JPH0475649B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0475649B2 JPH0475649B2 JP58250046A JP25004683A JPH0475649B2 JP H0475649 B2 JPH0475649 B2 JP H0475649B2 JP 58250046 A JP58250046 A JP 58250046A JP 25004683 A JP25004683 A JP 25004683A JP H0475649 B2 JPH0475649 B2 JP H0475649B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- silicon
- crystal
- growing
- single crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 21
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 12
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 5
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02381—Silicon, silicon germanium, germanium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
- H01L21/02439—Materials
- H01L21/02488—Insulating materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02656—Special treatments
- H01L21/02664—Aftertreatments
- H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
- H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
- H01L21/02683—Continuous wave laser beam
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(1) 発明の技術分野
本発明は半導体装置の製造方法、詳しくは絶縁
膜または絶縁性基板上に単結晶ガリウム・砒素
（GaAs）成長用基板として用いる単結晶ゲルマ
ニウム（Ge）膜を成長する方法に関する。
膜または絶縁性基板上に単結晶ガリウム・砒素
（GaAs）成長用基板として用いる単結晶ゲルマ
ニウム（Ge）膜を成長する方法に関する。
(2) 技術の背景
同一シリコンウエハ上にシリコン・デバイスと
化合物半導体（例えばGaAs）デバイスとを二次
元、あるいは三次元的に統合して作る技術が開発
されている。第１図に二次元的に統合した装置が
模式的に示され、同図において、１はシリコン基
板（シリコンウエハ）、２はその上に設けられた
シリコン・デバイス、３は基板１に形成された絶
縁膜、４は絶縁膜３の上に設けられたGaAsデバ
イスを示す。かかる装置の利点は、GaAsデバイ
スの高速性とシリコン・デバイスの高集積化とを
結合しうることや光半導体としての特性を統合し
うることであり、それは例えばシリコン・デバイ
スを受光部とし、GaAsデバイスから光信号を取
り出しまたはレーザビームを取り出すなどの目的
で用いられる。
化合物半導体（例えばGaAs）デバイスとを二次
元、あるいは三次元的に統合して作る技術が開発
されている。第１図に二次元的に統合した装置が
模式的に示され、同図において、１はシリコン基
板（シリコンウエハ）、２はその上に設けられた
シリコン・デバイス、３は基板１に形成された絶
縁膜、４は絶縁膜３の上に設けられたGaAsデバ
イスを示す。かかる装置の利点は、GaAsデバイ
スの高速性とシリコン・デバイスの高集積化とを
結合しうることや光半導体としての特性を統合し
うることであり、それは例えばシリコン・デバイ
スを受光部とし、GaAsデバイスから光信号を取
り出しまたはレーザビームを取り出すなどの目的
で用いられる。
第１図のデバイスを三次元構成としたものは第
２図の断面図に示され、それはシリコン・デバイ
ス１１の上に絶縁膜１２を形成し、その上に
GaAs膜１３を形成してそこに例えば光半導体を
有する集積回路を設けるものである。
２図の断面図に示され、それはシリコン・デバイ
ス１１の上に絶縁膜１２を形成し、その上に
GaAs膜１３を形成してそこに例えば光半導体を
有する集積回路を設けるものである。
(3) 従来技術と問題点
従来GaAs膜は直接絶縁膜上に形成することな
く、単結晶Ge膜がGaAsとの格子不整合が0.07％
と小であることを利用し、単結晶Ge膜をGaAs成
長用の基板として用いることが行われる。すなわ
ち、絶縁膜上に多結晶Geまたは非晶質Ge（ａ−
Ge）を堆積し、それをビーム・アニールを用い
て溶融（メルト）して単結晶化してきた。
く、単結晶Ge膜がGaAsとの格子不整合が0.07％
と小であることを利用し、単結晶Ge膜をGaAs成
長用の基板として用いることが行われる。すなわ
ち、絶縁膜上に多結晶Geまたは非晶質Ge（ａ−
Ge）を堆積し、それをビーム・アニールを用い
て溶融（メルト）して単結晶化してきた。
ところが、非晶質絶縁膜上に直接Ge膜を堆積
し、ビーム・アニールによつてGeを再結晶化す
ると、メルトしたGeが絶縁膜（それはシリコ
ン・ナイトライドまたは二酸化シリコン（SiO2）
の膜である）との付着性が乏しいために、Ge膜
がはがれる現象が発生し、かかる方法では単結晶
Ge膜を非晶質絶縁膜上に成長させることは非常
に難しいという問題点がある。
し、ビーム・アニールによつてGeを再結晶化す
ると、メルトしたGeが絶縁膜（それはシリコ
ン・ナイトライドまたは二酸化シリコン（SiO2）
の膜である）との付着性が乏しいために、Ge膜
がはがれる現象が発生し、かかる方法では単結晶
Ge膜を非晶質絶縁膜上に成長させることは非常
に難しいという問題点がある。
(4) 発明の目的
本発明は上記従来の問題に鑑み、絶縁膜または
絶縁性基板上に単結晶GaAsを成長するための基
板として用いる単結晶Ge膜を、それがはがれる
ことのないよう絶縁膜または絶縁性基板上に形成
する方法を提供することを目的とする。
絶縁性基板上に単結晶GaAsを成長するための基
板として用いる単結晶Ge膜を、それがはがれる
ことのないよう絶縁膜または絶縁性基板上に形成
する方法を提供することを目的とする。
(5) 発明の構成
そしてこの目的は本発明によれば、非晶質の絶
縁膜または絶縁性基板上に多結晶シリコン膜を気
相成長してそれをビーム・アニールにより単結晶
化する工程、前記工程により形成された単結晶シ
リコン膜上に単結晶ゲルマニウム（Ge）膜をシ
リコンとゲルマニウムを混晶させない温度で気相
成長する工程、および前記単結晶ゲルマニウム膜
上に単結晶ガリウム・砒素（GaAs）膜を気相成
長する工程を含むことを特徴とする半導体装置の
製造方法を提供することによつて達成される。
縁膜または絶縁性基板上に多結晶シリコン膜を気
相成長してそれをビーム・アニールにより単結晶
化する工程、前記工程により形成された単結晶シ
リコン膜上に単結晶ゲルマニウム（Ge）膜をシ
リコンとゲルマニウムを混晶させない温度で気相
成長する工程、および前記単結晶ゲルマニウム膜
上に単結晶ガリウム・砒素（GaAs）膜を気相成
長する工程を含むことを特徴とする半導体装置の
製造方法を提供することによつて達成される。
(6) 発明の実施例
以下本発明実施例を図面によつて詳説する。
本発明の方法を実施する工程におけるシリコン
基板要部は第３図に断面図で示される。先ず、第
３図ａに示される如く、シリコン基板（ウエハ）
２１の表面上に通常の熱酸化によつてSiO2膜２
２を1μｍの厚さに形成する。
基板要部は第３図に断面図で示される。先ず、第
３図ａに示される如く、シリコン基板（ウエハ）
２１の表面上に通常の熱酸化によつてSiO2膜２
２を1μｍの厚さに形成する。
次いで同図ｂに示される如く、SiO2膜２２上
に多結晶シリコン（ポリシリコン）を4000Åの厚
さに堆積してポリシリコン膜２３を形成する。ポ
リシリコンの堆積は例えば化学気相成長法
（CVD法）で行う。引続き、Arイオンレーザを
照射し、ポリシリコンを単結晶化する。この工程
は、シリコン・オン・インシユレータ（SOI）技
術と呼称される。
に多結晶シリコン（ポリシリコン）を4000Åの厚
さに堆積してポリシリコン膜２３を形成する。ポ
リシリコンの堆積は例えば化学気相成長法
（CVD法）で行う。引続き、Arイオンレーザを
照射し、ポリシリコンを単結晶化する。この工程
は、シリコン・オン・インシユレータ（SOI）技
術と呼称される。
次いで第３図ｃに示される如く、シリコン基板
２１を350℃程度に加熱し、超音真空内で電子ビ
ーム蒸着（electron beam evaporation）によつ
てGeを4000Åの厚さにエピタキシヤル成長し、
単結晶シリコンを種にして単結晶Ge膜２４を形
成する。シリコンとGeは600℃程度の温度では混
晶するから、350℃程度の低温でGeが堆積する電
子ビーム蒸着法を用いることが重要である。
２１を350℃程度に加熱し、超音真空内で電子ビ
ーム蒸着（electron beam evaporation）によつ
てGeを4000Åの厚さにエピタキシヤル成長し、
単結晶シリコンを種にして単結晶Ge膜２４を形
成する。シリコンとGeは600℃程度の温度では混
晶するから、350℃程度の低温でGeが堆積する電
子ビーム蒸着法を用いることが重要である。
次いで、Ge膜２４上に分子ビームエピタキシ
ヤル成長（molecular beam epitaxy）により単
結晶Geを種に単結晶GaAsを所望の厚さに堆積
し、引続き所望のデバイスを形成する。
ヤル成長（molecular beam epitaxy）により単
結晶Geを種に単結晶GaAsを所望の厚さに堆積
し、引続き所望のデバイスを形成する。
(7) 発明の効果
以上詳細に説明した如く本発明によれば、絶縁
膜上に単結晶GaAs成長用基板として用いる単結
晶Ge膜をSOI技術を用いて成長させることによ
り、従来技術に見られたGe膜のビーム・アニー
ルによるはがれが回避され、化合物半導体装置の
製造歩留りに効果大である。上記の実施例におい
ては、Ge膜を絶縁膜（SiO2膜）上に形成した単
結晶シリコン膜上に堆積したが、本発明の適用範
囲はその場合に限定されるものでなく、絶縁性基
板上の単結晶シリコン膜上にGe膜を堆積する場
合にも及ぶものである。
膜上に単結晶GaAs成長用基板として用いる単結
晶Ge膜をSOI技術を用いて成長させることによ
り、従来技術に見られたGe膜のビーム・アニー
ルによるはがれが回避され、化合物半導体装置の
製造歩留りに効果大である。上記の実施例におい
ては、Ge膜を絶縁膜（SiO2膜）上に形成した単
結晶シリコン膜上に堆積したが、本発明の適用範
囲はその場合に限定されるものでなく、絶縁性基
板上の単結晶シリコン膜上にGe膜を堆積する場
合にも及ぶものである。
第１図はシリコン基板上に二次元的に形成され
たシリコン・デバイスと化合物半導体デバイスを
模式的に示す断面図、第２図は第１図の装置を三
次元構成としたものを示す断面図、第３図は本発
明の方法を実施する工程におけるシリコン基板要
部の断面図である。 ２１…シリコン基板、２２…SiO2膜、２３…
単結晶化されるポリシリコン膜、２４…単結晶
Ge膜。
たシリコン・デバイスと化合物半導体デバイスを
模式的に示す断面図、第２図は第１図の装置を三
次元構成としたものを示す断面図、第３図は本発
明の方法を実施する工程におけるシリコン基板要
部の断面図である。 ２１…シリコン基板、２２…SiO2膜、２３…
単結晶化されるポリシリコン膜、２４…単結晶
Ge膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 非晶質の絶縁膜または絶縁性基板上に多結晶
シリコン膜を気相成長してそれをビーム・アニー
ルにより単結晶化する工程、 前記工程により形成された単結晶シリコン膜上
に単結晶ゲルマニウム（Ge）膜をシリコンとゲ
ルマニウムを混晶させない温度で気相成長する工
程、および 前記単結晶ゲルマニウム膜上に単結晶ガリウ
ム・砒素（GaAs）膜を気相成長する工程を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25004683A JPS60140813A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25004683A JPS60140813A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60140813A JPS60140813A (ja) | 1985-07-25 |
| JPH0475649B2 true JPH0475649B2 (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=17202005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25004683A Granted JPS60140813A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60140813A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63111610A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-16 | Sharp Corp | 半導体基板 |
| US5173443A (en) * | 1987-02-13 | 1992-12-22 | Northrop Corporation | Method of manufacture of optically transparent electrically conductive semiconductor windows |
| JP2813978B2 (ja) * | 1987-05-25 | 1998-10-22 | シャープ株式会社 | 半導体基板 |
| JP2828980B2 (ja) * | 1987-12-11 | 1998-11-25 | 株式会社日立製作所 | 半導体結晶の製造方法 |
| US5250452A (en) * | 1990-04-27 | 1993-10-05 | North Carolina State University | Deposition of germanium thin films on silicon dioxide employing interposed polysilicon layer |
| US5259918A (en) * | 1991-06-12 | 1993-11-09 | International Business Machines Corporation | Heteroepitaxial growth of germanium on silicon by UHV/CVD |
| US5286334A (en) * | 1991-10-21 | 1994-02-15 | International Business Machines Corporation | Nonselective germanium deposition by UHV/CVD |
| JP5583943B2 (ja) * | 2008-10-02 | 2014-09-03 | 住友化学株式会社 | 半導体基板、電子デバイス、および半導体基板の製造方法 |
-
1983
- 1983-12-28 JP JP25004683A patent/JPS60140813A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| APPL.PHYS.LETT * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60140813A (ja) | 1985-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0766922B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS5893221A (ja) | 半導体薄膜構造とその製造方法 | |
| JP2596547B2 (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| JPS60210831A (ja) | 化合物半導体結晶基板の製造方法 | |
| JPS6318668A (ja) | 光電変換装置の製造方法 | |
| JP2660064B2 (ja) | 結晶物品及びその形成方法 | |
| JPH0475649B2 (ja) | ||
| JPS61188927A (ja) | 化合物半導体装置 | |
| JP2695413B2 (ja) | 結晶基材の製造方法 | |
| US5254211A (en) | Method for forming crystals | |
| CA1333248C (en) | Method of forming crystals | |
| JP2756320B2 (ja) | 結晶の形成方法 | |
| JPH04206932A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPS60234312A (ja) | Ｓｏｉ膜形成方法 | |
| JP2737152B2 (ja) | Ｓｏｉ形成方法 | |
| EP0289114B1 (en) | Process for producing crystals on a light-transmissive substrate | |
| JPH0529214A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| JPH01187873A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS58200525A (ja) | 半導体装置用基板の製造方法 | |
| JPH05218364A (ja) | 半導体基体の形成方法 | |
| JPS62174969A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS6219046B2 (ja) | ||
| JP2592832B2 (ja) | 結晶の形成方法 | |
| JPH02105517A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS5893224A (ja) | 半導体単結晶膜の製造方法 |