JPS637672A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS637672A JPS637672A JP61151986A JP15198686A JPS637672A JP S637672 A JPS637672 A JP S637672A JP 61151986 A JP61151986 A JP 61151986A JP 15198686 A JP15198686 A JP 15198686A JP S637672 A JPS637672 A JP S637672A
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- gaas
- single crystal
- thin film
- substrate
- grown
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/29—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by the substrates
- H10P14/2901—Materials
- H10P14/2902—Materials being Group IVA materials
- H10P14/2905—Silicon, silicon germanium or germanium
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/27—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using selective deposition, e.g. simultaneous growth of monocrystalline and non-monocrystalline semiconductor materials
- H10P14/271—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using selective deposition, e.g. simultaneous growth of monocrystalline and non-monocrystalline semiconductor materials characterised by the preparation of substrate for selective deposition
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3414—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being group IIIA-VIA materials
- H10P14/3421—Arsenides
Landscapes
- Element Separation (AREA)
- Photovoltaic 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〕
この発明は単結晶シリコン基板上に化合物半導体単結晶
薄膜を形成してなる半導体装置に関するものである。
薄膜を形成してなる半導体装置に関するものである。
第７図はＳｔ基板ｌ上にＧａＡｓ単結晶薄膜２を形成し
た従来の半導体装置を示す図である。この場合にはＧａ
Ａｓ成長温度の５０θ℃〜８００ ’Ｃから室温に戻し
た際、Ｓｉ基板１の熱膨張率が２．６Ｘ １０−”／
’Ｃ，Ｇ ａ Ａ ｓＯ熱膨脹率が５．９ Ｘ １０″
６／℃と大きく熱膨張率が異なる為に、ＧａＡｓ薄膜２
がＳｉ基板１に引っ張られＧａＡｓ薄膜２には引っ張り
（Ｔｅｎｓｉｌｅ ）応力が働き、ウェハが曲がる。例
えば、Ｓｉ基板１が３Ｑ（ｌｐｍ〜４００μｍの厚みの
場合ＧａＡｓ薄膜２を３μｍ以上成長させると、クラン
クが住じる。
た従来の半導体装置を示す図である。この場合にはＧａ
Ａｓ成長温度の５０θ℃〜８００ ’Ｃから室温に戻し
た際、Ｓｉ基板１の熱膨張率が２．６Ｘ １０−”／
’Ｃ，Ｇ ａ Ａ ｓＯ熱膨脹率が５．９ Ｘ １０″
６／℃と大きく熱膨張率が異なる為に、ＧａＡｓ薄膜２
がＳｉ基板１に引っ張られＧａＡｓ薄膜２には引っ張り
（Ｔｅｎｓｉｌｅ ）応力が働き、ウェハが曲がる。例
えば、Ｓｉ基板１が３Ｑ（ｌｐｍ〜４００μｍの厚みの
場合ＧａＡｓ薄膜２を３μｍ以上成長させると、クラン
クが住じる。
従来の方法によりＳｔ基板上にＧ ａ Ａ ｓ薄膜を成
長させる場合、ｊｉ基板上のＧａＡｓ薄膜についてはＧ
ａＡｓ１膜の厚みを厚くすればする程Ｇａ Ａ ｓ薄膜
の結晶の品質が向上するが、上記のように、ｃａＡｓｉ
膜の厚みを厚くするとクラックが生じるためＧａＡｓ薄
膜を使って半導体装置、例えばＧａＡｓ太陽電池を作る
場合、ＧａＡｓ薄膜を厚（する事ができない。
