專利名稱:半導體基板的制造方法、半導體基板、電子器件的制造方法、和反應裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及半導體基板的制造方法、半導體基板、電子器件的制造方法、和反應裝置。
背景技術:
近年來,人們正在研發使用諸如GaAs之類的化合物半導體作為活性區域的各種高功能電子器件。因為上述化合物半導體的結晶性對電子器件的性能有很大影響,所以一直尋求形成結晶性優良的化合物半導體。例如,在制造將諸如GaAs之類的化合物半導體用作活性區域的電子器件的情況下,通過在與上述化合物半導體可以晶格匹配的GaAs基板或者Ge基板等上外延生長晶體薄膜,可以得到優質的晶體薄膜。例如,專利文獻1公開一種按順序配置有GaAs基板、AlGaAs緩沖層、GaAs溝道層及GaAs的集電極層的化合物半導體外延晶片及化合物半導體裝置。化合物半導體的晶體薄膜通過氣相外延生長法而形成。另一方面,非專利文獻1公開了通過對外延生長于Si基板(底板基板)上的Ge 的晶體薄膜進行循環熱退火,提高晶體薄膜的結晶性。例如,通過在800 900°C實施熱退火,可以得到平均位錯密度為2. 3 X IOW的Ge晶體薄膜。這里,平均位錯密度是晶格缺陷密度的一個例子。專利文獻1 特開平11-;345812號公報非專利文獻 1 Hsin-Chiao Luan et. al. "High-quality Ge epilayers on Siwith low threading-dislocation densities”,APPLIED PHYSIC S LETTERS,VOLUME 75,NUMBER 19,8 NOVEMBER 1999。雖然通過在GaAs基板上或者Ge基板上晶體生長GaAs之類的化合物半導體,可以提高溝道層的晶體性,但是,由于GaAs基板及Ge基板等比Si基板價格高,所以電子器件的制造成本增加。另外,由于這些基板的散熱特性不充分,所以器件的形成密度受到限制,或者器件的使用溫度受到限制。因此,一直尋求使用如Si基板這樣的廉價的、散熱特性優良的基板的、具有優良化合物半導體的晶體薄膜的半導體基板和電子器件。通過對形成于Si基板上的Ge薄膜實施800 900°C的退火,可以提高Ge薄膜的結晶性。但是,在基板具有耐熱性低的部分的情況下,不能實施在800 900°C的退火。艮口, 在將這樣的方法用于電子器件的制造的情況下,電子器件的制造工藝受到很大限制。另外, 電子器件的熱設計非常復雜。
發明內容
為了解決上述技術問題,在本發明的第1方式,提供一種半導體基板的制造方法, 其對底板基板進行熱處理來制造半導體基板,該底板基板設置有要被熱處理的被熱處理部,該方法包括在底板基板上設置被加熱部的步驟,該被加熱部吸收電磁波而產生熱、對被熱處理部選擇性地加熱;對底板基板照射電磁波的步驟,和通過由于被加熱部吸收電磁波而產生的熱,降低被熱處理部的晶格缺陷密度的步驟。例如,底板基板是SOI基板或Si 基板,被熱處理部對電磁波的吸收系數比包含于底板基板中的Si對電磁波的吸收系數大。在在底板基板上設置被加熱部的步驟中,例如,設置包括吸收層的被加熱部,該吸收層被照射電磁波所產生的熱量相對于被照射的電磁波的能量的比率,比在對被熱處理部照射電磁波的情況下產生的熱量相對于電磁波的能量的比率大,且該吸收層設置于被熱處理部上方。在降低晶格缺陷密度的步驟中,通過由于吸收層吸收電磁波而產生的熱,降低被熱處理部的晶格缺陷密度。該制造方法在降低晶格缺陷密度的步驟中,使SixGeh晶體 (0 ^ χ < 1)的晶格缺陷密度降低到IO5CnT2以下。該制造半導體基板的方法,還可以包括在底板基板上形成電子元件的步驟。例如, 吸收層被照射電磁波所產生的熱量相對于電磁波的能量的比率,比對電子元件的至少一部分照射電磁波的情況下產生的熱量相對于電磁波的能量的比率大。吸收層對電磁波的吸收系數可以比電子元件的至少一部分對電磁波的吸收系數大。該制造方法還可以包括在電子元件的上方形成保護電子元件不受電磁波影響的保護層的步驟。在對底板基板照射電磁波的步驟中,可以對底板基板照射如下電磁波,即在被熱處理部中的吸收系數比在將底板基板切割而制造的電子器件上的被熱處理部以外中的區域的吸收系數大的電磁波。制造半導體基板的方法還可以包括使作為被熱處理部的SixGei_x晶體(0 < χ < 1) 的前體在底板基板上生長成為晶體的步驟。制造半導體基板的方法還可以包括在降低晶格缺陷密度的步驟之后,使與SixGei_x晶體(0彡χ < 1)晶格匹配或準晶格匹配的III-V族化合物半導體晶體生長的步驟。制造半導體基板的方法還可以包括在使SixGei_x晶體的前體生長成為晶體的步驟之后,不將底板基板暴露在大氣中而使晶格缺陷密度降低的步驟。 制造半導體基板的方法可以在同一反應容器中進行使SixGei_x晶體的前體生長成為晶體的步驟和使晶格缺陷密度降低的步驟。制造半導體基板的方法例如在使III-V族化合物半導體晶體生長的步驟中,使用在降低晶格缺陷密度的步驟中照射電磁波的光源,再次對底板基板照射電磁波。另外,該制造方法在降低晶格缺陷密度的步驟中,可以對底板基板整體均勻地照射電磁波。該制造方法在降低晶格缺陷密度的步驟中,可以對底板基板脈沖狀地照射電磁波多次。制造半導體基板的方法,可以在從設置有被熱處理部的底板基板的主面的背面側加熱的同時,從底板基板的主面側照射電磁波。制造半導體基板的方法,包括在電子元件的上方形成阻擋被熱處理部的前體在底板基板上生長成為晶體的阻擋層的步驟、在阻擋層上形成貫通至底板基板的開口的步驟、在開口內設置作為被熱處理部的晶種的步驟、形成加熱晶種的吸收層的步驟、和通過照射電磁波對晶種進行退火的步驟,其中,阻擋層保護電子元件不受電磁波影響。該制造方法在退火步驟之后,還可以包括使與晶種晶格匹配或準晶格匹配的化合物半導體晶體生長的步驟。晶種例如是SixGei_x晶體(0彡x< 1),化合物半導體是III-V族化合物半導體。阻擋層的至少一部分可以配置于吸收層和晶種之間。在本發明的第2方式中,提供一種半導體基板,其包括底板基板、設置于底板基板上的SixGei_x晶體(0 < χ < 1)、和通過吸收被照射到底板基板上的電磁波而產生的熱來對SixGei_x晶體選擇性地加熱的吸收層,SixGei_x晶體的晶格缺陷密度在IO5CnT2以下。半導體基板還可以包括形成于底板基板上的電子元件、和形成于電子元件上的阻擋SixGei_x晶體的前體生長成為晶體且保護電子元件不受電磁波影響的阻擋層,SixGei_x晶體可以設置于貫通阻擋層直至底板基板的開口內。在本發明的第3方式中,提供一種電子器件的制造方法,其制造包括第1電子元件和第2電子元件的電子器件,該方法包括在底板基板上形成第1電子元件的步驟;在底板基板上設置SixGei_x晶體的步驟,其中0 < χ < 1 ;設置選擇性地加熱SixGei_x晶體的吸收層的步驟;對底板基板照射電磁波的步驟;通過吸收電磁波的吸收層產生的熱來降低所述 SixGei_x晶體的晶格缺陷密度的步驟;使與SixGei_x晶體晶格匹配或準晶格匹配的III_V族化合物半導體晶體生長的步驟;和在化合物半導體上形成與第1電子元件電結合的第2電子元件的步驟。該制造方法,在形成吸收層的步驟中,例如,在SixGei_x晶體的上方形成吸收層,該吸收層被照射電磁波所產生的熱量相對于被照射的電磁波的能量的比率,比對SixGei_x晶體照射電磁波的情況下產生的熱量相對于電磁波的能量的比率大。該制造方法,在形成吸收層的步驟中,可以在SixGei_x晶體的上方形成所述吸收層,該吸收層被照射電磁波所產生的熱量相對于被照射的電磁波的能量的比率,比對第1電子元件照射電磁波的情況下產生的熱量相對于電磁波的能量的比率大。在本發明的第4方式中,提供一種電子器件的制造方法,其是制造包括第1電子元件和第2電子元件的電子器件的方法,包括在選自SOI基板或Si基板的底板基板上形成第1電子元件的步驟;在底板基板上設置SixGei_x晶體(0 < χ < 1)的步驟;對底板基板照射在SixGei_x晶體中的吸收系數比在包含于底板基板中的Si中的吸收系數大的電磁波的步驟;通過SixGei_x晶體吸收被照射的電磁波而產生的熱降低SixGei_x晶體的晶格缺陷密度的步驟;使與SixGei_x晶體晶格匹配或準晶格匹配的III-V族化合物半導體晶體生長的步驟; 和在化合物半導體上形成第2電子元件的步驟。該制造方法還可以包括形成阻擋SixGei_x晶體的前體生長成為晶體、且保護第1 電子元件不受電磁波影響的阻擋層,以使其至少覆蓋第1電子元件的步驟;在覆蓋第1電子元件的區域以外的阻擋層的區域上,在阻擋層中形成貫通至底板基板的開口的步驟;和使 SixGei_x晶體的前體在開口內生長成為晶體、設置SixGei_x晶體的步驟。例如,第1電子元件是包含于第2電子元件的驅動電路、改善第2電子元件的輸入輸出特性的線性的校正電路、和第2電子元件的輸入段的保護電路中的至少一個電路中的電子元件,第2電子元件是在模擬電子器件、發光器件、和光接收器件中的至少一個的器件中包含的電子元件。在本發明的第5方式中,提供一種反應裝置,其包括保持底板基板的反應容器, 底板基板包括選擇性地加熱要被熱處理的被熱處理部的被加熱部;從底板基板中的形成被加熱部的主面側照射電磁波的照射部;從主面的背面側整體地加熱底板基板的加熱部;測定底板基板的溫度的加熱溫度測定部;測定被加熱部的溫度的溫度測定部;和基于加熱溫度測定部和溫度測定部的測定結果控制照射部和加熱部的控制部。溫度測定部基于來自被加熱部的輻射熱來測定被加熱部的溫度。控制部例如基于加熱溫度測定部的測定結果確定照射部照射電磁波的照射期間和照射部不照射電磁波的非照射期間。反應裝置在底板基板和照射部之間,還可以包括遮斷在底板基板中的吸收系數比在被加熱部中的吸收系數大的電磁波的波長成分的濾波器。反應裝置還可以包括向反應容器內部提供原料氣體的氣體供給部,在反應容器內部使原料氣體反應,使化合物半導體在被加熱部上晶體生長。反應裝置中,例如,原料氣體的溫度和與原料氣體一起被供應的載氣的溫度比底板基板的溫度低,原料氣體在使化合物半導體晶體生長期間冷卻底板基板。
圖IA是示意性地示出半導體基板110的剖面的一個例子的圖。圖IB是示意性地示出半導體基板110的剖面的一個例子的圖。圖2是示意性地示出半導體基板210的剖面的一個例子的圖。圖3是示意性地示出半導體基板310的剖面的一個例子的圖。圖4是示意性地示出半導體基板410的剖面的一個例子的圖。圖5是示意性地示出電子器件500的剖面的一個例子的圖。圖6是示出了表示電子器件500的制造方法的一個例子的流程圖。圖7是示意性地示出半導體基板510的制造過程中的剖面的一個例子的圖。圖8是示意性地示出半導體基板510的制造過程中的剖面的一個例子的圖。圖9是示意性地示出半導體基板510的制造過程中的半導體基板910的一個例子的圖。圖10是示意性地示出半導體基板510的制造過程中的半導體基板910的一個例子的圖。圖11是示意性地示出半導體基板510的剖面的一個例子的圖。圖12是示意性地示出熱處理裝置1200的剖面的一個例子的圖。圖13是示意性地示出半導體基板1310的剖面的一個例子的圖。圖14是示意性地示出半導體基板510的制造過程中的半導體基板910 —個例子的圖。圖15是從反應容器取出的半導體基板910的剖面TEM照片。圖16是包括沒有被熱處理的SixGei_x晶體2000的半導體基板910的剖面TEM照片。圖17是示出HBT的相對于集電極電壓的集電極電流的圖。
