JP3207098B2 - 炭化ケイ素からなる単結晶を含む層状構造、その単結晶を形成する方法、及び基板上に炭化物を形成するプロセス - Google Patents
炭化ケイ素からなる単結晶を含む層状構造、その単結晶を形成する方法、及び基板上に炭化物を形成するプロセスInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、層状半導体構造に
関する。具体的には、本発明は、基板と単結晶半導体層
を含む層状半導体構造に関する。
関する。具体的には、本発明は、基板と単結晶半導体層
を含む層状半導体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭化ケイ素（ＳｉＣ）は、多数の電子装
置に応用できる可能性の高いバンドギャップの大きい半
導体である。その広範な用途に対する重要な障害は、直
径の大きい高品質基板を経済的に成長させることができ
ないこと、および電子装置にとって十分な品質の基板を
成長させることができないことである。これらの問題を
克服するために、シリコン上に炭化ケイ素を成長させる
多くの試みが行われている。しかしながら、大きい格子
不整合（２５％）が高品質の炭化ケイ素の成長を妨げて
いる。多形体結晶構造が現れるため、さらに事態が複雑
になる。
置に応用できる可能性の高いバンドギャップの大きい半
導体である。その広範な用途に対する重要な障害は、直
径の大きい高品質基板を経済的に成長させることができ
ないこと、および電子装置にとって十分な品質の基板を
成長させることができないことである。これらの問題を
克服するために、シリコン上に炭化ケイ素を成長させる
多くの試みが行われている。しかしながら、大きい格子
不整合（２５％）が高品質の炭化ケイ素の成長を妨げて
いる。多形体結晶構造が現れるため、さらに事態が複雑
になる。
【０００３】炭化ケイ素をシリコン上に成長させるのに
広く使用される１つの方法は、炭素の薄い層をシリコン
上に付着させることである。炭素は、不均一気相核生成
か直接炭素付着のどちらかによって付着し、次いでこの
炭素を反応させてシリコン炭素層を形成する。本書で
は、このプロセスを炭化と呼ぶ。この炭化物層は、その
後の炭化ケイ素成長用のシードの働きをする。この方法
の主要な問題は、形成された炭化物テンプレート層に欠
陥が多いことである。
広く使用される１つの方法は、炭素の薄い層をシリコン
上に付着させることである。炭素は、不均一気相核生成
か直接炭素付着のどちらかによって付着し、次いでこの
炭素を反応させてシリコン炭素層を形成する。本書で
は、このプロセスを炭化と呼ぶ。この炭化物層は、その
後の炭化ケイ素成長用のシードの働きをする。この方法
の主要な問題は、形成された炭化物テンプレート層に欠
陥が多いことである。
【０００４】この初期層内に欠陥があると、この層がそ
の後の炭化ケイ素成長用のシードとなるので、この炭化
の際に成長した層の欠陥密度に大きな影響を及ぼす。形
成された炭化物テンプレート層は、格子不整合のためだ
けでなく、各種の反応気体（主に炭化水素）のクラッキ
ングに必要な高温のために欠陥が多くなる。高温によ
り、新しく形成された炭化ケイ素層を横切るシリコンの
拡散が増加し、この臨界炭化層内に空隙が形成される。
の後の炭化ケイ素成長用のシードとなるので、この炭化
の際に成長した層の欠陥密度に大きな影響を及ぼす。形
成された炭化物テンプレート層は、格子不整合のためだ
けでなく、各種の反応気体（主に炭化水素）のクラッキ
ングに必要な高温のために欠陥が多くなる。高温によ
り、新しく形成された炭化ケイ素層を横切るシリコンの
拡散が増加し、この臨界炭化層内に空隙が形成される。
【０００５】さらに、現在では、光通信およびシリコン
・ベースの論理回路が、分離処理方法を使用する明確な
技術である。デバイス用の市販の材料として直接バンド
ギャップ半導体、例えば窒化ケイ素を開発する際の主要
な問題は、適切な基板がないことである。
・ベースの論理回路が、分離処理方法を使用する明確な
技術である。デバイス用の市販の材料として直接バンド
ギャップ半導体、例えば窒化ケイ素を開発する際の主要
な問題は、適切な基板がないことである。
【０００６】さらに、現在、非常に高価な炭化ケイ素の
直径１インチまたは２インチの基板を使用して、炭化ケ
イ素ベースの高温ＦＥＴが製造されている。
直径１インチまたは２インチの基板を使用して、炭化ケ
イ素ベースの高温ＦＥＴが製造されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
の従来技術の問題を克服することである。具体的には、
本発明の目的は、直径の大きい（例えば８インチ）高品
質の炭化ケイ素が形成された基板を提供することであ
る。
の従来技術の問題を克服することである。具体的には、
本発明の目的は、直径の大きい（例えば８インチ）高品
質の炭化ケイ素が形成された基板を提供することであ
る。
【０００８】さらに、本発明の目的は、光学材料を、例
えばシリコン・ウエハ上に直接に集積することである。
えばシリコン・ウエハ上に直接に集積することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板と、基板
上に形成された誘電体層と、誘電体層上に形成された単
結晶層とを含む層状構造に関する。単結晶層は、約２０
０〜２００００オングストロームの厚さを有し、少なく
とも第１の元素と誘電体層上の第２の元素の初期単結晶
層との化学反応によって形成される。本発明の成功に
は、第２の元素が、約１００〜１００００オングストロ
ームの初期厚さを有することが重要である。
上に形成された誘電体層と、誘電体層上に形成された単
結晶層とを含む層状構造に関する。単結晶層は、約２０
０〜２００００オングストロームの厚さを有し、少なく
とも第１の元素と誘電体層上の第２の元素の初期単結晶
層との化学反応によって形成される。本発明の成功に
は、第２の元素が、約１００〜１００００オングストロ
ームの初期厚さを有することが重要である。
【００１０】本発明はまた、第１の基板上に化合物の単
結晶層を形成する方法に関する。この方法は、厚さ約１
００〜１００００オングストロームの第１の元素の第２
の単結晶基板の主表面を、第１の基板の主表面に結合す
ることを含む。第２の元素を第２の基板の第１の元素と
化学反応させて、化合物の単結晶層を形成する。
結晶層を形成する方法に関する。この方法は、厚さ約１
