JPH0922872A

JPH0922872A - 半導体積層構造とその製造方法およびそれを用いた半導体装置

Info

Publication number: JPH0922872A
Application number: JP7169524A
Authority: JP
Inventors: Yoko Uchida; 陽子内田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-07-05
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【構成】Ｓｉ基板とＧａＡｓ層からなる半導体積層構造
により構成され、Ｓｉ基板表面を清浄化ししかも不活性
にするために水素で終端化し、その上に転位の発生を抑
制するためのＧａ層，ＧａＡｓ層が形成されている。ま
た、その上のＧａＡｓ層中に、光電変換部となるｐｎ構
造が形成されている半導体装置。【効果】低温で清浄表面が得られ、拡散層からの不純物
の拡散、あるいは加工マスクによる汚染，不純物の拡散
を抑制できる。また、転位の発生を抑制でき、ＧａＡｓ
層をエピタキシャル成長できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は格子定数の異なる複数の
半導体からなる半導体積層構造とその製造方法、および
それを用いて作製した半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体積層構造を形成するため
に、基板となる半導体表面の汚染物除去を目的とし、前
処理として、基板の洗浄，表面層のエッチングを行い、
その後、通常、酸化膜等の保護膜を形成し、積層構造形
成前にこれらの保護膜を除去する手法を採っている。酸
化膜を保護膜として用いた場合、加熱処理により酸化膜
が分解するため、真空中で加熱処理を行うことにより、
半導体清浄表面が得られ、結晶性のよい半導体積層構造
が形成されることが知られている。Ｓｉ基板上にＧａＡ
ｓ等化合物半導体層が形成されている積層構造の製造方
法ではＳｉ基板における酸化シリコンの分解温度が１２
００℃程度であるため、通常は１１００℃、良く制御さ
れた数１０Å程度の薄い酸化膜を用いた場合でも８００
℃１５分程度の高温熱処理が必要となる（例えば、ジャ
ーナル・オブ・エレクトロケミカル・ソサエティー，１
３３（１９８６）第６６６頁〜第６７１頁(J．Electroc
hem.Soc.１３３（１９８６）ｐｐ６６６〜６７１）で周
知である）。このため、高温熱処理の採用しにくい加工
マスク等で覆われたパターン基板，拡散しやすい不純物
を添加した基板では酸化膜で保護した簡便な基板清浄化
処理が使えない。

【０００３】また、Ｓｉと化合物半導体の格子定数が異
なるために転位が発生し、半導体積層構造上に形成され
た半導体装置の特性劣化が生じる。これまで、転位低減
のため、種々の方法が提案されている。ジャーナル・オ
ブ・クリスタル・グロウス，１１５(１９９１)第１２２
頁〜第１２７頁（J. Crys. Growth１１５(１９９１)ｐ
ｐ．１２２〜１２７），ジャーナル・オブ・クリスタル
・グロウス，１２８（１９９３)第５２７頁〜第５３２
頁（J. Crys. Growth１２８(１９９３)ｐｐ.５２７〜５
３２）に報告されているように、Ｓｉ基板上ＧａＡｓ結
晶層構造で、両者の間にＧａＡｓアモルファス層を挿入
し、転位を低減するという手法が知られている。