具體實施例方式以下,通過發明的實施方式對本發明進行說明,不過,以下的實施方式并不限定權利要求書所涉及的發明。另外,在實施方式中說明的特征組合的全部并非都是本發明的技術方案所必須的。下面,雖然參照附圖,對實施方式進行說明,但是,在附圖的記載中,對相同的或者類似的部分賦以相同的附圖標記且有時省略重復的說明。另外,附圖是示意性的, 厚度與平面尺寸的關系、比率等有可能與實際的情況不同。另外,為了說明的便利,即使在附圖相互之間,也有可能包含彼此的尺寸的關系或者比率不同的部分。圖IA示意性地示出半導體基板110的剖面的一個例子。半導體基板110通過對底板基板120進行熱處理而制造。在底板基板120上設置通過電磁波10的照射而進行熱處理的被熱處理部130。另外,在底板基板120上設置選擇性地加熱被熱處理部130的被加熱部160。被加熱部160可以包括被熱處理部130。本例的被加熱部160包括被熱處理部 130和吸收層150。這時,所謂選擇性地加熱,是指對底板基板120上的特定區域比其它區域施加更多的熱。當對底板基板120照射電磁波10時,被加熱部160吸收電磁波10而產生熱。通過由被加熱部160產生的熱選擇性地加熱被熱處理部130,僅僅被熱處理部130被選擇性地退火,可以制造熱處理部130的平均位錯密度降低的半導體基板110。底板基板120具有第1主面122和第2主面124。底板基板120例如是Si基板、 SOI (silicon-on-insulator)基板、Ge 基板、GOI (germanium-on-insulator)基板、禾口 GaAs 基板中的任何一種基板。Si基板可以是單晶Si基板。底板基板120可以是藍寶石基板、玻璃基板、諸如PET薄膜之類的樹脂基板。被熱處理部130例如是半導體的晶體。被熱處理部130例如可以通過化學氣相沉積法(可以稱為CVD法)、有機金屬氣相生長法(可以稱為MOCVD法)、分子線外延法(可以稱為MEB法)、或者原子層生長法(可以稱為ALD法)而形成。被熱處理部130例如包括與底板基板120的第1主面122接觸而形成的SixGei_x 晶體。這里,χ表示滿足0 < χ < 1的實數。在上述SixGei_x晶體的內部,由于底板基板120 和上述SixGei_x晶體的晶格常數不同等,有可能產生諸如晶格缺陷之類的缺陷。例如,通過加熱上述SixGei_x晶體而實施退火,上述缺陷在上述SixGei_x晶體內部移動,被捕捉到上述 SixGei_x晶體的界面或表面、或者上述SixGei_x晶體內部的吸雜槽(gettering sink)等中。 結果,能夠獲得優質的SixGei_x晶體,該優質的SixGei_x晶體具有由到達上述SixGei_x晶體表面的貫通位錯所代表的缺陷的密度被降低的區域。作為進行退火時的氣氛,優選氫氣和惰性氣體的混合氣氛。如果在大氣中或者惰性氣體中進行退火,有時在SixGei_x晶體表面上形成坑(孔)。在進行退火時的氣氛是氫氣與惰性氣體的混合氣體的情況下,優選氫氣濃度為混合氣氛的90%以上,更優選是95%以上。作為進行退火時的壓力,可以使用大約20kPa以下的壓力。吸收層150設置于被熱處理部130上。吸收層150吸收電磁波10而產生熱。吸收層150通過產生的熱而加熱被熱處理部130,降低被熱處理部130的平均位錯密度。吸收層150例如包括非晶硅、III-V族化合物半導體、或SixGei_x晶體(0彡χ < 1)。吸收層150在被照射電磁波的情況下,比被熱處理部130產生熱更有效率。即,吸收層150產生的熱量相對于被照射的電磁波10的能量的比率,比對被熱處理部130照射該電磁波10的情況下產生的熱量相對于電磁波10的能量的比率大。因此,如果將吸收層150設置在被熱處理部130上,與被加熱部160不包括吸收層 150的情況相比較,電磁波10的能量轉換成熱的效率高,可以加熱被熱處理部130。由此, 可以選擇性加熱配置在吸收層150附近的被熱處理部130,而不使底板基板120的溫度整體地上升。即,與底板基板120的沒有配置吸收層150的區域相比,可以選擇性地加熱被熱處理部130。吸收層150在電磁波10的透射方向Z上,優選地按吸收層150、被熱處理部130、 底板基板120的順序被配置。由此,被照射的電磁波10的能量被有效地利用。另外,也可以在電磁波10的透射方向Z上,按被熱處理部130、吸收層150、底板基板120的順序配置。 另外,被熱處理部130與吸收層150可以被配置得與第1主面122鄰接。另外,吸收層150可以被配置得使其覆蓋被熱處理部130。被熱處理部130可以是底板基板120的一部分。例如,在使用Ge基板或者GOI基板作為底板基板120的情況下,被熱處理部130是包含于Ge基板或者GOI基板中的SixGei_x 結晶層(0 < χ < 1)的至少一部分。在這種情況下,底板基板120可以包括包圍被熱處理部130的至少一部分的保溫部。保溫部的材料優選是熱傳導率小的材料。由此,被照射到被熱處理部130上的電磁波10的能量被有效地利用。SixGei_x晶體可以是非晶質,也可以是多晶體或者單晶體。被熱處理部130可以是III-V族化合物半導體、Si晶體、或者非晶娃。被熱處理部130可以是成為半導體器件的雜質區域的區域。被熱處理部130例如是通過離子注入而導入了雜質的雜質注入區域。這種情況下,例如在成為雜質注入區域的區域的至少一部分中通過離子注入等而導入雜質。之后,通過加熱上述區域進行退火,形成該區域的結晶性被恢復、雜質被激活的雜質注入區域。另外,被熱處理部130可以是雜質通過熱處理而擴散的雜質擴散區域。在這種情況下,例如,在成為雜質擴散區域的區域的至少一部分上,通過涂敷法、或者CVD法而形成雜質擴散源。之后,通過加熱上述區域進行退火,形成雜質擴散區域。雜質區域,例如是MISFET (金屬-絕緣體-半導體場效應晶體管)的阱、源極區域或漏極區域。MISFET可以是MOSFET (金屬-氧化物-半導體場效應晶體管)。電磁波10,作為一個例子,從半導體基板110的第1主面122向第2主面124、在大致垂直于第1主面122的方向上透射半導體基板110。電磁波10的透射方向并不限定于此。這里,在本說明書中,所謂“大致垂直的方向”,不僅僅是嚴格的垂直的方向,也包含考慮到基板及各部件的制造誤差而稍稍傾斜于垂直的方向。另外,所謂“透射方向Z”,是為了表示方向而使用“透射”這一術語,實際上,并不是以電磁波10透射作為要件。圖IB示意性地示出半導體基板110的剖面的另一個例子。本例的被加熱部160, 相對于圖IA中所示的被加熱部160的構成,在不包含吸收層150這一點上不同。在本例中, 被熱處理部130和被加熱部160指相同的區域。在這種情況下,被熱處理部130也具有作為圖IA中所示的吸收層150的機能。如果對底板基板120照射電磁波10,則作為被加熱部160的被熱處理部130吸收電磁波10而產生熱。通過由被熱處理部130產生的熱選擇性地加熱被熱處理部130,僅僅被熱處理部130被選擇性地退火,可以制造平均位錯密度降低的半導體基板110。在底板基板120是SOI基板或Si基板的情況下,電磁波10優選具有被熱處理部 130對電磁波10的吸收系數比底板基板120中包含的Si對電磁波的吸收系數大的波長。 電磁波10可以具有在被熱處理部130中的吸收系數比在對底板基板120進行切割而制造的電子器件上的被熱處理部130以外的區域中的吸收系數大的波長。例如,在上述情況下, 即使在被加熱部160不具有吸收層150的情況下,也可以選擇性地加熱被熱處理部130。圖2示意性地示出半導體基板210的剖面的一個例子。半導體基板210包括底板基板120、被熱處理部130、和吸收層250。在本實施方式中,吸收層被形成得與底板基板120 的第1主面122接觸。被熱處理部130被配置得使被熱處理部130的一部分被吸收層250 所包圍。
吸收層250具有作為阻擋晶體生長的阻擋層的機能。例如,吸收層250阻擋被熱處理部130的前體生長成為晶體。另外,在用MOCVD法外延生長化合物半導體的晶體的情況下,吸收層250阻擋上述化合物半導體的晶體在吸收層250的表面上外延生長。吸收層250例如是氧化硅層、氧化鋁層、氮化硅層、氮氧化硅層、氮化鉭層或氮化鈦層、或者這些層層疊而成的層。吸收層250的厚度例如是0.05μπι 5μπι。吸收層250 可以是非晶硅層或者鍺層。吸收層250例如可以通過CVD法而形成。開口 256在與第1主面122大致垂直的方向上貫通吸收層250直至第1主面122。 開口 256使第1主面122露出。開口 256例如通過蝕刻等的光刻法而形成。在開口 256的內部形成有被熱處理部130。例如,作為被熱處理部130,在通過外延生長法形成SiYGei_Y晶體(0 < Y < 1)等的半導體的情況下,在吸收層250的表面生長被阻擋。結果,在開口 256 內部,被熱處理部130選擇生長。開口 256例如具有(^3)/3以上的縱橫比。如果在縱橫比為(^3)/3以上的開口 256的內部,形成具有某種程度的厚度的晶體,則包含于該晶體中的諸如晶格缺陷之類的缺陷結束在開口 256的壁面。結果,在開口 256中露出的上述晶體表面,在該晶體被形成的時刻,具有優良的結晶性。作為開口 256的面積,可以在Imm2以下,優選可以小于0. 25mm2。這里,在本說明書中,所謂“開口的縱橫比”是指“開口的深度”除以“開口的寬度” 而得到的值。例如按照電子信息通信學會編的《電子信息通信手冊(電子情報通信〃 > K O ” )第一分冊》第751頁(1988年,歐姆公司出版),記載有縱橫比為(蝕刻深度/圖案寬度)。在本說明書中,也以同樣意義使用縱橫比這一術語。另外,所謂“開口的深度”,是指在基板上層疊薄膜時的層疊方向上的深度。“開口的寬度”是指垂直于層疊方向的方向上的寬度。當有多個開口的寬度的情況下,使用最小寬度計算開口的縱橫比。例如,當從開口的層疊方向看開口的形狀為長方形時,將長方形的短邊的長度用于縱橫比的計算。其次,與制造半導體基板110的情況相同,對底板基板120照射電磁波10。選擇電磁波10的波長以使得電磁波10被吸收層250吸收。通過如上所述選擇電磁波10的波長,即使在被熱處理部130不容易吸收電磁波10的情況下,通過對底板基板120照射電磁波10,可以選擇性地加熱吸收層250。由此,可以選擇性地加熱配置在吸收層250附近的被熱處理部130,而不使底板基板120的溫度整體地上升。即,與底板基板120的沒有配置吸收層250的區域相比,可以選擇性地加熱被熱處理部130。圖3示意性地示出半導體基板310的剖面的一個例子。半導體基板310包括底板基板320、被熱處理部330、及雜質擴散區域340。半導體基板310,在不包括吸收電磁波30 而加熱被熱處理部330的吸收層這一點上,與半導體基板110和半導體基板210不同。半導體基板310通過抑制加熱雜質擴散區域340且由電磁波30選擇性地加熱被熱處理部330 而制造。在本實施方式中,底板基板320是SOI基板或者Si基板。底板基板320具有第1 主面322和第2主面324。底板基板320在第1主面322中包含Si晶體。在底板基板320 的第1主面322上形成有半導體器件的至少一部分。在底板基板320的第1主面322上例如形成半導體器件的雜質擴散區域340。被熱處理部330與圖IA中所示的被熱處理部130相同。被熱處理部330例如包括SixGei_x晶體(0 < χ < 1)。被熱處理部330例如與底板基板320的第1主面322接觸而形成。在上述SixGei_x晶體內部,由于底板基板320與上述SixGei_x晶體的晶格常數不同等,有可能產生晶格缺陷等的缺陷。通過加熱上述SixGei_x晶體而實施退火,上述缺陷在上述SixGei_x晶體內部移動,被上述SixGei_x晶體的界面或者表面、或者上述SixGei_x晶體的內部吸雜槽(gettering sink)等捕捉。結果,可以得到優良的SixGei_x晶體,該SixGei_x晶體具有降低直到到達上述SixGei_x晶體表面的貫通位錯所代表的缺陷密度的區域。例如,SixGei_x晶體包括捕捉可以在其內部移動的缺陷的缺陷捕捉部。作為一個例子,缺陷捕捉部被配置得與SixGei_x晶體中所包含的任意點的最大距離為上述退火的溫度和時間中缺陷可能移動的距離以下。這里,上述SixGei_x晶體的界面、設置于阻擋層上的開口的側壁與上述SixGei_x晶體的界面、或者上述SixGei_x晶體內部的吸雜槽是缺陷捕捉部的一個例子。SixGei_x晶體的最大寬度可以形成得不超過上述退火的溫度和時間中上述缺陷移動的距離的2倍。雜質擴散區域340形成在底板基板320的至少一部分中。雜質擴散區域340形成在底板基板320中被熱處理部330以外的部分中。雜質擴散區域340例如是MOSFET的阱、 源極區域、或者漏極區域。包含于雜質擴散區域340中的雜質通過被加熱而擴散。在形成了雜質擴散區域 340之后,在該雜質擴散區域等暴露在高溫的情況下,半導體器件的熱設計變得復雜。因此, 即使在被熱處理部330被加熱的情況下,通過將雜質擴散區域340的溫度維持在比被熱處理部330的最高可達溫度低的溫度,也可以防止熱設計變得復雜。在半導體基板310的制造中,對底板基板320照射電磁波30。電磁波30的波長被選擇得使SixGei_x晶體對電磁波30的吸收系數比SOI基板或Si基板中所包含的Si對電磁波30的吸收系數大。電磁波30例如是波長為1200nm以上ISOOnm以下的光。上述光雖然被SixGei_x晶體(0 < χ < 1)吸收,但是透過Si晶體而不被其吸收。通過將這樣的電磁波30照射到半導體基板310上,可以選擇性地加熱被熱處理部 330。電磁波30用與電磁波10同樣的方法來照射。即,被熱處理部330用與被熱處理部 130同樣的方法退火。另外,在照射電磁波30之前可以對底板基板320預加熱。底板基板320也可以包含形成于底板基板320上的電子元件的活性區域。電子元件例如是諸如MOSFET、MISFET, HBT (異質結雙極晶體管)、和HEMT (高電子遷移率晶體管) 之類的半導體器件、諸如LED之類的發光器件、諸如光傳感器之類的光接收器件、或者電容等無源元件。這時,優選選擇電磁波30以使被熱處理部130對其的吸收系數比上述電子元件的至少一部分區域對其的吸收系數大。作為一個例子,該至少一部分區域是電子元件的活性區域。在底板基板320上形成的半導體器件的至少一部分可以包含接觸而設置的半導體和電介質。半導體和電介質的界面例如用作形成MOSFET的活性區域的MOS柵極界面。上述MOS柵極界面的耐熱性低。因此,如果該界面長時間暴露在高溫條件下,上述MOSFET的特性有可能惡化。