JPH0964417A - シロキセン系化合物薄膜の製造方法 - Google Patents
シロキセン系化合物薄膜の製造方法Info
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- JPH0964417A JPH0964417A JP23895795A JP23895795A JPH0964417A JP H0964417 A JPH0964417 A JP H0964417A JP 23895795 A JP23895795 A JP 23895795A JP 23895795 A JP23895795 A JP 23895795A JP H0964417 A JPH0964417 A JP H0964417A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】空気中で容易に取り扱うことの可能な Ca の珪
化物を主原料とし、 Si基板上に膜厚方向の組成分布が
均一な、シロキセン系化合物薄膜を形成することができ
るシロキセン系化合物薄膜の製造方法を提供する。 【解決手段】本発明のシロキセン系化合物薄膜を製造す
る方法は、蒸発源としてCaSi2及び Si を用いた蒸着法
と、急速加熱法、及び塩酸による化学処理法を用いたこ
とを特徴とする構成を有している。
化物を主原料とし、 Si基板上に膜厚方向の組成分布が
均一な、シロキセン系化合物薄膜を形成することができ
るシロキセン系化合物薄膜の製造方法を提供する。 【解決手段】本発明のシロキセン系化合物薄膜を製造す
る方法は、蒸発源としてCaSi2及び Si を用いた蒸着法
と、急速加熱法、及び塩酸による化学処理法を用いたこ
とを特徴とする構成を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Si基板上に可視波
長域で発光するシロキセン系化合物の薄膜を形成する方
法に関するものである。
長域で発光するシロキセン系化合物の薄膜を形成する方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インゴットや基板などのバルク状の Si
は間接遷移型半導体である。従って、励起されたキャリ
アが基底状態に落ちる際に運動量の変化が必要であり、
発光効率が低いため発光素子の材料には適していない。
一方、 Si は電子デバイス用材料として優れた特性を有
しており、DRAMや LSIなどの電子情報処理デバイスとし
て数多く使用されていることは周知の通りである。シロ
キセン（Si6O3H6)を代表とする層状シリコン骨格を有す
る水素化・水酸化化合物や多孔質シリコン、水素化アモ
ルファスシリコンなど、 Si をベースとした発光性材料
は、近年盛んに研究されている。これらの発光性材料は
いずれもシリコンの骨格構造の一部を保存しているた
め、 Si 基板との整合性がよい材料である。
は間接遷移型半導体である。従って、励起されたキャリ
アが基底状態に落ちる際に運動量の変化が必要であり、
発光効率が低いため発光素子の材料には適していない。
一方、 Si は電子デバイス用材料として優れた特性を有
しており、DRAMや LSIなどの電子情報処理デバイスとし
て数多く使用されていることは周知の通りである。シロ
キセン（Si6O3H6)を代表とする層状シリコン骨格を有す
る水素化・水酸化化合物や多孔質シリコン、水素化アモ
ルファスシリコンなど、 Si をベースとした発光性材料
は、近年盛んに研究されている。これらの発光性材料は
いずれもシリコンの骨格構造の一部を保存しているた
め、 Si 基板との整合性がよい材料である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの材料を用いて
Si 基板上に発光デバイスを作製することができれば、
特性の優れた電子デバイスと同一基板上に発光デバイス
を作製できることになり、その効果は計り知れないもの
がある。これらの材料の中で、シロキセン系化合物は可
視域で強いホトルミネセンス（PL）を呈するため、 Si
基板上の発光デバイス用材料として有望である。しかし
ながら、従来の技術ではシロキセン系化合物の薄膜を S
i 基板に積層することは困難であった。
Si 基板上に発光デバイスを作製することができれば、
特性の優れた電子デバイスと同一基板上に発光デバイス
を作製できることになり、その効果は計り知れないもの
