JPH07118447B2 - 電気あるいは光集積回路用基板とその製造方法 - Google Patents
電気あるいは光集積回路用基板とその製造方法Info
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- JPH07118447B2 JPH07118447B2 JP11748086A JP11748086A JPH07118447B2 JP H07118447 B2 JPH07118447 B2 JP H07118447B2 JP 11748086 A JP11748086 A JP 11748086A JP 11748086 A JP11748086 A JP 11748086A JP H07118447 B2 JPH07118447 B2 JP H07118447B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電気あるいは光集積回路に使用される半導体結
晶基板とその製造方法に関するものである。
晶基板とその製造方法に関するものである。
（従来技術および発明が解決しようとする問題点） 従来、電気あるいは光集積回路用の基板としては、シリ
コン（Si）基板、あるいはGaAs基板、InP基板などが使
用されていた。しかしながら、これらはいずれもSi単
体、GaAs単体、InP単体の基板であり、SiとGaAs、SiとI
nPを組み合わせた基板はこれまでにほとんどなかった。
最近に至り、超格子製造技術の発展により、Si基板上
に、GaAsの結晶を製造する方法が開発されたが、なお、
技術的困難さが大きく、基板として使用することは難し
い。また、Si基板の上にInP結晶を成長させることは現
在でも困難である。
コン（Si）基板、あるいはGaAs基板、InP基板などが使
用されていた。しかしながら、これらはいずれもSi単
体、GaAs単体、InP単体の基板であり、SiとGaAs、SiとI
nPを組み合わせた基板はこれまでにほとんどなかった。
最近に至り、超格子製造技術の発展により、Si基板上
に、GaAsの結晶を製造する方法が開発されたが、なお、
技術的困難さが大きく、基板として使用することは難し
い。また、Si基板の上にInP結晶を成長させることは現
在でも困難である。
一方、電気集積回路を考えた場合、Siを基本とした集積
回路は記憶容量が大きく、GaAsを基本とした集積回路は
情報処理速度が大きいという特長をそれぞれ有してお
り、もしもSiとGaAsとを複合化できればその意味は大き
い。光集積回路においても、ガラス導波路を作製し易い
Si基板と発光素子、受光素子等を作製できるGaAs系、In
P系材料を複合化できれば、光集積回路の構成も飛躍的
に多機能化できるものである。しかしながら現在の基板
では、Siを基とした素子、GaAs、InPを基本とした素子
を複合化することは困難である。
回路は記憶容量が大きく、GaAsを基本とした集積回路は
情報処理速度が大きいという特長をそれぞれ有してお
り、もしもSiとGaAsとを複合化できればその意味は大き
い。光集積回路においても、ガラス導波路を作製し易い
Si基板と発光素子、受光素子等を作製できるGaAs系、In
P系材料を複合化できれば、光集積回路の構成も飛躍的
に多機能化できるものである。しかしながら現在の基板
では、Siを基とした素子、GaAs、InPを基本とした素子
を複合化することは困難である。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の問題点を解決し、Si基板とGaAs系材
料、InP系材料を複合化できる基板を提供することを目
的としたものである。さらに、本発明は、上記材料の複
合化により、Siを基本とした素子、GaAsを基本とした素
子、およびInPを基本とした素子を同一の基板上に作製
した高機能な電気、光集積回路の提供を可能とすること
を目的としたものである。
料、InP系材料を複合化できる基板を提供することを目
的としたものである。さらに、本発明は、上記材料の複
合化により、Siを基本とした素子、GaAsを基本とした素