因此,通過使用在被熱處理部330中的吸收系數比在Si中的吸收系數大的電磁波 30、選擇性地加熱被熱處理部330,在加熱被熱處理部330期間,可以抑制該界面長時間暴露在高溫條件下。電磁波30的波長可以選擇得使被熱處理部330對其的吸收系數比上述半導體和上述電介質對其的吸收系數大。圖4是示意性地示出半導體基板410的剖面的一個例子。半導體基板410通過對底板基板420照射電磁波12而制造。底板基板420包括保護層426、導入雜質的區域430、 和吸收層450。底板基板420包括第1主面422和第2主面424。半導體基板410的底板基板420、第1主面422、和第2主面424,與半導體基板110的底板基板120、第1主面122、 和第2主面IM等同。區域430是被熱處理部130的一個例子。在區域430中,例如,通過離子注入法導入雜質。吸收層450設置于區域430的上方。保護層似6保護底板基板420中應被加熱的區域以外的區域不受電磁波12影響。在保護層4 中形成有開口 428。在本說明書中,所謂“A的上方”,是指以“A”為起點、在朝著向被熱處理部130照射電磁波12的照射源的方向延伸的線上、包含“A”的面上的任意位置。“A”例如是底板基板120和被熱處理部130。即,例如,所謂“A的上方”,可以指“A”與照射電磁波12的照射源之間的任意的位置。更具體地,設置吸收層450以使得區域430被夾在吸收層450和底板基板420之間。例如,所謂“區域430的上方”,相對于區域430與吸收層450的界面,相當于與底板基板420的相反的一側。所謂“A的下方”,是指以“A”為起點、在與朝著照射到被熱處理部130的電磁波的照射源的方向相反的方向上延伸的線上的任意位置。S卩,所謂“A的下方”,可以指以“A”為起點、與“A的上方”相反的一側的任意位置。半導體基板410通過對底板基板420照射電磁波12、選擇性地加熱吸收層450而制造。在電磁波12照射底板基板420整體的情況下,通過保護層4 抑制區域430以外的區域被電磁波12加熱。由此,可以將區域430以外的區域的最高可達溫度維持在比區域430 的最高可達溫度低的溫度。結果,在半導體基板410中,可以選擇性地加熱被吸收層450所覆蓋的區域430。通過選擇性地加熱區域430,可以激活雜質區域。保護層4 遮蔽電磁波12的至少一部分,使透射保護層4 之后的電磁波12的強度減弱。由此,保護存在于電磁波12的透射方向上的區域。由此,可以保護比被熱處理部 130耐熱性低的區域不受電磁波12或因電磁波12的照射而產生的熱的影響。保護層似6 可以包括反射電磁波12的至少一部分的反射層。反射層是例如Ag、Au、和Al等的金屬薄膜。保護層似6可以包括散射電磁波12的至少一部分的散射層。散射層例如是包含微粒子的樹脂層、或使微粒子分散到折射率不同的電介質中的層。微粒子可以是透明的微粒子,例如,可以是諸如膠體二氧化硅之類的陶瓷的微粒子。散射層例如通過涂敷法形成。 散射層使入射到保護層426內部的電磁波10的至少一部分散射、且使電磁波10的行進方向變化。這樣,在保護層426內部電磁波12的移動距離變長、抑制電磁波12到達應被保護而不受電磁波12影響的區域。保護層426由多種材料構成。金屬薄膜這樣的反射體、以及微粒子這樣的散射體被配置得嵌入于例如氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層或氧化鋁層、或者由這些層層疊而成的層的內部。保護層似6可以包括對因電磁波12的照射而產生的熱進行擴散的熱擴散層。由此,保護層似6保護存在于因電磁波12的照射而產生的熱的熱傳遞方向上的區域。熱擴散層例如是氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層或氧化鋁層、或者由這些層層疊而成的層。熱擴散層可以由多層構成。由此,由于通過層與層之間的接觸熱阻抗抑制熱能的傳導,可以進一步降低到達應保護而不受電磁波12影響的區域的熱量。保護層426,作為一個例子,在電磁波的透射方向上按保護層426、底板基板420的順序配置。保護層似6可以與底板基板420的第1主面422接觸而形成。在圖4中,雖然保護層似6被形成得全面地覆蓋底板基板420,但是保護層似6也可以被形成得保護區域 430以外的部分的至少一部分。例如,保護層似6形成在配置于半導體基板410上的耐熱性低的區域的上方。開口 428,作為一個例子,在大致垂直于第1主面422的方向上貫通保護層似6直至第1主面422。開口 4 使區域430的至少一部分露出。在本實施方式中,由于底板基板 420的開口 4 以外的區域被保護層4 覆蓋,所以該區域被保護而不受電磁波12或因電磁波12的照射而產生的熱的影響。通過調整從開口 4 露出的區域430的面積,可以調整雜質區域的大小。即,也可以不使區域430的全部從開口 4 露出,而使區域430的一部分從開口 4 露出。開口 4 可以例如通過蝕刻等的光刻法形成。吸收層450,除了至少一部分形成在開口似8內部以外,與吸收層150和吸收層 250等同。吸收層450優選被形成得在開口 4 的內部、與區域430的至少一部分接觸。由此,吸收層450可以通過吸收電磁波12而產生的熱來加熱區域430。其結果,吸收層450可以選擇性地加熱區域430。其次,與制造半導體基板110的情形相同,對底板基板420照射電磁波12。電磁波12的波長被選擇得使吸收層450對電磁波12的吸收系數比區域430對電磁波12的吸收系數大。另外,電磁波12的波長被選擇得使電磁波12的至少一部分被保護層4 遮蔽。 電磁波12除了所選擇的波長以外與電磁波10等同。通過如上所述選擇電磁波12的波長,即使在區域430不容易吸收電磁波12的情況下,通過對半導體基板410照射電磁波12而選擇性加熱吸收層450,可以選擇性地加熱區域430。另外,由于電磁波12的至少一部分被保護層似6遮蔽,所以可以將被保護層似6 保護的區域的溫度維持在比區域430的最高可達溫度低的溫度。如上所述,通過對導入雜質的區域430選擇性地進行退火,可以激活雜質區域。區域430的退火,可以在與被熱處理部130的退火同樣的條件下實施。另外,在照射電磁波12 之前,也可預先加熱半導體基板410。圖5示意性地示出了電子器件500的剖面的一個例子。電子器件500包括半導體基板510、第2電子元件580、配線592、配線594、和配線596。半導體基板510包括底板基板520、阻擋層554、SixGei_x晶體562、和III-V族化合物半導體566。底板基板520包括第1主面522和第2主面524。在底板基板520中例如形成有第1電子元件570。第1電子元件570包括阱571、源極區域572、漏極區域574、柵極電極 576、及柵極絕緣膜578。在阻擋層M4上形成有開口 556、開口 593、和開口 595。第2電子元件580包括輸入輸出電極587、輸入輸出電極588、和柵極電極589。第2電子元件580形成在III-V族化合半導體566上。阻擋層5M保護的第1電子元件570不受電磁波影響。半導體基板510通過對底板基板520照射不易被阻擋層5M吸收的電磁波、選擇性地加熱SixGei_x晶體562來制造。阻擋層5M可以具有用作熱傳導抑制層的功能,該熱傳導抑制層抑制受電磁波照射而產生的熱被傳導到第1電子元件570。另外,阻擋層5M阻擋SixGei_x晶體562和III-V族化合物半導體566的前體生長成為晶體。例如,在用MOCVD法使III-V化合物半導體566的晶體外延生長的情況下,阻擋層554阻擋III-V族化合物半導體566的晶體在阻擋層554的表面外延生長。阻擋層5M 例如是氧化硅層、氧化鋁層、氮化硅層、氮氧化硅層、氮化鉭層或氮化鈦層、或者這些層層疊而成的層。阻擋層554的厚度例如是0.05μπι 5μπι。阻擋層554,與底板基板520的第 1主面522接觸而形成。阻擋層5Μ例如可以通過CVD法而形成。開口 556在與第1主面522大致垂直的方向上貫通阻擋層5Μ直至第1主面522。 開口 556使第1主面522露出。這樣,可以使晶體選擇性地生長在開口 556的內部。開口 556例如可以通過蝕刻等而形成。開口 593和開口 595在大致垂直于第1主面522的方向上貫通阻擋層554。開口 593和開口 595分別使源極區域572和漏極區域574露出。在開口 593和開口 595的內部, 分別形成有配線592和配線594的一部分。這樣,第1電子元件570與第2電子元件580 等的其它電子元件電結合。開口 593和開口 595例如可以通過反應性離子蝕刻而形成。SixGeh晶體562是提供用于使III-V族化合物半導體566生長的良好的晶種面的晶種的一個例子。這里,X表示滿足0 < X < 1的實數。SixGeh晶體562抑制存在于底板基板520或第1主面522中的雜質對III-V族化合物半導體566的結晶性產生壞影響。 SixGei_x晶體562設置于開口 556內部。SixGe1^x晶體562例如與第1主面522接觸而形成。SixGei_x晶體562例如可以通過CVD法等的外延生長法而形成。這時,由于阻擋 SixGei_x晶體562的前體在阻擋層Μ4的表面上生長成為晶體,所以SixGei_x晶體562選擇生長在開口 556內部。由此,可以局部地形成SixGeh晶體562。優選地,對SixGei_x晶體562 進行退火。SixGei_x晶體562的退火可以在與被熱處理部130的退火相同的條件下實施。由此,可以降低在SixGei_x晶體562中以到達至表面的貫通位錯為主的內部的缺陷密度,可以提供用于III-V族化合物半導體566的良好的晶種面。在上述退火中,吸收電磁波而產生熱、加熱SixGei_x晶體562的吸收層形成于基板上,之后,通過對基板照射上述吸收層可以吸收的電磁波,加熱SixGei_x晶體562。優選地, 吸收層中產生的熱量與電磁波的能量的比率,比對第1電子元件570或阻擋層554的至少一部分照射電磁波的情況下產生的熱量與電磁波的能量的比率大。由此,對于具有規定波長的電磁波,即使在SixGei_x晶體562對該電磁波的吸收系數與阻擋層5M或第1電子元件 570對該電磁波的吸收系數接近的情況下,相對于阻擋層5M或第1電子元件570,可以選擇性地加熱SixGei_x晶體562。III-V族化合物半導體566,與SixGei_x晶體562晶格匹配或準晶格匹配。III-V 族化合物半導體566是GaAs等。作為一例子,III-V族化合物半導體566與SixGei_x晶體 562接觸而形成。在III-V族化合物半導體566是GaAs或與GaAs晶格匹配或準晶格匹配的半導體的情況下,SixGei_x晶體562中的χ優選為0彡χ彡0. 1,更優選為χ = 0。如果χ彡0. 1, 則由于SixGei_x晶體562與III-V族化合物半導體566的晶格常數之差變得更小,所以缺陷不容易產生。
這里,在本說明書中,所謂“準晶格匹配”,不是完全的晶格匹配,而是指由于兩個半導體的晶格常數的差很小,在因晶格不匹配而產生的缺陷不顯著的范圍內,可以將兩個半導體層層疊的狀態。這時,通過各半導體的晶體晶格在能夠彈性形變的范圍內變形,吸收上述晶格常數的差。例如,Ge和GaAs的層疊狀態被稱為準晶格匹配。SixGei_x晶體562和III-V族化合半導體566之間的界面可以位于開口 556的內部。III-V族化合半導體566通過例如MOCVD法等的外延生長法而形成。另外,在底板基板520是如Ge基板和GOI基板那樣、在第1主面522上具有SixGei_x晶體(0 < χ < 1)的基板的情況下,III-V族化合物半導體566可以以SixGei_x晶體(0彡χ < 1)為晶種、與第 1主面522接觸而形成。在通過MOCVD法使III-V族化合物半導體566外延生長的情況下,在基板上形成吸收電磁波而產生熱、對SixGei_x晶體562加熱的吸收層的狀態下,可以在對底板基板520 照射上述吸收層能夠吸收的電磁波時,供給反應容器供給原料氣體。這樣,在經過退火的 SixGei_x晶體562的表面上,可以選擇性地形成與SixGei_x晶體562晶格匹配或準晶格匹配的III-V族化合物半導體。在這種情況下,底板基板520的溫度,特別是形成第1電子元件570的區域的溫度,被維持在650°C以下,優選在450°C以下。這樣,可以抑制因熱而引起第1電子元件570 劣化。另外,在底板基板520上形成SixGei_x晶體562的情況以及對SixGei_x晶體562退火的情況中的任何一種情況下,底板基板520的溫度被維持在650°C以下,優選在450°C以下。在用MOCVD法生長III-V族化合物半導體566的情況下,可以使用生長壓力在 0. IkPa以上IOOkPa以下的條件。不優選生長壓力高,因為如果生長壓力高,則在阻擋層上也容易生長晶體。優選的生長壓力在50kPa以下。III-V族化合物半導體566的生長速度取決于設置在阻擋層5M上的開口 556的面積比((開口的底面積)/(阻擋層與基板接觸的面的面積))。隨著開口 556的面積比變小,許多原料集中于開口,生長速度變大。第1電子元件570可以形成于底板基板520的在開口 556露出的區域以外的區域。 在本實施方式中,雖然MOSFET被例示為第1電子元件570,但是第1電子元件570也可以是 MOSFET以外的元件。第1電子元件570例如包括第2電子元件580的驅動電路、改善第2電子元件580 的輸入輸出特性的線性的修正電路、及第2電子元件580的輸入段的保護電路中的至少一種。第1電子元件570可以是MISFET、HBT、和HEMT等的半導體器件、諸如半導體激光器、發光二極管、發光間流管之類的發光器件、諸如光傳感器、光接收二極管之類的光接收器件、 以及太陽能電池這樣的設備中所包含的有源元件。第1電子元件570可以是諸如電阻、電容器、及電感器等的無源元件。在本實施方式中,雖然例示HBT作為第2電子元件580,但是第2電子元件580也可以包括模擬電子器件、諸如LED之類的發光器件、以及諸如光傳感器之類的光接收器件中的至少一種電子元件。第2電子元件580也可以是諸如MOSFET、MISFET、HBT、和HEMT等的半導體器件、諸如半導體激光器、發光二極管、發光間流管等的發光器件、諸如光傳感器、 光接收二極管等的光接收器件、以及太陽能電池中所包含的有源元件。第1電子元件570 可以是諸如電阻、電容器、電感器等中所包含的無源元件。輸入輸出電極587、輸入輸出電極588、和柵極電極589的材料例如是導電性的材料、是諸如Al、W、Ti等的金屬、或者高濃度地摻雜雜質的半導體。輸入輸出電極587、輸入輸出電極588、和柵極電極589,例如通過真空蒸鍍法或者鍍敷法等而形成。配線592、配線594、和配線596,將第1電子元件570或第1電子元件570與其它電子元件等電結合。配線592、配線594、和配線596的材料可以是導電性材料,例如可以利用諸如Al、Cu、Au、W、Ti等的金屬或者摻雜雜質的半導體。配線592、配線594、和配線596 例如可以通過真空蒸鍍法或者鍍敷法等而形成。另外,半導體基板510可以包括多個第1電子元件570。一個第1電子元件570可以與多個第2電子元件580電結合。另外,半導體基板510還可以包括多個第2電子元件 580。一個第2電子元件580可以與多個第1電子元件570電結合。圖6示出了表示電子器件500的制造方法的一個例子的流程圖。在S602步驟,在底板基板520上形成第1電子元件570。接著,在S604步驟,形成阻擋SixGei_x晶體562的前體生長成為晶體且保護第1電子元件570不受電磁波10影響的阻擋層554,以使其至少覆蓋第1電子元件570。其次,在S606步驟,在覆蓋第1電子元件570的區域以外的阻擋層 554的區域上形成貫通至底板基板520的開口 556。接著,在S608步驟,在開口 556內形成作為被熱處理部的SixGei_x晶體562。艮口, 在開口 556內,使SixGei_x晶體562的前體生長成為晶體。還有,在S610步驟,設置吸收電磁波10而選擇性地加熱SixGei_x晶體562的吸收層。在S612步驟,通過在加熱底板基板整體時照射電磁波,通過吸收層產生的熱對SixGei_x晶體562進行退火。其次,在S614步驟,使III-V族化合物半導體566在SixGei_x晶體562上晶體生長。在S616步驟,在III-V族化合物半導體566上形成第2電子元件580。最后,在S618 步驟,在阻擋層5M中形成開口 593和開口 595。還有,形成配線592、配線594、和配線596, 可以得到電子器件500。以下,用圖7至圖11,說明制造半導體基板510的方法的一個例子。圖7示意性地示出半導體基板510的制造過程中的剖面的一個例子。首先,第1電子元件570形成在底板基板520上。如圖7所示,第1電子元件570的至少一部分形成在底板基板520上。底板基板520例如是Si基板或者SOI基板。圖8示意性地示出了半導體基板510的制造過程中的剖面的一個例子。如圖8中所示,阻擋層5M與底板基板520的第1主面522接觸而形成。阻擋層5M例如是Si02。阻擋層554的厚度,作為一個例子,是0.05μπι 5μπι。阻擋層5 可以通過CVD法形成。在阻擋層5M上,例如通過諸如蝕刻等的光刻法形成開口 556。開口 556可以具有(^3)/3 以上的縱橫比。圖9示意性地示出半導體基板510的制造過程中的半導體基板910的一個例子。 如圖9所示,通過外延生長法在開口 556內形成SixGei_x晶體962,SixGei_x晶體962是被熱處理部的一個例子。SixGei_x晶體962與關于圖IA至圖2而說明的被熱處理部130對應。 在降低晶格缺陷密度階段,通過對SixGei_x晶體962照射電磁波,可以降低SixGe1-,晶體962 內部的晶格缺陷密度。在對SixGei_x晶體962照射電磁波之前,在SixGei_x晶體962上形成吸收層950。 吸收層950的至少一部分可以形成于開口 556的內部。吸收層950也可以與SixGei_x晶體 962的至少一部分接觸而形成。吸收層950例如是非晶硅。吸收層950例如可以通過CVD法形成。例如,SixGei_x晶體962通過在原料氣體的一部分中包含鹵素的CVD法而形成。由于阻擋SixGei_x晶體962的前體在阻擋層5M的表面上生長成為晶體,所以SixGei_x晶體962 選擇生長在開口 556內部。這時,在SixGei_x晶體962內部,有可能產生諸如晶格缺陷之類的缺陷。通過對SixGei_x晶體962退火,可以降低SixGei_x晶體962內部的缺陷密度。但是, 在底板基板520上,由于已經形成了第1電子元件570的一部分,所以如果實施在800°C 900°C的高溫退火,那么有可能損傷第1電子元件570。另外,在阱571、源極區域572、和漏極區域574中包含的雜質進一步擴散。但是,在本實施方式中,通過阻擋層M4保護第1電子元件570不受電磁波影響,可以防止第1電子元件570的損傷。為了保護第1電子元件570不受電磁波影響,優選地,選擇電磁波的波長以使阻擋層陽4以及第1電子元件570對該電磁波的吸收系數變小。結果,SixGei_x晶體962對上述電磁波的吸收系數變小,有可能不能有效地加熱SixGei_x晶體962。即使在這樣的情況下,通過產生的熱量與所照射的電磁波的能量的比率比對 SixGei_x晶體962照射電磁波的情況下產生的熱量與電磁波能量的比率大的吸收層950,可以選擇性地加熱SixGei_x晶體962。這時,優選吸收層950形成在相比于第1電子元件570 更靠近SixGei_x晶體962的位置。由此,即使第1電子元件570的耐熱溫度比SixGei_x晶體 962的退火溫度低的情況下,也可選擇性地加熱SixGei_x晶體962而不損傷第1電子元件 570。優選地,吸收層950產生的熱量相對于所照射的電磁波的能量的比率,與對第1電子元件570照射相同電磁波的情況下第1電子元件產生的熱量相對于電磁波的能量的比率相比更大。由此,可以選擇性地加熱SixGei_x晶體962而不損傷第1電子元件570。另外,在選擇性地加熱SixGei_x晶體962的步驟之前,也可預先加熱半導體基板 910。預加熱例如可以通過以下方式來實施使被加熱到一定溫度的支持體與底板基板520 的第2主面5M接觸,通過從上述支持體向半導體基板910的熱傳導而整體地加熱半導體基板910,加熱SixGei_x晶體962和第1電子元件570。另外,預加熱可以通過從底板基板 520的第2主面5 側照射被底板基板520吸收的電磁波而整體地加熱半導體基板910來實施。另外,預加熱以使得第1電子元件570的溫度不超過第1電子元件570熱劣化的溫度的方式被實施。圖10示意性地示出半導體基板510的制造過程中的半導體基板910—個例子。如圖10所示,從底板基板520的上方照射電磁波14。電磁波14可以是連續光,另外也可以是閃光燈的閃光。電磁波14除了被選擇的波長之外與電磁波10等同。在本實施方式中,電磁波14的波長被選擇得使得阻擋層5M和第1電子元件570 對電磁波14的吸收系數比吸收層950對電磁波14的吸收系數小。另外,電磁波14被吸收層950吸收,選擇性地加熱吸收層950。通過來自吸收層950的熱傳遞,加熱SixGei_x晶體 962,對SixGei_x晶體962實施退火。上述退火,在與被熱處理部130的退火相同的條件下實施。這時,由于第1電子元件570不容易吸收電磁波14,所以抑制第1電子元件570的溫度上升。通過上述退火,可以降低SixGei_x晶體962的缺陷密度,得到結晶性優良的SixGei_晶體562。例如,貫通至SixGei_x晶體562的表面的貫通位錯的平均位錯密度在105cm_2以下。 即,在降低SixGei_x晶體562的晶格缺陷密度階段,通過電磁波14的照射,可以將SixGei_x晶體562內部的平均位錯密度降低到IO5CnT2以下。平均位錯密度可以通過蝕刻坑法或者用透射型電子顯微鏡進行平面剖面觀察而測定。在形成SixGei_x晶體562之后,吸收層950可以通過蝕刻等而被去除。使關于圖9說明的SixGei_x晶體962的前體生長成為晶體的步驟、和關于圖10而說明的降低SixGei_x晶體962的晶格缺陷密度的步驟,可以在同一反應容器內部實施。另外,在使SixGei_x晶體962的前體生長成為晶體的步驟之后,不讓SixGei_x晶體962暴露在大氣中,而可以相繼地實施降低SixGei_x晶體962的晶格缺陷密度的步驟。圖11示意性地示出半導體基板510的剖面的一個例子。在圖11中,通過蝕刻等去除圖10中所示的吸收層950。在去除吸收層950之后,在平均位錯密度降低了的SixGeh 晶體962上形成III-V族化合物半導體566。優選地,III-V族化合半導體566與SixGei_x 晶體562晶格匹配或者準晶格匹配。III-V族化合物半導體566以具有優質結晶性的SixGei_x晶體562的表面作為晶種面外延生長。III-V族化合物半導體566例如可以通過MOV⑶法形成。之后,形成第2電子元件580、配線592、配線594、以及配線596等,使第1電子元件570與第2電子元件580 電結合,可以得到電子器件500。另外,在晶體生長III-V族化合物半導體的步驟中,也可以使用在降低SixGei_x晶體562的晶格缺陷密度的步驟中照射電磁波的光源,再次對底板基板520照射相同的電磁波。在圖11中,雖然去除了圖10中所示的吸收層950,但是也可殘留吸收層950的一部分。例如,在吸收層950是絕緣體或絕緣體的前體的情況下,通過殘留吸收層950的一部分,可以使III-V族化合物半導體566與底板基板520絕緣。上述絕緣體的前體也可以是被氧化而成為絕緣體的III-V族化合物半導體。例如,上述絕緣體的前體,是包含Al或B 的III-V族化合物半導體。上述絕緣體,例如是通過氧化絕緣體的前體而得到的氧化物電介質,該絕緣體的前體包括包含Al的III-V族化合物半導體。上述絕緣體和上述絕緣體的前體可以與SixGei_x晶體562晶格匹配或準晶格匹配。根據形成吸收層的位置及吸收層的種類,在吸收層形成于半導體基板910的狀態下,可以使III-V族化合物半導體566晶體生長。由此,在抑制第1電子元件570的溫度上升時,可以形成與SixGei_x晶體562晶格匹配或準晶格匹配的III-V族化合物半導體566。 例如,在吸收層形成在距離SixGei_x晶體562比距離阻擋層554內部的第1電子元件570更近的位置的狀態下,在對基板照射吸收層可以吸收的電磁波時,向反應容器提供原料氣體。 由此,在經過退火的SixGei_x晶體562表面上,可以選擇性地形成與SixGei_x晶體562晶格匹配或準晶格匹配的III-V族化合物半導體。這時,底板基板520的溫度,特別地,形成第1電子元件570的區域的溫度被維持在650°C以下,優選在450°C以下。這樣,可以抑制因熱而引起第1電子元件570劣化。另外,優選地,即使在底板基板520上形成SixGei_x晶體562期間、對半導體基板910預加熱期間、以及對SixGei_x晶體562退火期間中,底板基板520的溫度也被維持在650°C以下,優選在450°C以下。
