JP3047656B2 - ＩｎＳｂ薄膜の製造方法 - Google Patents
ＩｎＳｂ薄膜の製造方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- H01L31/1852—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP comprising a growth substrate not being an AIIIBV compound
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気抵抗素子やホー
ル素子などに用いられるＩｎＳｂ薄膜の製造方法に関す
る。
ル素子などに用いられるＩｎＳｂ薄膜の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＩｎＳｂ化合物半導体はその
ホール移動度（μ）が高く、ホール素子や磁気抵抗素子
の材料として用いられる。このようなホール素子や磁気
抵抗素子などの磁気センサは、センサ信号処理回路との
整合性を高めるため、例えば数１００Ω〜数ｋΩ程度が
必要とされる。しかし、ＩｎＳｂは元来１０-3Ωｃｍオ
ーダの低抵抗率の材料であり、またより微細なパターン
形成を容易にする上でその薄膜化が有効である。
ホール移動度（μ）が高く、ホール素子や磁気抵抗素子
の材料として用いられる。このようなホール素子や磁気
抵抗素子などの磁気センサは、センサ信号処理回路との
整合性を高めるため、例えば数１００Ω〜数ｋΩ程度が
必要とされる。しかし、ＩｎＳｂは元来１０-3Ωｃｍオ
ーダの低抵抗率の材料であり、またより微細なパターン
形成を容易にする上でその薄膜化が有効である。
【０００３】従来技術においては、一般に、マイカ（雲
母）基板上に真空蒸着法などによって、ＩｎＳｂ薄膜を
成膜することにより高移動度な膜を得ている。ＩｎＳｂ
の薄膜形成基材としてマイカが最適であることは経験上
知られており、その詳細な理由は不明であるが、マイカ
基板上のＩｎＳｂ薄膜の結晶性が優れていることによ
り、薄膜化による移動度の低下が少ないものと考えられ
る。
母）基板上に真空蒸着法などによって、ＩｎＳｂ薄膜を
成膜することにより高移動度な膜を得ている。ＩｎＳｂ
の薄膜形成基材としてマイカが最適であることは経験上
知られており、その詳細な理由は不明であるが、マイカ
基板上のＩｎＳｂ薄膜の結晶性が優れていることによ
り、薄膜化による移動度の低下が少ないものと考えられ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、マイカ基板
は、その結晶構造上劈開性を有し、マイカ基板上に最終
的な素子を加工することは困難であり、例えば、一旦マ
イカ基板上にＩｎＳｂ薄膜を形成し、そのＩｎＳｂ薄膜
のパターンを目的とする基材上に転写したのち、これを
所定の形状にパターン化するなど、間接的加工を行う必
要があった。仮に、ＳｉＯ2 on Ｓｉ，ＳｉＮ4 on Ｓ
ｉ，Ａｌ2 Ｏ3 on Ｓｉ，ガラス，フェライト，Ｓｉ
（各方位），ＧａＡｓなどのマイカ基板以外の一般的な
基板上にＩｎＳｂを成膜しても、得られる移動度は１０
０００〜２００００ｃｍ2 ／Ｖ・ｓ程度であり、その膜
を磁気抵抗素子、ホール素子、赤外線検出素子などに加
工して得られる磁気抵抗変化率、積感度、光起電力は低
いものとならざるを得なかった。
は、その結晶構造上劈開性を有し、マイカ基板上に最終
的な素子を加工することは困難であり、例えば、一旦マ
イカ基板上にＩｎＳｂ薄膜を形成し、そのＩｎＳｂ薄膜
のパターンを目的とする基材上に転写したのち、これを
所定の形状にパターン化するなど、間接的加工を行う必
要があった。仮に、ＳｉＯ2 on Ｓｉ，ＳｉＮ4 on Ｓ
ｉ，Ａｌ2 Ｏ3 on Ｓｉ，ガラス，フェライト，Ｓｉ
（各方位），ＧａＡｓなどのマイカ基板以外の一般的な
基板上にＩｎＳｂを成膜しても、得られる移動度は１０
０００〜２００００ｃｍ2 ／Ｖ・ｓ程度であり、その膜
を磁気抵抗素子、ホール素子、赤外線検出素子などに加
工して得られる磁気抵抗変化率、積感度、光起電力は低
いものとならざるを得なかった。