子、およびInPを基本とした素子を同一の基板上に作製
した高機能な電気、光集積回路の提供を可能とすること
を目的としたものである。
上記の目的を達成するため、本発明は、Si基板上にSiO2
を主成分とするガラス素材からGeO2を主成分とするガラ
ス素材に徐々に組成が変化するガラス層を設け、前記ガ
ラス層に密着してGaAs系材料、GaP系材料、あるいはInP
系材料よりなる半導体結晶層を有することを特長とする
電気あるいは光集積回路用基板を発明の要旨とするもの
である。
を主成分とするガラス素材からGeO2を主成分とするガラ
ス素材に徐々に組成が変化するガラス層を設け、前記ガ
ラス層に密着してGaAs系材料、GaP系材料、あるいはInP
系材料よりなる半導体結晶層を有することを特長とする
電気あるいは光集積回路用基板を発明の要旨とするもの
である。
さらに本発明は、火炎により合成したガラス微粒子をSi
基板上に堆積させるに際し、該ガラス微粒子の組成をSi
O2を主成分とする組成からGeO2を主成分とする組成に徐
々に変えて多孔質ガラス微粒子層を形成する工程と、Ga
As系、GaP系あるいはInP系半導体結晶板を該多孔質ガラ
ス微粒子層の上に乗せ、電気炉内において、加熱して該
Si基板上の多孔質ガラス微粒子層を透明なガラス層と
し、該Si基板に該透明なガラス層と該GaAs系、GaP系あ
るいはInP系半導体結晶板を密着した三層構造からなる
基板を得る工程を具備することを特徴とする電気あるい
は光集積回路用基板の製造方法を発明の要旨とする。
基板上に堆積させるに際し、該ガラス微粒子の組成をSi
O2を主成分とする組成からGeO2を主成分とする組成に徐
々に変えて多孔質ガラス微粒子層を形成する工程と、Ga
As系、GaP系あるいはInP系半導体結晶板を該多孔質ガラ
ス微粒子層の上に乗せ、電気炉内において、加熱して該
Si基板上の多孔質ガラス微粒子層を透明なガラス層と
し、該Si基板に該透明なガラス層と該GaAs系、GaP系あ
るいはInP系半導体結晶板を密着した三層構造からなる
基板を得る工程を具備することを特徴とする電気あるい
は光集積回路用基板の製造方法を発明の要旨とする。
本発明の基板は、Si基板上に、SiO2を主成分とする組成
からGeO2を主成分とする組成へ徐徐に組成が変化するガ
ラス層を有し、さらに該ガラス層に密着したGaAs系、Ga
P系あるいはInP系半導体結晶層を有すること、即ちSi基
板、組成が徐々に変化するガラス層、GaAs、GaPあるい
はInP結晶層の三層構造から成ることを最も主要な特徴
としたものであり、従来の基板がSi,GaAs,GaP,InPの単
体、あるいはSiの上に直接GaAs結晶膜を形成したのとは
本質的に異なるものである。第１図（ａ）（ｂ）は本発
明の基板の基本構成図である。第１図（ａ）で１はSi基
板、２は組成が徐々に変化するガラス層、３はGaAs系、
GaP系あるいはInP系半導体結晶層である。また第１図
（ｂ）はガラス層中の組成の変化を示したものである。
Si基板との境界でのガラス組成は80モル％SiO2−20モル
％GeO2、また半導体結晶層との境界でのガラス組成は10
モル％SiO2−90モル％GeO2である。半導体結晶層との境
界近くのガラス組成については、熱膨張係数や軟化温度
を整えるために半導体結晶がGaAsかGaPかInPかで変える
必要があるほか、Ga2O3やP2O5を混合することによっ
て、ガラス層と半導体層との接合が一層改善されること
となる。このように従来法では困難であったSi、GaAs,I
nP,GaP、等の半導体材料の複合化が本発明によって可能
となる。
からGeO2を主成分とする組成へ徐徐に組成が変化するガ
ラス層を有し、さらに該ガラス層に密着したGaAs系、Ga
P系あるいはInP系半導体結晶層を有すること、即ちSi基
板、組成が徐々に変化するガラス層、GaAs、GaPあるい
はInP結晶層の三層構造から成ることを最も主要な特徴
としたものであり、従来の基板がSi,GaAs,GaP,InPの単
体、あるいはSiの上に直接GaAs結晶膜を形成したのとは
