| 主权项 |
1.一种半导体结构,包括:一单结晶矽基板;一非结晶氧化物材料,以覆盖该单结晶矽基板;一钙钛矿氧化物材料,以覆盖该非结晶氧化物材料;一单结晶合成半导体材料,以覆盖该单结晶钙钛矿氧化物材料;以及一应变层(strained-layer)超晶格部份,其被形成以覆盖该单结晶合成半导体材料。2.如申请专利范围第1项之半导体结构,其中该单结晶矽基板包含一具有一表面的(100)矽材料。3.如申请专利范围第1项之半导体结构,其中该单结晶合成半导体材料包含一GaAs层。4.如申请专利范围第1项之半导体结构,其中该单结晶合成半导体材料的厚度大于0.2m且小于0.5m。5.如申请专利范围第1项之半导体结构,其中该应变层超晶格部份包含一InGaAs层。6.如申请专利范围第5项之半导体结构,其中该InGaAs层的厚度大于0.1m且小于0.3m。7.如申请专利范围第1项之半导体结构,其中该应变层超晶格部份包含交替InGaAs层和GaAs层。8.如申请专利范围第7项之半导体结构,其中该应变层超晶格部份包含交替InGaAs层和GaAs层的5至10循环。9.如申请专利范围第7项之半导体结构,其中该等交替InGaAs层和GaAs层之每层厚度大约1nm至大约3nm。10.如申请专利范围第1项之半导体结构,其中该应变层超晶格部份包含交替GaAsP层和GaAs层。11.如申请专利范围第10项之半导体结构,其中该应变层超晶格部份包含交替GaAsP层和GaAs层的5至10循环。12.如申请专利范围第10项之半导体结构,其中该等交替GaAsP层和GaAs层之每层厚度大约1nm至大约3nm。13.如申请专利范围第1项之半导体结构,该半导体结构进一步包括一额外单结晶材料层,其被形成以覆盖该应变层超晶格部份。14.如申请专利范围第13项之半导体结构,其中该额外单结晶材料层的厚度大约0.5m至大约2m。15.如申请专利范围第1项之半导体结构,该半导体结构进一步包括一额外应变层超晶格部份,其被形成以覆盖该额外单结晶材料层。16.如申请专利范围第1项之半导体结构,该半导体结构进一步包括复数层单结晶材料层,其被形成于该应变层超晶格部份上方。17.如申请专利范围第1项之半导体结构,该半导体结构进一步包括复数个应变层超晶格部份,其被形成于该单结晶合成半导体材料上方。18.如申请专利范围第1项之半导体结构,其中该钙钛矿氧化物材料是非结晶。19.如申请专利范围第1项之半导体结构,其中该钙钛矿氧化物材料是单结晶。20.如申请专利范围第1项之半导体结构,该半导体结构进一步包括一模板层,其介于该钙钛矿氧化物材料与该单结晶合成半导体材料之间。21.如申请专利范围第20项之半导体结构,其中该模板层包含一选自由下列所组成之群组的材料:Sr、Sr-O、Ti与Ti-O。22.如申请专利范围第1项之半导体结构,其中该钙钛矿氧化物材料包含一选自由硷土金属钛酸盐、硷土金属锆酸盐、硷土金属铪酸盐、硷土金属钽酸盐、硷土金属钌酸盐及硷土金属铌酸盐所组成之群组的氧化物。23.如申请专利范围第1项之半导体结构,其中该钙钛矿氧化物材料包括SrxBal-xTiO3,其中x介于0到1范围内。24.如申请专利范围第1项之半导体结构,其中该单结晶合成半导体材料包含一选自由下列所组成之群组的材料:III-V族合成物、混合III-V族合成物、II-VI族合成物、混合II-VI族合成物、IV-VI族合成物及混合IV-VI族合成物。25.如申请专利范围第1项之半导体结构,其中该单结晶合成半导体材料包含一选自由下列所组成之群组的材料:GaAs、AlGaAs、InP、InGaAs、InGaP、ZnSe、ZnSSe、PbTe、PbS、PbSe及PbSSe。26.如申请专利范围第1项之半导体结构,该半导体结构进一步包括一第一主动装置,其至少部份形成于该单结晶合成半导体材料中。27.