がある。これらの材料の中で、シロキセン系化合物は可
視域で強いホトルミネセンス（PL）を呈するため、 Si
基板上の発光デバイス用材料として有望である。しかし
ながら、従来の技術ではシロキセン系化合物の薄膜を S
i 基板に積層することは困難であった。
【０００４】シロキセン系化合物は顆粒状の CaSi2を塩
酸中に浸漬することで得られるが、この方法では粉末状
のシロキセン系化合物しか得られない。シロキセン系化
合物を Si 基板上に作製した例では、金属 Ca を蒸着に
より Si 基板に堆積した後、加熱して基板から Si を拡
散させた後、塩酸処理を行う方法が報告されている（"N
ew growth technique for luminescent layers on sili
con" : M.S. Brandt, et al. ; Applied Physics A, Vo
l. 54, pp. 567-569, 1992) 。しかし、この場合には C
aSi2薄膜を得る段階で Si が基板側からのみ供給される
ため、膜厚方向の組成分布が均一にならない。また、金
属 Ca は反応性が高く、空気中で保存すると表面に酸化
皮膜が形成される他、徐々に吸湿して炭酸化物もしくは
水酸化物を形成するため、乾燥した不活性雰囲気に保存
するか油などの中で保存する必要があるなど、製造上煩
雑な取扱いを要する。
酸中に浸漬することで得られるが、この方法では粉末状
のシロキセン系化合物しか得られない。シロキセン系化
合物を Si 基板上に作製した例では、金属 Ca を蒸着に
より Si 基板に堆積した後、加熱して基板から Si を拡
散させた後、塩酸処理を行う方法が報告されている（"N
ew growth technique for luminescent layers on sili
con" : M.S. Brandt, et al. ; Applied Physics A, Vo
l. 54, pp. 567-569, 1992) 。しかし、この場合には C
aSi2薄膜を得る段階で Si が基板側からのみ供給される
ため、膜厚方向の組成分布が均一にならない。また、金
属 Ca は反応性が高く、空気中で保存すると表面に酸化
皮膜が形成される他、徐々に吸湿して炭酸化物もしくは
水酸化物を形成するため、乾燥した不活性雰囲気に保存
するか油などの中で保存する必要があるなど、製造上煩
雑な取扱いを要する。
【０００５】本発明は、上述した従来技術の問題点を解
決するためになされたものであり、空気中で容易に取り
扱うことの可能なカルシウムの珪化物を主原料とし、 S
i 基板上に膜厚方向の組成分布が均一な、シロキセン系
化合物薄膜を形成することができるシロキセン系化合物
薄膜の製造方法を提供することを目的とする。
決するためになされたものであり、空気中で容易に取り
扱うことの可能なカルシウムの珪化物を主原料とし、 S
i 基板上に膜厚方向の組成分布が均一な、シロキセン系
化合物薄膜を形成することができるシロキセン系化合物
薄膜の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のシロキセン系化合物薄膜を製造する方法
は、蒸発源として CaSi2及び Si を用いた蒸着法と、急
速加熱法、及び塩酸による化学処理法を用いたことを特
徴とする。すなわち、本発明は、シリコン（Si）基板に
真空中でカルシウムの珪化物として二珪化カルシウム
（CaSi2)、珪化カルシウム（CaSi）もしくは珪化二カル
シウム（Ca2Si)のうちの一つ、及び Si を蒸発源とし
て、蒸着法によりCaSix （０＜ｘ＜２）薄膜と Si 薄膜
を交互に２層以上積層し、該CaSix ／ Si 多層薄膜蒸着
Si 基板を真空中もしくは不活性雰囲気中で加熱するこ
とで CaSi2単結晶薄膜を Si 基板上に形成し、該 CaSi2
単結晶薄膜積層 Si 基板を塩酸により処理することによ
り前記シリコン基板上にシロキセン系化合物薄膜を形成
するシロキセン系化合物薄膜の製造方法である。
に、本発明のシロキセン系化合物薄膜を製造する方法
は、蒸発源として CaSi2及び Si を用いた蒸着法と、急
速加熱法、及び塩酸による化学処理法を用いたことを特
徴とする。すなわち、本発明は、シリコン（Si）基板に
真空中でカルシウムの珪化物として二珪化カルシウム
（CaSi2)、珪化カルシウム（CaSi）もしくは珪化二カル