另外,在本實施方式中,雖然說明電磁波14的波長被選擇得使阻擋層5M和第1 電子元件570對電磁波14的吸收系數比吸收層950對電磁波14的吸收系數小的情況,但是電子器件500的制造方法不限于此。作為底板基板520,準備SOI基板或者Si基板這樣的包含Si的底板基板,通過對SixGei_x晶體562照射電磁波,其中SixGei_x晶體562對該電磁波的吸收系數比SOI基板或者Si基板中包含的Si對該電磁波的吸收系數大,可以選擇性地加熱SixGei_x晶體562。在這種情況下,不形成吸收層950也可以。圖12示意性地示出熱處理裝置1200的剖面的一個例子。圖12與配置于熱處理裝置1200內部的底板基板1280 —起示出熱處理裝置1200。熱處理裝置1200是反應裝置的一個例子。底板基板1280例如具有與底板基板120、底板基板320、底板基板420、以及底板基板520中任何一個相同的構成。作為一個例子,在底板基板1280的第1主面1282上設置有要被熱處理的被熱處理部130和吸收層150。熱處理裝置1200是反應裝置的一個例子。例如,熱處理裝置1200對底板基板1280 實施快速退火等的熱處理。另外,熱處理裝置1200也可以兼用作在底板基板1280上形成 Si晶體、SixGei_x晶體(0彡χ < 1)、以及化合物半導體晶體等的CVD裝置。熱處理裝置1200包括熱處理爐1210、燈單元1230和燈單元1M0、輻射溫度計 1252、以及控制部1260。熱處理爐1210包括晶片裝載口 1212、氣體流入部1214、氣體排出部1216、和蓋部1222。燈單元1230包括燈1232、反射部件1234、濾波器1236、以及電源部1238。燈單元1240包括燈1M2、反射部件1M4、以及電源部1248。熱處理爐1210將底板基板1280收容在內部。熱處理爐1210是反應容器的一個例子。熱處理爐1210例如具有中空的圓筒形狀。晶片裝載口 1212用于底板基板1280的裝載或卸載。蓋部1222密閉晶片裝載口 1212。另外,蓋部1222可以包括在熱處理裝置1200 的內部支持底板基板1280的支持體12M。由此,熱處理爐1210可以將底板基板1280保持在內部。支持體12M例如是石墨制的基座。在支持體12M上,可以設置作為測量支持體 1224的溫度的加熱溫度測量部的溫度傳感器。底板基板1280可以被設置得使得與支持體 12M接觸。在這種情況下,支持體12M與底板基板1280的下部溫度大致相同。因此,上述溫度傳感器可以測量底板基板1280的背面的溫度。例如,上述溫度傳感器可以測量形成在底板基板1280上的耐熱性小的部分的溫度。上述溫度傳感器可以測量形成在底板基板 1280上的Si器件或者III-V族化合物半導體器件附近的溫度。在熱處理爐1210中,惰性氣體等從氣體流入部1214提供到熱處理爐1210的內部。另外,熱處理爐1210內部的氣體可以從氣體排出部1216排出。另外,氣體流入部1214 將CVD、MOCVD等的原料氣體提供到熱處理爐1210的內部。例如,氣體流入部1214向熱處理爐1210內部提供原料氣體1290和載氣等。載氣例如是氫氣。在熱處理爐1210的內部,通過原料氣體1290發生反應,半導體的晶體外延生長在保持于熱處理爐1210的內部的底板基板1280上。反應容器內的殘存氣體等從氣體排出部 1216排出。雖然圖中未示出,但是氣體排出部1216可以與真空系統連接。原料氣體1290的溫度比底板基板1280的溫度低。優選地,在對底板基板1280照射電磁波、使半導體的晶體外延生長期間,通過原料氣體1290冷卻底板基板1280。通過在冷卻底板基板1280時照射電磁波,可以在維持被熱處理部130與底板基板1280的被熱處理部130以外的區域的溫度差的同時,選擇性地加熱被熱處理部130。燈單元1230是照射部的一個例子。燈單元1230被配置在底板基板1280的第1 主面1282 —側。燈單元1230從底板基板1280的第1主面1282 —側對底板基板1280照射電磁波。由此,燈單元1230對底板基板1280加熱。各個燈1232產生電磁波。燈1232例如產生包含紅外線的光。各個燈1232也可以產生均勻地照射底板基板1280整體的電磁波的非相干光。熱處理裝置1200,例如,通過并列配置多個廉價的光源,對底板基板120整體均勻地照射電磁波,可以一下子對大面積的底板基板120進行熱處理。燈1232,例如,是高強度放電燈、鹵素燈、氙氣燈、或者LED燈。 高強度放電燈,例如,是高壓水銀燈、金屬鹵化物燈、或者鈉燈。燈單元1230可以連續地照射電磁波,也可以多次照射脈沖狀的電磁波。燈單元 1230可以根據照射電磁波的用途來確定照射脈沖狀的電磁波的時間和次數。例如,燈單元1230,通過對底板基板1280多次照射脈沖狀的電磁波,實施快速退火。在快速退火中,燈單元1230使用氖燈等閃光燈,對底板基板1280照射閃光。底板基板 1280的表層部分在短時間被加熱至例如1000°C以上的高溫。另外,通過在掃描底板基板 1280的同時將來自閃光燈的閃光照射到底板基板1280上,對底板基板1280的整個面加熱。閃光燈照射的電磁波的脈沖寬度,例如是Ins 100ms。在高溫下對底板基板1280 進行熱處理的情況下,優選電磁波的脈沖寬度短。然而,在上述脈沖寬度小于0. Ims的情況下,光脈沖的控制變得很難。因此,電磁波的脈沖寬度優選為0.1ms 10ms。這里,在本說明書中,所謂脈沖寬度,意思是脈沖波形的電平維持在峰值的1/2以上的大小的時間寬度。閃光的光照射量可以根據熱處理對象和可能利用的燈而任意選擇。光照射量,例如是2 50J/cm2。另外,在本說明書中,所謂閃光燈的光照射量,是指閃光燈輸出的電磁波的能量(單位J)除以閃光燈照射到底板基板1280上的區域的面積(單位cm2)而得到的值。在多次照射閃光的情況下,閃光的脈沖間隔,考慮閃光燈光源的輸出性能和反復充放電性能、以及被熱處理部130的放熱性而設定。例如,被熱處理部130的溫度被設定得使得到達所必需的退火溫度、且底板基板1280中被熱處理部130以外的溫度沒有達到規定的溫度以上。上述脈沖間隔例如在Is以上。在脈沖間隔過短的情況下,充放電所需要的設備負擔變得過大。另外,由于在底板基板1280中熱能來不及釋放,所以有可能導致被熱處理部130以外的區域的不必要的溫度上升。另一方面,在上述脈沖間隔過長的情況下,處理時間變長,且熱處理所需要的能量增加。閃光燈的脈沖發光次數以及各脈沖的脈沖寬度可以自由地設定,以達到被熱處理部130充分退火的效果。通過調整閃光燈的脈沖次數或者各脈沖的脈沖寬度,可以調整熱處理的溫度和持續時間。例如,被熱處理部130包含SixGei_x晶體(0 < χ < 1),在通過使用連續光的連續退火對被熱處理部130進行退火的情況下,上述熱處理的溫度和持續時間為850°C 900°C、 2 10分鐘。退火溫度例如是比被熱處理部130的熔點低的溫度。在快速退火中,作為一個例子,使用光照射量為5J/cm2的燈,在脈沖寬度為lms、脈沖間隔為30s的條件下照射在0. 2μπι 1. 5μπι波長范圍、具有廣泛的發射光譜成分的閃光5次左右。這樣,累計照射5ms左右、可以使被熱處理部130的最高可達溫度為750°C 800 "C。可以將底板基板1280提前預加熱到400 600°C左右,同樣使用光照射量為5J/ cm2的燈、在脈沖寬度為5ms、脈沖間隔為30s的條件下可以照射具有同樣的波長范圍的閃光5次左右。這樣,可以使被熱處理部130的最高可達溫度為850°C 900°C。也可以對底板基板1280實施多階段退火。例如,在沒有達到被熱處理部130的熔點的溫度下實施高溫退火,之后,在比高溫退火的溫度低的溫度下實施低溫退火。另外,可以反復實施這樣的2階段退火多次。高溫退火的溫度和持續時間,在被熱處理部130包含 SixGei_x晶體(0 ^ χ < 1)的情況下,例如為850900°C、2 10分鐘。低溫退火的溫度和持續時間,例如為6007800C>2 10分鐘。在通過快速退火對被熱處理部130進行退火的情況下,可以通過調整脈沖寬度和脈沖間隔等條件,實施上述多階段退火。例如,在通過快速退火實施2階段退火的情況下, 調整脈沖寬度等條件,以使得通過1次閃光照射,被熱處理部130的最高可達溫度落于高溫退火的溫度范圍內。另外,在直至照射下一閃光的期間中,被熱處理部130的溫度下降。因此,可以調整脈沖間隔,以使得通過下一閃光的照射,被熱處理部130的溫度落在低溫退火的溫度范圍內。反射部件1234反射以使得由燈1232所照射的電磁波中的、不朝向底板基板1280 的電磁波朝向底板基板1280。電源部1238,例如,基于從控制部1260輸入的信號,調整提供給燈1232的電流。濾波器1236被配置于底板基板1280與燈1232之間。濾波器1236可以遮斷底板基板1280能夠吸收的電磁波的波長成分的至少一部分。濾波器1236吸收燈1232所產生的電磁波中的特定的波長成分。例如,濾波器1236遮斷在燈1232照射的電磁波的波長成分中、底板基板1280的被熱處理部130以外的區域的吸收系數比底板基板1280的被熱處理部130的吸收系數大的波長成分。在底板基板1280具有被保護部的情況下,濾波器1236可以包含與被保護部相同的材料。例如,在被保護部是形成在Si基板、SOI基板等的Si晶體上的MOSFET的情況下, 通過使用如Si晶體基板那樣的包含Si晶體的濾波器,可以得到不被Si晶體吸收但卻可以選擇性地加熱SixGei_x晶體(0 < χ < 1)的電磁波。另外,例如,作為濾波器,通過使用形成有SiO2層的Si晶體基板,可以得到不被Si晶體和S^2吸收但卻可以選擇性地加熱SixGei_x 晶體(0彡χ < 1)的電磁波。在熱處理裝置1200通過快速退火對包含SixGei_x晶體的被熱處理部130進行退火的情況下,可以使用加熱部,將底板基板1280的整體提前預加熱至400°C 600°C左右。另外,在從第2主面1284側對底板基板1280預加熱之后,熱處理裝置1200可以在將底板基板1280整體的溫度維持在規定的溫度的同時從第1主面1282側向底板基板1280照射電磁波。熱處理裝置1200也可以加熱底板基板1280以使得通過設置于底板基板1280下方的熱源對底板基板1280整體施加的熱量大致等于從底板基板1280所輻射的熱量。熱處理裝置1200通過預加熱底板基板1280,可以減少電磁波的脈沖振幅。實施預加熱以使得被熱處理部130以外的區域的溫度不超過被熱處理部130以外的區域熱劣化的溫度。這里,所謂被熱處理部130以外的區域熱劣化的溫度,意思是被熱處理部130以外的區域的特性超過在設計上確定的容許范圍的溫度。預加熱例如可以通過將反應容器中支持底板基板1280的支持體加熱至一定溫度來實施。例如,使被加熱到一定溫度的支持體與底板基板1280的第2主面1284相接觸,通過從該支持體向底板基板1280的熱傳導,預加熱底板基板1觀0。支持體例如通過將支持體能吸收的電磁波照射到第1主面1282上而被加熱。另外,支持體可以通過加熱器等被電熱加熱。在預加熱中,通過從第2主面1284側照射底板基板1280可能吸收的電磁波,可以加熱底板基板1280。各燈單元1240被配置在底板基板1280的第2主面1284側。燈單元1240從底板基板1280的第2主面1284側向底板基板1280照射電磁波。這樣,燈單元1240可以加熱支持體12M。另外,燈單元1240可以經支持體12M整體地加熱底板基板1280。底板基板 1280例如通過從支持體12M的熱傳遞而被加熱。各個燈1242產生電磁波。燈1242例如產生包含紅外線的光。燈1242可以產生非相干光。這樣,通過并列配置多個廉價的燈1對2,可以一下子熱處理大面積的底板基板 1280。燈1242例如可以是高強度放電燈、鹵素燈、氙氣燈、和LED燈。高強度放電燈例如是高壓水銀燈、金屬鹵化物燈、或者鈉燈。另外,加熱部不限于燈單元1240。加熱部可以通過電阻加熱而整體地加熱支持體12 或者底板基板1280。熱處理裝置1200可以在用燈單元1240照射電磁波的同時從底板基板1280的上方由燈1232照射電磁波。熱處理裝置1200通過使用燈單元1240、連續照射電磁波,在將底板基板1280的背面的溫度保持在一定溫度范圍內的狀態下,可以加熱被熱處理部130。結果,被熱處理部130的溫度控制變得容易。反射部件1244反射以使得由燈1242所照射的電磁波中的、不朝向底板基板1280 的電磁波朝向底板基板1280。電源部1248,例如,基于從控制部1260輸入的信號,調整提供給燈1242的電流。輻射溫度計1252測量底板基板1280的溫度。在底板基板1280的表面附近形成有由燈單元1230照射的電磁波加熱的被熱處理部130或吸收層150的情況下,輻射溫度計 1252測量被熱處理部130或吸收層150的溫度。由此,通過非接觸的方式可以測量被熱處理部130或吸收層150的溫度。輻射溫度計1252在燈單元1230不照射電磁波期間,可以測定底板基板1280等的溫度。由此,可以更準確地測定底板基板1280等的溫度。輻射溫度計1252可以在燈1232剛剛熄滅之后測量底板基板1280等的溫度。控制部1260控制燈單元1230和燈單元1240,調節底板基板1280的溫度。例如, 控制部1260可以控制從電源部1238和電源部1248向燈1232和燈1242所提供的電流和電壓。控制部1260在燈單元1240對支持體12M連續地照射電磁波、對底板基板1280預加熱之后,可以控制燈單元1230對底板基板1280以脈沖的方式照射電磁波。控制部1260可以分別獨立地控制燈單元1230和燈單元1240。可以控制燈單元 1230和燈單元1240的電磁波的輸出。例如,控制部1260控制燈單元1230和燈單元1240 的點亮熄滅狀態、點亮熄滅間隔、產生的電磁波的強度、平均輸出、以及一定持續時間中的總照射量等。控制部1260控制燈單元1230以設置照射電磁波的照射期間與不照射電磁波的非照射期間,以使得燈單元1230能以脈沖方式照射電磁波。控制部1260控制燈單元1230以設置照射輸出大的電磁波的期間與照射比上述電磁波輸出小的電磁波的期間,以使得燈單元1230能以脈沖方式照射電磁波。控制部1260可以基于配置于支持體12 上的溫度傳感器測量的支持體12 的溫度,控制燈單元1240的輸出。控制部1260可以基于輻射溫度計1252測量的溫度來控制燈單元1230的輸出。例如,控制部1260基于輻射溫度計1252測量的被熱處理部130的溫度來調整燈單元1230照射的電磁波的強度。作為一個例子,控制部1260在燈單元1230的非照射期間,通過輻射溫度計1252測量底板基板1觀0、被熱處理部130、以及吸收層150等的溫度。控制部1260可以將吸收層150的溫度視為被熱處理部130的溫度。控制部1260在測量的被熱處理部130的溫度沒有達到退火所必需的溫度的情況下,可以通過增加燈單元1230的脈沖寬度,使被處理部130的溫度上升。控制部1260通過增加燈單元1230的照射持續時間,可以使被熱處理部130的溫度上升。控制部1260可以基于具有作為加熱溫度測量部的功能的溫度傳感器的測量結果,確定具有作為照射部的功能的燈單元1230照射電磁波的照射期間和燈單元1230不照射電磁波的非照射期間。具體地,控制部1沈0,根據溫度傳感器測量的底板基板1280的背面的溫度,控制燈單元1230施加的熱量。例如,在底板基板1280的背面的溫度為300°C的情況下,通過與底板基板1280的背面的溫度為400°C的情況相比、增加燈單元1230的照射期間,可以在短時間內使被熱處理部130的溫度上升至退火所必需的溫度。如上所述,熱處理裝置1200,通過對包括被熱處理部130和吸收層150的底板基板 1280照射電磁波進行熱處理,可以選擇性地加熱被熱處理部130。這樣,可以降低被熱處理部130的晶體內部的缺陷密度。另外,熱處理裝置1200,由于具有從第1主面1282側加熱底板基板1280的燈單元1230、和從第2主面1284側加熱底板基板1280的燈單元1240,所以可以從兩面加熱底板基板1280。另外,熱處理裝置1200,由于燈單元1230和燈單元1240可以分別獨立地控制,所以可以從兩面分別獨立地加熱底板基板1280。由此,熱處理裝置1200可以以各種方式控制基板1280的溫度。另外,代替底板基板1觀0,熱處理裝置1200可以將形成有半導體器件的至少一部分的SOI基板或Si基板、以及包括包含SixGeh晶體(ο < X < 1)的被熱處理部的基板保持在反應容器內部。這時,電磁波照射部可以對基板照射所述SixGei_x晶體對其的吸收系數比SOI基板或Si基板中包含的Si對其的吸收系數大的電磁波。圖13示意性地示出半導體基板1310的剖面的一個例子。用圖13說明使III-V 族化合物半導體1366外延生長在被熱處理部130的表面上的情況。III-V族化合物半導體 1366是III-V族化合物半導體的一個例子。半導體基板1310包括底板基板120、具有形成在底板基板120上的開口 1356的阻擋層1354、形成于開口 1356內部的被熱處理部130、被配置在被熱處理部130附近的吸收層1350、以及III-V族化合物半導體1366。吸收層1350與圖2中的吸收層250等同。阻擋層13M與圖2中的阻擋層5M等同。阻擋層13M的至少一部分被配置在吸收層1350與作為晶種的被熱處理部130之間。即,半導體基板1310在吸收層1350設置于阻擋層13M內部這一點上,與半導體基板210或半導體基板910不同。在本實施方式中,III-V族化合物半導體1366例如可以按以下的方式形成。首先,準備形成有吸收層1350和阻擋層13M的底板基板120,且保持在反應容器內部。其次,通過蝕刻等在阻擋層13M中形成開口 1356,使底板基板120的第1主面122 露出。開口 1356被形成得使得包圍吸收層1350。之后,通過CVD法在開口內部形成被熱處理部130。被熱處理部130例如是SixGei_x晶體(0 < χ < 1)。其次,在向底板基板120的第1主面122整體地照射吸收層1350能夠吸收的電磁波10的同時,向反應容器中提供原料氣體1390。電磁波10優選為不容易被阻擋層13Μ吸收的波長。如果對底板基板120的第1主面122側照射電磁波10,則選擇性地加熱吸收層 1350,通過在吸收層1350產生的熱而加熱被熱處理部130。由于阻擋在阻擋層13Μ的表面上晶體的生長,在被熱處理部130的表面上選擇性地外延生長III-V族化合物半導體1366。 這時,例如,在從第2主面IM側整體地加熱半導體基板1310的同時,向底板基板120的第 1主面122照射電磁波10。優選地,在外延生長III-V族化合物半導體1366步驟之前,對被熱處理部130進行退火。被熱處理部130的退火和上述III-V族化合物半導體1366的外延生長可以在同一反應容器中實施。另外,對被熱處理部130進行退火之后,可以不將半導體基板110暴露在大氣中而相繼地外延生長上述III-V族化合物半導體1366。選擇性地外延生長III-V族化合物半導體1366的方法不限于上述方法。在對包括被熱處理部、配置于被熱處理部以外的至少一部分上的被保護部、和保護被保護部不受電磁波影響的保護層的基板照射電磁波的同時,可以向反應容器提供原料氣體。圖14示意性地示出半導體基板510的制造過程中的半導體基板910的一個例子。 半導體基板910具有加熱SixGei_x晶體962而得到的SixGei_x晶體562。在本實施方式中,半導體基板910包括保護第1電子元件570不受電磁波10影響的保護層1450。保護層1450包括遮蔽電磁波10的至少一部分的遮蔽層1452和阻擋層 554.遮蔽層1452設置于阻擋層5M上。遮蔽層1452例如是W、Al等的金屬薄膜。由此, 遮蔽層1452可以反射電磁波10的至少一部分。另外,由于在遮蔽層1452與第1電子元件 570之間配置有阻擋層554,可以防止在遮蔽層產生的熱直接傳遞給第1電子元件570。III-V族化合物半導體566例如可以用以下的方式來形成。首先,將形成有SixGei_x 晶體562的半導體基板910保持在CVD裝置等的反應容器中。用于加熱SixGei_x晶體962 的熱處理裝置,也可以兼做上述CVD裝置。其次,在對半導體基板910整體照射SixGei_x晶體562可以吸收的電磁波10的同時,向反應容器提供原料氣體1490。電磁波10的波長,優選地選擇不容易被阻擋層5M吸收、容易被遮蔽層1452遮蔽的波長。如果對半導體基板910照射電磁波10,那么選擇性地加熱SixGei_x晶體562,在加熱的SixGei_x晶體562表面上選擇外延生長III-V族化合物半導體566。這時,在從第2主面5M側整體地加熱半導體基板910時,可以對半導體基板910照射電磁波10。另外,在本實施方式中,雖然說明的是在對包括SixGei_x晶體562和保護層1450 的半導體基板910照射電磁波10的同時向反應容器提供原料氣體1490的情況,但是選擇外延生長III-V族化合物半導體566的方法不限于此。如關于圖13進行的說明那樣,在 SixGei_x晶體562附近的阻擋層554內部配置吸收層,在選擇性加熱SixGei_x晶體562的同時,可以向反應容器提供原料氣體1490。半導體基板910可以包括上述吸收層和保護層 1450。實施例(實施例1)按照如圖6所示的方式制作電子器件500。作為底板基板520,準備市售的SOI基板。作為是被保護部的一個例子的第1電子元件570,在底板基板520的Si結晶層上形成 MOSFET0作為阻擋層554,通過CVD法形成了與底板基板520的第1主面522接觸的SW2 層。SiO2層的厚度平均值是1 μ m。通過光刻法在阻擋層554的一部分上形成開口 556。開口 556 的大小為 15 μ mX 15 μ m。將形成有阻擋層5 和開口 556的底板基板520配置在熱處理裝置1200的熱處理爐1210內部,形成作為SixGei_x晶體962的Ge結晶層。上述底板基板520配置于支持體 1224的上表面,以使得底板基板520的第2主面524與支持體12M接觸。對支持體12M 使用石墨制的基座。Ge結晶層通過CVD法選擇性地形成于開口 556內部。Ge結晶層,用 GeH4作為原料氣體,在熱處理爐1210內的壓力為2. 6kPa、生長溫度為400°C的條件下,先沉積成膜至大約20nm的厚度,然后升溫至600°C,繼續沉積成膜為大約lym。通過上述步驟, 制得了半導體基板910。這時,在阻擋層554的表面上,作為遮蔽層,形成包括Ag薄膜和SiO2層的構造體。 在上述構造體的形成中,通過真空蒸鍍法在阻擋層5M的表面上提前形成^Vg薄膜。還有,作為Ag保護層,通過真空蒸鍍法在Ag薄膜的表面上沉積成膜IOOnm的SiO2層,之后,通過光刻法將Ag薄膜和作為Ag保護層的SiO2層圖案化,得到上述構造體。Ag薄膜和作為Ag保護層的S^2層,圖案化成從與第1主面522垂直的方向看、遮住第1電子元件570的大小。其次,在熱處理爐1210中,通過從載置半導體基板910的支持體12 的背面由燈單元1240照射紅外線,加熱支持體12M。通過從支持體12 向半導體基板910的第2主面524的熱傳導,對半導體基板910實施預加熱。實施預加熱以使得支持體12M的溫度達到400°C。這時,SixGei_x晶體962附近和第1電子元件570附近的溫度也大約為400°C。上述溫度是通過紅外表面溫度計測量的。在通過預加熱而半導體基板910的溫度穩定之后,在通過燈單元1240對半導體基板910整體加熱的同時,將阻擋層5M和上述遮蔽層作為保護層,由燈單元1230從第1主面522側對半導體基板910照射包含紅外線的燈光。燈光的波長被選擇以使得與Si晶體相比容易被SixGei_x晶體吸收。這樣,選擇性地加熱SixGei_x晶體962,對SixGe1^x晶體962退火。在形成了 SixGei_x晶體962之后,不將半導體基板910從熱處理爐1210取出而進行燈光的照射。即,在本實施例中,在使SixGei_x晶體962的前體生長成為晶體的步驟之后, 不將SixGei_x晶體962暴露在大氣中,而相繼地選擇性地加熱SixGei_x晶體962。另外,使 SixGei_x晶體962的前體生長成為晶體的步驟、和選擇性地加熱SixGei_x晶體962的步驟,在同一反應容器內部進行。作為包含上述紅外線的燈光的光源,使用20個最大輸出為1. 6kW的鹵素燈(USHI0 電機株式會社(,〉力電機株式會社)制造)。鹵素燈的輸出以如下的方式調整。首先, 在Si基板上的整個面上,準備具有厚度大約為1 μ m的Ge單晶層的參考基板,得到鹵素燈的輸出與上述參考基板的表面溫度之間的相關特性。其次,基于該相關特性,設定鹵素燈的輸出,以使半導體基板910的第1主面522的表面溫度達850°C,對半導體基板910照射燈光20分鐘。另外,在上述鹵素燈與半導體基板910之間,設置Si單晶板作為濾波器1236, 其透射光照射到半導體基板910的第1主面522上。上述鹵素燈的輸出與參考基板的表面溫度之間的相關特性通過以下的方式獲得。 首先,在熱處理爐1210中的支持體12M上載置上述參考基板。上述參考基板被載置以使得與形成有Ge單晶層的面(可以稱為第1主面。)相反一側的面(可以稱為第2主面。) 與支持體12M的上表面接觸。其次,對參考基板預加熱。預加熱可以通過在熱處理爐1210中從支持體12M的下表面側照射紅外線而加熱支持體12 來實施。這樣,通過從支持體12 向上述參考基板的熱傳導,對參考基板整體加熱。進行預加熱以使得支持體12M的溫度達到400°C。這時,還進行紅外表面溫度計的校正。上述校正通過調整上述紅外表面溫度計的設定以使得由紅外表面溫度計測量到的上述參考基板的第1主面的表面溫度達到大約400°C來實施。通過預加熱,上述參考基板的溫度穩定了之后,以大約10秒的間隔從上述參考基板的第1主面側對上述參考基板間歇地照射了包含紅外線的燈光。通過由紅外表面溫度計測量燈光剛剛關閉后的上述第1主面的表面溫度,可以得到從第1主面側照射的鹵素燈的輸出和上述參考基板的第1主面的表面溫度之間的相關特性。另外,在對半導體基板910和上述參考基板照射燈光期間,通過由嵌入在支持體 1224的熱電偶來檢測溫度,且反饋控制照射到支持體12M的下表面的紅外線的能量,調整支持體12M的溫度。調整上述紅外線的能量,以使支持體12M的溫度達到400°C。如上所述,對半導體基板910的SixGei_x晶體962進行了退火之后,不從熱處理爐1210中取出半導體基板910,通過MOCVD法,將GaAs層形成為III-V族化合物半導體 566。GaAs層,用三甲基鎵和砷化三氫作為原料氣體,在生長溫度為650°C、熱處理爐1210 內的壓力為9. 9kPa的條件下沉積成膜。GaAs層通過在對半導體基板910照射退火而得到的SixGei_x晶體562能夠吸收的電磁波的同時向熱處理爐1210內部提供原料氣體而形成。 GaAs層在由燈單元1240對半導體基板910整體進行加熱時形成。這時,石墨制的支持體的溫度被調整成為400°C。之后,通過蝕刻,除去最外面的作為Ag保護層的SW2層和Ag薄膜,制得了半導體基板510。作為第2電子元件580,形成了將上述GaAs層用作活性層的HBT。之后,形成配線, 制得了電子器件500。對電子器件500進行了動作實驗,作為lkA/cm2的集電極電流密度的電流增益顯示為175,確認電子器件500作為電流增益元件動作正常。作為形成于底板基板 520的Si結晶層上的第1電子元件570的M0SFET,確認閾值和電流電壓特性與初始特性沒
有變化。另外,通過SEM對經過退火的Ge結晶層進行了觀察,如所設計的,Ge結晶層的層厚度大約為1 μ m、GaAs層的厚度為2.5 μ m。另外,通過外延法對GaAs層的表面進行了檢查,在GaAs層的表面上沒有發現缺陷。通過TEM對面內剖面進行了觀察,沒有發現從Ge結晶層貫通GaAs層的位錯。(實施例2)按照圖6所示的方式制得了電子器件500。與實施例1同樣,在底板基板520上形成阻擋層5M和開口 556。將上述底板基板520配置在熱處理爐1210的內部,將Ge結晶層形成為SixGei_x晶體962。Ge結晶層通過CVD法選擇性地形成在開口 556內部。Ge結晶層, 用GeH4作為原料氣體,在熱處理爐1210內的壓力為2. 6kPa、生長溫度為400°C的條件下,先沉積成膜大約20nm,然后升溫至600°C,繼續沉積成膜為大約Iym的厚度。通過上述步驟, 制得了半導體基板910。這時,在阻擋層554的表面上,形成與實施例1同樣的遮蔽層。其次,先將半導體基板910從熱處理爐1210中取出,將半導體基板910載置在另外的反應容器中的石墨制支持體的上方,以使得底板基板520的第2主面524與石墨制支持體接觸。在上述另外的反應容器中,從載置了半導體基板910的石墨制支持體的背面對上述石墨制支持體通過電熱加熱而加熱,通過向與石墨制支持體接觸的半導體基板910的第2主面5M —側的熱傳導,對半導體基板910進行預加熱。進行預加熱以使得石墨制支持體的溫度達到200 600°C。通過預加熱,在半導體基板910的溫度穩定了之后,在通過燈單元1240對半導體基板910整體加熱時,將阻擋層5M和遮蔽層作為保護層,在惰性氣體N2或Ar的氣氛下, 從第1主面522側向半導體基板910照射閃光。這樣,選擇性地加熱SixGei_x晶體962,對 SixGeh晶體962退火。作為閃光燈,使用半導體基板910每單位面積的輸入能量值約為15J/cm2的氙氣燈(USHI0電機株式會社制造)。使閃光的脈沖寬度為1ms、反復照射時的閃光的脈沖間隔為30s,照射閃光5次。這時,調整石墨制支持體的溫度成為400°C。另外,在上述閃光與半導體基板910之間,設置Si單晶板作為濾波器1236,其透射光照射到半導體基板910的第 1主面522上。如上所述,對半導體基板910的SixGei_x晶體962進行了退火之后,將半導體基板 910從用于熱處理的反應容器中取出來。之后,再用另外的反應裝置,通過MOCVD法,將GaAs 層形成為III-V族化合半導體566。GaAs層利用三甲基鎵和砷化三氫作為原料氣體,在生長溫度為650°C、反應容器內的壓力為9. 9kPa的條件下沉積成膜。GaAs層通過在對半導體基板910照射退火而得到的SixGei_x晶體562能夠吸收的電磁波的同時向熱處理爐1210內部提供原料氣體而形成。GaAs層在由燈單元1240對半導體基板910整體進行加熱時形成。 這時,石墨制支持體的溫度被調整成為400°C。之后,通過蝕刻,除去最外面的作為Ag保護層的SW2層和Ag薄膜,制得了半導體基板510。作為第2電子元件580,形成了將上述GaAs層用作活性層的HBT。之后,形成配線, 制得了電子器件500。對電子器件500進行了動作實驗,作為lkA/cm2的集電極電流密度的電流增益率顯示為178,確認電子器件500作為電流增益元件動作正常。作為形成于底板基板520的Si結晶層上的第1電子元件570的M0SFET,確認閾值和電流電壓特性與初始特性
沒有變化。另外,通過SEM對經過退火的Ge結晶層進行了觀察,如所設計的,Ge結晶層的厚度大約為ι μ m、GaAs層的厚度大約為2. 5 μ m。另外,通過外延法對GaAs層的表面進行了檢查,在GaAs層的表面上沒有發現缺陷。通過TEM對面內剖面進行了觀察,沒有發現從Ge 結晶層貫通GaAs層的位錯。(實施例3)按照圖6所示的方式制得了電子器件500。與實施例1同樣,準備了底板基板520, 在底板基板520上形成了阻擋層M4和開口 556。將上述底板基板520配置在熱處理爐1210內部,將Ge結晶層形成為SixGei_x晶體962。Ge結晶層通過CVD法選擇性地形成于開口 556內部。Ge結晶層,用GeH4作為原料氣體,在熱處理爐1210內的壓力為2. 6kPa、生長溫度為400°C下,先沉積成膜至大約20nm的厚度,然后升溫至600°C,繼續沉積成膜為大約 1 μ m0作為吸收層950,形成非晶硅層。上述非晶硅層通過CVD法形成,以使得與開口 556 內部的SixGei_x晶體962接觸。形成于阻擋層5M表面上的非晶硅層中、形成于第1電子元件570上方的不必要的非晶硅層通過蝕刻等去除。通過上述步驟,制得了半導體基板910。其次,將半導體基板910從熱處理爐1210中取出,將半導體基板910載置于其它的反應容器中的石墨制支持體的上方,以使得底板基板520的第2主面5M與石墨制支持體接觸。在上述其它的反應容器中,從載置了半導體基板910的石墨制支持體的背面通過電熱加熱來加熱石墨制支持體,通過向與石墨制支持體接觸的半導體基板910的第2主面 5M側的熱傳導,對半導體基板910進行預加熱。進行預加熱以使得石墨制支持體的溫度達到 200 600"C。在通過預加熱、半導體基板910的溫度穩定之后,將阻擋層5M作為保護層,在惰性氣體N2或Ar的氣氛下,從第1主面522側向半導體基板910照射閃光燈的閃光。在上述閃光燈與半導體基板910之間,作為濾波器1236設置主要使可見光區域的波長成分透射的濾波器,并將該透射光照射到半導體基板910的第1主面522。由此,選擇性地加熱吸收層950,通過從吸收層950的熱傳遞而加熱SixGei_x晶體962,對SixGei_x晶體962退火。這時,調整石墨制支持體的溫度,以使其為400°C。如上所述,對半導體基板910的SixGei_x晶體962進行了退火之后,從用于熱處理的反應容器中取出了半導體基板910。然后,再使用其它的反應容器,通過蝕刻去除吸收層 950之后,通過MOCVD法,將GaAs層形成為III-V族化合物半導體566。GaAs層,用三甲基鎵和砷化三氫作為原料氣體,在生長溫度為650°C、反應容器內的壓力為9. 9kPa的條件下沉積成膜,制成了半導體基板510。作為第2電子元件580,形成了將上述GaAs層用作活性層的HBT。之后,形成配線, 制得了電子器件500。對電子器件500進行了動作實驗,作為lkA/cm2的集電極電流密度的電流增益率顯示為178,確認電子器件500作為電流增益元件動作正常。作為形成于底板基板520的Si結晶層上的第1電子元件570的M0SFET,確認閾值和電流電壓特性與初始特性
沒有變化。另外,通過SEM對經過退火的Ge結晶層進行了觀察,如所設計的,Ge結晶層的厚度大約為IynuGaAs層的厚度大約為2.5 μ m。另外,通過外延法對GaAs層的表面進行了檢查,在GaAs層的表面上沒有發現缺陷。通過TEM對面內剖面進行了觀察,沒有發現從Ge 結晶層貫通GaAs層的位錯。(實施例4)按照圖6所示的方式制得了電子器件500。作為底板基板520,準備了市售的SOI 基板。作為是被保護部的一個例子的第1電子元件570,在底板基板520的Si結晶層上形成M0SFET。作為阻擋層554,通過CVD法形成了與底板基板520的第1主面522接觸的SW2 層。SiO2層的厚度平均值是1 μ m。通過光刻法在阻擋層554的一部分上形成開口 556。開口 556 的大小為 15 μ mX 15 μ m。
將形成有阻擋層5M和開口 556的底板基板520配置在熱處理裝置1200的熱處理爐1210內部,將Ge結晶層形成為SixGei_x晶體962。上述底板基板520配置于支持體12 的上表面,以使得底板基板520的第2主面524與支持體12 接觸。對支持體12 使用石墨制基座。Ge結晶層通過CVD法選擇性地形成于開口 556內部。Ge結晶層,用GeH4作為原料氣體,在熱處理爐1210內的壓力為2. 6kPa、生長溫度為400°C的條件下,先沉積成膜至大約20nm的厚度,然后升溫至600°C,繼續沉積成膜為大約lym。通過上述步驟,制得了半導體基板910。其次,在熱處理爐1210中,從載置半導體基板910的支持體12M的背面由燈單元 1240照射紅外線,加熱支持體1224,通過從支持體12M向半導體基板910的第2主面5M 側的熱傳導,對半導體基板910進行預加熱。進行預加熱以使得支持體12M的溫度達到 400°C。這時,SixGei_x晶體962附近和第1電子元件570附近的溫度也大約為400°C。上述溫度通過紅外表面溫度計測量。在通過預加熱而半導體基板910的溫度穩定之后,在通過燈單元1240對半導體基板910整體加熱的同時,將阻擋層5M作為保護層,由燈單元1230 從第1主面522側對半導體基板910照射包含紅外線的燈光。燈光的波長被選擇得以使得與Si晶體相比容易被SixGei_x晶體吸收。這樣,選擇性地加熱SixGei_x晶體962,對SixGei_x 晶體962退火。在形成了 SixGei_x晶體962之后,不將半導體基板910從熱處理爐1210中取出而進行燈光的照射。即,在本實施例中,在使SixGei_x晶體962的前體生長成為晶體的步驟之后,不將SixGei_x晶體962暴露在大氣中,而相繼地選擇性地加熱SixGei_x晶體962。另外, 使SixGei_x晶體962的前體生長成為晶體的步驟、和選擇性地加熱SixGei_x晶體962的步驟, 在同一反應容器內部進行。作為包含上述紅外線的燈光的光源,使用20個最大輸出為1.6kW的鹵素燈(USHI0 電機株式會社(,〉力電機株式會社)制造)。鹵素燈的輸出以如下的方式調整。首先,在 Si基板上的整個面上,準備具有厚度大約為1 μ m的Ge單晶層的參考基板,得到鹵素燈的輸出與上述參考基板的表面溫度之間的相關特性。其次,基于該相關特性,設定鹵素燈的輸出,以使半導體基板910的第1主面522的表面溫度達850°C,對半導體基板910照射燈光 20分鐘。另外,在上述鹵素燈與半導體基板910之間,設置Si單晶板作為濾波器1236,其透射光照射到半導體基板910的第1主面522上。將半導體基板910從反應容器中取出。圖15是從反應容器中取出了的半導體基板910的剖面TEM照片。對底板基板520 與形成于其上的SixGei_x晶體962之間的界面部分進行了觀察。圖16是具有沒有被熱處理的SixGei_x晶體2000的半導體基板910的剖面TEM照片。圖16中所示的SixGe1^x晶體2000 與SixGei_x晶體962不同,沒有被退火。在SixGei_x晶體2000中觀察到了許多位錯。如果將圖15與圖16進行比較的話,可以明白的是,經過退火的SixGei_x晶體962中不存在位錯。(實施例5)與實施例4同樣地制得了半導體基板510。作為電子元件580,形成了將上述GaAs 層用作活性層的HBT。形成與HBT的集電極、基極和發射極連接的各配線,制得了電子器件 500。圖17示出了如上所述制得的HBT的相對于集電極電壓而變化的集電極電流。同一圖示出了 4套使基極電壓改變時的數據。通過同一圖,示出了在寬的集電極電壓的范圍內集電極電流穩定地流動。即,制得的HBT顯示了良好的IV特性。以上,雖然利用實施方式對本發明進行了說明,但是本發明的技術范圍并不限于上述實施方式中所記載的范圍。本領域技術人員可以明白的是,對上述實施方式可以進行多種變更或者改良。從權利要求書的記載可知,進行這樣的變更或改進而得到的實施方式也被包含于本發明的技術范圍內。應注意的是,在權利要求書、說明書、及附圖中所示的裝置、系統、程序、及方法中
的動作、次序、步驟、以及階段等的各種處理的實際順序,如果沒有特別明示“在......之
前”、“先于......”等,或者除非在后面的處理中使用前面的處理的輸出,則可以以任意的
