JPS6126598A - ゲルマニウム薄膜結晶の製造方法 - Google Patents
ゲルマニウム薄膜結晶の製造方法Info
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- JPS6126598A JPS6126598A JP59143242A JP14324284A JPS6126598A JP S6126598 A JPS6126598 A JP S6126598A JP 59143242 A JP59143242 A JP 59143242A JP 14324284 A JP14324284 A JP 14324284A JP S6126598 A JPS6126598 A JP S6126598A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B1/00—Single-crystal growth directly from the solid state
- C30B1/02—Single-crystal growth directly from the solid state by thermal treatment, e.g. strain annealing
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/08—Germanium
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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〉
本発明はゲルマニウム薄膜結晶の製造方法に関し、特に
発光ダイオード、光複合素子、モノシリツク複合機能集
積回路などの半導体素子に利用するゲルマニウム薄膜結
晶の製造方法に関する。
発光ダイオード、光複合素子、モノシリツク複合機能集
積回路などの半導体素子に利用するゲルマニウム薄膜結
晶の製造方法に関する。
〈従来技術〉
従来、この種ゲルマニウム薄膜結晶の製造に当っては、
ジルコン（シリコンの表面を酸化膜で被覆したもの）等
の誘電体基板上に、予め所望の厚さにゲルマニウム層を
堆積させた後、ゲルマニウム層の一方の側から他方の側
にレーザ光や電子ビームＦ照射あるいは線状ヒータ加熱
によるゾーン溶融法によって溶融、固化するこ−とによ
って結晶化させておつた。しかし、この方法でゲルマニ
ウムを結晶化スる場合、基板上にゲルマニウム層のみを
液種させた状態では、線状ヒータによる加熱溶融の場合
は、ヒータ温度、基板温度およびビームと基板間の相対
速度（移動速度）等が、またエネルギビームによる加熱
溶融の場合はビームパワー、基板温度およびビームと基
板間の相対速度等を厳密に定めなければならない。
ジルコン（シリコンの表面を酸化膜で被覆したもの）等
の誘電体基板上に、予め所望の厚さにゲルマニウム層を
堆積させた後、ゲルマニウム層の一方の側から他方の側
にレーザ光や電子ビームＦ照射あるいは線状ヒータ加熱
によるゾーン溶融法によって溶融、固化するこ−とによ
って結晶化させておつた。しかし、この方法でゲルマニ
ウムを結晶化スる場合、基板上にゲルマニウム層のみを
液種させた状態では、線状ヒータによる加熱溶融の場合
は、ヒータ温度、基板温度およびビームと基板間の相対
速度（移動速度）等が、またエネルギビームによる加熱
溶融の場合はビームパワー、基板温度およびビームと基
板間の相対速度等を厳密に定めなければならない。
これは、ゲルマニウムが溶解した状態では基板５（Ｓｉ
Ｏ□４）との付着性が弱いために、上記条件から少しで
もずれると、充分な結晶成長がおこらないか、あるいは
ゲルマニウムが凝ルマニウムの面積が大きい線状ヒータ
による方法では、基板面全体にわたる薄膜結晶化は著る
しく困難となる。このような凝縮を防止するため、従来
から、第１図に示すように、タングステン等の高融点金