長させる場合、ｊｉ基板上のＧａＡｓ薄膜についてはＧ
ａＡｓ１膜の厚みを厚くすればする程Ｇａ Ａ ｓ薄膜
の結晶の品質が向上するが、上記のように、ｃａＡｓｉ
膜の厚みを厚くするとクラックが生じるためＧａＡｓ薄
膜を使って半導体装置、例えばＧａＡｓ太陽電池を作る
場合、ＧａＡｓ薄膜を厚（する事ができない。
この発明は上記のような問題点を解決する為になされた
もので、ＧａＡｓ薄膜を例えば５〜２０μｍ程度の厚み
まで成長させて高品質のＧａＡｓ単結晶薄膜を形成する
ようにした高性能の半導体装置を得る事を目的とする。
もので、ＧａＡｓ薄膜を例えば５〜２０μｍ程度の厚み
まで成長させて高品質のＧａＡｓ単結晶薄膜を形成する
ようにした高性能の半導体装置を得る事を目的とする。
この発明に係る半導体装置は、シリコン基板表面上にシ
リコン酸化膜による境界を設けて複数の単結晶シリコン
領域に区画し、該区画した単結晶シリコン領域上にＧａ
Ａｓ単結晶薄膜を、また上記シリコン酸化膜上にＧａＡ
ｓ多結晶薄膜を成長させたものである。
リコン酸化膜による境界を設けて複数の単結晶シリコン
領域に区画し、該区画した単結晶シリコン領域上にＧａ
Ａｓ単結晶薄膜を、また上記シリコン酸化膜上にＧａＡ
ｓ多結晶薄膜を成長させたものである。
この発明においては、Ｓｉ基板とＧａＡｓとの熱膨脹係
数の違いによる応力がＧａＡｓ多結晶薄膜の部分に集中
することにより緩和され、ＧａＡｓ単結晶薄膜をクラン
クを生じることなく厚く成長させることができ、またこ
のＧａＡｓ単結晶薄膜を太陽電池のｐ層及びｎ層として
作服させることにより、Ｓｉ基板上にＧａＡｓ太陽電池
を形成できる。
数の違いによる応力がＧａＡｓ多結晶薄膜の部分に集中
することにより緩和され、ＧａＡｓ単結晶薄膜をクラン
クを生じることなく厚く成長させることができ、またこ
のＧａＡｓ単結晶薄膜を太陽電池のｐ層及びｎ層として
作服させることにより、Ｓｉ基板上にＧａＡｓ太陽電池
を形成できる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の一実施例による半導体装置の構造を
示す図である。Ｓｉ基Ｆｉｌ上にＳｔ酸化膜４のパター
ンを形成し、その上にＧａＡｓ薄膜を形成したものであ
る。この場合、Ｓｔ単結晶が露出している部分には単結
晶ＧａＡｓ薄膜５が成長し酸化膜４上には多結晶で高抵
抗のＧａＡｓＴｉｔ膜６が成長する。この時熱膨張係数
の違いによる応力は機械的強度の弱い多結晶ＧａＡｓ６
の部分に集中し、この部分にクランクが入って応力が緩
和され、単結晶ＧａＡｓ５には応力が働がなくなり、こ
れによりＧａＡｓ単結晶５は例えば５〜２０μｍ程度ま
で厚くできる。この為非常に高品質なＧａＡｓ層がＧａ
Ａｓ単結晶５の上層部（Ｓｉ基板１上の界面から３〜５
μｍ以上離れた部分）に形成される。この結果高性能な
ＧａＡｓ半導体装置がＳｉ基板上に形成される。
示す図である。Ｓｉ基Ｆｉｌ上にＳｔ酸化膜４のパター
ンを形成し、その上にＧａＡｓ薄膜を形成したものであ
る。この場合、Ｓｔ単結晶が露出している部分には単結
晶ＧａＡｓ薄膜５が成長し酸化膜４上には多結晶で高抵
抗のＧａＡｓＴｉｔ膜６が成長する。この時熱膨張係数
の違いによる応力は機械的強度の弱い多結晶ＧａＡｓ６
の部分に集中し、この部分にクランクが入って応力が緩
和され、単結晶ＧａＡｓ５には応力が働がなくなり、こ
れによりＧａＡｓ単結晶５は例えば５〜２０μｍ程度ま
で厚くできる。この為非常に高品質なＧａＡｓ層がＧａ
Ａｓ単結晶５の上層部（Ｓｉ基板１上の界面から３〜５
μｍ以上離れた部分）に形成される。この結果高性能な
ＧａＡｓ半導体装置がＳｉ基板上に形成される。
第３図ないし第６図は第１図に示される構造を得る為の
製造工程図である。第３図ではＳｉ基板１上にシリコン
窒化膜３を例えばＣＶＤ法により形成し、写真製版によ
り一部を取り除きＳｉ基板１の一部を露出させる。その
後、例えば８５０℃〜９００℃以上で酸化炉によりＳｉ
基板１の露出部分を酸化したものが第４図である。この
第４図において、１はＳｉ基板、３はシリコン窒化膜、
４はシリコン酸化膜である。第５図は第４図を上から見
た図である。この後ドライエツチング例えばＣＦ４を使
ったプラズマエツチングによりシリコン窒化膜３を除い
たものが第６図である。以上のようにして区画されたＳ
ｉ基板を使って、その上にＧａＡｓ薄膜を、例えば有機
金属を使ったＣＶＤ法（ＭＯＣＶＤ）により成長させる
と第１図の構造が得られる。
製造工程図である。第３図ではＳｉ基板１上にシリコン
窒化膜３を例えばＣＶＤ法により形成し、写真製版によ
り一部を取り除きＳｉ基板１の一部を露出させる。その
後、例えば８５０℃〜９００℃以上で酸化炉によりＳｉ
基板１の露出部分を酸化したものが第４図である。この
第４図において、１はＳｉ基板、３はシリコン窒化膜、
４はシリコン酸化膜である。第５図は第４図を上から見
た図である。この後ドライエツチング例えばＣＦ４を使
ったプラズマエツチングによりシリコン窒化膜３を除い
