JPS59114882A - インジウム−アンチモン系複合結晶半導体及びその製造方法 - Google Patents
インジウム−アンチモン系複合結晶半導体及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS59114882A JPS59114882A JP57224639A JP22463982A JPS59114882A JP S59114882 A JPS59114882 A JP S59114882A JP 57224639 A JP57224639 A JP 57224639A JP 22463982 A JP22463982 A JP 22463982A JP S59114882 A JPS59114882 A JP S59114882A
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- JP
- Japan
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- indium
- antimony
- amount
- thin film
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はインジウム−アンチモン系複合結晶半導体及び
その薄膜の製造方法、さらに詳しくいえば、薄膜状にし
たときにホール素子や磁気抵抗効果素子として好適な特
性を示す、移動度及びホール係数が大きなインジウム−
アンチモン系複合結晶半導体及びその薄膜の製造方法に
関するものである。
その薄膜の製造方法、さらに詳しくいえば、薄膜状にし
たときにホール素子や磁気抵抗効果素子として好適な特
性を示す、移動度及びホール係数が大きなインジウム−
アンチモン系複合結晶半導体及びその薄膜の製造方法に
関するものである。
従来、インジウム−アンチモン化合物の薄膜は極めて高
い移動度を有するため、ホール素子や磁気抵抗素子の素
材として好適であることが知られておシ、特に、最近ダ
イレクトドライブモーター用の位置検出装置として、あ
るいはVTRや音響機器などの部品として注目を浴びる
ようになってきた。
い移動度を有するため、ホール素子や磁気抵抗素子の素
材として好適であることが知られておシ、特に、最近ダ
イレクトドライブモーター用の位置検出装置として、あ
るいはVTRや音響機器などの部品として注目を浴びる
ようになってきた。
一方、近年、これらの部品の使用電力の低減化の要請か
ら、素材に対して抵抗の高いものの要求が強まっている
。しかしながら、この要求を従来の素材を用いて満たす
ためには、素子部の長さを長くする必要がちシ、このこ
とは一方の時代的要請である小型化に対して相反する。
ら、素材に対して抵抗の高いものの要求が強まっている
。しかしながら、この要求を従来の素材を用いて満たす
ためには、素子部の長さを長くする必要がちシ、このこ
とは一方の時代的要請である小型化に対して相反する。
したがって、素材自体の高抵抗化が必要となり、そのた
め移動度を低下することなく、ホール係数を高めた、抵
抗の高い薄膜の出現が要望されていた。
め移動度を低下することなく、ホール係数を高めた、抵
抗の高い薄膜の出現が要望されていた。
本発明者は先に、ホール素子や磁気抵抗効果素子などの
素材として優れた特性を有するインジウム−アンチモン
系複合結晶半導体、及びその薄膜の製造方法を提案した
(特願昭56−46962号、同56−50294号、
同56−177394号など)。しかしながら、この方
法では、高い移動度の薄膜にすればするほど、ホール係
数は高くならず、その結果として、次の式(I)に示さ
れるように、抵抗が小さくなるという問題があった。
素材として優れた特性を有するインジウム−アンチモン
系複合結晶半導体、及びその薄膜の製造方法を提案した
(特願昭56−46962号、同56−50294号、
同56−177394号など)。しかしながら、この方
法では、高い移動度の薄膜にすればするほど、ホール係
数は高くならず、その結果として、次の式(I)に示さ
れるように、抵抗が小さくなるという問題があった。
Ri oc RH/μH(1)
(式中のR1は抵抗、RMはホール係数、μHは移動度
である) 本発明者らは、さらにインジウム−アンチモン系複合結
晶半導体について鋭意研究を続けた結果、インジウムが
