鉄シリサイド層の製造方法並びに半導体基板及び光半導体装置
【課題】鉄シリサイド層の製造方法並びに半導体基板及び光半導体装置において、β−ＦｅＳｉ２の平坦で良質な連続膜を形成すること及び高キャリア移動度を得ること。
【解決手段】結晶面（００１）を表面に有するＳｉ基板１上にβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層４ｂを成膜する方法であって、前記Ｓｉ基板上に設けられたＳｉＧｅ層上に、直接又は歪みＳｉ層を介して前記鉄シリサイド層をエピタキシャル成長する鉄シリサイド層形成工程を有し、該鉄シリサイド層形成工程は、４００℃以上９４０℃以下の成膜温度でＦｅ原料とＳｉ原料とを同時に供給して前記鉄シリサイド層の少なくとも一部を成膜する高温成膜工程を有する。
【解決手段】結晶面（００１）を表面に有するＳｉ基板１上にβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層４ｂを成膜する方法であって、前記Ｓｉ基板上に設けられたＳｉＧｅ層上に、直接又は歪みＳｉ層を介して前記鉄シリサイド層をエピタキシャル成長する鉄シリサイド層形成工程を有し、該鉄シリサイド層形成工程は、４００℃以上９４０℃以下の成膜温度でＦｅ原料とＳｉ原料とを同時に供給して前記鉄シリサイド層の少なくとも一部を成膜する高温成膜工程を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光素子材料等に用いられる鉄シリサイド層の製造方法並びに半導体基板及び光半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
β−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイドは、正方晶構造の金属であるα−Ｆｅ２Ｓｉ５の鉄シリサイドと異なり、斜方晶構造をもち、禁制帯幅が約０．８５ｅＶの半導体である。β−ＦｅＳｉ２は、吸収係数が結晶質シリコンより非常に大きく（波長１．１μｍで吸収係数１０５ｃｍ−１）、光電変換の効率が高いことから、Ｓｉ基板上に薄膜形成することで高効率な太陽電池等の赤外受光材料となることが期待されている。また、β−ＦｅＳｉ２は、ＧａＡｓ等の化合物半導体と異なり、環境的に扱いが難しいＡｓ等を用いないで済むため、環境負荷の小さな半導体材料としても注目されている。
【０００３】
受光材料として高いキャリア移動度を得るためには、良質な連続膜にする必要があるが、Ｓｉ基板上に良質なβ−ＦｅＳｉ２の連続膜を形成することは難しく、種々の研究が行われている。従来、例えばＳｉ基板の（００１）結晶面上にＦｅ（鉄）とＳｉ（シリコン）とを交互に蒸着して１００ｎｍ程度の膜厚とし、さらに２００ｎｍのＳｉＯ２層をその上に成膜して８００℃で３時間アニールすることによりβ−ＦｅＳｉ２膜を形成し、移動度の向上及びβ−ＦｅＳｉ２の凝集防止を図る技術が提案されている。
【非特許文献１】第４７回応用物理学会学術講演会、講演予稿集29a-YG-2
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術では、以下のような課題が残されている。
すなわち、上記従来の技術では、１時間以上で５００℃以上の高温アニールを行わないと移動度が向上しないと共に、ＳｉＯ２層を成膜せずに上記高温アニールを行った場合、β−ＦｅＳｉ２は島状に凝集してしまい、移動度の向上は得られなかった。なお、この従来の成膜方法では、キャリア移動度は、常温で５００ｃｍ２／Ｖｓの値にとどまり、まだデバイス応用には十分な特性が得られていない。
Ｓｉ基板上でβ−ＦｅＳｉ２を成膜する場合、低温で成膜すると膜自体の連続性が良く表面ラフネスも小さいが結晶性が悪く移動度が低い。高温で成膜すると結晶性は良いが島状結晶となり、膜の連続性が悪く表面ラフネスも大きいためデバイス作製が困難である。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、β−ＦｅＳｉ２の平坦で良質な連続膜を形成することができると共に高キャリア移動度を得ることができる鉄シリサイド層の製造方法並びに半導体基板及び光半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の鉄シリサイド層の製造方法は、結晶面（００１）を表面に有するＳｉ基板上にβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層を成膜する方法であって、前記Ｓｉ基板上に設けられたＳｉＧｅ層上に、直接又は歪みＳｉ層を介して前記鉄シリサイド層をエピタキシャル成長する鉄シリサイド層形成工程を有し、該鉄シリサイド層形成工程は、４００℃以上９４０℃以下の成膜温度でＦｅ原料とＳｉ原料とを同時に供給して前記鉄シリサイド層の少なくとも一部を成膜する高温成膜工程を有することを特徴とする。
【０００７】
この鉄シリサイド層の製造方法では、Ｓｉ基板上に設けられたＳｉＧｅ層上に、直接又は歪みＳｉ層を介して鉄シリサイド層をエピタキシャル成長するので、ＳｉＧｅ層又は歪みＳｉ層の面内方向の格子定数とβ−鉄シリサイドの格子定数の違いが非常に小さくなり、Ｓｉ基板上でβ−鉄シリサイドを高温で成膜する際に島状結晶を形成する原因となる基板とβ−鉄シリサイド層の間の応力を小さくすることができる。β−鉄シリサイドの結晶性が良くなる高温成膜工程を採用しても、β−鉄シリサイド層は島状結晶とはならず、連続性が良く表面ラフネスの小さい膜となり、デバイス作製に適する。
この鉄シリサイド層の製造方法では、鉄シリサイド層形成工程において、４００℃以上９４０℃以下の成膜温度でＦｅ原料とＳｉ原料とを同時に供給して鉄シリサイド層の少なくとも一部を成膜する高温成膜工程を有するので、反応に十分な高温状態でＦｅとＳｉとが同時供給されて結晶粒径が大きく欠陥の少ないβ−ＦｅＳｉ2の連続膜が形成される。すなわち、従来のＦｅとＳｉとを交互に蒸着してアニールする方法よりも結晶粒径が大きく欠陥が少なくなるため、良質な膜が得られると共に、従来よりも高いキャリア移動度を得ることができる。
【０００８】
なお、上記成膜温度の範囲を４００℃以上としたのは、４００℃未満であると結晶欠陥が多くしかも従来より大きな結晶粒径を得ることができないためであり、９４０℃以下としたのは、９４０℃を越えるとβ−ＦｅＳｉ２ではなく、α−Ｆｅ２Ｓｉ５となってしまうためである。
【０００９】
本発明の鉄シリサイド層の製造方法は、先に記載の鉄シリサイド層の製造方法において、前記Ｓｉ基板上に設けられたＳｉＧｅ層上に歪みＳｉ層を形成し、この歪みＳｉ層上にβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層を形成した後、β−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層をエピタキシャル成長させて形成することを特徴とするものでもよい。
また、本発明の鉄シリサイド層の製造方法は、前記高温成膜工程を、前記ＳｉＧｅ層又は前記歪みＳｉ層上に膜厚５０ｎｍ以下のβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層を成膜した後に行ってもよい。
【００１０】
この鉄シリサイド層の製造方法では、ＳｉＧｅ層又は歪みＳｉ層上に膜厚５０ｎｍ以下のβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層を成膜した後に高温成膜工程を行うので、その上に成膜する鉄シリサイド層の結晶方位がより揃い、さらにキャリア移動度が向上する。
【００１１】
また、本発明の鉄シリサイド層の製造方法は、前記高温成膜工程を、前記ＳｉＧｅ層又は前記歪みＳｉ層上にＦｅを蒸着すると共に４００℃以上かつ９４０℃以下の加熱処理を行いＳｉＧｅ層又は歪みＳｉ層のＳｉと反応させて膜厚５０ｎｍ以下のβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層を形成した後に行ってもよい。なお、この場合、Ｆｅを蒸着した後に４００℃以上かつ９４０℃以下の加熱処理を行って上記反応をさせる場合と、Ｓｉ基板を４００℃以上かつ９４０℃以下に加熱しながらＦｅを蒸着して上記反応をさせる場合を含む。
【００１２】
また、本発明の鉄シリサイド層の製造方法は、前記ＳｉＧｅ層形成工程において、前記ＳｉＧｅ層の少なくとも上部におけるＧｅ組成比を０．２から０．５５とすることが好ましい。
本発明の鉄シリサイド層の製造方法は、先のいずれかに記載の鉄シリサイド層の製造方法において、前記Ｓｉ基板上に第１のＳｉＧｅ層と第２のＳｉＧｅ層を形成し、前記第１のＳｉＧｅ層中のＧｅ濃度を前記Ｓｉ基板から前記第２のＳｉＧｅ層側に漸次増加する傾斜組成層とし、前記第２のＳｉＧｅ層のＧｅ濃度を前記第１のＳｉＧｅ層の最終的なＧｅ組成比と同じＧｅ組成比とすることを特徴とするものでもよい。
【００１３】
この鉄シリサイド層の製造方法では、ＳｉＧｅ層の少なくとも上部におけるＧｅ組成比を０．２から０．５５とするので、β−ＦｅＳｉ２の格子定数に非常に近いＳｉＧｅ層となり、格子歪みが非常に小さくなるため、凝集して表面ラフネスが大きくなることがなく、より良質なβ−ＦｅＳｉ２膜を成長させることができる。
【００１４】
本発明の半導体基板は、結晶面（００１）を表面に有するＳｉ基板上にβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層が形成された半導体基板であって、前記鉄シリサイド層は、上記本発明の鉄シリサイド層の製造方法により成膜されていることを特徴とする。
すなわち、この半導体基板では、鉄シリサイド層が、上記本発明の鉄シリサイド層の製造方法により成膜されているので、良質連続膜かつ高キャリア移動度のβ−ＦｅＳｉ２により、特に、太陽電池等の半導体受光素子や発光波長１．５μｍの半導体発光素子等の光半導体装置用の基板として好適である。
【００１５】
本発明の光半導体装置は、Ｓｉ基板上に受光又は発光を行う活性層が形成された光半導体装置であって、前記活性層は、上記本発明の半導体基板の前記鉄シリサイド層であることを特徴とする。
この光半導体装置では、活性層が上記本発明の半導体基板の前記鉄シリサイド層であるので、良質で高キャリア移動度を有する鉄シリサイド連続膜により、高特性な受光素子や発光素子等の光半導体装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明の鉄シリサイド層の製造方法によれば、Ｓｉ基板上に設けられたＳｉＧｅ層上に、直接又は歪みＳｉ層を介して鉄シリサイド層をエピタキシャル成長するので、島状結晶を形成する原因となる基板とβ−鉄シリサイド層の間の応力を小さくすることができ、β−鉄シリサイドの結晶性が良くなる高温成膜工程を採用しても、β−鉄シリサイド層は島状結晶とはならず、連続性が良く表面ラフネスの小さい膜とすることができる。
また、鉄シリサイド層形成工程において、４００℃以上９４０℃以下の成膜温度でＦｅ原料とＳｉ原料とを同時に供給して鉄シリサイド層の少なくとも一部を成膜する高温成膜工程を有するので、結晶粒径の大きな欠陥の少ないβ−ＦｅＳｉ２の良質連続膜が形成され、高いキャリア移動度を得ることができる。したがって、この鉄シリサイド層を備えた半導体基板は、受光素子等の光半導体装置用の基板として優れた特性を備えることができる。
更に、Ｓｉ基板上に設けられたＳｉＧｅ層上に、歪みＳｉ層を介してβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層を形成した後、β−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層をエピタキシャル成長させて形成することにより、島状結晶を形成する原因となるＳｉ基板とβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層の間の応力を小さくすることができ、β−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層の結晶性が良くなる高温成膜工程を採用しても、β−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層は島状結晶とはならず、連続性が良く表面ラフネスの小さい膜とすることができ、しかも、β−ＦｅＳｉ２のテンプレート層上に結晶方位のより揃ったβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層をエピタキシャル成長させることができる。
