TWI616938B - 膏狀組成物及矽鍺層之形成方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種可安全且容易地形成矽鍺層之膏狀組成物，此外，亦提供一種可安全且容易地形成矽鍺層之形成方法。
本發明所提供之膏狀組成物，其係形成矽鍺層用之膏狀組成物，其特徵為其係含有鋁及鍺，前述鍺之含量，相對於前述鋁100質量份，係超過1質量份，且為10000質量份以下。

Description

膏狀組成物及矽鍺層之形成方法
本發明關於一種膏狀組成物及矽鍺層之形成方法。
傳統上，係使用矽與鍺之混晶材料之矽鍺(Si-Ge)作為一種半導體。如此之半導體材料，係於矽等之基板上形成矽鍺層，並作為電晶體或二極管的一部分使用。
矽鍺層之形成方法，已揭露如：以化學氣相沉積法(CVD)進行磊晶成長之方法(參照專利文獻1)；以分子束磊晶法(MBE)進行磊晶成長之方法(參照專利文獻2)；及藉由使用Si-Ge系合金之靶材濺鍍進行成膜之方法(參照專利文獻3)。
然而，專利文獻1及2所記載之方法，有必須使用SiH4或GeH4等高危險性氣體之問題。
此外，專利文獻1~3所記載之方法，因於進行磊晶成長之步驟及進行以濺鍍製膜之步驟中，真空裝置為必需者，故有此等之步驟需要長時間之問題。
因此，已期望能開發出可安全且容易地形成矽鍺層的矽鍺層之形成方法，並期望能開發出該形成方法中所使用之膏狀組成物。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2011-146684號
【專利文獻2】日本特開2004-172276號
【專利文獻3】日本特開2004-018946號
本發明目的在於提供一種可安全且容易地形成矽鍺層的膏狀組成物，並且，提供一種可安全且容易地形成矽鍺層的形成方法。
本發明人為達到上述目的而深入研究，其結果， 發現了一種膏狀組成物，其含有鋁及鍺，若鍺之含量相對於鋁為特定範圍之含量時，可達成上述目的，從而完成本發明。
亦即，本發明係關於下述之膏狀組成物及矽鍺層之形成方法。
1. 一種膏狀組成物，其係形成矽鍺層用之膏狀組成物，其特徵為其係含有鋁及鍺，前述鍺之含量，相對於前述鋁100質量份，係超過1質量份，且為10000質量份以下。
2. 如項1所記載之膏狀組成物，其中，係進一步含有樹脂成分。
3. 如項2所記載之膏狀組成物，其中，前述樹脂成分之含量，相對於前述鋁100質量份，係0．1~10質量份。
4. 如項1至項3中任一項所記載之膏狀組成物，其中，係進一步含有玻璃成分。
5. 如項4所記載之膏狀組成物，其中，前述玻璃成分之含量，相對於前述鋁100質量份，係0．01~3質量份。
6. 一種形成方法，其係矽鍺層之形成方法，其特徵為其係具有：(1)步驟1，係於含矽基板上，塗佈膏狀組成物，且該膏狀組成物含有鋁及鍺，前述鍺之含量，相對於前述鋁100質量份，係超過1質量份，且為10000質量份以下；及(2)步驟2，係燒成已塗佈前述膏狀組成物之基板。
7. 如項6所記載之形成方法，其中，前述燒成，係於500~1000℃溫度下進行。
本發明之膏狀組成物，係含有鋁及鍺，且相對於鋁，鍺之含量為特定範圍之含量，藉由塗佈其於基板上並加熱，可安全且容易地形成矽鍺層。
