JPH05144727A - ヘテロエピタキシヤルウエーハの製造方法 - Google Patents
ヘテロエピタキシヤルウエーハの製造方法Info
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- JPH05144727A JPH05144727A JP30339091A JP30339091A JPH05144727A JP H05144727 A JPH05144727 A JP H05144727A JP 30339091 A JP30339091 A JP 30339091A JP 30339091 A JP30339091 A JP 30339091A JP H05144727 A JPH05144727 A JP H05144727A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ヘテロエピタキシャル成長させる製造方法に
おいて、工程および使用装置を増加させずに、熱膨張係
数差や格子定数差による基板のそりおよびエピタキシャ
ル膜にかかる応力を改善することを目的とする。 【構成】 上記諸目的は、半導体基板ウェーハ3をセッ
トするサセプタ1上に、あらかじめ成長させる物質4と
熱膨張係数の同等な物質2を付着させた後、サセプタ1
上に半導体基板ウェーハ3をのせヘテロエピタキシャル
成長させる工程で、上記サセプタ1上に付着させた物質
2を半導体基板ウェーハ3裏面に付着させることを特徴
とするヘテロエピタキシャルウェーハの製造方法により
達成される。
おいて、工程および使用装置を増加させずに、熱膨張係
数差や格子定数差による基板のそりおよびエピタキシャ
ル膜にかかる応力を改善することを目的とする。 【構成】 上記諸目的は、半導体基板ウェーハ3をセッ
トするサセプタ1上に、あらかじめ成長させる物質4と
熱膨張係数の同等な物質2を付着させた後、サセプタ1
上に半導体基板ウェーハ3をのせヘテロエピタキシャル
成長させる工程で、上記サセプタ1上に付着させた物質
2を半導体基板ウェーハ3裏面に付着させることを特徴
とするヘテロエピタキシャルウェーハの製造方法により
達成される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ヘテロエピタキシャル
ウェーハの製造方法に関し、特に半導体基板ウェーハと
異なる半導体をエピタキシャル結晶成長させるヘテロエ
ピタキシャルウェーハの製造方法に関する。
ウェーハの製造方法に関し、特に半導体基板ウェーハと
異なる半導体をエピタキシャル結晶成長させるヘテロエ
ピタキシャルウェーハの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体基板ウェーハ上にヘテロエピタキ
シャル成長を行う場合、熱膨張係数差や格子定数差によ
り基板がそったり、ヘテロエピタキシャル結晶膜に応力
がかかりエピタキシャル膜が劣化したり、応力に耐えき
れずにクラック等が発生してしまう。
シャル成長を行う場合、熱膨張係数差や格子定数差によ
り基板がそったり、ヘテロエピタキシャル結晶膜に応力
がかかりエピタキシャル膜が劣化したり、応力に耐えき
れずにクラック等が発生してしまう。
【0003】この様な問題点を解決する方法として、熱
膨張係数および弾性率が半導体基板ウェーハ表面に成長
させるべきエピタキシャル成長層と同等で、同様の効果
を上記半導体基板ウェーハに及ぼすような物質を半導体
基板ウェーハ裏面に付着させることにより解決している
(特開昭62−92,428号)。また、シリコンウェ
ーハ上に化合物半導体であるGaAsをMOCVD法や
MBE法によりヘテロエピタキシャル成長させる成長法
において、上記の熱膨張係数差と格子定数差による問題
を図2に示すようにシリコンウェーハ21裏面にスパッ
タ法によりSiO2 膜22を付着したり(特開昭62−
196,813号)、SiN膜22を付着したり(特願
昭62−28,114号、特願昭62−69165号)
することにより解決している。また、さらに、図3に示
すように、エピタキシャル用基板31の裏面にオリエン
テーションフラットに垂直もしくは平行にダイシングま
たはエッチングにより溝32を作成すること(特願昭6
2−171,112号)により上記問題点を克服してい
る。
膨張係数および弾性率が半導体基板ウェーハ表面に成長
させるべきエピタキシャル成長層と同等で、同様の効果
を上記半導体基板ウェーハに及ぼすような物質を半導体
基板ウェーハ裏面に付着させることにより解決している
(特開昭62−92,428号)。また、シリコンウェ
ーハ上に化合物半導体であるGaAsをMOCVD法や
MBE法によりヘテロエピタキシャル成長させる成長法
において、上記の熱膨張係数差と格子定数差による問題
を図2に示すようにシリコンウェーハ21裏面にスパッ
タ法によりSiO2 膜22を付着したり(特開昭62−