更にまた、第１のＳｉＧｅ層と第２のＳｉＧｅ層を形成し、第１のＳｉＧｅ層中のＧｅ濃度を傾斜組成層とし、第２のＳｉＧｅ層のＧｅ濃度を第１のＳｉＧｅ層の最終的なＧｅ組成比と同じＧｅ組成比とすることにより、Ｓｉ基板とβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層との格子歪を極力小さくできる効果がある。
【００１７】
また、本発明の光半導体装置によれば、活性層が上記本発明の半導体基板の鉄シリサイド層であるので、良質で高キャリア移動度を有する鉄シリサイド連続膜により、高特性な受光素子や発光素子等の光半導体装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る一実施形態を、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明の半導体基板Ｗ及びこれを用いた太陽電池（光半導体装置）の断面構造を示すものであり、この半導体基板Ｗは、結晶面（００１）を表面に有するＳｉ基板１上にＳｉＧｅ層（ＳｉＧｅバッファ層）２をエピタキシャル成長するＳｉＧｅ層形成工程と、ＳｉＧｅ層２上に歪みＳｉ層３を介してβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層であるテンプレート層４ａ及び主層４ｂを成膜する鉄シリサイド層形成工程とにより作製される。
【００２０】
この半導体基板Ｗ及びこれを用いた太陽電池の構造をその製造プロセスと合わせて説明すると、まず、ＳｉＧｅ層形成工程として、ＣＺ法等で引上成長して作製された結晶面（００１）を表面に有するＳｉ基板１上に、第１のＳｉＧｅ層２ａをエピタキシャル成長し、さらに該第１のＳｉＧｅ層２ａ上に第２のＳｉＧｅ層２ｂをエピタキシャル成長する。
【００２１】
この第１のＳｉＧｅ層２ａは、図２に示すように、例えばＧｅ組成比を漸次増加させた傾斜組成層とし、最終的なＧｅ組成比が、０．２から０．５５（例えば、０．４０）に設定される。
また、第２のＳｉＧｅ層２ｂは、第１のＳｉＧｅ層２ａの最終的なＧｅ組成比と同じＧｅ組成比、すなわちＧｅ組成比０．２から０．５５（例えば、０．４０）の一定組成層とする。なお、第１のＳｉＧｅ層２ａは、例えば２μｍの厚さとされ、また第２のＳｉＧｅ層２ｂは、０．７５μｍの厚さとされる。
また、Ｓｉ基板１、第１のＳｉＧｅ層２ａ及び第２のＳｉＧｅ層２ｂは、いずれも例えばｎ型不純物が高濃度に添加されている。
【００２２】
さらに、第２のＳｉＧｅ層２ｂ上にｎ型の歪みＳｉ層３をエピタキシャル成長する。なお、歪みＳｉ層３は、例えば２０ｎｍの膜厚とされる。
上記エピタキシャル成長は、例えば減圧ＣＶＤ法により行われ、キャリアガスとしてＨ２を用い、ソースガスとしてＳｉＧｅ層２ではＳｉＨ４及びＧｅＨ４等を用い、歪みＳｉ層３ではＳｉＨ４等を用いる。
【００２３】
次に、減圧ＣＶＤ法によりＳｉＧｅ層２及び歪みＳｉ層３が形成された上記基板をＳＣ−１洗浄し、鉄シリサイド層形成工程として、まず、歪みＳｉ層３上にＦｅをＭＢＥ装置を利用して蒸着した後に４００℃以上の加熱処理を行うか、又はこの基板を４００℃以上かつ９４０℃以下（例えば、６５０℃）に加熱しながらＦｅを蒸着し、下地の歪みＳｉ層３中のＳｉと反応させて膜厚５０ｎｍ以下のβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層４ａを形成する。なお、Ｆｅの蒸着は、真空蒸着装置により行っても構わない。
【００２４】
上記のように成膜されたテンプレート層４ａは、主層４ｂの結晶方位をより揃え易くするための下地として機能する。
次に、このテンプレート層４ａ上に、ＭＢＥ法により電子銃を用いて４００℃以上９４０℃以下の成膜温度（例えば、７５０℃（基板温度））でＦｅ原料とＳｉ原料とを同時に供給してエピタキシャル成長を行う。この際、ＦｅとＳｉとの供給量が１：２になるようにＭＢＥ装置を制御し、所定の膜厚（例えば、膜厚２００ｎｍ）の成膜を行う。
【００２５】
この鉄シリサイドの主層４ｂは、ｎ型のｎ-β−ＦｅＳｉ２層４ｃとｐ型のｐ-β−ＦｅＳｉ２層４ｄとをこの順に積層することにより構成される。なお、ｎ-β−ＦｅＳｉ２層４ｃは、過剰な鉄原子がドナー準位を有しアンドープでもｎ型となると共に、ｎ型不純物としてＣｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）等やＰ（リン）等のＶ族元素のいずれかを添付しても構わない。ｐ-β−ＦｅＳｉ２層４ｄは、鉄欠損がアクセプタ準位を有しアンドープでもｐ型となると共に、ｐ型不純物としてＭｎ（マンガン）、Ｃｒ（クロム）、Ｖ（バナジウム）、Ｔｉ（チタン）等やＡｌ（アルミニウム）等のIII族元素のいずれかを添加しても構わない。なお、テンプレート層は、ｎ型のβ−ＦｅＳｉ２層である。
【００２６】
また、この主層４ｂは、界面における結晶面がＳｉ（００１）に対してβ−ＦｅＳｉ２（１００）となり、結晶方位の関係がＳｉ基板１のＳｉ＜１１０＞に対してβ−ＦｅＳｉ２＜０１０＞又は＜００１＞となる。
また、上記Ｓｉ基板１の格子定数は、０．５４３ｎｍであり、上記主層４ｂは、格子定数の差がＳｉ基板１に対し、１．４〜２．０％であるが、両者の間に介在するＧｅ組成比０．２から０．５５の第２のＳｉＧｅ層２ｂは、Ｓｉ基板１との格子定数の差がほぼ０．８〜２．２％であるため、鉄シリサイドの主層４ｂとの間の格子歪みが極力小さくなる。
【００２７】
このように本実施形態では、Ｓｉ基板１上に設けられたＳｉＧｅ層２上に、歪みＳｉ層３を介して鉄シリサイド層をエピタキシャル成長するので、ＳｉＧｅ層２又は歪みＳｉ層３の面内方向の格子定数とβ−鉄シリサイドの格子定数の違いが非常に小さくなり、Ｓｉ基板１上でβ−鉄シリサイドを高温で成膜する際に島状結晶を形成する原因となる基板とβ−鉄シリサイド層の間の応力を小さくすることができる。β−鉄シリサイドの結晶性が良くなる高温成膜工程を採用しても、β−鉄シリサイド層は島状結晶とはならず、連続性が良く表面ラフネスの小さい膜となり、デバイス作製に適する。
【００２８】
また、４００℃以上９４０℃以下の成膜温度でＦｅ原料とＳｉ原料とを同時に供給して鉄シリサイド層の主層４ｂをエピタキシャル成長する（高温成膜工程）ので、反応に十分な高温状態でＦｅとＳｉとが同時供給されて結晶粒径の大きな欠陥の少ないβ−ＦｅＳｉ２の連続膜が形成される。すなわち、従来のＦｅとＳｉとを交互に蒸着してアニールする方法よりも結晶粒径が大きく欠陥が少なくなるため、良質なβ−ＦｅＳｉ２膜が得られると共に、従来よりも高いキャリア移動度を得ることができる。
【００２９】
また、歪みＳｉ３層上にＦｅを蒸着すると共に４００℃以上かつ９４０℃以下の加熱処理を行い、歪みＳｉ層３のＳｉと反応させて膜厚５０ｎｍ以下のβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層４ａを形成した後に主層４ｂの成膜を行うので、主層４ｂの結晶方位がより揃い易くなり、さらにキャリア移動度が向上する。
【００３０】
次に、上記半導体基板Ｗの上面（ｐ-β−ＦｅＳｉ２層４ｄ上）にＡｌ薄膜の櫛形電極５をｐ-β−ＦｅＳｉ２層４ｄの一部が露出するように形成すると共に、半導体基板Ｗの下面（Ｓｉ基板１下）にＡｕＳｂ（金−アンチモン）合金膜からなる裏面電極６を形成することにより、太陽電池が作製される。
【００３１】
本実施形態の太陽電池は、受光層（活性層）に上記半導体基板Ｗの鉄シリサイドの主層４ｂが用いられているので、良質で結晶粒径の大きい鉄シリサイド連続膜により、高キャリア移動度を有する高特性太陽電池を得ることができる。
【００３２】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００３３】
例えば、上記実施形態では、歪みＳｉ層３上にテンプレート層４ａ及び主層４ｂを成膜したが、歪みＳｉ層を設けずに直接ＳｉＧｅ層２上に鉄シリサイド層を形成しても構わない。この場合、テンプレート層の形成は、蒸着されるＦｅとＳｉＧｅ層中のＳｉとが反応して形成される。
また、上記実施形態では、ＳｉＧｅ層上に歪みＳｉ層を形成することにより、蒸着するＦｅと歪みＳｉ層のＳｉとを反応させてテンプレート層を形成したが、歪みＳｉ層上又はＳｉＧｅ層上に直接ＳｉとＦｅを同時供給して成膜しても良い。
【００３４】
また、上記実施形態では、ＳｉＧｅ層を傾斜組成層の第１のＳｉＧｅ層と一定組成層の第２のＳｉＧｅ層との２層構造としたが、他の組成構成のＳｉＧｅ層としてもよい。また、ＳｉＧｅ層以外の層を含み表面がＳｉＧｅ層である層としてもよい。なお、上述したように、ＳｉＧｅの傾斜組成層を設けることにより転位を低減することができると共に、最終的なＧｅ組成比を０．２から０．５５にすることにより、格子歪みを大幅に低減することができる。
【００３５】
また、テンプレート層成膜後及び主層成膜後の少なくとも一方に、成膜温度よりも高い温度でアニール処理を施しても構わない。
また、歪みＳｉ層又は第２のＳｉＧｅ層２ｂを成膜した後に、その表面をＣＭＰ等で研磨し、高平坦度化された該表面にテンプレート層又は主層を成膜しても構わない。この場合、より高品質な鉄シリサイド層が得られ、より高いキャリア移動度を得ることができる。
【００３６】
また、上記実施形態では、光半導体装置として太陽電池に適用したが、他の光半導体装置に採用しても構わない。例えば、波長１．５μｍ帯の光を発光させる活性層として鉄シリサイド層を用いた光通信用半導体発光素子等に適用してもよい。さらに、他の光半導体装置として、暗視カメラ用や医療用等に用いる光センサ、光通信用フォトダイオード等に適用しても構わない。特に、赤外線受光素子としての適用が好適である。
【００３７】
なお、上記実施形態の鉄シリサイドのテンプレート層及び主層には、下地のＳｉＧｅ層のＧｅが拡散してドーピングされた場合も含まれ、この場合、β−ＦｅＳｉ２−ｘＧｅｘとなるが、例えばｘ＝０．０８で表面層のｐ型のβ−ＦｅＳｉ２よりも若干バンドギャップの小さいＥｇ＝０．８３ｅＶとなるだけであり、さらにＧｅ濃度が高くなった場合も受光素子構造として問題はない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る一実施形態の半導体基板及びこれを用いた太陽電池を示す断面図である。
【図２】本発明に係る一実施形態の半導体基板における成膜厚さ方向に対するＧｅ組成比を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１…Ｓｉ基板、２…ＳｉＧｅ層、２ａ…第１のＳｉＧｅ層、２ｂ…第２のＳｉＧｅ層、３…歪みＳｉ層、４ａ…テンプレート層、４ｂ…主層、４ｃ…ｎ-β−ＦｅＳｉ２層、４ｄ…ｐ-β−ＦｅＳｉ２層、Ｗ…半導体基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光素子材料等に用いられる鉄シリサイド層の製造方法並びに半導体基板及び光半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
β−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイドは、正方晶構造の金属であるα−Ｆｅ２Ｓｉ５の鉄シリサイドと異なり、斜方晶構造をもち、禁制帯幅が約０．８５ｅＶの半導体である。β−ＦｅＳｉ２は、吸収係数が結晶質シリコンより非常に大きく（波長１．１μｍで吸収係数１０５ｃｍ−１）、光電変換の効率が高いことから、Ｓｉ基板上に薄膜形成することで高効率な太陽電池等の赤外受光材料となることが期待されている。また、β−ＦｅＳｉ２は、ＧａＡｓ等の化合物半導体と異なり、環境的に扱いが難しいＡｓ等を用いないで済むため、環境負荷の小さな半導体材料としても注目されている。
【０００３】
受光材料として高いキャリア移動度を得るためには、良質な連続膜にする必要があるが、Ｓｉ基板上に良質なβ−ＦｅＳｉ２の連続膜を形成することは難しく、種々の研究が行われている。従来、例えばＳｉ基板の（００１）結晶面上にＦｅ（鉄）とＳｉ（シリコン）とを交互に蒸着して１００ｎｍ程度の膜厚とし、さらに２００ｎｍのＳｉＯ２層をその上に成膜して８００℃で３時間アニールすることによりβ−ＦｅＳｉ２膜を形成し、移動度の向上及びβ−ＦｅＳｉ２の凝集防止を図る技術が提案されている。
【非特許文献１】第４７回応用物理学会学術講演会、講演予稿集29a-YG-2
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術では、以下のような課題が残されている。
すなわち、上記従来の技術では、１時間以上で５００℃以上の高温アニールを行わないと移動度が向上しないと共に、ＳｉＯ２層を成膜せずに上記高温アニールを行った場合、β−ＦｅＳｉ２は島状に凝集してしまい、移動度の向上は得られなかった。なお、この従来の成膜方法では、キャリア移動度は、常温で５００ｃｍ２／Ｖｓの値にとどまり、まだデバイス応用には十分な特性が得られていない。
Ｓｉ基板上でβ−ＦｅＳｉ２を成膜する場合、低温で成膜すると膜自体の連続性が良く表面ラフネスも小さいが結晶性が悪く移動度が低い。高温で成膜すると結晶性は良いが島状結晶となり、膜の連続性が悪く表面ラフネスも大きいためデバイス作製が困難である。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、β−ＦｅＳｉ２の平坦で良質な連続膜を形成することができると共に高キャリア移動度を得ることができる鉄シリサイド層の製造方法並びに半導体基板及び光半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の鉄シリサイド層の製造方法は、結晶面（００１）を表面に有するＳｉ基板上にβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層を成膜する方法であって、前記Ｓｉ基板上に設けられたＳｉＧｅ層上に、直接又は歪みＳｉ層を介して前記鉄シリサイド層をエピタキシャル成長する鉄シリサイド層形成工程を有し、該鉄シリサイド層形成工程は、４００℃以上９４０℃以下の成膜温度でＦｅ原料とＳｉ原料とを同時に供給して前記鉄シリサイド層の少なくとも一部を成膜する高温成膜工程を有することを特徴とする。
【０００７】
この鉄シリサイド層の製造方法では、Ｓｉ基板上に設けられたＳｉＧｅ層上に、直接又は歪みＳｉ層を介して鉄シリサイド層をエピタキシャル成長するので、ＳｉＧｅ層又は歪みＳｉ層の面内方向の格子定数とβ−鉄シリサイドの格子定数の違いが非常に小さくなり、Ｓｉ基板上でβ−鉄シリサイドを高温で成膜する際に島状結晶を形成する原因となる基板とβ−鉄シリサイド層の間の応力を小さくすることができる。β−鉄シリサイドの結晶性が良くなる高温成膜工程を採用しても、β−鉄シリサイド層は島状結晶とはならず、連続性が良く表面ラフネスの小さい膜となり、デバイス作製に適する。
この鉄シリサイド層の製造方法では、鉄シリサイド層形成工程において、４００℃以上９４０℃以下の成膜温度でＦｅ原料とＳｉ原料とを同時に供給して鉄シリサイド層の少なくとも一部を成膜する高温成膜工程を有するので、反応に十分な高温状態でＦｅとＳｉとが同時供給されて結晶粒径が大きく欠陥の少ないβ−ＦｅＳｉ2の連続膜が形成される。すなわち、従来のＦｅとＳｉとを交互に蒸着してアニールする方法よりも結晶粒径が大きく欠陥が少なくなるため、良質な膜が得られると共に、従来よりも高いキャリア移動度を得ることができる。
【０００８】
なお、上記成膜温度の範囲を４００℃以上としたのは、４００℃未満であると結晶欠陥が多くしかも従来より大きな結晶粒径を得ることができないためであり、９４０℃以下としたのは、９４０℃を越えるとβ−ＦｅＳｉ２ではなく、α−Ｆｅ２Ｓｉ５となってしまうためである。
【０００９】
本発明の鉄シリサイド層の製造方法は、先に記載の鉄シリサイド層の製造方法において、前記Ｓｉ基板上に設けられたＳｉＧｅ層上に歪みＳｉ層を形成し、この歪みＳｉ層上にβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層を形成した後、β−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層をエピタキシャル成長させて形成することを特徴とするものでもよい。
また、本発明の鉄シリサイド層の製造方法は、前記高温成膜工程を、前記ＳｉＧｅ層又は前記歪みＳｉ層上に膜厚５０ｎｍ以下のβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層を成膜した後に行ってもよい。
【００１０】
この鉄シリサイド層の製造方法では、ＳｉＧｅ層又は歪みＳｉ層上に膜厚５０ｎｍ以下のβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層を成膜した後に高温成膜工程を行うので、その上に成膜する鉄シリサイド層の結晶方位がより揃い、さらにキャリア移動度が向上する。
【００１１】
また、本発明の鉄シリサイド層の製造方法は、前記高温成膜工程を、前記ＳｉＧｅ層又は前記歪みＳｉ層上にＦｅを蒸着すると共に４００℃以上かつ９４０℃以下の加熱処理を行いＳｉＧｅ層又は歪みＳｉ層のＳｉと反応させて膜厚５０ｎｍ以下のβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層を形成した後に行ってもよい。なお、この場合、Ｆｅを蒸着した後に４００℃以上かつ９４０℃以下の加熱処理を行って上記反応をさせる場合と、Ｓｉ基板を４００℃以上かつ９４０℃以下に加熱しながらＦｅを蒸着して上記反応をさせる場合を含む。
【００１２】
また、本発明の鉄シリサイド層の製造方法は、前記ＳｉＧｅ層形成工程において、前記ＳｉＧｅ層の少なくとも上部におけるＧｅ組成比を０．２から０．５５とすることが好ましい。
本発明の鉄シリサイド層の製造方法は、先のいずれかに記載の鉄シリサイド層の製造方法において、前記Ｓｉ基板上に第１のＳｉＧｅ層と第２のＳｉＧｅ層を形成し、前記第１のＳｉＧｅ層中のＧｅ濃度を前記Ｓｉ基板から前記第２のＳｉＧｅ層側に漸次増加する傾斜組成層とし、前記第２のＳｉＧｅ層のＧｅ濃度を前記第１のＳｉＧｅ層の最終的なＧｅ組成比と同じＧｅ組成比とすることを特徴とするものでもよい。
【００１３】
この鉄シリサイド層の製造方法では、ＳｉＧｅ層の少なくとも上部におけるＧｅ組成比を０．２から０．５５とするので、β−ＦｅＳｉ２の格子定数に非常に近いＳｉＧｅ層となり、格子歪みが非常に小さくなるため、凝集して表面ラフネスが大きくなることがなく、より良質なβ−ＦｅＳｉ２膜を成長させることができる。
【００１４】
本発明の半導体基板は、結晶面（００１）を表面に有するＳｉ基板上にβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層が形成された半導体基板であって、前記鉄シリサイド層は、上記本発明の鉄シリサイド層の製造方法により成膜されていることを特徴とする。
すなわち、この半導体基板では、鉄シリサイド層が、上記本発明の鉄シリサイド層の製造方法により成膜されているので、良質連続膜かつ高キャリア移動度のβ−ＦｅＳｉ２により、特に、太陽電池等の半導体受光素子や発光波長１．５μｍの半導体発光素子等の光半導体装置用の基板として好適である。
【００１５】
本発明の光半導体装置は、Ｓｉ基板上に受光又は発光を行う活性層が形成された光半導体装置であって、前記活性層は、上記本発明の半導体基板の前記鉄シリサイド層であることを特徴とする。
この光半導体装置では、活性層が上記本発明の半導体基板の前記鉄シリサイド層であるので、良質で高キャリア移動度を有する鉄シリサイド連続膜により、高特性な受光素子や発光素子等の光半導体装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明の鉄シリサイド層の製造方法によれば、Ｓｉ基板上に設けられたＳｉＧｅ層上に、直接又は歪みＳｉ層を介して鉄シリサイド層をエピタキシャル成長するので、島状結晶を形成する原因となる基板とβ−鉄シリサイド層の間の応力を小さくすることができ、β−鉄シリサイドの結晶性が良くなる高温成膜工程を採用しても、β−鉄シリサイド層は島状結晶とはならず、連続性が良く表面ラフネスの小さい膜とすることができる。
また、鉄シリサイド層形成工程において、４００℃以上９４０℃以下の成膜温度でＦｅ原料とＳｉ原料とを同時に供給して鉄シリサイド層の少なくとも一部を成膜する高温成膜工程を有するので、結晶粒径の大きな欠陥の少ないβ−ＦｅＳｉ２の良質連続膜が形成され、高いキャリア移動度を得ることができる。したがって、この鉄シリサイド層を備えた半導体基板は、受光素子等の光半導体装置用の基板として優れた特性を備えることができる。
更に、Ｓｉ基板上に設けられたＳｉＧｅ層上に、歪みＳｉ層を介してβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層を形成した後、β−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層をエピタキシャル成長させて形成することにより、島状結晶を形成する原因となるＳｉ基板とβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層の間の応力を小さくすることができ、β−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層の結晶性が良くなる高温成膜工程を採用しても、β−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層は島状結晶とはならず、連続性が良く表面ラフネスの小さい膜とすることができ、しかも、β−ＦｅＳｉ２のテンプレート層上に結晶方位のより揃ったβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層をエピタキシャル成長させることができる。
更にまた、第１のＳｉＧｅ層と第２のＳｉＧｅ層を形成し、第１のＳｉＧｅ層中のＧｅ濃度を傾斜組成層とし、第２のＳｉＧｅ層のＧｅ濃度を第１のＳｉＧｅ層の最終的なＧｅ組成比と同じＧｅ組成比とすることにより、Ｓｉ基板とβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層との格子歪を極力小さくできる効果がある。
【００１７】
また、本発明の光半導体装置によれば、活性層が上記本発明の半導体基板の鉄シリサイド層であるので、良質で高キャリア移動度を有する鉄シリサイド連続膜により、高特性な受光素子や発光素子等の光半導体装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る一実施形態を、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明の半導体基板Ｗ及びこれを用いた太陽電池（光半導体装置）の断面構造を示すものであり、この半導体基板Ｗは、結晶面（００１）を表面に有するＳｉ基板１上にＳｉＧｅ層（ＳｉＧｅバッファ層）２をエピタキシャル成長するＳｉＧｅ層形成工程と、ＳｉＧｅ層２上に歪みＳｉ層３を介してβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層であるテンプレート層４ａ及び主層４ｂを成膜する鉄シリサイド層形成工程とにより作製される。
【００２０】
この半導体基板Ｗ及びこれを用いた太陽電池の構造をその製造プロセスと合わせて説明すると、まず、ＳｉＧｅ層形成工程として、ＣＺ法等で引上成長して作製された結晶面（００１）を表面に有するＳｉ基板１上に、第１のＳｉＧｅ層２ａをエピタキシャル成長し、さらに該第１のＳｉＧｅ層２ａ上に第２のＳｉＧｅ層２ｂをエピタキシャル成長する。
【００２１】
この第１のＳｉＧｅ層２ａは、図２に示すように、例えばＧｅ組成比を漸次増加させた傾斜組成層とし、最終的なＧｅ組成比が、０．２から０．５５（例えば、０．４０）に設定される。
また、第２のＳｉＧｅ層２ｂは、第１のＳｉＧｅ層２ａの最終的なＧｅ組成比と同じＧｅ組成比、すなわちＧｅ組成比０．２から０．５５（例えば、０．４０）の一定組成層とする。なお、第１のＳｉＧｅ層２ａは、例えば２μｍの厚さとされ、また第２のＳｉＧｅ層２ｂは、０．７５μｍの厚さとされる。
また、Ｓｉ基板１、第１のＳｉＧｅ層２ａ及び第２のＳｉＧｅ層２ｂは、いずれも例えばｎ型不純物が高濃度に添加されている。
【００２２】
さらに、第２のＳｉＧｅ層２ｂ上にｎ型の歪みＳｉ層３をエピタキシャル成長する。なお、歪みＳｉ層３は、例えば２０ｎｍの膜厚とされる。
上記エピタキシャル成長は、例えば減圧ＣＶＤ法により行われ、キャリアガスとしてＨ２を用い、ソースガスとしてＳｉＧｅ層２ではＳｉＨ４及びＧｅＨ４等を用い、歪みＳｉ層３ではＳｉＨ４等を用いる。
【００２３】
次に、減圧ＣＶＤ法によりＳｉＧｅ層２及び歪みＳｉ層３が形成された上記基板をＳＣ−１洗浄し、鉄シリサイド層形成工程として、まず、歪みＳｉ層３上にＦｅをＭＢＥ装置を利用して蒸着した後に４００℃以上の加熱処理を行うか、又はこの基板を４００℃以上かつ９４０℃以下（例えば、６５０℃）に加熱しながらＦｅを蒸着し、下地の歪みＳｉ層３中のＳｉと反応させて膜厚５０ｎｍ以下のβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層４ａを形成する。なお、Ｆｅの蒸着は、真空蒸着装置により行っても構わない。
【００２４】
上記のように成膜されたテンプレート層４ａは、主層４ｂの結晶方位をより揃え易くするための下地として機能する。
次に、このテンプレート層４ａ上に、ＭＢＥ法により電子銃を用いて４００℃以上９４０℃以下の成膜温度（例えば、７５０℃（基板温度））でＦｅ原料とＳｉ原料とを同時に供給してエピタキシャル成長を行う。この際、ＦｅとＳｉとの供給量が１：２になるようにＭＢＥ装置を制御し、所定の膜厚（例えば、膜厚２００ｎｍ）の成膜を行う。
【００２５】
この鉄シリサイドの主層４ｂは、ｎ型のｎ-β−ＦｅＳｉ２層４ｃとｐ型のｐ-β−ＦｅＳｉ２層４ｄとをこの順に積層することにより構成される。なお、ｎ-β−ＦｅＳｉ２層４ｃは、過剰な鉄原子がドナー準位を有しアンドープでもｎ型となると共に、ｎ型不純物としてＣｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）等やＰ（リン）等のＶ族元素のいずれかを添付しても構わない。ｐ-β−ＦｅＳｉ２層４ｄは、鉄欠損がアクセプタ準位を有しアンドープでもｐ型となると共に、ｐ型不純物としてＭｎ（マンガン）、Ｃｒ（クロム）、Ｖ（バナジウム）、Ｔｉ（チタン）等やＡｌ（アルミニウム）等のIII族元素のいずれかを添加しても構わない。なお、テンプレート層は、ｎ型のβ−ＦｅＳｉ２層である。
【００２６】
また、この主層４ｂは、界面における結晶面がＳｉ（００１）に対してβ−ＦｅＳｉ２（１００）となり、結晶方位の関係がＳｉ基板１のＳｉ＜１１０＞に対してβ−ＦｅＳｉ２＜０１０＞又は＜００１＞となる。
また、上記Ｓｉ基板１の格子定数は、０．５４３ｎｍであり、上記主層４ｂは、格子定数の差がＳｉ基板１に対し、１．４〜２．０％であるが、両者の間に介在するＧｅ組成比０．２から０．５５の第２のＳｉＧｅ層２ｂは、Ｓｉ基板１との格子定数の差がほぼ０．８〜２．２％であるため、鉄シリサイドの主層４ｂとの間の格子歪みが極力小さくなる。
【００２７】
このように本実施形態では、Ｓｉ基板１上に設けられたＳｉＧｅ層２上に、歪みＳｉ層３を介して鉄シリサイド層をエピタキシャル成長するので、ＳｉＧｅ層２又は歪みＳｉ層３の面内方向の格子定数とβ−鉄シリサイドの格子定数の違いが非常に小さくなり、Ｓｉ基板１上でβ−鉄シリサイドを高温で成膜する際に島状結晶を形成する原因となる基板とβ−鉄シリサイド層の間の応力を小さくすることができる。β−鉄シリサイドの結晶性が良くなる高温成膜工程を採用しても、β−鉄シリサイド層は島状結晶とはならず、連続性が良く表面ラフネスの小さい膜となり、デバイス作製に適する。
【００２８】
また、４００℃以上９４０℃以下の成膜温度でＦｅ原料とＳｉ原料とを同時に供給して鉄シリサイド層の主層４ｂをエピタキシャル成長する（高温成膜工程）ので、反応に十分な高温状態でＦｅとＳｉとが同時供給されて結晶粒径の大きな欠陥の少ないβ−ＦｅＳｉ２の連続膜が形成される。すなわち、従来のＦｅとＳｉとを交互に蒸着してアニールする方法よりも結晶粒径が大きく欠陥が少なくなるため、良質なβ−ＦｅＳｉ２膜が得られると共に、従来よりも高いキャリア移動度を得ることができる。
【００２９】
また、歪みＳｉ３層上にＦｅを蒸着すると共に４００℃以上かつ９４０℃以下の加熱処理を行い、歪みＳｉ層３のＳｉと反応させて膜厚５０ｎｍ以下のβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層４ａを形成した後に主層４ｂの成膜を行うので、主層４ｂの結晶方位がより揃い易くなり、さらにキャリア移動度が向上する。
【００３０】
次に、上記半導体基板Ｗの上面（ｐ-β−ＦｅＳｉ２層４ｄ上）にＡｌ薄膜の櫛形電極５をｐ-β−ＦｅＳｉ２層４ｄの一部が露出するように形成すると共に、半導体基板Ｗの下面（Ｓｉ基板１下）にＡｕＳｂ（金−アンチモン）合金膜からなる裏面電極６を形成することにより、太陽電池が作製される。
【００３１】
本実施形態の太陽電池は、受光層（活性層）に上記半導体基板Ｗの鉄シリサイドの主層４ｂが用いられているので、良質で結晶粒径の大きい鉄シリサイド連続膜により、高キャリア移動度を有する高特性太陽電池を得ることができる。
【００３２】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００３３】
例えば、上記実施形態では、歪みＳｉ層３上にテンプレート層４ａ及び主層４ｂを成膜したが、歪みＳｉ層を設けずに直接ＳｉＧｅ層２上に鉄シリサイド層を形成しても構わない。この場合、テンプレート層の形成は、蒸着されるＦｅとＳｉＧｅ層中のＳｉとが反応して形成される。
また、上記実施形態では、ＳｉＧｅ層上に歪みＳｉ層を形成することにより、蒸着するＦｅと歪みＳｉ層のＳｉとを反応させてテンプレート層を形成したが、歪みＳｉ層上又はＳｉＧｅ層上に直接ＳｉとＦｅを同時供給して成膜しても良い。
【００３４】
また、上記実施形態では、ＳｉＧｅ層を傾斜組成層の第１のＳｉＧｅ層と一定組成層の第２のＳｉＧｅ層との２層構造としたが、他の組成構成のＳｉＧｅ層としてもよい。また、ＳｉＧｅ層以外の層を含み表面がＳｉＧｅ層である層としてもよい。なお、上述したように、ＳｉＧｅの傾斜組成層を設けることにより転位を低減することができると共に、最終的なＧｅ組成比を０．２から０．５５にすることにより、格子歪みを大幅に低減することができる。
【００３５】
また、テンプレート層成膜後及び主層成膜後の少なくとも一方に、成膜温度よりも高い温度でアニール処理を施しても構わない。
また、歪みＳｉ層又は第２のＳｉＧｅ層２ｂを成膜した後に、その表面をＣＭＰ等で研磨し、高平坦度化された該表面にテンプレート層又は主層を成膜しても構わない。この場合、より高品質な鉄シリサイド層が得られ、より高いキャリア移動度を得ることができる。
【００３６】
また、上記実施形態では、光半導体装置として太陽電池に適用したが、他の光半導体装置に採用しても構わない。例えば、波長１．５μｍ帯の光を発光させる活性層として鉄シリサイド層を用いた光通信用半導体発光素子等に適用してもよい。さらに、他の光半導体装置として、暗視カメラ用や医療用等に用いる光センサ、光通信用フォトダイオード等に適用しても構わない。特に、赤外線受光素子としての適用が好適である。
【００３７】
なお、上記実施形態の鉄シリサイドのテンプレート層及び主層には、下地のＳｉＧｅ層のＧｅが拡散してドーピングされた場合も含まれ、この場合、β−ＦｅＳｉ２−ｘＧｅｘとなるが、例えばｘ＝０．０８で表面層のｐ型のβ−ＦｅＳｉ２よりも若干バンドギャップの小さいＥｇ＝０．８３ｅＶとなるだけであり、さらにＧｅ濃度が高くなった場合も受光素子構造として問題はない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る一実施形態の半導体基板及びこれを用いた太陽電池を示す断面図である。
【図２】本発明に係る一実施形態の半導体基板における成膜厚さ方向に対するＧｅ組成比を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１…Ｓｉ基板、２…ＳｉＧｅ層、２ａ…第１のＳｉＧｅ層、２ｂ…第２のＳｉＧｅ層、３…歪みＳｉ層、４ａ…テンプレート層、４ｂ…主層、４ｃ…ｎ-β−ＦｅＳｉ２層、４ｄ…ｐ-β−ＦｅＳｉ２層、Ｗ…半導体基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶面（００１）を表面に有するＳｉ基板上にβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層を成膜する方法であって、
前記Ｓｉ基板上に設けられたＳｉＧｅ層上に、直接又は歪みＳｉ層を介して前記鉄シリサイド層をエピタキシャル成長する鉄シリサイド層形成工程を有し、
該鉄シリサイド層形成工程は、４００℃以上９４０℃以下の成膜温度でＦｅ原料とＳｉ原料とを同時に供給して前記鉄シリサイド層の少なくとも一部を成膜する高温成膜工程を有することを特徴とする鉄シリサイド層の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄シリサイド層の製造方法において、
前記高温成膜工程は、前記ＳｉＧｅ層又は前記歪みＳｉ層上に膜厚５０ｎｍ以下のβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層を成膜した後に行うことを特徴とする鉄シリサイド層の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の鉄シリサイド層の製造方法において、
前記高温成膜工程は、前記ＳｉＧｅ層又は前記歪みＳｉ層上にＦｅを蒸着すると共に４００℃以上かつ９４０℃以下の加熱処理を行いＳｉＧｅ層又は歪みＳｉ層のＳｉと反応させて膜厚５０ｎｍ以下のβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層を形成した後に行うことを特徴とする鉄シリサイド層の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の鉄シリサイド層の製造方法において、
前記ＳｉＧｅ層形成工程は、前記ＳｉＧｅ層の少なくとも上部におけるＧｅ組成比を０．２から０．５５とすることを特徴とする鉄シリサイド層の製造方法。
【請求項５】
結晶面（００１）を表面に有するＳｉ基板上にβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層が形成された半導体基板であって、
前記鉄シリサイド層は、請求項１から４のいずれかに記載の鉄シリサイド層の製造方法により成膜されていることを特徴とする半導体基板。
【請求項６】
Ｓｉ基板上に受光又は発光を行う活性層が形成された光半導体装置であって、
前記活性層は、請求項５に記載の半導体基板の前記鉄シリサイド層であることを特徴とする光半導体装置。
【請求項１】
結晶面（００１）を表面に有するＳｉ基板上にβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層を成膜する方法であって、
前記Ｓｉ基板上に設けられたＳｉＧｅ層上に、直接又は歪みＳｉ層を介して前記鉄シリサイド層をエピタキシャル成長する鉄シリサイド層形成工程を有し、
該鉄シリサイド層形成工程は、４００℃以上９４０℃以下の成膜温度でＦｅ原料とＳｉ原料とを同時に供給して前記鉄シリサイド層の少なくとも一部を成膜する高温成膜工程を有することを特徴とする鉄シリサイド層の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄シリサイド層の製造方法において、
前記高温成膜工程は、前記ＳｉＧｅ層又は前記歪みＳｉ層上に膜厚５０ｎｍ以下のβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層を成膜した後に行うことを特徴とする鉄シリサイド層の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の鉄シリサイド層の製造方法において、
前記高温成膜工程は、前記ＳｉＧｅ層又は前記歪みＳｉ層上にＦｅを蒸着すると共に４００℃以上かつ９４０℃以下の加熱処理を行いＳｉＧｅ層又は歪みＳｉ層のＳｉと反応させて膜厚５０ｎｍ以下のβ−ＦｅＳｉ２のテンプレート層を形成した後に行うことを特徴とする鉄シリサイド層の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の鉄シリサイド層の製造方法において、
前記ＳｉＧｅ層形成工程は、前記ＳｉＧｅ層の少なくとも上部におけるＧｅ組成比を０．２から０．５５とすることを特徴とする鉄シリサイド層の製造方法。
【請求項５】
結晶面（００１）を表面に有するＳｉ基板上にβ−ＦｅＳｉ２の鉄シリサイド層が形成された半導体基板であって、
前記鉄シリサイド層は、請求項１から４のいずれかに記載の鉄シリサイド層の製造方法により成膜されていることを特徴とする半導体基板。
【請求項６】
Ｓｉ基板上に受光又は発光を行う活性層が形成された光半導体装置であって、
前記活性層は、請求項５に記載の半導体基板の前記鉄シリサイド層であることを特徴とする光半導体装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−１３４７４３（Ｐ２００７−１３４７４３Ａ）
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２５７５（Ｐ２００７−３２５７５）
【出願日】平成１９年２月１３日（２００７．２．１３）
【分割の表示】特願２００２−３５５３９（Ｐ２００２−３５５３９）の分割
【原出願日】平成１４年２月１３日（２００２．２．１３）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１３日（２００７．２．１３）
【分割の表示】特願２００２−３５５３９（Ｐ２００２−３５５３９）の分割
【原出願日】平成１４年２月１３日（２００２．２．１３）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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