JP2002237457A - 低抵抗性ＡｌＮ薄膜の製造方法 - Google Patents
低抵抗性ＡｌＮ薄膜の製造方法Info
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- JP2002237457A JP2002237457A JP2001031326A JP2001031326A JP2002237457A JP 2002237457 A JP2002237457 A JP 2002237457A JP 2001031326 A JP2001031326 A JP 2001031326A JP 2001031326 A JP2001031326 A JP 2001031326A JP 2002237457 A JP2002237457 A JP 2002237457A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体デバイスへ応用するに十分な電気伝導
性を備える低抵抗性ＡｌＮ薄膜を製造する。 【解決手段】 雰囲気ガスとして窒素および酸素が導入
された真空容器内において、ＡｌＮターゲットおよびグ
ラファイト等の炭素ターゲットのそれぞれに対しレーザ
ービームを照射し、アブレーションすることにより、加
熱された基板上に炭素および酸素含有の低抵抗性ＡｌＮ
薄膜を形成する。
性を備える低抵抗性ＡｌＮ薄膜を製造する。 【解決手段】 雰囲気ガスとして窒素および酸素が導入
された真空容器内において、ＡｌＮターゲットおよびグ
ラファイト等の炭素ターゲットのそれぞれに対しレーザ
ービームを照射し、アブレーションすることにより、加
熱された基板上に炭素および酸素含有の低抵抗性ＡｌＮ
薄膜を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、低抵抗性
ＡｌＮ薄膜の製造方法に関するものである。さらに詳し
くは、この出願の発明は、発光素子、電子放出素子、パ
ワー系半導体素子などの半導体デバイスを構成すること
のできる、低抵抗性ＡｌＮ薄膜の製造方法に関するもの
である。
ＡｌＮ薄膜の製造方法に関するものである。さらに詳し
くは、この出願の発明は、発光素子、電子放出素子、パ
ワー系半導体素子などの半導体デバイスを構成すること
のできる、低抵抗性ＡｌＮ薄膜の製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術とその課題】III−Ｖ族窒化物系化合物の
中でも、特に、ＡｌＮは、６．２ｅＶという非常に広い
バンドギャップを持ち、また、透明性を有し、高硬度、
高融点、および、高熱伝導率といった特性を備えてい
る。このため、次世代の半導体素子材料として盛んに研
究が行われており、深紫外域の発光デバイス、熱伝導性
の高い硬質な透明電極、パワー系半導体素子、電子放出
源などへの応用が期待されている。ただ、現在、ＡｌＮ
を利用したデバイスが実用化されていないのは、低抵抗
性のＡｌＮが実現されていないためである。このため、
低抵抗性ＡｌＮの製造を実現する新しい技術の開発が求
められていた。
中でも、特に、ＡｌＮは、６．２ｅＶという非常に広い
バンドギャップを持ち、また、透明性を有し、高硬度、
高融点、および、高熱伝導率といった特性を備えてい
る。このため、次世代の半導体素子材料として盛んに研
究が行われており、深紫外域の発光デバイス、熱伝導性
の高い硬質な透明電極、パワー系半導体素子、電子放出
源などへの応用が期待されている。ただ、現在、ＡｌＮ
を利用したデバイスが実用化されていないのは、低抵抗
性のＡｌＮが実現されていないためである。このため、
低抵抗性ＡｌＮの製造を実現する新しい技術の開発が求
められていた。
【０００３】低抵抗性のＡｌＮを製造する試みとして
は、特開２０００−３１０５９に開示されているよう
に、低抵抗ｎ型および低抵抗ｐ型単結晶ＡｌＮ薄膜の合