たものが第６図である。以上のようにして区画されたＳ
ｉ基板を使って、その上にＧａＡｓ薄膜を、例えば有機
金属を使ったＣＶＤ法（ＭＯＣＶＤ）により成長させる
と第１図の構造が得られる。
なお、上記実施例ではシリコン窒化膜をレジストとして
酸化により３１基板上に部分的にシリコン酸化膜を形成
したが、ＣＶＤ法によりシリコン酸化膜又はシリコン窒
化膜をＳｉ基板上の全面に堆積した後、写真製版、エツ
チングによりパターニングしてもよい。
酸化により３１基板上に部分的にシリコン酸化膜を形成
したが、ＣＶＤ法によりシリコン酸化膜又はシリコン窒
化膜をＳｉ基板上の全面に堆積した後、写真製版、エツ
チングによりパターニングしてもよい。
第２図はこの発明の他の実施例による、Ｓｉ基板上のＧ
ａＡｓ太陽電池の一例を示す図である。
ａＡｓ太陽電池の一例を示す図である。
４はｎ型Ｓ１基Ｖｉ、ｌ上にパターニング形成されたシ
リコン窒化膜又はシリコン酸化膜で、このパターニング
され区画された基板上にｎ型ＧａＡｓ眉？、 り型Ｇａ
Ａｓ層８ 、 Ａ ｊ！ Ｘ Ｇｍ ＋Ｉ−ｘ） Ａｔ
（Ｘは０．６〜１．０）層９を成長させる。６はシ
リコン窒化膜又はシリコン酸化膜４の上に成長した多結
晶ＧａＡｓ薄膜、１０は例えばシリコン窒化膜の反射防
止膜、１１はｐ型電極であり、これは各島状のＧａＡｓ
層の間を結ぶ配線である。１２は裏面電極である。
リコン窒化膜又はシリコン酸化膜で、このパターニング
され区画された基板上にｎ型ＧａＡｓ眉？、 り型Ｇａ
Ａｓ層８ 、 Ａ ｊ！ Ｘ Ｇｍ ＋Ｉ−ｘ） Ａｔ
（Ｘは０．６〜１．０）層９を成長させる。６はシ
リコン窒化膜又はシリコン酸化膜４の上に成長した多結
晶ＧａＡｓ薄膜、１０は例えばシリコン窒化膜の反射防
止膜、１１はｐ型電極であり、これは各島状のＧａＡｓ
層の間を結ぶ配線である。１２は裏面電極である。
このＳｉ基板上のＧａＡｓ太陽電池はＧａＡｓ基板上に
形成したＣｚａＡｓ太陽電池に比べ、Ｓｉ部分の比重が
ＧａＡｓ基板に比べ約１７２であるため、単位重量当り
の太陽電池出力において優れる可能性があり、コストの
点でも高いＧａＡｓ基板に代えて１７１０程度の安いＳ
ｉ基板が使える点で有利となるものである。
形成したＣｚａＡｓ太陽電池に比べ、Ｓｉ部分の比重が
ＧａＡｓ基板に比べ約１７２であるため、単位重量当り
の太陽電池出力において優れる可能性があり、コストの
点でも高いＧａＡｓ基板に代えて１７１０程度の安いＳ
ｉ基板が使える点で有利となるものである。
以上のように、この発明によればＳｉ基板をシリコン酸
化膜により複数の単結晶シリコン領域に区画して、単結
晶シリコン領域上にＧａＡｓ単結晶薄膜を、シリコン酸
化膜上にＧａＡｓ多結晶薄膜を成長させたので、Ｓｉ基
板とＧａＡｓ基板との熱膨脹係数の違いによる応力はＱ
ａＡｓ多結晶の部分に集中し緩和され、ＧａＡｓ単結晶
薄膜を厚くすることができ、従って高性能なＧａＡｓ半
導体装置がＳｉ基板上に形成できる効果がある。
化膜により複数の単結晶シリコン領域に区画して、単結
晶シリコン領域上にＧａＡｓ単結晶薄膜を、シリコン酸
化膜上にＧａＡｓ多結晶薄膜を成長させたので、Ｓｉ基
板とＧａＡｓ基板との熱膨脹係数の違いによる応力はＱ
ａＡｓ多結晶の部分に集中し緩和され、ＧａＡｓ単結晶
薄膜を厚くすることができ、従って高性能なＧａＡｓ半
導体装置がＳｉ基板上に形成できる効果がある。
また、本発明によりＣｒａＡｓ太陽電池を構成した場合
は、Ｓｉ基板がＧａＡｓ基板に比べ比重約１／２．コス
ト１／１０程度であるため、従来のＧａＡｓ基板上に形
成したＧａＡｓ太陽電池に比して単位重量当りの出力に
おいて優れた、安価なものが得られる効果がある。
は、Ｓｉ基板がＧａＡｓ基板に比べ比重約１／２．コス
ト１／１０程度であるため、従来のＧａＡｓ基板上に形
成したＧａＡｓ太陽電池に比して単位重量当りの出力に
おいて優れた、安価なものが得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による半導体装置の構造を
示す図、第２図は本発明の他の実施例によるＧａＡｓ太
陽電池を示す図、第３図ないし第６図は上記第１図の装
置の製造工程を示す図、第７図は従来の半導体装置の構
造を示す図である。 １はＳｉ基板、２，５はＧａＡｓ単結晶薄膜、４はシリ
コン酸化膜、６はＧａＡｓ多結晶薄膜、７はｎ型ｃａＡ
ｓｉ、８はｐ型ＧａＡｓ層。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
示す図、第２図は本発明の他の実施例によるＧａＡｓ太
陽電池を示す図、第３図ないし第６図は上記第１図の装
置の製造工程を示す図、第７図は従来の半導体装置の構
造を示す図である。 １はＳｉ基板、２，５はＧａＡｓ単結晶薄膜、４はシリ
コン酸化膜、６はＧａＡｓ多結晶薄膜、７はｎ型ｃａＡ
ｓｉ、８はｐ型ＧａＡｓ層。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）単結晶シリコン基板上に化合物半導体単結晶薄膜