本質的に異なるものである。第１図（ａ）（ｂ）は本発
明の基板の基本構成図である。第１図（ａ）で１はSi基
板、２は組成が徐々に変化するガラス層、３はGaAs系、
GaP系あるいはInP系半導体結晶層である。また第１図
（ｂ）はガラス層中の組成の変化を示したものである。
Si基板との境界でのガラス組成は80モル％SiO2−20モル
％GeO2、また半導体結晶層との境界でのガラス組成は10
モル％SiO2−90モル％GeO2である。半導体結晶層との境
界近くのガラス組成については、熱膨張係数や軟化温度
を整えるために半導体結晶がGaAsかGaPかInPかで変える
必要があるほか、Ga2O3やP2O5を混合することによっ
て、ガラス層と半導体層との接合が一層改善されること
となる。このように従来法では困難であったSi、GaAs,I
nP,GaP、等の半導体材料の複合化が本発明によって可能
となる。
また、基板の製造方法についても従来はMOCVD法やMBE法
等によって行なっていたが、本発明では火炎内で合成し
たガラス微粒子をSi基板の上に堆積して多孔質層を形成
した後、該多孔質層の上に半導体結晶板を乗せて電気炉
内で焼結することによって、Si基板と半導体結晶板を密
着し、複合基板を作製するものである。
等によって行なっていたが、本発明では火炎内で合成し
たガラス微粒子をSi基板の上に堆積して多孔質層を形成
した後、該多孔質層の上に半導体結晶板を乗せて電気炉
内で焼結することによって、Si基板と半導体結晶板を密
着し、複合基板を作製するものである。
次に本発明の実施例を添附図面について説明する。
なお実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱
しない範囲で種々の変更あるいは改良を行いうることは
言うまでもない。
しない範囲で種々の変更あるいは改良を行いうることは
言うまでもない。
（実施例１） 第２図及び第３図は、本発明の電気あるいは光集積回路
用基板を製造するための装置を示す。第２図において21
は発熱体、22はSi基板、23は多孔質ガラス微粒子層（以
下単に「多孔質層」とする堆積させた基板、24は合成ト
ーチ、25は位置制御器、26はガラス原料組成調整器、27
は火炎ガス流量調整器を示す。次に第３図において31は
炉心層、32は発熱体、33は支持台、34は三層基板を示す
もので、35は半導体結晶板、36は多孔質層、37はSi基板
である。
用基板を製造するための装置を示す。第２図において21
は発熱体、22はSi基板、23は多孔質ガラス微粒子層（以
下単に「多孔質層」とする堆積させた基板、24は合成ト
ーチ、25は位置制御器、26はガラス原料組成調整器、27
は火炎ガス流量調整器を示す。次に第３図において31は
炉心層、32は発熱体、33は支持台、34は三層基板を示す
もので、35は半導体結晶板、36は多孔質層、37はSi基板
である。
第２図は、基板22の上に多孔質層23を形成するための装
置である。第２図では、回転する発熱体21の上にSi基板
22を置き、合成トチ24より吹き出す火炎28内でガラス微
粒子を合成し、該Si基板上に多孔質層23を形成する。こ
の際、合成トーチ24に供給するガラス原料の組成を組成
調整器26によつて変えるものである。したがつて、基板
22上に堆積する多孔質層内には一層毎あるいは数層毎に
組成の異つたガラス微粒子が堆積することとなる。この
結果、基板22上にはSiO2を主成分とするガラス素材から
GeO2を主成分とするガラス素材へと徐々に組成の異つた
多孔質層が形成されることとなる。また堆積する多孔質
層の厚さを均一にするために、位置制御器25によつて合
成トーチを移動させるほか、ガラス原料組成を変えるの
に供なつて火炎ガス流量調整器によつて、火炎ガス流量
を調整し、火炎温度を制御する。特にGeO2を主成分とす
るガラス組成を合成する場合には、火炎温度を極めて低
下する必要があるため、可燃ガス（H2,CH4,C3H8等）に
不活性ガス（He,N2,Ar等）を混合したガスを燃焼ガスと
して使用するか、一酸化炭素を燃焼ガスとして使用する
必要がある。
