JPH06326029A - 多結晶半導体膜の製造方法 - Google Patents
多結晶半導体膜の製造方法Info
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- JPH06326029A JPH06326029A JP11141093A JP11141093A JPH06326029A JP H06326029 A JPH06326029 A JP H06326029A JP 11141093 A JP11141093 A JP 11141093A JP 11141093 A JP11141093 A JP 11141093A JP H06326029 A JPH06326029 A JP H06326029A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 エピタキシャル成長が生じない基板上の任意
の位置に半導体多結晶膜を製造すること。 【構成】 半導体結晶成長技術において、アモルファ
ス、金属、セラミック、多結晶、単結晶などの基板１上
に光、電子線、イオンをはじめとするビーム３を照射し
つつ原料を供給することで、ビーム３照射位置に選択的
に半導体からなる結晶２を形成する工程と、該基板１上
に形成した半導体からなる結晶への成長が選択的に生じ
る条件で半導体を成長させることで、アモルファス基板
１上に大きなグレインサイズを有する多結晶膜４を形成
する。
の位置に半導体多結晶膜を製造すること。 【構成】 半導体結晶成長技術において、アモルファ
ス、金属、セラミック、多結晶、単結晶などの基板１上
に光、電子線、イオンをはじめとするビーム３を照射し
つつ原料を供給することで、ビーム３照射位置に選択的
に半導体からなる結晶２を形成する工程と、該基板１上
に形成した半導体からなる結晶への成長が選択的に生じ
る条件で半導体を成長させることで、アモルファス基板
１上に大きなグレインサイズを有する多結晶膜４を形成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオード、半導
体レーザ、フォトダイオード、太陽電池あるいは電子デ
バイスなどに用いられる化合物半導体デバイスに関する
ものである。
体レーザ、フォトダイオード、太陽電池あるいは電子デ
バイスなどに用いられる化合物半導体デバイスに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、化合物半導体デバイスは水平ブリ
ッジマン法あるいは引き上げ法などによって製造された
ＧａＡｓやＩｎＰなどのインゴットを所定の厚さにスラ
イスし、表面を鏡面状に研磨してエッチングした基板に
ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰなど
それぞれの基板に格子整合した化合物半導体をエピタキ
シャル成長させ、さらに加工を施すことにより製造され
ている。あるいは、歪超格子や厚いバッファ層の導入に
よりＧａＡｓ／ＳｉやＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓなどの格
子定数の異なった材料のエピタキシャル成長も試みられ
ている。
ッジマン法あるいは引き上げ法などによって製造された
ＧａＡｓやＩｎＰなどのインゴットを所定の厚さにスラ
イスし、表面を鏡面状に研磨してエッチングした基板に
ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰなど
それぞれの基板に格子整合した化合物半導体をエピタキ
シャル成長させ、さらに加工を施すことにより製造され
ている。あるいは、歪超格子や厚いバッファ層の導入に
よりＧａＡｓ／ＳｉやＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓなどの格
子定数の異なった材料のエピタキシャル成長も試みられ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】また、ＧａＡｓやＩｎ
Ｐをはじめとする化合物半導体基板は高価であるため、
この基板上に作製したデバイスのコストアップを招くこ
とになる。またそれよりも安価なＳｉを基板として用い
た場合、たとえばＧａＡｓとは４％程度の格子不整合が
あるため、歪超格子やバッファ層を導入しても成長した