此外，本發明之矽鍺層之形成方法，係可藉由塗佈膏狀組成物於基板上並加熱，從而形成矽鍺層，因此可安全且容易地形成矽鍺層。
1‧‧‧含矽基板
2‧‧‧矽鍺層(Si-Ge層)
3‧‧‧鋁-矽鍺層(Al-Si-Ge層)
4‧‧‧鋁鍺燒結體層(Al-Ge燒結體層)
【圖1】表示進行本發明之形成方法的步驟1及步驟2後之狀態的一例之斷面模式圖
【圖2】表示進行本發明之形成方法之步驟1及步驟2後之狀態的一例之斷面模式圖
【圖3】表示使用藉本發明之形成方法所形成之矽鍺層而製作的測定用試料之斷面之SEM觀察影像圖。
【圖4】表示使用藉本發明之形成方法所形成之矽鍺層而製作的測定用試料之斷面之EDS元素偵測影像圖。
【圖5】表示使用藉本發明之形成方法所形成之矽鍺層而製作的測定用積層體之XRD測定結果圖。
【圖6】表示使用藉本發明之形成方法所形成之矽鍺層而製作的測定用積層體之SIMS測定結果圖。
本發明之膏狀組成物，係為形成矽鍺層用之膏狀組成物，其含有鋁及鍺，且上述鍺之含量，相對於上述鋁之100質量份，係超過1質量份，且為10000質量份以下。
本發明之膏狀組成物，藉由具備上述構成，並以網版印刷等之塗佈方法塗佈於矽晶片等之含矽基板並加熱，使含矽基板中所含之矽，與膏狀組成物中之鋁及鍺形成合金，加熱完成後溫度下降，則使合金再結 晶化而於含矽基板上形成矽鍺層。因此，由於藉由塗佈本發明之膏狀組成物於含矽基板上並加熱可形成矽鍺層，故無須使用SiH4或GeH4等之高危險性氣體，且因無須使用真空裝置，亦不需要長時間，從而可安全且容易地形成矽鍺層。
以下，詳細說明本發明之膏狀組成物及矽鍺層之形成方法。
1．膏狀組成物
本發明之膏狀組成物，係為形成矽鍺層用之膏狀組成物，其含有鋁及鍺，上述鍺之含量，相對於上述鋁之100質量份，係超過1質量份，且為10000質量份以下。
(鋁)
鋁，係只要得以含於膏狀組成物中之型態即可，並無特別限定，可列舉例如鋁粉末。
鋁粉末，係鋁含量為99．0質量%以上為佳，進一步較佳為99．9質量%以上。上述鋁粉末，係亦可含有鋁之外的其他金屬。鋁合金粉末，例如，可例示含有選自鐵、銅、錳、鎂、鉻、鋅、鈦、釩、鎵、鎳、硼及鋯所成群中至少1種以上之元素的合金之粉末。此等之元素的個別含量，相對於鋁合金粉末之總量，係個別為1000ppm以下，特別為300ppm以下較佳。
鋁粉末之形狀無特別限定，可為球狀、橢圓狀、不定形狀、鱗片狀、纖維狀等任一種形狀。此等之中，基於印刷性良好，與矽之反應性優異之觀點，以球狀為佳。
鋁粉末之平均粒徑(D50)，係1~20μm為佳，進一步 較佳為1~10μm，更佳為1~5μm。藉由使鋁粉末之平均粒徑為上述範圍，使鋁粉末與矽之反應性進一步優異，而可提升膏狀組成物之印刷性。
又，本說明書中，平均粒徑(D50)，係表示藉由雷射繞設法所測定之值，具體而言，係表示於求得之粒徑及符合此粒徑之粒子數的粒度分布曲線中，符合全粒子數之50%目數的粒子之粒徑。
膏狀組成物中之鋁之含量雖無特別限定，惟以膏狀組成物作為100質量份時，為5~80質量份為佳，進一步較佳為6~65質量份。藉由使鋁之含量為上述範圍，使鋁與矽之反應性進一步優異，藉此，鍺與矽之反應性提升，而可進一步容易形成矽鍺層。
(鍺)
鍺，係只要得以含於膏狀組成物中之型態即無特別限定，可列舉例如鍺粉末。
