JPH0286115A - 化合物半導体ウエハの製造方法 - Google Patents
化合物半導体ウエハの製造方法Info
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- JPH0286115A JPH0286115A JP23641588A JP23641588A JPH0286115A JP H0286115 A JPH0286115 A JP H0286115A JP 23641588 A JP23641588 A JP 23641588A JP 23641588 A JP23641588 A JP 23641588A JP H0286115 A JPH0286115 A JP H0286115A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、化合物半導体ウェハの製造方法、特にGaA
sからなるウェハの製造方法に関する。
sからなるウェハの製造方法に関する。
化合物半導体としてのGaAs (ガリウム・砒素)は
、シリコン(Sj)に比較してキャリアの移動度が略6
倍も早い等の理由から、マイクロ波トランジスタ等の高
周波デバイス用に使用されている。
、シリコン(Sj)に比較してキャリアの移動度が略6
倍も早い等の理由から、マイクロ波トランジスタ等の高
周波デバイス用に使用されている。
しかし、このようなGaAsは、デバイス特性に優れて
いるが、シリコンに比較して機械的強度がもろい(11
弱)という難点がある。このため、GaAsに比較して
強度が強いシリコンの表面にGaAs結晶を成長させる
基板構造も開発されている。Sil板上にGaAs結晶
を成長させる技術については、たとえば、電子情報通信
学会発行「電子情報通信学会誌J 19B8年2月号、
昭和62年2月25日発行、PL69〜P173に記載
されている。
いるが、シリコンに比較して機械的強度がもろい(11
弱)という難点がある。このため、GaAsに比較して
強度が強いシリコンの表面にGaAs結晶を成長させる
基板構造も開発されている。Sil板上にGaAs結晶
を成長させる技術については、たとえば、電子情報通信
学会発行「電子情報通信学会誌J 19B8年2月号、
昭和62年2月25日発行、PL69〜P173に記載
されている。
GaAs基板は、St基板に比較して、その強度がもろ
く、この結果、取り扱いの拙さ等によって割れや欠けを
生じ易く、特性劣化や歩留りの低下を来している。
く、この結果、取り扱いの拙さ等によって割れや欠けを
生じ易く、特性劣化や歩留りの低下を来している。
本発明の目的は強度を補強できる化合物半導体ウェハの
製造方法を提供することにある。
製造方法を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、本発明のGaAsからなるウェハの製造にあ
っては、大気雰囲気でウェハを回転させ、かつウェハの
全周面に亘ってレーザ光を照射させてウェハの全周面表
層部に機械的強度の高い層を形成する。
っては、大気雰囲気でウェハを回転させ、かつウェハの
全周面に亘ってレーザ光を照射させてウェハの全周面表
層部に機械的強度の高い層を形成する。
上記した手段によれば、本発明のGaAsからなるウェ
ハの製造にあっては、ウェハの全周面にレーザ光を照射
することから、ウェハ周面の表層部は一時的に溶融され
、大気中に含まれる酸素や窒素等の原子が不純物として
入り込む、この結果、酸素や窒素等の原子が不純物とし
て入り込んだ層(不純物含有硬化層)は、不純物が入る
ことによって硬くなる。また、前記ウェハは回転するこ
とから、レーザ光の照射時間は極めて短時間となり、ウ
ェハ内部に悪影響を与えることなく前記層が形成される
。また、前記層は数百μmと薄く形成されることになる
。このような前記ウェハは、その周面表層部に機械的強
度の高い不純物含有硬化層を有する構造となるため、跪
いGaAsからなるウェハも欠けたり割れたりし難(な
る。
ハの製造にあっては、ウェハの全周面にレーザ光を照射
することから、ウェハ周面の表層部は一時的に溶融され
、大気中に含まれる酸素や窒素等の原子が不純物として
入り込む、この結果、酸素や窒素等の原子が不純物とし
て入り込んだ層(不純物含有硬化層)は、不純物が入る
ことによって硬くなる。また、前記ウェハは回転するこ
とから、レーザ光の照射時間は極めて短時間となり、ウ
ェハ内部に悪影響を与えることなく前記層が形成される
。また、前記層は数百μmと薄く形成されることになる
。このような前記ウェハは、その周面表層部に機械的強
度の高い不純物含有硬化層を有する構造となるため、跪
いGaAsからなるウェハも欠けたり割れたりし難(な
る。
以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。
。
第1図は本発明の原理を示す模式図、第2図は本発明の
方法によって製造されたウェハの模式的斜視図、第3図
は本発明の一実施例によるウェハの製造方法を示す断面
図、第4図は同じく平面図である。
方法によって製造されたウェハの模式的斜視図、第3図
は本発明の一実施例によるウェハの製造方法を示す断面
図、第4図は同じく平面図である。
本発明は第1図の原理図で示されるように、GaAsか
らなる半導体ウェハ1の周面にエネルギー源2から矢印
で示すようにエネルギー3を加え、かつ半導体ウェハ1
をその中心を中心として回転させ、前記エネルギー3を
半導体ウェハ1の全周面に当て、その表層部を一時的に
溶融させて処理雰囲気内に含まれる原子を不純物として
含有させるものである。ピュアーな物質は不純物を含有
させることによって、その物質は一般に硬化(不純物硬
化効果:impurity harden−ing
effect)する、この不純物が入つた層4、すな
わち、不純物含有硬化層4は、半導体ウェハ1の周面に
沿ってμm−mm単位の厚さに形成されるため、半導体
ウェハ1は周縁が硬(なることによってもろさ(脆弱性
)が改善される。
らなる半導体ウェハ1の周面にエネルギー源2から矢印
で示すようにエネルギー3を加え、かつ半導体ウェハ1
をその中心を中心として回転させ、前記エネルギー3を
半導体ウェハ1の全周面に当て、その表層部を一時的に
溶融させて処理雰囲気内に含まれる原子を不純物として
含有させるものである。ピュアーな物質は不純物を含有
させることによって、その物質は一般に硬化(不純物硬
化効果:impurity harden−ing
effect)する、この不純物が入つた層4、すな
わち、不純物含有硬化層4は、半導体ウェハ1の周面に
沿ってμm−mm単位の厚さに形成されるため、半導体
ウェハ1は周縁が硬(なることによってもろさ(脆弱性
)が改善される。
したがって、このようなGaAsからなる半導体ウェハ
1を使用すれば、従来よりもそのもろさが改善される結
果、半導体ウェハlの欠けや割れの発生頻度が少なく抑
えられることから、GaAs基板を用いた化合物半導体
デバイスの品質の向上や歩留りの向上が達成できる。
1を使用すれば、従来よりもそのもろさが改善される結
果、半導体ウェハlの欠けや割れの発生頻度が少なく抑
えられることから、GaAs基板を用いた化合物半導体
デバイスの品質の向上や歩留りの向上が達成できる。
つぎに、本発明の一実施例について説明する。
第2図は本発明の一実施例によって製造された半導体ウ
ェハ1を示すものである。同図に示される半導体ウェハ
1は、直径が2〜3インチ、厚さが400μm前後のG
aAsからなっている。また、その−周縁部分は直線状
に切り欠かれ、半導体ウェハ1の結晶方位を識別するた
めのオリエンテーシ町ンフラット5が設けられている。
ェハ1を示すものである。同図に示される半導体ウェハ
1は、直径が2〜3インチ、厚さが400μm前後のG
aAsからなっている。また、その−周縁部分は直線状
に切り欠かれ、半導体ウェハ1の結晶方位を識別するた
めのオリエンテーシ町ンフラット5が設けられている。
また、この半導体ウェハ1の周面には、その全周に亘っ
て酸素や窒素等大気中に含まれる不純物が、たとえば、
酸素濃度は5%、窒素濃度は10%と大量に含まれた層
4、すなわち不純物含有硬化層4が設けられている。こ
の不純物含有硬化層4は、数千人〜数μmの厚さに設け
られている。
て酸素や窒素等大気中に含まれる不純物が、たとえば、
酸素濃度は5%、窒素濃度は10%と大量に含まれた層
4、すなわち不純物含有硬化層4が設けられている。こ
の不純物含有硬化層4は、数千人〜数μmの厚さに設け
られている。
つぎに、このような半導体ウェハ1の製造方法について
、第3図および第4図を参考にして説明する。
、第3図および第4図を参考にして説明する。
第3図および第4図に示される装置は、半導体ウェハ1
の周面にレーザ光を照射するウェハ周面硬化装置6であ
る。このウェハ周面硬化装置6は、そのカバー7内の中
央にステージ8を有している。
の周面にレーザ光を照射するウェハ周面硬化装置6であ
る。このウェハ周面硬化装置6は、そのカバー7内の中
央にステージ8を有している。
このステージ8はその主面に真空吸着によって半導体ウ
ェハ1を固定する構造となっている。また、前記ステー
ジ8を支持する支軸9は回転制御される。
ェハ1を固定する構造となっている。また、前記ステー
ジ8を支持する支軸9は回転制御される。
一方、前記ステージ8の側方にはレーザ発生装置10が
配設されている。このレーザ発生装置10から発振され
たレーザ光11はステージ8の主面に載置された半導体
ウェハ1の周面に照射されるようになっている。
配設されている。このレーザ発生装置10から発振され
たレーザ光11はステージ8の主面に載置された半導体
