(57)【要約】      （修正有）【課題】微細構造を流体搬送により基板上に組み付ける方法を提供する。【解決手段】微細構造はガリウム砒素ブロック等の成形ブロック１９であり、シリコン基板５０上にある窪み５５にセルフアラインして、シリコン基板５０と一体化する。成形ブロック１９を流体中に搬入してスラリーを形成する工程を含む。次に、表面に窪みを具えた基板の上面５３上に均一にスラリーを注ぐ。微細構造はその形状と流体により基板表面を転がって窪みにセルフアラインして嵌合する。【選択図】図６
2006074062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細構造を作製する方法であって、下記の工程：
表面に電子デバイスを備えた第１基板を用意する工程、および
第２基板の窪みにセルフアラインするように該微細構造を成形する工程であって、該第１基板を切削加工して平行でない複数の側面を形成する処理を含み、該平行でない複数の側面は該微細構造の上面と底面とを接続しており、該上面の面積は該底面の面積より大きく、該上面は電子デバイスを備えている、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１において、該第２基板がプラスチックシートを含んで成ることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２において、該窪みが該プラスチックシートのスタンピングにより形成されることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１において、該電子デバイスがシリコン、ガリウム砒素、アルミニウムガリウム砒素、ダイアモンド、ゲルマニウムから成る群から選択された材料を含んで成ることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１において、該電子デバイスがIII-Ｖ族化合物を含んで成ることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１において、該電子デバイスがII-ＶI族化合物を含んで成ることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１において、該電子デバイスが多層構造であることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１において、該微細構造の高さが５ｍｍ〜１５ｍｍであることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１において、該微細構造の高さが１０ｍｍ以上であることを特徴とする方法。
【請求項１０】
複数の微細構造を作製する方法であって、下記の工程：
表面に複数の電子デバイスを備えた第１基板を用意する工程、および
第２基板の複数の窪みにセルフアラインするように該微細構造を成形する工程であって、該第１基板を切削加工して各該微細構造のための傾斜した複数の側面を形成する処理を含み、各該微細構造について、該傾斜した複数の側面は該微細構造の上面と底面とを接続しており、該上面は該電子デバイスのうちの少なくとも一つを備えており、該上面は該底面よりも面積が大きい、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０において、該第２基板がプラスチックシートを含んで成ることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１において、該複数のくぼみが該プラスチックシートのスタンピングにより形成されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
プラスチック基板上に微細構造を組み付ける方法であって、下記の工程：
スタンピングにより該プラスチック基板の表面に少なくとも１つの窪みを形成する工程、
複数の微細構造を用意する工程であって、各微細構造は表面に集積回路を有し、該複数の微細構造は該少なくとも１つの窪みに所定の方位で嵌合するように成形されている、
該複数の微細構造を含むスラリーを形成する工程、および
該複数の微細構造のうちの少なくとも１つの微細構造が該少なくとも１つの窪み内に配置されるように、該スラリーを該プラスチック基板上に塗布する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３において、該複数の微細構造のうちの該少なくとも１つの微細構造を該少なくとも１つの窪みに取り付ける工程を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４において、接着剤により該取り付ける工程を行なうことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１４において、共晶材料により該取り付ける工程を行なうことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６において、該共晶材料が、金、銀、半田から成る群から選択されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
基板上に微細構造を組み付ける方法であって、下記の工程：
少なくとも１つの窪みを有する該基板を用意する工程、
各々表面に集積回路を有する複数の微細構造を用意する工程、
該微細構造を流体と混合してスラリーを形成する工程、
該複数の微細構造のうちの該少なくとも１つの微細構造が該少なくとも１つの窪み内に所定の方位で配置されるように、該スラリーを該基板上に塗布する工程、および
該少なくとも１つの微細構造を該少なくとも１つの窪みに半田層により取り付ける工程