シウム（Ca2Si)のうちの一つ、及び Si を蒸発源とし
て、蒸着法によりCaSix （０＜ｘ＜２）薄膜と Si 薄膜
を交互に２層以上積層し、該CaSix ／ Si 多層薄膜蒸着
Si 基板を真空中もしくは不活性雰囲気中で加熱するこ
とで CaSi2単結晶薄膜を Si 基板上に形成し、該 CaSi2
単結晶薄膜積層 Si 基板を塩酸により処理することによ
り前記シリコン基板上にシロキセン系化合物薄膜を形成
するシロキセン系化合物薄膜の製造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明による方法は、３つの処理
段階を踏む。第一の段階はいわゆる蒸着法である。すな
わち真空チャンバ内で、カルシウムの珪化物、たとえば
CaSi2を蒸発源として蒸発させる。このとき、相平衡の
関係で蒸発した CaSi2が対向した Si 基板上に到達した
ときには必ず Si の欠損を伴うため、 Si 基板上にはア
モルファスのCaSix （０＜ｘ＜２）薄膜が堆積する。続
けて、 Si を蒸発源として同様にCaSix 上に Si 薄膜を
堆積する。蒸発源の加熱方法は抵抗加熱法と電子ビーム
加熱法があるが、融点が比較的低いカルシウムの珪化物
は抵抗加熱法を、また融点の高い Si は電子ビーム加熱
法を適用することが望ましい。必要な膜厚に応じてCaSi
x ／ Si 多層薄膜を積層していく。このとき、CaSix 薄
膜と Si 薄膜の膜厚比を、最終的にCaSi2 の組成に合う
ように調整することが重要である。CaSi2 を蒸発源とし
たときのCaSix 蒸着膜の組成ｘは加熱温度や装置形状な
どに依存するが、ｘ＝１の組成は他の組成より安定であ
るため、この組成の薄膜は比較的広い条件範囲で容易に
得ることができる。従って、CaSix と Si の膜厚比はほ
ぼ１：１とすればよい。膜厚はそれぞれの元素（CaとS
i）の相互拡散長を考慮し、それぞれ 200Å以下にする
ことが望ましい。第二の段階は急速加熱法であり、赤外
線を基板に照射することにより 800℃以上まで 120℃／
分前後で急速に加熱する。その後 800℃以上の温度で適
当な時間保持すると、CaSix ／ Si 多層薄膜が元素の相
互拡散により CaSi2の単結晶薄膜となる。このとき、Ca
Six と Si を交互に堆積しているため、短時間の熱処理
でCaSi2薄膜が得られる。また、蒸着後のそれぞれの層
が 200Å以下の薄膜であるため、加熱処理後の膜厚方向
の組成分布も極めて均一な CaSi2薄膜を得ることが可能
である。第三の段階は塩酸による化学処理法である。す
なわち、塩化水素の発煙を抑制するために室温以下に保
温された塩酸中に２時間〜５日間浸漬する。CaSi2 単結
晶薄膜は塩酸により Ca を引き抜かれ、代わりに水素
（H)、水酸基（OH）などがCaSi2のシリコン骨格を終端
するようになり、シロキセン系化合物薄膜に変化する。
この時、処理する塩酸の濃度と温度により、必要な処理
時間と得られるシロキセン系化合物の種類が変化する。
例えば塩酸濃度が１規定濃度程度と薄くかつ温度が室温
程度と高い場合には、必要な処理時間は厚さ 1μm の膜
で２時間程度で、得られる薄膜はカウツキ型シロキセン
（図４ｂ）と呼ばれる、シリコン骨格に酸素が侵入した
形のシロキセンである。一方、同様の膜を濃塩酸中 0℃
で５時間処理を行うと、シリコンの骨格が酸化されてい
ない、より導電性の高いワイス型シロキセン（図４ａ）
と呼ばれる化合物の薄膜を得ることができる。なお、濃
塩酸中において−20℃以下で３〜５日間処理を行うと、
酸素または水酸基を含まず、代わりに塩素を含む塩化ポ
リシラン（SiH1-xClx ）と呼ばれるシロキセン系化合物
（図４ｃ）の薄膜が得られる。塩化ポリシランは、カウ
ツキ型またはワイス型シロキセンと比較して、シリコン
の平面骨格中に含まれる酸素量がより少なく、従って導
電性が高い。図４において、（ａ）はワイス型シロキセ
ンの一層のシリコン平面骨格構造模式図、（ｂ）はカウ
ツキ型シロキセンの一層のシリコン平面骨格構造模式
図、（ｃ）は塩化ポリシラン（SiH1-xClx ）の一層のシ
リコン平面骨格構造模式図である。以上により、 Si 基
板上にシロキセン系化合物薄膜が形成される。
段階を踏む。第一の段階はいわゆる蒸着法である。すな
わち真空チャンバ内で、カルシウムの珪化物、たとえば
CaSi2を蒸発源として蒸発させる。このとき、相平衡の