【０００４】また、ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・
アプライド・フィジクス，３０（１９９１)第Ｌ６６８
頁〜第Ｌ６７１頁（Jpn. J. Appl.Phys．３０(１９９
１)ｐｐ．Ｌ６６８〜Ｌ６７１）に報告されているよう
に、熱サイクルアニール法と、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ
歪格子挿入の手法を取り入れ、更に低温で結晶層を１層
ずつ、時間間隔をおきながら成膜するマイグレションエ
ンハンストエピタキシー法によって、１０⁵／cm³程度の
転位密度が実現されている。ＧａＡｓ基板上と同程度の
特性を持つ半導体装置を実現するためには１０⁴／cm³台
が必要と言われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の基板清浄化処理
では８００℃以上の高温熱処理が必要であり、また、転
位低減のための熱サイクルアニールでは９００℃での処
理が必要である。このため、ｐｎ接合部，異種半導体接
合部を持つ半導体装置ではドーパント原子あるいは半導
体構成原子が拡散し、接合部の急峻性が保てないという
問題があった。また、アモルファス層を挿入する手法は
低温でアモルファス層を形成，高温で結晶層を形成する
ため、結晶成長時にアモルファス層が結晶層に変換し、
新たに転位が発生するという問題があった。また、マイ
グレーションエンハストエピタキシー法では半導体積層
構造全体を低温で形成するため不純物が取り込まれ易
く、結晶性のよい膜が得られにくいので、例えば、高い
光電変換率を追求する半導体装置を作製する場合に用い
るのは不適当であるという問題があった。

【０００６】本発明の第１の目的は半導体基板上に、こ
れと格子定数が異なり、かつ高品質の化合物半導体層を
形成した半導体積層構造およびその製造方法を提供する
ことにある。

【０００７】本発明の第２の目的は高品質の化合物半導
体層を形成した半導体積層構造を用いて構成した半導体
装置およびその製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の目的を達成するた
めに、本発明の半導体構造は水素で表面を終端化された
半導体基板上に形成された金属層と、上記金属層上に積
層された上記金属層の構成元素の少なくとも１種を含む
化合物半導体層よりなり、かつ上記半導体基板と化合物
半導体層はその格子定数が異なるものである。

【０００９】上記金属層は例えば、化合物半導体が、元
素周期律表のIII−Ｖ族化合物半導体である場合、その
構成元素となるＧａ，Ａｌ，Ｉｎ等の金属層であればよ
い。この金属層がＧａである場合、化合物半導体はＧａ
Ａｓ等を用いればよい。そして、本発明の上記半導体積
層構造の製造方法は表面を水素で終端化した半導体基板
上に、所定の金属層を形成し、金属層の表面層を金属元
素を構成元素とし、しかも、半導体基板と異なる格子定
数を持つ化合物半導体層に変化させ、更に、化合物半導
体層を形成する工程を含むものである。

【００１０】表面を終端化させた半導体基板は基板表面
をフッ酸水溶液に曝すことにより、形成できる。また、
金属層は１原子層以上，５０原子層以下、形成し、例え
ば、この金属層がＧａであるとき、その金属層にＡｓを
照射すれば、金属の表面がＧａＡｓ層に変化する。この
ＧａＡｓ層上にＧａおよびＡｓを照射すれば、GaAsエピ
タキシャル層を形成することができる。

【００１１】また、本発明の第２の目的を達成するため
に、本発明の半導体装置は半導体積層構造のいずれか一
つの構造と、この半導体積層構造の上に半導体素子を接
合した構成とするものである。半導体素子は半導体積層
構造の上部、あるいは金属層の下部の半導体基板に形成
してもよい。

【００１２】そして、本発明の半導体装置の製造方法は
上述した半導体積層構造の製造方法のいずれか一つの方
法で作製した半導体積層構造の上に、接合する化合物半
導体の接合部を形成し、この接合部が少なくとも化合物
半導体素子の一部となるように構成するものである。

【００１３】本発明の半導体装置の製造方法で、半導体
基板に、例えば、光電変換素子を形成すれば、金属層の
上と下に、それぞれ光電変換素子が設けられた半導体装
置を作製することもできる。