属層１．３をゲルマニウム層２の上下に形成してから加
熱結晶させる方法が採用されているが、このような方法
による結晶化は、ゲルマニウムの凝縮防たとえばヒ化ガ
リウム層６をエピタキシャル成長させるためには、ゲル
マニウム２を結晶化後第１図に示す高融点金属層３を除
去し、ゲルマニウム層２を露出した上、第２図のように
エピタキシャル成長層６を形成する必要がある。高融点
金属層３の除去には、現在、主として化学エツチング法
が採用されているが、層３除去後のゲルマニウム層２の
表面は、充分平坦なものを得ることが困難である。した
がって、エピタキシャル成長層６の表面も層２の表面の
影響を受け、充分平坦なものが得られず、層６に形成し
た素子の特性に不均一さが現われる欠点があった。また
、第３図′のようにヒ化ガリウム層６に形成した発光素
子７から出た光信号８を、基板とに予め形成した受光素
子９で受ける構成のフォトカプラ素子では光信号８に対
して不透明な高融点金属層１が存在するため、有効に光
信号８が受光素子９に達するには、層１の厚さを凝縮防
止に有効な範囲で薄くする等の工夫が必要であり、実際
に、素子９に到達する光のパワーは、受光素子９の駆動
に不充分な場合が多かった。また、ゲルマニウムの凝縮
を防止する他の方法として、第４図のようにゲルマニウ
ム層２の上に厚さ約１μ程度のＳｉ０３層１０を形成す
る方法も採用されているが、この方法では凝縮防止でき
るゲルマニウムの面積に限度があり、広い面積にわたる
結晶化が困難であった。
Ｏ□４）との付着性が弱いために、上記条件から少しで
もずれると、充分な結晶成長がおこらないか、あるいは
ゲルマニウムが凝ルマニウムの面積が大きい線状ヒータ
による方法では、基板面全体にわたる薄膜結晶化は著る
しく困難となる。このような凝縮を防止するため、従来
から、第１図に示すように、タングステン等の高融点金
属層１．３をゲルマニウム層２の上下に形成してから加
熱結晶させる方法が採用されているが、このような方法
による結晶化は、ゲルマニウムの凝縮防たとえばヒ化ガ
リウム層６をエピタキシャル成長させるためには、ゲル
マニウム２を結晶化後第１図に示す高融点金属層３を除
去し、ゲルマニウム層２を露出した上、第２図のように
エピタキシャル成長層６を形成する必要がある。高融点
金属層３の除去には、現在、主として化学エツチング法
が採用されているが、層３除去後のゲルマニウム層２の
表面は、充分平坦なものを得ることが困難である。した
がって、エピタキシャル成長層６の表面も層２の表面の
影響を受け、充分平坦なものが得られず、層６に形成し
た素子の特性に不均一さが現われる欠点があった。また
、第３図′のようにヒ化ガリウム層６に形成した発光素
子７から出た光信号８を、基板とに予め形成した受光素
子９で受ける構成のフォトカプラ素子では光信号８に対
して不透明な高融点金属層１が存在するため、有効に光
信号８が受光素子９に達するには、層１の厚さを凝縮防
止に有効な範囲で薄くする等の工夫が必要であり、実際
に、素子９に到達する光のパワーは、受光素子９の駆動
に不充分な場合が多かった。また、ゲルマニウムの凝縮
を防止する他の方法として、第４図のようにゲルマニウ
ム層２の上に厚さ約１μ程度のＳｉ０３層１０を形成す
る方法も採用されているが、この方法では凝縮防止でき
るゲルマニウムの面積に限度があり、広い面積にわたる
結晶化が困難であった。
く解決しようとする問題点〉
本発明は、ゲルマニウム薄膜結晶作成における上述の欠
点を除去するためになされたもってあって、ゲルマニウ
ム薄膜結晶化時の諸条件に対する許容度が大きく、ゲル
マニウム薄膜結晶が高い再現性をもって、基板全面に給
たって結晶成長させることができ、表面の平坦性が良好
なゲルマニウム薄膜結晶を作成できるゲルマニウム薄膜
結晶の製造方法を提供することを目的とする。
点を除去するためになされたもってあって、ゲルマニウ
ム薄膜結晶化時の諸条件に対する許容度が大きく、ゲル
マニウム薄膜結晶が高い再現性をもって、基板全面に給