196,813号)、SiN膜22を付着したり(特願
昭62−28,114号、特願昭62−69165号)
することにより解決している。また、さらに、図3に示
すように、エピタキシャル用基板31の裏面にオリエン
テーションフラットに垂直もしくは平行にダイシングま
たはエッチングにより溝32を作成すること(特願昭6
2−171,112号)により上記問題点を克服してい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたような従来
技術では、半導体基板ウェーハの裏面にSiO2 やSi
N等のようにエピタキシャル膜とはまったく別の物質を
付着させなくてはならなかったりして、化合物半導体の
エピタキシャル膜を成長する際に使用する装置とは異な
る装置を使用する必要性が生じ、エピタキシャル成長以
外の工程が必要となる。つまり、ヘテロエピタキシャル
基板作製の際、余分な工程および装置が要求されるとい
う問題が発生する。
技術では、半導体基板ウェーハの裏面にSiO2 やSi
N等のようにエピタキシャル膜とはまったく別の物質を
付着させなくてはならなかったりして、化合物半導体の
エピタキシャル膜を成長する際に使用する装置とは異な
る装置を使用する必要性が生じ、エピタキシャル成長以
外の工程が必要となる。つまり、ヘテロエピタキシャル
基板作製の際、余分な工程および装置が要求されるとい
う問題が発生する。
【0005】例えば、半導体基板ウェーハをシリコンウ
ェーハ、エピタキシャル成長させる材料をGaAsとし
た場合、従来技術では、CVD法でSiO2またはSi
N膜をシリコンウェーハ裏面に付着させる工程として
は、まず、(1) シリコンウェーハの洗浄、(2) CVD装
置内にシリコンウェーハをセットし、(3) SiO2 また
はSiNを蒸着、(4) シリコンウェーハを取り出し、こ
のときCVD装置がウェーハ両面にいっぺんにSiO2
またはSiNを同時に蒸着してしまうものの場合は、上
記工程の後、(5) 裏面のSiO2 またはSiN膜にレジ
ストを塗る、(6)(5) のウェーハをベーキングしてレジ
ストを固化する、(7) シリコンウェーハ表面に着いたS
iO2 またはSiN膜を除去する、(8) シリコンウェー
ハ裏面のレジストを除去する、(9) GaAsエピタキシ
ャル成長前に必要なシリコンウェーハの洗浄を行う、等
の工程が付加されてしまう。また、工程だけでなく、使
用する装置もエピタキシャル成長装置以外にSiO2 ま
たはSiN膜を蒸着する装置、シリコンウェーハを搬送
する装置が最低限必要となってしまう。
ェーハ、エピタキシャル成長させる材料をGaAsとし
た場合、従来技術では、CVD法でSiO2またはSi
N膜をシリコンウェーハ裏面に付着させる工程として
は、まず、(1) シリコンウェーハの洗浄、(2) CVD装
置内にシリコンウェーハをセットし、(3) SiO2 また
はSiNを蒸着、(4) シリコンウェーハを取り出し、こ
のときCVD装置がウェーハ両面にいっぺんにSiO2
またはSiNを同時に蒸着してしまうものの場合は、上
記工程の後、(5) 裏面のSiO2 またはSiN膜にレジ
ストを塗る、(6)(5) のウェーハをベーキングしてレジ
ストを固化する、(7) シリコンウェーハ表面に着いたS
iO2 またはSiN膜を除去する、(8) シリコンウェー
ハ裏面のレジストを除去する、(9) GaAsエピタキシ
ャル成長前に必要なシリコンウェーハの洗浄を行う、等
の工程が付加されてしまう。また、工程だけでなく、使
用する装置もエピタキシャル成長装置以外にSiO2 ま
たはSiN膜を蒸着する装置、シリコンウェーハを搬送
する装置が最低限必要となってしまう。
【0006】本発明では、従来技術が解決した熱膨張係
数差や格子定数差による基板のそり、エピタキシャル膜
にかかる応力の改善という点を失わずに、従来技術の課
題である工程および使用装置の増加を改善することを目
的とする。
数差や格子定数差による基板のそり、エピタキシャル膜
にかかる応力の改善という点を失わずに、従来技術の課
題である工程および使用装置の増加を改善することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記諸目的は、半導体基
板ウェーハ上に半導体基板ウェーハと異なる半導体をヘ
テロエピタキシャル成長させる製造方法において、半導
体基板ウェーハをセットするサセプタ上に、あらかじめ
成長させる物質と熱膨張係数の同等な物質を付着させた
後、サセプタ上に半導体基板ウェーハをのせヘテロエピ
タキシャル成長させる工程で、上記サセプタ上に付着さ
せた物質を半導体基板ウェーハ裏面に付着させることを
特徴とするヘテロエピタキシャルウェーハの製造方法に
より達成される。
板ウェーハ上に半導体基板ウェーハと異なる半導体をヘ
テロエピタキシャル成長させる製造方法において、半導
