[发明专利]半导体基板及其制造方法、电子器件及其制造方法无效

专利信息
申请号: 201080022049.7 申请日: 2010-05-19
公开(公告)号: CN102439696A 公开(公告)日: 2012-05-02
发明(设计)人: 山中贞则;秦雅彦;福原升 申请(专利权)人: 住友化学株式会社
主分类号: H01L21/20 分类号: H01L21/20;H01L21/331;H01L21/8222;H01L21/8232;H01L21/8248;H01L21/8249;H01L27/06;H01L27/08;H01L27/082;H01L29/737;H01L31/10;H01L33/34
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 蒋亭
地址: 日本国*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 半导体 及其 制造 方法 电子器件
【说明书】:

技术领域

本发明涉及半导体基板、电子器件、半导体基板的制造方法以及电子器件的制造方法。

背景技术

专利文献1公开了一种将含氮化III-V族化合物半导体材料的3个LED列阵,向硅进行晶格匹配而在硅基板上形成的构成。

(专利文献1)日本特开平8-274376号公报

通过使用在硅基板上形成有III-V族化合物半导体等的晶体薄膜的半导体基板,能够以低成本制造LED(Light Emitting Diode)等的光元件或HBT(Heterojunction Bipolar Transistor)等的高频放大元件。对于提高这些元件的性能而言,提高化合物半导体的结晶性是不可缺少的。

本发明人发现若将形成于硅基板上的化合物半导体的面积限定为微小区域,则硅基板上形成的化合物半导体等将具有优异的结晶性。通过在该化合物半导体上形成LED或HBT等的电子元件而能够形成具有性能优异的电子元件的电子器件。

然而,当形成的化合物半导体的面积小时,难以确保引出LED或HBT等电子元件的布线的引出区域。例如,在化合物半导体上设置引线和电极等时,可用于HBT的沟道等的区域变小。因此,优选尽量不使用微小的化合物半导体的区域来引出布线等。

发明内容

为了解决上述课题,本发明的第1的方式中提供一种半导体基板,其具备:基底基板,其具有向硅导入了杂质原子的杂质区域;与杂质区域相接地设置的多个晶种体;分别与对应的晶种体相接设置且与所对应的上述晶种体各自进行晶格匹配或准晶格匹配的多个化合物半导体。该半导体基板还可以具备设置于基底基板上且设有至少使杂质区域一部分露出的多个开口的阻碍体。多个晶种体例如各自被设置于多个开口各自的内部。阻碍体阻碍与晶种体进行晶格匹配或准晶格匹配的多个化合物半导体的结晶生长。

上述的基底基板具有以硅原子为主成分的硅区域,杂质区域例如在基底基板的内部中与硅区域相接。另外,基底基板还可以具有含第1传导型杂质原子的第1传导型杂质区域,杂质区域可以具有第2传导型高浓度杂质区域,其含有浓度比在第1传导型杂质区域中的第1传导型杂质原子浓度更高且传导型与第1传导型相反的第2传导型杂质原子。此外,该基底基板可以在第1传导型杂质区域和第2传导型杂质区域之间,具有包含比第2传导型高浓度杂质区域更低浓度的第2传导型低浓度杂质原子的第2传导型低浓度杂质区域。以上杂质区域也可以从基底基板连接于多个晶种体的表面形成到与表面相反侧的面为止。

上述的各个多个晶种体例如含有CxSiyGezSn1-x-y-z(0≤x<1、0≤y≤1、0≤z≤1、且0<x+y+z≤1)。另外,基底基板的一例有Si基板或SOI基板。另外,上述杂质区域中的电阻率的一例是0.0001Ω·cm以上1Ω·cm以下。上述半导体基板,还可以具有横向生长化合物半导体,即以多个化合物半导体的至少一种化合物半导体为晶核,在阻碍体上横向生长。

本发明第2方式中提供一种电子器件,具备设置在上述的半导体基板中的多个化合物半导体中的至少一个化合物半导体上的化合物半导体元件;化合物半导体元件具有多个端子,多个端子中的至少一个端子经由与设置了化合物半导体元件的化合物半导体相接的多个晶种体中的至少一个与杂质区域电性耦合。

上述电子器件还可以具备设在多个化合物半导体中的第1化合物半导体上的第1化合物半导体元件、和设在多个化合物半导体中的不同于第1化合物半导体的第2化合物半导体上的第2化合物半导体元件,第1化合物半导体元件的多个端子中的至少一个端子和第2化合物半导体元件的多个端子中的至少一个端子可以经由杂质区域电性耦合。被设置于多个化合物半导体上的化合物半导体元件中的至少一个是异质结双极晶体管,异质结双极晶体管的集电极可以经由多个晶种体的至少一个与杂质区域电性耦合。

另外,上述电子器件中,设置于多个化合物半导体上的化合物半导体元件的至少一个可以是异质结双极晶体管,异质结双极晶体管的发射极经由多个晶种体的至少一个与杂质区域电性耦合。此外,上述第一化合物半导体元件或第二化合物半导体元件的至少一个,是将发射极、基极和集电极的任何一个作为共用端子的异质结双极晶体管,异质结双极晶体管以外的第一化合物半导体元件或第二化合物半导体元件的至少1个是具有共用端子及输出端子的传感器元件,异质结双极晶体管的共用端子和传感器元件的共用端子可以借助杂质区而进行电性耦合。这种异质结双极晶体管例如放大来自传感器元件的输出端子的信号。

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