置である。第２図では、回転する発熱体21の上にSi基板
22を置き、合成トチ24より吹き出す火炎28内でガラス微
粒子を合成し、該Si基板上に多孔質層23を形成する。こ
の際、合成トーチ24に供給するガラス原料の組成を組成
調整器26によつて変えるものである。したがつて、基板
22上に堆積する多孔質層内には一層毎あるいは数層毎に
組成の異つたガラス微粒子が堆積することとなる。この
結果、基板22上にはSiO2を主成分とするガラス素材から
GeO2を主成分とするガラス素材へと徐々に組成の異つた
多孔質層が形成されることとなる。また堆積する多孔質
層の厚さを均一にするために、位置制御器25によつて合
成トーチを移動させるほか、ガラス原料組成を変えるの
に供なつて火炎ガス流量調整器によつて、火炎ガス流量
を調整し、火炎温度を制御する。特にGeO2を主成分とす
るガラス組成を合成する場合には、火炎温度を極めて低
下する必要があるため、可燃ガス（H2,CH4,C3H8等）に
不活性ガス（He,N2,Ar等）を混合したガスを燃焼ガスと
して使用するか、一酸化炭素を燃焼ガスとして使用する
必要がある。
次に第３図は多孔質層を焼結し、三層構造の基板を作製
するための加熱炉である。第３図では第２図で作製した
多孔質層36の上に半導体結晶板35を乗せて三層基板34と
し、炉心管31内に封入して加熱処理するものである。こ
の際炉心管31内には、Ar,He,N2等の不活性ガスを流入す
る。加熱温度は使用する半導体結晶の種類あるいはGeO2
とSiO2の組成比によつて異なる。
するための加熱炉である。第３図では第２図で作製した
多孔質層36の上に半導体結晶板35を乗せて三層基板34と
し、炉心管31内に封入して加熱処理するものである。こ
の際炉心管31内には、Ar,He,N2等の不活性ガスを流入す
る。加熱温度は使用する半導体結晶の種類あるいはGeO2
とSiO2の組成比によつて異なる。
たとえば、基板としてSiを、また半導体結晶としてGaAs
を使用した場合、Siの軟化温度（以下M.Pと記す）は141
4℃、GaAsのM.Pは1238℃、Siの熱膨張係数（以下T.Eと
記す）は2.6×10-6（／度）、GaAsのT.Eは5.7×10
-6（／度）である。一方堆積するガラス層の基本組成で
あるSiO2のM.Pは1680℃、GeO2のM.Pは1080℃、SiO2のT.
Eは0.5×10-6（／度）GeO2のT.Eは7.0×10-6（／度）で
ある。したがつて、まず初めにSi基板上に堆積させるガ
ラス層の組成（以下Goとする）としては70モル％SiO2−
30モル％GeO2程度が良い。このガラス組成では、M.P＝1
300℃、T.E.＝1.5×10-6（／度）程度である。次に順次
SiO2が少なく、GeO2が多いガラス層、即ち軟化温度が低
く、熱膨張係数が大きいガラス層を堆積させ、ガラス層
中の組成を層状に変える。GaAsの場合、M.Pが1238℃T.E
が5.7×10-6（／度）であるから、GaAsと密着するガラ
ス層（G1）の組成としては10モル％SiO2、90モル％GeO2
程度が良い。このガラス組成ではM.P＝1150℃、T.E＝５
×10-6（／度）程度になる。このようにして、第２図に
示した装置によって0.5mm厚のSi基板上にG0からG1まで
約10段階で組成を徐々に変えながら約100μｍ厚の多孔
質層を形成した。発熱体の加熱温度は400℃、回転数は5
rpmとした。また、合成トーチへは、SiCl4ガスとGeCl4
ガスを合わせて、毎分100cc、燃焼ガス（H2＋He）を毎
分10助燃ガス（O2）を毎分10それぞれ供給した。燃
焼ガス中にHeを混合したのは、火炎温度の制御用であ
る。また、燃焼ガスとして一酸化炭素（CO）を用いても
同様の多孔質層が形成できた。
を使用した場合、Siの軟化温度（以下M.Pと記す）は141
4℃、GaAsのM.Pは1238℃、Siの熱膨張係数（以下T.Eと
記す）は2.6×10-6（／度）、GaAsのT.Eは5.7×10
-6（／度）である。一方堆積するガラス層の基本組成で
あるSiO2のM.Pは1680℃、GeO2のM.Pは1080℃、SiO2のT.
