JP6347041B2 - Barium silicide laminated material and method for producing the same - Google Patents

Barium silicide laminated material and method for producing the same Download PDF

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Description

本発明は、特定の組成、構造を有する珪化バリウム系積層材、及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a barium silicide-based laminated material having a specific composition and structure, and a method for producing the same.

シリコンを含有するワイドギャップ半導体は非常に特異的な特性を示すため、太陽電池材料や熱電変換材料等の環境エネルギー分野で広く利用されている。中でも、バリウム(Ba)とシリコン(Si)からなる珪化バリウムは、BaSi組成でバンドギャップが1.3eVと、シリコンの1.1eVよりも大きいため、注目されている(例えば、非特許文献1)。さらにSrを添加することでバンドギャップを1.4eVまで調整する事が可能である(例えば、特許文献1、非特許文献2)。 Wide-gap semiconductors containing silicon are widely used in the field of environmental energy such as solar cell materials and thermoelectric conversion materials because they exhibit very specific characteristics. Among these, barium silicide composed of barium (Ba) and silicon (Si) has attracted attention because it has a BaSi 2 composition and a band gap of 1.3 eV, which is larger than 1.1 eV of silicon (for example, Non-Patent Document 1). ). Further, the band gap can be adjusted to 1.4 eV by adding Sr (for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).

珪化バリウムの利用形態としては、膜として用いることが有効である。例えば、特許文献2にはn型とn+型珪化バリウム膜を積層した太陽電池がその例として挙げられている。膜の作製方法として以前より知られているのは、シリコン(111)上へMBE法(分子線エピタキシー法)にて製膜する方法で、各元素を精密に製膜することが可能であるが、製膜速度が遅く、特殊な装置であることから、量産には向いていない。そこで、量産向きの膜の作製方法が求められる。また、利用する基板についても、より安価な酸化ケイ素系基板の利用が求められている。   It is effective to use it as a film as a utilization form of barium silicide. For example, Patent Document 2 discloses a solar cell in which an n-type and an n + -type barium silicide film are stacked. As a method for forming a film, a method of forming a film on silicon (111) by MBE method (molecular beam epitaxy method) can be used to precisely form each element. Since the film forming speed is slow and it is a special device, it is not suitable for mass production. Therefore, a method for manufacturing a film suitable for mass production is required. In addition, as for the substrate to be used, it is required to use a cheaper silicon oxide-based substrate.

量産に向いている膜の作製製法としてスパッタ法が挙げられる。スパッタリング法は陰極に設置したターゲットにArイオンなどの正イオンを物理的に衝突させ、その衝突エネルギーでターゲットを構成する材料を放出させて、対面に設置した基板上にターゲット材料とほぼ同組成の膜を堆積する方法であり、直流スパッタリング法(DCスパッタリング法)と高周波スパッタリング法(RFスパッタリング法)がある。この方法を用いることで、例えばMBE法では困難な大面積への高速製膜が可能となる。   A sputtering method is an example of a method for producing a film suitable for mass production. In the sputtering method, positive ions such as Ar ions are physically collided with a target installed on the cathode, and the material constituting the target is released by the collision energy. This is a method for depositing a film, and includes a direct current sputtering method (DC sputtering method) and a high frequency sputtering method (RF sputtering method). By using this method, high-speed film formation on a large area, which is difficult with the MBE method, for example, becomes possible.

特許文献3には、スパッタ法にて珪化バリウム膜を製膜した例が報告されているが、スパッタ法を用いた珪化バリウム膜に関して詳細な検討は行われていない。   Patent Document 3 reports an example in which a barium silicide film is formed by a sputtering method, but no detailed examination has been made on a barium silicide film using a sputtering method.

特開2005−294810号公報JP 2005-294810 A 特開2009−66719号公報JP 2009-66719 A 特開2012−214310号公報JP 2012-214310 A

Japanese Journal of Applied Physics Vol.49 04DP05−01−04DP05−05(2010)Japan Journal of Applied Physics Vol. 49 04DP05-01-04DP05-05 (2010) Japanese Journal of Applied Physics Vol.45 No.14 L390−392(2006)Japan Journal of Applied Physics Vol. 45 No. 14 L390-392 (2006)

本発明は、珪化バリウム系積層材及びその製造方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the barium silicide type laminated material and its manufacturing method.