鍺粉末，係鍺純度98．0質量%以上為較佳。上述鍺粉末，係亦可含有鍺之外的其他金屬。鍺合金粉末，例如，可例示含有選自鐵、銅、錳、鎂、鉻、鋅、鈦、釩、鎵、鎳、硼及鋯所成群中至少1種以上之元素的合金之粉末。此等之元素的個別含量，相對於鍺合金粉末之總量，係個別為1000ppm以下，特別為300ppm以下較佳。
鍺粉末之形狀無特別限定，可為球狀、橢圓狀、不定形狀、鱗片狀、纖維狀等任一種形狀。此等之中，基於印刷性良好，與矽之反應性優異之觀點，以球狀為佳。
此外，鍺粉末之平均粒徑(D50)，係1~20μm為佳， 進一步較佳為1~10μm，更佳為1~5μm。藉由使鍺粉末之平均粒徑為上述範圍，使鍺粉末與矽之反應性進一步優異，而可提升膏狀組成物之印刷性。
鍺之含量，相對於鋁100質量份，係超過1質量份，且為100000質量份以下。若鍺之含量為1質量份以下，將無法形成矽鍺層。若鍺之含量超過10000質量份，熔點較鍺低的鋁與矽之反應將被妨礙，反應性降低，而無法形成矽鍺層。上述鍺之含量，以50質量份為佳，進一步較佳為100質量份以上。此外，上述鍺之含量，以10000質量份以下為佳，進一步較佳為5000質量份以下。
(玻璃成分)
本發明之膏狀組成物，係亦可含有玻璃成分。膏狀組成物藉由含有玻璃粉末，使鋁與矽之反應性進一步優異，藉此，鍺與矽之反應性提升，而可進一步容易形成矽鍺層。
玻璃成分，較佳係含有鹼金屬或鹼土金屬中至少一種。具體而言，含有屬於鹼金屬之鋰、鈉、鉀，及屬於鹼土金屬之鈣、鎂、鍶、鋇中至少1種之氧化物為較佳。此外，玻璃成分中，亦可含有選自Pb、Bi、V、B、Si、Sn、P、Zn所成群之1種或2種以上。進一步，亦可使用含鉛玻璃成分，抑或鉍系、釩系、錫-磷系、硼矽酸鋅系、鹼硼矽酸系等無鉛之玻璃成分。若特別考量對人體之影響，將以無鉛之玻璃成分為佳。
玻璃成分，係軟化點為300~700℃較佳、進一步較佳為400~600℃。若玻璃成分之軟化點為上述範圍，將進一步促進鋁 與矽之反應，藉此，鍺與矽之反應性提升，而可進一步容易形成矽鍺層。
玻璃成分，係只要得以含於膏狀組成物中之型態即無特別限定，可列舉例如玻璃粉末。玻璃粉末之平均粒徑，係1~8μm為佳，進一步較佳為2~4μm。若玻璃粉末之平均粒徑過小，於膏狀分散時有玻璃粉末凝集之疑慮，若粒徑過大，則有妨礙矽鍺層之形成的疑慮。
玻璃成分之含量雖無特別限定，惟相對於鋁及鍺之合計100質量份，係以0．1~3質量份較為佳，進一步較佳為0．1~1質量份。藉由使玻璃成分之含量為上述範圍，可使鋁與矽之反應性進一步優異，藉此，鍺與矽之反應性提升，而可進一步容易形成矽鍺層。
(樹脂成分)
本發明之膏狀組成物，係亦可含有樹脂成分。膏狀組成物藉由含有樹脂成分，可提升膏狀組成物之安定性及印刷性。
作為樹脂成分使用之樹脂無特別限定，可使用傳統習知者。如此之樹脂，可列舉如：乙基纖維素、硝化纖維素、聚乙烯丁醛、酚樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、二甲苯樹脂、醇酸樹脂、不飽合聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、呋喃樹脂、胺甲酸乙酯樹脂、異氰酸酯化合物、氰酸酯化合物等之熱硬化樹脂；及聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚二氯亞乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚縮醛、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚苯醚、聚碸、聚醯亞胺、聚醚碸、聚芳香酯、聚醚醚酮、聚四氟乙烯、矽氧樹脂等。