膜内には転移が残る。さらに、結晶成長は一般に高温で
行われるため、基板と成長した膜の熱膨張係数の差が非
常に問題となってくる。すなわち、これらに大きな差が
あると成長温度で格子整合しても室温まで冷却すると膜
に応力がかかることになる。また、化合物半導体基板は
従来水平ブリッジマン法あるいは引き上げ法などによっ
て製造されているが、良質の大面積の基板を得ることは
困難である。たとえばＧａＡｓ基板の場合、直径が３イ
ンチまでのウエハが市販されているにすぎない。
Ｐをはじめとする化合物半導体基板は高価であるため、
この基板上に作製したデバイスのコストアップを招くこ
とになる。またそれよりも安価なＳｉを基板として用い
た場合、たとえばＧａＡｓとは４％程度の格子不整合が
あるため、歪超格子やバッファ層を導入しても成長した
膜内には転移が残る。さらに、結晶成長は一般に高温で
行われるため、基板と成長した膜の熱膨張係数の差が非
常に問題となってくる。すなわち、これらに大きな差が
あると成長温度で格子整合しても室温まで冷却すると膜
に応力がかかることになる。また、化合物半導体基板は
従来水平ブリッジマン法あるいは引き上げ法などによっ
て製造されているが、良質の大面積の基板を得ることは
困難である。たとえばＧａＡｓ基板の場合、直径が３イ
ンチまでのウエハが市販されているにすぎない。
【０００４】一方、アモルファス、金属、セラミックを
はじめとするエピタキシャル成長が生じない基板上に、
通常の結晶成長技術で半導体膜の製造を試みると、多結
晶の膜が得られる。ところが、基板に初期的に発生する
微小核は基板上の微小な傷、基板上に付着した不純物な
どから発生し、しかも臨界核まで成長する時間が核によ
って異なる。このためグレインのサイズにばらつきがあ
る、グレインの形状がグレインによって異なるなどの問
題がある。そこで本発明の目的はアモルファス、金属、
セラミック等のエピタキシャル成長が生じない基板上
に、大きなサイズを有する化合物半導体多結晶膜を形成
する方法を提供することである。
はじめとするエピタキシャル成長が生じない基板上に、
通常の結晶成長技術で半導体膜の製造を試みると、多結
晶の膜が得られる。ところが、基板に初期的に発生する
微小核は基板上の微小な傷、基板上に付着した不純物な
どから発生し、しかも臨界核まで成長する時間が核によ
って異なる。このためグレインのサイズにばらつきがあ
る、グレインの形状がグレインによって異なるなどの問
題がある。そこで本発明の目的はアモルファス、金属、
セラミック等のエピタキシャル成長が生じない基板上
に、大きなサイズを有する化合物半導体多結晶膜を形成
する方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成によって達成される。すなわち、化合物半導体結晶
成長において、エピタキシャル成長が生じない基板上に
結晶核形成用のビームを照射しつつ原料を供給すること
で、該ビーム照射位置に選択的に半導体からなる結晶核
を形成する第１の工程と、該基板上に形成した結晶核か
ら結晶への成長が選択的に生じる条件で半導体を成長さ
せる第２の工程により、前記基板上に大きなグレインサ
イズを有する多結晶膜を形成する多結晶半導体膜の製造
方法である。第１の工程は基板上に結晶核成長のために
核形成のためのエネルギーを与えることであり、例えば
光、電子線、イオンなどのビームを照射することにより
行う。また、第２の工程における結晶核からの結晶成長
の度合いは結晶成長温度、結晶成長圧力、成長速度、原
料供給速度、キャリアガス流量の制御等でコントロール
する。前記第２の工程において光、電子線、イオンをは
じめとする結晶成長用のビームを照射することで結晶の
選択成長を助長する方法を採ることができる。
構成によって達成される。すなわち、化合物半導体結晶
成長において、エピタキシャル成長が生じない基板上に
結晶核形成用のビームを照射しつつ原料を供給すること
で、該ビーム照射位置に選択的に半導体からなる結晶核
を形成する第１の工程と、該基板上に形成した結晶核か
ら結晶への成長が選択的に生じる条件で半導体を成長さ
せる第２の工程により、前記基板上に大きなグレインサ
イズを有する多結晶膜を形成する多結晶半導体膜の製造
方法である。第１の工程は基板上に結晶核成長のために
核形成のためのエネルギーを与えることであり、例えば
光、電子線、イオンなどのビームを照射することにより
行う。また、第２の工程における結晶核からの結晶成長