【００１４】本発明の積層構造で、半導体基板はＳｉ
を、化合物半導体層は元素周期律表のIII−Ｖ族元素か
らなる化合物半導体を用いる。

【００１５】

【作用】説明の便宜をはかるために、半導体がＳｉから
なり、化合物半導体がＧａＡｓ，金属がＧａよりなる場
合を例にあげて本発明の作用について説明する。

【００１６】従来の技術で説明したように、ＳｉとＧａ
Ａｓは格子定数が異なるために、Ｓｉ上に直接ＧａＡｓ
を形成すると、両者の界面およびＧａＡｓ層中に転位が
発生する。両者は同じ結晶系を持っているため、界面で
原子は一対一に結合することができる。ＧａＡｓが数原
子層程度の厚さではＧａＡｓ原子はＳｉ原子の格子に合
わせて歪んでいる。しかし、この時、ＧａＡｓ原子には
歪みによる応力が働いている。そのため、ＧａＡｓ層が
厚くなると耐えられず、結合が切れて転位が発生する。
本発明ではこの転位の発生を抑制するために、ＳｉとＧ
ａＡｓの結合を排除した。すなわち、Ｓｉ表面原子の結
合を水素で終端化した。また、Ｓｉとの結合が無くなっ
たＧａＡｓ層をエピタキシャル成長させるために、Ｇａ
金属層を挿入した。Ｇａ金属層は水素終端化されたＳｉ
上ではアモルファス層であるがＡｓを照射すると容易に
表面がＧａＡｓ層となるために、その上にＧａＡｓ結晶
層を成長できる。また、ＧａはＧａＡｓ結晶成長条件で
結晶化しないため、積層形成時に新たな転位が発生しな
い。

【００１７】実際にはＳｉ基板表面をフッ酸水溶液に曝
すことにより、表面原子を水素で終端化できる。これに
より、基板表面に形成されている酸化膜が除去でき、ま
た、酸化膜上に付着していた汚染物も同時に除去できる
とともに、Ｓｉ表面が不活性化される。このため、不純
物の付着による再汚染が防止され、化合物半導体層形成
前に、高温熱処理による基板清浄化処理を行う必要もな
くなる。

【００１８】金属層はＡｓとの結合によってＧａＡｓと
なり得るＧａを採用するのが最適である。しかし、Ｇａ
Ａｓと格子定数の近いＡｌＡｓを用いることも可能であ
るので、Ａｌでも同様の作用がある。

【００１９】

【実施例】〈実施例１〉図１は本実施例の光電変換素子の断面図で
ある。この光電変換素子はｐ型Ｓｉ基板１，Ｇａ層２，
ＧａＡｓ層３，高濃度ｐ型ＧａＡｓ層４，ｐ型ＧａＡｓ
層５，高濃度ｎ型ＧａＡｓ層６及びｎ型ＡｌＧａＡｓ層
７の積層構造からなり、ｐ型ＧａＡｓ層５，高濃度ｎ型
ＧａＡｓ層６にｐｎ構造をもつ光電変換部が形成され
る。さらに、ｐ型Ｓｉ基板１にｐ型電極１０が、ｎ型Ａ
ｌＧａＡｓ層７表面に高濃度ｎ型ＧａＡｓ層８，ｎ型電
極９が形成されている。以下に、この半導体装置の作製
方法を示す。

【００２０】ｐ型Ｓｉ基板１として、ｐ型，抵抗率０.
５Ωcm，厚さ０.４mmで、（００１）面方位を持ち、
〈１１０〉方向に２゜オフ傾斜させた基板を使用する。
基板は有機洗浄，水洗した後、５％フッ酸水溶液中に３
０秒浸し、その後、１０秒水洗し、直ちに分子線結晶成
長装置内に搬入する。この時、ＲＨＥＥＤパターンはバ
ルク構造と同じ周期を持つことを表す（１×１）パター
ンを示し、表面Ｓｉ原子と水素原子が結合しているた
め、表面原子の再配列が起きていないことを示してい
る。

【００２１】ここで、基板温度を３００℃に上げるが、
ＲＨＥＥＤパターンは変わらず、表面が水素で終端化さ
れていることを示している。基板上にＧａ層２を３０原
子層を形成し、その後、Ａｓセル温度を上げ、シャッタ
操作によりＡｓ照射し、Ｇａ層２の表面層のＧａをＧａ
Ａｓ層３に変える。Ｇａ層形成により、ＲＨＥＥＤパタ
ーンはアモルファス状態を示すハローパターンになる
が、Ａｓ照射により、表面が結晶化したことを示す周期
的なスポットパターンが重なる。