Eは0.5×10-6（／度）GeO2のT.Eは7.0×10-6（／度）で
ある。したがつて、まず初めにSi基板上に堆積させるガ
ラス層の組成（以下Goとする）としては70モル％SiO2−
30モル％GeO2程度が良い。このガラス組成では、M.P＝1
300℃、T.E.＝1.5×10-6（／度）程度である。次に順次
SiO2が少なく、GeO2が多いガラス層、即ち軟化温度が低
く、熱膨張係数が大きいガラス層を堆積させ、ガラス層
中の組成を層状に変える。GaAsの場合、M.Pが1238℃T.E
が5.7×10-6（／度）であるから、GaAsと密着するガラ
ス層（G1）の組成としては10モル％SiO2、90モル％GeO2
程度が良い。このガラス組成ではM.P＝1150℃、T.E＝５
×10-6（／度）程度になる。このようにして、第２図に
示した装置によって0.5mm厚のSi基板上にG0からG1まで
約10段階で組成を徐々に変えながら約100μｍ厚の多孔
質層を形成した。発熱体の加熱温度は400℃、回転数は5
rpmとした。また、合成トーチへは、SiCl4ガスとGeCl4
ガスを合わせて、毎分100cc、燃焼ガス（H2＋He）を毎
分10助燃ガス（O2）を毎分10それぞれ供給した。燃
焼ガス中にHeを混合したのは、火炎温度の制御用であ
る。また、燃焼ガスとして一酸化炭素（CO）を用いても
同様の多孔質層が形成できた。
次に、上記のようにして形成した多孔質層（最上層G1の
ガラス組成が10モル％SiO2−90モル％GeO2）の上に厚さ
0.3mmのGaAs板を乗せ第３図に示した加熱炉内で焼結し
た。加熱最高温度は1100℃、不活性ガスとして、Heガス
を毎分５流入した。最高温度までの昇温時間は約５時
間を要し、最高温度で１時間保持した。この結果、Si基
板とGaAs板とはガラス層を介して接着され、三層構造の
基板が得られた。
ガラス組成が10モル％SiO2−90モル％GeO2）の上に厚さ
0.3mmのGaAs板を乗せ第３図に示した加熱炉内で焼結し
た。加熱最高温度は1100℃、不活性ガスとして、Heガス
を毎分５流入した。最高温度までの昇温時間は約５時
間を要し、最高温度で１時間保持した。この結果、Si基
板とGaAs板とはガラス層を介して接着され、三層構造の
基板が得られた。
結晶板としてGaPを使用した場合にも同様の工程で三層
構造の基板が得られた。
構造の基板が得られた。
また、多孔質層を形成する際にGaCl3をSiCl4GeCl4と共
に供給し、Ga2O3を入れたガラス層を合成した場合、GaA
sとの接合はより安定であつた。またAs2O3を添加した場
合にも接合の改善の改善が見られた。
に供給し、Ga2O3を入れたガラス層を合成した場合、GaA
sとの接合はより安定であつた。またAs2O3を添加した場
合にも接合の改善の改善が見られた。
（実施例２） 半導体結晶としてInPを使用した場合、InPのM.Pは1070
℃、T.Eは4.5×10-6（／度）であるためガラス層との接
着のための加熱処理温度は1000℃以下とする必要があ
る。そこでこの場合には第２図の装置によつてSi基板の
上に組成を徐々に変えて形成したガス層を、第３図の加
熱炉内で一度透明なガラス層とした後、再度第２図の装
置でInPのM.PおよびT.Eと合うガラス組成の多孔質層（G
2）を形成し、InP板を乗せて加熱炉内で処理してInP結
晶板と接着する。第４図に基板の断面図を示す。第４図
で41はSi基板、42はガラス層（G0〜G1）、43はガラス層
（G2）、44はInP結晶板である。
℃、T.Eは4.5×10-6（／度）であるためガラス層との接
着のための加熱処理温度は1000℃以下とする必要があ
る。そこでこの場合には第２図の装置によつてSi基板の
上に組成を徐々に変えて形成したガス層を、第３図の加
熱炉内で一度透明なガラス層とした後、再度第２図の装
置でInPのM.PおよびT.Eと合うガラス組成の多孔質層（G
2）を形成し、InP板を乗せて加熱炉内で処理してInP結
晶板と接着する。第４図に基板の断面図を示す。第４図
で41はSi基板、42はガラス層（G0〜G1）、43はガラス層
（G2）、44はInP結晶板である。
この基板を実際に作製する場合、下記のとおりとする。
即ち、第２図の製造装置において、上記実施例１と同様
にSi基板上にガラス層G0からガラス層G1までのガラス層
を形成する。次に再度、該ガラス層の上に、10モル％P2
