JPH0377353A - 化合物半導体基板 - Google Patents
化合物半導体基板Info
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- JPH0377353A JPH0377353A JP21302089A JP21302089A JPH0377353A JP H0377353 A JPH0377353 A JP H0377353A JP 21302089 A JP21302089 A JP 21302089A JP 21302089 A JP21302089 A JP 21302089A JP H0377353 A JPH0377353 A JP H0377353A
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- germanium
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Links
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- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 12
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Landscapes
- Recrystallisation Techniques (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】
（１）発明の属する技術分野
本発明は、単結晶サファイア基板上に単結晶化合物半導
体膜をエピタキシャル成長させた化合物半導体基板の構
造に関する。
体膜をエピタキシャル成長させた化合物半導体基板の構
造に関する。
（２）従来の技術とその問題点
ＧａＡｓ、 ＧａＰ等の化合物半導体は、その優れた物
理的特徴を活かして、高性能、高機能デバイスに利用さ
れつつある。しかしながら、化合物半導体は一般に高価
であり、大面積の高品質基板結晶を得にくい等の問題点
がある。このような問題点を克服するための一つの例と
して、安価で良質であり、しかも軽量なシリコン基板上
に化合物半導体を積層し、この化合物半導体層にデバイ
スを製造することが試みられている。しかしながら、い
まだ結晶品質の点でバルク結晶より劣っている。この主
な原因は、化合物半導体の熱膨張係数がシリコンのそれ
とは異なるためである。
理的特徴を活かして、高性能、高機能デバイスに利用さ
れつつある。しかしながら、化合物半導体は一般に高価
であり、大面積の高品質基板結晶を得にくい等の問題点
がある。このような問題点を克服するための一つの例と
して、安価で良質であり、しかも軽量なシリコン基板上
に化合物半導体を積層し、この化合物半導体層にデバイ
スを製造することが試みられている。しかしながら、い
まだ結晶品質の点でバルク結晶より劣っている。この主
な原因は、化合物半導体の熱膨張係数がシリコンのそれ
とは異なるためである。
この点を解決するために、化合物半導体の熱膨張係数に
近い値を持つサファイアを基板に使う方法が提案されて
いる。たとえばサファイア基板上に直°接１１１−Ｖ族
半導体結晶を成長させた構造や、サファイア基板上にＳ
ｔその上にＩＩＩ−Ｖ族生導体結晶を積層した構造等が
ある。しかし前者の場合は、ｌ１ｂ−Ｖ族生導体結晶が
単結晶にならない欠点がある。また後者の場合は、もと
もとサファイアとＳｉとは熱膨張係数が２倍程度異なる
ため良質のＳｉ結晶は得られず、その上にＩＩＩ−Ｖ族
生導体結晶を成長させるので、単結晶にはなるがデバイ
スが出来るほどの結晶品質の物は得られなかった。
近い値を持つサファイアを基板に使う方法が提案されて
いる。たとえばサファイア基板上に直°接１１１−Ｖ族
半導体結晶を成長させた構造や、サファイア基板上にＳ
ｔその上にＩＩＩ−Ｖ族生導体結晶を積層した構造等が
ある。しかし前者の場合は、ｌ１ｂ−Ｖ族生導体結晶が
単結晶にならない欠点がある。また後者の場合は、もと
もとサファイアとＳｉとは熱膨張係数が２倍程度異なる
ため良質のＳｉ結晶は得られず、その上にＩＩＩ−Ｖ族
生導体結晶を成長させるので、単結晶にはなるがデバイ
スが出来るほどの結晶品質の物は得られなかった。
例えばサファイア基板上に（１００）Ｓｉを１−成長さ
せた場合、Ｓｉの結晶性をＸ線２結晶ロツキングカーブ
の半値幅で評価すると、５００〜６００秒となり質が悪
い。従ってその上にＧａＡｓを成長させても、半値幅で
１００秒を下回る事はない。
せた場合、Ｓｉの結晶性をＸ線２結晶ロツキングカーブ
の半値幅で評価すると、５００〜６００秒となり質が悪
い。従ってその上にＧａＡｓを成長させても、半値幅で
１００秒を下回る事はない。
（３）発明の目的
本発明の目的は、サファイア基板上に良質の１ｎ−ｖ族
生導体結晶が形成された基板を提供する事にある。
生導体結晶が形成された基板を提供する事にある。
（４）発明の構成
（４−１）発明の特徴と従来の技術との差異従来は熱膨
張係数の点が考慮されていないが、本発明はサファイア
基板上にサファイアと熱膨張係数がゲルマニウム単結晶
を成長し、さらにゲルマニウムと熱膨張係数の近いＧａ
ＡｓやＧａＰなどの■ＩＩ−Ｖ族半導体結晶を成長させ
た構造である。
張係数の点が考慮されていないが、本発明はサファイア
基板上にサファイアと熱膨張係数がゲルマニウム単結晶
を成長し、さらにゲルマニウムと熱膨張係数の近いＧａ
ＡｓやＧａＰなどの■ＩＩ−Ｖ族半導体結晶を成長させ
た構造である。
（４−２）実施例
サファイア基板にＧａＡｓを積層した構造について説明
する。基板方位が（１０１２）のサファイア基板にゲル
マニウムを成長させる。それには、サファイア基板を成
長装置に入れ、１４００″Ｃにまず加熱して基板表面を
清浄にする。次に８００°Ｃに基板温度を保ち、ＧｅＨ