【０００５】この発明の目的は、前記したような一般的
な基板を用いる場合であっても、その表面に高移動度な
ＩｎＳｂ薄膜を成膜するＩｎＳｂ薄膜の製造方法を提供
することにある。
な基板を用いる場合であっても、その表面に高移動度な
ＩｎＳｂ薄膜を成膜するＩｎＳｂ薄膜の製造方法を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
にはＩｎＳｂの蒸着条件を最適化するだけでなく、Ｉｎ
Ｓｂ薄膜の結晶性を損ねないよう、蒸着すべき基板表面
を改質することが必要である。発明者らはＩｎＳｂを蒸
着すべき基板表面を改質する種々の方法を試み、本願発
明を成した。
にはＩｎＳｂの蒸着条件を最適化するだけでなく、Ｉｎ
Ｓｂ薄膜の結晶性を損ねないよう、蒸着すべき基板表面
を改質することが必要である。発明者らはＩｎＳｂを蒸
着すべき基板表面を改質する種々の方法を試み、本願発
明を成した。
【０００７】この発明のＩｎＳｂ薄膜の製造方法は、基
板上にＩｎＳｂ粉末を物理的に付着させた後、ＩｎＳｂ
を蒸着することによって、前記基板上にＩｎＳｂ薄膜を
形成することを特徴とする。
板上にＩｎＳｂ粉末を物理的に付着させた後、ＩｎＳｂ
を蒸着することによって、前記基板上にＩｎＳｂ薄膜を
形成することを特徴とする。
【０００８】
【作用】この発明のＩｎＳｂ薄膜の製造方法では、まず
絶縁基板上にＩｎＳｂ粉末が物理的に付着され、このＩ
ｎＳｂ粉末が物理的に付着された絶縁基板上にＩｎＳｂ
が蒸着される。発明者らの実験によれば、実施例に述べ
るように、上記方法によってマイカ基板上にＩｎＳｂ薄
膜を形成した場合と同様の高移動度なＩｎＳｂ薄膜が得
られることを見いだした。このようにＩｎＳｂの蒸着に
よる成膜の前処理として、絶縁基板上にＩｎＳｂ粉末を
物理的に付着させることによって、その後ＩｎＳｂを蒸
着した際、基板表面に付着しているＩｎＳｂ粉末により
ＩｎＳｂ薄膜の結晶性が改善されるものと考えられる。
絶縁基板上にＩｎＳｂ粉末が物理的に付着され、このＩ
ｎＳｂ粉末が物理的に付着された絶縁基板上にＩｎＳｂ
が蒸着される。発明者らの実験によれば、実施例に述べ
るように、上記方法によってマイカ基板上にＩｎＳｂ薄
膜を形成した場合と同様の高移動度なＩｎＳｂ薄膜が得
られることを見いだした。このようにＩｎＳｂの蒸着に
よる成膜の前処理として、絶縁基板上にＩｎＳｂ粉末を
物理的に付着させることによって、その後ＩｎＳｂを蒸
着した際、基板表面に付着しているＩｎＳｂ粉末により
ＩｎＳｂ薄膜の結晶性が改善されるものと考えられる。
【０００９】
《第１の実施例》まず、一般に蒸着源用などに用いられ
る粒径１０μｍのＩｎＳｂ多結晶粉末を被成膜基板であ
るガラス基板上にのせ、その後Ｎ2 ブローなどにより、
ガラス基板表面に付着したＩｎＳｂ粉末以外の余分なＩ
ｎＳｂ粉末を除去する。このＩｎＳｂ粉末の載置とブロ
ーの作業を１回または複数回行い、その後、真空蒸着法
によりＩｎＳｂ薄膜を成膜する。条件は、次の通りであ
る。
る粒径１０μｍのＩｎＳｂ多結晶粉末を被成膜基板であ
るガラス基板上にのせ、その後Ｎ2 ブローなどにより、
ガラス基板表面に付着したＩｎＳｂ粉末以外の余分なＩ
ｎＳｂ粉末を除去する。このＩｎＳｂ粉末の載置とブロ
ーの作業を１回または複数回行い、その後、真空蒸着法
によりＩｎＳｂ薄膜を成膜する。条件は、次の通りであ
る。
【００１０】 ・真空度 １×１０-4Ｐａ ・基板温度 ４００℃から段階的に５００℃まで順次
加熱 ・蒸着レート 二元同時蒸着により、Ｉｎは５．０Å／
ｓから段階的に８．５Å／ｓまで順次増加、Ｓｂは６．
０Å／ｓで一定 図１は蒸着時間と基板温度との関係を示す図、図２は蒸
着時間とＩｎ，Ｓｂのそれぞれの蒸着レートの関係を示
す図である。
加熱 ・蒸着レート 二元同時蒸着により、Ｉｎは５．０Å／
ｓから段階的に８．５Å／ｓまで順次増加、Ｓｂは６．
０Å／ｓで一定 図１は蒸着時間と基板温度との関係を示す図、図２は蒸
着時間とＩｎ，Ｓｂのそれぞれの蒸着レートの関係を示
す図である。
【００１１】このようにしてガラス基板上に膜厚２．０
μｍのＩｎＳｂ薄膜を成膜した後、フォトリソグラフィ
によりホール素子パターンを形成し、移動度を測定した
ところ５１２００ｃｍ2 ／Ｖ・ｓを得た。