此等之中，基於膏狀組成物之安定性及印刷性較優異之觀點，以乙基纖維素較佳。此等之樹脂，可單獨使用，亦可將兩種以上組合使用。
樹脂成分之熔點，係以100~300℃為佳，進一步較佳為150~300℃。若樹脂成分之熔點為上述範圍，將進一步促進鋁與矽之反應，藉此，鍺與矽之反應性提升，而可進一步容易形成矽鍺層。
樹脂成分之含量雖無特別限定，惟相對於鋁100質量份，係以0．1~10質量份為佳，進一步較佳為0．5~7．5質量份。藉由使樹脂成分之含量為上述範圍，可提升膏狀組成物之安定性及印刷性。
(分散媒)
本發明之膏狀組成物，亦可含有分散媒。藉由使膏狀組成物含有分散媒，可提升膏狀組成物之印刷性。
分散媒，係只要可使鋁及鍺分散即可，並無特別限定。可使用水、溶劑等。本發明之膏狀組成物，係可為鋁及鍺分散於水及/或溶劑中之型態，亦可為含有鋁、鍺、及以溶劑使上述樹脂成分溶解為有機媒液之型態。
溶劑係可使用習知者，具體而言，可列舉如：二乙二醇單丁基醚、二乙二醇單丁基醚乙酸酯、二丙二醇單甲基醚、萜品醇等。其中，基於分散性及印刷性之觀點，以二乙二醇單丁基醚及萜品醇較佳。
此等之分散媒，係可單獨使用，亦可將兩種以上組合使用。
分散媒之含量雖無特別限定，惟相對於膏狀組成物100質量份，係以1~30質量%為佳，進一步較佳為5~15質量%。藉由使分散媒之含量為上述範圍，可提升膏狀組成物之安定性及印刷性。
(其他添加劑)
本發明之膏狀組成物，於上述鋁、鍺、玻璃成分、樹脂成分及分散媒 之外，亦可含有其他添加劑。如此之添加劑，只要不妨礙本發明之效果則無特別限定，可列舉例如：抗氧化劑、腐蝕抑制劑、消泡劑、增稠劑(增黏劑)、偶聯劑、靜電賦予劑、聚合抑制劑、觸變劑、防沉降劑等。具體而言，可使用例如聚乙二醇酯化合物、聚氧乙烯山梨醇酯化合物、山梨醇烷基酯化合物、脂肪族多元羧酸化合物、磷酸酯化合物、聚酯酸之醯胺胺鹽、氧化聚乙烯系化合物、脂肪酸醯胺蠟等。
其他添加劑之含量係無特別限定，相對於鋁100質量份，以個別為0．01~2質量份較佳。
本發明之膏狀組成物，係以黏度為5~100Pa．s為佳，進一步較佳為10~40Pa．s。藉由使膏狀組成物之黏度為上述範圍，可形成印刷性優異之膏狀組成物。又，本說明書中，上述黏度，係藉由使用旋轉黏度計(Brookfield公司製：DV2T)，於轉軸CP-51中以迴轉數2．5rpm之條件所測定值。
製造本發明之膏狀組成物的方法係無特別限定，只要藉由傳統習知之方法攪拌混合各成分即可。例如，可藉由於上述分散媒中添加鋁、鍺，因應必要添加玻璃成分、樹脂成分及其他添加劑，於常溫下攪拌混合之製造方法而製造。
2．矽鍺層之形成方法
本發明之矽鍺層之形成方法，係具有下述步驟1及2之形成方法。
一種形成方法，其特徵係其包含：(1)步驟1，係於含矽基板上，塗佈膏狀組成物，且該膏狀組成物含有鋁及鍺，前述鍺之含量，相對於前述鋁100質量份，係超過1質量 份，且為10000質量份以下；及(2)步驟2，係燒成已塗佈前述膏狀組成物之含矽基板。