，を成長装置内に導入してゲルマニウムを厚さ１ハに成
長させる。次に通常のＭＯＣＶＤ法によりｃａＡｓｊｉ
ｌを前記基板上に成長させる。具体的にはゲルマニウム
層を成長した後、４００°Ｃに下げＧａＡｓ膜を薄く、
例えば、ＩＯｎｍ成長させ、次に６００°Ｃに基板温度
を昇温し、ＧａＡｓ膜を２ｎの厚さに成長させる。この
ようにして成長したサファイア基板上のＧａＡｓ層は、
Ｘ線２結晶ロツキングカーブの半値幅で７０秒と従来の
Ｓｔ基板上に成長させたもの、あるいはサファイア基板
上にＳｉを成長させた上に成長させた化合物半導体基板
より良質の結晶が得られた。この理由はサファイア基板
上に成長させたゲルマニウムは、その熱膨張係数がサフ
ァイアと近いため、成長後基板温度を室温まで下げる過
程で熱膨張係数差による応力でゲルマニウムの結晶が壊
される事がないため、良い結晶性の物が得られるためで
ある。因に上記の例では、１ｎのゲルマニウムでＸ線２
結晶ロツキングカーブの半値幅は８０秒と良い結晶性を
示した。上記の実施例では、ＧａＡｓの例を示したが熱
膨張係数がサファイア、ゲルマニウムと近ければよ（、
ＧａＰ 、 ＧａＡｓＰでも同様な良い結晶が得られた
。
する。基板方位が（１０１２）のサファイア基板にゲル
マニウムを成長させる。それには、サファイア基板を成
長装置に入れ、１４００″Ｃにまず加熱して基板表面を
清浄にする。次に８００°Ｃに基板温度を保ち、ＧｅＨ
，を成長装置内に導入してゲルマニウムを厚さ１ハに成
長させる。次に通常のＭＯＣＶＤ法によりｃａＡｓｊｉ
ｌを前記基板上に成長させる。具体的にはゲルマニウム
層を成長した後、４００°Ｃに下げＧａＡｓ膜を薄く、
例えば、ＩＯｎｍ成長させ、次に６００°Ｃに基板温度
を昇温し、ＧａＡｓ膜を２ｎの厚さに成長させる。この
ようにして成長したサファイア基板上のＧａＡｓ層は、
Ｘ線２結晶ロツキングカーブの半値幅で７０秒と従来の
Ｓｔ基板上に成長させたもの、あるいはサファイア基板
上にＳｉを成長させた上に成長させた化合物半導体基板
より良質の結晶が得られた。この理由はサファイア基板
上に成長させたゲルマニウムは、その熱膨張係数がサフ
ァイアと近いため、成長後基板温度を室温まで下げる過
程で熱膨張係数差による応力でゲルマニウムの結晶が壊
される事がないため、良い結晶性の物が得られるためで
ある。因に上記の例では、１ｎのゲルマニウムでＸ線２
結晶ロツキングカーブの半値幅は８０秒と良い結晶性を
示した。上記の実施例では、ＧａＡｓの例を示したが熱
膨張係数がサファイア、ゲルマニウムと近ければよ（、
ＧａＰ 、 ＧａＡｓＰでも同様な良い結晶が得られた
。
（４−２）発明の効果
本発明では、化合物半導体基板を得るにあたり、サファ
イア基板上に熱膨張係数の近いゲルマニウム、次にＧａ
Ａｓ等熱膨張係数の近いＩＩＩ−Ｖ族生導体結晶を積層
した構造であるので、良質の化合半導体基板を提供する
ことができる。また、絶縁性のサファイア基板を用いて
いるので、素子を形成した後ゲルマニウム層までエツチ
ングする事により容易に素子分離が可能であること等の
利点がある。
イア基板上に熱膨張係数の近いゲルマニウム、次にＧａ
Ａｓ等熱膨張係数の近いＩＩＩ−Ｖ族生導体結晶を積層
した構造であるので、良質の化合半導体基板を提供する
ことができる。また、絶縁性のサファイア基板を用いて
いるので、素子を形成した後ゲルマニウム層までエツチ
ングする事により容易に素子分離が可能であること等の
利点がある。
第１図は本発明による化合物半導体基板を示す断面図、
第２図は従来の化合物半導体基板を示す断面図である。 ｌ・・・ＧａＡｓなどのＩＩＩ−Ｖ族生導体結晶、２・
・・ゲルマニウム、 ３・・・サファイア基板、４・
・・Ｓｉ。
第２図は従来の化合物半導体基板を示す断面図である。 ｌ・・・ＧａＡｓなどのＩＩＩ−Ｖ族生導体結晶、２・
・・ゲルマニウム、 ３・・・サファイア基板、４・
・・Ｓｉ。
Claims (1)
- 単結晶サファイア基板上に化合物半導体結晶膜を積層さ
せた化合物半導体基板において、前記化合物半導体結晶
膜としてその熱膨張係数がサファイアと近く、かつサフ
ァイア基板との間に単結晶ゲルマニウム膜を配置した事
を特徴とする化合物半導体基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21302089A JPH0377353A (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 化合物半導体基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21302089A JPH0377353A (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 化合物半導体基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0377353A true JPH0377353A (ja) | 1991-04-02 |
Family
ID=16632177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21302089A Pending JPH0377353A (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 化合物半導体基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0377353A (ja) |
-
1989
- 1989-08-21 JP JP21302089A patent/JPH0377353A/ja active Pending
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