JPH0247850B2 - - Google Patents
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- JPH0247850B2 JPH0247850B2 JP57018375A JP1837582A JPH0247850B2 JP H0247850 B2 JPH0247850 B2 JP H0247850B2 JP 57018375 A JP57018375 A JP 57018375A JP 1837582 A JP1837582 A JP 1837582A JP H0247850 B2 JPH0247850 B2 JP H0247850B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
-
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- C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
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Landscapes
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- Hall/Mr Elements (AREA)
Description
本発明は、半導体として各種用途に有用なイン
ジウム−アンチモン−ヒ素系化合物薄膜の製造方
法、更に詳しくいえば、アンチモンとヒ素の組成
比を広い範囲にわたつて任意の割合に調整しうる
実用性の優れたインジウム−アンチモン−ヒ素系
化合物薄膜の製造方法に関するものである。 式InSb1-XAsX（ただしＸは原子比を示す１未満
の数）で示されるインジウム−アンチモン−ヒ素
系化合物は、InSbに比較して抵抗の温度依存性
が小さいので、その素子はInSb素子の場合必要
とされる温度補償が不要となるか、また必要とし
ても極めて容易になる利点を有する。したがつ
て、InSb1-XAsXは半導体素子材料として極めて
有用な物質ということができるがこの物質は、バ
ルク結晶として得る場合でも、その製造が困難で
あるという欠点がある。 一方、この半導体材料を用いて、例えば磁電変
換素子や薄膜電界効果型トランジスターなどの半
導体装置とする場合には、これを薄膜状にする必
要がある。 従来、このような薄膜を形成させる方法とし
て、バルク結晶を切り出して研磨する方法が知ら
れている。この方法で得られた薄膜は優れた特性
を有するが、このような単結晶の切り出しや研磨
は多量のロスを生じ、工業的方法としては必ずし
も適当ではない。 ところで、InSb1-XAsXの薄膜を製造するため
の簡便な方法として、InSbとAsとを蒸着材料と
して、両者を同時に基板上に蒸着させて薄膜を得
る方法が提案されている（西ドイツ公開特許第
2252197号公報）。しかし、この方法では、ヒ素の
原子比（Ｘ）が0.3を超えたものを得ることがで
きず、極めて限られた組成比のものしか製造し得
ないという点で満足すぺき方法ではなかつた。さ
らにこの方法では、溶融InSbを蒸発源とする場
合、InとSbの蒸気圧の差が大きいため、蒸着生
成物のInとSbとAsの組成比をコントロールする
ことが極めて困難で、所望の組成比の結晶蒸着膜
が得にくいという欠点がある。 本発明者らは、上記方法の欠点を改善すべく研
究を重ねた結果、SbとInの原子到達速度比（ア
ライバルレート・レーシヨ）ASb／AIoを１以下で
蒸着基板上に蒸着させてInSb複合結晶薄膜を形
成させたのち、その上にAs又はAsとInを蒸着さ
せることにより、極めて容易にかつ任意のヒ素の
原子比（Ｘ）のInSb1-XAsX薄膜を得ることがで
きることを見い出し、本発明に到達した。 すなわち、本発明は、インジウムとアンチモン
を、アンチモンの原子到達速度をインジウムのそ
れより小さい速度で基板上に蒸着させ、次いでそ
の上にヒ素単独又はヒ素とインジウムとを同時に
蒸着させることを特徴とする、一般式 InSb1-XAsX （式中のＸはヒ素の原子比を示す１未満の数で
ある） で表わされるインジウム−アンチモン−ヒ素化合
物薄膜の製造方法を提供するものである。 本発明の方法は、まずインジウム（In）とアン
チモン（Sb）をそれらの基板への原子到達速度
の比（ASb／AIo）が１より小さい条件で基板面に
形成させ、次いでヒ素（As）又はAsとInとをIn
の原子到達速度（AIo）に対し、AsとSbとの原子
到達速度の合計（AAs＋ASb）が１以上となるよ
うに蒸着させてInSb1-XAsX薄膜を得るものであ
る。本発明の方法においては、上記薄膜における
Ｘは広範囲にわたつてコントロールできる。 例えばＸが0.4以下の場合には、まずInとSbを
原子到達速度比（Asb／AIo）が、例えば0.6〜0.9
（１／1.7〜１／1.1）になるように基板上に蒸着
し、次いでAsを（As＋Sb）のInに対する原子到
達速度比が1.0以上になるように蒸着させるのが
有利である。このようにしてInSb1-XAsX薄膜は
形成されるが、Ｘは最初の蒸着におけるAsb／AIo
の値で一義的に決まり、これはほぼ１−Asb／AIo
に等しい。この値は実験誤差内で常に一致してお
り、例えばAsを（As＋Sb）がInより十分大きな
原子到達速度比となるように多量に蒸着させた場
合にも、Ｘは増大することがなく、実質的に１−
Asb／AIoに等しく、したがつてＸをコントロール
することが容易で、所望組成の薄膜を効果的に製
造することができる。また、Asを（As＋Sb）／
Inが1.0より小さな原子比となるように少量蒸着
させるとIn単体が薄膜中に残存することになる
が、原子比（As＋Sb）／Inが0.7より小さくなら
ない限り特性的に劣つたものとはならない。した
がつて、この場合にも、実質的にIn、Sb及びAs
の原子到達速度比（AIo，ASb及びAAsと略記す）
からＸを計算することができる。 上記方法はＸが0.4までのコントロールされた
薄膜の製造方法として極めて好ましい方法である
が、さらに高いＸ値の薄膜製造の場合には、Inと
Sbの蒸着膜上にAs単独ではなく、AsとInを同時
に蒸着させるのが有利である。この場合には、Ｘ
は初めのAsb／AIoにより決まるのではなく、Sb
と同時に蒸着したIn及びAsと同時に蒸着したIn
の原子到達速度比の和ΣAIoによつて決まり、Ｘ
は実質的に１−Asb／ΣAIoに等しくなる。このよ
うにすればInの原子割合を容易に増大させること
ができるので、Ｘを0.4以上に任意にコントロー
ルすることができる。しかし、この方法において
も初めの蒸着のAsb／AIoを１以下、特に0.6〜0.9
にしておくことが好ましい。Asb／AIoが0.9より
大きい場合には、いつたん蒸着生成したInSbを、
例えば基板温度を高めたり、真空度を上げてSb
を再蒸発させながらAsを蒸着することにより、
初めの蒸着における0.1以下のＸ値を0.1より大き
くすることができるが、このような手段によるＸ
のコントロールは基板温度、真空度のきびしいコ
ントロールを必要とするので、上記原子到達速度
比範囲で初めの蒸着を行うことが好ましい。上記
の蒸着Sbの再蒸発促進法では、ＸはAsを蒸着す
る量から予想されるよりも小さくなり、また
InAsが前記の方法に比してはるかに多く生成す
る。しかし、このInAsの存在によるためか移動
度は相対的に低下するが、抵抗やホール係数の温
度依存性は低減するというメリツトがある。 本発明の方法によればAsb／AIo又はAsb／ΣAIo
により、一義的に広い範囲にわたつてＸをコント
ロールし、所望組成の薄膜を得ることができる。
また、Sbの再蒸発を促進する点においても、所
定のＸにコントロールすることができ、同様に所
望組成比のInSb1-XAsX薄膜を製造することがで
きる。 本発明の方法における初めのInSbの蒸着は、
InSbを蒸発源としてもよいが、Asb／AIoを容易
にコントロールするには、InとSbを別個の蒸発
源とすることが好ましい。この場合のSb源とし
てSb単体を用いてよいことはもちろんであるが、
GaSb、InSbなどの化合物を使用することができ
る。蒸発源として、一般に高純度のものを使用す
ることが好ましいが、本発明の方法においては、
スリーナイン程度のものを用いても得られる半導
体素子の特性は実質的に変わらない。したがつて
本発明の方法は、このような比較的純度の低いも
のを蒸着源として使用できるという利点を有す
る。 次の蒸着において、Asのみを蒸着させるかIn
とAsを同時に蒸着させるかは、所望するＸ値に
より適宜選択されるが、Ｘはほぼ１−Asb／ΣAIo
で決まるので、例えば0.5にしたいときは、最初
の蒸着を0.7にし、次いでAsb／ΣAIoが0.5になる
ようにInを蒸着しながら、AAS／AAS＋Asb）Ｘ
をみたすようにAsを蒸着すればよい。この時の
Asの供給源としては、As単体のほかGaAs、
InAs等のAs化合物を使用することができる。蒸
発源に化合物を用いるときは、SbにしろAsにし
ろ、原子到達速度のコントロールを考慮すれば、
化合物を形成する他の金属の単体の蒸気圧がSb
又はAsの蒸気圧よりもできるだけ小さいそれぞ
れの化合物類を使用することが極めて好ましい。 本発明の方法に用いられる蒸着用基板には、特
に制限はなく、一般に慣用されているものが有利
に用いられる。そのような基板としては、例えば
サフアイア、CaF2、NaCl、雲母、ガラス、Cr−
ドープのGaAs等を挙げることができる。特に好
ましいのは結晶性基板類である。 本発明の方法において、蒸着工程中、上記基板
は最初のInSb蒸着では、InSbの融点である約530
℃以下の温度に保たれるならば特に制限されな
い。通常基板は530℃以下の適当な温度に設定さ
れるが、蒸着中に温度を上昇させたり下降させる
など、また、ゆるやかにあるいは急速に変動させ
ることもできる。また、次の蒸着工程では、基板
の温度は、通常InSb蒸着形成における終点時の
温度に保たれるが、より高い又はより低い温度に
変更設定してもよいし、蒸着中に徐々にあるいは
急激に昇温又は降温させることもできる。特に
Sbの再蒸発を積極的に行う場合には、例えば
InSbの融点より高い、例えば590℃のような高温
が用いられる。 また、本発明の方法において、金属を蒸着させ
るときの真空度は、一般に用いられている
10-3Torr以上が好都合に採用される。その最低
の限界は、InとSbとAsのミーンフリーパス
（mean free path）から決定され、それより高い
適当な真空度が用いられる。また、蒸着装置（ベ
ルジヤー）内をN2、Ar等で置換してから所望の
真空度に減圧することもできる。 本発明の方法で得られる蒸着製品は、半導体素
子としての用途、さらにその所望特性などに応
じ、その特性が保たれる範囲内の任意の厚さに形
成させることができる。通常、数100Åから10μ
ｍまでの範囲が工業的に有利に採用される。 本発明の方法を実施する手段ないし装置類は、
前記の本発明の技術概念を逸脱しない限り、なん
ら制限を受けない。例えば、蒸着にはヒーター加
熱又はEB加熱などの加熱手段やフラツシユ蒸着
などの極めて通常の手段を採用してもよいし、
MBE、イオンビーム法等を適用することもでき
る。 さらに、本発明の方法による薄膜の蒸着形成速
度は、例えば0.1〜1000Å／secの広い範囲が採用
できるが、到達速度比のコントロールの容易さか
ら、１〜100Å／sec程度の膜厚形成速度が好まし
い。 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。 実施例 １ 基板として雲母を用い、６枚のウエハーが設置
できる同心円周上に回転する基板ホルダーを有す
る蒸着装置を使用した。 原料In、Sb、Asはフルウチ化学社製６−Ｎの
ものを用いた。 真空度を５×10-6Torrにし、まず基板温度を
400℃に設定した。次にAsb／AIoが0.64になるよ
うにして基板温度を500℃まで上昇しつつInとSb
を30分間蒸着した。次いで基板温度を540℃に上
昇させながらAAS／AAS＋Asbが0.36になるように
Asを４分間蒸着した。 得られた薄膜をＸ線回折で調べたところ、Ｘが
0.36でかつInとInAsはごく微量しか検知できなか
つた。 ６枚のウエハーの特性をパウ法で測定したとこ
ろ、移動度は21000〜22000cm2／ｖ・secであつた。
うち４枚の膜の抵抗の温度依存性は、50℃で−
0.96％／degであり、Asb／AIo0.64でとめたInSb
膜の−1.5％／degよりもはるかに小さかつた。ま
た、ホール係数の温度依存性からみた０〓でのバ
ンドギヤツプは0.125eVとなり、InSb膜の0.25eV
の約半分になつていた。 Asの蒸着時間を４分間から10分間に延ばした
時及びAs蒸着時の基板温度を530℃に保つた時に
も組成及び上記の種々の特性は実験誤差内で完全
に一致した。このことは主に到達速度比によつて
組成及び特性が実質的にコントロールできること
を示している。また、得られた1.2μｍ厚の薄膜
は、移動度が高く、かつ抵抗、ホール係数の温度
依存性の少い極めて望ましいホール素子や磁気抵
抗素子用の素材である。 実施例 ２〜４ Asを過剰に蒸着してほゞInSb0.64As0.36の薄膜
をつくる例を以下に示す。なおAsを過剰に蒸着
させる以外は実施例１と同様に操作した。得られ
たウエハーの性質を第１表に示す。
ジウム−アンチモン−ヒ素系化合物薄膜の製造方
法、更に詳しくいえば、アンチモンとヒ素の組成
比を広い範囲にわたつて任意の割合に調整しうる
実用性の優れたインジウム−アンチモン−ヒ素系
化合物薄膜の製造方法に関するものである。 式InSb1-XAsX（ただしＸは原子比を示す１未満
の数）で示されるインジウム−アンチモン−ヒ素
系化合物は、InSbに比較して抵抗の温度依存性
が小さいので、その素子はInSb素子の場合必要
とされる温度補償が不要となるか、また必要とし
ても極めて容易になる利点を有する。したがつ
て、InSb1-XAsXは半導体素子材料として極めて
有用な物質ということができるがこの物質は、バ
ルク結晶として得る場合でも、その製造が困難で
あるという欠点がある。 一方、この半導体材料を用いて、例えば磁電変
換素子や薄膜電界効果型トランジスターなどの半
導体装置とする場合には、これを薄膜状にする必
要がある。 従来、このような薄膜を形成させる方法とし
て、バルク結晶を切り出して研磨する方法が知ら
れている。この方法で得られた薄膜は優れた特性
を有するが、このような単結晶の切り出しや研磨
は多量のロスを生じ、工業的方法としては必ずし
も適当ではない。 ところで、InSb1-XAsXの薄膜を製造するため
の簡便な方法として、InSbとAsとを蒸着材料と
して、両者を同時に基板上に蒸着させて薄膜を得
る方法が提案されている（西ドイツ公開特許第
2252197号公報）。しかし、この方法では、ヒ素の
原子比（Ｘ）が0.3を超えたものを得ることがで
きず、極めて限られた組成比のものしか製造し得
ないという点で満足すぺき方法ではなかつた。さ
らにこの方法では、溶融InSbを蒸発源とする場
合、InとSbの蒸気圧の差が大きいため、蒸着生
成物のInとSbとAsの組成比をコントロールする
ことが極めて困難で、所望の組成比の結晶蒸着膜
が得にくいという欠点がある。 本発明者らは、上記方法の欠点を改善すべく研
究を重ねた結果、SbとInの原子到達速度比（ア
ライバルレート・レーシヨ）ASb／AIoを１以下で
蒸着基板上に蒸着させてInSb複合結晶薄膜を形
成させたのち、その上にAs又はAsとInを蒸着さ
せることにより、極めて容易にかつ任意のヒ素の
原子比（Ｘ）のInSb1-XAsX薄膜を得ることがで
きることを見い出し、本発明に到達した。 すなわち、本発明は、インジウムとアンチモン
を、アンチモンの原子到達速度をインジウムのそ
れより小さい速度で基板上に蒸着させ、次いでそ
の上にヒ素単独又はヒ素とインジウムとを同時に
蒸着させることを特徴とする、一般式 InSb1-XAsX （式中のＸはヒ素の原子比を示す１未満の数で
ある） で表わされるインジウム−アンチモン−ヒ素化合
物薄膜の製造方法を提供するものである。 本発明の方法は、まずインジウム（In）とアン
チモン（Sb）をそれらの基板への原子到達速度
の比（ASb／AIo）が１より小さい条件で基板面に
形成させ、次いでヒ素（As）又はAsとInとをIn
の原子到達速度（AIo）に対し、AsとSbとの原子
到達速度の合計（AAs＋ASb）が１以上となるよ
うに蒸着させてInSb1-XAsX薄膜を得るものであ
る。本発明の方法においては、上記薄膜における
Ｘは広範囲にわたつてコントロールできる。 例えばＸが0.4以下の場合には、まずInとSbを
原子到達速度比（Asb／AIo）が、例えば0.6〜0.9
（１／1.7〜１／1.1）になるように基板上に蒸着
し、次いでAsを（As＋Sb）のInに対する原子到
達速度比が1.0以上になるように蒸着させるのが
有利である。このようにしてInSb1-XAsX薄膜は
形成されるが、Ｘは最初の蒸着におけるAsb／AIo
の値で一義的に決まり、これはほぼ１−Asb／AIo
に等しい。この値は実験誤差内で常に一致してお
り、例えばAsを（As＋Sb）がInより十分大きな
原子到達速度比となるように多量に蒸着させた場
合にも、Ｘは増大することがなく、実質的に１−
Asb／AIoに等しく、したがつてＸをコントロール
することが容易で、所望組成の薄膜を効果的に製
造することができる。また、Asを（As＋Sb）／
Inが1.0より小さな原子比となるように少量蒸着
させるとIn単体が薄膜中に残存することになる
が、原子比（As＋Sb）／Inが0.7より小さくなら
ない限り特性的に劣つたものとはならない。した
がつて、この場合にも、実質的にIn、Sb及びAs
の原子到達速度比（AIo，ASb及びAAsと略記す）
からＸを計算することができる。 上記方法はＸが0.4までのコントロールされた
薄膜の製造方法として極めて好ましい方法である
が、さらに高いＸ値の薄膜製造の場合には、Inと
Sbの蒸着膜上にAs単独ではなく、AsとInを同時
に蒸着させるのが有利である。この場合には、Ｘ
は初めのAsb／AIoにより決まるのではなく、Sb
と同時に蒸着したIn及びAsと同時に蒸着したIn
の原子到達速度比の和ΣAIoによつて決まり、Ｘ
は実質的に１−Asb／ΣAIoに等しくなる。このよ
うにすればInの原子割合を容易に増大させること
ができるので、Ｘを0.4以上に任意にコントロー
ルすることができる。しかし、この方法において
も初めの蒸着のAsb／AIoを１以下、特に0.6〜0.9
にしておくことが好ましい。Asb／AIoが0.9より
大きい場合には、いつたん蒸着生成したInSbを、
例えば基板温度を高めたり、真空度を上げてSb
を再蒸発させながらAsを蒸着することにより、
初めの蒸着における0.1以下のＸ値を0.1より大き
くすることができるが、このような手段によるＸ
のコントロールは基板温度、真空度のきびしいコ
ントロールを必要とするので、上記原子到達速度
比範囲で初めの蒸着を行うことが好ましい。上記
の蒸着Sbの再蒸発促進法では、ＸはAsを蒸着す
る量から予想されるよりも小さくなり、また
InAsが前記の方法に比してはるかに多く生成す
る。しかし、このInAsの存在によるためか移動
度は相対的に低下するが、抵抗やホール係数の温
度依存性は低減するというメリツトがある。 本発明の方法によればAsb／AIo又はAsb／ΣAIo
により、一義的に広い範囲にわたつてＸをコント
ロールし、所望組成の薄膜を得ることができる。
また、Sbの再蒸発を促進する点においても、所
定のＸにコントロールすることができ、同様に所
望組成比のInSb1-XAsX薄膜を製造することがで
きる。 本発明の方法における初めのInSbの蒸着は、
InSbを蒸発源としてもよいが、Asb／AIoを容易
にコントロールするには、InとSbを別個の蒸発
源とすることが好ましい。この場合のSb源とし
てSb単体を用いてよいことはもちろんであるが、
GaSb、InSbなどの化合物を使用することができ
る。蒸発源として、一般に高純度のものを使用す
ることが好ましいが、本発明の方法においては、
スリーナイン程度のものを用いても得られる半導
体素子の特性は実質的に変わらない。したがつて
本発明の方法は、このような比較的純度の低いも
のを蒸着源として使用できるという利点を有す
る。 次の蒸着において、Asのみを蒸着させるかIn
とAsを同時に蒸着させるかは、所望するＸ値に
より適宜選択されるが、Ｘはほぼ１−Asb／ΣAIo
で決まるので、例えば0.5にしたいときは、最初
の蒸着を0.7にし、次いでAsb／ΣAIoが0.5になる
ようにInを蒸着しながら、AAS／AAS＋Asb）Ｘ
をみたすようにAsを蒸着すればよい。この時の
Asの供給源としては、As単体のほかGaAs、
InAs等のAs化合物を使用することができる。蒸
発源に化合物を用いるときは、SbにしろAsにし
ろ、原子到達速度のコントロールを考慮すれば、
化合物を形成する他の金属の単体の蒸気圧がSb
又はAsの蒸気圧よりもできるだけ小さいそれぞ
れの化合物類を使用することが極めて好ましい。 本発明の方法に用いられる蒸着用基板には、特
に制限はなく、一般に慣用されているものが有利
に用いられる。そのような基板としては、例えば
サフアイア、CaF2、NaCl、雲母、ガラス、Cr−
ドープのGaAs等を挙げることができる。特に好
ましいのは結晶性基板類である。 本発明の方法において、蒸着工程中、上記基板
は最初のInSb蒸着では、InSbの融点である約530
℃以下の温度に保たれるならば特に制限されな
い。通常基板は530℃以下の適当な温度に設定さ
れるが、蒸着中に温度を上昇させたり下降させる
など、また、ゆるやかにあるいは急速に変動させ
ることもできる。また、次の蒸着工程では、基板
の温度は、通常InSb蒸着形成における終点時の
温度に保たれるが、より高い又はより低い温度に
変更設定してもよいし、蒸着中に徐々にあるいは
急激に昇温又は降温させることもできる。特に
Sbの再蒸発を積極的に行う場合には、例えば
InSbの融点より高い、例えば590℃のような高温
が用いられる。 また、本発明の方法において、金属を蒸着させ
るときの真空度は、一般に用いられている
10-3Torr以上が好都合に採用される。その最低
の限界は、InとSbとAsのミーンフリーパス
（mean free path）から決定され、それより高い
適当な真空度が用いられる。また、蒸着装置（ベ
ルジヤー）内をN2、Ar等で置換してから所望の
真空度に減圧することもできる。 本発明の方法で得られる蒸着製品は、半導体素
子としての用途、さらにその所望特性などに応
じ、その特性が保たれる範囲内の任意の厚さに形
成させることができる。通常、数100Åから10μ
ｍまでの範囲が工業的に有利に採用される。 本発明の方法を実施する手段ないし装置類は、
前記の本発明の技術概念を逸脱しない限り、なん
ら制限を受けない。例えば、蒸着にはヒーター加
熱又はEB加熱などの加熱手段やフラツシユ蒸着
などの極めて通常の手段を採用してもよいし、
MBE、イオンビーム法等を適用することもでき
る。 さらに、本発明の方法による薄膜の蒸着形成速
度は、例えば0.1〜1000Å／secの広い範囲が採用
できるが、到達速度比のコントロールの容易さか
ら、１〜100Å／sec程度の膜厚形成速度が好まし
い。 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。 実施例 １ 基板として雲母を用い、６枚のウエハーが設置
できる同心円周上に回転する基板ホルダーを有す
る蒸着装置を使用した。 原料In、Sb、Asはフルウチ化学社製６−Ｎの
ものを用いた。 真空度を５×10-6Torrにし、まず基板温度を
400℃に設定した。次にAsb／AIoが0.64になるよ
うにして基板温度を500℃まで上昇しつつInとSb
を30分間蒸着した。次いで基板温度を540℃に上
昇させながらAAS／AAS＋Asbが0.36になるように
Asを４分間蒸着した。 得られた薄膜をＸ線回折で調べたところ、Ｘが
0.36でかつInとInAsはごく微量しか検知できなか
つた。 ６枚のウエハーの特性をパウ法で測定したとこ
ろ、移動度は21000〜22000cm2／ｖ・secであつた。
うち４枚の膜の抵抗の温度依存性は、50℃で−
0.96％／degであり、Asb／AIo0.64でとめたInSb
膜の−1.5％／degよりもはるかに小さかつた。ま
た、ホール係数の温度依存性からみた０〓でのバ
ンドギヤツプは0.125eVとなり、InSb膜の0.25eV
の約半分になつていた。 Asの蒸着時間を４分間から10分間に延ばした
時及びAs蒸着時の基板温度を530℃に保つた時に
も組成及び上記の種々の特性は実験誤差内で完全
に一致した。このことは主に到達速度比によつて
組成及び特性が実質的にコントロールできること
を示している。また、得られた1.2μｍ厚の薄膜
は、移動度が高く、かつ抵抗、ホール係数の温度
依存性の少い極めて望ましいホール素子や磁気抵
抗素子用の素材である。 実施例 ２〜４ Asを過剰に蒸着してほゞInSb0.64As0.36の薄膜
をつくる例を以下に示す。なおAsを過剰に蒸着
させる以外は実施例１と同様に操作した。得られ
たウエハーの性質を第１表に示す。
【表】
50℃での抵抗の温度依存性はそれぞれ−0.94
％／deg、−0.97％／deg、−0.94％／degであり、
バンドギヤツプは全て0.12eVであつた。 組成コントロール上、Asを過剰に蒸着するこ
とは極めて容易であり、これらの実施例から、こ
の方法が工業上有利に採用でき、極めて実用性に
優れていることが確認できる。 実施例 ５ As単独に代えてInとAsを蒸着する以外は実施
例１と同一の条件で次のようにしてInSb0.64As0.
36をつくつた。 まずAsb／AIoを0.73にして蒸着し、引き続いて
Asb／ΣAIoが0.64になるようにInを、またAAS／
AAS＋Asbが0.36になるようにAsを同時に蒸着し
た。得られた薄膜のＸ線回折より計算したＸは
0.36になつていて、しかも特性は実験誤差内で実
施例１と同じ特性であつた。 実施例 ６〜９ 第２表は、各種到達速度比で実施例１の蒸着条
件下で形成した薄膜についてのそれぞれのｘとそ
れらの特性を示したものである。
％／deg、−0.97％／deg、−0.94％／degであり、
バンドギヤツプは全て0.12eVであつた。 組成コントロール上、Asを過剰に蒸着するこ
とは極めて容易であり、これらの実施例から、こ
の方法が工業上有利に採用でき、極めて実用性に
優れていることが確認できる。 実施例 ５ As単独に代えてInとAsを蒸着する以外は実施
例１と同一の条件で次のようにしてInSb0.64As0.
36をつくつた。 まずAsb／AIoを0.73にして蒸着し、引き続いて
Asb／ΣAIoが0.64になるようにInを、またAAS／
AAS＋Asbが0.36になるようにAsを同時に蒸着し
た。得られた薄膜のＸ線回折より計算したＸは
0.36になつていて、しかも特性は実験誤差内で実
施例１と同じ特性であつた。 実施例 ６〜９ 第２表は、各種到達速度比で実施例１の蒸着条
件下で形成した薄膜についてのそれぞれのｘとそ
れらの特性を示したものである。
【表】
実施例９の場合には、InがＸ線回折で若干多く
みられた。 なお、第２表のEppはホール係数の温度依存性
より計算した０〓でのバンドギヤツプである。 実施例 10〜12 実施例５に於て、各種到達達速度比で行つて得
られた薄膜の結果を第３表に示す。 最初のAsb／AIoを0.85にし、引き続いてInとAs
を各種到達速度比で行つたものについての測定結
果である。
みられた。 なお、第２表のEppはホール係数の温度依存性
より計算した０〓でのバンドギヤツプである。 実施例 10〜12 実施例５に於て、各種到達達速度比で行つて得
られた薄膜の結果を第３表に示す。 最初のAsb／AIoを0.85にし、引き続いてInとAs
を各種到達速度比で行つたものについての測定結
果である。
【表】
これらの膜中にはInAsが若干多く残留してい
た。 実施例 13 最初Asb／AIoを0.93でInとSbを蒸着後、Asb／
ΣAIoが0.55になるようにInを蒸着し、また同時に
AAs／AAs＋Asbが0.60になるようにAsを蒸着し
た。得られた薄膜のｘは0.34であり、InとInAsが
他の例よりかなり多く入つていた。移動度は
14000cm2／ｖ・secであつたが、ホール係数の温度
依存性は非常に小さく、これから計算したEppは
0.055eVで、三元系の半導体としてはこれまで知
られていない小さい値を示した。 実施例 14 最終の基板温度を586℃まで上げて以下のよう
に行つた。まずAsb／AIoを1.0にしてInとSbを実
施例１に準じて蒸着し、次いでAAs／AAs＋Asbを
0.77にし、基板温度を500℃から昇温させながら、
30分間Asを蒸着した。 得られた薄膜のｘは0.41であり、移動度は
16000cm3／Ｖ・sec、50℃での抵抗の温度依存性は
−0.94％／deg、Eppは0.06eVであつた。 実施例 15 InSbをInとSbの源として利用して、実施例１
と同様にInSbを形成し、Asを引き続いて若干過
剰になるように実施例１に準じて蒸着した。その
結果、ｘが0.14〜0.32の範囲の各種の６枚のウエ
ハー膜が得られた。
た。 実施例 13 最初Asb／AIoを0.93でInとSbを蒸着後、Asb／
ΣAIoが0.55になるようにInを蒸着し、また同時に
AAs／AAs＋Asbが0.60になるようにAsを蒸着し
た。得られた薄膜のｘは0.34であり、InとInAsが
他の例よりかなり多く入つていた。移動度は
14000cm2／ｖ・secであつたが、ホール係数の温度
依存性は非常に小さく、これから計算したEppは
0.055eVで、三元系の半導体としてはこれまで知
られていない小さい値を示した。 実施例 14 最終の基板温度を586℃まで上げて以下のよう
に行つた。まずAsb／AIoを1.0にしてInとSbを実
施例１に準じて蒸着し、次いでAAs／AAs＋Asbを
0.77にし、基板温度を500℃から昇温させながら、
30分間Asを蒸着した。 得られた薄膜のｘは0.41であり、移動度は
16000cm3／Ｖ・sec、50℃での抵抗の温度依存性は
−0.94％／deg、Eppは0.06eVであつた。 実施例 15 InSbをInとSbの源として利用して、実施例１
と同様にInSbを形成し、Asを引き続いて若干過
剰になるように実施例１に準じて蒸着した。その
結果、ｘが0.14〜0.32の範囲の各種の６枚のウエ
ハー膜が得られた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ インジウムとアンチモンをアンチモンの原子
到達速度をインジウムのそれより小さい速度で基
板上に蒸着させ、次いでその上にヒ素単独又はヒ
素とインジウムとを同時に蒸着させることを特徴
とする、一般式 InSb1-XAsX （式中のＸはヒ素の原子比を示す１未満の数で
ある） で表わされるインジウム−アンチモン−ヒ素系化
合物薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57018375A JPS58135632A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | インジウム−アンチモン−ヒ素系化合物薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57018375A JPS58135632A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | インジウム−アンチモン−ヒ素系化合物薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58135632A JPS58135632A (ja) | 1983-08-12 |
| JPH0247850B2 true JPH0247850B2 (ja) | 1990-10-23 |
Family
ID=11969960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57018375A Granted JPS58135632A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | インジウム−アンチモン−ヒ素系化合物薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58135632A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61259583A (ja) * | 1985-05-14 | 1986-11-17 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 半導体磁電変換素子 |
-
1982
- 1982-02-08 JP JP57018375A patent/JPS58135632A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58135632A (ja) | 1983-08-12 |
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