前記第2の比は、前記第1の格子定数が、前記第2の格子定数と前記第3の格子定数との間であるように選択される、ことと
を含む、方法。 - 前記第3の層の真上または間接的にその上方にある前記第1の格子定数を有する第2のゲルマニウム層を構成することと、
前記第2のゲルマニウム層にわたってエピタキシャルに成長される前記第1の成分と、前記第2の成分とを有する第4の層を構成することであって、
前記第4の層内の前記第1の成分と前記第2の成分との間の第3の比は、前記第2のゲルマニウム層の下方の層からの全歪みを相殺するために使用される前記第4の層の第3の格子定数を提供するために選定される、ことと
をさらに含む、請求項17に記載の方法。 - 前記第2の層は、第1の厚さを有し、前記第3の層は、第3の厚さを有し、前記第1の厚さおよび前記第3の厚さは、少なくとも部分的に、前記第1の厚さと、前記第2の厚さと、隣接する層間の格子定数差とによって定義される前記層状構造内の全歪みが、ゼロに近接するように選択される、請求項17に記載の方法。
- 前記第1のゲルマニウム基板層は、第1のゲルマニウム部分と、前記第1のゲルマニウム部分に空間的に重複しない第2のゲルマニウム部分とを有するパターン化されたゲルマニウムウエハを含み、
前記パターン化されたゲルマニウムウエハ内の第1の領域または第2の領域の上側表面の格子定数は、バルクゲルマニウム基板と同等である、
請求項17に記載の方法。
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