以下，進行詳細說明。
(步驟1)
步驟1，係於含矽基板上塗佈膏狀組成物的步驟，且該膏狀組成物含有鋁及鍺，上述鍺之含量，相對於上述鋁100質量份，係超過1質量份，且為10000質量份以下。
膏狀組成物，可使用上述所說明之膏狀組成物。
含矽基板，只要係含有矽者即可，並無特別限定，可列舉例如矽基板。矽基板，可使用切片矽晶棒之基板。矽基板，以矽之含量為99．0質量%以上為佳，進一步較佳為99．99質量%以上。
矽基板，亦可含有作為矽以外之其他元素的雜質或添加物。如此之其他元素，係可列舉如：於半導體之摻雜物的硼或磷、鎵、鋁，抑或矽晶棒之製作步驟中含有的氧、氮、碳、鐵等。其他元素之濃度以個別為100ppm以下較佳。
含矽基板之厚度，以50~600μm為佳，進一步較佳為150~300μm。
將膏狀組成物塗佈於含矽基板上之塗佈方法並無特別限定，可列舉例如：旋轉塗佈法、噴墨印刷等之塗佈方法。此外，上述塗佈方法，可列舉例如：浸塗法，或習知之輥塗法等，具體而言，可列舉如：氣動刮刀塗佈、刮刀塗佈、棒塗佈、押出成形塗佈、氣刀塗佈、擠壓塗佈、含浸塗佈、反向壓輥塗佈、轉移輥塗佈、凹版塗佈、吻輥塗佈、鑄塗佈、 噴霧塗佈等。此外，上述塗佈方法，可列舉出：如凹版印刷之最適黏度範圍為較低之黏度範圍的印刷方法；及如網版印刷之最適黏度範圍為較高之黏度範圍的印刷方法。具體而言，可列舉如：孔版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法等。
含矽基板的膏狀組成物之塗佈量，以4~12mg/cm2為佳，進一步較佳為6~8mg/cm2。
藉由以上所說明之步驟1，於含矽基板上，塗佈上述膏狀組成物。
(步驟2)
步驟2，係燒成已塗佈上述膏狀組成物之含矽基板的步驟。
燒成條件雖無特別限定，惟可於空氣環境、或氮氣等之不活性氣體環境中燒成。
燒成溫度，係以500~1000℃為佳，進一步較佳為600~1000℃，更佳為850~950℃。藉由以上述範圍之燒成溫度燒成，矽鍺層可充分形成。
燒成時間，係以3~600秒為佳，進一步較佳為5~300秒。藉由使燒成時間為上述範圍，矽鍺層可充分形成。又，燒成時間雖因應燒成溫度而調整即可，若以高溫為燒成溫度而縮短燒成時間，生產效率將優異，因此較佳。
傳統技術藉CVD之成長或濺鍍法係使用真空裝置，因此需要5分鐘以上之真空排氣步驟，進一步，為了將矽鍺層成膜，因應成膜之厚度必須要數分~數小時之成膜過程，然而本發明之矽鍺層之形成方法， 無需真空裝置，即可以上述範圍之燒成時間形成矽鍺層。
上述燒成步驟之後，溫度下降時合金再結晶化，而於含矽基板上形成矽鍺層。步驟2，係亦可於燒成之後冷卻。冷卻時的冷卻速度，係以1~30℃/s為佳，進一步較佳為10~20℃/s。
(預熱步驟)
本發明之矽鍺層之形成方法，係亦可包含於上述步驟1及步驟2之間，將樹脂成分等自含矽基板上塗佈之上述膏狀組成物中去除的預熱步驟。藉由包含預熱步驟，可去除存在於膏狀組成物中的樹脂成分，由於亦可同時去除分散媒，因此可進一步充分形成矽鍺層。
預熱條件雖無特別限定，可於空氣環境、或氮氣等之不活性氣體環境中，藉由傳統習知之方法加熱而預熱。