００〜１００００オングストロームの第１の元素の第２
の単結晶基板の主表面を、第１の基板の主表面に結合す
ることを含む。第２の元素を第２の基板の第１の元素と
化学反応させて、化合物の単結晶層を形成する。
【００１１】本発明の他の様態は、約０．０１〜０．０
２オングストローム／秒の低い速度で、約８００〜１３
００Ｋの低い温度で固体炭素源から炭素を付着させるこ
とによって、基板上に炭化物単結晶層を設けることを含
む。次いで、この構造を約１２００〜１３００Ｋの温度
にまで加熱し、下地の基板との化学反応によって炭素層
を炭化物に変換する。
２オングストローム／秒の低い速度で、約８００〜１３
００Ｋの低い温度で固体炭素源から炭素を付着させるこ
とによって、基板上に炭化物単結晶層を設けることを含
む。次いで、この構造を約１２００〜１３００Ｋの温度
にまで加熱し、下地の基板との化学反応によって炭素層
を炭化物に変換する。
【００１２】本発明の他の様態によれば、前述のように
形成された構造は、さらに導電性を有する。
形成された構造は、さらに導電性を有する。
【００１３】具体的には、本発明は、単結晶層上に半導
体層を含む。
体層を含む。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の構造の形成を概
略的に表したものである。具体的には、シリコンなどの
基板１が設けられており、その上に誘電体層２が設けら
れている。適切な誘電体層２の例は、二酸化ケイ素、窒
化シリコン、ホウケイ酸塩などのガラスである。誘電体
層は、一般に、厚さ約１０００〜２００００オングスト
ロームであり、好ましくは約１０００〜５０００オング
ストローム、最も好ましくは約２０００オングストロー
ムである。
略的に表したものである。具体的には、シリコンなどの
基板１が設けられており、その上に誘電体層２が設けら
れている。適切な誘電体層２の例は、二酸化ケイ素、窒
化シリコン、ホウケイ酸塩などのガラスである。誘電体
層は、一般に、厚さ約１０００〜２００００オングスト
ロームであり、好ましくは約１０００〜５０００オング
ストローム、最も好ましくは約２０００オングストロー
ムである。
【００１５】誘電体層は、ＣＶＤ（化学気相付着法）な
どの周知の技法によって提供でき、一酸化ケイ素や二酸
化ケイ素の場合は、シリコン基板の熱酸化によって提供
できる。
どの周知の技法によって提供でき、一酸化ケイ素や二酸
化ケイ素の場合は、シリコン基板の熱酸化によって提供
できる。
【００１６】結晶材料の比較的薄い層３を、誘電体層２
の上に形成する。この層３は、約１００〜１００００オ
ングストロームの厚さを有し、好ましくは約２００〜１
０００オングストローム、最も好ましくは約２００〜３
００オングストロームの厚さを有する。本発明の成功に
は、層３が比較的薄く、結晶質であることが重要であ
る。層は、シリコンが好ましい。この層３は、ボンド・
エッチバック技法（ＢＥＳＯＩ）またはサイモックス
法、またはラテラル・エピタキシャル成長法によって形
成できる。
の上に形成する。この層３は、約１００〜１００００オ
ングストロームの厚さを有し、好ましくは約２００〜１
０００オングストローム、最も好ましくは約２００〜３
００オングストロームの厚さを有する。本発明の成功に
は、層３が比較的薄く、結晶質であることが重要であ
る。層は、シリコンが好ましい。この層３は、ボンド・
エッチバック技法（ＢＥＳＯＩ）またはサイモックス
法、またはラテラル・エピタキシャル成長法によって形
成できる。
【００１７】次いで、この層３を、第２の異なる元素と
の化学反応によって化合物の単結晶層に変換する。
の化学反応によって化合物の単結晶層に変換する。
【００１８】図１は、第２の元素４として炭素を付着す
ることを示す。他の第２の元素としては、ゲルマニウ
ム、コバルト、チタンおよびタンタルでもよい。炭素
は、固体炭素源からか、またはあまり好ましくないが不
均一気相核生成によって付着できる。
ることを示す。他の第２の元素としては、ゲルマニウ
ム、コバルト、チタンおよびタンタルでもよい。炭素
は、固体炭素源からか、またはあまり好ましくないが不
均一気相核生成によって付着できる。
【００１９】層４の厚さは、欠陥の核生成なしに均一な
単結晶層を形成するのに十分薄い厚さである層３の厚さ
に等しいか、または少なくとも±１０％の誤差でほぼ等
しくする。
単結晶層を形成するのに十分薄い厚さである層３の厚さ
に等しいか、または少なくとも±１０％の誤差でほぼ等
しくする。
【００２０】次いで、層３／層４の二分子層（例えば、
Ｃ／Ｓｉ）を、一般に約９００〜１７７０Ｋ、好ましく
は１０７０〜１１７０Ｋの温度で反応させて、均一な単
結晶層５を形成する。反応速度は、温度に直接関係し、
層５の品質を制御するために、温度をできるだけ低く
（例えば１０７０Ｋ）維持することが好ましい。シリコ
ンや炭素の場合、そのような層は、炭化ケイ素、通常は
３ｃ−ＳｉＣである。次いで、この層５は、その後の炭
化ケイ素またはその他の半導体の付着用のテンプレート
として使用される。
Ｃ／Ｓｉ）を、一般に約９００〜１７７０Ｋ、好ましく
は１０７０〜１１７０Ｋの温度で反応させて、均一な単
結晶層５を形成する。反応速度は、温度に直接関係し、
層５の品質を制御するために、温度をできるだけ低く
（例えば１０７０Ｋ）維持することが好ましい。シリコ
ンや炭素の場合、そのような層は、炭化ケイ素、通常は
３ｃ−ＳｉＣである。次いで、この層５は、その後の炭
化ケイ素またはその他の半導体の付着用のテンプレート
として使用される。
【００２１】図２は、本発明の構造を得るための他の方
法を示す。具体的には、薄い層３を、例えばアセチレン
Ｃ2Ｈ2など炭素を含む気体と反応させる。反応は、薄い
層３の炭化を実現するのに十分高い温度で行われる。こ
れらの温度は、一般に、少なくとも約１２００〜１６０
０Ｋである。
法を示す。具体的には、薄い層３を、例えばアセチレン
Ｃ2Ｈ2など炭素を含む気体と反応させる。反応は、薄い
層３の炭化を実現するのに十分高い温度で行われる。こ
れらの温度は、一般に、少なくとも約１２００〜１６０
０Ｋである。
【００２２】本発明により形成される炭化ケイ素などの
層４は、高温用電子装置、マイクロ波装置、自動車用電
子装置、高電力装置、オプトエレクトロニクス、放射線
耐性電子装置など、各種の分野において広範囲の目的に
使用できる。さらに、本発明では、直径８インチなど、
最新技術の直径の大きいシリコン処理手段を使用でき
る。したがって、経済的な処理技法が使用できる。
