JP3158588B2 - InSb薄膜の転写形成方法 - Google Patents

InSb薄膜の転写形成方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ホール素子や磁気抵抗
素子や光電素子等のセンサ素子に使用されるInSb薄
膜の転写形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ホール素子や磁気抵抗素子等のセンサ素
子にはInSb薄膜が使用されている。このInSb薄
膜素子の感度を高めるために、InSb薄膜をアニール
処理して、再結晶化させ、電子,正孔の移動度を高める
方法が知られている。従来のInSb薄膜のアニール処
理方法としては、例えば、図に示すようにSi等の薄
膜形成基板1上にInSb薄膜3を形成し、このInS
b薄膜3をアニール用キャップ層,保護膜を用いずアニ
ール処理を行う第1の方法や、図に示すようにSi等
の基板1上にInSb薄膜3を形成し、このInSb薄
膜3上をSiO膜のアニール用キャップ層4で覆った
後、InSb薄膜3をアニール処理する第2の方法が知
られている。前記第1の方法ではアニール処理すると、
InSb薄膜3中のSbが蒸発飛散するが、第2の方法
では、アニール処理中、キャップ層4があるため、Sb
が蒸発せず、InSb薄膜3を表面に出す必要からキャ
ップ層4をSiOエッチング液(バッファ・フッ酸)
で取り除く作業が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アニー
ル条件としての最適熱処理温度は薄膜材料であるInS
bの融点530℃付近であるが、前記第1のアニール法
で、この最適熱処理温度まで温度を上げると、InSb
薄膜3中のSbが蒸発飛散し、InSbの化学量論的組
成(In:Sb=1:1)の最適条件からずれてしま
い、特性が劣化するので、熱処理温度を下げざるを得な
い。したがって、低温でアニール処理することになるの
で、InSb薄膜3の再結晶化が期待通り進行せず、電
子,正孔の移動度を高めることができないという問題が
ある。また、第2の方法では、InSb薄膜3を熱処理
後、SiOのキャップ層4をエッチング液で取り除く
際に、SiO用エッチング液(バッファ・フッ酸)に
よって、InSb薄膜3が犯され易く、InSb薄膜3
の電気特性が劣化する等の問題がある。したがって、従
来の第1のアニール法および第2のアニール法では素子
基板上に高移動度のInSb薄膜3を得ることが困難で
あった。すなわち、薄膜形成基板1上に直接InSb薄
膜3を形成して、薄膜形成基板1を素子基板として使用
する場合にはどうしても結晶性の良好な電子,正孔の移
動度の高いInSb薄膜3を得ることはできない致命的
な欠点があった。
【0004】本発明は上記従来の課題を解決するための
ものであり、その目的は、素子基板上に高移動度のIn
Sb薄膜を形成することができるInSb薄膜の転写形
成方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明のInSb薄膜の転写形成方法は、薄膜形成基板上
に水又は溶液に溶け易いバッファ層を形成し、このバッ
ファ層上にInSb薄膜を形成し、このInSb薄膜を
キャップ層で覆ってからInSb薄膜をアニールし、然
る後に、キャップ層の上側にキャップ層を接着層として
素子基板を接合し、次に、前記バッファ層をエッチング
して前記薄膜形成基板を取り除き、素子基板上にInS
b薄膜を形成することを特徴として構成されている。
【0006】
【作用】BaFのバッファ層の上に形成したInSb
薄膜にキャップ層を被覆する。このInSb薄膜をアニ
ールしてInSbの再結晶を促す。アニール処理後、キ
ャップ層上にこのキャップ層を接着層として素子基板を
陽極接合し、バッファ層を水あるいは弱酸でエッチング
処理してバッファ層を除去し、素子基板上にInSb薄
膜を転写形成する。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の
名称部分には同一符号を付し、その詳細な重複説明は省
略する。図1〜図3には実施例に係るInSb薄膜の転
写形成方法の説明図が示されている。これらの図におい
て、ガラス,Si(表面にSiOを形成したものを含
む),CaF等により構成される薄膜形成基板1上に
抵抗加熱型蒸着法やRFマグネトロンスパッタ法等でB
aFのバッファ層2が形成されている。このバッファ
層2に用いるBaFはInSbと結晶形が同じで格子
定数がほぼ同じであり、かつ、水や弱酸等に容易に溶け