極めて過剰の状態でインジウム−アンチモン複合結晶薄
膜を形成したのち、亜鉛及びカドミウムの中から選ばれ
た少なくとも】種の元素を蒸着させることによって、驚
くべきことにこのインジウム−アンチモン複合結晶のよ
うなバンドキャップの小さなものに対して、極めて容易
に膜抵抗が上り・かつ移動度は高い葦ま保たれるという
効果が得られることを見出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。
である) 本発明者らは、さらにインジウム−アンチモン系複合結
晶半導体について鋭意研究を続けた結果、インジウムが
極めて過剰の状態でインジウム−アンチモン複合結晶薄
膜を形成したのち、亜鉛及びカドミウムの中から選ばれ
た少なくとも】種の元素を蒸着させることによって、驚
くべきことにこのインジウム−アンチモン複合結晶のよ
うなバンドキャップの小さなものに対して、極めて容易
に膜抵抗が上り・かつ移動度は高い葦ま保たれるという
効果が得られることを見出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、インジウム−アンチモン化合物の
結晶と単体インジウム結晶との複合結晶から成り、全イ
ンジウムのアンチモンに対する原子比が1.1〜1.7
の範囲にあシ、かつ亜鉛及びカドミウムの中から選ばれ
た少なくとも1種の元素を、原子数で1.I X 10
’6m ”以下含有することを特徴とするインジウム−
アンチモン系複合結晶半導体、及びインジウムとアンチ
モンを、アンチモンに対するインジウムの原子比が1.
1−1.7の範囲になるように基板上に蒸着し、次いで
亜鉛及びカドミウムの中から選ばれた少なくとも1種の
元素を、蒸着したアンチモンに対し、原子の量に基づき
20%以下の量で蒸着させることを特徴とする実質的に
インジウム−アンチモン化合物の結晶と単体インジウム
結晶から成るインジウム単体− ンチモン系複合結晶
半導体薄膜の製造方法を提供するものである。
結晶と単体インジウム結晶との複合結晶から成り、全イ
ンジウムのアンチモンに対する原子比が1.1〜1.7
の範囲にあシ、かつ亜鉛及びカドミウムの中から選ばれ
た少なくとも1種の元素を、原子数で1.I X 10
’6m ”以下含有することを特徴とするインジウム−
アンチモン系複合結晶半導体、及びインジウムとアンチ
モンを、アンチモンに対するインジウムの原子比が1.
1−1.7の範囲になるように基板上に蒸着し、次いで
亜鉛及びカドミウムの中から選ばれた少なくとも1種の
元素を、蒸着したアンチモンに対し、原子の量に基づき
20%以下の量で蒸着させることを特徴とする実質的に
インジウム−アンチモン化合物の結晶と単体インジウム
結晶から成るインジウム単体− ンチモン系複合結晶
半導体薄膜の製造方法を提供するものである。
本発明においては、複合結晶中の全インジウムすなわち
インジウム−アンチモン1ヒ合物中のインジウムと単体
インジウムとの合計のアンチモンに対する原子比を1.
1〜1.7の範囲にすることが必要である。これはこの
範囲のものが、範囲外のものに比べて竹に高い移動度を
示し、実用的な薄膜を形成しうるためである。さらに前
記の原子比が1.1未満の場合は、薄膜に加工した際も
ろくなる上にノイズレベルが高くなるし、また1、7を
超えると工業的生産性の低下をもたらす。特に好ましい
範囲は1.2〜1.6であって、この範囲内では薄膜の
結晶性が良く、かつ高移動度である上に、ノイズレベル
が低く均一性の良いものとなる。
インジウム−アンチモン1ヒ合物中のインジウムと単体
インジウムとの合計のアンチモンに対する原子比を1.
1〜1.7の範囲にすることが必要である。これはこの
範囲のものが、範囲外のものに比べて竹に高い移動度を
示し、実用的な薄膜を形成しうるためである。さらに前
記の原子比が1.1未満の場合は、薄膜に加工した際も
ろくなる上にノイズレベルが高くなるし、また1、7を
超えると工業的生産性の低下をもたらす。特に好ましい
範囲は1.2〜1.6であって、この範囲内では薄膜の
結晶性が良く、かつ高移動度である上に、ノイズレベル
が低く均一性の良いものとなる。
本発明の複合結晶半導体は、前記のようにインジウムが
極めて過剰のインジウム−アンチモン複合結晶に、亜鉛
又はカドミウム若しくはその両方の元素が、原子数1.
I X 10 twr 以下の量で含有きれている
。原子数がこの量を超えると・先に形成されたインジウ
ム−アンチモン複合結晶の結晶性劣化によって、本来の
移動度が著しく減少する。
極めて過剰のインジウム−アンチモン複合結晶に、亜鉛
又はカドミウム若しくはその両方の元素が、原子数1.
I X 10 twr 以下の量で含有きれている
。原子数がこの量を超えると・先に形成されたインジウ
ム−アンチモン複合結晶の結晶性劣化によって、本来の
移動度が著しく減少する。
本発明において前記の量の亜鉛又はカドミウム若しくは
その両方の元素を含有させるためには、先に形成された
インジウム単体を含むインジウム−アンチモン化合物の
複合結晶の薄膜に、そのアンチモンに対して原子の量基
準で20%以下、好丑しくは2〜10%の量の亜鉛又は
カドミウム若しくはその両方の元素を蒸着させればよい
。
その両方の元素を含有させるためには、先に形成された
インジウム単体を含むインジウム−アンチモン化合物の
複合結晶の薄膜に、そのアンチモンに対して原子の量基
準で20%以下、好丑しくは2〜10%の量の亜鉛又は
カドミウム若しくはその両方の元素を蒸着させればよい
。
一般に、この種の元素を成長した結晶の薄膜に導入する
ことは、その付着係数が小さいためにかなり困難である
が、本発明の薄膜においては過剰の溶融インジウムが存
在していることによジ、前記の元素は蒸着量にほぼ比例
した量で導入される。
ことは、その付着係数が小さいためにかなり困難である
が、本発明の薄膜においては過剰の溶融インジウムが存
在していることによジ、前記の元素は蒸着量にほぼ比例
した量で導入される。
すなわち、本発明においては、インジウムとアンチモン
との原子比が1.1 : 1ないし1.71の範囲のイ
ンジウム−アンチモン複合結晶薄膜を形成させることが
重要なポイントとなる。
との原子比が1.1 : 1ないし1.71の範囲のイ
ンジウム−アンチモン複合結晶薄膜を形成させることが
重要なポイントとなる。
このようなインジウム−アンチモン複合結晶薄膜は、本
発明者らの先に提案した方法(特願昭56−46962
号、同56−50294号、同56−177394号な
ど)に基づき、蒸着手段を用いてインジウムとアンチモ
ンの乗置のコントロールにより容易に形成させることが
できる。またこの結晶薄膜は蒸着条件、特に基板温度に
より高度に成長した結晶薄膜として形成されつる。なか
でも高い移動度を有する薄膜を得るためには、基板温度
の上昇などの手段が特に有用である。
発明者らの先に提案した方法(特願昭56−46962
号、同56−50294号、同56−177394号な
ど)に基づき、蒸着手段を用いてインジウムとアンチモ
ンの乗置のコントロールにより容易に形成させることが
できる。またこの結晶薄膜は蒸着条件、特に基板温度に
より高度に成長した結晶薄膜として形成されつる。なか
でも高い移動度を有する薄膜を得るためには、基板温度
の上昇などの手段が特に有用である。
本発明においては、まずインジウムとアンチモンとを、
アンチモンに対するインジウムの原子比が1.1〜1.
7の範囲になるように、通常300〜520℃の温度範
囲に保たれた基板上に、好ましくは1.0〜ioX/s
ecの範囲の蒸着速度でもって蒸着を行い、次いで適当
な基板温度のもとで、亜鉛又はカドミウム若しくはその
両方の元素を、蒸着したアンチモンに対し、原子の量に
基づキク0係以下の量で蒸着させる。これらの元素の薄
膜中の含有量は、基板温度とそれらの元素の蒸気圧によ
ってかなり影響を受ける。例えば400℃のような高い
基板温度では前記元素は薄膜中にほとんど入っていかず
、−万200℃のような低い基板温度では、薄膜中の前
記元素の含有量は乗置に比例した量となる。一方前記し
たようにインジウムの溶融状態を保つことが必要である
ことから、基板温度はインジウムの融点157℃以上で
あることが必要となる。また、亜鉛とカドミウムの両方
の元素を蒸着させる場合は、それぞれ別々に蒸着させて
゛もよいし、あるいけ同時に蒸、着させてもよい。
アンチモンに対するインジウムの原子比が1.1〜1.
7の範囲になるように、通常300〜520℃の温度範
囲に保たれた基板上に、好ましくは1.0〜ioX/s
ecの範囲の蒸着速度でもって蒸着を行い、次いで適当
な基板温度のもとで、亜鉛又はカドミウム若しくはその
両方の元素を、蒸着したアンチモンに対し、原子の量に
基づキク0係以下の量で蒸着させる。これらの元素の薄
膜中の含有量は、基板温度とそれらの元素の蒸気圧によ
ってかなり影響を受ける。例えば400℃のような高い
基板温度では前記元素は薄膜中にほとんど入っていかず
、−万200℃のような低い基板温度では、薄膜中の前
記元素の含有量は乗置に比例した量となる。一方前記し
たようにインジウムの溶融状態を保つことが必要である
ことから、基板温度はインジウムの融点157℃以上で
あることが必要となる。また、亜鉛とカドミウムの両方
の元素を蒸着させる場合は、それぞれ別々に蒸着させて
゛もよいし、あるいけ同時に蒸、着させてもよい。
このようにして得られたインジウム−アンチモン系複合
結晶半導体には、亜鉛又はカドミウム若しくはその両方
の元素が原子数1.I X 10 cm以下の量で含
有されることが必要であり、この量を超えて含有される
と、前記したように先に形成されたインジウム−アンチ
モン複合結晶薄膜の結晶性が破壊されて移動度が低下す
る。
結晶半導体には、亜鉛又はカドミウム若しくはその両方
の元素が原子数1.I X 10 cm以下の量で含
有されることが必要であり、この量を超えて含有される
と、前記したように先に形成されたインジウム−アンチ
モン複合結晶薄膜の結晶性が破壊されて移動度が低下す
る。
このインジウム−アンチモン系複合結晶半導体は、これ
を高感度のホール素子や磁気抵抗効果素子として用いる
場合には、薄膜にするのが好ましい。したがって、本発
明の半導体をホール素子又は磁気抵抗効果素子・とじて
用いるためには、膜厚5.000 X 〜10 μm、
好ましくは0.8〜5.0μmの範囲内の薄膜状にする
のが望ましい。この膜厚は薄いほど出力電圧は大きくな
るが、あまり薄くなると移動度が低下する。
を高感度のホール素子や磁気抵抗効果素子として用いる
場合には、薄膜にするのが好ましい。したがって、本発
明の半導体をホール素子又は磁気抵抗効果素子・とじて
用いるためには、膜厚5.000 X 〜10 μm、
好ましくは0.8〜5.0μmの範囲内の薄膜状にする
のが望ましい。この膜厚は薄いほど出力電圧は大きくな
るが、あまり薄くなると移動度が低下する。
本発明のインジウム−アンチモン系複合結晶半導体は、
通常絶縁基板好ましくは結晶性基板上に担持させた形で
製品化される。このような基板としては、例えば石英ガ
ラス、ホウケイ酸ガラス、ナトリウムガラス、サファイ
ア、フン比カル/ウム、塩化ナトリウム、雲母、ガリウ
ムヒ素などが用いられる。
通常絶縁基板好ましくは結晶性基板上に担持させた形で
製品化される。このような基板としては、例えば石英ガ
ラス、ホウケイ酸ガラス、ナトリウムガラス、サファイ
ア、フン比カル/ウム、塩化ナトリウム、雲母、ガリウ
ムヒ素などが用いられる。
このようにして得られた本発明の複合結晶半導体薄膜は
、そのま捷で、あるいはフェライトなどの別の基板へ貼
付又は転写し、パターニング、電極付けすることによっ
て、ホール素子や磁気抵抗効果素子などの半導体装置に
加工することができる。また、本発明の薄膜は、例えば
移動度50,000Cm/ V −S E3 C%ボー
ル係数900t、A10という極めて優れたものであり
、この薄膜を使用した装置は極めて微弱な電流で非常に
高い感度を示す。
、そのま捷で、あるいはフェライトなどの別の基板へ貼
付又は転写し、パターニング、電極付けすることによっ
て、ホール素子や磁気抵抗効果素子などの半導体装置に
加工することができる。また、本発明の薄膜は、例えば
移動度50,000Cm/ V −S E3 C%ボー
ル係数900t、A10という極めて優れたものであり
、この薄膜を使用した装置は極めて微弱な電流で非常に
高い感度を示す。
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
実施例1
6枚のウェーハーが同心円上に設置でき、回転する基板
ホルダーを有する真空蒸着装置を使用して蒸着を行った
。基板温度はウェー/・〜上10mmの個“所に設けら
れた白金−パラジウムサーモカップルで検知され、また
別のサーモカップルを制御用に設けた。
ホルダーを有する真空蒸着装置を使用して蒸着を行った
。基板温度はウェー/・〜上10mmの個“所に設けら
れた白金−パラジウムサーモカップルで検知され、また
別のサーモカップルを制御用に設けた。
基板としては雲母を用いた。原料のインジウムとアンチ
モンはいずれもフルウチ化学社製6−Nのものを用いた
。
モンはいずれもフルウチ化学社製6−Nのものを用いた
。
蒸着に轟っては、最初に真空度を7×1O−5torr
にし、基板温度を430℃に設定し、蒸着時間は30分
間で最終温度を510℃にした。そしてその間の基板温
度上昇速度を蒸着開始後0〜10分、12〜20分、2
2〜30分は1〜b10〜12分は12〜b 分は6〜b は、アンチモンの方がインジウムよシ多く基板に到達す
るようにし、アンチモンを1.22、インジウムを1.
9′?蒸着した。
にし、基板温度を430℃に設定し、蒸着時間は30分
間で最終温度を510℃にした。そしてその間の基板温
度上昇速度を蒸着開始後0〜10分、12〜20分、2
2〜30分は1〜b10〜12分は12〜b 分は6〜b は、アンチモンの方がインジウムよシ多く基板に到達す
るようにし、アンチモンを1.22、インジウムを1.
9′?蒸着した。
次いで基板温度を210℃にさげ、亜鉛を4分間で帆0
46?蒸着した。
46?蒸着した。
得られた膜の移動度μHは5 、3000 cni/
v、 sec、ホール係数I’jHは880 ca/
Cであった。
v、 sec、ホール係数I’jHは880 ca/
Cであった。
これらの膜3枚のウェハーを原子吸光分析したところ、
インジウムとアンチモンの原子組成比F In / F
Sbは1.30±0.03であった。
インジウムとアンチモンの原子組成比F In / F
Sbは1.30±0.03であった。
なお亜鉛を蒸着しない場合は、R)]は380crtl
/Cであった。
/Cであった。
実施例2〜4
蒸着量を変え、実施例1と同様にして蒸着を行った。そ
の結果を第1表にする。
の結果を第1表にする。
第 1 表
】
実施例5
実施例1における亜鉛の代りにカドミウムを用いて同様
にして蒸着した。
にして蒸着した。
この際の蒸着量は、それぞれインジウム1.822、ア
ンチモン1.2317’、カドミウム0.051 F?
であった。得られた膜のμHは34,000 ctrl
/V・eec、、 RHは650 cA/ Oであった
。
ンチモン1.2317’、カドミウム0.051 F?
