JPS63250814A - 半導体薄膜の製造方法 - Google Patents
半導体薄膜の製造方法Info
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- JPS63250814A JPS63250814A JP8639287A JP8639287A JPS63250814A JP S63250814 A JPS63250814 A JP S63250814A JP 8639287 A JP8639287 A JP 8639287A JP 8639287 A JP8639287 A JP 8639287A JP S63250814 A JPS63250814 A JP S63250814A
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- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は単結晶サファイア基板上に単結晶ＧａＡｓ膜を
エピタキシャル成長させる半導体薄膜の製造方法に関す
る。
エピタキシャル成長させる半導体薄膜の製造方法に関す
る。
（ロ）従来の技術
一般にＧａＡｓは発光デバイスや高速デバイス用の半導
体材料として使用されているが、単結晶ＧａＡｓ基板は
小さい、もろい、熱伝導率が低いなどの欠点を有してい
る。
体材料として使用されているが、単結晶ＧａＡｓ基板は
小さい、もろい、熱伝導率が低いなどの欠点を有してい
る。
そこで、従来、Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏ
ｆ ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ、ｖｏｌ、２４ ｎ
ｏ、６．Ｊｕｎｅ １９８５．Ｌ３９１〜Ｌ３９３には
単結晶シリコン基板上に分子線エピタキシャル成長法に
より単結晶ＧａＡｓ膜をエピタキシャル成長させて、単
結晶ＧａＡｓ模基板を製造する方法が提案されている。
ｆ ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ、ｖｏｌ、２４ ｎ
ｏ、６．Ｊｕｎｅ １９８５．Ｌ３９１〜Ｌ３９３には
単結晶シリコン基板上に分子線エピタキシャル成長法に
より単結晶ＧａＡｓ膜をエピタキシャル成長させて、単
結晶ＧａＡｓ模基板を製造する方法が提案されている。
また、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏ
ｌｈ、ｖｏｌ、７７゜Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９８６．
Ｐ５２４−Ｐ５２９には単結晶す７フイア基板上にＭＯ
ＣＶＤ法により単結晶ＧａＡｓ膜をエビタキャル成長さ
せて、単結晶ＧａＡｓ膜基板を製造する方法が提案きれ
ている。
ｌｈ、ｖｏｌ、７７゜Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９８６．
Ｐ５２４−Ｐ５２９には単結晶す７フイア基板上にＭＯ
ＣＶＤ法により単結晶ＧａＡｓ膜をエビタキャル成長さ
せて、単結晶ＧａＡｓ膜基板を製造する方法が提案きれ
ている。
（ハ）発明が８決しようとする問題点
ところが、これらの方法にはそれぞれ問題点がある。
まず、単結晶シリコン基板上に単結晶ＧａＡｓ膜をエピ
タキシャル成長させた場合、シリコンの熱膨張係数はＧ
ａＡｓの４８％であるため、単結晶Ｇａ−゛。
タキシャル成長させた場合、シリコンの熱膨張係数はＧ
ａＡｓの４８％であるため、単結晶Ｇａ−゛。
Ａｓ膜に圧縮応力が発生し、Ｒ結晶ＧａＡｓ膜の欠陥密
度の増大や、単結晶シリコン基板の反りが生じる。
度の増大や、単結晶シリコン基板の反りが生じる。
次に、単結晶サファイア基板上に単結晶ＧａＡｓ膜をエ
ピタキシャル成長させた場合、サファイアの熱膨張係数
はＧ３ＡＳの１０９％であるため、熱膨張係数に起因す
る単結晶ＧａＡｓ膜の欠陥密度の増大は、単結晶シリコ
ン基板の場合に比べて低減するものの単結晶ＧａＡｓ膜
に引張応力が発生する。
ピタキシャル成長させた場合、サファイアの熱膨張係数
はＧ３ＡＳの１０９％であるため、熱膨張係数に起因す
る単結晶ＧａＡｓ膜の欠陥密度の増大は、単結晶シリコ
ン基板の場合に比べて低減するものの単結晶ＧａＡｓ膜
に引張応力が発生する。
更にＧａＡｓとの格子不整合が約１４％と単結晶シリコ
ン基板の場合の約４％と比べて大きいために、この格子
−不整合に起因した欠陥密度の増大が生じる。