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１８において、該半田層により、該少なくとも１つの微細構造と該基板との間の電気的なコンタクトが提供されることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１８において、該半田層を加熱する工程を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１８において、該半田層をスパッタリングにより形成する工程を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１８において、該少なくとも１つの窪みが該少なくとも１つの微細構造よりも体積が大きいことを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２２において、該少なくとも１つの微細構造の側面と該少なくとも１つの窪みの対応する側面とが成す角度が０度〜２０度であることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景  本発明は、集積回路の分野に関する。本発明は、実施例においてシリコン基板上へのガリウム砒素微細構造の作製について説明してあるが、勿論それに限定されず広い用途に適用できる。例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、トンネルトランジスタ、ガン発振器、集積回路、ソーラーコレクタ（solar collector)、液晶ディスプレーのような、ガリウム砒素系微細構造（デバイス）を集積化したシリコン系電子デバイスを含むデバイスの作製は、本発明を適用できる用途の一例である。
【背景技術】
【０００２】
現在この分野で要請されているのは、低コストの市販の基板上に高コストの微細構造を組付ける（assemble）ためのコストパフォーマンスの良い高効率の実用的な方法である。
特に、ガリウム砒素は、特定の電子用途や光電子用途についてはシリコン等の材料に比べてかなり高い特性を持っている。しかし、ガリウム砒素デバイスの作製の際には、ガリウム砒素ウェハのかなりの領域が利用されずに廃棄されることが多い。一般に、このように利用されない領域は高価なウェハのダイ面積を無駄にする原因になる。また、ガリウム砒素の処理には、特殊な方法、薬剤、装置が必要なことが多いため、コストが高くなる。
【０００３】
その他の用途、例えば大規模集積（ＶＬＳＩ）回路等も、ガリウム砒素に比べてシリコンの方が良好に作製できる。更に別の用途では、両方の材料の特性を持つ集積回路を作製することが望ましい。そのため、シリコン系集積回路にガリウム砒素デバイスを集積化して作製する効果的な方法を開発することが求められている。そのような方法で得られる構造は、ガリウム砒素デバイスとシリコンデバイスの両方の長所を兼備する。
【０００４】
フリップチップボンディングやリフトオフ法のような方法を行うには、一般に基板上で大きな面積を必要とするため、現状のミクロンサイズの微細構造には適さない。これらの方法は基板上で粒子を位置決めすることが困難になることが多い。そのため、シリコンのような低コスト基板上にガリウム砒素微細構造のような高コスト材料を作製する効果的な方法を開発することが求められている。
【０００５】
これまでに、個々の電子部品（一般に微細構造）を作製し、これら微細構造を基板上に組付ける方法が、利用され又は提案されている。その一つは、シリコン基板上に直接ガリウム砒素デバイスを成長させる方法である。この方法には、ガリウム砒素とシリコンとの格子構造にミスマッチがあるために限界がある。更に、シリコン上にガリウム砒素を成長させること自体が難しいため、コストが高くなる。そのため、ガリウム砒素を効率的にシリコン基板上に成長させることはできない。
【０００６】
別の方法がＹａｎｄｏの米国特許第 3,439,416号に記載されている。Ｙａｎｄｏの特許には、部品あるいは構造を磁石列の上に配置、捕捉、あるいは振動させることが記載されている。この磁石は磁化された層と磁化されていない層とが交互に積層した構造になっている。部品は磁石列に合致して組付け体（assembly）となる。しかし、部品の形状、寸法および分布が厳しく限定される。部品の幅は磁石層の間隔に合致しなくてはならず、部品の分布は積層構造の平行形状に拘束される。更に、部品をセルフアライン（self-align：自己整列）するには積層構造が存在する必要がある。その上、Ｙａｎｄｏの開示する構造は典型的にはｍｍオーダーの寸法を持っているので、ミクロンオーダーの寸法を持つ集積回路構造には適していない。そのため、Ｙａｎｄｏに開示されている方法および構造は、現状の微細構造あるいは部品を基板上に効率的に組付けるには、寸法的に大きすぎるし複雑すぎる。
【０００７】
また、Ｌｉｅｂｅｓ，Ｊｒらの米国特許第 5,034,802号に記載されている方法では、パッケージ化した表面搭載デバイスと基板との間で物理的な形状を合致させる。この組付け方法は、手動またはロボットによりｃｍオーダーのパッケージ化表面搭載デバイスを基板上に持ち上げ、位置合わせ（整列、アライン）し、取り付ける必要がある。この方法には手動またはロボットが必要なために限界がある。手動またはロボットではパッケージ化デバイスを一括ではなく１つ１つ基板上に組付けるため、作業の効率および効果に限界がある。更に、この方法はｃｍオーダーの寸法のデバイス（パッケージ化された表面搭載集積回路）を用いるため、ダイ形態のミクロンオーダーの集積回路にはほとんど適用できない。
【０００８】
更に、Ｂｉｅｇｅｌｓｅｎらの米国特許第 4,542,397号に開示されたような方法では、平行四辺形の構造を機械的な振動により基板上に配置する。あるいは、支持板表面（基板）の開口を通る脈動空気を用いることもできる。この方法の限界は、構造を振動できる装置か、あるいは開口を通して空気を脈動させる装置を必要とすることである。更に、この方法はｃｍオーダーのダイを用いるため、現状のμｍオーダーの構造にはほとんど適用できない。
【０００９】
Ａｋｙｕｒｅｋの米国特許第 4,195,668号には、電極台座を半田付け可能なオーミック陽極コンタクトにアラインし半田付けする装置が開示されている。この陽極コンタクトはウェハ上に配置された個々の半導体チップの一部分である。この構造をアラインするには、マスク上に台座を散布した後に台座を電磁石で振動させてアラインする技術が必要である。この方法の限界は、上記の電磁石による振動工程のための振動装置が必要のことである。更に、マスク上に電極台座を搬送するために、マスクまで緩く傾斜した供給斜面も必要である。また、この方法は電極台座とシリコンウェハのみを対象としたものであるため、用途がこれらの構造に限定される。
【００１０】
更に別の方法として、Ｃｏｈｎの米国出願第07/902,986号（出願1992年 6月23日）に、静電力により集積回路を基板上に組付けることが記載されている。静電力により粒子が振動し、位置エネルギーが最小になる状態に配列される。この方法の限界の一つは、粒子を静電力で振動させることができる装置を必要とすることである。更に、Ｃｏｈｎの方法では、機械的に振動させられる集積回路の一部が互いに衝突して損傷を受けるし、一般に有効ではない。そのためこの方法は現状の微細構造にはほとんど適さない。
【００１１】