預熱溫度，係以300~500℃為為佳，進一步較佳為400~500℃。此外，預熱時間，係以20~600秒為為佳，進一步較佳為20~60秒。
(乾燥步驟)
本發明之矽鍺層之形成方法，係亦可具有：乾燥步驟，其係於上述預熱步驟前，使含矽基板上所塗佈之上述膏狀組成物乾燥者。藉由具有乾燥步驟，可預先某程度地將膏狀組成物中存在之分散媒去除，從而可進一步充分形成矽鍺層。
乾燥條件雖無特別限定，可於空氣環境、或氮氣等之不活性氣體環境中，藉由傳統習知之方法加熱而乾燥。
乾燥溫度，係以100~400℃為佳，進一步較佳為10 0~200℃。此外，乾燥時間，係以20~600℃秒為佳，進一步較佳為60~300秒。
藉由上述之步驟1及2，從而如圖1或圖2所示，於含矽基板上形成矽鍺層。
圖1及2，係為表示步驟1及2進行後狀態的一例之斷面模式圖。圖1中，於含矽基板1上有矽鍺層(Si-Ge層)2形成。於該矽鍺層2上，作為不需要的層，進一步有鋁-矽鍺層(Al-Si-Ge層)3及鋁鍺燒結體層(Al-Ge燒結體層)4形成。
此外，圖2中，於含矽基板1上有矽鍺層(Si-Ge層)2形成，於該矽鍺層2上，作為不需要的層，進一步有鋁鍺燒結體層(Al-Ge燒結體層)4形成。
進行步驟1及2後的層構成，係根據膏狀組成物中鋁及鍺之比例，或步驟2之燒成溫度等條件而變化，其將如圖1於矽鍺層2上，有鋁-矽鍺層(Al-Si-Ge層)3及鋁鍺燒結體層(Al-Ge燒結體層)4形成之層構成；抑或將如圖2，於矽鍺層2上，有鋁鍺燒結體層(Al-Ge燒結體層)4形成之層構成。
(除去步驟)
本發明之矽鍺層之形成方法，係亦可包含於上述步驟2之後，將步驟2中於矽鍺層上形成的上述鋁-矽鍺層(Al-Si-Ge)或鋁鍺燒結體層(Al-Ge燒結體層)等之不需要層去除之步驟。
上述去除不需要層之方法無特別限定，藉由傳統習知之方法去除即可。如此之方法，可列舉例如藉酸或鹼而蝕刻；藉研磨布而研磨； 藉氧化矽磨粒、氧化鋁磨粒、鑽石膜粒等而研磨之方法等。
【實施例】
以下揭示實施例及比較例而具體地說明本發明。然而，本發明並非限定於實施例。
(實施例1)
準備以下的原料。
．鋁粉末：東洋鋁(股份有限公司)製；鋁含量99．9質量%之球狀粉末，平均粒徑4μm。
．鍺粉末：Ge Powder(Furuuchi化學有限股份公司製；鍺含量99．999質量%之非球狀粉末，平均粒徑10μm)。
．樹脂成分：乙基纖維素樹脂(Dow有限股份公司製)。
使用上述原料，相對於鋁粉末100質量份，添加鍺粉末47質量份、作為樹脂成分之乙基纖維素樹脂1質量份、及作為分散媒之二乙二醇單丁基醚15質量份，調製膏狀組成物。
調製之膏狀組成物，於p型矽基板上，以7mg/cm2之塗佈量塗佈為厚度180μm。
接著，以100℃乾燥3分鐘去除分散媒後，以溫度400℃預熱20秒進行有機物之去除，以溫度860℃加熱5秒燒成，於p型矽基板上，由下而上逐序形成矽鍺層(Si-Ge層)、鋁-矽鍺層(Al-Si-Ge層)及鋁鍺燒結體層(Al-Ge燒結體層)，而得此等所積層之積層體。
所得積層體之斷面，以掃描式電子顯微鏡(SEM)及X射線能量散佈分析儀(EDS)(日本電子公司製，型號：JSM-6510)進行觀察及元素分佈分析，確認了矽鍺層(Si-Ge層)、鋁-矽鍺層(Al-Si-Ge層)及鋁鍺燒結體層(Al-Ge燒結體層)有形成。矽鍺層之厚度，係7．3μm。
最後，藉由浸漬於25%鹽酸之酸蝕刻，去除鋁-矽鍺層(Al-Si-Ge層)及鋁鍺燒結體層(Al-Ge燒結體層)，製造於p型矽基板上形成矽鍺層(Si-Ge層)之積層體。
(實施例2)
除了使預熱時間為300秒、加熱時間為300秒而燒成以外，其他皆與實施例1條件相同，製造於p型矽基板上形成矽鍺層(Si-Ge層)之積層體。
與實施例1相同，確認了藉由燒成，於p型矽基板上有由下而上逐序形成矽鍺層(Si-Ge層)、鋁-矽鍺層(Al-Si-Ge層)及鋁鍺燒結體層(Al-Ge燒結體層)。矽鍺層之厚度，雖根據測定處顯示有偏差，最大厚度係16．0μm。
(實施例3)
除了使鍺粉末之添加量，相對於鋁粉末100質量份為9質量份以外，以其他皆與實施例1相同之條件調製膏狀組成物，製造於p型矽基板上形成矽鍺層(Si-Ge層)之積層體。
與實施例1相同，確認了藉由燒成，於p型矽基板上有由下而上逐序形成矽鍺層(Si-Ge層)、鋁-矽鍺層(Al-Si-Ge層)及鋁鍺 燒結體層(Al-Ge燒結體層)。矽鍺層之厚度，雖根據測定處顯示有偏差，最大厚度係4．9μm。
(實施例4)
除了使鍺粉末之添加量，相對於鋁粉末100質量份為100質量份，樹脂成分之添加量為1．4質量份，溶劑之添加量為20質量份以外，以其他皆與實施例1相同之條件調製膏狀組成物，製造於p型矽基板上形成矽鍺層(Si-Ge層)之積層體。
確認了藉由燒成，於p型矽基板上有由下而上逐序形成矽鍺層(Si-Ge層)及鋁鍺燒結體層(Al-Ge燒結體層)。矽鍺層之厚度，雖根據測定處顯示有偏差，最大厚度係8．5μm。
(實施例5)
除了使鍺粉末之添加量，相對於鋁粉末100質量份為1000質量份，樹脂成分之添加量為7．5質量份，溶劑之添加量為112質量份以外，以其他皆與實施例1相同之條件調製膏狀組成物，製造於p型矽基板上形成矽鍺層(Si-Ge層)之積層體。
確認了藉由燒成，於p型矽基板上有由下而上逐序形成矽鍺層(Si-Ge層)及鋁鍺燒結體層(Al-Ge燒結體層)。矽鍺層之厚度，雖根據測定處顯示有偏差，最大厚度係5．2μm。
(比較例1)
除了使鍺粉末之添加量，相對於鋁粉末100質量份為1質量份以外，以其他皆與實施例1相同之條件調製膏狀組成物，製造積層體。
確認了藉由燒成，於p型矽基板上僅有鋁鍺燒結體層(Al-Ge燒 結體層)形成，未確認到矽鍺層之形成。
結果如表1所示。
根據表1之結果，可知藉由改變相對於膏狀組成物中鋁100質量份的鍺之含量，或燒成時間，而可控制矽鍺層之厚度。藉此可知，當所要求之矽鍺層的厚度根據用途而異，例如IC用電晶體為10~100nm，單體之電晶體元件為1~100μm之厚度要求，藉由本發明之矽鍺層之形成方法，可形成所要求厚度之矽鍺層。
此外，根據表1之結果，可知藉由塗佈本發明之膏狀組成物，以10~300秒之短燒成時間燒成，即可形成矽鍺層。藉此可知，相對於傳統技術中進行於真空裝置內之批次處理，如藉由本發明之矽鍺層之形成方法，印刷步驟．燒成步驟的連續處理變為可能，使生產效率優異。
為確認矽鍺層之形成及其特性，進行以下分析。
(測定用積層體之製作)
同實施例4，藉由燒成於p型矽基板上，由下而上逐序形成矽鍺層(Si-Ge層)及鋁鍺燒結體層(Al-Ge燒結體層)，而得此等所積層之積層體。
接著，研磨表面，去除鋁鍺燒結體層，製作於p型矽基板上有矽鍺層形成之測定用積層體。
(SEM觀察及EDS元素偵測)
將上述測定用積層體，藉由離子研磨而製作於測定用積層體表面垂直方向切斷之測定用試料。對測定用試料之斷面，使用掃描式電子顯微鏡(SEM)及X射線能量散佈分析儀(EDS)(日本電子公司製，型號：JSM-6510)，進行觀察及元素分佈分析。圖3表示測定用試料之斷面的SEM觀測影像，圖4表示藉EDS之元素偵測影像。
根據圖3及圖4之結果，可在視覺上確認於p型矽基板上有矽鍺層形成。
(XRD測定)
於上述測定用積層體之表面，使用X射線繞射裝置(Rigaku公司製，製品名：SmartLab)實施X射線繞射(XRD)測定，測得所形成之矽鍺層的面向。圖5表示XRD測定結果。
根據圖5之結果，從2 θ=66．2deg至66．8deg附近偵測到認為來自於矽鍺的(400)方向之波峰，因此認為矽鍺層為對於Si(100)基板而有晶磊成長。
(SIMS測定)
上述測定用積層體之矽鍺層中的鍺濃度，使用二次離子質譜儀(AM ETEK有限股份公司，CAMECA事業部製，產品名：IMS-7F)以二次離子質譜法測定。測定，係以矽鍺層之表面為0μm，對深度方向測定不純物濃度而進行。結果示於圖6。
根據圖6之結果，確認於矽鍺層之表面附近，有鍺濃度為約30%之矽鍺層形成。

Claims (7)

  1. 一種膏狀組成物，其係形成矽鍺層用之膏狀組成物，其特徵為其係含有鋁及鍺，前述鍺之含量，相對於前述鋁100質量份，係超過1質量份，且為5000質量份以下；且前述膏狀組成物中之前述鋁之含量，相對於前述膏狀組成物100質量%，係5質量%以上。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之膏狀組成物，其中，係進一步含有樹脂成分。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之膏狀組成物，其中，前述樹脂成分之含量，相對於前述鋁100質量份，係0．1~10質量份。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所記載之膏狀組成物，其中，係進一步含有玻璃成分。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載之膏狀組成物，其中，前述玻璃成分之含量，相對於前述鋁100質量份，係0．01~3質量份。
  6. 一種矽鍺層之形成方法，其特徵為其係具有：(1)步驟1，係於含矽基板上，塗佈膏狀組成物，且該膏狀組成物含有鋁及鍺，前述鍺之含量，相對於前述鋁100質量份，係超過1質量份，且為5000質量份以下；及(2)步驟2，係燒成已塗佈前述膏狀組成物之含矽基板；且前述膏狀組成物中之前述鋁之含量，相對於前述膏狀組成物100質 量%，係5質量%以上。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之矽鍺層之形成方法，其中，前述燒成，係於500~1000℃溫度下進行。
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