【００２２】この後、高濃度ｐ型ＧａＡｓ層４を３μｍ
形成する。この時の基板温度は成長直後は３００℃と
し、０.１μｍ程度成長した後、６００℃まで、徐々に
上げていく。ここまでに形成したＧａＡｓはＢｅ濃度１
×１０¹⁹／cm³の高濃度ｐ型である。この後、基板温度
６００℃で、ｐ型ＧａＡｓ層（Ｂｅ濃度；８×１０¹⁶／
cm³)５を２.５μｍ、さらに高濃度ｎ型ＧａＡｓ層(Ｓｉ
濃度；３×１０¹⁸／cm³)６を０.５μｍ、順次積層す
る。積層構造形成は１０^-10torr程度の超高真空で行っ
てもよいが、水素を装置内導入し、１０^-5torr程度の真
空で行ってもよい。

【００２３】この方法で作製した積層構造を持つ試料に
ついて、Ｘ線回折法により、ＧaＡs（４００）回折ピー
クの半値幅を測定した結果、通常の高温熱処理法より１
０％程度半値幅が減少し、結晶性の改善が見られた。図
２に示すように、Ｇａ層の膜厚は５０原子層以下で効果
が見られることがわかる。

【００２４】光電変換素子を作製するために、高濃度ｎ
型ＧａＡｓ層６の上に、さらに、窓層としてｎ型ＡｌＧ
ａＡｓ層（Ｓｉ濃度；３×１０¹⁸／cm³)７を３００Å、
電極接続部として高濃度ｎ型ＧａＡｓ層（Ｓｉ濃度；５
×１０¹⁸／cm³)８を１０００Å、積層する。その後、ｎ
型電極部だけを残して、高濃度ｎ型ＧａＡｓ層８をエッ
チングし、ｎ型電極９及びｐ型電極１０を形成する。

【００２５】作製した光電変換素子は汎用の転位密度１
０⁴／cm³台のＧａＡｓ基板上に作製されたＧａＡｓ光電
変換素子の７０〜８０％の効率を示し、しかも、作製コ
ストが１桁近く低減する。

【００２６】なお、本実施例で、ｐ型Ｓｉ基板１をｎ型
に、高濃度ｐ型ＧａＡｓ層４を高濃度ｎ型に、ｐ型Ｇａ
Ａｓ層５をｎ型に、高濃度ｎ型ＧａＡｓ層６を高濃度ｐ
型に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層７をｐ型に、高濃度ｎ型Ｇａ
Ａｓ層８を高濃度ｐ型に、ｎ型電極９をｐ型に、ｐ型電
極１０をｎ型にしても同様に効果がある。

【００２７】また、本実施例で、金属層２をＡｌに、Ｇ
aＡs層３，４，５，６をＡｌＧaＡs層にしても同様の効
果がある。

【００２８】また、本実施例で、金属層２をＩｎに、Ｇ
aＡs層３，４，５，６，８をＩｎＰ層に、ＡｌＧａＡｓ
層７をＩｎＡｌＰ層にしても同様の効果がある。

【００２９】〈実施例２〉図３は本実施例の光電変換素
子の断面図である。この光電変換素子を備えた半導体装
置はｐ型ＧａＡｓ層５，高濃度ｎ型ＧａＡｓ層６にｐｎ
構造を持つＧaＡs光電変換部と、ｐ型Ｓｉ基板１，高濃
度ｎ型Ｓｉ層１１にｐｎ接合を持つＳｉ光電変換部を形
成している。以下に、この半導体装置の作製方法につい
て説明する。

【００３０】ｐ型Ｓｉ基板１に８００℃でＰを拡散し、
０.４μｍの高濃度ｎ型Ｓｉ層１１を形成する。その
後、ｐ型Ｓｉ基板１の裏面に形成されている高濃度ｎ型
Ｓｉ層をエッチングし、Ａｌを蒸着し、約７００℃で熱
処理することにより、高濃度ｐ型Ｓｉ層１２を形成す
る。このＳｉ基板上に、実施例１と同様の手法で表面の
水素終端化処理をした後、ＧａＡｓ光電変換部を持つ光
電変換素子を作製する。

【００３１】作製した光電変換素子は短波長から、順
次、ＧａＡｓ，Ｓｉに対応した波長の太陽光を吸収する
ため、実施例１に示した半導体装置より、さらに３０％
程度高い効率を得ることができた。

【００３２】なお、本実施例でも、ｐ型Ｓｉ基板１をｎ
型に、高濃度ｎ型Ｓｉ層１１を高濃度ｐ型に、高濃度ｐ
型Ｓｉ層１２をｎ型に、高濃度ｐ型ＧａＡｓ層４を高濃
度ｎ型に、ｐ型ＧａＡｓ層５をｎ型に、高濃度ｎ型Ｇａ
Ａｓ層６を高濃度ｐ型に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層７をｐ型
に、高濃度ｎ型ＧａＡｓ層８を高濃度ｐ型に、ｎ型電極
９をｐ型に、ｐ型電極１０をｎ型にしても同様に効果が
ある。

【００３３】また、本実施例で、金属層２をＡｌに、Ｇ
aＡs層３，４，５，６をＡｌＧaＡs層にしても同様の効
果がある。

【００３４】また、本実施例で、金属層２をＩｎに、Ｇ
aＡs層３，４，５，６，８をＩｎＰ層に、ＡｌＧａＡｓ
層７をＩｎＡｌＰ層にしても同様の効果がある。

【００３５】〈実施例３〉図４は本実施例の光電変換素
子の断面図である。この光電変換素子はｐ型Ｓｉ基板２
１，ピラミッド状の高濃度ｐ型ＧａＡｓ層２５，ｐ型Ｇ
ａＡｓ層２６，高濃度ｎ型ＧａＡｓ層２７およびｎ型Ａ
ｌＧａＡｓ層２８の積層構造からなり、ｐ型ＧａＡｓ層
２６と、高濃度ｎ型ＧａＡｓ層２７に、ｐｎ構造を持つ
光電変換部が形成される。さらに、ｐ型Ｓｉ基板２１に
ｐ型電極３１が、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層２８表面の平坦部
に高濃度ＧａＡｓ層２９、高濃度ＧａＡｓ層２９上にｎ
型電極３０が形成されている。以下に、この半導体装置
の作製方法を示す。

【００３６】ｐ型Ｓｉ基板２１として、ｐ型、抵抗率
０.５Ωcm，厚さ０.４mmで、(００１)面方位を持ち、
〈１１０〉方向に２゜オフ傾斜させた基板を使用する。
この基板上に、ＳｉＯ₂膜を３０００Å形成し、フォト
リソグラフ法により、〈１１０〉〈−１１０〉を辺とす
る四角形の開口部を形成する。開口部の長さ、開口部間
の間隔は入射光量あるいはＳｉＯ₂膜領域を除去して形
成される電極３０の比抵抗に応じて変えることができ
る。ここでは開口部の長さを縦横とも５０μｍ，開口部
の間隔を１０μｍとした（図５参照）。この方法で加工
用マスクを形成したＳｉ基板を、５％フッ酸水溶液中に
３０秒浸し、その後、１０秒水洗し、直ちに有機金属気
相結晶成長装置に導入する。この時、Ｓｉ表面のＲＨＥ
ＥＤパターンを観察すれば、実施例と同様に（１×１）
パターンが観察される。

【００３７】ここで、基板温度を３００℃に上げ、実施
例１と同様に基板上にＧａ層２３を３０原子層形成し、
その後、Ａｓセル温度を上げ、シャッタ操作によりＡｓ
照射し、Ｇａ層２３の表面層のＧａをＧａＡｓ化した層
２４を形成する。