そこで、基板上に微細構造を組付けるための、コンパクト、低コスト、効率的、信頼性があり、保守の容易な方法が求められている。
【発明の開示】
【００１２】
発明の概要  本発明は、基板上に微細構造を組付ける方法およびそれにより得られる構造を提供する。特に、本発明の方法は、窪みもしくは一般的に接合部もしくは受容部を持つ基板上面に、成形ブロックもしくは一般的には構造を、流体を介して搬送する操作を含む。搬送時に、ブロックはその形状のために窪みにセルフアラインして合体する。得られる構造は、シリコン系電子デバイスにガリウム砒素系微細構造が合体した種々の有用な電子集積回路を持つものであり、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、トンネルトランジスタ、ガン発振器、集積回路、ソーラーコレクタ（solar collector)等である。
【００１３】
一態様においては、本発明の方法は、基板上にμｍオーダーの寸法のブロック等の微細構造を組付ける。基板は上面に窪みが少なくとも一つあるシリコンウェハ、ガリウム砒素ウェハ、ガラス基板、セラミック基板等である。基板は、スタンピング、射出成形等により作製されたプラスチックシートであってもよい。組付け工程には、成形ブロックを用意する工程と、成形ブロックを流体中に搬送して混合物もしくは一般にはスラリーを形成する工程とがある。このスラリーを、成形ブロックが少なくとも１つ窪み内に配置される速度で基板上に均等に塗布する。塗布はほぼ層流状態で行われ、成形ブロックの一部を窪み内にセルフアラインさせる。
【００１４】
別の態様においては、本発明の方法は、例えば、改良された作製方法により得られる台形状輪郭を持つ成形ブロックをも提供する。この作製は、上面を有する第２の基板を用意する工程と、上面の上に犠牲層を成長させる工程とを含む。次ぎに、この上面の上にブロック層を形成する工程を行う。このブロック層をマスクし、犠牲層までエッチングすることにより、犠牲層上に台形輪郭を持つ成形ブロックを形成する。犠牲層を優先的にエッチングする工程で個々の台形ブロックをリフトオフする。次ぎにブロックをリンスした後、溶液中に移してスラリーにする。
【００１５】
本発明は更に、基板と合体した台形ブロックをも提供する。基板上には複数の窪みがある。ここの窪みは、台形ブロックを受容する形状の輪郭を持つ。これにより得られる構造は、上記のブロックが窪みを介して基板と合体し、集合デバイスもしくは集積回路を形成している。
【００１６】
更にもう一つの態様では、成形ブロックは截頭ピラミッド形のガリウム砒素構造を含む。截頭ピラミッド形の構造は、基底から４つ側面が張り出して、上面に達している。個々の側面は、基底と側面間の角度が約５０°〜約７０°である。各側面の高さは約５μｍ〜約１５μｍとすることができる。基底の長さは約１０μｍ〜約５０μｍ、幅は約１０μｍ〜約５０μｍとすることができる。
【００１７】
本発明の方法およびそれにより得られる構造を、本明細書中においてガリウム砒素の台形ブロックをシリコン基板上に組付ける場合について説明するが、これは単に説明のためのみである。成形ブロックの形状は、円柱状、ピラミッド状、直方体、立方体、Ｔ形、腎臓形、その他の形、およびそれらを組み合わせて形でよく、対称形および非対称形を問わない。一般に、ブロックはその形状のより、同様の形状を持つ基板上の窪みもしくは受容体の中に緊密に挿入可能になる。成形ブロックは、ガリウムアルミニウム砒素、シリコン、ダイヤモンド、ゲルマニウム、その他のIII-V 族およびII−VI族元素の化合物、多層構造であってよい。多層構造は、金属、シリコン酸化物や窒化シリコン等の絶縁体、およびこれらの組み合わせを含むことができる。
【００１８】
以下に、添付図面を参照して、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１〜１７に関して、本発明は基板上に微細構造を作製する改良された方法、およびそれにより得られる改良された構造を提供する。例えば図１〜１７に、説明のための一例として、ガリウム砒素成形ブロックを作製し、これをシリコン基板上に組み付ける場合を示す。
【００２０】
ガリウム砒素ブロックをシリコンウェハ上に組み付ける場合は、シリコンウェハの上面にある逆台形の窪み内に台形ブロックがセルフアラインする。その際の工程としては、ガリウム砒素ブロックを作製する工程、ブロックを溶液中に移してスラリーにする工程、および窪みのあるシリコン基板上面にスラリーを均等に塗布する工程が含まれる。塗布工程では、ブロックは流体と共に基板上面を搬送されながら窪みにセルフアラインして沈み込む。窪みのあるシリコン基板の作製の詳細は、ガリウム砒素ブロックの形成についての説明を簡単に行った後に説明する。
【００２１】
一つ実施態様においては、本発明の方法の一例として、ガリウム砒素ウェハから台形ブロックを形成する工程を提供する。上記の工程には、図１に示したガリウム砒素ウェハ１０を準備する工程が含まれる。本発明の方法はまた、ガリウム砒素ウェハ１０の上面１５の上にある犠牲層１３の形成方法も提供する。この犠牲層１３の一例はアルミニウム砒素（砒化アルミニウム）である。その他の犠牲層は、インヂウム燐（燐酸インヂウム）、二酸化シリコン、フォトレジスト等の、選択エッチング可能なものである。勿論、犠牲層は用途に応じて選択する。アルミニウム砒素犠牲層の場合は、層の厚さは約０．１μｍ〜約５．０μｍであり、望ましくは約１μｍである。犠牲層１３を形成する前に、基板上面１５をウェットエッチング、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング等によりエッチングして、自然酸化膜を除去する。他の方法として、砒素の存在下で脱着処理により自然酸化膜を除去できる。その後、選択エッチング（詳細は後に説明）により犠牲層１３を除去して、犠牲層１３上に形成されているガリウム砒素ブロック（別称として、メサ形もしくは台形もしくは截頭ピラミッド形の構造）の個々をリフトオフし易いようにする。
【００２２】
図１において、ガリウム砒素層１７が犠牲層１３上に形成されている。このガリウム砒素層は、分子線エピタキシー、化学蒸着、その他の方法で作製できる。ガリウム砒素層の厚さＴは、約１０ｎｍ以上、望ましくは約１０μｍ以上であり、用途によって異なる。
【００２３】
望みの寸法のブロックを作製するために、本発明の方法においてはガリウム砒素層１７のマスキング工程とエッチング工程を提供する。図２に、このマスキング工程およびエッチング工程を行った後のガリウム砒素基板１０を、ガリウム砒素ブロック１９と、ガリウム砒素層１７（図示せず）上のフォトレジスト層２１と共に示す。一般に、図２のようにガリウム砒素層１７のうち非露光部分が犠牲層１３までエッチングされる。このエッチング工程によって、複数のガリウム砒素成形ブロック１９が形成される。この例の場合、成形ブロックは台形の輪郭もしくは截頭ピラミッド形状である。この台形輪郭は、用途に応じてウェットエッチング、プラズマエッチング、イオンミリング、反応性イオンエッチング等により形成できる。
【００２４】
一般に、ウェットエッチングを行うと側面が傾斜した輪郭のガリウム砒素ブロックが得られる。マスクの縁が〔１１０〕方向に平行な場合には、ウェットエッチによって図２に示したように外向きに傾斜した輪郭になる。マスクの縁が〔１１０〕方向に平行な場合には、内向きに傾斜した（逆メサ）輪郭になる。外向きに傾斜した輪郭であれば、これに対して相補的な形で基板上に形成された窪みと合体する望ましい形状になる。
【００２５】
イオンミリングでは、ビーム角度によって外向き傾斜の輪郭を持つガリウム砒素ブロックが形成される。ビーム角度はガリウム砒素基板１０の上面１５の法線に対して約０°〜約３０°の範囲に調節する。個々のブロックを外向き傾斜の（截頭ピラミッド形）輪郭にするには、典型的にはエッチング工程の間中、基板全体を回転させる。
【００２６】
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）でも、成形された輪郭を持つガリウム砒素ブロックを作成できる。一般に、このエッチング方法を用いると、側面がアンダーカット状になった逆メサ輪郭を持つブロックが形成される。エッチャント、圧力、処理設備等の条件次第で、このエッチング方法は形状および／または輪郭がほぼ揃ったブロックを形成することができる。
【００２７】
ＭＢＥ成長層をエッチングした後に、図３に示したように犠牲層１３を選択エッチングしてリフトオフ法によりガリウム砒素基板１０から台形ブロックを分離する。このようなリフトオフ法は、例えば、アルミニウム砒素犠牲層を選択ウェットエッチすることにより行う。ガリウム砒素の場合は、このようなウェットエッチ工程はフッ酸溶液のような薬剤により行うのが典型的である。ここで用いるエッチャントは、犠牲層を実質的にエッチングするが、ガリウム砒素ブロックや基板に対してきは強い攻撃性がない。
【００２８】
ガリウム砒素ブロックを基板１０から分離した後に、ウェットエッチング溶液を希釈およびデカントして、溶液からブロックを取り出す。ガリウム砒素の場合は、純水、メタノール、エタノール等を用いてウェットエッチャントを希釈およびデカントする。任意工程として、希釈およびデカント工程の後にリンス工程を行う。リンス工程は、アセトン、メタノール、エタノール、等の不活性で腐食性の少ない溶液によって行う。この溶液はまた、ブロックを懸濁状態に混合すなわち一般的にはスラリーを形成するため溶媒（流体）ともなる。
【００２９】
図３に示したリフトオフ法の代わりに、図２のガリウム砒素基板から図４の中間構造２５０を得る別態様おリフトオフ法もある。この別態様のリフトオフ法を用いると、ブロックの裏面側にデバイスが形成されている場合のブロックのリフトオフも容易にできる。図示したように、この方法は、犠牲層１３の露出部分の上および各ブロック１９間の間隙２５５に、充填材もしくはワックス層２５３望ましくは高温ワックスを塗布する工程を含む。このようなワックスの一例は、TRANSENE Co., Inc.製のTECH WAXがある。
【００３０】
この方法では次の工程として、図２のガリウム砒素構造を裏返しにして、頂部面を中間基板２５７上に載せる。この中間基板は例えばシリコンウェハ等である。ただし、中間基板上に載せる前に、中間基板表面２６１の自然酸化膜を望ましくはフッ酸等のウェットエッチャントでエッチング除去した後、この清浄化した表面をヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）のような定着剤で処理する。ガリウム砒素基板１０の除去は裏面２６３側から行い、約５０μｍの厚さで基板１０を残す。
【００３１】
次に、基板１０の残り部分をエッチング除去してアルミニウム砒素層１３を露出させる。水酸化アンモニウム＋過酸化水素（ＮＨ3 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ2 ＝６：２００）のようなエッチャントによりガリウム砒素基板を選択エッチしてアルミニウム砒素層１３に到達する。
すなわち、アルミニウム砒素層がエッチングストッパーとして作用しガリウム砒素ブロック１９をエッチングから保護する。アルミニウム砒素層１３の除去には、フッ酸のようなエッチャントを用いたウェットエッチングの工程が必要である。典型的には、このエッチャントに短時間浸漬することによってアルミニウム砒素層１３が除去される。
【００３２】
アルミニウム砒素層を完全に除去した後、マスキング工程、スパッタリング工程、およびエッチング工程により、図５に示したようにメタライズドリングコンタクト２６５を形成する。このメタライズドリングコンタクトはフォトレジスト層２６７から形成されたパターンによって作られている。このコンタクトのメタライゼーションに用いる材料は金、アルミニウム等である。あるいは、他の処理工程、例えばエッチング、マスキング、注入、拡散等をブロックに施して能動デバイス等の他の形状を形成することもできる。トリクロロエタン（ＴＣＡ）のような溶液によって、個々のブロック１９とフォトレジスト層２１の間にある充填材すなわちワックスを溶解する。腐食を低減するために、アセトン、メタノール、エタノール、その他腐食性の低い不活性な溶液にガリウム砒素ブロックを移す。この不活性な溶液とブロックの混合物を一般にスラリーと呼ぶ。
【００３３】
スラリーは不活性な溶液（すなわち流体）と成形ブロックとを含む。ブロックが基板の表面を滑り移動できるようにスラリーの溶液は充分な量にする。望ましくは、混合物中の溶液量はブロック量と同じオーダーにする。勿論、必要な溶液量はブロックサイズ、ブロック材質、基板サイズ、基板材質および溶液の種類等の要因により異なる。準備したスラリーを、図６に示したようにシリコン基板５０の上面５３上に搬送もしくは広げる。搬送方法の詳細は、以下にシリコン基板５０の作製についての簡単な説明の後に説明する。
【００３４】
図６に示したように、シリコン基板５０にはエッチングにより形成した窪み５５がある。ウェットエッチング、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング、イオンミリング等、種々の方法により、窪み５０、一般には溝、受容部、もしくは接合箇所を形成する。
これらの方法により、ブロック１９に対して相補的な幾何学的輪郭を持った窪み５０がエッチング形成される。例えばシリコン基板内で、個々の窪みは台形の輪郭あるいは逆截頭ピラミッド形状を持つ。ブロック１９は台形の輪郭を持つことにより、改良された搬送方法を介して、窪み５０にセルフアラインして密着嵌合する。
【００３５】
搬送方法は、上面５３上にスラリーを均一に広げまたは注ぐ工程を含む。あるいは、スラリーを上面５３に均等に搬送できるピペット、フラスコ、ビーカー、等の容器および／または装置で搬送してもよい。一般に、スラリーを上面５３に注ぐ速度は、上面を十分に覆える速度であって且つ既に窪み内に配置されたブロックを浮き出させたり弾き出したりしない速度とする。スラリーの流れは典型的には層流であるが、用途によっては層流でない場合もあり得る。ガリウム砒素ブロックを作製する例では、上面５３上の流体流速は約０．０１ｍｍ／sec 〜約１００ｍｍ／sec の速度である。望ましくは、流速は約１ｍｍ／sec である。これらの流速において、ブロックは流体と共に均一に流れ、上面５３上に転がり、窪み５５にセルフアラインして沈降静止する。任意に、既に窪み内に配置完了しているブロックを浮かび出させないように、搬送工程を遠心分離機等の中で行うこともできる。例えば遠心分離機は、既に窪み内に配置完了しているブロックに力を負荷して、このブロックが溶液と一緒に浮かび出さないようにする。
【００３６】
一つの実施態様において、図１〜３および６に示した方法で得られる構造２０を図７に示す。図７の組付け済の微細構造は、シリコン基板１０、ガリウム砒素ブロック１９、および窪み５５を含む。ブロックおよび窪みが台形であることにより、搬送工程中にブロックが窪みにセルフアラインし密着嵌合できる。ブロックの側面とこれに対応する窪みの側面とが作る角度Ａは、実質的に約０°〜約２０°の範囲である。望ましくは、この角度は約５°より小さく、実質的な０°よりも大きい。この角度によって個々のブロックのセルフアライン過程が促進される。本発明の改良された方法は、種々のブロック形状および窪み形状によって基板上に多数のブロックすなわち微細構造を作製することを可能にするし、流体搬送工程をも可能にする。
【００３７】
上記実施態様の変更態様として、図８の構造７０で示したように、共晶層７５を介して窪み５５内にブロック１９を取り付ける。リフトオフ工程の前に、金、銀、半田、その他のメタライズド層を表面７３上に形成する。あるいは、ブロックを個々の窪みに取り付ける層は、共晶層の代わりに合成接着剤であってもよい。このメタライズド層を形成する典型的な工程は、マスキング工程、エッチング工程、およびスパッタリング工程を含む。搬送工程に続いて、構造７０を加熱することによりメタライズド層７３とシリコン基板１０との間に共晶層７５が形成される。この共晶層により、基板１０とブロック１９との間の機械的および電気的なコンタクトが提供される。基板上にブロックを取り付けるこの方法は、効率が良く低コストで容易な方法を提供する。
【００３８】
別の実施態様において、図１、２、４、５および６の方法の各部により、図９に示したガリウム砒素発光ダイオード（ＬＥＤ）２００が得られる。図９に示したように、ガリウム砒素ＬＥＤはシリコン基板２０３およびガリウム砒素ブロック２０５を含む。個々のガリウム砒素ブロックは少なくともメタライズドリングコンタクト２０７、ｐ型ガリウム砒素層２０９、ｎ型ガリウム砒素層２１１、および共晶層２１３を含む。このデバイスを発光させる際には、メタライズドリングコンタクト２０７すなわちメタライズド層に電圧を印加する。図示したようにガリウム砒素ブロック２０５の各メタライズドリングコンタクト２０７内の中心領域から光子（ｈν）が放出される。
【００３９】
更に別の実施態様においては、本発明の構造は図１０に示したようなガリウム砒素発光ダイオード（ＬＥＤ）９０を形成する。上記の実施態様と同様に、ガリウム砒素ＬＥＤはシリコン基板９３およびガリウム砒素ブロック９５を含む。やはり上記の実施態様と同様に、個々のガリウム砒素ブロックも少なくともメタライズド表面９７、ｐ型ガリウム砒素層１０１、ｎ型ガリウム砒素層１０３、および共晶層１０５を含む。このデバイスを発光させる際には、例えばプローブによってメタライズド層９７に電圧を印加する。図示したように、光子はガリウム砒素ブロック９５の中心領域からではなくて縁部領域から放出される。
【００４０】
更にもう一つの実施態様においては、本発明の構造は図１１（寸法比は実際と異なる）に示したようにテーパ付きアパーチャ開口１２３を持ったガリウム砒素構造１２０を形成する。このテーパ付きアパーチャ開口１２３の形成は、ウェットエッチング、イオンミリング、反応性イオンエッチング等の方法で行う。このガリウム砒素構造はＬＥＤあるいはレーザ等であってよい。上記の実施態様と同様に、ガリウム砒素構造１２０は基板１２５およびガリウム砒素ブロック１２７を含む。構造１２０は更に、ガリウム砒素ブロック１２７上のアルミニウム等の上面メタライズド層１３１と、絶縁層１３３とを含む。リングコンタクト層１３５によって基板１２５とガリウム砒素ブロック１２７との間の機械的および電気的なコンタクトが提供される。ガリウム砒素ブロックに対する機械的な支持と電気的なコンタクトは棚状部１３７で行う。図示した発光（レーザ放射）アパーチャ１３９は寸法が約５μｍ〜約４０μｍである。このデバイスを起動するには、メタライゼーション層１３１に電圧を印加する。光子（ｈν）がガリウム砒素ブロック１２７から放出され、発光アパーチャ１３９を通り、テーパ付きアパーチャ開口１２３を通る。光ファイバーケーブル１４１が光子を受け入れる。この光ファイバーケーブルには、直径が約５０μｍ〜約２００μｍのテーパ付き受信端がある。
【００４１】
本発明の方法およびそれにより得られる構造をガリウム砒素の台形ブロックについて説明したが、これは一例を示したに過ぎない。本発明の方法および構造はこれら以外のどのような形状の成形ブロックにも適用できる。成形し形状を持たせたことにより、ブロックは流体を介して基板の表面を移動して対応する窪みにセルフアラインし挿入されることが可能になる。図１２に、成形ブロックの他の形状例を示す。図示したように、ブロックは例えば長方形３００、八角形３０３、あるいは円形３０５であってもよい。長方形のブロックは対応する窪みを持つ基板への挿入方位が最大４方位ある。これに対して、八角形のブロックは８方位で挿入できるし、円形のブロックは細い端部から挿入する限り全方位で挿入可能である。これらブロックの材料は、シリコン、ガリウム砒素、アルミニウムガリウム砒素、ダイアモンド、ゲルマニウム、その他のIII-V 族およびII−VI族化合物、多層構造等であってよい。この多層構造には、金属、二酸化シリコンや窒化シリコン等の絶縁体、およびこれらの組み合わせが含まれる。一般に、ブロックは成形可能な殆どどのようなタイプの材料でも作製できる。典型的には、ブロックはイオンミリング、反応性イオンエッチング等の方法で作製できる。窪み内への各ブロックのセルフアラインを容易にするために、ブロックの側面とこれに対応しブロックを配置するための窪みの側面との角度は実質的な約０°〜約２０°の範囲である。望ましくは、この角度は約５°より小さく、実質的な０°より大きい。
【００４２】
成形ブロックを組み付ける基板は、シリコンウェハ、プラスチックシート、ガリウム砒素ウェハ、ガラス基板、セラミック基板等である。基板は、成形ブロックに対して相補的な形状の窪み、一般的には接合場所あるいは受容部をその上に形成できる材料であれば殆どどの材料でもよい。
【実施例】
【００４３】
本発明の方法および構造の原理を実証し作用を示すために、シリコン基板上にダイオードとしてのガリウム砒素ブロックを組み付けて作動させた。
【００４４】
ガリウム砒素の実施例として、ガリウム砒素ブロックを含むスラリーを、シリコン基板の上面にある窪みにセルフアライン（自己整列）するように搬送した。この方法は、ガリウム砒素ブロックを形成する工程、このブロックを溶液中に入れてスラリーを形成する工程、およびこのスラリーを窪みのあるシリコン基板の上面上に均一に搬送する工程を含む。成形ブロックは基板の上面上を転がり、ブロックに対して相補的な形状を持つ窪みにセルフアラインして嵌合する。
【００４５】
シリコン基板の作製において、エチレンジアミンピロカテコールピラジン（ＥＤＰ）または水酸化カリウム（ＫＯＨ）の溶液により、台形輪郭または逆截頭ピラミッド形状の窪みを形成した。どちらの溶液で形成した台形輪郭も基板上面の法線に対して約５５°の外向き傾斜を持っていた。台形輪郭は、｛１１１｝面と｛１００｝面または｛１１０｝面との選択比（１：１００）により得られたものである。すなわち、｛１１１｝面は｛１００｝面または｛１１０｝面に対して１：１００の比率でエッチング速度が遅い。
【００４６】
本実施例においては、ＥＤＰ溶液によりシリコン基板に窪みをエッチング形成した。ＥＤＰは、エイチレンジアミン（約５００ｍｌ）、ピロカテコール（約１６０ｇ）、水（約１６０ｇ）、ピラジン（約１ｇ）を含有する。ＥＤＰ浴は約１１５℃に保持した。エッチング工程の前に、先ず基板の上面に厚さ約２００ｎｍの熱酸化膜（ＳｉＯ2 ）を形成した。この酸化膜をマスクしてエッチングし、長方形の領域を形成した。この領域を深さ方向に約１０μｍエッチングして上面に長さ約２３μｍの正方形領域を形成した。各側面は個々の開口部から対照的に長さ約９μｍの正方形基底まで延びていた。
【００４７】
台形ブロックの作製において、エピタキシャル成長２インチｎ型ガリウム砒素ウェハを、セルフアライン用ブロックの形成基板として準備した。先ずブロック上面の自然酸化膜を脱着法により除去した。脱着は、ウェハを温度約７００℃で砒素含有雰囲気に曝すことにより行った。脱着を行った後、上面上に、ドープした（doped)またはドープしない（undoped)のアルミニウム砒素の犠牲層を厚さ１μｍに成長させた。次ぎに、このアルミニウムガリウム砒素層上に、ＭＢＥ法により厚さ約１０．７μｍのシリコンドープしたガリウム砒素を成長させた。シリコンドープ濃度は約１０18原子／ｃｍ3 であった。次ぎに、フォトレジストでＭＢＥ成長層の上面をパターニングした。
【００４８】
このＭＢＥ成長層の上面のパターニングのために、ＭＢＥ成長ガリウム砒素層の上面にフォトレジスト層を厚さ約１．６μｍに塗布した。用いたフォトレジストはShipley 社製のAZ1400-31 である。パターニング工程として更に、少なくとも露光、現像、ベーキングを行った。このベーキングは温度約１２０℃で約１時間行いフォトレジスト層をハードベークした。以上のパターニング工程により上面上のフォトレジストの露光部に約３５μｍ×２４μｍの長方形が複数形成された。
【００４９】
パターニング完了後、非露光部をエッチングすることにより、アルミニウム砒素犠牲層に付着した台形ブロックを形成した。ブロックと窪みとが良好に嵌合するためには、個々のブロックが実質的に同一形状でなければならない。そのために、本実施例においては種々の濃度および方法によりウェットエッチングの実験を行った。
【００５０】
一般に、非露光部をウェットエッチングして得られた結果は、マスクの縁の方位に依存していた。マスクの縁が〔１ -１０〕方向に平行な場合は、非露光部のエッチングにより各ブロックの上面から外向きに傾斜した輪郭が得られた。一方、マスク縁を〔１１０〕方向に平行にして非露光部のウェットエッチングをすると、内向きに傾斜した輪郭（逆メサ）が得られた。
【００５１】
ウェットエッチングでこのように全く異なる輪郭（メサおよび逆メサ）が得られるのは、ガリウム砒素には異なる２組の｛１１１｝面があるからである。｛１１１｝Ａ面すなわち｛１１１｝ガリウム面は、表面にあるガリウム原子１個の下に３個の砒素原子が結合している。｛１１１｝Ｂ面すなわち｛１１１｝砒素面は、表面にある砒素原子１個の下に３個のガリウム原子が結合している。｛１１１｝面の各砒素原子は一対のダングリング電子を持ち露出している。このようなダングリング電子は｛１１１｝Ａ面の構造には存在しない。その結果、｛１１１｝Ｂ面は｛１１１｝Ａ面よりもエッチング速度が速くなる傾向があり、形成されるブロックが逆メサ形状になり、この逆メサ形状は一般にシリコン基板上にエッチング形成された窪みとは合致できない。
【００５２】
マスク縁が〔１１０〕面に平行な場合には、〔１ -１０〕面に平行な場合に比べてアンダーカットが大きかった。本実施例においては、マスク縁を〔１１０〕方向に平行にした場合は、ブロック頂部付近では深さ方向エッチング１μｍ当たりの側方エッチングは約１．１μｍであった。ブロック基底付近では深さ方向エッチング１μｍ当たり側方エッチングは約０．４μｍであった。一方、マスク縁が〔１ -１０〕面に平行な場合には、ブロック頂部付近では深さ方向エッチング１μｍ当たりの側方エッチングは約０．８μｍであり、ブロック基底付近では深さ方向エッチング１μｍ当たり側方エッチングは約０．１μｍであった。基底を正方形に形成するには、〔１１０〕方向のマスク長さを長くする必要がある。
【００５３】
マスク方位（alignment)に加えて、エッチャント濃度が各ガリウム砒素ブロックの形状に影響を及ぼした。本実施例においては、ＭＢＥ成長ガリウム砒素層については、燐酸、過酸化水素、および水（Ｈ2 ＰＯ3 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ）の溶液が確実なエッチャントであった。このエッチャントを用いた場合、燐酸に対する過酸化水素および水の添加量によって３通りの異なる輪郭が形成された。燐酸が低濃度（Ｈ2 ＰＯ3 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝１：１：４０）の場合には、ブロック頂部面とその対応側面との角度が３０°である台形すなわちメサ形輪郭が形成された。エッチャント溶液濃度を更に低くすると、約１０°〜２０°の角度の浅い台形すなわちメサ形輪郭が形成された。このように浅い輪郭が形成されたのは、｛１１１｝Ｂ面内でのエッチング反応が輸送律速であったためであると考えられる。
【００５４】
燐酸が高濃度（Ｈ2 ＰＯ3 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝１：１：２０、またはこれ以上）の場合には、｛１１１｝Ｂ面の反応に制限されて内向き傾斜した輪郭（逆メサ）が形成される。望ましくは、上記の低濃度と高濃度の間の燐酸濃度（Ｈ2 ＰＯ3 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝１：１：３０）で、シリコン基板上にエッチング形成された窪みに組み付ける適合性の良い輪郭が得られる。この濃度のエッチャントを用いると、〔１１０〕面に平行な５５°の角度と〔１１０〕面に平行な４９°の角度を持ったブロックが形成され、ＭＢＥ成長層の典型的なエッチング速度は約０．１３３μｍ／分（約１３３ｎｍ／分）であった。上記エッチングにおいて、典型的にはエッチャント溶液は薄くなったときに補充した。
【００５５】
過酸化水素に対する燐酸の比率を高めて３：１にすると、上記実験の場合と同様の輪郭が得られたが、一般に側面は粗面になった。この粗面は本発明には好都合な表面であった。
【００５６】
上記実施例の変更例として、同様のエッチャント（Ｈ2 ＰＯ3 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝１：１：３０）によりアルミニウムガリウム砒素ＭＢＥ成長層からアルミニウムガリウム砒素ブロックを良好に形成することができた。このエッチャントにより、アルミニウムガリウム砒素ＭＢＥ成長（ｘ＝０．１、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ）の場合、〔１１０〕方向に平行な内向きに傾斜した輪郭が得られた。深さ方向エッチング速度はガリウム砒素ＭＢＥ成長層とほぼ同じであった。しかし、アルミニウム砒素が存在することによって、｛１１１｝Ｂ面のエッチングが反応速度律速になり増加した。ｘ＝０．１、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓはガリウム砒素に比べて｛１１１｝Ｂ面の反応性が高いため、このエッチャントにより内向きに傾斜した輪郭が形成された。
【００５７】
ウェットエッチングの他に、イオンミリングによってもガリウム砒素台形ブロックを形成した。ＭＢＥ成長ガリウム砒素層をイオンミリングすると、頂部面と対応側面との角度が約６８°〜９０°の範囲にある外向きに傾斜した輪郭が得られた。この角度は、ＭＢＥ成長層の上面の法線に対するイオンビーム角度を約０°〜２５°の範囲にして得られた。
一般にビーム角度が大きい（９０°に近い）と、鉛直またはほぼ鉛直の輪郭が得られた。
イオンミリング中は、基板を中心軸の回りに回転させる必要があった。他の処理条件としては、アルゴンガスをエッチャントとし、圧力は約５０ｍTorr、イオンエネルギーは約１０００Ｖ、そしてイオンミリング速度は７分当たり１μｍであった。このミリングで、フォトレジストマスクの側方エッチング速度は７０分当たり約５μｍであり、角度約６８°のサイドウォールが形成された。ガリウム砒素とフォトレジストとの選択比は約３：１であった。この実施例においては、イオンミリングはほぼ一定したガリウム砒素ブロックが形成できたので、ウェットエッチングよりも有効であった。
【００５８】
最終浴として濃度Ｈ2 ＰＯ3 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝１：１：３０のものを用いてガリウム砒素およびアルミニウム砒素の残留酸化物を除去した。これらの酸化物は典型的にはアルミニウム砒素をエッチング浴またはイオンミリングで処理中に生成したものである。次ぎに、フッ酸を用いてこの酸化物層（典型的には粗い褐色層）を除去した。一般に、これらの酸化物層はアルミニウム砒素犠牲層のフッ酸（ＨＦ）エッチングの作用の障害になる。
【００５９】
酸化物層を除去した後に、ＨＦ溶液によりアルミニウム砒素犠牲層を選択エッチングしてガリウム砒素ブロックをリフトオフする。詳しくは、Ｈ2 Ｏ：ＨＦ＝約５：１の濃度のＨＦ溶液を用いて犠牲層をエッチングし、ブロックをリフトオフした。基板上になお残留するブロックがあっても、恐らく表面張力により、基板表面から溶液中に機械的に離脱させることができる。離脱したブロックは、基底寸法が約２２μｍ×２３μｍであった（設計寸法は２４μｍ×２４μｍ）。
【００６０】
ブロックを基板から分離した後、テフロン（登録商標）ピペットを用いてガリウム砒素ブロック群からＨＦ溶液を実質的に除去した。残留ＨＦは水でリンスして除去した。このリンス処理によりブロックと水を含む混合物が得られた。次ぎに、アセトン等の不活性な溶液で水を置換することにより、ブロック表面の酸化を抑制した。この不活性溶液中に入るとブロックは凝集（クラスター化）して溶液表面に浮上するか逆に溶液底部に沈積する。このクラスターは、肉眼で見えることが多く、後に行う搬送工程の効果を下げるので、溶液を超音波振動で機械的に攪拌して分離した。
【００６１】
次に、ガリウム砒素ブロックを含んだ不活性溶液をシリコン基板の上面上に均一に搬送した（注いだ）。詳しくは、ピペットを用いてこの溶液を基板の上面に搬送した。溶液の搬送は実質的な層流を形成する速度で行った。この層流により、ブロックは基板の上面上を転がりおよび／または滑ってゆき、台形輪郭を介して窪みにセルフアラインした。一般に搬送速度は、ブロックを含んだ溶液を基板表面で均一に流す速度とすべきであって、且つ既に窪み内に配置されたブロックは離脱させない速度とすべきである。
【００６２】
イオンミリングで作製したブロックは、ウェットエッチングによるブロックよりも歩留り（収率）が高かった。イオンミリングによるブロックはほぼ一定の輪郭を持っており、溶液がほぼ蒸発し終わるまでに基板上の窪みの９０％以上にセルフアラインして挿入された。溶液の蒸発が進むにつれて、表面張力によってブロックの一部が窪み内から引き出されることが多くなる。蒸発完了後に充填状態になっている窪みは約３０〜７０％である。