たって結晶成長させることができ、表面の平坦性が良好
なゲルマニウム薄膜結晶を作成できるゲルマニウム薄膜
結晶の製造方法を提供することを目的とする。
く問題点を解決するための手段〉
上記問題点を解決するために、本発明の手段の１は、誘
電体基板上に、窒化硼素、窒化アルミニウム、酸化ベリ
リウムおよび炭化シリコンからなる群から選んだ少くと
も一からなる第１の層を堆積させる工程と、上記第１の
層上にゲルマニウムからなる第２の層を堆積させる工程
と、上記第２の層上に窒化硼素、窒化アルミニウム、酸
化ベリリウムおよヒ炭化シリコンからなる群から選んだ
少くとも一からなる第３の層を堆積させる工程と、上記
第１．第２および第３の層を堆積した誘電体基板の全体
又は第２の層に沿って誘電体基板を部分加熱する工程と
からなることを特徴とする。
電体基板上に、窒化硼素、窒化アルミニウム、酸化ベリ
リウムおよび炭化シリコンからなる群から選んだ少くと
も一からなる第１の層を堆積させる工程と、上記第１の
層上にゲルマニウムからなる第２の層を堆積させる工程
と、上記第２の層上に窒化硼素、窒化アルミニウム、酸
化ベリリウムおよヒ炭化シリコンからなる群から選んだ
少くとも一からなる第３の層を堆積させる工程と、上記
第１．第２および第３の層を堆積した誘電体基板の全体
又は第２の層に沿って誘電体基板を部分加熱する工程と
からなることを特徴とする。
また、本発明の他の手段は誘電体基板上に、窒化硼素、
窒化アルミニウム、酸化ベリリウムおよび炭化シリコン
からなる群から選んだ少くとも一からなる第１の層を堆
積させる工程と、上記第１の層上にゲルマニウムからな
る第２の層を堆積させる工程と、上記第２の層上にゲル
マニウムの融点近傍の温度でゲルマニウムと合金を形成
しない高融点金属からなる第３の層を堆積させる工程と
、上記第１゜第２および第３の層を堆積した誘電体基板
の全体又は第２の層に沿って誘電体基板を部分加熱する
工程となることを特徴とする。
窒化アルミニウム、酸化ベリリウムおよび炭化シリコン
からなる群から選んだ少くとも一からなる第１の層を堆
積させる工程と、上記第１の層上にゲルマニウムからな
る第２の層を堆積させる工程と、上記第２の層上にゲル
マニウムの融点近傍の温度でゲルマニウムと合金を形成
しない高融点金属からなる第３の層を堆積させる工程と
、上記第１゜第２および第３の層を堆積した誘電体基板
の全体又は第２の層に沿って誘電体基板を部分加熱する
工程となることを特徴とする。
また、本発明のもう１つの手段は誘電体基板上に、ゲル
マニウムの融点近傍の温度でゲルマニウムと合金を形成
しない高融点金属からなる第１の層と、上記第１の層上
にゲルマニウムからなる第２の層を堆積させる工程と、
上記第２の層上に窒化硼素、窒化アルミニウム、酸化ベ
リリウムおよび炭化シリコンからなる群から選んだ少く
とも一からなる第３の層を堆積させる工程と、上記第１
．第２および第３の層を堆積した誘電体基板の全体又は
第２の層に沿って誘電体基板を部分加熱する工程となる
ことを特徴とするものである。
マニウムの融点近傍の温度でゲルマニウムと合金を形成
しない高融点金属からなる第１の層と、上記第１の層上
にゲルマニウムからなる第２の層を堆積させる工程と、
上記第２の層上に窒化硼素、窒化アルミニウム、酸化ベ
リリウムおよび炭化シリコンからなる群から選んだ少く
とも一からなる第３の層を堆積させる工程と、上記第１
．第２および第３の層を堆積した誘電体基板の全体又は
第２の層に沿って誘電体基板を部分加熱する工程となる
ことを特徴とするものである。
〈作 用〉
本発明のゲルマニウム薄膜結晶の製造方法は以上のよう
な工程からなっており、誘電体基板上に堆積するゲルマ
ニウム層の上下をそれぞれゲルマニウムと近似した線膨
張係数を有すると共に、ゲルマニウムの融点近傍の温度
においてもゲルマニウムと反応せず、かつ表面張力の大
きい材料て挾持して全体を加熱溶融又はゾーン溶融させ
るから、基板との付着性が強く、ゲルマニウムが凝縮し
て基板から遊離するようなこともなく、薄膜の結晶化を
充分に行わせることができる。
な工程からなっており、誘電体基板上に堆積するゲルマ
ニウム層の上下をそれぞれゲルマニウムと近似した線膨
張係数を有すると共に、ゲルマニウムの融点近傍の温度
においてもゲルマニウムと反応せず、かつ表面張力の大
きい材料て挾持して全体を加熱溶融又はゾーン溶融させ
るから、基板との付着性が強く、ゲルマニウムが凝縮し
て基板から遊離するようなこともなく、薄膜の結晶化を
充分に行わせることができる。
〈実 施 例〉
以下、本発明の実施例について説明する。
表面を５１０２膜４で被膜された基板５を６００℃に維
持し、ジボラン（Ｂ２）（６）およびアンモニア（ＮＨ
３）を原料ガスとして化学気相堆積法により、７０ｎｍ
厚の窒化硼素膜１１を被着した後、この基板上にＩ Ｘ
１０−’Ｔｏｒｒの真空中で、基板温度７００℃で電
子ビーム加熱蒸着 法により４００℃厚のゲルマニ
ウム膜２を被着した。このような処理工程を経た基板を
、再び基板温度６００℃で、ジボランおよびアンモニア
を原料ガスとする化学気相堆積法によりゲルマニウム膜
２上に７０ｎａの窒化硼素膜１２を形成させ第５図（Ａ
）に示すごとき断面構造の試料を得た。
持し、ジボラン（Ｂ２）（６）およびアンモニア（ＮＨ
３）を原料ガスとして化学気相堆積法により、７０ｎｍ
厚の窒化硼素膜１１を被着した後、この基板上にＩ Ｘ
１０−’Ｔｏｒｒの真空中で、基板温度７００℃で電
子ビーム加熱蒸着 法により４００℃厚のゲルマニ
ウム膜２を被着した。このような処理工程を経た基板を
、再び基板温度６００℃で、ジボランおよびアンモニア
を原料ガスとする化学気相堆積法によりゲルマニウム膜
２上に７０ｎａの窒化硼素膜１２を形成させ第５図（Ａ
）に示すごとき断面構造の試料を得た。
次いで、得られｔコ試料を、第５図（Ｂ）に示すごとく
、石英板１４に載せる一方、試料上面に線状ヒータ１３
を配置すると共に、高周波加熱法により線状と一夕１３
および基板支持台１４はそれぞれ約１２００℃、約７７
０℃に保たれ結晶化が行なわれた。ゲルマニウム層２は
線状ヒータ１３により局所的に熱せられ、層２のうちの
ヒータ１３直下の部分１５が溶融した状態となるらそこ
で、（矢印Ｃ）方向に基板を支持台１４上で毎秒約１ミ
リメ−トルの速度で矢印方向へ摺動させることによりゲ
ルマニウム溶融部分１５Ｑ基板上で移動し、ゾーン溶融
させたところゲルマニウム層２は順次溶融、固化して結
晶となった。第５図ＣＢ）図の状態の時点では１７が結
晶化部分、１８が未結晶化部分である。このようにゲル
マニウム層の一部１５が溶融する状況にあっても、窒化
硼素の層１１．１２は何らの変化もなく安定に保持され
、１５におけるゲルマニウムの凝縮を押さえることが可
能である。その理由の一つは窒化硼素はゲルマニウムの
融点１２１３°に付近において、ゲルマニウムと反応す
る乙とがなくかつ分解蒸発等も起こさないからである。
、石英板１４に載せる一方、試料上面に線状ヒータ１３
を配置すると共に、高周波加熱法により線状と一夕１３
および基板支持台１４はそれぞれ約１２００℃、約７７
０℃に保たれ結晶化が行なわれた。ゲルマニウム層２は
線状ヒータ１３により局所的に熱せられ、層２のうちの
ヒータ１３直下の部分１５が溶融した状態となるらそこ
で、（矢印Ｃ）方向に基板を支持台１４上で毎秒約１ミ
リメ−トルの速度で矢印方向へ摺動させることによりゲ
ルマニウム溶融部分１５Ｑ基板上で移動し、ゾーン溶融
させたところゲルマニウム層２は順次溶融、固化して結
晶となった。第５図ＣＢ）図の状態の時点では１７が結
晶化部分、１８が未結晶化部分である。このようにゲル
マニウム層の一部１５が溶融する状況にあっても、窒化
硼素の層１１．１２は何らの変化もなく安定に保持され
、１５におけるゲルマニウムの凝縮を押さえることが可
能である。その理由の一つは窒化硼素はゲルマニウムの