μｍのＩｎＳｂ薄膜を成膜した後、フォトリソグラフィ
によりホール素子パターンを形成し、移動度を測定した
ところ５１２００ｃｍ2 ／Ｖ・ｓを得た。
【００１２】なお、上述の例では、乾燥したガラス基板
上にＩｎＳｂ粉末を静電力等によって付着させただけで
あるが、基板上に予めＳｉＯ2 系被膜形成液などのＩｎ
Ｓｂ粉末を固定できる液を塗布しておき、その上にＩｎ
Ｓｂ粉末を付着させた後、焼成して前記液をガラス化
し、その後、ＩｎＳｂ薄膜を蒸着するようにしてもよ
い。
上にＩｎＳｂ粉末を静電力等によって付着させただけで
あるが、基板上に予めＳｉＯ2 系被膜形成液などのＩｎ
Ｓｂ粉末を固定できる液を塗布しておき、その上にＩｎ
Ｓｂ粉末を付着させた後、焼成して前記液をガラス化
し、その後、ＩｎＳｂ薄膜を蒸着するようにしてもよ
い。
【００１３】《第２の実施例》まず、ＩｎＳｂ多結晶粉
末をエタノールなどの溶液中に入れて作成した懸濁液を
準備する。続いてＳｉＯ2 （１μｍ）on Ｓｉ（１０
０）基板を前記懸濁液中に浸漬し、懸濁液ごと約６０分
間超音波を加え、その後液中より基板を取り出し、純水
中で２０分間、洗浄液中で２０分間それぞれ超音波洗浄
を行う。その後、基板を１５０℃のクリーンオーブン中
で約６０分間ベーキングする。このようにして前処理を
行った基板上にＭＢＥ（分子線エピタキシー）法により
ＩｎＳｂ薄膜を成膜する。成膜条件は次の通りである。
末をエタノールなどの溶液中に入れて作成した懸濁液を
準備する。続いてＳｉＯ2 （１μｍ）on Ｓｉ（１０
０）基板を前記懸濁液中に浸漬し、懸濁液ごと約６０分
間超音波を加え、その後液中より基板を取り出し、純水
中で２０分間、洗浄液中で２０分間それぞれ超音波洗浄
を行う。その後、基板を１５０℃のクリーンオーブン中
で約６０分間ベーキングする。このようにして前処理を
行った基板上にＭＢＥ（分子線エピタキシー）法により
ＩｎＳｂ薄膜を成膜する。成膜条件は次の通りである。
【００１４】 ・真空度 ４．０×１０-7Ｐａ ・基板温度 ４００℃ ・蒸着レート Ｓｂ／Ｉｎの流速比１．４ このようにして基板上に膜厚１μｍのＩｎＳｂ薄膜を成
膜した後、フォトリソグラフィなどによりホール素子パ
ターンを形成し、移動度を測定したところ６０５００ｃ
ｍ2 ／Ｖ・ｓを得た。
膜した後、フォトリソグラフィなどによりホール素子パ
ターンを形成し、移動度を測定したところ６０５００ｃ
ｍ2 ／Ｖ・ｓを得た。
【００１５】なお、第１または第２の実施例で示した前
処理を行った基板に対し、真空蒸着法やＭＢＥ法以外に
レーザアブレーション法、スパッタリング法などにより
成膜することも可能である。また、実施例では、ＩｎＳ
ｂの多結晶粉末を用いたが、単結晶粉末を用いてもよ
い。
処理を行った基板に対し、真空蒸着法やＭＢＥ法以外に
レーザアブレーション法、スパッタリング法などにより
成膜することも可能である。また、実施例では、ＩｎＳ
ｂの多結晶粉末を用いたが、単結晶粉末を用いてもよ
い。
【００１６】
【発明の効果】この発明によれば、マイカ基板上ではな
く、一般の基板上であっても、マイカ基板上に成膜した
場合と同等の高移動度なＩｎＳｂ薄膜が得られる。その
ため、ホール素子や磁気抵抗素子などの素子加工時に転
写法などの間接的加工法を採る必要がなくなる。また、
目的基板上に直接ＩｎＳｂ薄膜を加工することができる
ため、種々の加工方法を採用することができ、これに伴
い素子のパターン精度も高まり、応用範囲も広がる。例
えば、Ｓｉ基板またはＳｉをベースとする膜上にＩｎＳ
ｂ薄膜を形成することによって、モノリシックセンサＩ
Ｃを容易に製造できるようになる。
く、一般の基板上であっても、マイカ基板上に成膜した
場合と同等の高移動度なＩｎＳｂ薄膜が得られる。その
ため、ホール素子や磁気抵抗素子などの素子加工時に転
写法などの間接的加工法を採る必要がなくなる。また、
目的基板上に直接ＩｎＳｂ薄膜を加工することができる
ため、種々の加工方法を採用することができ、これに伴
い素子のパターン精度も高まり、応用範囲も広がる。例
えば、Ｓｉ基板またはＳｉをベースとする膜上にＩｎＳ
ｂ薄膜を形成することによって、モノリシックセンサＩ
Ｃを容易に製造できるようになる。
