JPH11310498A - 成膜用基板 - Google Patents
成膜用基板Info
- Publication number
- JPH11310498A JPH11310498A JP11975898A JP11975898A JPH11310498A JP H11310498 A JPH11310498 A JP H11310498A JP 11975898 A JP11975898 A JP 11975898A JP 11975898 A JP11975898 A JP 11975898A JP H11310498 A JPH11310498 A JP H11310498A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- crystal
- single crystal
- forming substrate
- fesi
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】化合物薄膜を成膜する際に、格子の整合に優
れ、熱・化学的に安定で、且つ電気抵抗の小さい成膜用
基板を得る。 【解決手段】ＸＳｉ（ＸはＦｅ，Ｍｎ，Ｃｏの一種）の
金属間化合物単結晶からなり、＜１１１＞面を主面とし
て成膜用基板を構成する。
れ、熱・化学的に安定で、且つ電気抵抗の小さい成膜用
基板を得る。 【解決手段】ＸＳｉ（ＸはＦｅ，Ｍｎ，Ｃｏの一種）の
金属間化合物単結晶からなり、＜１１１＞面を主面とし
て成膜用基板を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は化合物半導体等の薄
膜結晶を成長させるための成膜用基板に関する。
膜結晶を成長させるための成膜用基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイス、光デバイス、電子部品
デバイス、超伝導デバイス等に化合物薄膜結晶が用いら
れている。
デバイス、超伝導デバイス等に化合物薄膜結晶が用いら
れている。
【０００３】例えば、バンドギャップの比較的大きな特
性をもった物質で、半導体デバイスに応用する材料とし
ては、ＧａＮ, ＳｉＣなどの半導体材料があるが、いず
れも大型で廉価なバルク結晶が存在しないため、サファ
イア基板などの異種基板材料上にヘテロエピタキシャル
により薄膜成長させて薄膜結晶を得ている。同じく電子
デバイスに使用するＺｎＯ単結晶についても、サファイ
ア基板を用いたヘテロエピタキシャルが行われている。
性をもった物質で、半導体デバイスに応用する材料とし
ては、ＧａＮ, ＳｉＣなどの半導体材料があるが、いず
れも大型で廉価なバルク結晶が存在しないため、サファ
イア基板などの異種基板材料上にヘテロエピタキシャル
により薄膜成長させて薄膜結晶を得ている。同じく電子
デバイスに使用するＺｎＯ単結晶についても、サファイ
ア基板を用いたヘテロエピタキシャルが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ＧａＮ
などの化合物薄膜結晶は、サファイア基板との整合性が
悪く、格子不整合が約１３％に達する。このため、製膜
されたＧａＮ膜の格子欠陥密度は１０の１１乗に達し、
デバイスとしての機能を低下させるという問題があっ
た。
などの化合物薄膜結晶は、サファイア基板との整合性が
悪く、格子不整合が約１３％に達する。このため、製膜
されたＧａＮ膜の格子欠陥密度は１０の１１乗に達し、
デバイスとしての機能を低下させるという問題があっ
た。
【０００５】また、圧電材料として表面波デバイスに使
用されるＺｎＯ薄膜をサファイア基板上に形成する場
合、サファイアの＜０００１＞面にＺｎＯの＜０００１
＞面を形成すると、格子不整合は１５％に達し、良好な
単結晶膜を得ることは困難であった。
用されるＺｎＯ薄膜をサファイア基板上に形成する場
合、サファイアの＜０００１＞面にＺｎＯの＜０００１
＞面を形成すると、格子不整合は１５％に達し、良好な
単結晶膜を得ることは困難であった。
【０００６】同時に、サファイア基板は絶縁体であるた
め、電流をほとんど流すことができない。よって、サフ
ァイア基板上にＧａＮ等の薄膜結晶を形成したデバイス
は、サファイア基板側からの電極取り出しができなかっ
た。そのため、ＧａＮ等を成膜した面側のみから電極取
り出しを行うことになり、デバイスの面積を縮小するこ
とができないという問題もあった。
め、電流をほとんど流すことができない。よって、サフ
ァイア基板上にＧａＮ等の薄膜結晶を形成したデバイス