このような背景に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、特定の組成、構造とすることにより、光応答特性に優れた珪化バリウム系積層材を得ることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。   In view of such a background, as a result of intensive studies, it has been found that a specific composition and structure can be used to obtain a barium silicide-based laminate having excellent photoresponse characteristics, and the present invention has been completed. It came to do.

すなわち本発明の態様は以下の通りである。
(1)シリコン層の上に珪化バリウム系膜を積層してなる積層材であって、前記珪化バリウム系膜は酸素含有量が20at%以下であり、金属元素M(ストロンチウム、カルシウム、マグネシウムから選択される少なくとも1種類)を含んでいて、バリウム、ケイ素、金属元素Mの含有量をそれぞれBa、Si、Mとしたときに、M/(Ba+Si+M)=0.1〜5at%であることを特徴とする積層材。
(2)シリコン層がシリコン膜であることを特徴とする(1)に記載の積層材。
(3)珪化バリウム系膜が多結晶膜であることを特徴とする(1)または(2)に記載の積層材。
(4)珪化バリウム系膜がXRD回折試験において、斜方晶系の結晶構造に帰属されるピークのみで構成されていることを特徴とする(3)に記載の積層材。
(5)珪化バリウム系膜の酸素含有量が10at%以下であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の積層材。
(6)シリコン層の上に、酸素含有量が20at%以下であり、金属元素M(ストロンチウム、カルシウム、マグネシウムから選択される少なくとも1種類)を含んでいて、バリウム、ケイ素、金属元素Mの含有量をそれぞれBa、Si、Mとしたときに、M/(Ba+Si+M)=0.1〜5at%となるように、珪化バリウム系膜をスパッタリング法で成膜することを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の積層材の製造方法。
(7)(1)〜(5)のいずれかに記載の積層材と基材を含んでなる積層基材。
(8)(7)に記載の積層基材を用いることを特徴とする素子。
(9)(8)に記載の素子を用いることを特徴とする電子機器。
That is, the embodiments of the present invention are as follows.
(1) A laminated material obtained by laminating a barium silicide-based film on a silicon layer, wherein the barium silicide-based film has an oxygen content of 20 at% or less and is selected from metal elements M (strontium, calcium, magnesium) At least one type), and the content of barium, silicon, and metal element M is Ba, Si, and M, respectively, M / (Ba + Si + M) = 0.1 to 5 at% Laminated material.
(2) The laminated material according to (1), wherein the silicon layer is a silicon film.
(3) The laminated material according to (1) or (2), wherein the barium silicide film is a polycrystalline film.
(4) The laminated material according to (3), wherein the barium silicide film is composed of only peaks attributed to an orthorhombic crystal structure in an XRD diffraction test.
(5) The laminated material according to any one of (1) to (4), wherein the barium silicide film has an oxygen content of 10 at% or less.
(6) On the silicon layer, the oxygen content is 20 at% or less and contains the metal element M (at least one selected from strontium, calcium and magnesium), and contains barium, silicon and the metal element M A barium silicide-based film is formed by sputtering so that M / (Ba + Si + M) = 0.1 to 5 at% when the amounts are Ba, Si, and M, respectively (1) to (5) The manufacturing method of the laminated material in any one of.
(7) A laminated base material comprising the laminated material according to any one of (1) to (5) and a base material.
(8) An element using the laminated substrate according to (7).
(9) An electronic device using the element according to (8).

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明は、シリコン層の上に珪化バリウム系膜を積層してなる積層材であって、前記珪化バリウム系膜は酸素含有量が20at%以下であり、金属元素M(ストロンチウム、カルシウム、マグネシウムから選択される少なくとも1種類)を含んでいて、バリウム、ケイ素、金属元素Mの含有量をそれぞれBa、Si、Mとしたときに、M/(Ba+Si+M)=0.1〜5at%であることを特徴とする。   The present invention is a laminated material obtained by laminating a barium silicide-based film on a silicon layer, the barium silicide-based film having an oxygen content of 20 at% or less, and a metal element M (from strontium, calcium, magnesium) At least one selected), and when the contents of barium, silicon, and metal element M are Ba, Si, and M, respectively, M / (Ba + Si + M) = 0.1-5 at% Features.

本発明におけるシリコン層とは、シリコン膜やシリコン基板のことを指す。シリコン基板に珪化バリウム系膜を成膜した積層材よりも、各種ガラス基板、石英基板又は金属基板の上にシリコン膜を成膜して、その上に珪化バリウム系膜が成膜された積層材の方が用途に応じて基板を適宜選択できるため好ましい。   The silicon layer in the present invention refers to a silicon film or a silicon substrate. Rather than a laminated material in which a barium silicide film is formed on a silicon substrate, a laminated film in which a silicon film is formed on various glass substrates, quartz substrates, or metal substrates, and a barium silicide film is formed thereon. This is preferable because the substrate can be appropriately selected according to the application.

本発明の珪化バリウム系膜は、酸素含有量が20at%以下であり、金属元素M(ストロンチウム、カルシウム、マグネシウムから選択される少なくとも1種類)を含んでいて、バリウム、ケイ素、金属元素Mの含有量をそれぞれBa、Si、Mとしたときに、M/(Ba+Si+M)=0.1〜5at%であることを特徴とする。   The barium silicide-based film of the present invention has an oxygen content of 20 at% or less and contains a metal element M (at least one selected from strontium, calcium, and magnesium), and contains barium, silicon, and metal element M. When the amounts are Ba, Si, and M, respectively, M / (Ba + Si + M) = 0.1 to 5 at%.

本発明の珪化バリウム系膜は、金属元素M(ストロンチウム、カルシウム、マグネシウムから選択される少なくとも1種類)を含んでおり、バリウム、ケイ素、金属元素Mの含有量をそれぞれBa、Si、Mとしたときに、M/(Ba+Si+M)=0.1〜5at%であり、 0.2〜3.3at%であることが好ましい。なお、本発明の珪化バリウム系膜は不可避的な微量の不純物の混入は問わない。金属元素Mは、2種類以上含有していてもよく、その合計が上述の範囲内であれば問題ない。   The barium silicide-based film of the present invention contains a metal element M (at least one selected from strontium, calcium, and magnesium), and the contents of barium, silicon, and metal element M are Ba, Si, and M, respectively. Sometimes M / (Ba + Si + M) = 0.1-5 at%, preferably 0.2-3.3 at%. The barium silicide-based film of the present invention may be mixed with inevitable trace amounts of impurities. Two or more kinds of metal elements M may be contained, and there is no problem as long as the total is within the above range.

また、金属元素Mを上述した範囲で含有することにより、膜中に残存する酸素元素をトラップすることができるため、酸素含有量を20at%以下に制御でき、積層材として優れた特性を発揮する。酸素含有量は10at%以下であることが好ましく、5at%以下であることがより好ましく、3at%以下であることが特に好ましい。   In addition, since the oxygen element remaining in the film can be trapped by containing the metal element M in the above-described range, the oxygen content can be controlled to 20 at% or less, and excellent characteristics as a laminated material are exhibited. . The oxygen content is preferably 10 at% or less, more preferably 5 at% or less, and particularly preferably 3 at% or less.

なお、珪化バリウム系膜中の酸素量の測定は、珪化バリウム系膜を熱分解させ、酸素・窒素・水素分析装置を用いて酸素量を熱伝導度法により測定を行うことで求めることができる。また、XPS(X線光電子分光)、EPMA(電子線マイクロアナライザ)などの元素分析により測定する方法なども挙げられる。   The amount of oxygen in the barium silicide-based film can be determined by thermally decomposing the barium silicide-based film and measuring the amount of oxygen by a thermal conductivity method using an oxygen / nitrogen / hydrogen analyzer. . Moreover, the method etc. which measure by elemental analysis, such as XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) and EPMA (electron beam microanalyzer), are also mentioned.

本発明の珪化バリウム系膜は多結晶膜であることが好ましい。多結晶膜とすることにより、膜特性の安定性が向上する。   The barium silicide film of the present invention is preferably a polycrystalline film. By using a polycrystalline film, the stability of film characteristics is improved.

