JPS6398120A - 結晶成長方法 - Google Patents
結晶成長方法Info
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- JPS6398120A JPS6398120A JP24450786A JP24450786A JPS6398120A JP S6398120 A JPS6398120 A JP S6398120A JP 24450786 A JP24450786 A JP 24450786A JP 24450786 A JP24450786 A JP 24450786A JP S6398120 A JPS6398120 A JP S6398120A
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- insulating film
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- epitaxial layer
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- Pending
Links
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Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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Ｓｉ単結晶等の半導体基板上に熱膨張係数の異
なるＧａＡｓ 、 ＩｎＰ等の１［−Ｖ族化合物半導体
やＺｎＳ、 Ｚｎ５ｅ等のＵ −■族化合物半導体単結
晶をエピタキシャル成長させる際の結晶成長方法に関す
るものである。
なるＧａＡｓ 、 ＩｎＰ等の１［−Ｖ族化合物半導体
やＺｎＳ、 Ｚｎ５ｅ等のＵ −■族化合物半導体単結
晶をエピタキシャル成長させる際の結晶成長方法に関す
るものである。
従来の技術
近年、ＳＬ単結晶上にＧ ａ Ａ ｓ等のＩ［−Ｖ族化
合物半導体をエピタキシャル成長させる技術が盛んに研
究開発されている。というのは、ＳｉはＩＣ。
合物半導体をエピタキシャル成長させる技術が盛んに研
究開発されている。というのは、ＳｉはＩＣ。
ＬＳＩ等の電気素子の基板材料として、Ｇ ａ Ａ ｓ
等の化合物半導体は発光ダイオードや半導体レーザ等の
光源材料として用いられているが、ＩＣ等を組み込んだ
Ｓｉ基板上に光源をモノリシックに集積してやれば、光
電子集積回路（○ＥＩＣ）として非常に有望となってく
る。一方、半導体レーザは高電流注入で動作させるため
発熱量は大きいので通常半導体レーザの冷却マウントに
熱伝導の良いＳｔ ウェハー等が用いられており、半導
体し〜ザの結晶基板にＳｔを用いれば、レーザの温度特
性の改善も期待できる。゛また、基板コストもＳｔＯ方
が廉価である。
等の化合物半導体は発光ダイオードや半導体レーザ等の
光源材料として用いられているが、ＩＣ等を組み込んだ
Ｓｉ基板上に光源をモノリシックに集積してやれば、光
電子集積回路（○ＥＩＣ）として非常に有望となってく
る。一方、半導体レーザは高電流注入で動作させるため
発熱量は大きいので通常半導体レーザの冷却マウントに
熱伝導の良いＳｔ ウェハー等が用いられており、半導
体し〜ザの結晶基板にＳｔを用いれば、レーザの温度特
性の改善も期待できる。゛また、基板コストもＳｔＯ方
が廉価である。
通常、例えばＳｉ基板上にＧ ａ Ａ ｓ結晶をエピタ
キシャル成長する方法として、分子線エビタキシー法（
ＭＢＥ）や有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）等がある
。成長温度はだいたい５００°Ｃ前後で行なっている。
キシャル成長する方法として、分子線エビタキシー法（
ＭＢＥ）や有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）等がある
。成長温度はだいたい５００°Ｃ前後で行なっている。
しかしながら、エピタキシャル成長後室塩まで冷却する
とＧ ａ Ａ ｓエビ層にスリップ転位が走りクラック