は、サファイア基板側からの電極取り出しができなかっ
た。そのため、ＧａＮ等を成膜した面側のみから電極取
り出しを行うことになり、デバイスの面積を縮小するこ
とができないという問題もあった。
【０００７】さらに、金属に比較するとサファイアは常
温域での熱伝導率が悪く、デバイスで発生する熱が逃げ
にくいため、デバイスの寿命を短くしてしまうという問
題もあった。
温域での熱伝導率が悪く、デバイスで発生する熱が逃げ
にくいため、デバイスの寿命を短くしてしまうという問
題もあった。
【０００８】上記ヘテロエピタキシャル時の格子不整合
の問題を解決するため、ＧａＮ，ＺｎＯ，ＳｉＣ等の大
型単結晶の開発が行われているが、気相法による結晶成
長などの非常に難易度の高い技術であり、実現は困難で
ある。殊にＧａＮを用いた発光デバイスにおいては、サ
ファイア基板に変えてＮｄＧａＯ3 , ＭｇＡｌ2 Ｏ4，
ＺｎＯ，ＳｉＣ，ＬｉＧａＯ3 ，ＴｉＯ2 ，ＳｃＡｌＭ
ｇＯ4 ，ＭｇＯなどのあらゆる基板材料が検討されてき
たが、作成の難易度や格子整合の問題、高温プロセスで
ある製膜プロセスでの耐性の問題などがあり、実用化は
困難である。
の問題を解決するため、ＧａＮ，ＺｎＯ，ＳｉＣ等の大
型単結晶の開発が行われているが、気相法による結晶成
長などの非常に難易度の高い技術であり、実現は困難で
ある。殊にＧａＮを用いた発光デバイスにおいては、サ
ファイア基板に変えてＮｄＧａＯ3 , ＭｇＡｌ2 Ｏ4，
ＺｎＯ，ＳｉＣ，ＬｉＧａＯ3 ，ＴｉＯ2 ，ＳｃＡｌＭ
ｇＯ4 ，ＭｇＯなどのあらゆる基板材料が検討されてき
たが、作成の難易度や格子整合の問題、高温プロセスで
ある製膜プロセスでの耐性の問題などがあり、実用化は
困難である。
【０００９】本発明の目的は、ＧａＮ，ＡｌＮ、Ｓｉ
Ｃ，ＺｎＯまたはＺｎＳの薄膜単結晶材料に対して、格
子整合が優れ、電気伝導性が良好で、熱伝導率の良い特
性を持ち、化学的安定度も高く、かつ製造方法が容易で
ある成膜用基板を提供することにある。
Ｃ，ＺｎＯまたはＺｎＳの薄膜単結晶材料に対して、格
子整合が優れ、電気伝導性が良好で、熱伝導率の良い特
性を持ち、化学的安定度も高く、かつ製造方法が容易で
ある成膜用基板を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、ＸＳ
ｉ（ＸはＦｅ，Ｍｎ，Ｃｏの一種）で表される金属間化
合物単結晶からなり、＜１１１＞面を主面として成膜用
基板を構成したことを特徴とする。
ｉ（ＸはＦｅ，Ｍｎ，Ｃｏの一種）で表される金属間化
合物単結晶からなり、＜１１１＞面を主面として成膜用
基板を構成したことを特徴とする。
【００１１】即ち、本発明は、格子条件の整合と、電気
伝導性、熱伝導率の面に優れ、単結晶材料の製造が容易
である物質として珪化鉄（ＦｅＳｉ）の結晶構造を有す
る金属間化合物単結晶を用いれば、良好な特性をもった
成膜用基板を得られることを見出した。
伝導性、熱伝導率の面に優れ、単結晶材料の製造が容易
である物質として珪化鉄（ＦｅＳｉ）の結晶構造を有す
る金属間化合物単結晶を用いれば、良好な特性をもった
成膜用基板を得られることを見出した。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【００１３】図１に示すように、成膜用基板１０は円板
状体の一部にオリエンテーションフラット１２を備えた
ものである。なお、図では円板状のものを示したが、角
板状とすることもできる。
状体の一部にオリエンテーションフラット１２を備えた
ものである。なお、図では円板状のものを示したが、角
板状とすることもできる。
【００１４】そして、この成膜用基板１０は、ＸＳｉ
（ＸはＦｅ，Ｍｎ，Ｃｏの一種）で表される金属間化合
物単結晶からなり、その主面１１は単結晶の＜１１１＞
面から形成されている。そのため、以下の詳述するよう
に、主面１１上に、化合物薄膜結晶を成膜すると、格子
条件が整合し、良好な薄膜結晶を得ることができる。
（ＸはＦｅ，Ｍｎ，Ｃｏの一種）で表される金属間化合
物単結晶からなり、その主面１１は単結晶の＜１１１＞
面から形成されている。そのため、以下の詳述するよう
に、主面１１上に、化合物薄膜結晶を成膜すると、格子
条件が整合し、良好な薄膜結晶を得ることができる。
【００１５】上記成膜用基板１０を成すＸＳｉ（ＸはＦ
ｅ，Ｍｎ，Ｃｏの一種）で表される金属間化合物単結晶
は、珪化鉄（ＦｅＳｉ）の結晶構造を有している。ここ
で珪化鉄とは、ε（イプシロン）−珪化鉄構造を持つも
ので、たとえばＦｅまたはＳｉが僅かに過不足する、ま