成法が公知である。この方法においては、ＭＯＣＶＤ法
またはＭＢＥ法を用いて、原子状のＡｌビームと励起ま
たは分解された窒素とを基板上に結晶成長させる際に、
ドーパントである酸素および炭素を原子状にしてドーピ
ングを行っている。この方法では、ドーピングされる酸
素および炭素は、半導体の分野では通常の不純物ドーピ
ング量の範囲と考えられるｐｐｍオーダーである。しか
しながら、この方法では、低抵抗性を持つＡｌＮ薄膜を
安定して形成することは困難であった。
は、特開２０００−３１０５９に開示されているよう
に、低抵抗ｎ型および低抵抗ｐ型単結晶ＡｌＮ薄膜の合
成法が公知である。この方法においては、ＭＯＣＶＤ法
またはＭＢＥ法を用いて、原子状のＡｌビームと励起ま
たは分解された窒素とを基板上に結晶成長させる際に、
ドーパントである酸素および炭素を原子状にしてドーピ
ングを行っている。この方法では、ドーピングされる酸
素および炭素は、半導体の分野では通常の不純物ドーピ
ング量の範囲と考えられるｐｐｍオーダーである。しか
しながら、この方法では、低抵抗性を持つＡｌＮ薄膜を
安定して形成することは困難であった。
【０００４】そこで、この出願の発明は、以上の通りの
事情に鑑みてなされたものであり、半導体デバイスへ応
用するに十分な電気伝導性を有する、低抵抗性の新しい
ＡｌＮ薄膜を製造することのできる方法を提供すること
を課題としている。
事情に鑑みてなされたものであり、半導体デバイスへ応
用するに十分な電気伝導性を有する、低抵抗性の新しい
ＡｌＮ薄膜を製造することのできる方法を提供すること
を課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、第１には、酸素ガスが導
入された真空容器内において、ＡｌＮターゲットおよび
炭素ターゲットのそれぞれに対しレーザービームを照射
しアブレーションすることにより、加熱された基板上に
炭素および酸素含有のＡｌＮ薄膜を形成することを特徴
とする低抵抗性ＡｌＮ薄膜の製造方法を提供する。
の課題を解決するものとして、第１には、酸素ガスが導
入された真空容器内において、ＡｌＮターゲットおよび
炭素ターゲットのそれぞれに対しレーザービームを照射
しアブレーションすることにより、加熱された基板上に
炭素および酸素含有のＡｌＮ薄膜を形成することを特徴
とする低抵抗性ＡｌＮ薄膜の製造方法を提供する。
【０００６】また、この出願の発明は上記方法につい
て、第２には、含有された炭素の原子重量比が３〜１０
％、また、酸素の原子重量比が５〜１５％であることを
特徴とする方法を、第３には、基板がサファイア（００
０１）面であることを特徴とする方法を、第４には、基
板の表面温度を９００〜１５００℃とすることを特徴と
する方法を提供する。
て、第２には、含有された炭素の原子重量比が３〜１０
％、また、酸素の原子重量比が５〜１５％であることを
特徴とする方法を、第３には、基板がサファイア（００
０１）面であることを特徴とする方法を、第４には、基
板の表面温度を９００〜１５００℃とすることを特徴と
する方法を提供する。
【０００７】そして、この出願の発明は、上記方法につ
いて、第５には、酸素ガスとともに窒素ガスを真空容器
内に導入することを特徴とする低抵抗性ＡｌＮ薄膜の製
造方法を提供し、第６には、炭素ターゲットがグラファ
イトターゲットであることを特徴とする方法を、第７に
は、電気抵抗率が１０5Ωｃｍ以下である薄膜を形成す
ることを特徴とする方法を提供する。
いて、第５には、酸素ガスとともに窒素ガスを真空容器
内に導入することを特徴とする低抵抗性ＡｌＮ薄膜の製
造方法を提供し、第６には、炭素ターゲットがグラファ
イトターゲットであることを特徴とする方法を、第７に
は、電気抵抗率が１０5Ωｃｍ以下である薄膜を形成す
ることを特徴とする方法を提供する。
【０００８】さらにこの出願の発明は、第８には、基板
上に形成された、炭素および酸素含有のＡｌＮ薄膜であ