や剥れが生じてエビ層の品質に悪影響を及ぼしている。
とＧ ａ Ａ ｓエビ層にスリップ転位が走りクラック
や剥れが生じてエビ層の品質に悪影響を及ぼしている。
その理由は主に、Ｓｉ とＧ ａ Ａ ｓとの熱膨張率
が大きく異なるため（線膨張率Ｓｔ ： ２．５Ｘ１０
−６／Ｋ 、 ＧａＡｓ： ６．０Ｘ１０−６／Ｋ ）
、成長時にＳｉ ウェハーとＧ ａ Ａ ｓエピ層が平
坦に成長しても、室温時にはその熱膨張率の違いにより
ウェハーのソリが生じてエビ層に歪が加わり欠陥が生じ
てしまう。第５図、第６図に成長時のウェハーの状態と
成長後の室温におけるウェハーの模式的な概略図を示す
。１はＳｉ基板、２はＧａＡｓエピタキシャル層を示す
。
が大きく異なるため（線膨張率Ｓｔ ： ２．５Ｘ１０
−６／Ｋ 、 ＧａＡｓ： ６．０Ｘ１０−６／Ｋ ）
、成長時にＳｉ ウェハーとＧ ａ Ａ ｓエピ層が平
坦に成長しても、室温時にはその熱膨張率の違いにより
ウェハーのソリが生じてエビ層に歪が加わり欠陥が生じ
てしまう。第５図、第６図に成長時のウェハーの状態と
成長後の室温におけるウェハーの模式的な概略図を示す
。１はＳｉ基板、２はＧａＡｓエピタキシャル層を示す
。
発明が解決しようとする問題点
上述のように従来のＳｉ基板上のＧａＡｓのエピタキシ
ャル成長においては、ＳＬ とＧ ａ Ａ ｓの熱膨張
係数の違いにより基板ウェハーにソリが生じてＧａＡｓ
エピ層に歪が加わってスリップ転位が走り、またクラッ
クや剥れ等の欠陥が生じるという問題が生じている。そ
こで本発明では、基板ウェハーのソリの緩和を目的とし
た成長方法を提供するものである。
ャル成長においては、ＳＬ とＧ ａ Ａ ｓの熱膨張
係数の違いにより基板ウェハーにソリが生じてＧａＡｓ
エピ層に歪が加わってスリップ転位が走り、またクラッ
クや剥れ等の欠陥が生じるという問題が生じている。そ
こで本発明では、基板ウェハーのソリの緩和を目的とし
た成長方法を提供するものである。
問題点を解決するための手段
本発明は、前述の問題点であるウェハーのソリを緩和す
るため、基板上にストライプ状の絶縁膜を形成し、前記
絶縁膜形成領域外の露出した基板表面に選択的にエピタ
キシャル層を形成するものである。
るため、基板上にストライプ状の絶縁膜を形成し、前記
絶縁膜形成領域外の露出した基板表面に選択的にエピタ
キシャル層を形成するものである。
作 用
以上のように基板上に選択的にエピタキシャル層を形成
してやれば、熱膨張係数の差による基板とエピタキシャ
ル層の間に生じる熱応力が前記絶縁膜で途切れて断続的
になり、ウェハー全域に連続的に熱応力が加わらない。
してやれば、熱膨張係数の差による基板とエピタキシャ
ル層の間に生じる熱応力が前記絶縁膜で途切れて断続的
になり、ウェハー全域に連続的に熱応力が加わらない。
したがって、成長後のウェハーのソリは緩和され、エピ
タキシャル層に発生する欠陥は減少する。
タキシャル層に発生する欠陥は減少する。
実施例
以下、本発明の実施例を示す。第１図は本発明のストラ
イプ状絶縁膜を形成したＳｉ（シリコン）ウェハーを示
す。１は３インチ−Ｓｉウェハー、２は格子状ストライ
プのＳ ｉ０２熱酸化膜を示す。第２図は、第１図のウ
ェハーにＧ ａ Ａ ｓエピタキシャル層成長後のウェ
ハー断面を示す。３はＧ ａ Ａ ｓエピタキシャル層
、４はＳｉｏ２膜上に堆積しＧ ａ Ａ ｓポリ結晶層
である。ここでＳ ｉ Ｏ２膜２のストライプ幅は５■
、厚みは１μｍ、ＧａＡｇエピタキシャル層の厚みは１
μｍである。Ｇ ａ Ａ ｓ層の成長方法はＭＢＥまた
はＭＯＶＰＥ法等の気相成長法で行なった。したがって
、Ｓ １０２膜２上にはＧ ａ Ａ ｓポリ結晶４が堆
積した。その時、基板のソリはほとんど緩和され、良好
な結晶が形成されている。
イプ状絶縁膜を形成したＳｉ（シリコン）ウェハーを示
す。１は３インチ−Ｓｉウェハー、２は格子状ストライ
プのＳ ｉ０２熱酸化膜を示す。第２図は、第１図のウ
ェハーにＧ ａ Ａ ｓエピタキシャル層成長後のウェ
ハー断面を示す。３はＧ ａ Ａ ｓエピタキシャル層
、４はＳｉｏ２膜上に堆積しＧ ａ Ａ ｓポリ結晶層
である。ここでＳ ｉ Ｏ２膜２のストライプ幅は５■