ン基板の場合の約４％と比べて大きいために、この格子
−不整合に起因した欠陥密度の増大が生じる。
本発明は上述の問題点に鑑み為されたものであって単結
晶サファイア基板上に単結晶ＧａＡｓ膜を成長させる場
合に熱膨張係数の違いや格子不整合に起因する欠陥の発
生を抑制した半導体薄膜の製造方法を提供しようとする
ものである。
晶サファイア基板上に単結晶ＧａＡｓ膜を成長させる場
合に熱膨張係数の違いや格子不整合に起因する欠陥の発
生を抑制した半導体薄膜の製造方法を提供しようとする
ものである。
（ニ） 問題点を解決するための手段本発明は単結晶
サファイア基板上に単結晶ＧａＡｓ膜を成長させる半導
体薄膜の製造方法において、前記ＧａＡｓ膜の成長に先
立ち、前記基板上に格子状の単結晶シリコン膜を形成す
る工程を含むことを特徴とする半導体薄膜の製造方法で
ある。
サファイア基板上に単結晶ＧａＡｓ膜を成長させる半導
体薄膜の製造方法において、前記ＧａＡｓ膜の成長に先
立ち、前記基板上に格子状の単結晶シリコン膜を形成す
る工程を含むことを特徴とする半導体薄膜の製造方法で
ある。
（ホ） 作用
甲、結晶サファイア基板上に格子状の単結晶シリコン膜
を形成したのち、この単結晶シリコン膜及び前記単結晶
サファイア基板上に単結晶ＧａＡｓ膜をエピタキシャル
成長ａ ｔする。、＠結晶サファイア基板上に格子状の
単結晶シリコン膜が形成されていると成長した単結晶Ｇ
ａＡｓ膜内にて、単結晶サファイア基板上では引張応力
が、単結晶シリコン膜上では圧縮応力が発生し、単結晶
ＧａＡｓ膜全体では、引張応力と圧縮応力が打ち消し合
って、内部応力の極めて少い状態となる。
を形成したのち、この単結晶シリコン膜及び前記単結晶
サファイア基板上に単結晶ＧａＡｓ膜をエピタキシャル
成長ａ ｔする。、＠結晶サファイア基板上に格子状の
単結晶シリコン膜が形成されていると成長した単結晶Ｇ
ａＡｓ膜内にて、単結晶サファイア基板上では引張応力
が、単結晶シリコン膜上では圧縮応力が発生し、単結晶
ＧａＡｓ膜全体では、引張応力と圧縮応力が打ち消し合
って、内部応力の極めて少い状態となる。
さらに、格子状の単結晶シリコン膜の形成されていない
単結晶ナファイア基板上にエピタキシャル成長さ叶る場
合に問題となる格子不整合の度合いも、単結晶シリコン
膜が混在することにより小さくなる。
単結晶ナファイア基板上にエピタキシャル成長さ叶る場
合に問題となる格子不整合の度合いも、単結晶シリコン
膜が混在することにより小さくなる。
その結果、熱膨張係数の違いや格子不整合に起因して生
じる欠陥の極めて少くなる。
じる欠陥の極めて少くなる。
（へ）実施例
本発明方法をその１実施例を示した図面とともに詳細に
説明する。
説明する。
まず第１図（ａ）に示すように化学的−機械的エツチン
グにより鏡面研磨した主面を（１１０２）と−する単結
晶サファイア基板上（１）上に分子線エピタキシャル成
長により膜厚０．３ＩＪＴ１１の単結晶シリコン膜（２
）を形成する。
グにより鏡面研磨した主面を（１１０２）と−する単結
晶サファイア基板上（１）上に分子線エピタキシャル成
長により膜厚０．３ＩＪＴ１１の単結晶シリコン膜（２
）を形成する。
つぎに第１図（ｂ）に示すように単結晶シリコン膜（２
）をプラズマエツチングによりバターニングしてストラ
イブ幅１．５−１間隔８．５岬の格子状の低結晶シリコ
ン膜（３）を形成する。
）をプラズマエツチングによりバターニングしてストラ
イブ幅１．５−１間隔８．５岬の格子状の低結晶シリコ
ン膜（３）を形成する。
そして第１図（ｃ）に示すように格子状の単結晶シリコ
ン膜（３）が形成きれた単結晶サファｒア基板（１）上
に分子線エピタキシャル成長により膜厚３即の単結晶Ｇ
ａＡｓ膜（４）を形成すると、ストラ、イブ幅１．５−
の種結晶シリコン膜〈３）上では圧縮応力が、８．５即
口の単結晶サファイア基板上では引張応力が発生する。
ン膜（３）が形成きれた単結晶サファｒア基板（１）上
に分子線エピタキシャル成長により膜厚３即の単結晶Ｇ
ａＡｓ膜（４）を形成すると、ストラ、イブ幅１．５−
の種結晶シリコン膜〈３）上では圧縮応力が、８．５即
口の単結晶サファイア基板上では引張応力が発生する。
ところでＧａＡｓ：シリコン：サファイアの線熱膨張係
数はそれぞれ８．７×１Ｏ−６（ｋ−’）： ４．２Ｘ
１０−（３（ｋ−’）： ９．５Ｘ１０−６（ｋ−１）
８．７ｘ１０−ｓの線熱膨張係数が得られ、ＧａＡｓと
等しくなる。そのため単結晶ＧａＡｓ膜（４）全体では
圧縮応力と引張応力が打ち消し合って内部応力の極めて
少い状態となる。
数はそれぞれ８．７×１Ｏ−６（ｋ−’）： ４．２Ｘ
１０−（３（ｋ−’）： ９．５Ｘ１０−６（ｋ−１）
８．７ｘ１０−ｓの線熱膨張係数が得られ、ＧａＡｓと
等しくなる。そのため単結晶ＧａＡｓ膜（４）全体では
圧縮応力と引張応力が打ち消し合って内部応力の極めて
少い状態となる。
さらに単結晶サファイア基板（１〉に比べ格子不整合の
小さい、＠結晶シリコン膜（３）が、単結晶ＧａＡｓ１
（４）のエピタキシャル成長における種結晶となる。
小さい、＠結晶シリコン膜（３）が、単結晶ＧａＡｓ１
（４）のエピタキシャル成長における種結晶となる。
その結果、欠陥の極めて少ない単結晶ＧａＡｓ膜（４）
の形成が可能となり、従来単結晶シリコン基板上にエピ
タキシャル成長させた時、１０’コ／ ｃｍ ’であっ
たエッチビット密度を１０’コ／ｃＩ′１１２まで低減
することができた。
の形成が可能となり、従来単結晶シリコン基板上にエピ
タキシャル成長させた時、１０’コ／ ｃｍ ’であっ
たエッチビット密度を１０’コ／ｃＩ′１１２まで低減
することができた。
なお、上述の実施例では単結晶シリコン膜〈３）の格子
形状を正方形としたが、例えば平行四辺形等であっても
よい。
形状を正方形としたが、例えば平行四辺形等であっても
よい。
（ト）発明の効果
本発明は以上の説明から明らかなように単結晶シリコン
膜と単結晶サファイア基板を組み合わせて基板の線熱膨
張係数を単結晶ＧａＡｓ膜とほぼ等しくすることにより
、さらに単結晶ＧａＡｓ膜と線熱ｌｒ５張係数が近い単
結晶サファイア基板で問題であった格子不整合に起因す
る欠陥の発生を格子不整合が小さい単結晶シリコン膜を
種結晶として用いて抑制することにより、欠陥の極めて
少い単結晶ＧａＡｓ膜の形成が可能となった。
膜と単結晶サファイア基板を組み合わせて基板の線熱膨
張係数を単結晶ＧａＡｓ膜とほぼ等しくすることにより
、さらに単結晶ＧａＡｓ膜と線熱ｌｒ５張係数が近い単
結晶サファイア基板で問題であった格子不整合に起因す
る欠陥の発生を格子不整合が小さい単結晶シリコン膜を
種結晶として用いて抑制することにより、欠陥の極めて
少い単結晶ＧａＡｓ膜の形成が可能となった。
第１図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明方法の１実施例を説
明するための説明図である。 （１）・・・単結晶サファイア基板、（２）・・・単結
晶シリコン膜、（３）・・・格子状の単結晶シリコン膜
、（４）・・・単結晶ＧａＡｓ膜
明するための説明図である。 （１）・・・単結晶サファイア基板、（２）・・・単結
晶シリコン膜、（３）・・・格子状の単結晶シリコン膜
、（４）・・・単結晶ＧａＡｓ膜
Claims (1)
- １、単結晶サファイア基板上に単結晶ＧａＡｓ膜を成長
させる半導体薄膜の製造方法において、前記ＧａＡｓ膜
の成長に先立ち、前記基板上に格子状の単結晶シリコン
膜を形成する工程を含むことを特徴とする半導体薄膜の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8639287A JPS63250814A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 半導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8639287A JPS63250814A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 半導体薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63250814A true JPS63250814A (ja) | 1988-10-18 |
Family
ID=13885601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8639287A Pending JPS63250814A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 半導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63250814A (ja) |
-
1987
- 1987-04-08 JP JP8639287A patent/JPS63250814A/ja active Pending
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