たは少量の金属元素を含むいずれかの状況で形成される
密接な関係の化合物を含むものと定義される。
ｅ，Ｍｎ，Ｃｏの一種）で表される金属間化合物単結晶
は、珪化鉄（ＦｅＳｉ）の結晶構造を有している。ここ
で珪化鉄とは、ε（イプシロン）−珪化鉄構造を持つも
ので、たとえばＦｅまたはＳｉが僅かに過不足する、ま
たは少量の金属元素を含むいずれかの状況で形成される
密接な関係の化合物を含むものと定義される。
【００１６】ε−珪化鉄の結晶構造は、ＦｅＳｉ構造と
して定義される結晶構造の代表であり、立方晶のＮａＣ
ｌ型構造に準ずる構造であると定義されている。ＦｅＳ
ｉ構造は、ＮａＣｌ構造から僅かに歪んだ構造であり、
対称性が劣るためＮａＣｌ構造と区別されているが、原
子の配列は酷似しているため、以下はＮａＣｌで近似し
た構造と見なしての説明を行う。
して定義される結晶構造の代表であり、立方晶のＮａＣ
ｌ型構造に準ずる構造であると定義されている。ＦｅＳ
ｉ構造は、ＮａＣｌ構造から僅かに歪んだ構造であり、
対称性が劣るためＮａＣｌ構造と区別されているが、原
子の配列は酷似しているため、以下はＮａＣｌで近似し
た構造と見なしての説明を行う。
【００１７】図２に示すようにＦｅＳｉ構造の結晶軸
は、互いに直交する等価なａ１，ａ２，ａ３の３軸から
成る。格子定数は４．４６Åであり、図に示すようにＮ
ａＣｌ構造と見なした場合では、ＦｅとＳｉの原子間距
離は２．２３Åとなる。
は、互いに直交する等価なａ１，ａ２，ａ３の３軸から
成る。格子定数は４．４６Åであり、図に示すようにＮ
ａＣｌ構造と見なした場合では、ＦｅとＳｉの原子間距
離は２．２３Åとなる。
【００１８】ＮａＣｌ構造に見なしたＦｅＳｉ結晶の＜
１１１＞面の原子位置配置を図３に示す。この図ではＦ
ｅの原子位置を表記しているが、Ｆｅ層の下にはＳｉ層
が存在しており、＜１１１＞面での原子整列は全く同じ
形状を取る。
１１１＞面の原子位置配置を図３に示す。この図ではＦ
ｅの原子位置を表記しているが、Ｆｅ層の下にはＳｉ層
が存在しており、＜１１１＞面での原子整列は全く同じ
形状を取る。
【００１９】図３における原子間距離は３．１５４Åで
あり、この原子間距離を２倍した値は、ＧａＮの＜００
０１＞面におけるＧａまたはＮ原子同士の原子間距離で
ある３．１６Åに対し、わずか０．２％の不整合に収ま
る。この整合は、ＧａＮ成長用にサファイア，ＳｉＣ，
ＺｎＯまたはＳｉＣのどの基板を用いた場合の整合より
遙かに優れている。
あり、この原子間距離を２倍した値は、ＧａＮの＜００
０１＞面におけるＧａまたはＮ原子同士の原子間距離で
ある３．１６Åに対し、わずか０．２％の不整合に収ま
る。この整合は、ＧａＮ成長用にサファイア，ＳｉＣ，
ＺｎＯまたはＳｉＣのどの基板を用いた場合の整合より
遙かに優れている。
【００２０】ちなみに、ＧａＮ結晶の＜０００１＞面に
ついてのＧａまたはＮ原子の原子配置を図４に示す。こ
の図では、Ｇａ原子が記載されているが、Ｇａの代わり
にＮ原子を用いても、原子整列は全く同じ形状を取る。
ついてのＧａまたはＮ原子の原子配置を図４に示す。こ
の図では、Ｇａ原子が記載されているが、Ｇａの代わり
にＮ原子を用いても、原子整列は全く同じ形状を取る。
【００２１】したがって、ＦｅＳｉ結晶構造からなる本
発明の成膜用基板１０における、＜１１１＞面からなる
主面１１に、ＧａＮ薄膜結晶を形成すれば、格子整合が
適合することから、非常に良好な膜を得ることができる
のである。また、ＧａＮに原子間距離の近いＡｌＮ，Ｚ
ｎＯ，ＳｉＣについても、同様に容易に良好な膜を得る
ことができる。
発明の成膜用基板１０における、＜１１１＞面からなる
主面１１に、ＧａＮ薄膜結晶を形成すれば、格子整合が
適合することから、非常に良好な膜を得ることができる
のである。また、ＧａＮに原子間距離の近いＡｌＮ，Ｚ
ｎＯ，ＳｉＣについても、同様に容易に良好な膜を得る
ことができる。
【００２２】格子整合の適合は、成膜された薄膜結晶の
結晶性の向上に寄与するため、デバイスにおいて駆動電
圧の低電圧化、寿命の向上、発光デバイスでは発光強度
の向上、などの特性の良いデバイスを得ることができ
る。
結晶性の向上に寄与するため、デバイスにおいて駆動電
圧の低電圧化、寿命の向上、発光デバイスでは発光強度
の向上、などの特性の良いデバイスを得ることができ
る。
【００２３】なお、本発明の成膜用基板１０における主
面１１が＜１１１＞面から形成されているとは、主面１
１が結晶の＜１１１＞面に対して±３°の範囲内にある
ことを言う。また、主面１１の結晶の面方位について