ウェハ1の周面に照射されるようになっている。
このように、ウェハ周面硬化装置6においては、前記ス
テージ8を所定速度、たとえば、20r。
テージ8を所定速度、たとえば、20r。
pom、で回転させ、かつこの状態でレーザ発生装置1
0を作動させてレーザ光11を前記半導体ウェハlの周
面に照射させる。前記レーザ発生装置10の出力エネル
ギーを10〜30Kev程度とすれば、半導体ウェハ1
の周面の全周面に亘る表層部は、10μm程度が一時的
に溶融し、その後レーザ光照射の解除によって硬化する
。この溶融時、大気中に含まれている酸素や窒素等の原
子が前記溶融されて硬化した層4内に混入される。
0を作動させてレーザ光11を前記半導体ウェハlの周
面に照射させる。前記レーザ発生装置10の出力エネル
ギーを10〜30Kev程度とすれば、半導体ウェハ1
の周面の全周面に亘る表層部は、10μm程度が一時的
に溶融し、その後レーザ光照射の解除によって硬化する
。この溶融時、大気中に含まれている酸素や窒素等の原
子が前記溶融されて硬化した層4内に混入される。
この酸素や窒素等の不純物の混入は、前記半導体ウェハ
1の回転速度やレーザ発生装置10の出力エネルギーに
よっても変化するが、たとえば、酸素濃度は5%、窒素
濃度は10%程度となる。また、この層4は、たとえば
8μm程度の深さに形成される。
1の回転速度やレーザ発生装置10の出力エネルギーに
よっても変化するが、たとえば、酸素濃度は5%、窒素
濃度は10%程度となる。また、この層4は、たとえば
8μm程度の深さに形成される。
このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。
る。
(1)本発明によれば、脆弱なGaAsからなる半導体
ウェハは、その全周面表層部に亘ってピエアーなGaA
sに比較して硬度が高い層が設けられていることから、
欠けたり割れたりし難しくなるという効果が得られる。
ウェハは、その全周面表層部に亘ってピエアーなGaA
sに比較して硬度が高い層が設けられていることから、
欠けたり割れたりし難しくなるという効果が得られる。
(2)上記(1)により、本発明によれば、ウェハの周
縁部の硬度向上により、ウェハは破損し難しくなる。こ
の結果、本発明によるウェハの使用によって、取扱時の
ウェハの損傷頻度が低くなり、製造の歩留りが向上する
とともに、製造された半導体デバイスの特性が安定する
という効果が得られる。
縁部の硬度向上により、ウェハは破損し難しくなる。こ
の結果、本発明によるウェハの使用によって、取扱時の
ウェハの損傷頻度が低くなり、製造の歩留りが向上する
とともに、製造された半導体デバイスの特性が安定する
という効果が得られる。
(3)本発明の方法によれば、半導体ウェハの周面に単
にレーザ光を照射させるだけで硬度の高い層を形成でき
るため、層の製造が容易となるという効果が得られる。
にレーザ光を照射させるだけで硬度の高い層を形成でき
るため、層の製造が容易となるという効果が得られる。
(4)上記(1)〜(3)により、本発明によれば、欠
けや割れが生じ難い半導体ウェハを安価に提供できると
いう相乗効果が得られる。
けや割れが生じ難い半導体ウェハを安価に提供できると
いう相乗効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、半導体ウェハ
1の周面を加熱するエネルギー源2としては、ランプア
ニール等に使用されるランプ等であってもよい。
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、半導体ウェハ
1の周面を加熱するエネルギー源2としては、ランプア
ニール等に使用されるランプ等であってもよい。
また、前記実施例では、半導体ウェハ1の周面にレーザ
光11を照射するために、半導体ウェハ1を回転させた
が、逆に半導体ウェハ1の廻りをレーザ発生装置10が
回転するような構造としても特に問題はな(、前記実施
例同様な効果が得られる。
光11を照射するために、半導体ウェハ1を回転させた
が、逆に半導体ウェハ1の廻りをレーザ発生装置10が
回転するような構造としても特に問題はな(、前記実施
例同様な効果が得られる。
また、前記実施例では、不純物含有硬化層は酸素や窒素
等を混入させたが、処理雰囲気を特殊のガス雰囲気とし
、所望の不純物を含む不純物含有硬化層を形成し、これ
によって半導体ウェハの強度向上を図ってもよい。
等を混入させたが、処理雰囲気を特殊のガス雰囲気とし
、所望の不純物を含む不純物含有硬化層を形成し、これ
によって半導体ウェハの強度向上を図ってもよい。
第5図および第6図は本発明の他の実施例を示すもので
ある。この実施例では、第5図のフローチャートで示さ
れるように、棒状のGaAs結晶体(インゴット)、す
なわちGaAs混晶を製造した後、このインゴットの全
周面に大気雰囲気下でレーザ光を照射し、かつこのイン
ゴットを薄く切断(スライス)して半導体ウェハを製造
するものである。これにより、半導体ウェハの全周面に
は不純物含有硬化層なる硬度が高い層が形成されるため
、前記実施例と同様に破損し難い半導体ウェハが得られ
ることになる。なお、レーザ光照射に先立って、インゴ
ットの一側は平坦に切り欠かれオリエンテーションフラ
ットが設けられる。
ある。この実施例では、第5図のフローチャートで示さ
れるように、棒状のGaAs結晶体(インゴット)、す
なわちGaAs混晶を製造した後、このインゴットの全
周面に大気雰囲気下でレーザ光を照射し、かつこのイン
ゴットを薄く切断(スライス)して半導体ウェハを製造
するものである。これにより、半導体ウェハの全周面に
は不純物含有硬化層なる硬度が高い層が形成されるため
、前記実施例と同様に破損し難い半導体ウェハが得られ
ることになる。なお、レーザ光照射に先立って、インゴ
ットの一側は平坦に切り欠かれオリエンテーションフラ
ットが設けられる。
第6図には、前記インゴット15にレーザ光11を照射
させる状態が示されている。前記インゴット15は支軸
16のチャック17に上端のシード部18を保持される
ことによって支持される。
させる状態が示されている。前記インゴット15は支軸
16のチャック17に上端のシード部18を保持される
ことによって支持される。
そして、この支軸160回転によってインゴット15は
回転する。また、この回転とともに、インゴツト15は
支軸16の昇降動作によって上昇あるいは降下する。し
たがって、レーザ発生装置10から発振されたレーザ光
11を、回転しかつ上昇するインゴット15に照射させ
ることによって、インゴット15の周面全域にレーザ光
11が照射されることになり、インゴット15の周面全
域の表層部には不純物含有硬化層4が形成されることに
なる。この例では、インゴットの状態でレーザ光照射を
行なうため、半導体ウェハ1の周面にレーザ光11を照
射した場合に生じるであるかも知れない半導体ウェハ1
の内部へのレーザ光の照射洩れに起因する熱の影響は受
けないという利点もあり、製造された半導体デバイスの
特性も安定する。
回転する。また、この回転とともに、インゴツト15は
支軸16の昇降動作によって上昇あるいは降下する。し
たがって、レーザ発生装置10から発振されたレーザ光
11を、回転しかつ上昇するインゴット15に照射させ
ることによって、インゴット15の周面全域にレーザ光
11が照射されることになり、インゴット15の周面全
域の表層部には不純物含有硬化層4が形成されることに
なる。この例では、インゴットの状態でレーザ光照射を
行なうため、半導体ウェハ1の周面にレーザ光11を照
射した場合に生じるであるかも知れない半導体ウェハ1
の内部へのレーザ光の照射洩れに起因する熱の影響は受
けないという利点もあり、製造された半導体デバイスの
特性も安定する。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその前景となった利用分野であるGaAsからなる半
導体ウェハの製造技術に適用した場合について説明した
が、それに限定されるものではない。
をその前景となった利用分野であるGaAsからなる半
導体ウェハの製造技術に適用した場合について説明した
が、それに限定されるものではない。
本発明は少なくとも他の組成の化合物半導体ウェハの製
造には適用できる。
造には適用できる。
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。
本発明のGaAsからなるウェハの製造にあっては、大
気中でウェハの全周面にレーザ光を照射することから、
ウェハ周面の表層部は酸素や窒素等の不純物が入り込む
ため、不純物含有硬化層が形成される結果、跪いGaA
sからなるウェハも欠けたり割れたりし難くなる。した
がって、この半導体ウェハを使用することによって歩留
りの向上が達成できるとともに、特性の安定した半導体
デバイスを製造することができる。
気中でウェハの全周面にレーザ光を照射することから、
ウェハ周面の表層部は酸素や窒素等の不純物が入り込む
ため、不純物含有硬化層が形成される結果、跪いGaA
sからなるウェハも欠けたり割れたりし難くなる。した
がって、この半導体ウェハを使用することによって歩留
りの向上が達成できるとともに、特性の安定した半導体
デバイスを製造することができる。
第1図は本発明の原理を示す模式図、
第2図は本発明の方法によって製造されたウェハの模式
的斜視図、 第3図は本発明の一実施例によるウェハの製造方法を示
す断面図、 第4図は同じ(平面図、 第5図は本発明の他の実施例による化合物半導体ウェハ
の製造方法を示すフローチャート、第6図は同じ(イン