を形成してなる半導体装置において、上記単結晶シリコ
ン基板表面上にシリコン酸化膜による境界を設け複数の
単結晶シリコン領域に区画して、上記単結晶シリコン領
域上に化合物半導体単結晶薄膜を、また上記シリコン酸
化膜上に化合物半導体多結晶薄膜を成長させたことを特
徴とする半導体装置。 - （２）上記化合物半導体単結晶薄膜として、太陽電池と
して作用するｐ層及びｎ層の化合物半導体単結晶薄膜を
成長させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61151986A JPS637672A (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61151986A JPS637672A (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS637672A true JPS637672A (ja) | 1988-01-13 |
Family
ID=15530561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61151986A Pending JPS637672A (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS637672A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63108709A (ja) * | 1986-10-25 | 1988-05-13 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 半導体装置およびその製造方法 |
| WO2010140373A1 (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | 住友化学株式会社 | センサ、半導体基板、および半導体基板の製造方法 |
| WO2010099544A3 (en) * | 2009-02-27 | 2011-01-13 | Alta Devices, Inc. | Tiled substrates for deposition and epitaxial lift off processes |
| JP2011171639A (ja) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置、半導体ウェハ、半導体装置の製造方法及び半導体ウェハの製造方法 |
| JP2012164693A (ja) * | 2011-02-03 | 2012-08-30 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-06-27 JP JP61151986A patent/JPS637672A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63108709A (ja) * | 1986-10-25 | 1988-05-13 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 半導体装置およびその製造方法 |
| WO2010099544A3 (en) * | 2009-02-27 | 2011-01-13 | Alta Devices, Inc. | Tiled substrates for deposition and epitaxial lift off processes |
| WO2010140373A1 (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | 住友化学株式会社 | センサ、半導体基板、および半導体基板の製造方法 |
| US8835906B2 (en) | 2009-06-05 | 2014-09-16 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Sensor, semiconductor wafer, and method of producing semiconductor wafer |
| JP2011171639A (ja) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置、半導体ウェハ、半導体装置の製造方法及び半導体ウェハの製造方法 |
| JP2012164693A (ja) * | 2011-02-03 | 2012-08-30 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
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