【図１】第１の実施例に係る蒸着時間と基板温度との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図２】第１の実施例に係る蒸着時間とＩｎ，Ｓｂのそ
れぞれの蒸着レートとの関係を示す図である。
れぞれの蒸着レートとの関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千田 厚生 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 43/12 H01L 21/203
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上にＩｎＳｂ粉末を物理的に付着さ
せた後、ＩｎＳｂを蒸着することによって、前記基板上
にＩｎＳｂ薄膜を形成することを特徴とするＩｎＳｂ薄
膜の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5003395A JP3047656B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | ＩｎＳｂ薄膜の製造方法 |
| US08/180,127 US5494711A (en) | 1993-01-12 | 1994-01-11 | Method of preparing InSb thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5003395A JP3047656B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | ＩｎＳｂ薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06209129A JPH06209129A (ja) | 1994-07-26 |
| JP3047656B2 true JP3047656B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=11556178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5003395A Expired - Fee Related JP3047656B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | ＩｎＳｂ薄膜の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5494711A (ja) |
| JP (1) | JP3047656B2 (ja) |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5587266A (en) * | 1994-09-06 | 1996-12-24 | Konica Corporation | Manufacturing method for an electrophotographic photoreceptor |
| US6017630A (en) * | 1996-05-22 | 2000-01-25 | Research Development Corporation | Ultrafine particle and production method thereof, production method of ultrafine particle bonded body, and fullerene and production method thereof |
| US6392257B1 (en) * | 2000-02-10 | 2002-05-21 | Motorola Inc. | Semiconductor structure, semiconductor device, communicating device, integrated circuit, and process for fabricating the same |
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