の度合いは結晶成長温度、結晶成長圧力、成長速度、原
料供給速度、キャリアガス流量の制御等でコントロール
する。前記第２の工程において光、電子線、イオンをは
じめとする結晶成長用のビームを照射することで結晶の
選択成長を助長する方法を採ることができる。
【０００６】基板としては単結晶に限らず、多結晶また
はアモルファスの金属材料または無機材料を用いること
ができる。例えば、石英ガラス基板の他に、多成分系ガ
ラス基板などのエピタキシャル成長が生じない基板を用
いることができる。また、種々の基板上にＣＶＤ法、ス
パッタ法あるいは蒸着法などにより形成した石英ガラス
基板をはじめとする種々の酸化物、ＳｉＮなどの窒化
物、ＳｉＣなどの炭化物、金属あるいは金属膜などのい
かなる材料にも適用できる。この場合、基板によって第
２回目の成長のいずれの条件も適当に選択する必要があ
るが、少なくともこれら第２回目の成長が第１回目のそ
れよりも選択性に優れていれば問題はない。
はアモルファスの金属材料または無機材料を用いること
ができる。例えば、石英ガラス基板の他に、多成分系ガ
ラス基板などのエピタキシャル成長が生じない基板を用
いることができる。また、種々の基板上にＣＶＤ法、ス
パッタ法あるいは蒸着法などにより形成した石英ガラス
基板をはじめとする種々の酸化物、ＳｉＮなどの窒化
物、ＳｉＣなどの炭化物、金属あるいは金属膜などのい
かなる材料にも適用できる。この場合、基板によって第
２回目の成長のいずれの条件も適当に選択する必要があ
るが、少なくともこれら第２回目の成長が第１回目のそ
れよりも選択性に優れていれば問題はない。
【０００７】また、本発明に用いる化合物半導体はＧａ
Ａｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、Ｚｎ
Ｓ、ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅなど種々の半導体材料を用いる
ことができる。この場合も成長する材料によって成長条
件を変える必要がある。さらに第１回目の成長で形成す
る結晶核と第２回目の成長で形成する結晶が同じ場合に
ついて述べたが、これらを異なった材料としても問題は
ない。また、本発明の結晶成長法にはＭＯＣＶＤ法（me
talorganic chemical vapordeposition、有機金属気相
成長法）やＭＢＥ法（molecular beam epitaxy、分子線
成長法）などを用いることができる。さらにＬＰＥ法
（liquid phase epitaxy）では石英ガラス基板上への核
成長は全く生じないことを利用して、第１回目の成長を
核成長の起こるＭＯＣＶＤ法で行い、２回目の成長にこ
のような特徴のあるＬＰＥ法やＶＰＥ法（vapor phase
epitaxy）を用いることも可能である。
Ａｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、Ｚｎ
Ｓ、ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅなど種々の半導体材料を用いる
ことができる。この場合も成長する材料によって成長条
件を変える必要がある。さらに第１回目の成長で形成す
る結晶核と第２回目の成長で形成する結晶が同じ場合に
ついて述べたが、これらを異なった材料としても問題は
ない。また、本発明の結晶成長法にはＭＯＣＶＤ法（me
talorganic chemical vapordeposition、有機金属気相
成長法）やＭＢＥ法（molecular beam epitaxy、分子線
成長法）などを用いることができる。さらにＬＰＥ法
（liquid phase epitaxy）では石英ガラス基板上への核
成長は全く生じないことを利用して、第１回目の成長を
核成長の起こるＭＯＣＶＤ法で行い、２回目の成長にこ
のような特徴のあるＬＰＥ法やＶＰＥ法（vapor phase
epitaxy）を用いることも可能である。
【０００８】
【作用】アモルファス基板には結晶のエピタキシャル成
長は起こらないが、本発明では条件を変化させた２回の
成長を行い、第２回目の成長では第１回目の成長で形成
した微少な結晶が核として作用し、これが成長し、結晶
性の良好な半導体膜をアモルファス基板上に形成でき
る。したがって従来の化合物半導体基板よりも安価な半
導体基板を提供できる。さらに、たとえばアモルファス