は、Ｘ線回折により求めることができる。
面１１が＜１１１＞面から形成されているとは、主面１
１が結晶の＜１１１＞面に対して±３°の範囲内にある
ことを言う。また、主面１１の結晶の面方位について
は、Ｘ線回折により求めることができる。
【００２４】さらに、ＦｅＳｉ単結晶の電気抵抗を図５
に示すように、ＦｅＳｉ単結晶は室温で良好な導電体で
あり、−２０〜６０℃の範囲では１０００μΩ／ｃｍの
抵抗率であることから、ＦｅＳｉ単結晶からなる成膜用
基板を通じて電流を流すことができる。しかもＦｅＳｉ
単結晶は金（Ａｕ）との接合性が良好であるため、電極
に金を用いて電極取り出しを行うことができる。
に示すように、ＦｅＳｉ単結晶は室温で良好な導電体で
あり、−２０〜６０℃の範囲では１０００μΩ／ｃｍの
抵抗率であることから、ＦｅＳｉ単結晶からなる成膜用
基板を通じて電流を流すことができる。しかもＦｅＳｉ
単結晶は金（Ａｕ）との接合性が良好であるため、電極
に金を用いて電極取り出しを行うことができる。
【００２５】また、ＦｅＳｉ単結晶の熱伝導率は１５０
Ｗ／ｍ・Ｋとサファイア基板よりも高く、デバイスを構
成した場合の放熱性に優れている。
Ｗ／ｍ・Ｋとサファイア基板よりも高く、デバイスを構
成した場合の放熱性に優れている。
【００２６】さらに、ＦｅＳｉ単結晶の融点は１４１０
±１０℃であり、不活性ガス〜還元性ガス雰囲気では１
３００℃程度まで化学的にも安定している。このため、
高温プロセスにおける薄膜成長においても使用可能であ
る。
±１０℃であり、不活性ガス〜還元性ガス雰囲気では１
３００℃程度まで化学的にも安定している。このため、
高温プロセスにおける薄膜成長においても使用可能であ
る。
【００２７】なお、ＦｅＳｉ単結晶は、アルゴンガス雰
囲気で溶融でき、引き上げ法、ブリッジマン法などの溶
融法で結晶作成が可能である。但し、５０：５０モル比
の化学組成を出発原料に使った場合、図６に示すように
結晶の固化に従って組成がシフトする。最も組成が安定
している組成はＳｉ／（Ｆｅ＋Ｓｉ) のモル分率が０．
５０５〜０．５１の組成範囲であり、この組成範囲であ
れば安定な結晶を得ることが可能である。また、以上は
ＦｅＳｉ単結晶のみについて説明したが、ＦｅＳｉ構造
として分類される結晶構造では、ＸＳｉの化学組成で表
記されるＸとして、Ｆｅの他、Ｍｎ，Ｃｏを用いること
もできる。即ち、ＭｎＳｉまたはＣｏＳｉで表記される
化学組成の単結晶においても、上記と同様の特性を有し
ており、同様に成膜用基板として用いることができる。
囲気で溶融でき、引き上げ法、ブリッジマン法などの溶
融法で結晶作成が可能である。但し、５０：５０モル比
の化学組成を出発原料に使った場合、図６に示すように
結晶の固化に従って組成がシフトする。最も組成が安定
している組成はＳｉ／（Ｆｅ＋Ｓｉ) のモル分率が０．
５０５〜０．５１の組成範囲であり、この組成範囲であ
れば安定な結晶を得ることが可能である。また、以上は
ＦｅＳｉ単結晶のみについて説明したが、ＦｅＳｉ構造
として分類される結晶構造では、ＸＳｉの化学組成で表
記されるＸとして、Ｆｅの他、Ｍｎ，Ｃｏを用いること
もできる。即ち、ＭｎＳｉまたはＣｏＳｉで表記される
化学組成の単結晶においても、上記と同様の特性を有し
ており、同様に成膜用基板として用いることができる。
【００２８】さらに、上記ＸＳｉ（ＸはＦｅ，Ｍｎ，Ｃ
ｏの一種）で表される金属間化合物単結晶に、Ｆｅ，Ｍ
ｎ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｉの５元素の一種以上を添加してな
る複合組成における単結晶についても、同様の特性を有
しており、成膜用基板として用いることができる。
ｏの一種）で表される金属間化合物単結晶に、Ｆｅ，Ｍ
ｎ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｉの５元素の一種以上を添加してな
る複合組成における単結晶についても、同様の特性を有
しており、成膜用基板として用いることができる。
【００２９】例えば、ＦｅＳｉの結晶構造に対し、Ｆｅ
の一部をＣｒで置換した結晶では、格子定数は増加する
傾向にある事が計算により求められる。こうした格子定
数の制御条件を組み合わせることによって、基本組成を
ＦｅＳｉ，ＭｎＳｉ，ＣｏＳｉとして、上記添加元素を
加えることによって、成膜材料に応じて微妙に格子定数
を調整した成膜用基板を得ることができる。
の一部をＣｒで置換した結晶では、格子定数は増加する
傾向にある事が計算により求められる。こうした格子定
数の制御条件を組み合わせることによって、基本組成を
ＦｅＳｉ，ＭｎＳｉ，ＣｏＳｉとして、上記添加元素を
加えることによって、成膜材料に応じて微妙に格子定数
を調整した成膜用基板を得ることができる。
【００３０】以上のように、本発明の成膜用基板は、周
期律表第３−５族化合物、第２−６族化合物、又はＳｉ
Ｃ化合物を成膜するために用いることができる。
期律表第３−５族化合物、第２−６族化合物、又はＳｉ
Ｃ化合物を成膜するために用いることができる。
【００３１】そして、これら化合物の薄膜結晶は、半導
体デバイス、光デバイス、電子部品デバイス、超伝導デ
バイス等の各種デバイスに用いることができる。
体デバイス、光デバイス、電子部品デバイス、超伝導デ
バイス等の各種デバイスに用いることができる。
【００３２】例えば、本発明の成膜用基板を用いたＧａ
Ｎ, ＳｉＣ, ＺｎＯの薄膜結晶は、発光デバイス、ＰＮ
接合を用いたトランジスタデバイスへ応用することがで
き、ＡｌＮ薄膜結晶は、ＰＮ接合を用いたトランジスタ
デバイスへ応用することができる。また、ＺｎＳ薄膜結
晶は、発光デバイス、ＰＮ接合を用いたトランジスタデ
バイスへ応用することができ、ＺｎＯ, ＡｌＮ薄膜結晶
は、圧電効果を用いた表面音波デバイスへ応用させるこ
とができる。
Ｎ, ＳｉＣ, ＺｎＯの薄膜結晶は、発光デバイス、ＰＮ
接合を用いたトランジスタデバイスへ応用することがで
き、ＡｌＮ薄膜結晶は、ＰＮ接合を用いたトランジスタ
デバイスへ応用することができる。また、ＺｎＳ薄膜結
晶は、発光デバイス、ＰＮ接合を用いたトランジスタデ
バイスへ応用することができ、ＺｎＯ, ＡｌＮ薄膜結晶
は、圧電効果を用いた表面音波デバイスへ応用させるこ
とができる。
【００３３】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【００３４】ＦｅＳｉ単結晶の作成については、チョク
ラルスキー法によって行った。Ｓｉ／（Ｆｅ＋Ｓｉ) の
モル分率を設定し、約５〜１０ｍｍの粒状のＦｅ及びＳ
ｉを原料をルツボに充填し、引き上げ法によって結晶化
させた。
ラルスキー法によって行った。Ｓｉ／（Ｆｅ＋Ｓｉ) の
モル分率を設定し、約５〜１０ｍｍの粒状のＦｅ及びＳ
ｉを原料をルツボに充填し、引き上げ法によって結晶化
させた。
【００３５】このとき、ルツボ残液の組成（出発原料組
成）と引き上げた結晶における上部下部の組成ずれとの
関係を図６に示す。なお、得られた結晶の肩部と肩部か
ら１０ｃｍ下の部分をそれぞれ上部・下部としてサンプ
リングし、組成を調べた。この図より、出発原料の組成
比に応じて得られた結晶での組成のずれが発生すること
がわかる。そして、最も組成が安定している組成はＳｉ
／（Ｆｅ＋Ｓｉ) のモル分率が０．５０５〜０．５１の
組成範囲であり、この組成範囲であれば安定な結晶を得
られることが分かった。
成）と引き上げた結晶における上部下部の組成ずれとの
関係を図６に示す。なお、得られた結晶の肩部と肩部か
ら１０ｃｍ下の部分をそれぞれ上部・下部としてサンプ
リングし、組成を調べた。この図より、出発原料の組成
比に応じて得られた結晶での組成のずれが発生すること
がわかる。そして、最も組成が安定している組成はＳｉ
／（Ｆｅ＋Ｓｉ) のモル分率が０．５０５〜０．５１の
組成範囲であり、この組成範囲であれば安定な結晶を得
られることが分かった。
【００３６】そこで、出発原料をＳｉ／（Ｆｅ＋Ｓｉ)
のモル分率が０．５０８とし、得られた結晶で結晶格子
の測定を行い、構造及び結晶格子の大きさを確認した。
構造は、立方晶の僅かに歪んだＮａＣｌ構造であり、ａ
軸の格子長さは４．４６２Åであった。ａ軸の長さか
ら、＜１１１＞面の原子配置と原子間距離は図３に示す
配置であることが分かる。
のモル分率が０．５０８とし、得られた結晶で結晶格子
の測定を行い、構造及び結晶格子の大きさを確認した。
構造は、立方晶の僅かに歪んだＮａＣｌ構造であり、ａ
軸の格子長さは４．４６２Åであった。ａ軸の長さか
ら、＜１１１＞面の原子配置と原子間距離は図３に示す
配置であることが分かる。
【００３７】この結晶について４点接触式の比抵抗計に
よって電気抵抗を測定した。結果を図５に示す通り、常
用域と考えられる−２０〜６０℃の温度域で抵抗値はほ
とんど変化無く、およそ１０００μΩ／ｃｍの抵抗率で
あった。したがって、このＦｅＳｉ結晶からなる成膜用
基板には電流を流すことができ、成膜用基板の上に上記
化合物薄膜結晶を成膜した後、基板側に電極を形成する
ことができる。
よって電気抵抗を測定した。結果を図５に示す通り、常
用域と考えられる−２０〜６０℃の温度域で抵抗値はほ
とんど変化無く、およそ１０００μΩ／ｃｍの抵抗率で
あった。したがって、このＦｅＳｉ結晶からなる成膜用
基板には電流を流すことができ、成膜用基板の上に上記
化合物薄膜結晶を成膜した後、基板側に電極を形成する
ことができる。
【００３８】ここで、従来技術であるサファイア製の成
膜用基板を用いた場合の、サファイアと、ＧａＮ，Ａｌ
Ｎ，ＺｎＯ，α−ＳｉＣの各薄膜結晶との格子不整合の
度合いを調べた。結果は表１に示すように、１０％以上
の不整合があることがわかる。
膜用基板を用いた場合の、サファイアと、ＧａＮ，Ａｌ
Ｎ，ＺｎＯ，α−ＳｉＣの各薄膜結晶との格子不整合の
度合いを調べた。結果は表１に示すように、１０％以上
の不整合があることがわかる。
【００３９】
【表１】
【００４０】次に、成膜用基板の材質として、表２に示
すさまざまなものを用い、それぞれＧａＮ薄膜結晶との
格子不整合の度合いを調べた。結果を表２に示すよう
に、比較例では絶対値で２％以上の不整合があったのに
対し、本発明実施例であるＦｅＳｉを用いたものでは、
格子不整合が−０．２０％と極めて小さかった。
すさまざまなものを用い、それぞれＧａＮ薄膜結晶との
格子不整合の度合いを調べた。結果を表２に示すよう
に、比較例では絶対値で２％以上の不整合があったのに
対し、本発明実施例であるＦｅＳｉを用いたものでは、
格子不整合が−０．２０％と極めて小さかった。
【００４１】同様に、成膜用基板の材質としてＣｏＳ
ｉ，ＭｎＳｉを用いた場合のＧａＮ薄膜結晶との格子不
整合の度合いを調べたところ、表３に示すように、いず
れも絶対値で２％以下と非常に小さくできることがわか
る。
ｉ，ＭｎＳｉを用いた場合のＧａＮ薄膜結晶との格子不
整合の度合いを調べたところ、表３に示すように、いず
れも絶対値で２％以下と非常に小さくできることがわか
る。
【００４２】
【表２】
【００４３】
【表３】
【００４４】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ＸＳｉ（ＸはＦｅ，Ｍｎ，Ｃｏの一種）の金属間化合物
単結晶からなり、＜１１１＞面を主面として成膜用基板
を構成したことによって、ＧａＮ，ＡｌＮ，ＳｉＣ，Ｚ
ｎＯ，ＺｎＳ等の化合物薄膜結晶を成膜する際に、良好
な格子整合性を示すことから、優れた特性を持った薄膜
結晶を得ることができる。
ＸＳｉ（ＸはＦｅ，Ｍｎ，Ｃｏの一種）の金属間化合物
単結晶からなり、＜１１１＞面を主面として成膜用基板
を構成したことによって、ＧａＮ，ＡｌＮ，ＳｉＣ，Ｚ
ｎＯ，ＺｎＳ等の化合物薄膜結晶を成膜する際に、良好
な格子整合性を示すことから、優れた特性を持った薄膜
結晶を得ることができる。
【００４５】しかも、本発明の成膜用基板は、導電性を
有することから、成膜後のデバイスとして応用する際
に、基板側に電極を形成することができ、また熱伝導性
が高いことから、放熱性に優れたデバイスを得ることが
できる。
有することから、成膜後のデバイスとして応用する際
に、基板側に電極を形成することができ、また熱伝導性
が高いことから、放熱性に優れたデバイスを得ることが
できる。
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の成膜用基板を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の成膜用基板に用いるＦｅＳｉ単結晶の
構造を示す図である。
構造を示す図である。
【図３】上記ＦｅＳｉ単結晶の＜１１１＞面の原子配置
図である。
図である。
【図４】ＧａＮ単結晶の＜０００１＞面の原子配置図で
ある。
ある。
【図５】ＦｅＳｉ単結晶の電気抵抗と温度の関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図６】ＦｅＳｉ単結晶の出発原料組成比と、引き上げ
された結晶の上部下部間の組成のずれとの関係を示すグ
ラフである。
された結晶の上部下部間の組成のずれとの関係を示すグ
ラフである。
１０：成膜用基板 １１：主面 １２：オリエンテーションフラット
Claims (3)
- 【請求項１】ＸＳｉ（ＸはＦｅ，Ｍｎ，Ｃｏの一種）で
表される金属間化合物単結晶からなり、その＜１１１＞
面を主面としてなる成膜用基板。 - 【請求項２】ＦｅＳｉの金属間化合物単結晶からなり、
Ｓｉ／（Ｆｅ＋Ｓｉ) のモル分率が０．５０５〜０．５
１０の範囲であることを特徴とする請求項１記載の成膜
用基板。 - 【請求項３】上記金属間化合物単結晶が、Ｆｅ，Ｍｎ，
Ｃｏ，Ｃｒ，Ｎｉのうち一種以上の元素を添加してな
り、ＦｅＳｉ結晶に準じた結晶構造を持つことを特徴と
する請求項１記載の成膜用基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11975898A JPH11310498A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 成膜用基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11975898A JPH11310498A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 成膜用基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11310498A true JPH11310498A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=14769449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11975898A Pending JPH11310498A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 成膜用基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11310498A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6500689B2 (en) * | 1996-11-29 | 2002-12-31 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Process for producing GaN related compound semiconductor |
| JP2004322195A (ja) * | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Mitsubishi Materials Corp | 一方向凝固シリコンインゴット及びこの製造方法並びにシリコン板及び太陽電池用基板 |
| JP2006108203A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Komatsu Ltd | 熱電素子の製造方法 |
| JP2017210391A (ja) * | 2016-05-27 | 2017-11-30 | 国立大学法人東北大学 | 窒化物半導体自立基板作製方法 |
-
1998
- 1998-04-28 JP JP11975898A patent/JPH11310498A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6500689B2 (en) * | 1996-11-29 | 2002-12-31 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Process for producing GaN related compound semiconductor |
| US6573117B2 (en) | 1996-11-29 | 2003-06-03 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | GaN related compound semiconductor and process for producing the same |
| JP2004322195A (ja) * | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Mitsubishi Materials Corp | 一方向凝固シリコンインゴット及びこの製造方法並びにシリコン板及び太陽電池用基板 |
| JP4675550B2 (ja) * | 2003-04-28 | 2011-04-27 | 三菱マテリアル株式会社 | 一方向凝固シリコンインゴット及びこの製造方法並びにシリコン板及び太陽電池用基板 |
| JP2006108203A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Komatsu Ltd | 熱電素子の製造方法 |
| JP2017210391A (ja) * | 2016-05-27 | 2017-11-30 | 国立大学法人東北大学 | 窒化物半導体自立基板作製方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10535728B2 (en) | Crystalline multilayer oxide thin films structure in semiconductor device | |
| EP1489654B1 (en) | METHOD OF MANUFACTURING LnCuO(S, Se, Te) MONOCRYSTALLINE THIN FILM | |
| JP5102357B2 (ja) | 窒化ガリウムのエピタキシャル成長用基板 | |
| Noro et al. | The thermoelectric properties and crystallography of Bi‐Sb‐Te‐Se thin films grown by ion beam sputtering | |
| JPH03133176A (ja) | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 | |
| JP6627138B2 (ja) | 半導体装置 | |
| US3990902A (en) | Magnesium-titanate-comprising spinel single crystal substrate for semiconductor devices | |
| Hiramatsu et al. | Mechanism for heteroepitaxial growth of transparent p-type semiconductor: LaCuOS by reactive solid-phase epitaxy | |
| JPS62173775A (ja) | ＭＩＳ型ＺｎＳ青色発光素子 | |
| Hiramatsu et al. | Heteroepitaxial film growth of layered compounds with the ZrCuSiAs-type and ThCr2Si2-type structures: From Cu-based semiconductors to Fe-based superconductors | |
| Boakye et al. | The energy band gap of cadmium sulphide | |
| KR19990036983A (ko) | 반도체 소자 및 그 제조 방법 | |
| JP2000349336A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子 | |
| JPH11310498A (ja) | 成膜用基板 | |
| US20040055526A1 (en) | Semi-insulating bulk zinc oxide single crystal | |
| JP3848446B2 (ja) | 低抵抗ＳｉＣ単結晶の育成方法 | |
| Linden et al. | Phase Diagram of the Ternary System Pb–Sn–Te | |
| Laudise et al. | Czochralski growth of doped single crystals of Bi2Te3 | |
| JP4139855B2 (ja) | 酸化物高温超伝導体およびその作製方法 | |
| Mathur et al. | Growth and properties of well-oriented In2Te3 thin films | |
| US3475209A (en) | Single crystal silicon on chrysoberyl | |
| JPS63283014A (ja) | 炭化珪素半導体素子 | |
| Patel et al. | Electrical resistivity of polycrystalline AgInSe2 thin films | |
| JP2530492B2 (ja) | 酸化物超伝導薄膜の作製方法及びそれに用いる基板 | |
| Coskun et al. | Formation of low and stable ohmic contacts to GaTe layered crystal |