層４は、高温用電子装置、マイクロ波装置、自動車用電
子装置、高電力装置、オプトエレクトロニクス、放射線
耐性電子装置など、各種の分野において広範囲の目的に
使用できる。さらに、本発明では、直径８インチなど、
最新技術の直径の大きいシリコン処理手段を使用でき
る。したがって、経済的な処理技法が使用できる。
【００２３】層３は、比較的薄く、プロセス中に完全に
消費されるので、アモルファス基板上に単結晶層が提供
される。体積変化に起因して生じる歪みは、単結晶層と
誘電体の間の界面における滑動によって解消される。
消費されるので、アモルファス基板上に単結晶層が提供
される。体積変化に起因して生じる歪みは、単結晶層と
誘電体の間の界面における滑動によって解消される。
【００２４】本発明の他の様態によれば、炭化物単結晶
層が基板上に提供される。このプロセスは、固体炭素源
からの炭素を、約０．０１〜０．０２オングストローム
／秒、好ましくは約０．０１５オングストローム／秒の
比較的低い速度で、約８００〜１３００Ｋ、好ましくは
約１２００〜１３００Ｋの比較的低い温度で付着させる
ステップを含む。付着の速度および温度は、表面全体に
炭素の均一な層が付着するように選択される。
層が基板上に提供される。このプロセスは、固体炭素源
からの炭素を、約０．０１〜０．０２オングストローム
／秒、好ましくは約０．０１５オングストローム／秒の
比較的低い速度で、約８００〜１３００Ｋ、好ましくは
約１２００〜１３００Ｋの比較的低い温度で付着させる
ステップを含む。付着の速度および温度は、表面全体に
炭素の均一な層が付着するように選択される。
【００２５】次いで、この構造を、約１０００〜１３０
０Ｋ、好ましくは１２００〜１２５０Ｋの温度に加熱し
て、それを炭化物に変換する。この温度は、シリコンな
どの下地の材料の拡散が固体源からの炭素の付着速度と
適切に合致するように選択し、またできるだけ低くする
必要がある。これにより、炭化物の反応を十分に制御で
き、したがって空隙の形成が減り、また成長した炭化物
の炭化層の品質が大幅に改善される。炭化物層が形成さ
れると、シリコンの拡散速度が炭化ケイ素層を横切って
減少し、成長の温度を上げるかまたは炭素の流束を小さ
くするかあるいはその両方によって均一な成長を維持す
ることができる。
０Ｋ、好ましくは１２００〜１２５０Ｋの温度に加熱し
て、それを炭化物に変換する。この温度は、シリコンな
どの下地の材料の拡散が固体源からの炭素の付着速度と
適切に合致するように選択し、またできるだけ低くする
必要がある。これにより、炭化物の反応を十分に制御で
き、したがって空隙の形成が減り、また成長した炭化物
の炭化層の品質が大幅に改善される。炭化物層が形成さ
れると、シリコンの拡散速度が炭化ケイ素層を横切って
減少し、成長の温度を上げるかまたは炭素の流束を小さ
くするかあるいはその両方によって均一な成長を維持す
ることができる。
【００２６】代表的な例では、５インチ（１００）シリ
コン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板上に、厚さ
約１０〜１００オングストロームの緩衝Ｓｉ層を約９２
３Ｋの温度で付着させる。次いで、このウエハを約４７
３Ｋの温度にまで冷却し、炭素の薄い層をウエハ全体に
均一に付着させる。この炭素層を、基板の温度を約９５
０Ｋにまで上げて、ＳｉＣ層に変換する。炭素は、昇華
温度すなわち約３０００Ｋ以上に加熱した元素状黒鉛フ
ィラメントによって実施される固体源から得られる。炭
素源温度は、したがってその流束は、黒鉛フィラメント
を通る電流を０．０１アンペア／秒未満の率に制限する
ことによって制御される。ウエハを炭素流束に当てなが
ら、制御された速度で９５０〜１２２３Ｋの温度にまで
加熱する。次いで、それをこの温度で約１０〜３０分間
アニールし、約１０〜３０Ｋ／分の速度で室温にまで徐
々に冷却する。
コン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板上に、厚さ
約１０〜１００オングストロームの緩衝Ｓｉ層を約９２
３Ｋの温度で付着させる。次いで、このウエハを約４７
３Ｋの温度にまで冷却し、炭素の薄い層をウエハ全体に
均一に付着させる。この炭素層を、基板の温度を約９５
０Ｋにまで上げて、ＳｉＣ層に変換する。炭素は、昇華
温度すなわち約３０００Ｋ以上に加熱した元素状黒鉛フ
ィラメントによって実施される固体源から得られる。炭
素源温度は、したがってその流束は、黒鉛フィラメント
を通る電流を０．０１アンペア／秒未満の率に制限する
ことによって制御される。ウエハを炭素流束に当てなが
ら、制御された速度で９５０〜１２２３Ｋの温度にまで
加熱する。次いで、それをこの温度で約１０〜３０分間
アニールし、約１０〜３０Ｋ／分の速度で室温にまで徐
々に冷却する。
【００２７】本発明の他の様態では、前述の方法によっ
て得られる層状構造は、追加の炭化ケイ素、シリコンゲ
ルマニウム、炭化シリコンゲルマニウム、窒化ガリウム
などの半導体層用のテンプレートとして使用される。シ
リコン・ベースの論理回路を備える直接バンドギャップ
半導体に基づく発光構造および光検出構造を一体化した
構造が特に重要である。
て得られる層状構造は、追加の炭化ケイ素、シリコンゲ
ルマニウム、炭化シリコンゲルマニウム、窒化ガリウム
などの半導体層用のテンプレートとして使用される。シ
リコン・ベースの論理回路を備える直接バンドギャップ
半導体に基づく発光構造および光検出構造を一体化した
構造が特に重要である。
【００２８】例えば、直接バンドギャップ半導体を、Ｃ
−ＳｉＣなどの単結晶層に格子整合させ、その上に成長
させる。図３は、Ｃ−ＳｉＣを整合させるためにＣ−Ａ
ｌＮ緩衝層を使用する、ＧａＮベースの発光ダイオード
の概略図である。図３では、番号１はシリコンやサファ
イアなどの基板を示し、番号２は誘電体層を、番号３は
前述のように調製したＣ−ＳｉＣなどの単結晶層を示
す。
−ＳｉＣなどの単結晶層に格子整合させ、その上に成長
させる。図３は、Ｃ−ＳｉＣを整合させるためにＣ−Ａ
ｌＮ緩衝層を使用する、ＧａＮベースの発光ダイオード
の概略図である。図３では、番号１はシリコンやサファ
イアなどの基板を示し、番号２は誘電体層を、番号３は
前述のように調製したＣ−ＳｉＣなどの単結晶層を示
す。
【００２９】ＡｌＮなどの格子整合層４をＳｉＣ層３上
に成長させる。ＡｌＮは、格子定数と熱膨張係数が共に