また、珪化バリウム系多結晶膜は、XRD回折試験において斜方晶系の結晶構造に帰属されるピークのみで構成されていることが好ましい。このような結晶相を有する珪化バリウム系膜とすることにより、膜特性に優れ、安定性の高い膜を得ることが可能となる。   Moreover, it is preferable that the barium silicide polycrystal film is composed of only peaks attributed to the orthorhombic crystal structure in the XRD diffraction test. By using a barium silicide film having such a crystal phase, a film having excellent film characteristics and high stability can be obtained.

XRD回折試験において斜方晶系の結晶構造に帰属されるピークのみで構成されていることは以下のように確認することができる。すなわち、斜方晶系の結晶構造に帰属されるピークとは、Cuを線源とするXRDの2Θ=20〜80°の範囲内に検出される回折ピークが、JCPDS(Joint Committee for Powder Diffraction Standards)カードのNo.01−071−2327に帰属されるピークパターンまたはそれに類似したピークパターン(シフトしたピークパターン)に指数付けできるものであることを指す。   It can be confirmed as follows that it is composed of only peaks attributed to the orthorhombic crystal structure in the XRD diffraction test. That is, the peak attributed to the orthorhombic crystal structure is a diffraction peak detected in the XRD range of 2Θ = 20 to 80 ° using Cu as a radiation source. ) Card No. The peak pattern belonging to 01-071-2327 or a peak pattern similar to the peak pattern (shifted peak pattern) can be indexed.

次に、本発明の積層材の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the laminated material of this invention is demonstrated.

本発明の積層材の製造方法は、シリコン層の上に、酸素含有量が20at%以下であり、金属元素M(ストロンチウム、カルシウム、マグネシウムから選択される少なくとも1種類)を含んでいて、バリウム、ケイ素、金属元素Mの含有量をそれぞれBa、Si、Mとしたときに、M/(Ba+Si+M)=0.1〜5at%となるように珪化バリウム系膜をスパッタリング法で成膜することを特徴とする。   The method for producing a laminated material according to the present invention comprises a silicon element having an oxygen content of 20 at% or less and containing a metal element M (at least one selected from strontium, calcium and magnesium), barium, A barium silicide film is formed by sputtering so that M / (Ba + Si + M) = 0.1 to 5 at% when the contents of silicon and metal element M are Ba, Si, and M, respectively. And

スパッタリング法としては、DCスパッタリング法、RFスパッタリング法、ACスパッタリング法、DCマグネトロンスパッタリング法、RFマグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法等を適宜選択することができ、大面積に均一かつ高速に成膜可能な点でDCマグネトロンスパッタリング法、RFマグネトロンスパッタリング法が好ましく、RFマグネトロンスパッタリング法がより好ましい。   As a sputtering method, a DC sputtering method, an RF sputtering method, an AC sputtering method, a DC magnetron sputtering method, an RF magnetron sputtering method, an ion beam sputtering method, or the like can be selected as appropriate, and a film can be uniformly and rapidly formed in a large area. In this respect, the DC magnetron sputtering method and the RF magnetron sputtering method are preferable, and the RF magnetron sputtering method is more preferable.

スパッタリング時の温度は特に限定されるものではないが、用いた基材の耐熱性に影響される。例えば、石英や無アルカリガラスを基材とした場合は通常650℃以下、樹脂製のフィルムを基材とした場合は、通常150℃以下が好ましい。セラミックス、金属、耐熱性樹脂フィルム等の耐熱性に優れた基材を用いる場合には、それ以上の温度で成膜することも可能である。   Although the temperature at the time of sputtering is not specifically limited, it is influenced by the heat resistance of the used base material. For example, when quartz or non-alkali glass is used as a base material, it is usually preferably 650 ° C. or lower, and when a resin film is used as a base material, 150 ° C. or lower is usually preferable. When using a substrate having excellent heat resistance such as ceramics, metal, and heat-resistant resin film, it is possible to form a film at a temperature higher than that.

スパッタリング時の雰囲気ガスは、通常、不活性ガス、例えばアルゴンガスを用いる。必要に応じて、窒素ガス、水素ガス等を用いてもよい。   As the atmospheric gas during sputtering, an inert gas, for example, an argon gas is usually used. Nitrogen gas, hydrogen gas or the like may be used as necessary.

本発明に用いられるスパッタリングターゲットとしては、金属元素Mを所定の量含有した珪化バリウムスパッタリングターゲット、または金属元素Mの破片を載せた珪化バリウムスパッタリングターゲットであってもよい。使用するスパッタリングターゲットは酸素含有量が20%以下であることが好ましい。   The sputtering target used in the present invention may be a barium silicide sputtering target containing a predetermined amount of the metal element M or a barium silicide sputtering target on which fragments of the metal element M are placed. The sputtering target to be used preferably has an oxygen content of 20% or less.

本発明の製造方法により得られる積層材は、基材と構成される積層材を含む積層基材として好適に用いることができる。   The laminated material obtained by the production method of the present invention can be suitably used as a laminated substrate including a laminated material constituted with a substrate.

ここで、基材とは無アルカリガラスや石英等を含むガラス基材、シリコン基材、樹脂製の高分子フィルム基材、セラミックスや金属の基材等が挙げられる。特にシリコン基材の場合は珪化バリウム系膜を直接積層して積層基材とすることが可能であり、シリコン基材以外の場合はシリコン層を基材上に積層し、その上に珪化バリウム系膜を積層して積層基材とすることが好ましい。このようにすることにより、珪化バリウム系膜中に残留する酸素量を調整、低減することが可能となる。   Here, the base material includes a glass base material containing alkali-free glass or quartz, a silicon base material, a polymer-made polymer film base material, a ceramic or metal base material, and the like. In particular, in the case of a silicon substrate, it is possible to directly laminate a barium silicide film to form a laminated substrate, and in the case of other than a silicon substrate, a silicon layer is laminated on the substrate, and a barium silicide system is formed thereon. It is preferable to laminate a film to form a laminated substrate. By doing so, it becomes possible to adjust and reduce the amount of oxygen remaining in the barium silicide-based film.

このような積層基材は複数の機能部品と構成された素子として好適に用いられる。例えば、太陽電池等の光学素子、熱電変換素子等に好適である。特にこのような素子は電子機器内に組み込まれて好適に用いられる。   Such a laminated substrate is suitably used as an element configured with a plurality of functional parts. For example, it is suitable for optical elements such as solar cells, thermoelectric conversion elements, and the like. In particular, such an element is preferably used by being incorporated in an electronic device.

本発明の積層材は、光応答特性に優れており、積層材と基材を含んでなる積層基材として用いることが可能であり、当該積層基材は素子や電子機器の一部として好適に用いることができる。   The laminated material of the present invention is excellent in light response characteristics and can be used as a laminated substrate comprising a laminated material and a substrate, and the laminated substrate is suitably used as a part of an element or an electronic device. Can be used.

本発明を以下の実施例により具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、本実施例における各測定は以下のように行った。
(組成)
ICP−MS(誘導結合プラズマ質量分析)装置により定量した。
(酸素含有量)
本発明の珪化バリウム系膜を熱分解させ、酸素・窒素・水素分析装置(Leco社製)を用いて酸素量を熱伝導度法により測定した。
(X線回折試験)
本発明の珪化バリウム系膜の結晶相は、X線回折試験で同定した。測定条件は以下の通りである。
X線源 :CuKα
パワー :40kV、40mA
走査速度 :1°/分
得られた回折パターンを解析し、1)斜方晶系の結晶構造に帰属されるピークで構成されている相、及び2)前記の1)以外の他の結晶相とに分類し、1)、2)の結晶相のそれぞれにおいて同定された場合は「有」、同定されなかった場合は「無」とした。
The present invention will be specifically described by the following examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, each measurement in a present Example was performed as follows.
(composition)
Quantification was performed using an ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer) apparatus.
(Oxygen content)
The barium silicide film of the present invention was pyrolyzed, and the oxygen content was measured by a thermal conductivity method using an oxygen / nitrogen / hydrogen analyzer (manufactured by Leco).
(X-ray diffraction test)
The crystal phase of the barium silicide film of the present invention was identified by an X-ray diffraction test. The measurement conditions are as follows.
X-ray source: CuKα
Power: 40kV, 40mA
Scanning speed: 1 ° / min The obtained diffraction pattern was analyzed, 1) a phase composed of peaks attributed to the orthorhombic crystal structure, and 2) other crystal phases other than 1) above 1) When identified in each of the crystal phases of 1) and 2), it was “Yes”, and when it was not identified, it was “None”.