この歩留り低下の対策は、蒸発中の表面張力が小さい液体を用いること、あるいは表面張力を実質的に解消する超臨界的な乾燥方法を用いることである。あるいは、溶液が蒸発する前にブロックを窪み内に接合することにより、歩留りを固定することもできる。
【００６３】
図１３に、本実施例によりシリコン基板１５０の窪み内に配置されたガリウム砒素ブロックの写真を示す。各窪みの頂部１５３は正方形で長さが約２３μｍである。図示したように、写真には窪み１５５、シリコン基板１５７、および台形ブロック１５９も示されている。
【００６４】
本発明の実施例の作用を更に説明するために、図１４の写真に発光ダイオード１７０を示す。この写真には、シリコン基板１７３およびガリウム砒素ＬＥＤ１７５が示されている。ガリウム砒素ＬＥＤは電気的バイアス下で赤外線を放射した。ＭＢＥ層上に成長した個々のガリウム砒素ＬＥＤは、Ｎ＋ガリウム砒素キャップ層（厚さ約１００ｎｍ）、Ｎ＋Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ輸送層（厚さ約１μｍ）、Ｐ−活性層（厚さ約１μｍ）、およびＰ＋バッファ層（厚さ約１μｍ）を含んでいた。ガリウム砒素ＬＥＤには更に個々のブロックの頂部に、図１５に示したように、電圧印加用のリングメタライズドコンタクト４００と光出力用の開口４０３とが必要である。図１６に示したように、電流−電圧（Ｉ−Ｖ）曲線には図１４のガリウム砒素構造について典型的なｐ−ｎ接合が現れている。
【００６５】
ガリウム砒素／アルミニウム砒素共振トンネルダイオード（ＲＴＤ）もシリコン上に組み付けた。ＭＢＥ層上に成長させたＲＴＤはガリウム砒素井戸（深さ約５．０ｎｍ）が２つのアルミニウム砒素バリア（深さ約２．５ｎｍ）の間にあった。シリコンに組み付けた上記ＲＴＤについての電流−電圧特性６００は、図１７に示したように、ＶPEAK＝２．０Ｖにおいて適正な負の微分抵抗（ＮＤＲ：negative defferential resistance）が現れている。この電圧において、ピーク対バレー比（山谷比）は約２．５であった。ＮＤＲ領域においてＲＴＤにバイアス負荷した後に測定された発振周波数（ｒｆ）は約１００ＭＨｚに限定されていた。バイアス回路の外部キャパシタンスおよび外部インダクタンスによって周波数が上記のように限定された。
【００６６】
以上ではシリコン基板上にガリウム砒素ブロックを組み付ける場合について説明したが、これは単なる一例に過ぎない。図示したように、本発明はシリコン基板上にガリウム砒素ダイオードを形成する際にも適用できる。もう一つの実用対象としては、ガリウム砒素レーザをシリコン集積回路に組み付ける場合がある。各シリコンチップを集積光学検知器と共に極めて高いビットレートの光学チャネル上で他のチップに接続することができる。
他の用途として、マイクロ波用にシリコン集積回路にマイクロ波ガリウム砒素デバイスを組み付けることができる。更に別の用途として、微細構造をプラスチックシートに組み付けて活性液晶ディスプレー（ＡＬＣＤ：active lquid crystal display）等を形成することもできる。この用途の場合、プラスチックシートはスタンピング、射出成形等の方法で作製できる。本発明の考え方は、大きい基板上へ組み付けるどのようなタイプの微細構造にも適用できる。
【００６７】
セルフアライン可能なデバイスのための特有な輪郭についても一般的に表現できる。この特有な輪郭は、単に説明のためだけであれば、例えば基板上の窪み構造に対応した単一のブロック構造であると表現できる。このブロック構造としては種々の形状があり、例えば円筒形、長方形、正方形、六角形、ピラミッド形、Ｔ形、腎臓形、等である。このブロック構造には、望みの方位にセルフアラインし易い幅、長さおよび高さがある。また、数種類の構造を混合物（溶液とブロック）中に存在させ、基板上にはこれらの種類に対応する接合場所を具えておくこともできる。
【００６８】
以上、本発明を図面および実施例により詳細に説明したが、これは発明の明瞭な理解のためであり、本発明の範囲内で何らかの変更あるいは改訂を行えることは明白である。
【００６９】
以上本明細書内の記載は説明のためのものであり、限定するものではない。本願の開示を参照すれば、多種多様な変更態様が当業者には理解される。本発明はガリウム砒素デバイスをシリコン基板上に組み付ける等の用途に適用できるが、これは単なる例示である。
本発明は以上の説明に限定されず、特許請求の範囲の記載にのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の方法に用いる分子線エピタキシー（ＭＢＥ）成長ガリウム砒素層を持つガリウム砒素ウェハを示す断面図である。
【図２】分子線エピタキシー成長ガリウム砒素層をエッチングして形成したガリウム砒素台形ブロックを示す断面図である。
【図３】ガリウム砒素ブロックのリフトオフ工程を示す断面図である。
【図４】中間基板を用いた別のリフトオフ工程を示す断面図である。
【図５】図４の工程に代わるリフトオフ工程を示す断面図である。
【図６】個々のガリウム砒素ブロックが基板上にセルフアラインする状態を示す断面図である。
【図７】図１〜３および６に示した方法によりシリコン基板上に微細構造を組付けた一態様を示す断面図である。
【図８】シリコン基板上に微細構造を組み付けた別の態様を示す断面図である。
【図９】シリコン基板上に微細構造を組み付けてガリウム砒素ダイオードを形成した態様を示す断面図である。
【図１０】シリコン基板上に微細構造を組み付けてガリウム砒素ダイオードを形成した別の態様を示す断面図である。
【図１１】シリコン基板上に微細構造を組み付けてガリウム砒素ダイオードを形成した更に別の態様を示す断面図である。
【図１２】成形ブロックの例を示す斜視図である。
【図１３】組み付けた微細構造を示す、基板上に形成された微細パターンの写真である。
【図１４】作動中のフォトダイオードを示す、基板上に形成された微細構造の写真である。
【図１５】ガリウム砒素ブロック上のメタライズドリング層を示す、基板上に形成された微細パターンの写真である。
【図１６】ガリウム砒素ダイオードの電流・電圧関係を示すグラフである。
【図１７】ガリウム砒素共振型トンネルダイオードの電流・電圧関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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