関係で蒸発した CaSi2が対向した Si 基板上に到達した
ときには必ず Si の欠損を伴うため、 Si 基板上にはア
モルファスのCaSix （０＜ｘ＜２）薄膜が堆積する。続
けて、 Si を蒸発源として同様にCaSix 上に Si 薄膜を
堆積する。蒸発源の加熱方法は抵抗加熱法と電子ビーム
加熱法があるが、融点が比較的低いカルシウムの珪化物
は抵抗加熱法を、また融点の高い Si は電子ビーム加熱
法を適用することが望ましい。必要な膜厚に応じてCaSi
x ／ Si 多層薄膜を積層していく。このとき、CaSix 薄
膜と Si 薄膜の膜厚比を、最終的にCaSi2 の組成に合う
ように調整することが重要である。CaSi2 を蒸発源とし
たときのCaSix 蒸着膜の組成ｘは加熱温度や装置形状な
どに依存するが、ｘ＝１の組成は他の組成より安定であ
るため、この組成の薄膜は比較的広い条件範囲で容易に
得ることができる。従って、CaSix と Si の膜厚比はほ
ぼ１：１とすればよい。膜厚はそれぞれの元素（CaとS
i）の相互拡散長を考慮し、それぞれ 200Å以下にする
ことが望ましい。第二の段階は急速加熱法であり、赤外
線を基板に照射することにより 800℃以上まで 120℃／
分前後で急速に加熱する。その後 800℃以上の温度で適
当な時間保持すると、CaSix ／ Si 多層薄膜が元素の相
互拡散により CaSi2の単結晶薄膜となる。このとき、Ca
Six と Si を交互に堆積しているため、短時間の熱処理
でCaSi2薄膜が得られる。また、蒸着後のそれぞれの層
が 200Å以下の薄膜であるため、加熱処理後の膜厚方向
の組成分布も極めて均一な CaSi2薄膜を得ることが可能
である。第三の段階は塩酸による化学処理法である。す
なわち、塩化水素の発煙を抑制するために室温以下に保
温された塩酸中に２時間〜５日間浸漬する。CaSi2 単結
晶薄膜は塩酸により Ca を引き抜かれ、代わりに水素
（H)、水酸基（OH）などがCaSi2のシリコン骨格を終端
するようになり、シロキセン系化合物薄膜に変化する。
この時、処理する塩酸の濃度と温度により、必要な処理
時間と得られるシロキセン系化合物の種類が変化する。
例えば塩酸濃度が１規定濃度程度と薄くかつ温度が室温
程度と高い場合には、必要な処理時間は厚さ 1μm の膜
で２時間程度で、得られる薄膜はカウツキ型シロキセン
（図４ｂ）と呼ばれる、シリコン骨格に酸素が侵入した
形のシロキセンである。一方、同様の膜を濃塩酸中 0℃
で５時間処理を行うと、シリコンの骨格が酸化されてい
ない、より導電性の高いワイス型シロキセン（図４ａ）
と呼ばれる化合物の薄膜を得ることができる。なお、濃
塩酸中において−20℃以下で３〜５日間処理を行うと、
酸素または水酸基を含まず、代わりに塩素を含む塩化ポ
リシラン（SiH1-xClx ）と呼ばれるシロキセン系化合物
（図４ｃ）の薄膜が得られる。塩化ポリシランは、カウ
ツキ型またはワイス型シロキセンと比較して、シリコン
の平面骨格中に含まれる酸素量がより少なく、従って導
電性が高い。図４において、（ａ）はワイス型シロキセ
ンの一層のシリコン平面骨格構造模式図、（ｂ）はカウ
ツキ型シロキセンの一層のシリコン平面骨格構造模式
図、（ｃ）は塩化ポリシラン（SiH1-xClx ）の一層のシ
リコン平面骨格構造模式図である。以上により、 Si 基
板上にシロキセン系化合物薄膜が形成される。
【０００８】
【実施例１】図１は本発明のうち第一の段階に用いる抵
抗加熱／電子ビーム加熱ハイブリッド蒸着装置の模式図
である。ここで、101 は蒸着装置チャンバ、102 は基板
ホルダ、103 は基板シャッタ、104 は基板加熱部（図２
参照）、105 は電子ビーム加熱蒸着源坩堝、106 は電子
ビーム加熱蒸着源 (Si) 、107 は電子ビーム加熱発生部
（フィラメント）、108 は電子ビーム蒸着用シャッタ、
109 は抵抗加熱用タングステンボート、110 は抵抗加熱
蒸着源（CaSi2 粒）、111 は抵抗加熱蒸着用シャッタ、
112 はシリコン基板である。蒸発源110 の CaSi2は純度
99.5 ％以上の顆粒状である。また、 Si は純度 99.99
999 ％以上のペレット状である。平常時のチャンバ101
内の真空度は１×10-7 Torr 以下である。抵抗加熱部分
109 はタングステン製のボート状の抵抗体となってお
り、通電により1200℃以上まで加熱可能である。電子ビ
ーム加熱部分は水冷される坩堝（ハースと通称してい
る）105 とタングステンフィラメント107 からなり、フ
ィラメント107 から発生した電子が外部磁界によって 2
70°方向転換してハース内のターゲット105 に照射さ
れ、蒸発源106 を 1800 ℃以上まで加熱可能である。
抗加熱／電子ビーム加熱ハイブリッド蒸着装置の模式図
である。ここで、101 は蒸着装置チャンバ、102 は基板
ホルダ、103 は基板シャッタ、104 は基板加熱部（図２
参照）、105 は電子ビーム加熱蒸着源坩堝、106 は電子
ビーム加熱蒸着源 (Si) 、107 は電子ビーム加熱発生部
（フィラメント）、108 は電子ビーム蒸着用シャッタ、
109 は抵抗加熱用タングステンボート、110 は抵抗加熱
蒸着源（CaSi2 粒）、111 は抵抗加熱蒸着用シャッタ、
112 はシリコン基板である。蒸発源110 の CaSi2は純度
99.5 ％以上の顆粒状である。また、 Si は純度 99.99
999 ％以上のペレット状である。平常時のチャンバ101
内の真空度は１×10-7 Torr 以下である。抵抗加熱部分
109 はタングステン製のボート状の抵抗体となってお
り、通電により1200℃以上まで加熱可能である。電子ビ
ーム加熱部分は水冷される坩堝（ハースと通称してい
る）105 とタングステンフィラメント107 からなり、フ
ィラメント107 から発生した電子が外部磁界によって 2
70°方向転換してハース内のターゲット105 に照射さ
れ、蒸発源106 を 1800 ℃以上まで加熱可能である。
【０００９】図２は本発明のうち第二の段階に用いる基
板加熱部104 の模式図である。通常蒸着装置には基板加
熱のための加熱装置を有しており、図１よりその部分を
拡大して示したものが図２である。ここで、21はランプ
ハウス、22は熱電対、23はタングステンフィラメント、
24は石英製フィラメントカバー、25は基板ホルダ、26は
基板抑え板、27はシリコン基板、28は基板シャッタであ
る。熱源には赤外線ランプを使用しており、800 ℃以下
では５℃／秒以上の加熱速度が得られる。また、最高到
達温度は 1200 ℃以上である。
板加熱部104 の模式図である。通常蒸着装置には基板加
熱のための加熱装置を有しており、図１よりその部分を
拡大して示したものが図２である。ここで、21はランプ
ハウス、22は熱電対、23はタングステンフィラメント、
24は石英製フィラメントカバー、25は基板ホルダ、26は
基板抑え板、27はシリコン基板、28は基板シャッタであ
る。熱源には赤外線ランプを使用しており、800 ℃以下
では５℃／秒以上の加熱速度が得られる。また、最高到
達温度は 1200 ℃以上である。
【００１０】図３は本発明のうち第三の段階に用いる不
活性雰囲気中低温化学処理装置の模式図である。ここ
で、301 は陽圧式グローブボックス、302 はバスボック
ス、303 は窒素ガスフローメータ、304 は逆止弁、305,
306 はストップバルブ、307 は低温恒温水槽、308 は非
水冷媒（メタノールなど）、309 はフラスコ、310 は塩
酸、311 はCaSi2 薄膜積層 Si 基板、312 はゴム栓であ
る。雰囲気を不活性にするのは、塩酸処理する際に酸素
が雰囲気に存在すると、シロキセン系化合物のシリコン
平面骨格中に酸素が侵入しやすく、そのため導電性が低
くなるためである。完全に窒素で置換された雰囲気のグ
ローブボックス301 中に、パスボックス302 を通して導
入した CaSi2単結晶薄膜積層 Si 基板311 を、低温恒温
水槽307 中で一定温度に保たれたフラスコ309 中の塩酸
により処理する。このとき、処理温度は０℃以下の低温
の方がよりシリコン骨格の酸化度が低い（すなわち導電
性の高い）シロキセン系化合物薄膜を得ることができる
ので、恒温水槽307 の冷媒308 にはメタノールやエチレ
ングリコールなどの融点の低い液体を使用する。グロー
ブボックス301 は常時窒素を流して酸素の侵入を防ぎ、
フラスコ309 中の塩酸310 から塩化水素ガスが気化して
散逸しないように、フラスコにはゴム栓312 をしてお
く。
活性雰囲気中低温化学処理装置の模式図である。ここ
で、301 は陽圧式グローブボックス、302 はバスボック
ス、303 は窒素ガスフローメータ、304 は逆止弁、305,