(実施例1〜14、比較例1〜5)
珪化バリウムスパッタリングターゲットを用いて、下記の条件にてスパッタ成膜試験を実施した。添加元素については表1の記載となるように各元素破片を珪化バリウムスパッタリングターゲット上に載せ、まとめてスパッタ処理した。
(スパッタ条件)
放電方式 :RFスパッタ
製膜装置 :マグネトロンスパッタ装置
ターゲットサイズ :50mmφ
(各種金属元素破片をエロージョン部に設置)
ターゲット―基板間距離:80mm
製膜圧力 :0.2Pa
導入ガス :アルゴン
放電パワー :100W(5.1W/cm
基板サイズ :25mm角 0.5mm厚み
基板種類 :シリコン基板(実施例1)
シリコン膜付きアルカリフリーガラス(実施例2〜14)
アルカリフリーガラス(比較例1〜5)
堆積時の基板温度 :25℃(実施例1、13〜14、比較例4、5)
470℃(実施例2〜12、比較例1〜3)
膜厚 :1000nm
成膜後アニール処理 :真空中 600℃、3時間(実施例1)
窒素雰囲気中 500℃、1時間
(実施例13、14、比較例4,5)。
(Examples 1-14, Comparative Examples 1-5)
Using a barium silicide sputtering target, a sputter film formation test was performed under the following conditions. As for the additive elements, each elemental piece was placed on a barium silicide sputtering target as described in Table 1, and was sputtered together.
(Sputtering conditions)
Discharge method: RF sputtering film forming device: Magnetron sputtering device Target size: 50mmφ
(Various metal element fragments are installed in the erosion part)
Target-to-board distance: 80mm
Film forming pressure: 0.2 Pa
Introduced gas: Argon discharge power: 100 W (5.1 W / cm 2 )
Substrate size: 25 mm square, 0.5 mm thickness Substrate type: Silicon substrate (Example 1)
Alkali-free glass with silicon film (Examples 2 to 14)
Alkali free glass (Comparative Examples 1-5)
Substrate temperature during deposition: 25 ° C. (Examples 1 and 13 to 14, Comparative Examples 4 and 5)
470 ° C. (Examples 2 to 12, Comparative Examples 1 to 3)
Film thickness: 1000 nm
Annealing after film formation: 600 ° C. for 3 hours in vacuum (Example 1)
1 hour in nitrogen atmosphere
(Examples 13 and 14, Comparative Examples 4 and 5).

Figure 0006347041
(光応答特性)
実施例1、2及び比較例1で得た積層材の光応答特性を分光感度測定装置(SM−1700A、分光計器株式会社)で評価した。測定条件は以下の通りである。
光源 :Xeランプ
分光方法 :25cm回折格子型モノクロメータ
測定波長間隔 :20nm
検出方法 :ロックイン方式
測定方法 :試料表面に1.5mm間隔の長さ10mmの棒状Al電極を形成し、電
極間にバイアス電圧を印加した状態で分光した光をチョッパーを通して
試料表面に入射し、電極間に流れる交流電圧成分の振幅から、分光感度
(A/W)を求めた。
Figure 0006347041
(Optical response characteristics)
The optical response characteristics of the laminates obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were evaluated with a spectral sensitivity measuring device (SM-1700A, Spectrometer Co., Ltd.). The measurement conditions are as follows.
Light source: Xe lamp spectroscopy method: 25 cm diffraction grating type monochromator Measurement wavelength interval: 20 nm
Detection method: Lock-in method Measurement method: A rod-shaped Al electrode with a length of 10 mm is formed on the sample surface at intervals of 1.5 mm.
Light separated by applying a bias voltage between the electrodes through a chopper
Spectral sensitivity from the amplitude of the AC voltage component incident on the sample surface and flowing between the electrodes
(A / W) was determined.

実施例1の積層材の光応答特性を評価した結果、禁制帯幅以上の光エネルギーについて、明瞭な分光感度が得られた。バイアス電圧2V印加時、1.6eVの光に対し、約5mA/Wであった。   As a result of evaluating the optical response characteristics of the laminated material of Example 1, clear spectral sensitivity was obtained for light energy exceeding the forbidden band width. When a bias voltage of 2 V was applied, it was about 5 mA / W with respect to 1.6 eV light.

実施例2の積層材の光応答特性を評価した結果、禁制帯幅以上の光エネルギーについて、明瞭な分光感度が得られた。バイアス電圧2V印加時、1.6eVの光に対し、約70mA/Wであった。   As a result of evaluating the light response characteristics of the laminated material of Example 2, clear spectral sensitivity was obtained for light energy exceeding the forbidden band width. When a bias voltage of 2 V was applied, it was about 70 mA / W for 1.6 eV light.

比較例1の積層材の光応答特性を評価した結果、分光感度は得られなかった。   As a result of evaluating the optical response characteristics of the laminated material of Comparative Example 1, no spectral sensitivity was obtained.

Claims (9)

シリコン層の上に珪化バリウム系膜を積層してなる積層材であって、前記珪化バリウム系膜は酸素含有量が20at%以下であり、金属元素M(ストロンチウム、カルシウム、マグネシウムから選択される少なくとも1種類)を含んでいて、バリウム、ケイ素、金属元素Mの含有量をそれぞれBa、Si、Mとしたときに、M/(Ba+Si+M)=0.1〜5at%であることを特徴とする積層材。 A laminated material obtained by laminating a barium silicide-based film on a silicon layer, wherein the barium silicide-based film has an oxygen content of 20 at% or less, and is at least selected from the metal element M (strontium, calcium, magnesium) 1), and the content of barium, silicon, and metal element M is Ba, Si, and M, respectively, and M / (Ba + Si + M) = 0.1 to 5 at%. Wood. シリコン層がシリコン膜であることを特徴とする請求項1に記載の積層材。 The laminated material according to claim 1, wherein the silicon layer is a silicon film. 珪化バリウム系膜が多結晶膜であることを特徴とする請求項1または2に記載の積層材。 The laminated material according to claim 1 or 2, wherein the barium silicide-based film is a polycrystalline film. 珪化バリウム系膜がXRD回折試験において、斜方晶系の結晶構造に帰属されるピークのみで構成されていることを特徴とする請求項3に記載の積層材。 The laminated material according to claim 3, wherein the barium silicide film is composed of only peaks attributed to an orthorhombic crystal structure in an XRD diffraction test. 珪化バリウム系膜の酸素含有量が10at%以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の積層材。 The laminated material according to claim 1, wherein the barium silicide film has an oxygen content of 10 at% or less. シリコン層の上に、酸素含有量が20at%以下であり、金属元素M(ストロンチウム、カルシウム、マグネシウムから選択される少なくとも1種類)を含んでいて、バリウム、ケイ素、金属元素Mの含有量をそれぞれBa、Si、Mとしたときに、M/(Ba+Si+M)=0.1〜5at%となるように、珪化バリウム系膜をスパッタリング法で成膜することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の積層材の製造方法。 On the silicon layer, the oxygen content is 20 at% or less and contains the metal element M (at least one selected from strontium, calcium and magnesium), and the contents of barium, silicon and metal element M are respectively 6. The barium silicide film is formed by a sputtering method so that M / (Ba + Si + M) = 0.1 to 5 at% when Ba, Si, and M are used. The manufacturing method of the laminated material of crab. 請求項1〜5のいずれかに記載の積層材と基材を含んでなる積層基材。 A laminated substrate comprising the laminated material according to claim 1 and a substrate. 請求項7に記載の積層基材を用いることを特徴とする素子。 An element using the laminated substrate according to claim 7. 請求項8に記載の素子を用いることを特徴とする電子機器。 An electronic device using the element according to claim 8.
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