る性質を備えている。このバッファ層2上にはInSb
薄膜3を抵抗加熱型蒸着法,電子銃(EB)型蒸着法,
イオンプレーティング法,スパッタ法,Molecul
ar Chemical Vapor Deposit
e (MOCVD)法,Molecular Beam
Epitaxy(MBE)法等の成膜方法によって形成
し、このInSb薄膜3上にはSiO膜のアニール用
キャップ層4が覆われている。この状態で、InSb薄
膜3は500℃付近の温度で長時間保持されアニール処
理される。なお、InSb薄膜3の熱膨張係数と、キャ
ップ層4のSiO膜やバッファ層2のBaF膜の熱
膨張係数とがほぼ一桁異なるので、各膜間に応力が生じ
ないように、昇温速度,降温速度を低く設定する必要が
ある。このアニール工程によってバッファ層2上に結晶
性の良好な高移動度のInSb薄膜3が形成される。
【0008】前記アニール完了したInSb薄膜3を、
図2に示すように、Si等の素子基板6に接合させるた
め、素子基板6の表面を酸化してSiO層5を形成
し、このSiO層5とキャップ層4とを陽極接合(加
熱,電圧印加)することによって、InSb薄膜3と素
子基板6とが接合される。次いで、BaFのバッファ
層2を水又は弱酸でエッチング処理して溶解することに
より、図3に示すようにバッファ層2と薄膜形成基板1
が除去されて、InSb薄膜3が素子基板6に転写形成
される。
【0009】従来のように薄膜形成基板1を素子基板と
してInSb薄膜3を形成した場合には、良好な電子,
正孔の高移動度を得られないという致命的な欠点を有す
るが、本発明においては、薄膜形成基板1を素子基板に
使用せず、InSb薄膜3を別の素子基板6に転写形成
する方法を開発して前記従来の欠点を完全に除去したこ
とが特徴である。
【0010】この実施例によれば、アニールしたInS
b薄膜3と素子基板6とを陽極接合し、BaFバッフ
ァ層2を水や弱酸でエッチング除去してInSb薄膜3
を転写形成したので、従来のように、SiO膜のキャ
ップ層4をSiOエッチング液(バッファ・フッ酸)
でエッチング処理する必要がなく、キャップ層4は素子
基板6とInSb薄膜3との接着層として機能し、In
Sb薄膜3にはSiOエッチング液の影響が全くない
ので、InSb薄膜3の劣化は全くなく、結晶性の良好
な電子,正孔移動度を高めたInSb薄膜3を素子基板
6上に転写形成することができる。
【0011】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、実
例ではバッファ層2としてBaFを用いたが、このバ
ッファ層2は好ましくはInSbと格子定数がほぼ等し
ものがより望ましいが、水又は溶液に溶け易い材質な
らばよく、BaFに限定しない。
【0012】
【発明の効果】本発明はBaFバッファ層上に形成し
たInSb薄膜をキャップ層で覆ってアニールし、この
InSb薄膜と素子基板とを接合してBaFバッファ
層をエッチング除去したので、従来のようにキャップ層
をエッチングにより除去する必要がなくなり、したがっ
て、InSb薄膜は劣化せず、結晶性の良好な電子,正
孔の移動度を高めたInSb薄膜を素子基板に転写形成
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】施例に係り、薄膜形成基板1上にバッファ層
2,InSb薄膜3,キャップ層4を形成し、アニール
処理した状態の説明図である。
【図2】同実施例に係り、図1のキャップ層4と素子基
板6のSiO層5との接合状態を示す説明図である。
【図3】同実施例に係り、図2のバッファ層2をエッチ
ング除去した状態の説明図である。
【図4】従来のInSb薄膜形成の説明図である。
【図5】従来のInSb薄膜形成の他の説明図である。
【符号の説明】
1 薄膜形成基板 2 BaFバッファ層 3 InSb薄膜 4 キャップ層 5 SiO層 6 素子基板

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄膜形成基板上に水又は溶液に溶け易い
    バッファ層を形成し、このバッファ層上にInSb薄膜
    を形成し、このInSb薄膜をキャップ層で覆ってから
    InSb薄膜をアニールし、然る後に、キャップ層の上
    側にキャップ層を接着層として素子基板を接合し、次
    に、前記バッファ層をエッチングして前記薄膜形成基板
    を取り除き、素子基板上にInSb薄膜を形成するIn
    Sb薄膜の転写形成方法。
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