ＳｉＣに合致する。この層４は、一般に、約１００〜２
０００オングストロームであり、代表的な例は、約５０
０オングストロームである。層４は、約１０〜１００マ
イクロモル／分の流量のトリエチルアルミニウムおよび
約１〜２標準リットル／分の流量のＮＨ3を全圧約１０
０トールで用いるＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相付着
法）を使用して、約８００〜１３００Ｋ、典型的には約
１０００Ｋの温度で成長させることができる。次いで、
半導体層５を層４の上部に成長させる。層５の代表的な
例は、ＧａＮである。この層５は、一般に厚さ約５００
〜１００００オングストローム、典型的には約５０００
オングストロームである。
に成長させる。ＡｌＮは、格子定数と熱膨張係数が共に
ＳｉＣに合致する。この層４は、一般に、約１００〜２
０００オングストロームであり、代表的な例は、約５０
０オングストロームである。層４は、約１０〜１００マ
イクロモル／分の流量のトリエチルアルミニウムおよび
約１〜２標準リットル／分の流量のＮＨ3を全圧約１０
０トールで用いるＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相付着
法）を使用して、約８００〜１３００Ｋ、典型的には約
１０００Ｋの温度で成長させることができる。次いで、
半導体層５を層４の上部に成長させる。層５の代表的な
例は、ＧａＮである。この層５は、一般に厚さ約５００
〜１００００オングストローム、典型的には約５０００
オングストロームである。
【００３０】層５は、例えば、ガリウム・クヌーセン・
セルと、磁気電流１７アンペアで動作する、窒素分子を
活性化させ解離させるための７０ワットＥＣＲ光源とを
備えたＥＰＩ ＧＥＮ ＩＩ ＭＢＥ（分子線エピタキ
シ）システムを使用して、約９７３Ｋで６００オングス
トローム／時の速度で成長させることができる。あるい
は、層５は、約１０〜１００マイクロモル／分の流量の
トリエチルガリウムおよび約１〜２標準リットル／分の
流量のＮＨ3を全圧約１００トルで用いて、ＯＭＣＶＤ
によって１３００Ｋの温度で成長させることができる。
セルと、磁気電流１７アンペアで動作する、窒素分子を
活性化させ解離させるための７０ワットＥＣＲ光源とを
備えたＥＰＩ ＧＥＮ ＩＩ ＭＢＥ（分子線エピタキ
シ）システムを使用して、約９７３Ｋで６００オングス
トローム／時の速度で成長させることができる。あるい
は、層５は、約１０〜１００マイクロモル／分の流量の
トリエチルガリウムおよび約１〜２標準リットル／分の
流量のＮＨ3を全圧約１００トルで用いて、ＯＭＣＶＤ
によって１３００Ｋの温度で成長させることができる。
【００３１】このように形成された層５は、青色および
紫外線ＬＥＤ、光検出器、可視光レーザ、ディスプレイ
用小形ＬＥＤアレイ、およびその他のオプトエレクトロ
ニクス装置など、各種の装置を製造する場合に広範囲の
目的に使用できる。
紫外線ＬＥＤ、光検出器、可視光レーザ、ディスプレイ
用小形ＬＥＤアレイ、およびその他のオプトエレクトロ
ニクス装置など、各種の装置を製造する場合に広範囲の
目的に使用できる。
【００３２】図３では、一般に約１０19／ｃｍ3の濃度
のシリコンを用いたドーピング層５を含む青色発光ダイ
オード構造が用意されている。入力インジウム接点６を
層５に接続する。次いで、約１０18〜１０20／ｃｍ3、
典型的には約１０19／ｃｍ3の濃度でシリコンをドープ
した、厚さ約２００〜１００００オングストロームのＡ
ｌ0.13ＧａＮなどのアルミニウムガリウム炭化物の層７
を層５の上に付着させる。
のシリコンを用いたドーピング層５を含む青色発光ダイ
オード構造が用意されている。入力インジウム接点６を
層５に接続する。次いで、約１０18〜１０20／ｃｍ3、
典型的には約１０19／ｃｍ3の濃度でシリコンをドープ
した、厚さ約２００〜１００００オングストロームのＡ
ｌ0.13ＧａＮなどのアルミニウムガリウム炭化物の層７
を層５の上に付着させる。
【００３３】厚さ約２００〜２０００オングストローム
のＩｎ0.8ＧａＮの層８を層７の上に付着させる。
のＩｎ0.8ＧａＮの層８を層７の上に付着させる。
【００３４】厚さ約２００〜１００００オングストロー
ムのＡｌ0.13ＧａＮの第２の層９を層８の上に付着させ
る。層９には、層７のシリコン・ドーパントと導電型が
反対のドーパントをドープする。典型的なドーパント
は、約１０18〜１０20／ｃｍ3、典型的には約１０19／
ｃｍ3の用量のマグネシウムである。
ムのＡｌ0.13ＧａＮの第２の層９を層８の上に付着させ
る。層９には、層７のシリコン・ドーパントと導電型が
反対のドーパントをドープする。典型的なドーパント
は、約１０18〜１０20／ｃｍ3、典型的には約１０19／
ｃｍ3の用量のマグネシウムである。
【００３５】厚さ約５００〜１００００オングストロー
ムの窒化ガリウムの第２の層１０を層９の上に付着させ
る。
ムの窒化ガリウムの第２の層１０を層９の上に付着させ
る。
【００３６】次いで、インジウム電気接点１１を層１０
の上に設ける。
の上に設ける。
【００３７】層７、８、９および１０は、６および１１
に接触し、ドーピングは、当業者に周知の技法によって
行うことができる。
に接触し、ドーピングは、当業者に周知の技法によって
行うことができる。
【００３８】図４は、光ファイバ通信用のスペクトル範
囲が赤外線から近紫外線にわたる直接バンドギャップ放
射源と下地のシリコン基板との一体化の概略図である。
囲が赤外線から近紫外線にわたる直接バンドギャップ放
射源と下地のシリコン基板との一体化の概略図である。
【００３９】具体的には、厚さ約２００〜２００００オ
ングストロームのｃ−ガリウムヒ素の層１２を窒化ｃ−
ガリウム層５の上に設ける。
ングストロームのｃ−ガリウムヒ素の層１２を窒化ｃ−
ガリウム層５の上に設ける。
【００４０】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００４１】（１）基板と、前記基板上に形成された誘
電体層と、前記誘電体層上に形成された化合物の単結晶
層とを含む層状構造であって、前記単結晶層が、約２０
０〜２００００オングストロームの厚さを有し、少なく
とも第１の元素と、約１００〜１００００オングストロ
ームの初期厚さを有する前記誘電体層上の第２の元素の
初期単結晶層との化学反応により形成される、層状構
造。 （２）前記誘電体層が、二酸化ケイ素、窒化シリコンお
