JP2003192345A - 銅・アルミ酸化物半導体薄膜の製造方法及びこれを用いたｐｎ接合構造 - Google Patents
銅・アルミ酸化物半導体薄膜の製造方法及びこれを用いたｐｎ接合構造Info
- Publication number
- JP2003192345A JP2003192345A JP2001388156A JP2001388156A JP2003192345A JP 2003192345 A JP2003192345 A JP 2003192345A JP 2001388156 A JP2001388156 A JP 2001388156A JP 2001388156 A JP2001388156 A JP 2001388156A JP 2003192345 A JP2003192345 A JP 2003192345A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum oxide
- thin film
- copper
- copper aluminum
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大面積の導電性銅アルミ酸化物を常圧の大気
中にて作成する方法及びそれを用いて構成したｐｎ接合
を提供する。 【解決手段】 硝酸銅と硝酸アルミニウムと水からなる
原料水溶液を結晶性のシリコン基板、結晶性の酸化シリ
コン基板、結晶性の酸化アルミニウム基板に塗布し、静
置した後、乾燥させ、次いで焼成する配向構造を有する
銅アルミ酸化物薄膜の製造方法。
中にて作成する方法及びそれを用いて構成したｐｎ接合
を提供する。 【解決手段】 硝酸銅と硝酸アルミニウムと水からなる
原料水溶液を結晶性のシリコン基板、結晶性の酸化シリ
コン基板、結晶性の酸化アルミニウム基板に塗布し、静
置した後、乾燥させ、次いで焼成する配向構造を有する
銅アルミ酸化物薄膜の製造方法。
Description
【０００１】
【本発明の属する技術分野】本発明は、電子材料として
重要な酸化物半導体および電子素子として利用可能な半
導体ｐｎ接合を簡便かつ大面積に作成する方法に関する
ものである。
重要な酸化物半導体および電子素子として利用可能な半
導体ｐｎ接合を簡便かつ大面積に作成する方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】酸化物透明半導体のなかでも銅アルミ酸
化物はｐ型の伝導を示すので特に実用的価値が高い。従
来、銅アルミ酸化物を作成するには紫外光レーザによる
PLD(Pulsed Laser Deposition) 法やイオン・スパッタ
法が用いられてきた。しかしながら、これらの方法では
真空が必要であるために製造装置が複雑かつ大がかりに
なる欠点があった。また、比較的狭い面積の薄膜しか作
成できないことも問題であった。
化物はｐ型の伝導を示すので特に実用的価値が高い。従
来、銅アルミ酸化物を作成するには紫外光レーザによる
PLD(Pulsed Laser Deposition) 法やイオン・スパッタ
法が用いられてきた。しかしながら、これらの方法では
真空が必要であるために製造装置が複雑かつ大がかりに
なる欠点があった。また、比較的狭い面積の薄膜しか作
成できないことも問題であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、大面積の
導電性銅アルミ酸化物を常圧の大気中にて作成し、さら
に電子機能素子として重要なｐｎ接合を構成しようとす
るものである。
導電性銅アルミ酸化物を常圧の大気中にて作成し、さら
に電子機能素子として重要なｐｎ接合を構成しようとす
るものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、主原料である
粉末状の硝酸銅と硝酸アルミニウムを溶液状にし、これ
を結晶性の基板に接触させて乾燥・焼成することにより
膜状の電気伝導を有する銅アルミ酸化物を作成するもの
である。高品質の材料を得るためには液状にする工程が
まず重要であり、酢酸、水、ジメチル・フォルムアミ
ド、エチレングリコール、からなる溶媒を用い均質性の
高い出発溶液を得た。この出発溶液を室温から徐々に加
熱し乾燥させ、さらに温度を上げ1050℃前後で焼成する
と導電性の銅アルミ酸化物を得ることができる。乾燥、
焼成の工程をシリコン、酸化シリコン、酸化アルミニウ
ムなどの結晶性基板と接触させて行うことにより導電性
を改善することができる。さらに、これら基板の結晶面
を選ぶことにより、形成される膜を特定の結晶軸への配
向させることが可能である。乾燥、焼成は大気中で十分
であるが、雰囲気ガスの成分を調整することにより酸化
・還元反応を利用して形成される材料の特性をより精緻
に制御することもできる。
粉末状の硝酸銅と硝酸アルミニウムを溶液状にし、これ
を結晶性の基板に接触させて乾燥・焼成することにより
膜状の電気伝導を有する銅アルミ酸化物を作成するもの
である。高品質の材料を得るためには液状にする工程が
まず重要であり、酢酸、水、ジメチル・フォルムアミ
ド、エチレングリコール、からなる溶媒を用い均質性の
高い出発溶液を得た。この出発溶液を室温から徐々に加
熱し乾燥させ、さらに温度を上げ1050℃前後で焼成する
と導電性の銅アルミ酸化物を得ることができる。乾燥、
焼成の工程をシリコン、酸化シリコン、酸化アルミニウ
ムなどの結晶性基板と接触させて行うことにより導電性
を改善することができる。さらに、これら基板の結晶面
を選ぶことにより、形成される膜を特定の結晶軸への配
向させることが可能である。乾燥、焼成は大気中で十分
であるが、雰囲気ガスの成分を調整することにより酸化
・還元反応を利用して形成される材料の特性をより精緻
に制御することもできる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明においては、基本的に、硝
酸銅と硝酸アルミニウムと水からなる原料水溶液を用い
て、基板上に薄膜を設けるに際して、薄膜に配向構造を
有する結晶構造をもたせる工夫をしたものであり、その
ために基板として、結晶性のシリコン基板、結晶性の酸
化シリコン基板、結晶性の酸化アルミニウム基板などを
用いたものである。原料の水溶液は、薄膜を均等にする
ために、均等化剤を添加することが出来る。このような
均等化剤としては、エチルアルコール、ジメチル・フォ
ルムアミド、エチレングリコール、酢酸、ジオキサン、
ポリオキシエチレン(10)オクチル・フェニルエーテル、
アンモニアなどを挙げることが出来る。とくに、ジメチ
ルフォルムアミド及びエチレングリコールが好ましく用
いられる。均等化剤の添加割合は、水溶液の１質量％〜
６０質量％が望ましい。
酸銅と硝酸アルミニウムと水からなる原料水溶液を用い
て、基板上に薄膜を設けるに際して、薄膜に配向構造を
有する結晶構造をもたせる工夫をしたものであり、その
ために基板として、結晶性のシリコン基板、結晶性の酸
化シリコン基板、結晶性の酸化アルミニウム基板などを
用いたものである。原料の水溶液は、薄膜を均等にする
ために、均等化剤を添加することが出来る。このような
均等化剤としては、エチルアルコール、ジメチル・フォ
ルムアミド、エチレングリコール、酢酸、ジオキサン、
ポリオキシエチレン(10)オクチル・フェニルエーテル、
アンモニアなどを挙げることが出来る。とくに、ジメチ
ルフォルムアミド及びエチレングリコールが好ましく用
いられる。均等化剤の添加割合は、水溶液の１質量％〜
６０質量％が望ましい。
【０００６】本発明の実施の形態をまとめると以下の通
りである。 （１）硝酸銅と硝酸アルミニウムと水からなる原料水溶
液を結晶性のシリコン基板、結晶性の酸化シリコン基
板、結晶性の酸化アルミニウム基板に塗布し、静置した
後、乾燥させ、次いで焼成する配向構造を有する銅アル
ミ酸化物薄膜の製造方法。 （２）原料水溶液がさらに、水溶液を均一にする均一化
剤を含む上記１に記載した配向構造を有する銅アルミ酸
化物薄膜の製造方法。 （３）均一化剤が、エチルアルコール、ジメチル・フォ
ルムアミド、エチレングリコール、酢酸、ジオキサン、
ポリオキシエチレンオクチル・フェニルエーテル、アン
モニアから選ばれる１種若しくは２種以上である上記２
に記載した配向構造を有する銅アルミ酸化物薄膜の製造
方法。 （４）均一化剤が、ジメチルフォルムアミド及びエチレ
ングリコールである上記３に記載した配向構造を有する
銅アルミ酸化物薄膜の製造方法。 （５）上記１ないし上記４のいずれか一つに記載された
製造方法で作られた配向構造を有する銅アルミ酸化物薄
膜の上に、ｎ型半導体薄膜を設けたｐｎ接合構造。 （６）ｎ型半導体が酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛か
ら選ばれる１種である上記５に記載したｐｎ接合構造。
りである。 （１）硝酸銅と硝酸アルミニウムと水からなる原料水溶
液を結晶性のシリコン基板、結晶性の酸化シリコン基
板、結晶性の酸化アルミニウム基板に塗布し、静置した
後、乾燥させ、次いで焼成する配向構造を有する銅アル
ミ酸化物薄膜の製造方法。 （２）原料水溶液がさらに、水溶液を均一にする均一化
剤を含む上記１に記載した配向構造を有する銅アルミ酸
化物薄膜の製造方法。 （３）均一化剤が、エチルアルコール、ジメチル・フォ
ルムアミド、エチレングリコール、酢酸、ジオキサン、
ポリオキシエチレンオクチル・フェニルエーテル、アン
モニアから選ばれる１種若しくは２種以上である上記２
に記載した配向構造を有する銅アルミ酸化物薄膜の製造
方法。 （４）均一化剤が、ジメチルフォルムアミド及びエチレ
ングリコールである上記３に記載した配向構造を有する
銅アルミ酸化物薄膜の製造方法。 （５）上記１ないし上記４のいずれか一つに記載された
製造方法で作られた配向構造を有する銅アルミ酸化物薄
膜の上に、ｎ型半導体薄膜を設けたｐｎ接合構造。 （６）ｎ型半導体が酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛か
ら選ばれる１種である上記５に記載したｐｎ接合構造。
【０００７】実施例
図１に水５０ml、硝酸銅３０mmol、硝酸アルミニウム３
０mmol、ジメチル・フォルムアミド６０mmol、エチレン
グリコール６０mmolからなる出発溶液を用いて乾燥と焼
成により銅アルミ酸化物を得る例を示す。1050℃前後の
焼成により電気伝導を有する銅アルミ酸化物が得られ
た。表面酸化シリコン基板上に出発溶液を塗布し、図１
の手順に沿って作成した銅アルミ酸化物薄膜の電圧−電
流特性の例を図２に示す。４探針法（電極間隔５mm）測
定により、シート抵抗として560オームが得られた。
０mmol、ジメチル・フォルムアミド６０mmol、エチレン
グリコール６０mmolからなる出発溶液を用いて乾燥と焼
成により銅アルミ酸化物を得る例を示す。1050℃前後の
焼成により電気伝導を有する銅アルミ酸化物が得られ
た。表面酸化シリコン基板上に出発溶液を塗布し、図１
の手順に沿って作成した銅アルミ酸化物薄膜の電圧−電
流特性の例を図２に示す。４探針法（電極間隔５mm）測
定により、シート抵抗として560オームが得られた。
【０００８】参考のために、基板として結晶性の基板を
用いない特願2001-62582にて出願した方法により作成し
た銅アルミ酸化物半導体薄膜の電圧−電流特性の例を図
３に示す。これらの図３，４を比較すると電気伝導度が
十倍以上改善されたことがわかる。
用いない特願2001-62582にて出願した方法により作成し
た銅アルミ酸化物半導体薄膜の電圧−電流特性の例を図
３に示す。これらの図３，４を比較すると電気伝導度が
十倍以上改善されたことがわかる。
【０００９】異種材料との接合を形成することにより機
能素子を構成する例を図４に示す。この例では、本発明
による銅アルミ酸化物半導体膜がｐ型半導体であるの
で、ｎ型半導体の例えば酸化スズとの多層構造によりｐ
ｎ接合を形成している。電圧−電流特性を測定した例を
図５に示す。半導体ｐｎ接合に特有な整流特性を確認し
た。
能素子を構成する例を図４に示す。この例では、本発明
による銅アルミ酸化物半導体膜がｐ型半導体であるの
で、ｎ型半導体の例えば酸化スズとの多層構造によりｐ
ｎ接合を形成している。電圧−電流特性を測定した例を
図５に示す。半導体ｐｎ接合に特有な整流特性を確認し
た。
【００１０】
【本発明の効果】本発明によれば従来のような真空装置
が不要となり、出発溶液を大気中で乾燥・焼成すること
により銅アルミ酸化物半導体および半導体ｐｎ接合をよ
り安価、大面積かつ簡便に製造することができる。さら
に溶液がもとになっているので、バルク状の物や大面積
の膜として製造することも容易である。また、結晶基板
を用いることにより結晶性に優れた導電性膜を得ること
ができる。積層構造化により半導体ｐｎ接合を形成でき
るので、透明な導電性膜としてのみならず太陽電池や発
光材料への応用も期待できる。
が不要となり、出発溶液を大気中で乾燥・焼成すること
により銅アルミ酸化物半導体および半導体ｐｎ接合をよ
り安価、大面積かつ簡便に製造することができる。さら
に溶液がもとになっているので、バルク状の物や大面積
の膜として製造することも容易である。また、結晶基板
を用いることにより結晶性に優れた導電性膜を得ること
ができる。積層構造化により半導体ｐｎ接合を形成でき
るので、透明な導電性膜としてのみならず太陽電池や発
光材料への応用も期待できる。
【図１】銅アルミ酸化物半導体製造のフローチャート
【図２】銅アルミ酸化物半導体をもとに半導体ｐｎ接合
を構成する具体図
を構成する具体図
【図３】図１の方法により得られた銅アルミ酸化物半導
体膜の電圧−電流特性図
体膜の電圧−電流特性図
【図４】以前の方法による銅アルミ酸化物半導体膜の電
圧電流特性図
圧電流特性図
【図５】銅アルミ酸化物半導体膜と酸化スズ膜との層構