306 はストップバルブ、307 は低温恒温水槽、308 は非
水冷媒（メタノールなど）、309 はフラスコ、310 は塩
酸、311 はCaSi2 薄膜積層 Si 基板、312 はゴム栓であ
る。雰囲気を不活性にするのは、塩酸処理する際に酸素
が雰囲気に存在すると、シロキセン系化合物のシリコン
平面骨格中に酸素が侵入しやすく、そのため導電性が低
くなるためである。完全に窒素で置換された雰囲気のグ
ローブボックス301 中に、パスボックス302 を通して導
入した CaSi2単結晶薄膜積層 Si 基板311 を、低温恒温
水槽307 中で一定温度に保たれたフラスコ309 中の塩酸
により処理する。このとき、処理温度は０℃以下の低温
の方がよりシリコン骨格の酸化度が低い（すなわち導電
性の高い）シロキセン系化合物薄膜を得ることができる
ので、恒温水槽307 の冷媒308 にはメタノールやエチレ
ングリコールなどの融点の低い液体を使用する。グロー
ブボックス301 は常時窒素を流して酸素の侵入を防ぎ、
フラスコ309 中の塩酸310 から塩化水素ガスが気化して
散逸しないように、フラスコにはゴム栓312 をしてお
く。
【００１１】図５は図１，図２に示した装置を用いて作
製した第二の段階を経た後の Si 基板上 CaSi2薄膜の断
面模式図である。CaSi2 の Si の平面骨格は、 Si 基板
表面と平行な方向に広がり、膜厚方向に平面骨格が積層
する。従って、第三の段階を経た後のシロキセン系化合
物薄膜も同様な積層の仕方になる。
製した第二の段階を経た後の Si 基板上 CaSi2薄膜の断
面模式図である。CaSi2 の Si の平面骨格は、 Si 基板
表面と平行な方向に広がり、膜厚方向に平面骨格が積層
する。従って、第三の段階を経た後のシロキセン系化合
物薄膜も同様な積層の仕方になる。
【００１２】図６は第二段階まで処理を終了した後の C
aSi2薄膜／(111) 面 Si 基板構造の典型的なＸ線回折ス
ペクトルを示したものである。図よりわかるとおり、 S
i 基板のピークの他に明瞭な CaSi2薄膜からのピークが
観測される。幾つかの異なる試料の各段階での作製条件
を表１に示す。
aSi2薄膜／(111) 面 Si 基板構造の典型的なＸ線回折ス
ペクトルを示したものである。図よりわかるとおり、 S
i 基板のピークの他に明瞭な CaSi2薄膜からのピークが
観測される。幾つかの異なる試料の各段階での作製条件
を表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】図７は表１に示した試料のうち、試料番号
#1-3 の、第三段階まで処理を終えた後のホトルミネセ
ンス（PL）発光を示したものである。PL測定は、励起光
源にヘリウム・カドミウム（He-Cd)レーザの 325 nm の
ラインを用い、試料は室温で空気中で行った。このほ
か、一部の試料を除いて各試料は可視域で強い PL 光を
発している。また、第三段階の CaSi2薄膜処理温度を変
化させることで、可視域の緑色（〜510 nm）から赤橙色
（〜600 nm）まで、発光色を変えることができる。膜厚
は表１中に示したとおり、1.0 μm と、発光素子の活性
層として使用するのに十分な膜厚を有している。
#1-3 の、第三段階まで処理を終えた後のホトルミネセ
ンス（PL）発光を示したものである。PL測定は、励起光
源にヘリウム・カドミウム（He-Cd)レーザの 325 nm の
ラインを用い、試料は室温で空気中で行った。このほ
か、一部の試料を除いて各試料は可視域で強い PL 光を
発している。また、第三段階の CaSi2薄膜処理温度を変
化させることで、可視域の緑色（〜510 nm）から赤橙色
（〜600 nm）まで、発光色を変えることができる。膜厚
は表１中に示したとおり、1.0 μm と、発光素子の活性
層として使用するのに十分な膜厚を有している。
【００１５】
【発明の効果】以上詳細に述べたように、本発明によ
り、従来の技術では困難であった、シロキセン系化合物
薄膜を Si 基板上に容易に作製することが可能である。
り、従来の技術では困難であった、シロキセン系化合物
薄膜を Si 基板上に容易に作製することが可能である。
【図１】本発明方法の第１段階に用いる抵抗加熱／電子
ビーム加熱ハイブリッド蒸着装置の模式図である。
ビーム加熱ハイブリッド蒸着装置の模式図である。