基板として代表的なガラスは大面積のものが容易に入手
できる。
長は起こらないが、本発明では条件を変化させた２回の
成長を行い、第２回目の成長では第１回目の成長で形成
した微少な結晶が核として作用し、これが成長し、結晶
性の良好な半導体膜をアモルファス基板上に形成でき
る。したがって従来の化合物半導体基板よりも安価な半
導体基板を提供できる。さらに、たとえばアモルファス
基板として代表的なガラスは大面積のものが容易に入手
できる。
【０００９】アモルファス基板たとえば石英ガラス基板
への成長は、たとえば成長温度のみを考えると、低温で
の成長ほど結晶の生成密度が高く、逆に高温成長では石
英ガラス基板上には全く成長しない条件も存在する。こ
のような特徴を利用して、たとえばＧａＡｓ基板上の一
部にＳｉＯ2膜を設け、後者の条件で成長することによ
り、表面に露出したＧａＡｓ上にのみＧａＡｓやＡｌＧ
ａＡｓを成長するという選択成長が多数試みられ、半導
体レーザなど種々のデバイスへの検討が行われている。
成長温度を低く設定したときの核生成密度の増大は、基
板表面に吸着した原料の拡散距離が短くなるためと解釈
できる。さらに基板温度を低下させ、それが原料の分解
温度以下になると、基板表面には半導体は析出しない。
ところがこの条件で基板に光、電子線、イオンなどのビ
ームを照射すると、照射した部分の温度が上昇する、あ
るいはビームによって原料が分解し、ビームを照射した
所にのみ半導体が成長する。
への成長は、たとえば成長温度のみを考えると、低温で
の成長ほど結晶の生成密度が高く、逆に高温成長では石
英ガラス基板上には全く成長しない条件も存在する。こ
のような特徴を利用して、たとえばＧａＡｓ基板上の一
部にＳｉＯ2膜を設け、後者の条件で成長することによ
り、表面に露出したＧａＡｓ上にのみＧａＡｓやＡｌＧ
ａＡｓを成長するという選択成長が多数試みられ、半導
体レーザなど種々のデバイスへの検討が行われている。
成長温度を低く設定したときの核生成密度の増大は、基
板表面に吸着した原料の拡散距離が短くなるためと解釈
できる。さらに基板温度を低下させ、それが原料の分解
温度以下になると、基板表面には半導体は析出しない。
ところがこの条件で基板に光、電子線、イオンなどのビ
ームを照射すると、照射した部分の温度が上昇する、あ
るいはビームによって原料が分解し、ビームを照射した
所にのみ半導体が成長する。
【００１０】以下に常圧ＭＯＣＶＤ法による石英ガラス
基板上へのＧａＡｓ成長についてこれまで得られた結果
について述べる。図２はＧａＡｓ結晶核の密度の成長温
度依存性を成長時間をパラメータとして示す。成長温度
が５５０〜９００℃の範囲では、成長温度が高いほど、
あるいは成長時間が短いほど核生成密度が小さくなる。
これは高温では吸着した原料（吸着種）の拡散長が長く
なるためで、吸着種の拡散長内に結晶核が存在すると、
表面への吸着によるポテンシャルエネルギの低下よりも
原料同士の結合に基づくポテンシャルエネルギの低下の
方が大きいため、表面吸着種は結晶核に取り込まれ新た
な結晶核を形成する確率が低くなるためである。しかし
ながらこの範囲においても新たな核生成確率は厳密には
ゼロでないため、長時間の成長で核生成密度が大きくな
る。単位時間あたりの原料供給量の変化は基板表面にお
ける吸着種の密度を変化させるため、成長温度およびト
ータルの原料供給量が一定でも、単位時間あたりの原料
供給量が多いと核生成密度は高くなる。これは基板表面
における吸着種の衝突確率が単位時間当りの供給量が多
いほど大きくなるためである。
基板上へのＧａＡｓ成長についてこれまで得られた結果
について述べる。図２はＧａＡｓ結晶核の密度の成長温
度依存性を成長時間をパラメータとして示す。成長温度
が５５０〜９００℃の範囲では、成長温度が高いほど、
あるいは成長時間が短いほど核生成密度が小さくなる。
これは高温では吸着した原料（吸着種）の拡散長が長く
なるためで、吸着種の拡散長内に結晶核が存在すると、
表面への吸着によるポテンシャルエネルギの低下よりも
原料同士の結合に基づくポテンシャルエネルギの低下の
方が大きいため、表面吸着種は結晶核に取り込まれ新た
な結晶核を形成する確率が低くなるためである。しかし
ながらこの範囲においても新たな核生成確率は厳密には
ゼロでないため、長時間の成長で核生成密度が大きくな
る。単位時間あたりの原料供給量の変化は基板表面にお
ける吸着種の密度を変化させるため、成長温度およびト
ータルの原料供給量が一定でも、単位時間あたりの原料
供給量が多いと核生成密度は高くなる。これは基板表面
における吸着種の衝突確率が単位時間当りの供給量が多
いほど大きくなるためである。
【００１１】また、成長温度が５５０℃以下のとき核生
成密度は急激に低下し、４５０℃以下ではほとんど核生
成は観測できなかった。これは第３族原料として用いた
トリメチルガリウムの分解温度に基づくものと解釈でき
る。したがって原料の分解温度以下に基板温度を設定
し、温度以外のエネルギを与えると、原料は容易に分解
し、基板に核が発生する。例えば、エキシマレーザの光
（３０９ｎｍ）を集光して基板に照射したが、基板温度
４５０℃で、０．０３ｍＪ／ｃｍ2以上の光を照射する
と照射部にＧａＡｓが発生した。
成密度は急激に低下し、４５０℃以下ではほとんど核生
成は観測できなかった。これは第３族原料として用いた
トリメチルガリウムの分解温度に基づくものと解釈でき
る。したがって原料の分解温度以下に基板温度を設定
し、温度以外のエネルギを与えると、原料は容易に分解
し、基板に核が発生する。例えば、エキシマレーザの光
（３０９ｎｍ）を集光して基板に照射したが、基板温度
４５０℃で、０．０３ｍＪ／ｃｍ2以上の光を照射する
と照射部にＧａＡｓが発生した。
【００１２】これに続く第２回目の成長においては、第
１回目の成長で作製した結晶核を選択的に結晶成長させ
ることを目的とするものである。この結晶成長条件は成
長温度を高くし、成長圧力を低くし、また単位時間当り
の原料供給量を少なくすることで実現できるが、第１回
目の成長で作製した結晶の密度、すなわち結晶核間の距
離で異なるため、一概には限定できない。なお、第２回
目の成長において、結晶が成長して基板表面のすべてが
半導体材料に覆われた後には、その成長条件を変えても
問題はない。
１回目の成長で作製した結晶核を選択的に結晶成長させ
ることを目的とするものである。この結晶成長条件は成
長温度を高くし、成長圧力を低くし、また単位時間当り
の原料供給量を少なくすることで実現できるが、第１回
目の成長で作製した結晶の密度、すなわち結晶核間の距
離で異なるため、一概には限定できない。なお、第２回
目の成長において、結晶が成長して基板表面のすべてが
半導体材料に覆われた後には、その成長条件を変えても
問題はない。
【００１３】
【実施例】以下本発明による一実施例として、ＭＯＣＶ
Ｄ法による石英ガラス基板上へのＧａＡｓの成長でＧａ
Ａｓ基板を作製した例について説明する。基板として用
いた石英ガラス基板の前処理として希フッ化水素酸によ
るエッチングを行った。ＭＯＣＶＤチャンバ内に基板を
導入して設定温度４５０℃まで昇温し、第１回目の成長
を行った。第３族原料としてトリメチルガリウム、第５
族原料としてアルシンを用い、またキャリアガスとして
水素を用いた。この基板温度では原料、特にトリメチル
ガリウムは分解せず、基板上には半導体は析出しない。
そこで、集光したエキシマレーザの３０８ｎｍ（ＸｅＣ
ｌ）の光を照射した。集光スポット径は約２０μｍ、照
射パワーは約０．１ｍＪ／ｃｍ2／ｐｕｌｓｅ、繰り返
しは１Ｈｚであった。この結果、石英ガラス基板１上に
は図１（ａ）に示すように光ビーム３を照射した部分
に、直径１００ｎｍ程度のＧａＡｓ結晶２が成長した。
成長の際、ビームの照射位置をスキャンし、５０μｍ間
隔の格子点上に、このＧａＡｓ結晶２を作製した。
Ｄ法による石英ガラス基板上へのＧａＡｓの成長でＧａ
Ａｓ基板を作製した例について説明する。基板として用
いた石英ガラス基板の前処理として希フッ化水素酸によ
るエッチングを行った。ＭＯＣＶＤチャンバ内に基板を
導入して設定温度４５０℃まで昇温し、第１回目の成長
を行った。第３族原料としてトリメチルガリウム、第５
族原料としてアルシンを用い、またキャリアガスとして
水素を用いた。この基板温度では原料、特にトリメチル
ガリウムは分解せず、基板上には半導体は析出しない。
そこで、集光したエキシマレーザの３０８ｎｍ（ＸｅＣ
ｌ）の光を照射した。集光スポット径は約２０μｍ、照
射パワーは約０．１ｍＪ／ｃｍ2／ｐｕｌｓｅ、繰り返
しは１Ｈｚであった。この結果、石英ガラス基板１上に
は図１（ａ）に示すように光ビーム３を照射した部分
に、直径１００ｎｍ程度のＧａＡｓ結晶２が成長した。
成長の際、ビームの照射位置をスキャンし、５０μｍ間
隔の格子点上に、このＧａＡｓ結晶２を作製した。
【００１４】前記第１回目の結晶成長に続いて、圧力１
０Ｔｏｒｒ、基板温度８５０℃で第２回目の成長を行っ
た。第２回目の成長条件は、本発明者らの先に見い出し
て特許出願（特願平５−１５６９号）した選択成長が生
じる条件である。すなわち、グレイン成長温度、グレイ
ン成長圧力、成長速度、原料供給速度、キャリアガス流
量を制御することで、グレインのサイズをコントロール
できる。例えば、成長温度が高いほど、また成長圧力が
低いほど得られるグレインのサイズは大きくなる。１０
Ｔｏｒｒの圧力の下で８５０℃でＧａＡｓの成長を試み
た予備実験では、直径が３０μｍ以上のグレインから成
る多結晶膜が得られた。この第２回目の成長を６０分間
行ったところ、図１（ｂ）のように石英ガラス基板１上
にグレインのサイズが５０μｍ程度のＧａＡｓ膜４を形
成することができた。得られたＧａＡｓ膜４は、たとえ
ばＳｉ基板上に成長したＧａＡｓのように格子不整合に
伴う転移は発生しておらず、グレインについてＸ線回折
ピークのロッキングカーブを測定したところ、バルクの
ＧａＡｓ膜あるいはＧａＡｓエピタキシャル膜に匹敵す
る全値半角が得られた。
０Ｔｏｒｒ、基板温度８５０℃で第２回目の成長を行っ
た。第２回目の成長条件は、本発明者らの先に見い出し
て特許出願（特願平５−１５６９号）した選択成長が生
じる条件である。すなわち、グレイン成長温度、グレイ
ン成長圧力、成長速度、原料供給速度、キャリアガス流
量を制御することで、グレインのサイズをコントロール
できる。例えば、成長温度が高いほど、また成長圧力が
低いほど得られるグレインのサイズは大きくなる。１０
Ｔｏｒｒの圧力の下で８５０℃でＧａＡｓの成長を試み
た予備実験では、直径が３０μｍ以上のグレインから成
る多結晶膜が得られた。この第２回目の成長を６０分間
行ったところ、図１（ｂ）のように石英ガラス基板１上
にグレインのサイズが５０μｍ程度のＧａＡｓ膜４を形
成することができた。得られたＧａＡｓ膜４は、たとえ
ばＳｉ基板上に成長したＧａＡｓのように格子不整合に
伴う転移は発生しておらず、グレインについてＸ線回折
ピークのロッキングカーブを測定したところ、バルクの
ＧａＡｓ膜あるいはＧａＡｓエピタキシャル膜に匹敵す
る全値半角が得られた。
【００１５】本実施例により、従来の基板と比較して安
価でしかも大面積の化合物半導体基板を得ることができ
た。また基板上の任意の場所を中心とするサイズが大き
く、しかもサイズの揃ったグレインからなる多結晶膜を
作製することが可能となった。さらに、成長した半導体
材料と基板間に強い化学結合は存在しないため、熱膨張
係数の差に基づく結晶内へのストレスを低減できる。こ
れにより、発光ダイオードをはじめとする種々の化合物
半導体デバイスのコスト低減の効果がある。また結晶性
でしかも大面積の基板が得られる特徴を利用して、たと
えば高効率の太陽電池への応用ができる。
価でしかも大面積の化合物半導体基板を得ることができ
た。また基板上の任意の場所を中心とするサイズが大き
く、しかもサイズの揃ったグレインからなる多結晶膜を
作製することが可能となった。さらに、成長した半導体
材料と基板間に強い化学結合は存在しないため、熱膨張
係数の差に基づく結晶内へのストレスを低減できる。こ
れにより、発光ダイオードをはじめとする種々の化合物
半導体デバイスのコスト低減の効果がある。また結晶性
でしかも大面積の基板が得られる特徴を利用して、たと
えば高効率の太陽電池への応用ができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、安価でしかも大面積の
化合物半導体基板を得ることができた。さらに、成長し
た半導体材料と基板間に強い化学結合は存在しないた
め、熱膨張係数の差に基づく結晶内へのストレスを低減
できたので、発光ダイオードをはじめとする種々の化合
物半導体デバイスのコスト低減の効果がある。
化合物半導体基板を得ることができた。さらに、成長し
た半導体材料と基板間に強い化学結合は存在しないた
め、熱膨張係数の差に基づく結晶内へのストレスを低減
できたので、発光ダイオードをはじめとする種々の化合
物半導体デバイスのコスト低減の効果がある。
【図１】 本発明の一実施例による化合物半導体基板の
製造方法を説明するためのもので、（ａ）は第１回目の
成長中に形成した化合物半導体結晶核を表す模式図、
（ｂ）は第２回目の成長後の化合物半導体膜を示す模式
図である。
製造方法を説明するためのもので、（ａ）は第１回目の
成長中に形成した化合物半導体結晶核を表す模式図、
（ｂ）は第２回目の成長後の化合物半導体膜を示す模式
図である。
【図２】 石英ガラス基板上へのＧａＡｓ成長における
結晶核の密度の成長温度依存性を示すグラフの図であ
る。
結晶核の密度の成長温度依存性を示すグラフの図であ
る。
１…石英ガラス基板、２…ＧａＡｓ結晶、３…光ビー
ム、４…ＧａＡｓ多結晶膜
ム、４…ＧａＡｓ多結晶膜
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/18
Claims (4)
- 【請求項１】 化合物半導体結晶成長において、エピタ
キシャル成長が生じない基板上に結晶核形成用のビーム
を照射しつつ原料を供給することで、該ビーム照射位置
に選択的に半導体からなる結晶核を形成する第１の工程
と、該基板上に形成した結晶核から結晶への成長が選択
的に生じる条件で半導体を成長させる第２の工程によ
り、前記基板上に大きなグレインサイズを有する多結晶
膜を形成することを特徴とする多結晶半導体膜の製造方
法。 - 【請求項２】 前記第２の工程において結晶成長用ビー
ムを照射することで結晶の選択成長を助長することを特
徴とする請求項１記載の多結晶半導体膜の製造方法。 - 【請求項３】 エピタキシャル成長が生じない基板はア
モルファス、多結晶または単結晶からなることを特徴と
する請求項１または２記載の多結晶半導体膜の製造方
法。 - 【請求項４】 エピタキシャル成長が生じない基板は金
属材料または無機材料からなることを特徴とする請求項
１または２記載の多結晶半導体膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11141093A JPH06326029A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 多結晶半導体膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11141093A JPH06326029A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 多結晶半導体膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06326029A true JPH06326029A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=14560461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11141093A Pending JPH06326029A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 多結晶半導体膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06326029A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010140373A1 (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | 住友化学株式会社 | センサ、半導体基板、および半導体基板の製造方法 |
-
1993
- 1993-05-13 JP JP11141093A patent/JPH06326029A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010140373A1 (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | 住友化学株式会社 | センサ、半導体基板、および半導体基板の製造方法 |
| US8835906B2 (en) | 2009-06-05 | 2014-09-16 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Sensor, semiconductor wafer, and method of producing semiconductor wafer |
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