半导体基板、半导体基板的制造方法以及光电变换装置的制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102668110A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102668110A(43)申请公布日2012.09.12(21)申请号201080055527.4(51)Int.Cl.(22)申请日2010.12.24H01L31/04(2006.01)(30)优先权数据2009-2961042009.12.25JP(85)PCT申请进入国家阶段日2012.06.07(86)PCT申请的申请数据PCT/JP2010/0074672010.12.24(87)PCT申请的公布数据WO2011/077735JA2011.06.30(71)申请人住友化学株式会社地址日本国东京都(72)发明人秦雅彦山田永高田朋幸(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人蒋亭权利要求书权利要求书3页3页说明书说明书77页页附图附图77页(54)发明名称半导体基板、半导体基板的制造方法以及光电变换装置的制造方法(57)摘要提供一种半导体基板，具备：基底基板；牺牲层，与基底基板进行晶格匹配或者准晶格匹配；第1结晶层，由形成在牺牲层上的SixGe1-x(0≤x＜1)的外延结晶构成；以及第2结晶层，形成在第1结晶层上，由禁带宽比第1结晶层还大的3-5族化合物半导体的外延结晶构成。基底基板例如由单晶GaAs构成。牺牲层例如由InmAlnGa1-m-nAs(0≤m＜1、0＜n≤1、0＜n+m≤1)的外延结晶构成。CN10268ACN102668110A权利要求书1/3页1.一种半导体基板，具备：基底基板；牺牲层，与所述基底基板晶格匹配或者准晶格匹配；第1结晶层，由形成在所述牺牲层上的SixGe1-x的外延结晶构成，其中0≤x＜1；以及第2结晶层，形成在所述第1结晶层上，由禁带宽比所述第1结晶层还大的3-5族化合物半导体的外延结晶构成。2.根据权利要求1所述的半导体基板，所述基底基板由单晶GaAs构成。3.根据权利要求2所述的半导体基板，所述牺牲层由InmAlnGa1-m-nAs的外延结晶构成，其中，0≤m＜0.2、0.8≤n≤1、0.8＜n+m≤1。4.根据权利要求1所述的半导体基板，还具备中间结晶层，该中间结晶层形成在所述第1结晶层与所述第2结晶层之间并且由3-5族化合物半导体的外延结晶构成。5.根据权利要求4所述的半导体基板，所述中间结晶层与所述第1结晶层相比禁带宽大、与所述第2结晶层相比禁带宽小。6.根据权利要求4所述的半导体基板，还具有隧道结层，该隧道结层分别形成在所述第1结晶层与所述中间结晶层之间、以及所述中间结晶层与所述第2结晶层之间。7.根据权利要求4所述的半导体基板，所述中间结晶层是InyGa1-yAszP1-z，其中0≤y＜1、0＜z≤1，所述第2结晶层是AlwIntGa1-w-tAsz’P1-z’，其中0≤w≤1、0≤t≤1、0≤w+t≤1、0≤z’≤1。8.根据权利要求4所述的半导体基板，所述中间结晶层是GaAs，所述第2结晶层是In0.5Ga0.5P。9.根据权利要求4所述的半导体基板，在所述牺牲层上按顺序依次具备第1背面电场层、所述第1结晶层、第1窗口层、第1隧道结层、第2背面电场层、所述中间结晶层、第2窗口层、第2隧道结层、第3背面电场层、所述第2结晶层、以及第3窗口层，所述第1背面电场层、所述第2背面电场层、所述第3背面电场层、所述第1窗口层、所述第2窗口层、以及所述第3窗口层，与所述第1结晶层、所述中间结晶层以及所述第2结晶层中的任意的层相比，禁带宽还大。10.一种半导体基板的制造方法，具备：在基底基板上形成与所述基底基板晶格匹配或者准晶格匹配的牺牲层的工序；在所述牺牲层上外延生长由SixGe1-x构成的第1结晶层的工序，其中0≤x＜1；在所述第1结晶层上外延生长由3-5族化合物半导体构成的中间结晶层的工序；以及在所述中间结晶层上外延生长由禁带宽比所述第1结晶层大的3-5族化合物半导体构成的第2结晶层的工序。2CN102668110A权利要求书2/3页11.一种半导体基板的制造方法，具备：在基底基板上形成与所述基底基板晶格匹配或者准晶格匹配的牺牲层的工序；在所述牺牲层上外延生长由禁带宽比所述牺牲层大的3-5族化合物半导体构成的第2结晶层的工序；在所述第2结晶层上外延生长由3-5族化合物半导体构成的中间结晶层的工序；以及在所述中间结晶层上外延生长由SixGe1-x构成的第1结晶层的工序，其中0≤x＜1。12.根据权利要求10所述的半导体基板的制造方法，所述基底基板由单晶GaAs构成。13.根据权利要求10所述的半导体基板的制造方法，在外延生长所述牺牲层的工序中，外延生长由InmAlnGa1-m-nAs构成的外延结晶层，其中0≤m＜1、0＜n≤1、0＜n+m≤1。14.根据