【００３８】この後、Ｚｎ濃度１×１０¹⁹／cm³の高濃
度ｐ型ＧａＡｓを成長させる。この時の基板温度は成長
直後は３００℃とし、０.１μｍ成長した後、６００℃
まで徐々に温度を上げていく。図５で示すように、Ｇａ
ＡｓはＳｉＯ₂膜２２上には成長せず、Ｓｉ上（開口
部）のみに成長し、しかも、ピラミッド状の高濃度ｐ型
ＧａＡｓ層２５が形成される。この後、ＳｉＯ₂膜２２
を除去し、ｐ型ＧａＡｓ層（Ｚｎ濃度：８×１０¹⁶／cm
³）２６を２.５μｍ、さらに高濃度ｎ型ＧａＡｓ層（Ｓ
ｅ濃度：３×１０¹⁸／cm³）２７を０.５μｍを順次積層
する。

【００３９】光電変換素子を作製するために、高濃度ｎ
型ＧａＡｓ層２７の上に、さらに窓層としてｎ型ＡｌＧ
ａＡｓ（Ｓｅ濃度：３×１０¹⁸／cm³)２８を３００Å、
電極接続部として高濃度ｎ型ＧａＡｓ層（Ｓｅ濃度：５
×１０¹⁸／cm³)２９を1000Åの厚さに積層する。その
後、ピラミッド部の高濃度ｎ型ＧａＡｓ層２９のみをエ
ッチングし、ｎ型電極３０を、また、基板裏面にｐ型電
極３１を形成する。なお、ｐ型ＧａＡｓ層２６形成前
に、上述のフッ酸によるＳｉ基板処理を再度行ってもよ
い。

【００４０】なお、本実施例でも、ｐ型Ｓｉ基板２１を
ｎ型に、高濃度ｐ型ＧａＡｓ層２５を高濃度ｎ型に、ｐ
型ＧａＡｓ層２６をｎ型に、高濃度ｎ型ＧａＡｓ層２７
を高濃度ｐ型に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層２８をｐ型に、高
濃度ｎ型ＧａＡｓ層２９を高濃度ｐ型に、ｎ型電極３０
をｐ型に、ｐ型電極３１をｎ型にしても同様に効果があ
る。

【００４１】また、本実施例で、金属層２３をＡｌに、
ＧａＡｓ層２４，２５，２６，２７をＡｌＧａＡｓ層に
しても同様の効果がある。

【００４２】また、本実施例で、金属層２３をＩｎに、
ＧａＡｓ層２４，２５，２６，２７，２９をＩｎＰ層
に、ＡｌＧａＡｓ層２８をＩｎＡｌＰ層にしても同様の
効果がある。

【００４３】

【発明の効果】本発明の半導体積層構造を有する半導体
装置は水素終端化により表面を不活性化した半導体基板
を用いるため、高温熱処理による基板表面の清浄化処理
を必要とせず、基板内に不純物拡散層による接合を持つ
Ｓｉ基板あるいは加工用マスクを形成したＳｉ基板を用
いてＧａＡｓ積層構造が形成できる。また、その基板上
に設けた金属表面を、ＧａＡｓ，ＡｌＡｓあるいはＩｎ
Ｐ等に変えることにより、Ｓｉ基板と結合を持たないＧ
ａＡｓ，ＩｎＰがエピタキシャル成長できるため、格子
不整合による転位の発生を抑制した積層構造が形成でき
る。

【００４４】このため、作製された光電変換素子はＧａ
Ａｓ基板上あるいはＩｎＰ基板上に作製されたものに近
い高性能が得られる。しかも基板材料として安価なＳｉ
を使用しているため、価格を従来の１／１０以下に低減
できる。

【００４５】また、Ｓｉ光電変換素子上にＧａＡｓ光電
変換素子が電気的，結晶学的に接続されているタンデム
型光電変換素子が作製できるため、作製プロセスが簡素
化でき、しかも、効率が３０〜５０％向上する。