って、含有された炭素の原子重量比が３〜１０％、ま
た、酸素の原子重量比が５〜１５％であることを特徴と
する低抵抗性ＡｌＮ薄膜を提供し、第９には、電気抵抗
率が１０5Ωｃｍ以下の薄膜であることを特徴とする低
抵抗性ＡｌＮ薄膜を提供する。
上に形成された、炭素および酸素含有のＡｌＮ薄膜であ
って、含有された炭素の原子重量比が３〜１０％、ま
た、酸素の原子重量比が５〜１５％であることを特徴と
する低抵抗性ＡｌＮ薄膜を提供し、第９には、電気抵抗
率が１０5Ωｃｍ以下の薄膜であることを特徴とする低
抵抗性ＡｌＮ薄膜を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】この出願の発明は上記のとおりの
特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。
特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。
【００１０】この出願の発明である低抵抗性ＡｌＮ薄膜
の製造方法においては、例えば図１に示すような構成の
製造装置により、レーザーアブレーションと薄膜形成が
行われる。
の製造方法においては、例えば図１に示すような構成の
製造装置により、レーザーアブレーションと薄膜形成が
行われる。
【００１１】すなわち、真空容器（１）内に設置された
基板（２）上に炭素および酸素含有のＡｌＮ低抵抗性薄
膜が形成される。真空容器（１）内には、雰囲気ガスと
して酸素が導入されており、好ましくは、薄膜形成中に
おいても、常に酸素の供給がなされる。より好適には、
薄膜形成中において、雰囲気酸素圧が１０-5Ｔｏｒｒオ
ーダー以下となるように設定される。たとえば、雰囲気
酸素圧を１０-6Ｔｏｒｒ程度以下としてもよい。
基板（２）上に炭素および酸素含有のＡｌＮ低抵抗性薄
膜が形成される。真空容器（１）内には、雰囲気ガスと
して酸素が導入されており、好ましくは、薄膜形成中に
おいても、常に酸素の供給がなされる。より好適には、
薄膜形成中において、雰囲気酸素圧が１０-5Ｔｏｒｒオ
ーダー以下となるように設定される。たとえば、雰囲気
酸素圧を１０-6Ｔｏｒｒ程度以下としてもよい。
【００１２】真空容器（１）内には、雰囲気ガスとして
アルゴン等の不活性ガスを導入してもよいが、特に、薄
膜の結晶形成の際に窒素の不足が懸念される場合には、
不足する窒素を補うために、窒素ガスを導入することが
有効でもある。これにより、ＡｌＮ薄膜の品質を制御す
ることが可能となる。このような窒素ガスは、雰囲気窒
素ガス圧が１０-4Ｔｏｒｒ程度となるようにするのが好
ましい。
アルゴン等の不活性ガスを導入してもよいが、特に、薄
膜の結晶形成の際に窒素の不足が懸念される場合には、
不足する窒素を補うために、窒素ガスを導入することが
有効でもある。これにより、ＡｌＮ薄膜の品質を制御す
ることが可能となる。このような窒素ガスは、雰囲気窒
素ガス圧が１０-4Ｔｏｒｒ程度となるようにするのが好
ましい。
【００１３】真空容器（１）内において、ＡｌＮターゲ
ット（３）および炭素ターゲット（４）のそれぞれに対
し、レーザービーム（５）が照射される。レーザービー
ム（５）としては、波長が３００ｎｍ以下と短いか、ま
たは、パルス幅が数百フェムト秒程度以下の短いものが
有効に使用されることになる。具体的には、レーザービ
ーム（５）としては、たとえば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー
の第４高調波や第５高調波、あるいはエキシマレーザー
等の他の紫外レーザー光源などを利用することが例示さ
れる。好適には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの第４高調波で
ある。もちろん、このものに限定されることはない。
ット（３）および炭素ターゲット（４）のそれぞれに対
