JPH0353569A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH0353569A JPH0353569A JP1189622A JP18962289A JPH0353569A JP H0353569 A JPH0353569 A JP H0353569A JP 1189622 A JP1189622 A JP 1189622A JP 18962289 A JP18962289 A JP 18962289A JP H0353569 A JPH0353569 A JP H0353569A
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- Japan
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- semiconductor crystal
- layer
- semiconductor
- crystal substrate
- gaas
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- 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.)
- Pending
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (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）
この発明は、信頼性の高い高品質な半導体結晶構造を備
えた半導体装置に関するものである．〔従来の技術〕 第３図は従来のＳｔ半導体結晶基板上にＧａＡｓの薄膜
を備えた半導体ウェハの断面図である．この図において
、１は厚み２００μｍを有するＳｉ結晶基板等の半導体
結晶基板（熱膨張係数２．４ｘ １ ０−’／ｔ），２
はこの半導体結晶基板１上に形成された５μｍの厚みを
有するＧａＡｓ層（熱膨張係数８．９ｘｌＯ−’／ｔ）
である。
えた半導体装置に関するものである．〔従来の技術〕 第３図は従来のＳｔ半導体結晶基板上にＧａＡｓの薄膜
を備えた半導体ウェハの断面図である．この図において
、１は厚み２００μｍを有するＳｉ結晶基板等の半導体
結晶基板（熱膨張係数２．４ｘ １ ０−’／ｔ），２
はこの半導体結晶基板１上に形成された５μｍの厚みを
有するＧａＡｓ層（熱膨張係数８．９ｘｌＯ−’／ｔ）
である。
第４図は充電変換機能を有する半導体装置を示す断面図
である。この図において、１．２は第３図と同じもので
あり、ＧａＡｓ層２は導電性の異なる２層、例えばｎ形
ＧａＡｓ層２１，動作層であるｐ形ＧａＡｓ層２２によ
り形成されている。
である。この図において、１．２は第３図と同じもので
あり、ＧａＡｓ層２は導電性の異なる２層、例えばｎ形
ＧａＡｓ層２１，動作層であるｐ形ＧａＡｓ層２２によ
り形成されている。
動作層であるｐ形ＧａＡｓ層２２の上面および半導体結
晶基板１の裏面には電極５．６が形成されている．この
電極５．６の両端に順方向に電流を流すことにより光を
発生することができる。
晶基板１の裏面には電極５．６が形成されている．この
電極５．６の両端に順方向に電流を流すことにより光を
発生することができる。
（発明が解決しようとする課題）
上記のような熱膨張係数が約２．４Ｘ１０−’／℃の半
導体結晶基板１上に、熱膨張係数が６．９ｘｌＯ−’／
ｔのＧａＡｓ層２を備えた上記従来の半導体結晶ウェハ
では、熱膨張係数の差異により半導体結晶ウェハに応力
がかかり、反りが生じる。例えば５０ｍｍＸ５０ｍｍの
大きさの１００μｍの厚みの半導体結晶基板１上に、５
μｍの厚みを有するＧａＡｓの半導体層を形成すると、
最大２．７ｍａ＋程度の反りが発生し、ＧａＡｓ結晶に
大きな応力がかかり、クラックが発生する等の問題点が
あった。
導体結晶基板１上に、熱膨張係数が６．９ｘｌＯ−’／
ｔのＧａＡｓ層２を備えた上記従来の半導体結晶ウェハ
では、熱膨張係数の差異により半導体結晶ウェハに応力
がかかり、反りが生じる。例えば５０ｍｍＸ５０ｍｍの
大きさの１００μｍの厚みの半導体結晶基板１上に、５
μｍの厚みを有するＧａＡｓの半導体層を形成すると、
最大２．７ｍａ＋程度の反りが発生し、ＧａＡｓ結晶に
大きな応力がかかり、クラックが発生する等の問題点が
あった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、半導体結晶ウェハの反りをなくし応力を軽減せし