、厚みは１μｍ、ＧａＡｇエピタキシャル層の厚みは１
μｍである。Ｇ ａ Ａ ｓ層の成長方法はＭＢＥまた
はＭＯＶＰＥ法等の気相成長法で行なった。したがって
、Ｓ １０２膜２上にはＧ ａ Ａ ｓポリ結晶４が堆
積した。その時、基板のソリはほとんど緩和され、良好
な結晶が形成されている。
次に、フォトリングラフイー法により、フォトレジスト
６をＧ ａ Ａ ８工ピタキシヤル層３上に第３図のよ
うに選択的に塗布し、Ｇ ａ Ａ ｓポリ結晶４および
Ｓ １０２酸化膜２をエツチングして、第４図のごとり
、Ｓｉ基板１上にＧ ａ Ａ ｔｓエピタキシャル層３
を残し、プロセスを完了する。ここで、絶縁膜にＳ ｉ
Ｏ２を用いたが、Ｓｌ ３Ｎ４膜、カーボン膜等地の
絶縁膜でも良いことは言うまでもない。またＧ ａ Ａ
ｓの他ＩｎＰ系等の他の■−■族化合物半導体や■−
■族化合物半導体にも本発明は適用可能である。
６をＧ ａ Ａ ８工ピタキシヤル層３上に第３図のよ
うに選択的に塗布し、Ｇ ａ Ａ ｓポリ結晶４および
Ｓ １０２酸化膜２をエツチングして、第４図のごとり
、Ｓｉ基板１上にＧ ａ Ａ ｔｓエピタキシャル層３
を残し、プロセスを完了する。ここで、絶縁膜にＳ ｉ
Ｏ２を用いたが、Ｓｌ ３Ｎ４膜、カーボン膜等地の
絶縁膜でも良いことは言うまでもない。またＧ ａ Ａ
ｓの他ＩｎＰ系等の他の■−■族化合物半導体や■−
■族化合物半導体にも本発明は適用可能である。
発明の効果
以上のように、Ｓｉ基板上にストライプ状の絶縁膜を形
成し、前記絶縁膜領域以外の領域にＧ ａ Ａ ｓエピ
タキシャル層を形成すれば、基板のソリはほとんど無く
良好な結晶が得られる。また、前記絶縁膜を選択的に除
去してやれば、より一層の効果が得られる。さらに本発
明を用いればＧ ａ Ａ ｓ基板では困難な大口径ウェ
ハー（６インチ、８インチ・・・・・・）上にも薄膜の
エビ層が得られる。
成し、前記絶縁膜領域以外の領域にＧ ａ Ａ ｓエピ
タキシャル層を形成すれば、基板のソリはほとんど無く
良好な結晶が得られる。また、前記絶縁膜を選択的に除
去してやれば、より一層の効果が得られる。さらに本発
明を用いればＧ ａ Ａ ｓ基板では困難な大口径ウェ
ハー（６インチ、８インチ・・・・・・）上にも薄膜の
エビ層が得られる。
第１図は本発明の一実施例の結晶成長方法におけるＳｉ
基板上の３１０２絶縁膜パターンを示す平面図、第２図
は前記基板上に堆積したＧａ Ａ ｓ層の断面図、第３
図はＧ ａ Ａ ｓポリ結晶およびＳ １０２絶縁膜除
去工程を説明する断面図、第４図はＳｉ基板上のＧ ａ
Ａ ｓ単結晶膜成長の最終工程を示す断面図、第Ｓ図
、第６図は従来の結晶成長方法を説明するための断面図
である。 １・・・・・・Ｓｉ基板、２・・・・・・絶縁膜、３・
・・・・・Ｇ ａ Ａ ｓ単結晶膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｙ−
３を基板 ２−−−５ＬＯｚ膿 第１図 ｆ −、Ｓｔ、、Ｎ＠ ４− とそし４ｓオマリ力予１Ｋ ｆ−、Ｓム基板 第５図 第６図
基板上の３１０２絶縁膜パターンを示す平面図、第２図
は前記基板上に堆積したＧａ Ａ ｓ層の断面図、第３
図はＧ ａ Ａ ｓポリ結晶およびＳ １０２絶縁膜除
去工程を説明する断面図、第４図はＳｉ基板上のＧ ａ
Ａ ｓ単結晶膜成長の最終工程を示す断面図、第Ｓ図
、第６図は従来の結晶成長方法を説明するための断面図
である。 １・・・・・・Ｓｉ基板、２・・・・・・絶縁膜、３・
・・・・・Ｇ ａ Ａ ｓ単結晶膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｙ−
３を基板 ２−−−５ＬＯｚ膿 第１図 ｆ −、Ｓｔ、、Ｎ＠ ４− とそし４ｓオマリ力予１Ｋ ｆ−、Ｓム基板 第５図 第６図
Claims (2)
- （１）半導体基体上に、前記基体と熱膨張係数の異なる
半導体単結晶をエピタキシャル成長するに際し、前記基
体上にストライプ状の絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の形
成領域の露出した前記基体表面上に前記半導体単結晶を
エピタキシャル成長させるようにした結晶成長方法。 - （２）半導体基体がシリコン、半導体結晶が化合物半導
体よりなる特許請求の範囲第１項記載の結晶成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24450786A JPS6398120A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24450786A JPS6398120A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 結晶成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6398120A true JPS6398120A (ja) | 1988-04-28 |
Family
ID=17119703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24450786A Pending JPS6398120A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6398120A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02150020A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-08 | Kyocera Corp | 半導体素子およびその製造方法 |
| US5403751A (en) * | 1990-11-29 | 1995-04-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for producing a thin silicon solar cell |
| CN109119329A (zh) * | 2018-07-16 | 2019-01-01 | 华天慧创科技（西安）有限公司 | 一种降低晶圆翘曲度的镀膜方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60210832A (ja) * | 1984-04-04 | 1985-10-23 | Agency Of Ind Science & Technol | 化合物半導体結晶基板の製造方法 |
| JPS61198713A (ja) * | 1985-02-28 | 1986-09-03 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1986
- 1986-10-15 JP JP24450786A patent/JPS6398120A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60210832A (ja) * | 1984-04-04 | 1985-10-23 | Agency Of Ind Science & Technol | 化合物半導体結晶基板の製造方法 |
| JPS61198713A (ja) * | 1985-02-28 | 1986-09-03 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02150020A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-08 | Kyocera Corp | 半導体素子およびその製造方法 |
| US5403751A (en) * | 1990-11-29 | 1995-04-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for producing a thin silicon solar cell |
| CN109119329A (zh) * | 2018-07-16 | 2019-01-01 | 华天慧创科技（西安）有限公司 | 一种降低晶圆翘曲度的镀膜方法 |
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