融点１２１３°に付近において、ゲルマニウムと反応す
る乙とがなくかつ分解蒸発等も起こさないからである。
理由のもう一つは窒化硼素の表面張力が大きいために、
溶融ゲルマニウムと境界を接した場合ゲルマニウムをよ
く濡らし、安定に薄層状に保っためであると考えられる
。また、ゲルマニウム層の上下に窒化硼素層を形成する
ことにより、ゲルマニウムと窒化硼素との間の付着性の
よい境界面の面積が大きくなるとともに、機械的に強固
な窒化硼素の特質も相乗的な効果となり、安定に薄膜結
晶が実現できた。一方、ゲルマニウムと窒化硼素はゲル
マニウム融点（１２１３°Ｋ）から室温に到る間の温度
で、大略相等しい線熱膨張係数（６８〜５．７ Ｘ １
ｏ−’／℃）を持つため、結晶化終了直後から室温に
到る間でも各層にひび割れ、剥離等は生じなかった。
溶融ゲルマニウムと境界を接した場合ゲルマニウムをよ
く濡らし、安定に薄層状に保っためであると考えられる
。また、ゲルマニウム層の上下に窒化硼素層を形成する
ことにより、ゲルマニウムと窒化硼素との間の付着性の
よい境界面の面積が大きくなるとともに、機械的に強固
な窒化硼素の特質も相乗的な効果となり、安定に薄膜結
晶が実現できた。一方、ゲルマニウムと窒化硼素はゲル
マニウム融点（１２１３°Ｋ）から室温に到る間の温度
で、大略相等しい線熱膨張係数（６８〜５．７ Ｘ １
ｏ−’／℃）を持つため、結晶化終了直後から室温に
到る間でも各層にひび割れ、剥離等は生じなかった。
以上述べたようにゲルマニウムの凝縮防止のための保護
膜として充分機能するための要件は、（１）ゲルマニウ
ムと反応しないこと、（２）表面張力が大きいこと、（
３）線熱膨張係数がゲルマニウムと似通った値であるこ
と、（４）機械的にある程度の強度を持つことである。
膜として充分機能するための要件は、（１）ゲルマニウ
ムと反応しないこと、（２）表面張力が大きいこと、（
３）線熱膨張係数がゲルマニウムと似通った値であるこ
と、（４）機械的にある程度の強度を持つことである。
以上の要件に合致する物質としては窒化硼素の他に窒化
アルミニウム、酸化ベリリウム、炭化シリコンをあげる
ことができる。したがって、上記実施例の他にもこれら
の物質を適当に組み合わせることにより同様の効果があ
ることは論をまたない。なお、本実施例ではゲルマニウ
ムの結晶化後、ゲルマニウム上の窒化硼素層１２をＣＦ
４ガスまたは０２Ｆ６ガスを用いたりアクティブエツチ
ング法により除去したが、除去後のゲルマニウム層の表
面は平坦で、このゲルマニウム上へのヒ化ガリウムのエ
ピタキシャル成長層も同様に平坦で結晶欠陥も少く、再
現性のよいヒ化ガリウム発光素子が得られた。
アルミニウム、酸化ベリリウム、炭化シリコンをあげる
ことができる。したがって、上記実施例の他にもこれら
の物質を適当に組み合わせることにより同様の効果があ
ることは論をまたない。なお、本実施例ではゲルマニウ
ムの結晶化後、ゲルマニウム上の窒化硼素層１２をＣＦ
４ガスまたは０２Ｆ６ガスを用いたりアクティブエツチ
ング法により除去したが、除去後のゲルマニウム層の表
面は平坦で、このゲルマニウム上へのヒ化ガリウムのエ
ピタキシャル成長層も同様に平坦で結晶欠陥も少く、再
現性のよいヒ化ガリウム発光素子が得られた。
さらに、ゲルマニウム層下の窒化硼素層１１は、ヒ化ガ
リウム素子の発光波長に対して透明であるため、光信号
を有効にシリコン基板５へ到達させることができた。
リウム素子の発光波長に対して透明であるため、光信号
を有効にシリコン基板５へ到達させることができた。
また、第６図に示すように、電子ビーム加熱蒸着により
形成した厚さ４００ ｎｍのゲルマニウム層２上に、１
０−２Ｔｏｒｒの１５ブスによるスパッタ法で形成した
厚さ約５０ｎｍの窒化アルミニウム層１９、下には電子
ビーム加熱蒸着により形成した厚さ約５０ｎｍのタング
ステン層１からなる積層構造の試料を前記実施例と同じ
ゾーン溶融法で結晶化したところ、表面の平坦性の良好
なゲルマニウム薄膜結晶をうろことができた。