体基板ウェーハをセットするサセプタ上に、あらかじめ
成長させる物質と熱膨張係数の同等な物質を付着させた
後、サセプタ上に半導体基板ウェーハをのせヘテロエピ
タキシャル成長させる工程で、上記サセプタ上に付着さ
せた物質を半導体基板ウェーハ裏面に付着させることを
特徴とするヘテロエピタキシャルウェーハの製造方法に
より達成される。
【0008】
【作用】本発明は、ヘテロエピタキシャル成長工程に入
る前に、ヘテロエピタキシャル成長させる装置内の半導
体基板ウェーハをセットするサセプタ上にヘテロエピタ
キシャル成長させる物質と同程度の熱膨張係数を有する
物質、あるいは同じ化合物半導体、または、例えば、G
aAs、InGaAs、InGaAsP、InAs、A
lGaAsおよびAlAsよりなる群から選ばれた少な
くとも1種のものをあらかじめ付着することにより、以
後のヘテロエピタキシャル成長の工程の中で、サセプタ
上に付着した物質が再蒸発して、半導体基板ウェーハあ
るいはシリコンウェーハの裏面に付着し、結局ウェーハ
の表裏に熱膨張係数が同等かあるいは同じ物質が付着す
ることになり、従来技術と同様に基板のそりや応力の発
生による膜質の劣化、クラックの発生等の改善が、同一
装置でサセプタ上に上記物質をあらかじめ付着させる一
つの工程を増やすだけで可能となる。
る前に、ヘテロエピタキシャル成長させる装置内の半導
体基板ウェーハをセットするサセプタ上にヘテロエピタ
キシャル成長させる物質と同程度の熱膨張係数を有する
物質、あるいは同じ化合物半導体、または、例えば、G
aAs、InGaAs、InGaAsP、InAs、A
lGaAsおよびAlAsよりなる群から選ばれた少な
くとも1種のものをあらかじめ付着することにより、以
後のヘテロエピタキシャル成長の工程の中で、サセプタ
上に付着した物質が再蒸発して、半導体基板ウェーハあ
るいはシリコンウェーハの裏面に付着し、結局ウェーハ
の表裏に熱膨張係数が同等かあるいは同じ物質が付着す
ることになり、従来技術と同様に基板のそりや応力の発
生による膜質の劣化、クラックの発生等の改善が、同一
装置でサセプタ上に上記物質をあらかじめ付着させる一
つの工程を増やすだけで可能となる。
【0009】本発明において用いられる半導体基板ウェ
ーハとしては、例えば、シリコンウェーハであり、ヘテ
ロエピタキシャル成長させる物質としては、例えば、化
合物半導体、あるいは、例えば、GaAs、InGaA
s、InGaAsP、InAs、AlGaAsおよびA
lAs等である。また、使用する装置としては、MOC
VD装置(有機金属化学気層成長装置)が好適である。
ーハとしては、例えば、シリコンウェーハであり、ヘテ
ロエピタキシャル成長させる物質としては、例えば、化
合物半導体、あるいは、例えば、GaAs、InGaA
s、InGaAsP、InAs、AlGaAsおよびA
lAs等である。また、使用する装置としては、MOC
VD装置(有機金属化学気層成長装置)が好適である。
【0010】
【実施例】図1(a)〜(e)は本発明の実施例を説明
するための工程の説明図である。以下、図面に沿って説
明する。
するための工程の説明図である。以下、図面に沿って説
明する。
【0011】この実施例では、MOCVD法でシリコン
ウェーハ上にGaAsをエピタキシャル成長させたもの
である。
ウェーハ上にGaAsをエピタキシャル成長させたもの
である。
【0012】まず、図1(a)に示すように、ウェーハ
をセットするサセプタのみを準備室から成長室へ搬送
し、GaAsの実際の成長温度である650℃でサセプ
タ上に多結晶GaAsを図1(b)に示すようにコーテ
ィングする。このとき、多結晶GaAsはシリコンウェ
ーハ表面上にエピタキシャル成長させる単結晶GaAs
と同じ3μm程度付着させ、表面のGaAsと同じ引っ
張り応力がシリコンウェーハ裏面にもかかるようにす
る。
をセットするサセプタのみを準備室から成長室へ搬送
し、GaAsの実際の成長温度である650℃でサセプ
タ上に多結晶GaAsを図1(b)に示すようにコーテ
ィングする。このとき、多結晶GaAsはシリコンウェ
ーハ表面上にエピタキシャル成長させる単結晶GaAs
と同じ3μm程度付着させ、表面のGaAsと同じ引っ
張り応力がシリコンウェーハ裏面にもかかるようにす
る。
【0013】次に、サセプタを準備室に戻し、あらかじ
め必要な洗浄を施したシリコンウェーハを図1(c)に
示すようにセットする。そして、成長室までこのサセプ
タを移動させる。
め必要な洗浄を施したシリコンウェーハを図1(c)に
示すようにセットする。そして、成長室までこのサセプ
タを移動させる。
【0014】次に、シリコンウェーハ表面にGaAs単
結晶をエピタキシャル成長させる工程に移る。まず、シ
リコンウェーハをH2 およびAsH3 雰囲気中で、85
0℃程度の高温で洗浄する。この時、図1(c)に示す
ようにサセプタ上に付着していた多結晶GaAsは、シ