し、レーザービーム（５）が照射される。レーザービー
ム（５）としては、波長が３００ｎｍ以下と短いか、ま
たは、パルス幅が数百フェムト秒程度以下の短いものが
有効に使用されることになる。具体的には、レーザービ
ーム（５）としては、たとえば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー
の第４高調波や第５高調波、あるいはエキシマレーザー
等の他の紫外レーザー光源などを利用することが例示さ
れる。好適には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの第４高調波で
ある。もちろん、このものに限定されることはない。
【００１４】レーザービーム（５）の照射により、Ａｌ
Ｎターゲット（３）および炭素ターゲット（４）をアブ
レーションし、基板（２）上にＡｌＮ低抵抗性の薄膜を
形成する。ＡｌＮターゲット（３）としては、たとえ
ば、焼結法等によって製造されたものが用いられる。ま
た、炭素ターゲット（４）については、各種の炭素質の
ものとして用いられるが、グラファイトターゲットであ
ることがより好ましい。
Ｎターゲット（３）および炭素ターゲット（４）をアブ
レーションし、基板（２）上にＡｌＮ低抵抗性の薄膜を
形成する。ＡｌＮターゲット（３）としては、たとえ
ば、焼結法等によって製造されたものが用いられる。ま
た、炭素ターゲット（４）については、各種の炭素質の
ものとして用いられるが、グラファイトターゲットであ
ることがより好ましい。
【００１５】基板（２）としては各種のものでよく、た
とえば基板（２）には、サファイア（０００１）面が用
いられる。基板（２）は、電熱ヒータなどで加熱し、表
面温度が９００〜１５００℃程度となるようにする。基
板（２）の表面温度は、好ましくは１０００〜１３００
℃であって、より好適には、１２００℃付近に設定す
る。
とえば基板（２）には、サファイア（０００１）面が用
いられる。基板（２）は、電熱ヒータなどで加熱し、表
面温度が９００〜１５００℃程度となるようにする。基
板（２）の表面温度は、好ましくは１０００〜１３００
℃であって、より好適には、１２００℃付近に設定す
る。
【００１６】そして、この出願の発明においては、基板
（２）上に形成されるＡｌＮ低抵抗性薄膜は、炭素およ
び酸素を含有し、その含有量は、従来のｐｐｍオーダー
という公知例の場合をはるかに超えたものとしている。
すなわち、この出願の発明において、炭素および酸素の
含有量は、半導体の分野におけるドーピングの概念を超
えた％オーダーである。具体的には、炭素については、
原子重量比で３％以上とし、酸素については、原子重量
比で、５％以上とするのが好ましい。より実際的には、
形成された低抵抗性ＡｌＮ薄膜が透明性を維持すること
ができ、所要の電気伝導性を有するものとするように、
薄膜に含有される炭素の原子重量比を３〜１０％、ま
た、酸素の原子重量比を５〜１５％とする。その手段と
しては、炭素ターゲット（４）に照射されるレーザービ
ーム（５）の強度や、炭素ターゲット（４）および基板
（２）間の距離を制御することで、薄膜に含有される炭
素の原子重量比を３〜１０％に調整し、また、雰囲気ガ
スである酸素の供給流量を制御することで、薄膜に含有
される酸素の原子重量比を５〜１５％に調整することが
できる。
（２）上に形成されるＡｌＮ低抵抗性薄膜は、炭素およ
び酸素を含有し、その含有量は、従来のｐｐｍオーダー
という公知例の場合をはるかに超えたものとしている。
すなわち、この出願の発明において、炭素および酸素の
含有量は、半導体の分野におけるドーピングの概念を超
えた％オーダーである。具体的には、炭素については、
原子重量比で３％以上とし、酸素については、原子重量
比で、５％以上とするのが好ましい。より実際的には、
形成された低抵抗性ＡｌＮ薄膜が透明性を維持すること
ができ、所要の電気伝導性を有するものとするように、
薄膜に含有される炭素の原子重量比を３〜１０％、ま
た、酸素の原子重量比を５〜１５％とする。その手段と
しては、炭素ターゲット（４）に照射されるレーザービ
ーム（５）の強度や、炭素ターゲット（４）および基板
（２）間の距離を制御することで、薄膜に含有される炭
素の原子重量比を３〜１０％に調整し、また、雰囲気ガ
スである酸素の供給流量を制御することで、薄膜に含有
される酸素の原子重量比を５〜１５％に調整することが
できる。
【００１７】以上の方法により形成されるこの出願の発
明の低抵抗性ＡｌＮ薄膜は、六方晶系単結晶である。薄
膜に含有される炭素の原子重量比を３〜１０％程度とす
ることで、吸収端が約２３０ｎｍの透明な薄膜が形成さ
れる。また、薄膜に含有される炭素の原子重量比を３〜
１０％とすると共に、酸素の原子重量比を５〜１５％と
することで、１０5Ωｃｍ以下、たとえば１０3〜１０5
Ωｃｍ程度の低電気抵抗率が得られることになる。
明の低抵抗性ＡｌＮ薄膜は、六方晶系単結晶である。薄
膜に含有される炭素の原子重量比を３〜１０％程度とす
ることで、吸収端が約２３０ｎｍの透明な薄膜が形成さ
れる。また、薄膜に含有される炭素の原子重量比を３〜
１０％とすると共に、酸素の原子重量比を５〜１５％と
することで、１０5Ωｃｍ以下、たとえば１０3〜１０5
Ωｃｍ程度の低電気抵抗率が得られることになる。
【００１８】これらの特性を持つ低抵抗性ＡｌＮ薄膜
は、この出願の発明によって始めて実現されたものであ
ることはいうまでもない。すなわち、従来手法で用いら
れてきたＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法とは異なり、この出願
の発明ではレーザーアブレーション法を適用すること
で、極めて高い飛行粒子エネルギーを発生することを可
能としている。レーザーアブレーション法により、Ａｌ
Ｎ薄膜の形成において、１）非平衡な気相プロセス、
２）ターゲットとの組成ずれが少ない、３）任意の雰囲
気ガスを導入可能としている、といった特徴を持たせる
ことが可能となる。
は、この出願の発明によって始めて実現されたものであ
ることはいうまでもない。すなわち、従来手法で用いら
れてきたＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法とは異なり、この出願
の発明ではレーザーアブレーション法を適用すること
で、極めて高い飛行粒子エネルギーを発生することを可
能としている。レーザーアブレーション法により、Ａｌ
Ｎ薄膜の形成において、１）非平衡な気相プロセス、
２）ターゲットとの組成ずれが少ない、３）任意の雰囲
気ガスを導入可能としている、といった特徴を持たせる
ことが可能となる。
【００１９】従来行われてきたｐｐｍオーダーのドーピ
ング量を遥かに超える３％以上の炭素を、ＡｌＮ薄膜に
導入するという着想は極めて斬新な着想であり、これに
より安定して低抵抗性ＡｌＮ薄膜を形成することが可能
となる。
ング量を遥かに超える３％以上の炭素を、ＡｌＮ薄膜に
導入するという着想は極めて斬新な着想であり、これに
より安定して低抵抗性ＡｌＮ薄膜を形成することが可能
となる。
【００２０】この出願の発明は、以上の特徴を持つもの
であるが、以下に実施例を示し、さらに具体的に説明す
る。
であるが、以下に実施例を示し、さらに具体的に説明す
る。
【００２１】
【実施例】図１に示した製造装置により、サファイア
（０００１）面上にＡｌＮ薄膜を形成した。レーザー
は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの第４高調波を２本のビーム
に分岐して用いた。レーザー強度はＡｌＮターゲットに
おいて約１Ｊ／ｃｍ2となるように設定した。基板表面
の温度は１２００℃とし、蒸着時間は２時間とした。雰
囲気ガスである窒素ガス圧は１０-5Ｔｏｒｒオーダーで
設定し、酸素ガス圧、炭素ターゲットに照射するレーザ
ー強度、炭素ターゲット−基板間距離を制御すること
で、薄膜に含有される炭素および酸素の原子重量比を変
化させた。
（０００１）面上にＡｌＮ薄膜を形成した。レーザー
は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの第４高調波を２本のビーム
に分岐して用いた。レーザー強度はＡｌＮターゲットに
おいて約１Ｊ／ｃｍ2となるように設定した。基板表面
の温度は１２００℃とし、蒸着時間は２時間とした。雰
囲気ガスである窒素ガス圧は１０-5Ｔｏｒｒオーダーで
設定し、酸素ガス圧、炭素ターゲットに照射するレーザ
ー強度、炭素ターゲット−基板間距離を制御すること
で、薄膜に含有される炭素および酸素の原子重量比を変
化させた。
【００２２】形成されたＡｌＮ薄膜に含有される炭素お
よび酸素の原子重量比を表１に示す。炭素および酸素の
含有量はＸ線光電子分光（ＸＰＳ）を用いて調べた。
よび酸素の原子重量比を表１に示す。炭素および酸素の
含有量はＸ線光電子分光（ＸＰＳ）を用いて調べた。
【００２３】
【表１】
【００２４】図２は、表１に示したＡｌＮ薄膜（ａ）〜
（ｆ）の電圧−電流特性について、それぞれ示したもの
である。図２より、ＡｌＮ薄膜（ａ）〜（ｄ）は絶縁体
であることがわかる。ＡｌＮ：Ｃ（炭素含有率５％）の
ＡｌＮ薄膜（ｂ）は絶縁体であるが、炭素含有率を増す
ことにより電気伝導性を示す。しかし、炭素含有率を増
すことにより、薄膜自体が透明ではなくなってしまう。
ＡｌＮ：Ｏ＋Ｃ（酸素含有率１０％）であるＡｌＮ薄膜
（ｄ）〜（ｆ）においては、炭素含有率が３％以上の場
合に電気伝導性を示し、その電気抵抗率が１０3〜１０5
Ωｃｍ程度であることが確認された。
（ｆ）の電圧−電流特性について、それぞれ示したもの
である。図２より、ＡｌＮ薄膜（ａ）〜（ｄ）は絶縁体
であることがわかる。ＡｌＮ：Ｃ（炭素含有率５％）の
ＡｌＮ薄膜（ｂ）は絶縁体であるが、炭素含有率を増す
ことにより電気伝導性を示す。しかし、炭素含有率を増
すことにより、薄膜自体が透明ではなくなってしまう。
ＡｌＮ：Ｏ＋Ｃ（酸素含有率１０％）であるＡｌＮ薄膜
（ｄ）〜（ｆ）においては、炭素含有率が３％以上の場
合に電気伝導性を示し、その電気抵抗率が１０3〜１０5
Ωｃｍ程度であることが確認された。
【００２５】図３は、ＡｌＮ薄膜（ｆ）の電圧−電流特
性の温度依存性について示したグラフである。図３よ
り、温度が上昇することで電気抵抗率がさらに低下する
ことがわかる。
性の温度依存性について示したグラフである。図３よ
り、温度が上昇することで電気抵抗率がさらに低下する
ことがわかる。
【００２６】図４は、ＡｌＮ薄膜（ａ）〜（ｆ）の結晶
をＸ線回折（ＸＲＤ）により調べた結果である。ＡｌＮ
薄膜（ｂ）とＡｌＮ薄膜（ｆ）とは、強度は異なるが近
い波形を示すことから、結晶構造が類似するものと考え
られる。しかし、ＡｌＮ薄膜（ｆ）の電気抵抗率は、Ａ
ｌＮ薄膜（ｂ）と比較して、非常に低い値を示してい
る。
をＸ線回折（ＸＲＤ）により調べた結果である。ＡｌＮ
薄膜（ｂ）とＡｌＮ薄膜（ｆ）とは、強度は異なるが近
い波形を示すことから、結晶構造が類似するものと考え
られる。しかし、ＡｌＮ薄膜（ｆ）の電気抵抗率は、Ａ
ｌＮ薄膜（ｂ）と比較して、非常に低い値を示してい
る。
【００２７】図５は、ＡｌＮ薄膜（ａ）、（ｄ）、
（ｅ）、および、（ｆ）の波長０〜１５００ｎｍの光に
対する透過率について示したグラフである。何もドーピ
ングされていないＡｌＮ薄膜（ａ）の吸収端が２００ｎ
ｍであるのに対し、ＡｌＮ：Ｏ＋Ｃ薄膜であるＡｌＮ薄
膜（ｄ）〜（ｆ）は２３０ｎｍであった。
（ｅ）、および、（ｆ）の波長０〜１５００ｎｍの光に
対する透過率について示したグラフである。何もドーピ
ングされていないＡｌＮ薄膜（ａ）の吸収端が２００ｎ
ｍであるのに対し、ＡｌＮ：Ｏ＋Ｃ薄膜であるＡｌＮ薄
膜（ｄ）〜（ｆ）は２３０ｎｍであった。
【００２８】
【発明の効果】以上、詳しく説明した通り、この出願の
発明により、半導体デバイスへ応用するに十分な電気伝
導性を備える低抵抗ＡｌＮ薄膜を製造する方法が提供さ
れる。
発明により、半導体デバイスへ応用するに十分な電気伝
導性を備える低抵抗ＡｌＮ薄膜を製造する方法が提供さ
れる。
【００２９】この出願の発明において、レーザーアブレ
ーションをＡｌＮ薄膜の形成へ適用する点、および、ｐ
ｐｍオーダーのドーピング量を遥かに超える３％以上の
炭素を、ＡｌＮ薄膜に導入する点は、これまで提案され
たことのない全く新しい着想であり、この着想の応用に
より、優れた特性を持つ低抵抗ＡｌＮ薄膜を安定して製
造することがはじめて実現される。この出願の発明によ
り製造される低抵抗ＡｌＮ薄膜は、吸収端が２３０ｎｍ
にあるため、深紫外域での発光素子、透明硬質半導体電
極、負性電子親和力を利用した電子放出源、耐熱性に優
れたパワー形電子素子などの次世代電子デバイスの構成
要素として利用されることが期待される。
ーションをＡｌＮ薄膜の形成へ適用する点、および、ｐ
ｐｍオーダーのドーピング量を遥かに超える３％以上の
炭素を、ＡｌＮ薄膜に導入する点は、これまで提案され
たことのない全く新しい着想であり、この着想の応用に
より、優れた特性を持つ低抵抗ＡｌＮ薄膜を安定して製
造することがはじめて実現される。この出願の発明によ
り製造される低抵抗ＡｌＮ薄膜は、吸収端が２３０ｎｍ
にあるため、深紫外域での発光素子、透明硬質半導体電
極、負性電子親和力を利用した電子放出源、耐熱性に優
れたパワー形電子素子などの次世代電子デバイスの構成
要素として利用されることが期待される。
【図１】この出願の発明である低抵抗ＡｌＮ薄膜の製造
方法において用いられる製造装置の構成を示した概要図
である。
方法において用いられる製造装置の構成を示した概要図
である。
【図２】この出願の発明の実施例においてＡｌＮ薄膜
（ａ）〜（ｆ）の電圧−電流特性について示したグラフ
である。
（ａ）〜（ｆ）の電圧−電流特性について示したグラフ
である。
【図３】この出願の発明の実施例においてＡｌＮ薄膜
（ｆ）の電圧−電流特性の温度依存性について示したグ
ラフである。
（ｆ）の電圧−電流特性の温度依存性について示したグ
ラフである。
【図４】この出願の発明の実施例においてＡｌＮ薄膜
（ａ）〜（ｆ）の結晶に対するＸ線回折（ＸＲＤ）の結
果について示したグラフである。
（ａ）〜（ｆ）の結晶に対するＸ線回折（ＸＲＤ）の結
果について示したグラフである。
【図５】この出願の発明の実施例においてＡｌＮ薄膜
（ａ）、（ｄ）、（ｅ）、および、（ｆ）の波長０〜１
５００ｎｍの光に対する透過率について示したグラフで
ある。
（ａ）、（ｄ）、（ｅ）、および、（ｆ）の波長０〜１
５００ｎｍの光に対する透過率について示したグラフで
ある。
１ 真空容器 ２ 基板 ３ ＡｌＮターゲット ４ 炭素ターゲット ５ レーザービーム
フロントページの続き (72)発明者 葉 玉牽 大阪府吹田市山田西４−４−23 グリーン ハウス千里403 Ｆターム(参考） 4K029 AA07 BA31 BA34 BA58 BA64 BC05 BD01 CA01 DB05 DB20 EA08 5F041 AA21 CA34 CA49 CA57 CA67 5F103 AA10 BB27 DD01 HH04 HH10 KK07 KK10 NN01 RR06 RR10
Claims (9)
- 【請求項１】 酸素ガスが導入された真空容器内におい
て、ＡｌＮターゲットおよび炭素ターゲットのそれぞれ
に対しレーザービームを照射しアブレーションすること
により、加熱された基板上に炭素および酸素含有のＡｌ
Ｎ薄膜を形成することを特徴とする低抵抗性ＡｌＮ薄膜
の製造方法。 - 【請求項２】 含有された炭素の原子重量比が３〜１０