め、半導体結晶基板上に形成された半導体層へのクラツ
クの発生を防止し、高品質で、かつ高信頼性の半導体装
置を得ることを目的としている。
ので、半導体結晶ウェハの反りをなくし応力を軽減せし
め、半導体結晶基板上に形成された半導体層へのクラツ
クの発生を防止し、高品質で、かつ高信頼性の半導体装
置を得ることを目的としている。
この発明に係る半導体装置は、半導体結晶層と同一もし
くはこれに近い熱膨張係数をもち、かつ半導体結晶層と
同一ま、たはこれと近い厚みを有する半導体層もしくは
金属層を半導体結晶基板の裏面に設けたものである。
くはこれに近い熱膨張係数をもち、かつ半導体結晶層と
同一ま、たはこれと近い厚みを有する半導体層もしくは
金属層を半導体結晶基板の裏面に設けたものである。
（作用）
この発明においては、半導体結晶基板上に、形成された
半導体結晶層と同一またはこれに近い熱膨張係数をもち
、かつ前記半導体結晶層と同一またはこれに近い厚みを
有する半導体層もしくは金属層を前記半導体結晶基板の
裏面に形成したことから、熱膨張係数の差異による熱応
力，反りの発生が抑えられる。
半導体結晶層と同一またはこれに近い熱膨張係数をもち
、かつ前記半導体結晶層と同一またはこれに近い厚みを
有する半導体層もしくは金属層を前記半導体結晶基板の
裏面に形成したことから、熱膨張係数の差異による熱応
力，反りの発生が抑えられる。
第１図はこの発明による半導体結晶ウェハの断面図を示
す。この図で、１は２００μｍの厚みを有するＳｔ単結
晶基板等の半導体結晶基板であり、２は有機金属エビタ
キシャル法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇ−ａｎｉｃ Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；Ｍ Ｏ
Ｃ Ｖ Ｄ ） ，液相エピタキシャル法あるいは気
相エビタキシャル法等によって半導体結晶基板１上に形
成されたＧａＡｓ層である。３は前記半導体結晶基板１
の裏面に形成された前記ＧａＡｓ層２と同一またはこれ
に近い熱膨張係数と厚みを有するＧｅ層である． 半導体結晶基板１の裏面にＧａＡｓ層２と同一またはこ
れに近い熱膨張係数と厚みを有するＧｅ層３を、真空蒸
着あるいはゲルマン（ＧｅＨ４）の熱分解法あるいはＧ
ｅのハロゲン化合物の水素還元法（電気化学協会、電子
材料委員会編、半導体材料）によって形成する。次に、
Ｇｅ層３を備えた半導体結晶基板１の表面にトリメチル
ガリウムとアルシンの反応 Ｇａ （ＣＨ３） ，＋ Ａ．Ｈ，→ＧａＡｓ ＋ ３
ＣＨ４を用いたＭＯＣＶＤ法によって約７５０℃の成長
温度でＧａＡｓ層２を５μｍ形成する．従来例では、半
導体結晶基板１上にＧａＡｓ層２を３μｍ以上形成する
と、ＧａＡｓとＳｉの熱膨張係数の差異（ＧａＡｓ ：
６．９ｘ １ ０−”／’ｅ，Ｓ ｉ ： ２．６Ｘ
１ ０−’／’ｅ）によりＧａＡｓ層２に大きな熱応
力が発生し、反り．クランクが生じる問題点があったが
、この発明Ｃよる半導体結晶基板１の裏面に形成された
Ｇｅ層３は、熱膨張係数が５．９Ｘ１０−″６／−ｃと
ＧａＡｓに近く、半導体結晶基板１上のＧａＡｓ層２の
反りは大きく減少しほぼ平坦になり、半導体結晶基板１
上のＧａＡｓ層２のクラックを防ぎ、高品質で、かつ信
頼性の高い半導体結晶ウェハを得ることができる。
す。この図で、１は２００μｍの厚みを有するＳｔ単結
晶基板等の半導体結晶基板であり、２は有機金属エビタ
キシャル法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇ−ａｎｉｃ Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；Ｍ Ｏ
Ｃ Ｖ Ｄ ） ，液相エピタキシャル法あるいは気
相エビタキシャル法等によって半導体結晶基板１上に形
成されたＧａＡｓ層である。３は前記半導体結晶基板１
の裏面に形成された前記ＧａＡｓ層２と同一またはこれ
に近い熱膨張係数と厚みを有するＧｅ層である． 半導体結晶基板１の裏面にＧａＡｓ層２と同一またはこ
れに近い熱膨張係数と厚みを有するＧｅ層３を、真空蒸
着あるいはゲルマン（ＧｅＨ４）の熱分解法あるいはＧ
ｅのハロゲン化合物の水素還元法（電気化学協会、電子
材料委員会編、半導体材料）によって形成する。次に、
Ｇｅ層３を備えた半導体結晶基板１の表面にトリメチル
ガリウムとアルシンの反応 Ｇａ （ＣＨ３） ，＋ Ａ．Ｈ，→ＧａＡｓ ＋ ３
ＣＨ４を用いたＭＯＣＶＤ法によって約７５０℃の成長
温度でＧａＡｓ層２を５μｍ形成する．従来例では、半
導体結晶基板１上にＧａＡｓ層２を３μｍ以上形成する
と、ＧａＡｓとＳｉの熱膨張係数の差異（ＧａＡｓ ：
６．９ｘ １ ０−”／’ｅ，Ｓ ｉ ： ２．６Ｘ
１ ０−’／’ｅ）によりＧａＡｓ層２に大きな熱応
力が発生し、反り．クランクが生じる問題点があったが
、この発明Ｃよる半導体結晶基板１の裏面に形成された
Ｇｅ層３は、熱膨張係数が５．９Ｘ１０−″６／−ｃと
ＧａＡｓに近く、半導体結晶基板１上のＧａＡｓ層２の
反りは大きく減少しほぼ平坦になり、半導体結晶基板１
上のＧａＡｓ層２のクラックを防ぎ、高品質で、かつ信
頼性の高い半導体結晶ウェハを得ることができる。
第２図はこの発明の一実施例を示す半導体装置の断面図
で、第１図の半導体結晶ウェハを用いたＧａＡｓのｐｎ
接合を有する発光ダイオードの断面構造を示すものであ
る。
で、第１図の半導体結晶ウェハを用いたＧａＡｓのｐｎ
接合を有する発光ダイオードの断面構造を示すものであ
る。
第２図において、半導体結晶基板１はｎ形の（１００）
面方位を有する２００μｍの厚みを有する。ＧａＡｓ層
２は、例えばＭＯＣＶＤ法によって形成された５μｍの
厚みを有する。また、ｎ形の不純物濃度は１ ｘ １
０ ”ｃｍ−３である。４は前記ＧａＡｓ層２に亜鉛（
Ｚｎ）の封止拡散によって形成された１．５μｍの拡散
深さを有するｐ−ＧａＡｓの拡散層である。３は前記ｎ
−ＧａＡｓ層２と同じ膜厚を有するＧｅ層であり、５．
６は電極を示す。
面方位を有する２００μｍの厚みを有する。ＧａＡｓ層
２は、例えばＭＯＣＶＤ法によって形成された５μｍの
厚みを有する。また、ｎ形の不純物濃度は１ ｘ １
０ ”ｃｍ−３である。４は前記ＧａＡｓ層２に亜鉛（
Ｚｎ）の封止拡散によって形成された１．５μｍの拡散
深さを有するｐ−ＧａＡｓの拡散層である。３は前記ｎ
−ＧａＡｓ層２と同じ膜厚を有するＧｅ層であり、５．
６は電極を示す。
この発明による半導体結晶基板１上に形成された発光ダ
イオードの機能を有する半導体装置は、半導体結晶ウェ
ハに反りが発生せず平坦であるため、発光ダイオードの
ウェハ内の輝度のばらつきが小さくなり、高品質の半導
体装置を得ることができる。また、反りによる工程中で
のクラックの発生がなくなり、高信頼性の半導体装置を
得ることができる。
イオードの機能を有する半導体装置は、半導体結晶ウェ
ハに反りが発生せず平坦であるため、発光ダイオードの
ウェハ内の輝度のばらつきが小さくなり、高品質の半導
体装置を得ることができる。また、反りによる工程中で
のクラックの発生がなくなり、高信頼性の半導体装置を
得ることができる。
なお、上記実施例では、半導体結晶基板１の裏面にＧｅ
層３を備えた半導体結晶基板１上に、ＧａＡｓ層２を有
する半導体結晶ウェハおよびその半導体装置の一例とし
て発光ダイオードの場合について述べたが、半導体装置
としてはＦＥＴ（電界効果形トランジスタ）をはじめと
する電子デバイスや、太陽電池．レーザダイオードなど
受光・発光ダイオードにとどまらず、ＧａＡｓ Ｉ Ｃ
や光集積回路等があげられる。
層３を備えた半導体結晶基板１上に、ＧａＡｓ層２を有
する半導体結晶ウェハおよびその半導体装置の一例とし
て発光ダイオードの場合について述べたが、半導体装置
としてはＦＥＴ（電界効果形トランジスタ）をはじめと
する電子デバイスや、太陽電池．レーザダイオードなど
受光・発光ダイオードにとどまらず、ＧａＡｓ Ｉ Ｃ
や光集積回路等があげられる。
また、半導体結晶基板１の裏面材料としてＧｅの場合に
ついて述べたが，ＧｅでなくＧａＡＳ層２と熱膨張係数
の類似した金属、例えばタングステン．カーボン．タン
タル等の金属であってもよい。もちろん、同一厚みのＧ
ａＡｓ層をつけても効果のあることはもちろんである。
ついて述べたが，ＧｅでなくＧａＡＳ層２と熱膨張係数
の類似した金属、例えばタングステン．カーボン．タン
タル等の金属であってもよい。もちろん、同一厚みのＧ
ａＡｓ層をつけても効果のあることはもちろんである。
さらに、半導体結晶基板１上の半導体結晶層としてＧａ
Ａｓ層２を形成する場合について述べたが、ＧａＡｓ以
外の化合物半導体であるＩｎＰ，ＧａＰ，あるいはＧａ
Ａｓの混晶化合物半導体．ＧａＡｊｌＡｓ，ＧａＡｓＰ
等についても適用できることはいうまでもない。
Ａｓ層２を形成する場合について述べたが、ＧａＡｓ以
外の化合物半導体であるＩｎＰ，ＧａＰ，あるいはＧａ
Ａｓの混晶化合物半導体．ＧａＡｊｌＡｓ，ＧａＡｓＰ
等についても適用できることはいうまでもない。