リコンウェーハ裏面に付着する。そして、850℃でほ
ぼ平坦であったシリコンウェーハはGaAs成長温度の
650℃まで降温した際、シリコンと多結晶GaAsの
熱膨張係数差により図1(d)に示すように、シリコン
ウェーハ表面に対して凸にそる。そして、この状態で、
GaAsをシリコンウェーハ表面上に図1(e)に示す
ようにエピタキシャル成長させ、成長終了後、室温まで
降温する。この時、表面の単結晶GaAsによる引っ張
り応力を受けるため図1(f)に示すように、得られた
GaAsをエピタキシャル成長したシリコンウェーハは
そりが改善できる。
結晶をエピタキシャル成長させる工程に移る。まず、シ
リコンウェーハをH2 およびAsH3 雰囲気中で、85
0℃程度の高温で洗浄する。この時、図1(c)に示す
ようにサセプタ上に付着していた多結晶GaAsは、シ
リコンウェーハ裏面に付着する。そして、850℃でほ
ぼ平坦であったシリコンウェーハはGaAs成長温度の
650℃まで降温した際、シリコンと多結晶GaAsの
熱膨張係数差により図1(d)に示すように、シリコン
ウェーハ表面に対して凸にそる。そして、この状態で、
GaAsをシリコンウェーハ表面上に図1(e)に示す
ようにエピタキシャル成長させ、成長終了後、室温まで
降温する。この時、表面の単結晶GaAsによる引っ張
り応力を受けるため図1(f)に示すように、得られた
GaAsをエピタキシャル成長したシリコンウェーハは
そりが改善できる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来技術で必要とされたSiO2 やSiN膜をウェーハ
裏面に付着させるためのスパッタ装置やCVD装置も必
要としない。また、これにより増加する工程も簡略化で
きる。また、工程の簡略かだけでなく、シリコンウェー
ハ上に化合物半導体をヘテロエピタキシャル成長させる
場合等は、化合物半導体はシリコンに比べて熱膨張係数
が大きく、格子定数も大きい、したがって、シリコンウ
ェーハ表面に化合物半導体をエピタキシャル成長させる
ときに本発明においては、図1(d)の様にシリコンウ
ェーハ表面は凸にそっているためシリコンウェーハ表面
の格子定数は広がりGaAsのそれに近づく、また、こ
の時、シリコン表面上にエピタキシャル成長させた膜
は、すでに平坦なシリコンウェーハ上にエピタキシャル
成長させる膜に比較して、シリコンとGaAsの界面で
相対的に圧縮応力を受けていることになり、従来技術に
よるヘテロエピタキシャル膜にかかる応力を緩和でき、
基板のそりも改善できる。
従来技術で必要とされたSiO2 やSiN膜をウェーハ
裏面に付着させるためのスパッタ装置やCVD装置も必
要としない。また、これにより増加する工程も簡略化で
きる。また、工程の簡略かだけでなく、シリコンウェー
ハ上に化合物半導体をヘテロエピタキシャル成長させる
場合等は、化合物半導体はシリコンに比べて熱膨張係数
が大きく、格子定数も大きい、したがって、シリコンウ
ェーハ表面に化合物半導体をエピタキシャル成長させる
ときに本発明においては、図1(d)の様にシリコンウ
ェーハ表面は凸にそっているためシリコンウェーハ表面
の格子定数は広がりGaAsのそれに近づく、また、こ
の時、シリコン表面上にエピタキシャル成長させた膜
は、すでに平坦なシリコンウェーハ上にエピタキシャル
成長させる膜に比較して、シリコンとGaAsの界面で
相対的に圧縮応力を受けていることになり、従来技術に
よるヘテロエピタキシャル膜にかかる応力を緩和でき、
基板のそりも改善できる。
【図1】 図1(a)〜(e)は本発明の実施例を説明
するための図面である。
するための図面である。
【図2】 従来のヘテロエピタキシャル成長方法を説明
するための図面である。
するための図面である。
【図3】 他の従来のヘテロエピタキシャル成長方法を
説明するための図面である。図3(a)はウェーハを裏
面より見た図で、図3(b)はウェーハの断面図であ
る。
説明するための図面である。図3(a)はウェーハを裏
面より見た図で、図3(b)はウェーハの断面図であ
る。
1…サセプタ、 2…多結晶GaAs、 3…シリコンウェーハ、 4…単結晶GaAs。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 城生 愛次 神奈川県川崎市中原区井田1618番地 新日 本製鐵株式会社先端技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体基板ウェーハ上に半導体基板ウェ
ーハと異なる半導体をヘテロエピタキシャル成長させる
製造方法において、半導体基板ウェーハをセットするサ
セプタ上に、あらかじめ成長させる物質と熱膨張係数の
同等な物質を付着させた後、サセプタ上に半導体基板ウ
ェーハをのせヘテロエピタキシャル成長させる工程で、
上記サセプタ上に付着させた物質を半導体基板ウェーハ