％、また、酸素の原子重量比が５〜１５％であることを
特徴とする請求項１の低抵抗性ＡｌＮ薄膜の製造方法。 - 【請求項３】 基板がサファイア（０００１）面である
ことを特徴とする請求項１または２の低抵抗性ＡｌＮ薄
膜の製造方法。 - 【請求項４】 基板の表面温度を９００〜１５００℃と
することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの低
抵抗性ＡｌＮ薄膜の製造方法。 - 【請求項５】 酸素ガスとともに窒素ガスを真空容器内
に導入することを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
かの低抵抗性ＡｌＮ薄膜の製造方法。 - 【請求項６】 炭素ターゲットがグラファイトターゲッ
トであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
の低抵抗性ＡｌＮ薄膜の製造方法。 - 【請求項７】 電気抵抗率が１０5Ωｃｍ以下である薄
膜を形成することを特徴とする請求項１ないし６のいず
れかの低抵抗性ＡｌＮ薄膜の製造方法。 - 【請求項８】 基板上に形成された、炭素および酸素含
有のＡｌＮ薄膜であって、含有された炭素の原子重量比
が３〜１０％、また、酸素の原子重量比が５〜１５％で
あることを特徴とする低抵抗性ＡｌＮ薄膜。 - 【請求項９】 電気抵抗率が１０5Ωｃｍ以下の薄膜で
あることを特徴とする請求項８の低抵抗性ＡｌＮ薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001031326A JP2002237457A (ja) | 2001-02-07 | 2001-02-07 | 低抵抗性ＡｌＮ薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001031326A JP2002237457A (ja) | 2001-02-07 | 2001-02-07 | 低抵抗性ＡｌＮ薄膜の製造方法 |
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|---|---|
| JP2002237457A true JP2002237457A (ja) | 2002-08-23 |
Family
ID=18895424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001031326A Pending JP2002237457A (ja) | 2001-02-07 | 2001-02-07 | 低抵抗性ＡｌＮ薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002237457A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013032287A (ja) * | 2005-12-02 | 2013-02-14 | Crystal Is Inc | ドープされた窒化アルミニウム結晶及びそれを製造する方法 |
-
2001
- 2001-02-07 JP JP2001031326A patent/JP2002237457A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013032287A (ja) * | 2005-12-02 | 2013-02-14 | Crystal Is Inc | ドープされた窒化アルミニウム結晶及びそれを製造する方法 |
| JP2013155112A (ja) * | 2005-12-02 | 2013-08-15 | Crystal Is Inc | ドープされた窒化アルミニウム結晶及びそれを製造する方法 |
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