如申请专利范围第26项之半导体结构,其中该第一主动装置包含一光学装置。28.如申请专利范围第26项之半导体结构,该半导体结构进一步包括一第二主动装置,其至少部份形成于该单结晶矽基板中。29.如申请专利范围第28项之半导体结构,该半导体结构进一步包括一电子连接,用以耦合该第一主动半导体装置与该第二主动半导体装置。30.如申请专利范围第1项之半导体结构,其中该单结晶矽基板包含一具有一表面的(100)矽材料,该表面往(011)方向偏离轴线大约2度至大约6度。31.如申请专利范围第1项之半导体结构,其中该应变层超晶格部份包含一GaAsP层。32.一种制造半导体结构之方法,该方法包括:提供一单结晶矽基板;沈积一单结晶钙钛矿氧化物膜,以覆盖该单结晶矽基板,该膜的厚度小于该材料的厚度将导致应变诱导(strain-induced)缺陷;在介于该单结晶钙钛矿氧化物膜与该单结晶矽基板之间的界面形成一非晶系氧化物界面层,该非晶系氧化物界面层包含至少矽及氧;磊晶形成一单结晶合成半导体层,以覆盖该单结晶钙钛矿氧化物膜;以及磊晶形成一应变层超晶格材料,以覆盖该单结晶合成半导体层。33.如申请专利范围第32项之方法,该方法进一步包括退火处理该单结晶钙钛矿氧化物膜的步骤,用以将该单结晶钙钛矿氧化物膜转换成一非结晶膜。34.如申请专利范围第32项之方法,其中该磊晶形成一单结晶合成半导体层的步骤包括磊晶生长一包含GaAs之层的步骤。35.如申请专利范围第34项之方法,其中生长一包含GaAs之层的步骤包括以大约300℃至大约500℃的温度生长该层的一起始部份。36.如申请专利范围第35项之方法,该方法进一步包括以介于大约550℃与大约800℃的温度退火处理该起始部份的步骤。37.如申请专利范围第35项之方法,该方法进一步包括以介于大约300℃与大约700℃的温度生长该层之一第二部份的步骤。38.如申请专利范围第32项之方法,该方法进一步包括形成一模板的步骤,该模板位于该单结晶钙钛矿氧化物膜与单结晶合成半导体层之间。39.如申请专利范围第38项之方法,其中形成一模板的步骤包括沈积一选自由下列所组成之群组的材料:Sr、Sr-O、Ti与Ti-O。40.如申请专利范围第32项之方法,其中提供一单结晶矽基板的步骤包括提供一(100)矽基板,其具有一往(011)方向偏离轴线大约2度至大约6度的表面。41.如申请专利范围第32项之方法,其中该提供一单结晶矽基板的步骤包括提供一(100)矽基板。42.如申请专利范围第32项之方法,其中该沈积一单结晶钙钛矿氧化物膜之步骤包括沈积一选自由下列所组成之群组的材料:钡钛酸盐、锶钛酸盐及锶钡钛酸盐。43.如申请专利范围第32项之方法,其中提供一应变层超晶格材料的步骤包括形成交替GaAs层与选自由InGaAs和GaAsP所组成之群组的材料层。44.如申请专利范围第43项之方法,其中形成交替层的步骤包括形成交替GaAs层与选自由InGaAs和GaAsP所组成之群组之材料层的5至10循环。45.如申请专利范围第32项之方法,其中磊晶形成一单结晶合成半导体层的步骤包括使用逐层沈积方式生长层。46.一种制造半导体结构之方法,该方法包括:提供一单结晶矽基板;沈积一单结晶钙钛矿氧化物膜,以覆盖该单结晶矽基板,该膜的厚度小于该材料的厚度将导致应变诱导(strain-induced)缺陷;在介于该单结晶钙钛矿氧化物膜与该单结晶矽基板之间的界面形成一非晶系氧化物界面层,该非晶系氧化物界面层包含至少矽及氧;以及磊晶形成一单结晶合成半导体层,以覆盖该单结晶钙钛矿氧化物膜;其中磊晶形成步骤包括沈积该单结晶合成半导体层的一第一部份、将该第一部份经过退火处理,以及在退火处理之后,生长该单结晶合成半导体层的一第二部份。47.如申请专利范围第46项之方法,其中该磊晶形成一单结晶合成半导体层的步骤包括磊晶生长一包含GaAs之材料层的步骤。48.