よびホウケイ酸塩からなるグループから選択されること
を特徴とする、上記（１）に記載の層状構造。 （３）前記第１の元素が、炭素、ゲルマニウム、コバル
ト、チタンおよびタングステンからなるグループから選
択されることを特徴とする、上記（１）に記載の層状構
造。 （４）前記第２の元素がシリコンであることを特徴とす
る、上記（１）に記載の層状構造。 （５）前記化合物が炭化ケイ素であることを特徴とす
る、上記（１）に記載の層状構造。 （６）さらに、前記単結晶層上にある半導体層を含むこ
とを特徴とする、上記（１）に記載の層状構造。 （７）前記半導体が、前記化合物に格子整合し、Ｓｉ
Ｃ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＡｌＮおよびＧａＮからな
るグループから選択されることを特徴とする、上記
（６）に記載の層状構造。 （８）前記半導体がＧａＮであり、さらに前記半導体と
前記単結晶層の中間にＣ−ＡｌＮ層を含むことを特徴と
する、上記（６）に記載の層状構造。 （９）厚さ約１００〜１００００オングストロームの第
１の元素からなる第２の単結晶基板の主表面を、前記第
１の基板の主表面に結合するステップと、第２の元素
を、前記第２の基板の前記第１の元素と化学反応させ
て、化合物の単結晶層を形成するステップとを含む、第
１の基板上に化合物の単結晶層を形成する方法。 （１０）さらに、前記第１の基板を選択するステップを
含み、前記第２の基板の前記主表面が、化学反応による
前記第２の基板から前記化合物の前記単結晶層への変換
の間の格子不整合を解消するために、接着テープ試験の
接着力よりも大きいが前記第２の基板が前記第１の基板
との界面において滑動するのに十分小さい所定の接着力
を有することを特徴とする、上記（９）に記載の方法。
電体層と、前記誘電体層上に形成された化合物の単結晶
層とを含む層状構造であって、前記単結晶層が、約２０
０〜２００００オングストロームの厚さを有し、少なく
とも第１の元素と、約１００〜１００００オングストロ
ームの初期厚さを有する前記誘電体層上の第２の元素の
初期単結晶層との化学反応により形成される、層状構
造。 （２）前記誘電体層が、二酸化ケイ素、窒化シリコンお
よびホウケイ酸塩からなるグループから選択されること
を特徴とする、上記（１）に記載の層状構造。 （３）前記第１の元素が、炭素、ゲルマニウム、コバル
ト、チタンおよびタングステンからなるグループから選
択されることを特徴とする、上記（１）に記載の層状構
造。 （４）前記第２の元素がシリコンであることを特徴とす
る、上記（１）に記載の層状構造。 （５）前記化合物が炭化ケイ素であることを特徴とす
る、上記（１）に記載の層状構造。 （６）さらに、前記単結晶層上にある半導体層を含むこ
とを特徴とする、上記（１）に記載の層状構造。 （７）前記半導体が、前記化合物に格子整合し、Ｓｉ
Ｃ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＡｌＮおよびＧａＮからな
るグループから選択されることを特徴とする、上記
（６）に記載の層状構造。 （８）前記半導体がＧａＮであり、さらに前記半導体と
前記単結晶層の中間にＣ−ＡｌＮ層を含むことを特徴と
する、上記（６）に記載の層状構造。 （９）厚さ約１００〜１００００オングストロームの第
１の元素からなる第２の単結晶基板の主表面を、前記第
１の基板の主表面に結合するステップと、第２の元素
を、前記第２の基板の前記第１の元素と化学反応させ
て、化合物の単結晶層を形成するステップとを含む、第
１の基板上に化合物の単結晶層を形成する方法。 （１０）さらに、前記第１の基板を選択するステップを
含み、前記第２の基板の前記主表面が、化学反応による
前記第２の基板から前記化合物の前記単結晶層への変換
の間の格子不整合を解消するために、接着テープ試験の
接着力よりも大きいが前記第２の基板が前記第１の基板
との界面において滑動するのに十分小さい所定の接着力
を有することを特徴とする、上記（９）に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構造を形成するための反応を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の構造を形成するための他の反応を示す
図である。
図である。
【図３】本発明の層状構造上の青色ＬＥＤ構造を示す図
である。
である。
【図４】赤外線ＬＥＤ構造を製造するのに適した本発明
の層状構造を示す図である。
の層状構造を示す図である。
１ 基板 ２ 誘電体層 ３ 層 ４ 元素 ５ 単結晶層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スチーヴン・マコネル・ゲイツ アメリカ合衆国10562 ニューヨーク州 オシニングイニングウッド・ロード 22 (72)発明者 フェルナンド・ホセ・ガリン アメリカ合衆国 ニューヨーク州ミルブ ルック アール・アール２ ボックス 218 (72)発明者 スブラマニアン・スリカンテスワラ・イ エル アメリカ合衆国10598 ニューヨーク州 ヨークタウン・ハイツ セダー・ロード 3172 (72)発明者 エイドリアン・ロジャー・パウエル アメリカ合衆国06804 コネチカット州 ブルックフィールド サウス・レイク・ ショア・ドライブ 45 (56)参考文献 特開 昭62−286283（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/20 H01L 21/84 H01L 21/205
Claims (11)
- 【請求項１】基板と、 前記基板上に形成された誘電体層と、 前記誘電体層上に形成された炭化ケイ素からなる単結晶
とを含む層状構造であって、 前記単結晶層が、約２００〜２００００オングストロー
ムの厚さを有し、少なくとも炭素元素と、約１００〜１
００００オングストロームの初期厚さを有する前記誘電
体層上のシリコン元素の初期単結晶層との化学反応によ
り形成される、層状構造。 - 【請求項２】前記誘電体層が、二酸化ケイ素、窒化シリ
コンおよびホウケイ酸塩からなるグループから選択され
ることを特徴とする、請求項１に記載の層状構造。 - 【請求項３】さらに、前記単結晶層上にある半導体層を
含むことを特徴とする、請求項１に記載の層状構造。 - 【請求項４】前記半導体が、前記化合物に格子整合し、
ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＡｌＮおよびＧａＮか
らなるグループから選択されることを特徴とする、請求
項３に記載の層状構造。 - 【請求項５】前記半導体がＧａＮであり、さらに前記半
導体と前記単結晶層の中間に単結晶ＡｌＮ層を含むこと
を特徴とする、請求項３に記載の層状構造。 - 【請求項６】前記誘電体層が約１０００〜２００００オ
ングストロームの厚さを有することを特徴とする請求項
１に記載の層状構造。 - 【請求項７】第１の基板上に炭化ケイ素からなる単結晶
を形成する方法であって、 厚さ約１００〜１００００オングストロームのシリコン
元素からなる第２の単結晶基板の主表面を、前記第１の
基板の主表面に結合するステップと、 炭素元素を、前記第２の基板の前記第１の元素と化学反
応させて、炭化ケイ素からなる単結晶を形成するステッ
プとを含む、第１の基板上に化合物の単結晶層を形成す
る方法。 - 【請求項８】第１の基板上に炭化物を形成するプロセス
であって、 約０．０１〜０．０２オングストローム／秒の速さでか
つ約８００〜１３００Ｋの温度で固体炭素源から炭素を
前記基板上に付着するステップと、 その後、約１０００〜１３００Ｋの温度に加熱して、前
記第１の基板上の下地層と化学的に反応させることによ
り、前記炭素の層を炭化物の層に変化させるステップと
を含む、プロセス。 - 【請求項９】前記第１の基板上に約１０〜１００オング
ストロームの緩衝Ｓｉ層を付着するステップを含み、前
記炭化物の層を炭化ケイ素の層とすることを特徴とす
る、請求項８に記載のプロセス。 - 【請求項１０】前記単結晶層上にある半導体層を含むこ
とを特徴とする、請求項９に記載のプロセス。 - 【請求項１１】前記半導体がＧａＮであり、さらに前記
半導体と前記単結晶層の中間に単結晶ＡｌＮ層を含むこ
とを特徴とする、請求項１０に記載のプロセス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US380782 | 1995-01-30 | ||
| US08/380,782 US5563428A (en) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | Layered structure of a substrate, a dielectric layer and a single crystal layer |
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|---|---|
| JPH08236445A JPH08236445A (ja) | 1996-09-13 |
| JP3207098B2 true JP3207098B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=23502421
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| JP3179346B2 (ja) * | 1996-08-27 | 2001-06-25 | 松下電子工業株式会社 | 窒化ガリウム結晶の製造方法 |
| US5880491A (en) * | 1997-01-31 | 1999-03-09 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | SiC/111-V-nitride heterostructures on SiC/SiO2 /Si for optoelectronic devices |
| FR2774214B1 (fr) * | 1998-01-28 | 2002-02-08 | Commissariat Energie Atomique | PROCEDE DE REALISATION D'UNE STRUCTURE DE TYPE SEMI-CONDUCTEUR SUR ISOLANT ET EN PARTICULIER SiCOI |
| US6541079B1 (en) * | 1999-10-25 | 2003-04-01 | International Business Machines Corporation | Engineered high dielectric constant oxide and oxynitride heterostructure gate dielectrics by an atomic beam deposition technique |
| US6392257B1 (en) * | 2000-02-10 | 2002-05-21 | Motorola Inc. | Semiconductor structure, semiconductor device, communicating device, integrated circuit, and process for fabricating the same |
| US6599362B2 (en) | 2001-01-03 | 2003-07-29 | Sandia Corporation | Cantilever epitaxial process |
| US20020158245A1 (en) * | 2001-04-26 | 2002-10-31 | Motorola, Inc. | Structure and method for fabricating semiconductor structures and devices utilizing binary metal oxide layers |
| US6855436B2 (en) * | 2003-05-30 | 2005-02-15 | International Business Machines Corporation | Formation of silicon-germanium-on-insulator (SGOI) by an integral high temperature SIMOX-Ge interdiffusion anneal |
| US20030012965A1 (en) * | 2001-07-10 | 2003-01-16 | Motorola, Inc. | Structure and method for fabricating semiconductor structures and devices utilizing the formation of a compliant substrate comprising an oxygen-doped compound semiconductor layer |