O5−90モル％GeO2のガラス組成の多孔質層（G2）を形成
した後、InP結晶板を乗せて950℃程度で加熱処理し、In
P結晶板とガラス層とを接着するものである。上記G2の
ガラス組成のM.Pは1000℃、T.Eは５×10-6（／度）であ
るため、InP結晶板との密着性は極めて良い。この場合
にもGeO2ガラス中に10モル％含まれるP2O5がInPとの密
着度を改善する効果を有している。
即ち、第２図の製造装置において、上記実施例１と同様
にSi基板上にガラス層G0からガラス層G1までのガラス層
を形成する。次に再度、該ガラス層の上に、10モル％P2
O5−90モル％GeO2のガラス組成の多孔質層（G2）を形成
した後、InP結晶板を乗せて950℃程度で加熱処理し、In
P結晶板とガラス層とを接着するものである。上記G2の
ガラス組成のM.Pは1000℃、T.Eは５×10-6（／度）であ
るため、InP結晶板との密着性は極めて良い。この場合
にもGeO2ガラス中に10モル％含まれるP2O5がInPとの密
着度を改善する効果を有している。
（実施例３） 上記実施例１及び２では、Si基板上に形成した多孔質層
の上に、GaAs、InP等の結晶板を乗せ、加熱焼結して、S
i、ガラス層GaAs（又はGaP、InP）の三層構造の基板を
作製する実施例を示したが結晶板を使用せず、ガラス層
の上にMOCVD法、PE法、MBE法等によつてGaAs系、GaP系I
nP系半導体結晶層を形成することができる。この場合に
も、半導体結晶層の材料に合わせてガラス層の組成を変
え、M.PおよびT.Eを半導体材料の特性と整合させるほか
GaAsについてはGeO2を主成分とするガラスにGa2O3、As2
O3等を加えたガラス組成を、GaP、InPについてはP2O5や
Ga2O3を加えた組成が良い。
の上に、GaAs、InP等の結晶板を乗せ、加熱焼結して、S
i、ガラス層GaAs（又はGaP、InP）の三層構造の基板を
作製する実施例を示したが結晶板を使用せず、ガラス層
の上にMOCVD法、PE法、MBE法等によつてGaAs系、GaP系I
nP系半導体結晶層を形成することができる。この場合に
も、半導体結晶層の材料に合わせてガラス層の組成を変
え、M.PおよびT.Eを半導体材料の特性と整合させるほか
GaAsについてはGeO2を主成分とするガラスにGa2O3、As2
O3等を加えたガラス組成を、GaP、InPについてはP2O5や
Ga2O3を加えた組成が良い。
（実施例４） 実施例１〜３のようにして作製したSi基板、ガラス層、
半導体結晶層の三層構造の基板を、プラズマエッチング
あるいは電子ビーム露光等によつて処理し、所望のパタ
ーンを形成できる。第５図にプラズマエッチングによつ
て処理した基板の断面図を示す。第５図で51はSi基板、
52はガラス層、53はGaAs層である。プラズマエツチング
によつて、１μｍ〜100μｍの幅のパターンを容易に形
成できた。また電子ビーム露光によつて、１μｍ以下の
幅のパターンを形成できた。
半導体結晶層の三層構造の基板を、プラズマエッチング
あるいは電子ビーム露光等によつて処理し、所望のパタ
ーンを形成できる。第５図にプラズマエッチングによつ
て処理した基板の断面図を示す。第５図で51はSi基板、
52はガラス層、53はGaAs層である。プラズマエツチング
によつて、１μｍ〜100μｍの幅のパターンを容易に形
成できた。また電子ビーム露光によつて、１μｍ以下の
幅のパターンを形成できた。
（実施例５） 第６図は、本発明の基板を使用して作製した光、電気集
積回路の作製例である。第６図で、61はSi基板、62はSi
基板上のメモリ部、63は結合路、64はGaAs系演算部、65
は結合路、66は光、電気変換部、67は光ファイバであ
る。第６図では、67のファイバによつて導入したパルス
を66の光、電気変換部によつて電気信号とした後、64の
演算部によつて処理した後、Si基板61上のメモリ部62に
メモリするものである。
積回路の作製例である。第６図で、61はSi基板、62はSi
基板上のメモリ部、63は結合路、64はGaAs系演算部、65
は結合路、66は光、電気変換部、67は光ファイバであ
る。第６図では、67のファイバによつて導入したパルス
を66の光、電気変換部によつて電気信号とした後、64の
演算部によつて処理した後、Si基板61上のメモリ部62に
メモリするものである。
（実施例６） 半導体結晶板、あるいは結晶層として、上記したGaAs
系、GaP系、InP系のほかGeの半導体結晶層も使用でき
る。この場合、GeO2とは特に密着性が良いため、GeO2系
多孔質層ガラス層の上にGeO2結晶板を置いて燃結してSi
基板、ガラス層、Ge結晶層を形成することもできるし、
GeO2ガラス層上にGe結晶層を合成することもできる。ま
た、このGe結晶層を基にして、Geの受光素子等を形成す
ることもできる。
系、GaP系、InP系のほかGeの半導体結晶層も使用でき
る。この場合、GeO2とは特に密着性が良いため、GeO2系
多孔質層ガラス層の上にGeO2結晶板を置いて燃結してSi
基板、ガラス層、Ge結晶層を形成することもできるし、
GeO2ガラス層上にGe結晶層を合成することもできる。ま
た、このGe結晶層を基にして、Geの受光素子等を形成す
ることもできる。
なお、多孔質ガラス微粒子層を電気炉内において加熱し
て透明ガラス化する場合、加熱温度を800℃〜1400℃と
したのは800℃未満の場合はガラス化が困難であり、ま
た1400℃を超過した場合は融点以上となるため、所定の
形状を維持できないからである。またGeO2を主成分とす
る多孔質ガラス微粒子層に半導体結晶枚をのせ、加熱し
て透明ガラス化する場合、加熱温度を500℃〜1000℃と
したのは500℃未満ではガラス化が困難であり、1000℃
を越えた場合は形状を維持することができないからであ
る。
て透明ガラス化する場合、加熱温度を800℃〜1400℃と
したのは800℃未満の場合はガラス化が困難であり、ま
た1400℃を超過した場合は融点以上となるため、所定の
形状を維持できないからである。またGeO2を主成分とす
る多孔質ガラス微粒子層に半導体結晶枚をのせ、加熱し
て透明ガラス化する場合、加熱温度を500℃〜1000℃と
したのは500℃未満ではガラス化が困難であり、1000℃
を越えた場合は形状を維持することができないからであ
る。
（発明の効果） 叙上のように、本発明によればSi基板上にガラス層を形
成し、その上にGaAs、InP、GaP、Ge等の半導体結晶層を
形成して、三層構造の基板を容易に作製できる利点があ
る。また、この三層構造の基板により、Si上にGaAs、In
P、GaP、Ge等を使用して、発光・受光素子を容易に形成
し、これと光導波路を組み合わせ、光集積回路を作製で
きる利点がある。またSi基板をメモリ部とし、これとGa
As系の高速演算部を組み合わさらに、光の受・発光部と
を連結すれば、光・電気集積回路が実現できる。
成し、その上にGaAs、InP、GaP、Ge等の半導体結晶層を
形成して、三層構造の基板を容易に作製できる利点があ
る。また、この三層構造の基板により、Si上にGaAs、In
P、GaP、Ge等を使用して、発光・受光素子を容易に形成
し、これと光導波路を組み合わせ、光集積回路を作製で
きる利点がある。またSi基板をメモリ部とし、これとGa
As系の高速演算部を組み合わさらに、光の受・発光部と
を連結すれば、光・電気集積回路が実現できる。
また、本発明によつてSi基板上に、ガラス層によつて絶
縁された半導体結晶層を作製できるため高耐圧の電気集
積回路を作製できる利点がある。
縁された半導体結晶層を作製できるため高耐圧の電気集
積回路を作製できる利点がある。
第１図a,bは本発明の基本構造図、第２図、第３図は基
板を製造するための装置構成図、第４図は基板の断面
図、第５図はエッチング処理した基板の断面図、第６図
は光・電気集積回路の構成図を示す。 １……Si基板、２……ガラス層、３……半導体結晶層、
21……発熱体、22……Si基板、23……多孔質層、24……
合成トーチ、25……位置制御器、26……組成調整器、27
……流量調整器、31……炉心管、32……発熱体、33……
支持台、34……三層基板、35……半導体結晶板、36……
多孔質層、37……Si基板、41……Si基板、42……ガラス
層、43……ガラス層、44……InP結晶板、51……Si基
板、52……ガラス層、53……GaAs層、61……Si基板、62
……Siのメモリ部、63……結合路、64……GaAs演算部、
65……結合路、66……光・電気変換部、67……光ファイ
バ。
板を製造するための装置構成図、第４図は基板の断面
図、第５図はエッチング処理した基板の断面図、第６図
は光・電気集積回路の構成図を示す。 １……Si基板、２……ガラス層、３……半導体結晶層、