【００４６】また、Ｓｉ基板表面を加工マスクで覆うこ
とにより、ピラミッド構造のＧaＡs光電変換素子を作製
できる。この光電変換素子は入射光をピラミッド内で多
重反射させることにより光路長を長くとれるため、効率
が２０〜３０％向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例１で示した表面を水素で終端化したＳ
ｉ基板上に、Ｇａ層，ＧａＡｓ層を形成して構成したＧ
ａＡｓ光電変換素子の断面図。

【図２】表面を水素で終端化したＳｉ基板上に形成した
Ｇａ層膜厚とその上に形成したＧａＡｓ層からのＸ線回
折線半値幅の関係を示す特性図。

【図３】本実施例２で示した光電変化部を持つＳｉ基板
上に、実施例１のＧａＡｓ光電変換素子を形成した光電
変換素子の断面図。

【図４】本実施例３で示したＳｉ基板上に形成したピラ
ミッド状ＧａＡｓ光電変換素子の断面図。

【図５】加工用マスクを用いてピラミッド状ＧａＡｓ層
を形成したＳｉ基板の断面図。

【符号の説明】

１…ｐ型Ｓｉ基板、２…Ｇａ層、３…ＧａＡｓ層、４…
高濃度ｐ型ＧａＡｓ層、５…ｐ型ＧａＡｓ層、６…高濃
度ｎ型ＧａＡｓ層、７…ｎ型ＡｌＧａＡｓ層、８…高濃
度ｎ型ＧａＡｓ層、９…ｎ型電極、１０…ｐ型電極。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面を水素によって終端化された半導体基
板上に所定の金属層と、上記金属層上に上記金属層の構
成元素の少なくとも一つを含む化合物半導体層からな
り、上記半導体基板と上記化合物半導体とは格子定数が
異なり、上記金属層は少なくとも一原子層であることを
特徴とする半導体積層構造。
【請求項２】請求項１において、上記化合物半導体層は
元素周期律表のIII−Ｖ族元素からなる半導体積層構
造。
【請求項３】請求項１または２において、上記半導体基
板はシリコンからなり、表面を水素によって終端化され
ている半導体積層構造。
【請求項４】請求項３において、上記化合物半導体はＧ
ａＡｓからなり、上記金属層はＧａあるいはＡｌからな
る半導体積層構造。
【請求項５】請求項３において、上記化合物半導体はＩ
ｎＰからなり、上記金属層はＩｎからなる半導体積層構
造。
【請求項６】請求項１，２，３，４または５において、
上記半導体積層構造上に半導体素子を配設してなる半導
体装置。
【請求項７】所定の半導体基板の表面を水素で終端化す
る第１の工程と、上記半導体基板上に金属層を形成する
第２の工程と、上記金属層の表面を化合物半導体に変化
させる第３の工程と、上記化合物半導体の表面上に化合
物半導体層を形成する第４の工程を含むことを特徴とす
る半導体積層構造の製造方法。
【請求項８】請求項７において、上記半導体基板の表面
を水素で終端する第１の工程は、上記半導体基板をフッ
酸水溶液中に浸漬する工程を含む半導体積層構造の作製
方法。
【請求項９】請求項７または請求項８において、上記金
属層の表面を上記化合物半導体に変化させる第３の工程
は、上記金属層上に、上記化合物半導体の構成元素で上
記金属層の構成元素とは異なる元素を照射する工程を含
む半導体積層構造の製造方法。
【請求項１０】請求項７，請求項８または請求項９にお
いて、上記化合物半導体は元素周期律表のIII−Ｖ族化
合物半導体により構成される半導体積層構造の製造方
法。
【請求項１１】請求項７から請求項１０のいずれか１項
に記載の方法により作製した上記半導体積層構造上に、
上記半導体積層構造とは異なる異種の化合物半導体素子
の接合部を形成し、上記化合物半導体素子の接合部を半
導体素子の一部とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】請求項６に記載の上記半導体装置を複数
種電気的に接続して構成した半導体装置。