この発明は、以上説明したように、半導体結晶層と同一
もしくはこれに近い熱膨張係数をもち、かつ半導体結晶
層と同一またはこれと近い厚みを有する半導体層もしく
は金属層を半導体結晶基板の裏面に設けたので、半導体
結晶ウェハの反りをなくし、半導体結晶基板上に形成さ
れた半導体結晶層のクラック発生を防止し、高品質、か
つ高信頼性の半導体装置を得ることができる効果がある
。
もしくはこれに近い熱膨張係数をもち、かつ半導体結晶
層と同一またはこれと近い厚みを有する半導体層もしく
は金属層を半導体結晶基板の裏面に設けたので、半導体
結晶ウェハの反りをなくし、半導体結晶基板上に形成さ
れた半導体結晶層のクラック発生を防止し、高品質、か
つ高信頼性の半導体装置を得ることができる効果がある
。
第１図はこの発明に適用する半導体結晶ウェハの断面図
、第２図は、第１図の半導体結晶ウェハを用いたこの発
明の半導体装置の一実施例を示す断面図、第３図．第４
図は従来の半導体結晶ウェハおよび半導体装置の断面図
をそれぞれ示す。 図において、１は半導体結晶基板、２はＧａＡｓ層、３
はＧｅ層、４は拡散層、５．６は電極である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
、第２図は、第１図の半導体結晶ウェハを用いたこの発
明の半導体装置の一実施例を示す断面図、第３図．第４
図は従来の半導体結晶ウェハおよび半導体装置の断面図
をそれぞれ示す。 図において、１は半導体結晶基板、２はＧａＡｓ層、３
はＧｅ層、４は拡散層、５．６は電極である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 半導体結晶基板上にこの半導体結晶基板と熱膨張係数
の異なる半導体結晶層を有する半導体結晶ウェハを用い
た半導体装置において、前記半導体結晶ウェハの半導体
結晶層と同一もしくはこれに近い熱膨張係数をもち、か
つ前記半導体結晶層と同一またはこれと近い厚みを有す
る半導体層もしくは金属層を前記半導体結晶基板の裏面
に設けたことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1189622A JPH0353569A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1189622A JPH0353569A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0353569A true JPH0353569A (ja) | 1991-03-07 |
Family
ID=16244381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1189622A Pending JPH0353569A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0353569A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010099544A3 (en) * | 2009-02-27 | 2011-01-13 | Alta Devices, Inc. | Tiled substrates for deposition and epitaxial lift off processes |
| JP2012044115A (ja) * | 2010-08-23 | 2012-03-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
-
1989
- 1989-07-20 JP JP1189622A patent/JPH0353569A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010099544A3 (en) * | 2009-02-27 | 2011-01-13 | Alta Devices, Inc. | Tiled substrates for deposition and epitaxial lift off processes |
| JP2012044115A (ja) * | 2010-08-23 | 2012-03-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
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