如申请专利范围第47项之方法,其中沈积该单结晶合成半导体层第一部份之步骤包括以大约0.1m/小时至大约0.3m/小时的生长速度沈积GaAs。49.如申请专利范围第47项之方法,其中沈积该单结晶合成半导体层第一部份之步骤包括大约300℃至大约500℃的温度沈积GaAs。50.如申请专利范围第47项之方法,其中生长该单结晶合成半导体层第二部份之步骤包括以大约0.4m/小时至大约1.0m/小时的生长速度沈积GaAs。51.如申请专利范围第47项之方法,其中生长该单结晶合成半导体层第二部份之步骤包括大约300℃至大约700℃的温度沈积GaAs。52.如申请专利范围第46项之方法,其中曝露于退火处理步骤包括使该第一部份经过大约550℃至大约800℃的退火温度。53.如申请专利范围第46项之方法,该方法进一步包括形成一应变层超晶格材料的步骤,以覆盖该单结晶合成半导体层。54.如申请专利范围第53项之方法,其中提供一应变层超晶格结构的步骤包括形成交替GaAs层与选自由InGaAs和GaAsP所组成之群组的材料层。55.如申请专利范围第54项之方法,其中形成交替层的步骤包括形成交替GaAs层与选自由InGaAs和GaAsP所组成之群组之材料层的大约5至10循环。56.如申请专利范围第46项之方法,其中该提供一单结晶矽基板的步骤包括提供一(100)矽基板。57.如申请专利范围第46项之方法,其中提供一单结晶矽基板的步骤包括提供一(100)矽基板,其具有一往(011)方向偏离轴线大约2度至大约6度的表面。58.如申请专利范围第46项之方法,该方法进一步包括形成一模板的步骤,该模板位于该单结晶钙钛矿氧化物膜与单结晶合成半导体层之间。59.如申请专利范围第58项之方法,其中形成一模板的步骤包括沈积一选自由下列所组成之群组的材料:Sr、Sr-O、Ti与Ti-O。60.如申请专利范围第46项之方法,该方法进一步包括退火处理该单结晶钙钛矿氧化物膜的步骤,用以将该单结晶钙钛矿氧化物膜转换成一非结晶膜。61.如申请专利范围第46项之方法,该方法进一步包括使用该单结晶矽基板形成一电子装置的步骤。62.如申请专利范围第46项之方法,该方法进一步包括使用该单结晶合成半导体层形成一电子装置的步骤。63.如申请专利范围第46项之方法,其中该沈积一第一部份的步骤包括使用原子层沈积以形成一GaAs层。64.如申请专利范围第46项之方法,其中该沈积一第一部份的步骤包括使用逐层沈积技术生长一GaAs层。65.一种半导体结构,包括:一单结晶矽基板;一非结晶氧化矽材料,以覆盖该单结晶矽基板;一锶钛酸盐材料,以覆盖该非结晶氧化物材料;一单结晶GaAs材料,以覆盖该锶钛酸盐材料;以及一应变层超晶格部份,其被形成以覆盖该单结晶GaAs材料,其中该应变层超晶格部份包括一选自由InGaAs和GaAsP所组成之群组的材料。图式简单说明:图1.2.3和4显示根据本发明各种具体实施例之装置结构的断面图;图5以图表显示可获得的最大膜厚度与主晶和生长结晶覆盖层间晶格不匹配间的关系;图6显示包括单结晶容纳缓冲层之结构的高解析度透射式电子显微照相(Transmission Electron Micrograph)图;图7显示包括单结晶容纳缓冲层之结构的x射线绕射谱;图8显示包括非结晶氧化物层之结构的高解析度透射式电子显微照相(Transmission Electron Micrograph)图;图9显示包括非结晶氧化物层之结构的x射线衍射谱;图10至13显示根据本发明另一项具体实施例之装置结构形成的断面原理图;图14至15显示根据本发明尚有另一项具体实施例之装置结构形成的断面原理图;图16至20显示根据本发明另一项具体实施例之装置结构形成的断面原理图,该装置结构具有使用一生长单结晶膜所形成的电子组件;以及图21至27显示根据本发明尚有另一项具体实施例之装置结构形成的断面原理图,该装置结构包括一发光装置。 |