ゴットの周面全周の表層部に不純物含有硬化層を形成す
る状態を示す模式図である。 1・・・半導体ウェハ、2・・・エネルギー源、3・・
・エネルギー、4・・・不純物含有硬化層、5・・・オ
リエンテーションフラット、6・・・ウェハ周面硬化装
置、7・・・カバー、8・・・ステージ、9・・・支軸
、10・・・レーザ発生装置、11・・・レーザ光、1
5・・・インゴット、16・・・支軸、17・・・チャ
ック、18・・・シード部。 a1 図 第 2 図 第 薗 第 図 第 図 ↑
的斜視図、 第3図は本発明の一実施例によるウェハの製造方法を示
す断面図、 第4図は同じ(平面図、 第5図は本発明の他の実施例による化合物半導体ウェハ
の製造方法を示すフローチャート、第6図は同じ(イン
ゴットの周面全周の表層部に不純物含有硬化層を形成す
る状態を示す模式図である。 1・・・半導体ウェハ、2・・・エネルギー源、3・・
・エネルギー、4・・・不純物含有硬化層、5・・・オ
リエンテーションフラット、6・・・ウェハ周面硬化装
置、7・・・カバー、8・・・ステージ、9・・・支軸
、10・・・レーザ発生装置、11・・・レーザ光、1
5・・・インゴット、16・・・支軸、17・・・チャ
ック、18・・・シード部。 a1 図 第 2 図 第 薗 第 図 第 図 ↑
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、化合物半導体ウェハの全周面表層部に熱を加えて表
面に機械的強度の高い層を形成することを特徴とする化
合物半導体ウェハの製造方法。 2、GaAsからなるウェハの全周面にレーザ光を照射
してウェハの表層部に機械的強度の高い層を形成するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の化合物半導
体ウェハの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23641588A JPH0286115A (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 化合物半導体ウエハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP23641588A JPH0286115A (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 化合物半導体ウエハの製造方法 |
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JPH0286115A true JPH0286115A (ja) | 1990-03-27 |
Family
ID=17000417
Family Applications (1)
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JP23641588A Pending JPH0286115A (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 化合物半導体ウエハの製造方法 |
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JP (1) | JPH0286115A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05251294A (ja) * | 1992-03-06 | 1993-09-28 | Iwao Matsunaga | ガリウム化合物半導体単結晶ウエハ及びその製造方法 |
US5938839A (en) * | 1991-10-04 | 1999-08-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for forming a semiconductor device |
JP2006203071A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Iii−v族化合物半導体単結晶基板 |
-
1988
- 1988-09-22 JP JP23641588A patent/JPH0286115A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6660575B1 (en) | 1991-10-04 | 2003-12-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for forming a semiconductor device |
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