形成した厚さ４００ ｎｍのゲルマニウム層２上に、１
０−２Ｔｏｒｒの１５ブスによるスパッタ法で形成した
厚さ約５０ｎｍの窒化アルミニウム層１９、下には電子
ビーム加熱蒸着により形成した厚さ約５０ｎｍのタング
ステン層１からなる積層構造の試料を前記実施例と同じ
ゾーン溶融法で結晶化したところ、表面の平坦性の良好
なゲルマニウム薄膜結晶をうろことができた。
また、このゲルマニウム薄膜上にエピタキシャル成長さ
せたヒ化ガリウム層も平坦性の良好なものが得られた。
せたヒ化ガリウム層も平坦性の良好なものが得られた。
本実施例では、ゲルマニウム層２の下にタングステン層
１が存在しており、乙の層１は、ゲルマニウムさらにヒ
化ガリウム内の素子の電極として使用することができる
。また、目的に応じてゲルマニウム層の上にタングステ
ン層、下に窒化アルミニウム層を形成する構成ｌτ、す
る乙ともできる。これらの実施例以外にも本発明の主旨
を逸脱しない範囲で種々の変更あるいは改良を行ない得
ることは言うまでもない。基板となる物質も熱酸化シリ
コンに限定されるものではなく、広い範囲の物質に適用
可能である。
１が存在しており、乙の層１は、ゲルマニウムさらにヒ
化ガリウム内の素子の電極として使用することができる
。また、目的に応じてゲルマニウム層の上にタングステ
ン層、下に窒化アルミニウム層を形成する構成ｌτ、す
る乙ともできる。これらの実施例以外にも本発明の主旨
を逸脱しない範囲で種々の変更あるいは改良を行ない得
ることは言うまでもない。基板となる物質も熱酸化シリ
コンに限定されるものではなく、広い範囲の物質に適用
可能である。
上記実施例において、第５図（Ａ）に示す積層構造の試
料も、また第６図に示す積層構造のものも、ゲルマニウ
ム層を第５図（Ｂ）に示すゾーン溶融法で結晶化するも
のを一例として説明したが、このように基板のゲルマニ
ウム層方向に沿って部分的に溶融する方法のみならず、
上記試料全体をゲルマニウムの融点９８６℃より高い１
０００℃に急速に昇温溶融させた後、冷却することによ
って結晶化させてもよい。
料も、また第６図に示す積層構造のものも、ゲルマニウ
ム層を第５図（Ｂ）に示すゾーン溶融法で結晶化するも
のを一例として説明したが、このように基板のゲルマニ
ウム層方向に沿って部分的に溶融する方法のみならず、
上記試料全体をゲルマニウムの融点９８６℃より高い１
０００℃に急速に昇温溶融させた後、冷却することによ
って結晶化させてもよい。
〈発明の効果〉
以上の説明から明らかなように、所望の基板上に窒化硼
素等でなる第一の層、ゲルマニウムでなる第二の層、窒
化硼素等でなる第三の層からなる構成にし、ゲルマニウ
ムを結晶化した後ゲルマニウム上の窒化硼素等の層を化
学エツチングもしくはドライエツチングで除去する乙と
により平坦なゲルマニウム結晶を表面に有する半導体基
板が取得される。さらに、目的に応じて該第−または第
三の層の一方をタングステン等の高融点金属でなる層と
すれば、この層を素子の電極として使用することが可能
になる。また、ゲルマニウムと導電性物質との接触を避
けた構造を取りたい場合は、該第−および第三の層を窒
化硼素等の絶縁性物質のみで構成すればよい。
素等でなる第一の層、ゲルマニウムでなる第二の層、窒
化硼素等でなる第三の層からなる構成にし、ゲルマニウ
ムを結晶化した後ゲルマニウム上の窒化硼素等の層を化
学エツチングもしくはドライエツチングで除去する乙と
により平坦なゲルマニウム結晶を表面に有する半導体基
板が取得される。さらに、目的に応じて該第−または第
三の層の一方をタングステン等の高融点金属でなる層と
すれば、この層を素子の電極として使用することが可能
になる。また、ゲルマニウムと導電性物質との接触を避
けた構造を取りたい場合は、該第−および第三の層を窒
化硼素等の絶縁性物質のみで構成すればよい。
一方、基板中に形成した素子と、ゲルマニウム上のと化
ガリウムに形成した素子との光信号による結合をはかる
場合には、層の透明度を考慮して構成を適宜選択するこ
とにより容易に目的を達成できる。
ガリウムに形成した素子との光信号による結合をはかる
場合には、層の透明度を考慮して構成を適宜選択するこ
とにより容易に目的を達成できる。
本発明の応用としてはゲルマニウム層上に成長したヒ化
ガリウムを用いることにより、安価なヒ化ガリウム太陽
電池製造が可能である。また、ヒ化ガリウム発光素子と
基板シリコン内の受光素子の組み合わせによるモノリシ
ック・フォトカップラ素子が実現できる。
ガリウムを用いることにより、安価なヒ化ガリウム太陽
電池製造が可能である。また、ヒ化ガリウム発光素子と
基板シリコン内の受光素子の組み合わせによるモノリシ
ック・フォトカップラ素子が実現できる。
さらにヒ化ガリウム内とシリコン内の光・電子集積回路
を混成したモノリシック複合機能集積回路の作成等に利
用できる利点もある。
を混成したモノリシック複合機能集積回路の作成等に利
用できる利点もある。
第、１図〜第４図はいずれも従来のゲルマニウム薄膜結
晶の製造方法において溶融加熱するゲルマニウム薄膜の
積層構成を示す説明図、第５図（Ａ）は本発明のゲルマ
ニウム薄膜結晶の製造方法において溶融加熱するゲルマ
ニウム薄膜の一実施例の積層構成の説明図、第５図（Ｂ
）は第５図（Ａ）の積層構成のゲルマニウム薄膜のゾー
ン溶融方法を示す説明図、第６図は本発明のゲルマニウ
ム薄膜結晶の製造方法において溶融加熱するゲルマニウ
ム薄膜の他の実施例の積層構成の説明図である。 図 面 中、 １．３・・タングステン（高融点金属）層、２・・・ゲ
ルマニウム層、 ４・・・酸化シリコン膜基板、 ５・・シリコン膜基板、 ６ ヒ化ガリウムエピタキシャル層、 １１．１２ ・窒化硼素膜、 １３・蝋状ヒータ （カーボン）、 １５・ゲルマニウム層の溶融部分、 １７・結晶化部分、 １８・未結晶化部分、 １９・・窒化アルミニウム層
晶の製造方法において溶融加熱するゲルマニウム薄膜の
積層構成を示す説明図、第５図（Ａ）は本発明のゲルマ
ニウム薄膜結晶の製造方法において溶融加熱するゲルマ
ニウム薄膜の一実施例の積層構成の説明図、第５図（Ｂ
）は第５図（Ａ）の積層構成のゲルマニウム薄膜のゾー
ン溶融方法を示す説明図、第６図は本発明のゲルマニウ
ム薄膜結晶の製造方法において溶融加熱するゲルマニウ
ム薄膜の他の実施例の積層構成の説明図である。 図 面 中、 １．３・・タングステン（高融点金属）層、２・・・ゲ
ルマニウム層、 ４・・・酸化シリコン膜基板、 ５・・シリコン膜基板、 ６ ヒ化ガリウムエピタキシャル層、 １１．１２ ・窒化硼素膜、 １３・蝋状ヒータ （カーボン）、 １５・ゲルマニウム層の溶融部分、 １７・結晶化部分、 １８・未結晶化部分、 １９・・窒化アルミニウム層
Claims (3)
- （１）誘電体基板上に、窒化硼素、窒化アルミニウム、
酸化ベリリウムおよび炭化シリコンからなる群から選ん
だ少くとも一からなる第１の層を堆積させる工程と、上
記第１の層上にゲルマニウムからなる第２の層を堆積さ
せる工程と、上記第２の層上に窒化硼素、窒化アルミニ
ウム、酸化ベリリウムおよび炭化シリコンからなる群か
ら選んだ少くとも一からなる第３の層を堆積させる工程
と、上記第１、第２および第３の層を堆積した誘電体基
板の全体又は第２の層に沿って誘電体基板を部分加熱す
る工程とからなることを特徴とするゲルマニウム薄膜結
晶の製造方法。 - （２）誘電体基板上に、窒化硼素、窒化アルミニウム、
酸化ベリリウムおよび炭化シリコンからなる群から選ん
だ少くとも一からなる第１の層を堆積させる工程と、上
記第１の層上にゲルマニウムからなる第２の層を堆積さ
せる工程と、上記第２の層上にゲルマニウムの融点近傍
の温度でゲルマニウムと合金を形成しない高融点金属か
らなる第３の層を堆積させる工程と、上記第１、第２お
よび第３の層を堆積した誘電体基板の全体又は第２の層
に沿って誘電体基板を部分加熱する工程とからなること
を特徴とするゲルマニウム薄膜結晶の製造方法。 - （３）誘電体基板上に、ゲルマニウムの融点近傍の温度
でゲルマニウムと合金を形成しない高融点金属からなる
第１の層を堆積させる工程と、上記第１の層上にゲルマ
ニウムからなる第２の層を堆積させる工程と、上記第２
の層上に窒化硼素、窒化アルミニウム、酸化ベリリウム
および炭化シリコンからなる群から選んだ少くとも一か
らなる第３の層を堆積させる工程と、上記第１、第２お
よび第３の層を堆積した誘電体基板の全体又は第２の層
に沿って誘電体基板を部分加熱する工程とからなること
を特徴とするゲルマニウム薄膜結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59143242A JPS6126598A (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | ゲルマニウム薄膜結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59143242A JPS6126598A (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | ゲルマニウム薄膜結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6126598A true JPS6126598A (ja) | 1986-02-05 |
| JPH0235716B2 JPH0235716B2 (ja) | 1990-08-13 |
Family
ID=15334199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59143242A Granted JPS6126598A (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | ゲルマニウム薄膜結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6126598A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS641026A (en) * | 1987-06-24 | 1989-01-05 | Medeia:Kk | Matrix switcher provided with preset, storage, and switching functions of input/output combined pattern |
| WO2014059733A1 (zh) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | 清华大学 | 具有氧化铍的半导体结构 |
-
1984
- 1984-07-12 JP JP59143242A patent/JPS6126598A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS641026A (en) * | 1987-06-24 | 1989-01-05 | Medeia:Kk | Matrix switcher provided with preset, storage, and switching functions of input/output combined pattern |
| WO2014059733A1 (zh) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | 清华大学 | 具有氧化铍的半导体结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0235716B2 (ja) | 1990-08-13 |
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