順序來實現。關于權利要求書、說明書、及附圖中的動作流程,為了方便雖然使用了“首先”、 “其次(接下來),,等進行說明,但是并不意味著必須以這樣的順序來實施。附圖標記的說明10電磁波,12電磁波,14電磁波,30電磁波,110半導體基板,120底板基板,122第 1主面,124第2主面,130被熱處理部,150吸收層,160被加熱部,210半導體基板,250吸收層,256開口,310半導體基板,320底板基板,322第1主面,3M第2主面,330被熱處理部, 340雜質擴散區域,410半導體基板,420底板基板,422第1主面,似4第2主面,似6保護層, 似8開口,430區域,450吸收層,500電子器件,510半導體基板,520底板基板,522第1主面,5M第2主面,554阻擋層,556開口,562 SixGe1^x晶體,566III-V族化合物半導體,570 電子元件,571阱,572源極區域,574漏極區域,576柵極電極,578柵極絕緣膜,580電子元件,587輸入輸出電極,588輸入輸出電極,589柵極電極,592配線,593開口,594配線,595 開口,596配線,910半導體基板,950吸收層,962 SixGe1^x晶體,1200熱處理裝置,1210熱處理爐,1212晶片裝載口,1214氣體流入部,1216氣體排出部,1222蓋部,1224支持體,1230 燈單元,1232燈,1234反射部件,1236濾波器,1238電源部,1240燈單元,1242燈,1244反射部件,1248電源部,1252輻射溫度計,1260控制部,1280底板基板,1282第1主面,1284第2 主面,1290原料氣體,1310半導體基板,1350吸收層,1354阻擋層,1356開口,1366III-V族化合物半導體,1390原料氣體,1450保護層,1452遮蔽層,1490原料氣體,2000 SixGe1^x晶體。
權利要求
1.一種半導體基板的制造方法,其對底板基板進行熱處理來制造半導體基板,該底板基板設置有要被熱處理的被熱處理部,該方法包括在所述底板基板上設置被加熱部的步驟,該被加熱部吸收電磁波而產生熱、對所述被熱處理部選擇性地加熱;對所述底板基板照射電磁波的步驟;和通過由于所述被加熱部吸收所述電磁波而產生的熱,降低所述被熱處理部的晶格缺陷密度的步驟。
2.根據權利要求1所述半導體基板的制造方法,其特征在于,在在所述底板基板上設置被加熱部的步驟中,設置包括吸收層的所述被加熱部,該吸收層產生的熱量相對于被照射的所述電磁波的能量的比率,比在對所述被熱處理部照射所述電磁波的情況下產生的熱量相對于所述電磁波的能量的比率大,且該吸收層設置于所述被熱處理部上方,在降低所述晶格缺陷密度的步驟中,通過由于所述吸收層吸收所述電磁波而產生的熱,降低所述被熱處理部的晶格缺陷密度。
3.根據權利要求2所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,還包括在所述底板基板上形成電子元件的步驟;所述吸收層產生的熱量相對于所述電磁波的能量的比率,比對所述電子元件的至少一部分照射所述電磁波的情況下產生的熱量相對于所述電磁波的能量的比率大。
4.根據權利要求3所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,所述吸收層對所述電磁波的吸收系數比所述電子元件的至少一部分對所述電磁波的吸收系數大。
5.根據權利要求1所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,所述底板基板是SOI基板或Si基板,所述被熱處理部對所述電磁波的吸收系數,比包含于所述底板基板中的Si對所述電磁波的吸收系數大。
6.根據權利要求1所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,在對所述底板基板照射電磁波的步驟中,對所述底板基板照射如下電磁波,所述電磁波是在所述被熱處理部中的吸收系數比將所述底板基板切割而制造的電子器件上的所述被熱處理部以外的區域中的吸收系數大的電磁波。
7.根據權利要求1所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,還包括使作為所述被熱處理部的SixGei_x晶體的前體在所述底板基板上生長成為晶體的步驟,其中0彡x< 1。
8.根據權利要求7所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,還包括在降低所述晶格缺陷密度的步驟之后,使與所述SixGei_x晶體晶格匹配或準晶格匹配的III-V族化合物半導體晶體生長的步驟,其中0彡χ < 1。
9.根據權利要求8所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,還包括在使所述SixGei_x晶體的前體生長成為晶體的步驟之后,不將所述底板基板暴露在大氣中而使所述晶格缺陷密度降低的步驟。
10.根據權利要求9所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,使所述SixGei_x晶體的前體生長成為晶體的步驟和使所述晶格缺陷密度降低的步驟在同一反應容器中進行。
11.根據權利要求8所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,在使所述III-V族化合物半導體晶體生長的步驟中,使用在降低所述晶格缺陷密度的步驟中照射所述電磁波的光源,再次對所述底板基板照射所述電磁波。
12.根據權利要求1所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,在降低所述晶格缺陷密度的步驟中,對所述底板基板整體均勻地照射所述電磁波。
13.根據權利要求12所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,在降低所述晶格缺陷密度的步驟中,對所述底板基板脈沖狀地照射所述電磁波多次。
14.根據權利要求1所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,在從設置有所述被熱處理部的所述底板基板的主面的背面側加熱時,從所述底板基板的所述主面側照射所述電磁波。
15.根據權利要求7所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,在降低所述晶格缺陷密度的步驟中,使所述SixGei_x晶體的所述晶格缺陷密度降低到 IO5CnT2以下,其中0彡χ < 1。
16.根據權利要求3所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,還包括 在電子元件的上方形成保護電子元件不受電磁波影響的保護層的步驟。
17.根據權利要求3所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,包括在所述電子元件的上方形成阻擋所述被熱處理部的前體在所述底板基板上生長成為晶體的阻擋層的步驟、在所述阻擋層上形成貫通至所述底板基板的開口的步驟、 在所述開口內設置作為所述被熱處理部的晶種的步驟、 形成加熱所述晶種的所述吸收層的步驟、和通過照射所述電磁波對所述晶種進行退火的步驟, 其中,所述阻擋層保護所述電子元件不受所述電磁波影響。
18.根據權利要求17所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,在所述退火步驟之后,還包括使與所述晶種晶格匹配或準晶格匹配的化合物半導體晶體生長的步驟。
19.根據權利要求18所述的半導體基板的制造方法,其特征在于,所述晶種是SixGei_x晶體,其中0 < χ < 1,所述化合物半導體是III-V族化合物半導體。
20.根據權利要求17所述的半導體基板的制造方法,其特征在于, 所述阻擋層的至少一部分配置于所述吸收層和所述晶種之間。
21.一種半導體基板,其特征在于,包括 底板基板,設置于所述底板基板上的SixGei_x晶體,其中0 < χ < 1,和通過吸收被照射到所述底板基板上的電磁波而產生的熱,對所述SixGei_x晶體選擇性地加熱的吸收層,其中,所述SixGei_x晶體的晶格缺陷密度在IO5CnT2以下。
22.根據權利要求21所述的半導體基板,其特征在于,還包括 形成于所述底板基板上的電子元件,和形成于所述電子元件上、阻擋所述SixGei_x晶體的前體生長成為晶體、且保護所述電子元件不受所述電磁波影響的阻擋層,其中,所述SixGei_x晶體設置于貫通所述阻擋層直至所述底板基板的開口內。
23.一種電子器件的制造方法,其制造包括第1電子元件和第2電子元件的電子器件, 該方法包括在底板基板上形成所述第1電子元件的步驟; 在所述底板基板上設置SixGei_x晶體的步驟,其中0 < χ < 1 ; 設置選擇性地加熱所述SixGei_x晶體的吸收層的步驟; 對所述底板基板照射電磁波的步驟;通過吸收所述電磁波的所述吸收層產生的熱,降低所述SixGei_x晶體的晶格缺陷密度的步驟;使與所述SixGei_x晶體晶格匹配或準晶格匹配的III-V族化合物半導體晶體生長的步驟;和在所述化合物半導體上形成與所述第1電子元件電結合的所述第2電子元件的步驟。
24.根據權利要求23所述的電子器件的制造方法,其特征在于,在形成所述吸收層的步驟,在所述SixGei_x晶體的上方形成所述吸收層,該吸收層產生的熱量相對于被照射的所述電磁波的能量的比率,比對所述SixGei_x晶體照射所述電磁波的情況下產生的熱量相對于所述電磁波的能量的比率大。
25.根據權利要求23所述的電子器件的制造方法,其特征在于,在形成所述吸收層的步驟中,在所述SixGei_x晶體的上方形成所述吸收層,該吸收層產生的熱量相對于被照射的所述電磁波的能量的比率,比對所述第1電子元件照射所述電磁波的情況下產生的熱量相對于所述電磁波的能量的比率大。
26.一種電子器件的制造方法,其是制造包括第1電子元件和第2電子元件的電子器件的方法,包括在選自SOI基板或Si基板的底板基板上形成所述第1電子元件的步驟, 在所述底板基板上設置SixGei_x晶體的步驟,其中0 < χ < 1, 對所述底板基板照射所述SixGei_x晶體的吸收系數比包含于所述底板基板中的Si的吸收系數大的電磁波的步驟,通過所述SixGei_x晶體吸收所述被照射的所述電磁波而產生的熱降低所述SixGei_x晶體的晶格缺陷密度的步驟,使與所述SixGei_x晶體晶格匹配或準晶格匹配的III-V族化合物半導體晶體生長的步驟,和在所述化合物半導體上形成所述第2電子元件的步驟。
27.根據權利要求23所述的電子器件的制造方法,其特征在于,還包括形成阻擋所述SixGei_x晶體的前體生長成為晶體、且保護所述第1電子元件不受所述電磁波影響的阻擋層,以使其至少覆蓋所述第1電子元件的步驟,在覆蓋所述第1電子元件的區域以外的所述阻擋層的區域上,在所述阻擋層中形成貫通至所述底板基板的開口的步驟,使所述SixGei_x晶體的前體在所述開口內生長成為晶體、設置所述SixGei_x晶體的步馬聚ο
28.根據權利要求23所述的電子器件的制造方法,其特征在于,所述第1電子元件是包含于所述第2電子元件的驅動電路、改善所述第2電子元件的輸入輸出特性的線性的校正電路、和所述第2電子元件的輸入段的保護電路中的至少一個電路中的電子元件,所述第2電子元件是在模擬電子器件、發光器件、和光接收器件中的至少一個的器件中包含的電子元件。
29.一種反應裝置,其特征在于,包括保持底板基板的反應容器,所述底板基板包括選擇性地加熱要被熱處理的被熱處理部的被加熱部,從所述底板基板中的、形成有所述被加熱部的主面側照射電磁波的照射部, 從所述主面的背面側整體地加熱所述底板基板的加熱部, 測定所述底板基板的溫度的加熱溫度測定部, 測定所述被加熱部的溫度的溫度測定部,和基于所述加熱溫度測定部和所述溫度測定部的測定結果控制所述照射部和所述加熱部的控制部。
30.根據權利要求四所述的反應裝置,其特征在于,所述溫度測定部基于來自所述被加熱部的輻射熱來測定所述被加熱部的溫度。
31.根據權利要求四所述的反應裝置,其特征在于,所述控制部基于所述加熱溫度測定部的測定結果確定所述照射部照射所述電磁波的照射期間和所述照射部不照射所述電磁波的非照射期間。
32.根據權利要求四的反應裝置,其特征在于,在所述底板基板和所述照射部之間,還包括遮斷在所述底板基板中的吸收系數比在所述被加熱部中的吸收系數大的所述電磁波的波長成分的濾波器。
33.根據權利要求四的反應裝置,其特征在于,還包括向所述反應容器內部提供原料氣體的氣體供給部,在所述反應容器內部使所述原料氣體反應,使所述化合物半導體在所述被加熱部上晶體生長。
34.根據權利要求33所述的反應裝置,其特征在于, 所述原料氣體的溫度比所述底板基板的溫度低,所述原料氣體在使所述化合物半導體晶體生長期間冷卻所述底板基板。
全文摘要
本發明提供一種半導體基板的制造方法,其是對包括要被熱處理的被熱處理部的底板基板進行熱處理來制造半導體基板的方法,包括在底板基板上設置吸收電磁波而產生熱、且對被熱處理部選擇性地加熱的被加熱部的步驟;對基板照射電磁波的步驟,和通過由于被加熱部吸收電磁波而產生的熱,降低被熱處理部的晶格缺陷密度的步驟。
文檔編號H01L21/20GK102227802SQ20098014754
公開日2011年10月26日 申請日期2009年11月26日 優先權日2008年11月28日
發明者山田永, 秦雅彥, 高田朋幸 申請人:住友化學株式會社