| US7019332B2 (en) * | 2001-07-20 | 2006-03-28 | Freescale Semiconductor, Inc. | Fabrication of a wavelength locker within a semiconductor structure |
| US7169227B2 (en) * | 2001-08-01 | 2007-01-30 | Crystal Photonics, Incorporated | Method for making free-standing AIGaN wafer, wafer produced thereby, and associated methods and devices using the wafer |
| US6805962B2 (en) * | 2002-01-23 | 2004-10-19 | International Business Machines Corporation | Method of creating high-quality relaxed SiGe-on-insulator for strained Si CMOS applications |
| FR2836159B1 (fr) * | 2002-02-15 | 2004-05-07 | Centre Nat Rech Scient | Procede de formation de couche de carbure de silicium ou de nitrure d'element iii sur un substrat adapte |
| US7601441B2 (en) | 2002-06-24 | 2009-10-13 | Cree, Inc. | One hundred millimeter high purity semi-insulating single crystal silicon carbide wafer |
| US20040079285A1 (en) * | 2002-10-24 | 2004-04-29 | Motorola, Inc. | Automation of oxide material growth in molecular beam epitaxy systems |
| US6885065B2 (en) * | 2002-11-20 | 2005-04-26 | Freescale Semiconductor, Inc. | Ferromagnetic semiconductor structure and method for forming the same |
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| US6963090B2 (en) * | 2003-01-09 | 2005-11-08 | Freescale Semiconductor, Inc. | Enhancement mode metal-oxide-semiconductor field effect transistor |
| US7022593B2 (en) * | 2003-03-12 | 2006-04-04 | Asm America, Inc. | SiGe rectification process |
| WO2004081986A2 (en) * | 2003-03-12 | 2004-09-23 | Asm America Inc. | Method to planarize and reduce defect density of silicon germanium |
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| US6906351B2 (en) * | 2003-08-05 | 2005-06-14 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Group III-nitride growth on Si substrate using oxynitride interlayer |
| US7192482B2 (en) * | 2004-08-10 | 2007-03-20 | Cree, Inc. | Seed and seedholder combinations for high quality growth of large silicon carbide single crystals |
| US7294324B2 (en) * | 2004-09-21 | 2007-11-13 | Cree, Inc. | Low basal plane dislocation bulk grown SiC wafers |
| US20060160694A1 (en) * | 2004-12-01 | 2006-07-20 | The Regents Of The University Of California Office Of Technology Transfer | Supported group-4, group-5, and group-6 metal clusters, preparation of the material and use of the material as a catalyst |
| US7422634B2 (en) * | 2005-04-07 | 2008-09-09 | Cree, Inc. | Three inch silicon carbide wafer with low warp, bow, and TTV |
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| US7341883B2 (en) * | 2005-09-27 | 2008-03-11 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Silicon germanium semiconductive alloy and method of fabricating same |