【図２】本発明方法の第２段階に用いる基板加熱部の模
式図である。
式図である。
【図３】本発明方法の第３段階に用いる不活性雰囲気中
低温科学処理装置の模式図である。
低温科学処理装置の模式図である。
【図４】シロキセン化合物におけるシリコン平面骨格構
造を示す模式図である。
造を示す模式図である。
【図５】CaSI2 薄膜を積層した Si 基板の模式図であ
る。
る。
【図６】本発明方法の第２段階を行った後の試料のＸ線
回折スペクトル図である。
回折スペクトル図である。
【図７】本発明によるシロキセン系化合物薄膜／ Si 基
板の PL 発光スペクトルである。
板の PL 発光スペクトルである。
101 蒸着装置チャンバ 102 基板ホルダ 103 基板シャッタ 104 基板加熱部 105 蒸発源坩堝 106 シリコンペレット 107 電子銃（電子ビーム発生源） 108 蒸発源シャッタ１ 109 抵抗加熱ボート 110 蒸発源シャッタ２ 111 シリコン基板 21 ランプハウス 22 熱電対 23 タングステンフィラメント 24 石英製フィラメントカバー 25 基板ホルダ 26 基板押さえ板 27 シリコン基板 28 基板シャッタ 301 陽圧式グローブボックス 302 パスボックス 303 窒素ガスフローメータ 304 逆止弁 305, 306 ストップバルブ 307 低温恒温水槽 308 非水冷媒（メタノールなど） 309 フラスコ 310 塩酸 311 CaSi2 薄膜積層 Si 基板 312 ゴム栓
Claims (2)
- 【請求項１】 シリコン（Si）基板に真空中でカルシウ
ムの珪化物として二珪化カルシウム（CaSi2)、珪化カル
シウム（CaSi）もしくは珪化二カルシウム（Ca2Si)のう
ちの一つ、及び Si を蒸発源として、蒸着法によりCaSi
x （０＜ｘ＜２）薄膜と Si 薄膜を交互に２層以上積層
し、 該CaSix ／ Si 多層薄膜蒸着 Si 基板を真空中もしくは
不活性雰囲気中で加熱することで CaSi2単結晶薄膜を S
i 基板上に形成し、 該 CaSi2単結晶薄膜積層 Si 基板を塩酸により処理する
ことにより前記シリコン基板上にシロキセン系化合物薄
膜を形成するシロキセン系化合物薄膜の製造方法。 - 【請求項２】 シリコン（Si）基板に真空中で二珪化カ
ルシウム（CaSi2)及び Si を蒸発源として、蒸着法によ
り膜厚比１：１及び膜厚200 Å以下でCaSi薄膜と Si 薄
膜を交互に２層以上積層し、 該CaSi／ Si 多層薄膜蒸着 Si 基板を真空中もしくは不
活性雰囲気中で加熱することで CaSi2単結晶薄膜を Si
基板上に形成し、 該 CaSi2単結晶薄膜積層 Si 基板を塩酸により処理する
ことにより前記シリコン基板上にシロキセン系化合物薄
膜を形成するシロキセン系化合物薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23895795A JPH0964417A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | シロキセン系化合物薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23895795A JPH0964417A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | シロキセン系化合物薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0964417A true JPH0964417A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=17037818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23895795A Pending JPH0964417A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | シロキセン系化合物薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0964417A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001073862A1 (de) * | 2000-03-26 | 2001-10-04 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterpolymere, verfahren zu deren herstellung und optoelektronisches bauelement |
| JP2009224145A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Toyota Central R&D Labs Inc | リチウム二次電池用電極及びそれを用いたリチウム二次電池 |
| JP2016008316A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-01-18 | 国立大学法人名古屋大学 | ＭＳｉ２（ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａから選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属）膜の製造方法 |
| CN112573521A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-30 | 重庆文理学院 | 一种CaSi纳米线的制备方法 |
| CN114761355A (zh) * | 2019-08-30 | 2022-07-15 | 浙江大学 | 一种含硅烯量子点的硅氧烯及其制备方法 |
| CN115784234A (zh) * | 2022-11-09 | 2023-03-14 | 大连理工大学 | 一种二维薄层硅烯材料及其制备方法 |
-
1995
- 1995-08-25 JP JP23895795A patent/JPH0964417A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001073862A1 (de) * | 2000-03-26 | 2001-10-04 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterpolymere, verfahren zu deren herstellung und optoelektronisches bauelement |
| US7402891B2 (en) | 2000-03-26 | 2008-07-22 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Semiconductor polymers, method for the production thereof and an optoelectronic component |
| JP2009224145A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Toyota Central R&D Labs Inc | リチウム二次電池用電極及びそれを用いたリチウム二次電池 |
| JP2016008316A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-01-18 | 国立大学法人名古屋大学 | ＭＳｉ２（ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａから選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属）膜の製造方法 |
| CN114761355A (zh) * | 2019-08-30 | 2022-07-15 | 浙江大学 | 一种含硅烯量子点的硅氧烯及其制备方法 |
| CN112573521A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-30 | 重庆文理学院 | 一种CaSi纳米线的制备方法 |
| CN112573521B (zh) * | 2020-11-20 | 2022-07-26 | 重庆文理学院 | 一种CaSi纳米线的制备方法 |
| CN115784234A (zh) * | 2022-11-09 | 2023-03-14 | 大连理工大学 | 一种二维薄层硅烯材料及其制备方法 |
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