21……発熱体、22……Si基板、23……多孔質層、24……
合成トーチ、25……位置制御器、26……組成調整器、27
……流量調整器、31……炉心管、32……発熱体、33……
支持台、34……三層基板、35……半導体結晶板、36……
多孔質層、37……Si基板、41……Si基板、42……ガラス
層、43……ガラス層、44……InP結晶板、51……Si基
板、52……ガラス層、53……GaAs層、61……Si基板、62
……Siのメモリ部、63……結合路、64……GaAs演算部、
65……結合路、66……光・電気変換部、67……光ファイ
バ。
Claims (4)
- 【請求項１】Si基板上にSiO2を主成分とするガラス素材
からGeO2を主成分とするガラス素材に徐々に組成が変化
するガラス層を設け、前記ガラス層に密着してGaAs系材
料、GaP系材料、あるいはInP系材料よりなる半導体結晶
層を有することを特徴とする電気あるいは光集積回路用
基板。 - 【請求項２】徐々に組成が異なるガラス層中にGaおよび
Ｐを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
電気あるいは光集積回路用基板。 - 【請求項３】火炎により合成したガラス微粒子をSi基板
上に堆積させるに際し、該ガラス微粒子の組成をSiO2を
主成分とする組成からGeOを主成分とする組成に徐々に
変えて多孔質ガラス微粒子層を形成する工程と、GaAs
系、GaP系あるいはInP系半導体結晶板を該多孔質ガラス
微粒子層の上に乗せ、電気炉内において、加熱して該Si
基板上の多孔質ガラス微粒子層を透明なガラス層とし、
該Si基板に該透明なガラス層と該GaAs系、GaP系あるい
はInP系半導体結晶板を密着した三層構造からなる基板
を得る工程を具備することを特徴とする電気あるいは光
集積回路用基板の製造方法。 - 【請求項４】GaAs系、GaP系あるいはInP系半導体結晶板
を多孔質ガラス微粒子層の上に乗せるのに先だって、該
多孔質ガラス微粒子層を一度電気炉内において800℃〜1
400℃の温度で加熱・透明ガラス化した後、再度GeO2を
主成分とする多孔質ガラス微粒子層を形成し、しかる後
に、該半導体結晶板を乗せ、500℃〜1000℃の温度で加
熱・透明ガラス化することを特徴とする特許請求の範囲
第３項記載の電気あるいは光集積回路用基板の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11748086A JPH07118447B2 (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | 電気あるいは光集積回路用基板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11748086A JPH07118447B2 (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | 電気あるいは光集積回路用基板とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62274745A JPS62274745A (ja) | 1987-11-28 |
| JPH07118447B2 true JPH07118447B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=14712744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11748086A Expired - Lifetime JPH07118447B2 (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | 電気あるいは光集積回路用基板とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07118447B2 (ja) |
-
1986
- 1986-05-23 JP JP11748086A patent/JPH07118447B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62274745A (ja) | 1987-11-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |