JP2020205303A - 酸化物半導体膜の製造方法 - Google Patents
酸化物半導体膜の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020205303A JP2020205303A JP2019111056A JP2019111056A JP2020205303A JP 2020205303 A JP2020205303 A JP 2020205303A JP 2019111056 A JP2019111056 A JP 2019111056A JP 2019111056 A JP2019111056 A JP 2019111056A JP 2020205303 A JP2020205303 A JP 2020205303A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- oxidizing gas
- mist
- inert gas
- oxide semiconductor
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
Description
図1に、本発明に係る酸化物半導体膜の製造方法に使用可能な製膜装置101の一例を示す。製膜装置101は、原料溶液をミスト化してミストを発生させるミスト化部120と、ミストを搬送するキャリアガスを供給するキャリアガス供給部130と、ミストを熱処理して基板110上に製膜を行う製膜部140と、ミスト化部120と製膜部140とを接続し、キャリアガスによってミストが搬送される搬送部109とを有する。また、製膜装置101は、製膜装置101の全体又は一部を制御する制御部(図示なし)を備えることによって、その動作が制御されてもよい。
本発明に係る酸化物半導体膜の製造方法で使用する原料溶液104aは、ドーパントとして、少なくとも二価のスズ(Sn(II))を含有している。Sn(II)としては、塩化スズ、臭化スズ、ヨウ化スズ、フッ化スズのようなハロゲン化物の他、酸化スズ、硫化スズ、硫酸スズ等、いずれを用いても構わない。また、Sn(II)の他、例えば、ゲルマニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、バナジウム又はニオブ等のn型ドーパントが混合されていても構わない。ドーパント元素は、溶液中ではイオン化していることが好ましい。従って、酸を混合してドーパント元素の溶解を促進させてもよい。このような酸としては、例えば、臭化水素酸、塩酸、ヨウ化水素酸などのハロゲン化水素、次亜塩素酸、亜塩素酸、次亜臭素酸、亜臭素酸、次亜ヨウ素酸、ヨウ素酸等のハロゲンオキソ酸、蟻酸等のカルボン酸、硝酸等が挙げられる。なお、溶解の促進には、加熱したり超音波を与えたりすることも有効である。
ミスト化部120では、原料溶液104aを調整し、前記原料溶液104aをミスト化してミストを発生させる。ミスト化手段は、原料溶液104aをミスト化できさえすれば特に限定されず、公知のミスト化手段であってよいが、超音波振動によるミスト化手段を用いることが好ましい。より安定してミスト化することができるためである。
搬送部109は、ミスト化部120と製膜部140とを接続する。搬送部109を介して、ミスト化部120のミスト発生源104から成膜部140の製膜室107へと、キャリアガスによってミストが搬送される。搬送部109は、例えば、供給管109aとすることができる。供給管109aとしては、例えば、石英管や樹脂製のチューブなどを使用することができる。
製膜部140では、ミストを加熱し熱反応を生じさせて、基板110の表面の一部又は全部に製膜を行う。製膜部140は、例えば、製膜室107を備え、製膜室107内には基板110が設置されており、該基板110を加熱するためのホットプレート108を備えることができる。ホットプレート108は、図1に示されるように製膜室107の外部に設けられていてもよいし、製膜室107の内部に設けられていてもよい。また、製膜室107には、基板110へのミストの供給に影響を及ぼさない位置に、排ガスの排気口112が設けられてもよい。また、基板110を製膜室107の上面に設置するなどして、フェイスダウンとしてもよいし、基板110を製膜室107の底面に設置して、フェイスアップとしてもよい。
基板110は、製膜可能であり膜を支持できるものであれば特に限定されない。前記基板110の材料は、特に限定されず、公知の基板を用いることができる。有機化合物であってもよいし、無機化合物であってもよい。例えば、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、鉄やアルミニウム、ステンレス鋼、金等の金属、シリコン、サファイア、石英、ガラス、酸化ガリウム等が挙げられるが、これに限られるものではない。また、基板110の厚さは特に限定されないが、好ましくは、10〜2000μmであり、より好ましくは50〜800μmである。また、基板110の面積は100mm2以上が好ましく、より好ましくは口径が2インチ(50mm)以上のものである。
キャリアガス供給部130は、キャリアガスを供給する不活性ガス源102aを有し、不活性ガス源102aから送り出されるキャリアガス(以下、「主キャリアガス」という)の流量を調節するための流量調節弁103aを備えていてもよい。また、必要に応じて希釈用キャリアガスを供給する希釈用不活性ガス源102bや、希釈用不活性ガス源102bから送り出される希釈用キャリアガスの流量を調節するための流量調節弁103bを備えることもできる。
上述のように、本発明に係る酸化物半導体膜の製造方法においては、キャリアガスとして不活性ガスと酸化性ガスの混合ガスを用い、不活性ガスと酸化性ガスの流量比(酸化性ガス/不活性ガス)を所定の範囲とする点に特徴を有する。不活性ガスの流量に対する前記酸化性ガスの流量の比(酸化性ガス/不活性ガス)を、空気における不活性ガスの含有量に対する酸化性ガスの含有量の比(酸化性ガス/不活性ガス)未満とすることで、Sn(II)の状態のままでドーパントとして使用しても、ドーパントの活性化を制御、促進可能であり、電気抵抗の低い酸化物半導体膜を得ることができる。しかも、従来の製造方法のように、Sn(II)をSn(IV)に変換するための過酸化水素等を原料溶液中に含ませる必要がなくなるため、原料中のハロゲンが酸化されることによる、溶質の分散性の低下という問題も起こらない。
次に、以下、図1を参照しながら、本発明に係る酸化物半導体膜の製造方法の一例を説明する。
上述の酸化物半導体膜の製造方法に基づいて、コランダム構造を有する酸化ガリウム(α−Ga2O3)の製膜を行った。
実施例1において、酸化性ガスを、オゾン(O3)に代えて酸素(O2)として、製膜を行った。これ以外は実施例1と同じ条件で製膜、評価を行った。この結果、抵抗率は0.09Ωcmとなった。
実施例2において、酸化性ガス流量を0.002mL/分として製膜を行った。この場合、酸化性ガス/不活性ガス=2.86×10−7である。これ以外は実施例2と同じ条件で製膜、評価を行った。この結果、抵抗率は0.13Ωcmとなった。
実施例2において、酸化性ガス流量を9mL/分として製膜を行った。この場合、酸化性ガス/不活性ガス=1.29×10−3である。これ以外は実施例2と同じ条件で製膜、評価を行った。この結果、抵抗率は0.21Ωcmとなった。
実施例2において、酸化性ガス流量を40mL/分として製膜を行った。この場合、酸化性ガス/不活性ガス=5.71×10−3である。これ以外は実施例2と同じ条件で製膜、評価を行った。この結果、抵抗率は0.82Ωcmとなった。
実施例2において、酸化性ガスを流さずに(すなわち、酸化性ガス流量が0mL/分)製膜を行った。この場合、酸化性ガス/不活性ガス=0である。これ以外は実施例2と同じ条件で製膜、評価を行った。この結果、抵抗率は15.9Ωcmとなった。
実施例2において、酸化性ガス流量を1.9L/分として製膜を行った。この場合、酸化性ガス/不活性ガス=2.71×10−1である。キャリアガス流量Qは約8.9L/分であり、酸素と窒素の組成比は空気とほぼ同等の条件である。これ以外は実施例2と同じ条件で製膜、評価を行った。この結果、抵抗率は12.8Ωcmとなった。
102b…希釈用不活性ガス源、 102c…酸化性ガス源、
103a…流量調節弁、 103b…流量調節弁、 103c…流量調節弁、
104…ミスト発生源、 104a…原料溶液、 105…容器、 105a…水、
106…超音波振動子、 107…製膜室、 108…ホットプレート、
109…搬送部、 109a…供給管、
110…基板、 112…排気口、 116…発振器、
120…ミスト化部、 130…キャリアガス供給部、 140…製膜部。
Claims (4)
- 少なくともガリウムとドーパントとを含む原料溶液を霧化又は液滴化して生成されたミストを、キャリアガスを用いて搬送し、前記ミストを加熱して、基板上で前記ミストを熱反応させて成膜を行う酸化物半導体膜の製造方法であって、
前記ドーパントとして、少なくとも二価のスズ(Sn(II))を含む前記ドーパントを用い、
前記キャリアガスとして、不活性ガスと酸化性ガスの混合ガスを用い、前記不活性ガスの流量に対する前記酸化性ガスの流量の比(酸化性ガス/不活性ガス)を、空気における前記不活性ガスの含有量に対する前記酸化性ガスの含有量の比(酸化性ガス/不活性ガス)未満とすることを特徴とする酸化物半導体膜の製造方法。 - 前記不活性ガスの流量に対する前記酸化性ガスの流量の比(酸化性ガス/不活性ガス)を、1×10−2以下とすることを特徴とする請求項1に記載の酸化物半導体膜の製造方法。
- 前記酸化性ガスとして酸素(O2)又はオゾン(O3)を用いることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の酸化物半導体膜の製造方法。
- 前記基板として、成膜面の面積が100mm2以上のものを用いることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の酸化物半導体膜の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019111056A JP7066658B2 (ja) | 2019-06-14 | 2019-06-14 | 酸化物半導体膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019111056A JP7066658B2 (ja) | 2019-06-14 | 2019-06-14 | 酸化物半導体膜の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020205303A true JP2020205303A (ja) | 2020-12-24 |
JP7066658B2 JP7066658B2 (ja) | 2022-05-13 |
Family
ID=73837523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019111056A Active JP7066658B2 (ja) | 2019-06-14 | 2019-06-14 | 酸化物半導体膜の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7066658B2 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003273030A (ja) * | 2002-03-18 | 2003-09-26 | Watanabe Shoko:Kk | Cvd薄膜堆積の方法 |
JP2017069424A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 株式会社Flosfia | 結晶性半導体膜および半導体装置 |
JP2020198410A (ja) * | 2019-06-05 | 2020-12-10 | トヨタ自動車株式会社 | 酸化物膜の成膜方法、半導体装置の製造方法、及び、酸化物膜の成膜装置 |
-
2019
- 2019-06-14 JP JP2019111056A patent/JP7066658B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003273030A (ja) * | 2002-03-18 | 2003-09-26 | Watanabe Shoko:Kk | Cvd薄膜堆積の方法 |
JP2017069424A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 株式会社Flosfia | 結晶性半導体膜および半導体装置 |
JP2020198410A (ja) * | 2019-06-05 | 2020-12-10 | トヨタ自動車株式会社 | 酸化物膜の成膜方法、半導体装置の製造方法、及び、酸化物膜の成膜装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7066658B2 (ja) | 2022-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7164685B2 (ja) | 金属含有膜の成膜方法 | |
JP7223515B2 (ja) | 成膜装置及び成膜方法 | |
JP7473591B2 (ja) | 成膜装置及び成膜方法 | |
JP6925548B1 (ja) | 酸化ガリウム半導体膜の製造方法及び成膜装置 | |
JP2023015226A (ja) | 酸化ガリウム半導体膜及び原料溶液 | |
JP7200205B2 (ja) | 成膜方法 | |
JP7105703B2 (ja) | 酸化物半導体膜、積層体及び酸化物半導体膜の製造方法 | |
JP7066658B2 (ja) | 酸化物半導体膜の製造方法 | |
JP7075525B2 (ja) | 成膜装置、成膜基体の製造方法、半導体膜の製造装置及び半導体膜の製造方法 | |
JP7274024B2 (ja) | 成膜装置 | |
JP7239919B2 (ja) | 成膜方法及び成膜装置 | |
WO2022039017A1 (ja) | 成膜方法及び原料溶液 | |
JP7313530B2 (ja) | 成膜方法 | |
WO2021210350A1 (ja) | 成膜装置及び成膜方法 | |
JP2022094781A (ja) | 成膜方法 | |
JP2021002545A (ja) | 酸化物半導体膜、酸化物半導体膜の電気抵抗率調整方法及び酸化物半導体膜の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210521 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220104 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220228 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220405 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220427 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7066658 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |