JPH03201428A

JPH03201428A - ３―ｖ族半導体薄膜の作製法

Info

Publication number: JPH03201428A
Application number: JP33871889A
Authority: JP
Inventors: Kenji Fujimoto; 健治藤本
Original assignee: Tonen Corp
Current assignee: Tonen General Sekiyu KK
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1991-09-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はＩＩ［−Ｖ族生導体薄膜の作製法に係わり、よ
り詳しくは■族金属膜とＶ族元素含有化合物の気体との
反応による■−Ｖ族半導体薄膜の作製法（従来の技術）ＩｎＰ、ＧａＡｓなどの化合物半導体は液相エピタキシ
ャル成長法により成長されている。また、化合物半導体
薄膜はＩｎＰまたはＧａＡｓ基板上に液相エピタキシャ
ル成長するか、または分子線エピタキシャル成長法によ
り製膜して形成されている。

最近、基板上に製膜したインジウム膜を燐蒸気で燐化し
てインジウム燐膜を形成する方法が開示されている（Ｅ
３８３Ｂ　Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　Ｓｏｌ　Ｅｎｅ
ｒｇＣｏｎｆ　ＶＯＬ　８ｔｈ、　Ｎｏ、Ｖｏｌ、２）
。

（発明が解決しようとする課題）エピタキシャル成長法は基板を選ぶ不都合がある。また
従って、安価に大面積の均一な膜を製膜することが容易
ではない。

また、燐蒸気でインジウム燐膜を形成する方法は燐の供
給量と温度を独立に制御できないので生産性が低いのみ
ならず、燐蒸気はインジウム燐膜を形成すべきインジウ
ム股上以外の部分にも付着する不都合がある。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、上記の如き従来の技術に鑑み、基板を選ばず
、容易に化合物半導体薄膜を形成する方法を提供するこ
とを目的としてなされたもので、その要旨は基板上に■
族金属膜を製膜後、Ｖ族元素含有化合物の気体の存在に
おいて熱処理又はプラズマ処理することを特徴とする■
−Ｖ族半導体薄膜の作製法にある。

本発明において基板は、エピタキシャル成長の場合のよ
うに、特に選ばない。例えば、ガラス、結晶シリコン、
チタン、ジルコニアなどの如く、絶縁体、半導体、金属
のいずれでもよい。ただ、熱処理又はプラズマ処理の際
の高温でＶ族金属膜が凝集する傾向がある場合には、基
板の表面をテキスチャー化して、基板とＶ族金属との濡
れ性を改善することが好ましいことがある。

■族金属はアルミニウム、ガリウム、インジウム、タリ
ウムであるが、これらの２種以上でもよい。基板上への
■族金属膜の形成方法は特に限定されない。真空蒸着、
スパッタ、ＣＶＤ、メツキなどのいずれでもよい。■族
金属膜の厚みも特に限定されないが、−船釣には、所望
のＩ［Ｉ−Ｖ族生導体薄膜の厚みをを得るために必要か
つ充分な厚みに調整する。通常、１０μｍ以下の厚みが
好ましい。

Ｖ族元素含有化合物はＶ族元素、窒素、燐、砒素、アン
チモン、ビスマスを含む化合物で■族金属膜上に気体と
して輸送できるもの、好ましくは常温で気体の化合物で
ある。典型的には、水素化合物、ハロゲン化水素化合物
である。

Ｖ族元素含有化合物は高温又はプラズマにより■族金属
膜と反応して■−Ｖ族半導体薄膜を形成する。Ｖ族元素
含有化合物と■族金属との反応はプラズマなしでも起き
るが、プラズマ処理によればより低温で反応するので好
ましい。特に、■族金属とＶ族元素含有化合物との反応
温度が■族金属の融点より高い場合、その差が大きすぎ
ると■族金属膜が凝集して膜が不均一になることがある
ので、そのような場合には特にプラズマ処理により、低
温化を図ることが必要である。しかし、プラズマ処理に
より低温化を図ることが必要であるか否かは、■族金属
とＶ族元素含有化合物との反応温度及び■族金属の融点
によるものであり、加熱処理だけでよい場合もある。す
なわち、熱処理又はプラズマ処理の条件は、■族金属と
Ｖ族元素含有化合物との反応が可能である限り、■族金
属の融点以下であるか、又は■族金属の融点以上ではで
きるだけ■族金属の融点との温度差が小さいことが一般
に好ましい。

処理温度以下の温度で予備加熱又はプラズマ処理した後
処理温度まで昇温することが、■族金属膜の均一性を保
つために、特に■族金属の融点以上で加熱又はプラズマ
処理する場合に、望ましい。

（作用） ■族金属膜は、下地基板と係わりなく、Ｖ族元素含有化
合物と反応して、■族金属膜がＩ［［−Ｖ族生導体薄膜
に変化する。この反応は選択的であるので、Ｖ族元素含
有化合物の供給量は温度と独立して制御でき、また■族
金属膜以外の部分にＶ族元素含有化合物が不所望に付着
することはない。

また、適当なマスク材を用いることにより、■族金属膜
に対しても選択的に■−Ｖ族半導体薄膜を成長させるこ
とが可能である。さらに、プラズマ処理により低温化が
可能である。

（実施例）基板として、ガラス、結晶シリコン、チタン、ジルコニ
アなどを用いたが、基板による差は見られなかった。

通常のプラズマＣＶＤ装置中で、基板上にインジウムを
蒸着法で厚み２μｍに製膜した後、ＰＨ３：Ｈｚ　＝１
　：　９　（ｖｏ　ｌ比）の雰囲気下１３０°Ｃ２３０
〜１２０分の予備熱処理又はプラズマ処理を行い、それ
から下記の条件でプラズマ処理した。予備熱処理又はプ
ラズマ処理はガス流量、反応圧力、放電出力は下記と同
じで、基板温度と処理時間が異なるだけであった。

ガス流量：ＰＨ３１ｓｅｃｍＨｚ　９　ｓｅｃｍ反応圧カニ２００ｍＴｏｒｒ放電出力＝１０〜２０Ｗ基板温度：２００〜３５０°Ｃ処理時間：１２０〜１８０分処理後、基板上にインジウム燐（ＩｎＰ）の厚み２μｍ
の薄膜が形成され、基板上のインジウム膜が存在した部
分以外の石英ガラス管壁などにはインジウム燐薄膜は形
成されていなかった。

薄膜がインジウム燐（ＩｎＰ）であることはラマン分光
分析及びＸ線回折分析により確認された。

この薄膜は多結晶質であり、面積は２５ｍｍｘ６０ｍｍ
であった。

この■−■族半導体薄膜の製膜法が、上記のインジウム
燐（ＩｎＰ）に限定されず、■−Ｖ族半導体一般におい
て適用可能であることは容易に理解される。

（発明の効果）本発明によれば、基板を選択せず、低温で製膜でき、し
かも所望の部分に選択的（局所的）に製膜できるＩ−Ｖ
族生導体薄膜の製膜法が提供される。

Claims

【特許請求の範囲】１、基板上にIII族金属膜を製膜後、Ｖ族元素含有化合
物の気体の存在において熱処理又はプラズマ処理するこ
とを特徴とするIII−Ｖ族半導体薄膜の作製法。２、前記Ｖ族元素含有化合物がＶ族元素の水素化合物で
ある請求項１記載の方法。３、前記III族金属膜の融点以下の温度で予備熱処理又
はプラズマ処理した後該融点以上の温度で前記熱処理又
はプラズマ処理を行う請求項１又は２記載の方法。