| DE102007009839A1 (de) | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Freiberger Compound Materials Gmbh | Verfahren zur Herstellung von (Al,Ga)InN-Kristallen |
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| US7799600B2 (en) * | 2007-05-31 | 2010-09-21 | Chien-Min Sung | Doped diamond LED devices and associated methods |
| US8309967B2 (en) | 2007-05-31 | 2012-11-13 | Chien-Min Sung | Diamond LED devices and associated methods |
| US7906358B2 (en) * | 2007-10-18 | 2011-03-15 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Epitaxial growth of cubic crystalline semiconductor alloys on basal plane of trigonal or hexagonal crystal |
| US8017489B2 (en) * | 2008-03-13 | 2011-09-13 | International Business Machines Corporation | Field effect structure including carbon alloyed channel region and source/drain region not carbon alloyed |
| US8563442B2 (en) * | 2008-06-10 | 2013-10-22 | Air Water Inc. | Method for manufacturing nitrogen compound semiconductor substrate and nitrogen compound semiconductor substrate, and method for manufacturing single crystal SiC substrate and single crystal SiC substrate |
| TWI449087B (zh) * | 2008-10-01 | 2014-08-11 | Nat Univ Tsing Hua | A method for growing a silicon carbide film on a (100) silicon substrate |
| JP2010251724A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-11-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体基板の作製方法 |
| US8513090B2 (en) * | 2009-07-16 | 2013-08-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor substrate, and semiconductor device |
| JP5002703B2 (ja) * | 2010-12-08 | 2012-08-15 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子 |
| US9614026B2 (en) | 2013-03-13 | 2017-04-04 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | High mobility transport layer structures for rhombohedral Si/Ge/SiGe devices |
| JPWO2016047534A1 (ja) * | 2014-09-24 | 2017-07-27 | エア・ウォーター株式会社 | ＳｉＣ層を備えた半導体装置 |
Family Cites Families (17)
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|---|---|---|---|---|
| US4680742A (en) * | 1984-07-07 | 1987-07-14 | Kyocera Corporation | Magneto-optical recording element |
| US4816421A (en) * | 1986-11-24 | 1989-03-28 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Method of making a heteroepitaxial structure by mesotaxy induced by buried implantation |
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| JP2680083B2 (ja) * | 1988-12-06 | 1997-11-19 | 富士通株式会社 | 半導体基板及びその製造方法 |
| US5230768A (en) * | 1990-03-26 | 1993-07-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for the production of SiC single crystals by using a specific substrate crystal orientation |
| JPH0548145A (ja) * | 1991-08-07 | 1993-02-26 | Toshiba Corp | 光半導体装置およびその製造方法 |
| DE4113143C2 (de) * | 1991-04-23 | 1994-08-04 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems und Schichtsystem |
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