裏面に付着させることを特徴とするヘテロエピタキシャ
ルウェーハの製造方法。 - 【請求項2】 該ヘテロエピタキシャル成長させる物質
および該あらかじめサセプタ上に付着させる物質が化合
物半導体であることを特徴とする請求項1に記載のヘテ
ロエピタキシャルウェーハの製造方法。 - 【請求項3】 該化合物半導体がGaAs、InGaA
s、InGaAsP、InAs、AlGaAsおよびA
lAsよりなる群から選ばれた少なくとも1種のもので
あることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の
ヘテロエピタキシャルウェーハの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30339091A JPH05144727A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | ヘテロエピタキシヤルウエーハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30339091A JPH05144727A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | ヘテロエピタキシヤルウエーハの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05144727A true JPH05144727A (ja) | 1993-06-11 |
Family
ID=17920447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30339091A Withdrawn JPH05144727A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | ヘテロエピタキシヤルウエーハの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05144727A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006237074A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 窒化物系半導体素子の製造方法及び窒化物系半導体素子 |
EP2104135A1 (en) | 2008-03-20 | 2009-09-23 | Siltronic AG | A semiconductor wafer with a heteroepitaxial layer and a method for producing the wafer |
US8169004B2 (en) | 2004-05-31 | 2012-05-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Compound semiconductor epitaxial substrate and process for producing the same |
-
1991
- 1991-11-19 JP JP30339091A patent/JPH05144727A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8169004B2 (en) | 2004-05-31 | 2012-05-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Compound semiconductor epitaxial substrate and process for producing the same |
JP2006237074A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 窒化物系半導体素子の製造方法及び窒化物系半導体素子 |
EP2104135A1 (en) | 2008-03-20 | 2009-09-23 | Siltronic AG | A semiconductor wafer with a heteroepitaxial layer and a method for producing the wafer |
JP2009231836A (ja) * | 2008-03-20 | 2009-10-08 | Siltronic Ag | ヘテロエピタキシャル層を備えた半導体ウェハ及び前記ウェハの製造方法 |
JP2013012750A (ja) * | 2008-03-20 | 2013-01-17 | Siltronic Ag | ヘテロエピタキシャル層を備えた半導体ウェハ及び前記ウェハの製造方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |