JP2006045036A - 化合物半導体成長用基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 Si単結晶基板2上に外方へ開孔し、かつ、多孔度が10〜90%で、表面が表面粗さ0.1〜100nm、厚さ0.1〜100nmの3C−SiC単結晶層3によって被覆された多孔質Si単結晶層4が形成されている。
【選択図】 図1
Description
多孔質Si単結晶層は、Si単結晶基板にその表面から数nm〜数μmの深さ、あるいはSi単結晶基板の厚さ方向全域に形成可能なことが知られており、たとえ厚さ方向全域に多孔質Si単結晶層を形成しても、多孔質Si単結晶層単体で基板として利用可能である。これらは、多孔質Si単結晶基板と呼ばれる。
又、多孔質Si単結晶層が熱膨張係数差に起因した応力による化合物半導体の欠陥発生を低減することができ、加えて、多孔度を制御することで、多孔質層の機械的強度を制御して熱膨張係数差に起因した応力による化合物半導体の欠陥発生を低減することができる。
更に、表面粗さを制御することで、表面粗さに起因した欠陥発生を低減することができ、化合物半導体を高品質なものとすることができる。
又、多孔質3C−SiC単結晶層が熱膨張係数差に起因した応力による化合物半導体の欠陥発生を低減することができ、加えて、多孔度を制御することで、多孔質層の機械的強度を制御して熱膨張係数差に起因した応力による化合物半導体の欠陥発生を低減することができる。
更に、表面粗さを制御することで、表面粗さに起因した欠陥発生を低減することができ、化合物半導体を高品質なものとすることができる。
又、Si単結晶基板の厚さは、100〜1000μmが好ましく、より好ましくは300〜800μmである。
Si単結晶基板の厚さが、100μm未満であると、機械的強度不足となる。一方、1000μmを超えると、経済的な損失となる。
多孔質Si単結晶層の多孔度は、20〜80%がより好ましい。
多孔質Si単結晶層の表面を被覆する3C−SiC単結晶層の厚さは、1〜50nmがより好ましい。
又、多孔質Si単結晶層の厚さは、0.1〜1000μmが好ましく、より好ましくは、1〜100μmである。
多孔質Si単結晶層の厚さが、0.1μm未満であると、緩衝層としての機能不足となる。一方、1000μmを超えると、経済的な損失となる。
多孔質3C−SiC単結晶層の多孔度は、20〜80%がより好ましい。
多孔質3C−SiC単結晶層の厚さが、0.1μm未満であると、緩衝層としての機能不足となる。一方、1000μmを超えると、経済的な損失となる。
多孔質Si単結晶層の多孔度は、20〜80%がより好ましい。
Si単結晶層の厚さは、0.2〜2μmがより好ましい。
3C−SiC単結晶層の厚さは、5〜50nmがより好ましい。
多孔質Si単結晶層を炭化する熱処理温度は、1000〜1200℃がより好ましい。
又、炭素原料は、水素等で希釈して用いてもよい。
Si単結晶層の気相成長温度が、800℃未満であると、原料が分解せず成長が起こらない。一方、1200℃を超えると、不純物汚染が顕著となる。
なお、3C−SiC単結晶層3の表面粗さ及び厚さは、多孔質Si単結晶層4′の多孔度、炭素原料雰囲気での熱処理における時間や温度で調整することが可能である。
ちなみに、従来の化合物半導体成長用基板において多孔質Si単結晶層に酸化処理を施すのは、多孔質Si単結晶層が熱処理によって再構築されるのを阻止するためであり、酸化処理は、O2(酸素)ガス雰囲気において300〜500℃の温度で熱処理したり、あるいは、酸化剤(例えば、H2O2:過酸化水素水)を含む化学薬品に浸す方法がとられる。
一方、化合物半導体成長用基板1における多孔質Si単結晶4の多孔度を20%、30%及び60%と変え、上述した場合と同様に3C−SiC単結晶膜を積層し、SiCの検出強度を調べたところ、非多孔質のSi単結晶層のもののそれを併記した図7に示すようになった。
したがって、多孔質Si単結晶層4の多孔度を50〜70%とれば、3C−SiC単結晶膜を良好に作製し得ることが分かる。
なお、多孔質3C−SiC単結晶層7の表面粗さ及び厚さは、多孔質Si単結晶層7′の多孔度、炭素原料雰囲気での熱処理における時間や温度で調整することが可能である。
3 3C−SiC単結晶層
4 多孔質Si単結晶層
6 Si単結晶基板
7 多孔質3C−SiC単結晶層
7′ 多孔質Si単結晶層
9 Si単結晶基板
10 多孔質Si単結晶層
11 Si単結晶層
12 3C−SiC単結晶層
Claims (6)
- Si単結晶基板上に外方へ開孔し、かつ、多孔度が10〜90%で、表面が表面粗さ0.1〜100nm、厚さ0.1〜100nmの3C−SiC単結晶層によって被覆された多孔質Si単結晶層が形成されていることを特徴とする化合物半導体成長用基板。
- Si単結晶基板上に外方へ開孔し、かつ、多孔度10〜90%、表面粗さ0.1〜100nmの多孔質3C−SiC単結晶層が形成されていることを特徴とする化合物半導体成長用基板。
- Si単結晶基板上に外方へ開孔し、かつ、多孔度10〜90%の多孔質Si単結晶層、厚さ0.1〜5μmのSi単結晶層及び表面粗さ0.1〜100nm、厚さ0.1〜100nmの3C−SiC単結晶層が順に形成されていることを特徴とする化合物半導体成長用基板。
- Si単結晶基板の上部を多孔質化して外方へ開孔し、かつ、多孔度10〜90%の多孔質Si単結晶層を形成した後、多孔質Si単結晶層に炭素原料雰囲気において800〜1400℃の温度で熱処理を施して表面を表面粗さ0.1〜100nmに調製しつつ、多孔質Si単結晶層の表層部を表面から0.1〜100nmの深さに及んで炭化することを特徴とする化合物半導体成長用基板の製造方法。
- Si単結晶基板の上部を多孔質化して外方へ開孔し、かつ、多孔度が10〜90%の多孔質Si単結晶層を形成した後、多孔質Si単結晶層に炭素原料雰囲気において800〜1400℃の温度で熱処理を施して表面を表面粗さ0.1〜100nmに調製しつつ、多孔質Si単結晶層の全部を炭化することを特徴とする化合物半導体成長用基板の製造方法。
- Si単結晶基板の上部を多孔質化して外方へ開孔し、かつ、多孔度が10〜90%の多孔質Si単結晶層を形成した後、多孔質Si単結晶層上に気相成長により厚さ0.1〜5μmのSi単結晶層を積層し、しかる後に、Si単結晶層に炭素原料雰囲気において800〜1400℃の温度で熱処理を施して表面を表面粗さ0.1〜100nmに調製しつつ、Si単結晶層の表層部を表面から0.1〜100nmの深さに及んで炭化することを特徴とする化合物半導体成長用基板の製造方法。
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- 2004-08-09 JP JP2004232148A patent/JP2006045036A/ja active Pending
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