であった。得られた膜のμHは34,000 ctrl
/V・eec、、 RHは650 cA/ Oであった
。
比較例
蒸着量をインジウム1.91i’、アンチモン1,9り
、亜鉛0.0359として実施例1と同様に蒸着した。
、亜鉛0.0359として実施例1と同様に蒸着した。
得ら九た膜のμHは3,500 ci/V−sec X
RH/d230 tA/ O、F■n/FSbは1.0
であった。
RH/d230 tA/ O、F■n/FSbは1.0
であった。
実施例6
実施例1において亜鉛の蒸着の際の基板温度を300℃
に代える以外は、実施例1とほぼ同様にして行った。こ
の際のインジウム、アンチモン及び亜鉛の蒸着量はそれ
ぞれ1.85グ、1.3?、0.0362であった。
に代える以外は、実施例1とほぼ同様にして行った。こ
の際のインジウム、アンチモン及び亜鉛の蒸着量はそれ
ぞれ1.85グ、1.3?、0.0362であった。
得られた膜の特性tt’i IIH51、000cni
/ ’V” sec、R)+ 495 cp1/ Cで
、1、Fln/FSbは1.18 であった。
/ ’V” sec、R)+ 495 cp1/ Cで
、1、Fln/FSbは1.18 であった。
なお、亜鉛を蒸着しない場合のRHは350 crrl
/ 0であった。
/ 0であった。
実施例7
実施例6に診いて、亜鉛の蒸着時の基板温度を400℃
にしたときには、RHは360 cA/ Cであった。
にしたときには、RHは360 cA/ Cであった。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 インジウム−アンチモン化合物の結晶と単体インジ
ウム結晶との複合結晶から成9、全インジウムのアンチ
モンに対する原子比が1.1〜1.7の範囲にあり、か
つ亜鉛及びカドミウムの中から選ばれた少なくとも1種
の元素を、原子数で1.I X I Q16副−3以下
含有することを特徴とするインジウム−アンチモン系複
合結晶半導体。 − 2薄膜状である特許請求の範囲第1項記載の半導体。 3 インジウムとアンチモンとを、アンチモンに対する
インジウムの原子比が1.1〜1.7の範囲になるよう
に基板上に蒸着し、次いで亜鉛及びカドミウムの甲から
選は、1だ少なくとも1種の元素を、蒸着したアンチモ
ンに対し、原子の量に基づき20%以下の量で蒸着させ
ることを特徴とする実質的にインジウム−アンチモン化
合物の結晶と単体インジウム結晶から成るインジウム−
アンチモン系複合結晶半導体薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57224639A JPS59114882A (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | インジウム−アンチモン系複合結晶半導体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57224639A JPS59114882A (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | インジウム−アンチモン系複合結晶半導体及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59114882A true JPS59114882A (ja) | 1984-07-03 |
JPH0425718B2 JPH0425718B2 (ja) | 1992-05-01 |
Family
ID=16816859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57224639A Granted JPS59114882A (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | インジウム−アンチモン系複合結晶半導体及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59114882A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6120378A (ja) * | 1984-07-09 | 1986-01-29 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 磁電変換素子 |
DE3606607A1 (de) * | 1985-02-28 | 1986-09-11 | Tokyo Juki Industrial Co., Ltd., Chofu, Tokio/Tokyo | Naehmaschine |
-
1982
- 1982-12-21 JP JP57224639A patent/JPS59114882A/ja active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6120378A (ja) * | 1984-07-09 | 1986-01-29 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 磁電変換素子 |
DE3606607A1 (de) * | 1985-02-28 | 1986-09-11 | Tokyo Juki Industrial Co., Ltd., Chofu, Tokio/Tokyo | Naehmaschine |
DE3606607C2 (ja) * | 1985-02-28 | 1992-01-02 | Tokyo Juki Industrial Co., Ltd., Chofu, Tokio/Tokyo, Jp |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0425718B2 (ja) | 1992-05-01 |
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