造化による半導体ｐｎ接合の電圧−電流特性図
造化による半導体ｐｎ接合の電圧−電流特性図
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 西村 興男
札幌市豊平区月寒東二条17−２−１ 独立
行政法人産業技術総合研究所北海道センタ
ー内
Claims (6)
- 【請求項１】 硝酸銅と硝酸アルミニウムと水からなる
原料水溶液を結晶性のシリコン基板、結晶性の酸化シリ
コン基板、結晶性の酸化アルミニウム基板に塗布し、静
置した後、乾燥させ、次いで焼成する配向構造を有する
銅アルミ酸化物薄膜の製造方法。 - 【請求項２】 原料水溶液がさらに、水溶液を均一にす
る均一化剤を含む請求項１に記載した配向構造を有する
銅アルミ酸化物薄膜の製造方法。 - 【請求項３】 均一化剤が、エチルアルコール、ジメチ
ル・フォルムアミド、エチレングリコール、酢酸、ジオ
キサン、ポリオキシエチレンオクチル・フェニルエーテ
ル、アンモニアから選ばれる１種若しくは２種以上であ
る請求項２に記載した配向構造を有する銅アルミ酸化物
薄膜の製造方法。 - 【請求項４】 均一化剤が、ジメチルフォルムアミド及
びエチレングリコールである請求項３に記載した配向構
造を有する銅アルミ酸化物薄膜の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか一つ
に記載された製造方法で作られた配向構造を有する銅ア
ルミ酸化物薄膜の上に、ｎ型半導体薄膜を設けたｐｎ接
合構造。 - 【請求項６】 ｎ型半導体が酸化スズ、酸化チタン、酸
化亜鉛から選ばれる１種である請求項５に記載したｐｎ
接合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001388156A JP2003192345A (ja) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | 銅・アルミ酸化物半導体薄膜の製造方法及びこれを用いたｐｎ接合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001388156A JP2003192345A (ja) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | 銅・アルミ酸化物半導体薄膜の製造方法及びこれを用いたｐｎ接合構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003192345A true JP2003192345A (ja) | 2003-07-09 |
Family
ID=27596762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001388156A Pending JP2003192345A (ja) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | 銅・アルミ酸化物半導体薄膜の製造方法及びこれを用いたｐｎ接合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003192345A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007031202A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | 結晶性銅アルミネート微粒子、該微粒子分散ゾル、および該微粒子の製造方法 |
| JP2013118389A (ja) * | 2006-06-28 | 2013-06-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000228516A (ja) * | 1999-02-08 | 2000-08-15 | Tdk Corp | 半導体積層薄膜、電子デバイスおよびダイオード |
-
2001
- 2001-12-20 JP JP2001388156A patent/JP2003192345A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000228516A (ja) * | 1999-02-08 | 2000-08-15 | Tdk Corp | 半導体積層薄膜、電子デバイスおよびダイオード |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 下川勝義、外岡和彦、西村興男: "液相法によるＣｕＡｌＯ２の合成", 日本セラミック協会２００１年年会講演予稿集, vol. 1F36, JPNX006051677, 21 March 2001 (2001-03-21), pages 72, ISSN: 0000787199 * |
| 下川勝義、外岡和彦、西村興男: "液相法によるＣｕＡｌＯ２の合成", 日本セラミック協会２００１年年会講演予稿集, vol. 1F36, JPNX007034682, 21 March 2001 (2001-03-21), pages 72, ISSN: 0000868286 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007031202A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | 結晶性銅アルミネート微粒子、該微粒子分散ゾル、および該微粒子の製造方法 |
| JP2013118389A (ja) * | 2006-06-28 | 2013-06-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107369763B (zh) | 基于Ga2O3/钙钛矿异质结的光电探测器及其制备方法 | |
| CN104445047B (zh) | 一种氧化钨/氧化钒异质结纳米线阵列及其制备方法 | |
| CN107994118B (zh) | 钙钛矿太阳能电池、双层金属电极及其制备方法 | |
| CN105103307B (zh) | 光发电装置 | |
| WO2010083706A1 (zh) | 一种温差电池及其制造方法 | |
| CN103833416B (zh) | 一种镍酸镧导电薄膜的化学溶液沉积制备方法 | |
| CN104835872A (zh) | 柔性异质结薄膜太阳能电池及其制备方法 | |
| CN110190150B (zh) | 基于硒化钯薄膜/硅锥包裹结构异质结的宽波段高性能光电探测器及其制作方法 | |
| JP4493514B2 (ja) | 光起電力モジュールおよびその製造方法 | |
| JP2011054313A (ja) | 導電性ペースト、半導体装置用電極、半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
| JP2003192345A (ja) | 銅・アルミ酸化物半導体薄膜の製造方法及びこれを用いたｐｎ接合構造 | |
| CN108767048B (zh) | 一种柔性日盲探测器及其制备方法 | |
| CN106206829A (zh) | 一种基于锰掺杂氮化铜薄膜的可见光探测器 | |
| CN113380911B (zh) | 基于卤素钙钛矿-硼掺杂硅的异质结材料及光电位敏传感器的制备方法 | |
| CN101100737A (zh) | 一种制备金属-四氰基对苯醌二甲烷纳米线的方法 | |
| CN111952376B (zh) | 一种氧化锌微米线紫外探测器及其制备方法 | |
| JP6474078B2 (ja) | 窒化チタン薄膜熱電半導体の製造方法 | |
| CN110707176B (zh) | 一种超宽频带的薄膜光电探测器件及其制备方法 | |
| JP2003324206A (ja) | 紫外線を電力に変換する光電池及びその製造方法 | |
| CN106637204A (zh) | Ag/ZnO/Mg光电透明导电薄膜的沉积方法 | |
| CN113054055A (zh) | 一种基于SnSe/SnO2多层球壳/Si异质结的自驱动光电探测器及其制备方法 | |
| TWI314760B (en) | Method for manufacturing transparent conductive thin films | |
| CN110423985B (zh) | 一种在脉冲激光沉积系统中降低Sr2RuO4薄膜制备温度的方法 | |
| CN111613706B (zh) | 硅基红光发射增强异质结二极管及其制备方法 | |
| RU2806886C1 (ru) | Способ инкапсуляции фотоприемников на основе галогенидных перовскитов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060727 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061107 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070703 |