JPS61151092A - 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成方法及び薄膜形成装置Info
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- JPS61151092A JPS61151092A JP27086884A JP27086884A JPS61151092A JP S61151092 A JPS61151092 A JP S61151092A JP 27086884 A JP27086884 A JP 27086884A JP 27086884 A JP27086884 A JP 27086884A JP S61151092 A JPS61151092 A JP S61151092A
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- Japan
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- thin film
- film
- substrate
- chemical vapor
- vapor phase
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、化学気相成長による薄膜形成方法とその装置
に係り、特に結晶性半導体薄膜の形成方法及びその装置
に関する。
に係り、特に結晶性半導体薄膜の形成方法及びその装置
に関する。
化学気相成長法（Ｃｈｅ＋ｍ１ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄ
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ。
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ。
ＣＶＤ）は化学反応を利用して気相から薄膜材料を作る
方法である。特に、この技術は半導体工業に於いて重要
である。たとえば、半導体原料の精製、高品質半導体結
晶Ｍ（エピタキシャル成長膜）の形成、半導体多結晶や
非晶質膜の成長に加えて単結晶多結晶もしくは非晶質絶
縁膜の形成など。
方法である。特に、この技術は半導体工業に於いて重要
である。たとえば、半導体原料の精製、高品質半導体結
晶Ｍ（エピタキシャル成長膜）の形成、半導体多結晶や
非晶質膜の成長に加えて単結晶多結晶もしくは非晶質絶
縁膜の形成など。
半導体レーザーをはじめ電子デバイスの作製に不可欠の
技術となっている。
技術となっている。
ＩＩ −ＶＩ族及びｍ−ｖ族化合物の結晶薄膜の成長に
限って言えば、化学気相法には現在、有機金属化合物を
用いるＭＯＣＶＤ法やハライド金属化合物を用いるハラ
イド金属ＣＶＤ法などがある。これらの方法は、金属元
素の有機化合物乃至ハライド化金物を結晶成長成分の一
部及び全部として用い、加熱基板上にガス状態で導き、
接触分解させ化合物結晶を成長させる方法である。ＭＯ
ＣＶＤ法は１９６８年にＮａｎａｓｅｖｉｔ （Ａｐｐ
ｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌａｔｔ、 １２ （１９６ｇ）１５
６）によって主としてサファイアなどの絶縁性基板上に
Ｉｌｌ −Ｖ族化合物半導体や■−■族化合物半導体を
ヘテロ成長する方法として開発され、現在ｍ−ｖ族化合
物半導体、特にＧａＡｓ成長法として重要な技術となっ
ているが、■−■族化合物半導体デバイスを作製する技
術としてはいまだ成功していないにの原因としては、ま
ず、 ＭＯ（１：ＶＤ法では原料ガス中に含まれるアル
キル基乃至はアルキル基に含まれる炭素の結晶中への取
り込み、又、ハライド金属ＣＶＤでは、同じく原料ガス
中に含まれるＣＱ−、、Ｂｒ−などのハロゲン元素の結
晶中への取り込みが生じ、これらが不純物として働く結
果、不純物濃度の低い良質な半導体結晶の作成が妨げら
れるという欠点がある。
限って言えば、化学気相法には現在、有機金属化合物を
用いるＭＯＣＶＤ法やハライド金属化合物を用いるハラ
イド金属ＣＶＤ法などがある。これらの方法は、金属元
素の有機化合物乃至ハライド化金物を結晶成長成分の一
部及び全部として用い、加熱基板上にガス状態で導き、
接触分解させ化合物結晶を成長させる方法である。ＭＯ
ＣＶＤ法は１９６８年にＮａｎａｓｅｖｉｔ （Ａｐｐ
ｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌａｔｔ、 １２ （１９６ｇ）１５
６）によって主としてサファイアなどの絶縁性基板上に
Ｉｌｌ −Ｖ族化合物半導体や■−■族化合物半導体を
ヘテロ成長する方法として開発され、現在ｍ−ｖ族化合
物半導体、特にＧａＡｓ成長法として重要な技術となっ
ているが、■−■族化合物半導体デバイスを作製する技
術としてはいまだ成功していないにの原因としては、ま
ず、 ＭＯ（１：ＶＤ法では原料ガス中に含まれるアル
キル基乃至はアルキル基に含まれる炭素の結晶中への取
り込み、又、ハライド金属ＣＶＤでは、同じく原料ガス
中に含まれるＣＱ−、、Ｂｒ−などのハロゲン元素の結
晶中への取り込みが生じ、これらが不純物として働く結
果、不純物濃度の低い良質な半導体結晶の作成が妨げら
れるという欠点がある。
第２に■−■族化合物は■−■族より原料の反応性が強
いために、室温でさえも反応するものもあり、良質な結
晶性膜を成長させるにはいわゆるブリマチュアリアクシ
ョン（Ｐｒｅｍａｔｕｒｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ）を抑え
ねばならないが、基板温度、ガス圧力、流量といった従
来の成膜制御条件のみでは困難であるという欠点がある
。
いために、室温でさえも反応するものもあり、良質な結
晶性膜を成長させるにはいわゆるブリマチュアリアクシ
ョン（Ｐｒｅｍａｔｕｒｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ）を抑え
ねばならないが、基板温度、ガス圧力、流量といった従
来の成膜制御条件のみでは困難であるという欠点がある
。
第３にＺｎＳ、Ｚｎ５ｅなどエネルギーギャップの広い
ＩＩ−Ｖｌ族化合物はｐ型形成が極めて難しく（深いア
クセプタ準位を作る不純物を除去しなければならないと
いう事情がある）アルカリイオンのような両性不純物や
高純度な薄膜結晶を得るには可能な限り低い温度での結
晶成長が望ましい。
ＩＩ−Ｖｌ族化合物はｐ型形成が極めて難しく（深いア
クセプタ準位を作る不純物を除去しなければならないと
いう事情がある）アルカリイオンのような両性不純物や
高純度な薄膜結晶を得るには可能な限り低い温度での結
晶成長が望ましい。
現在、ＭＯＣＶＤでは３００℃以上、ハライド金属ＣＶ
Ｄでは、５００℃以上で成長が行なわれており、これを
さらに低温にしてなお十分な結晶性の膜が得られれば不
純物の拡散を−そう減少することができる。
Ｄでは、５００℃以上で成長が行なわれており、これを
さらに低温にしてなお十分な結晶性の膜が得られれば不
純物の拡散を−そう減少することができる。
例えば、ｚ ｎ （ｃ ２ Ｈｓ ）ｚとＳｅＨ，を用
いたＭＯＣ，ＶＤ法によるＺｎ５ｅ膜の形成を例にとる
と、室温においても反応が容易に起るため、基板温度に
よる反応性の制御は困難である。また、こうして形成さ
れたＺｎ５ｅ （微結晶）膜を基板温度を上昇させるこ
とにより、最適温度でアニーリングを行なっても良質の
結晶膜は得られない。そこで反応性の制御因子である結
合エネルギー（Ｚｎ−Ｃ，５ｓ−Ｈまたは５ｅ−０間）
に着目し、Ｚｎ （ｃ２Ｉｉｓ）ｚをより反応性の低
いＺｎ（Ｃ：Ｈａ）ｚに、そしてＨ，Ｓｓを（Ｃ２１（
、）、Ｓｅに変えて膜形成を行なうことが試みられてい
るが、現在の所この方法によっても良質の膜は得られて
いない。又、選択できる化合物の種類も限られており、
この方法に於いても限界があるなど種々の欠点があった
。
いたＭＯＣ，ＶＤ法によるＺｎ５ｅ膜の形成を例にとる
と、室温においても反応が容易に起るため、基板温度に
よる反応性の制御は困難である。また、こうして形成さ
れたＺｎ５ｅ （微結晶）膜を基板温度を上昇させるこ
とにより、最適温度でアニーリングを行なっても良質の
結晶膜は得られない。そこで反応性の制御因子である結
合エネルギー（Ｚｎ−Ｃ，５ｓ−Ｈまたは５ｅ−０間）
に着目し、Ｚｎ （ｃ２Ｉｉｓ）ｚをより反応性の低
いＺｎ（Ｃ：Ｈａ）ｚに、そしてＨ，Ｓｓを（Ｃ２１（
、）、Ｓｅに変えて膜形成を行なうことが試みられてい
るが、現在の所この方法によっても良質の膜は得られて
いない。又、選択できる化合物の種類も限られており、
この方法に於いても限界があるなど種々の欠点があった
。
ハライド金属ＣＶＤ法は、ハライド系の反応性の強いガ
スを使う必要上、反応槽の壁への侵食や基板のエツチン
グが起りやすく、そのため、成長系からの不純物の混入
が起こりやすい。又この方法により半導体結晶膜を得る
には基板を５００°Ｃ以上に加熱する必要があり、これ
によっても不純物により膜が汚染されやすいという欠点
があった。
スを使う必要上、反応槽の壁への侵食や基板のエツチン
グが起りやすく、そのため、成長系からの不純物の混入
が起こりやすい。又この方法により半導体結晶膜を得る
には基板を５００°Ｃ以上に加熱する必要があり、これ
によっても不純物により膜が汚染されやすいという欠点
があった。
又従来のＭＯＣＶＤ法を紫外光照射のみを併用した方法
（第４４回 秋季応物学会２８ａ−Ｎ−１２）でも、膜
内残留不純物除去の効果があつとの報告はされていない
。
（第４４回 秋季応物学会２８ａ−Ｎ−１２）でも、膜
内残留不純物除去の効果があつとの報告はされていない
。
本発明は、上記従来技術の欠点を改善するとともに、良
好な電気的、光学的性質を有する半導体薄膜を提供する
ことにある。
好な電気的、光学的性質を有する半導体薄膜を提供する
ことにある。
本発明は、上記の目的を達成するために、不活性ガスイ
オン及び水素イオンビーム及び紫外・可視光照射手段を
具えた化学気相蒸着装置を用い、例えば、 Ｚｎ（ＣＨ３）２ ＊ Ｚｎ（Ｃ，Ｈｓ）ｚ ｔ Ｚｎ
ＣＱ ２ ＃ Ｚｎ Ｂ ｒｚ ｙＺ ｎ （Ｃ： Ｎ
）ｘ ＣｄＣＣｚＨｓ）ｚｔ ＣｄＣＣＨ３）Ｒｅ ＣｄＣＱ
ｚｔ ＣｄＢｒｚＣｄ（ＣＮ）。
オン及び水素イオンビーム及び紫外・可視光照射手段を
具えた化学気相蒸着装置を用い、例えば、 Ｚｎ（ＣＨ３）２ ＊ Ｚｎ（Ｃ，Ｈｓ）ｚ ｔ Ｚｎ
ＣＱ ２ ＃ Ｚｎ Ｂ ｒｚ ｙＺ ｎ （Ｃ： Ｎ
）ｘ ＣｄＣＣｚＨｓ）ｚｔ ＣｄＣＣＨ３）Ｒｅ ＣｄＣＱ
ｚｔ ＣｄＢｒｚＣｄ（ＣＮ）。
ＨＩＣ（ＣＨａ）ｓ ｔ Ｈｇ（Ｃｚ Ｈａ）ｚ ｌ
ＨｇＣｎ ｔ ｖ Ｈｇ Ｂ ｒａＢ（ＣＨ３）３．Ｂ
ＣＱ３ Ａ Ｑ （ＣＨ３）３？Ａ Ｑ （Ｃ２Ｈａ）３＊Ａ
Ｑ ＣＱ ａｔ Ａ Ｑ Ｂ ｒ３ＡＱＣＣ，Ｈ，）、
ＣＭ、Ａ ｌ２（ＣＨ３）２ＣＨ，ＯＡ Ｑ（ＣＨ，）
（Ｃ： Ｈ２Ｏ）！ Ｉｎ（ＣＨ，）１．Ｉｎ（ＣｚＨｓ）３＋ ＩｎＣＱ
３ＨＩｎＢｒ１＋ｎ Ｐｂ（ＣＩ（３）４ｔ Ｐｂ（ＣｚＨｓ）４１ ｐ
ｂ（ｃ、Ｈ，）、ｃΩ２ｂＨ４ Ｐ（Ｃ，Ｈ，）、、Ｐ、ＰＨ３ Ａｓ（ＣＨ３）ｉｔ Ａｓ（Ｃ，Ｈ，）、、ＡＢＣＱ、
、ＡＳＢｒ。
ＨｇＣｎ ｔ ｖ Ｈｇ Ｂ ｒａＢ（ＣＨ３）３．Ｂ
ＣＱ３ Ａ Ｑ （ＣＨ３）３？Ａ Ｑ （Ｃ２Ｈａ）３＊Ａ
Ｑ ＣＱ ａｔ Ａ Ｑ Ｂ ｒ３ＡＱＣＣ，Ｈ，）、
ＣＭ、Ａ ｌ２（ＣＨ３）２ＣＨ，ＯＡ Ｑ（ＣＨ，）
（Ｃ： Ｈ２Ｏ）！ Ｉｎ（ＣＨ，）１．Ｉｎ（ＣｚＨｓ）３＋ ＩｎＣＱ
３ＨＩｎＢｒ１＋ｎ Ｐｂ（ＣＩ（３）４ｔ Ｐｂ（ＣｚＨｓ）４１ ｐ
ｂ（ｃ、Ｈ，）、ｃΩ２ｂＨ４ Ｐ（Ｃ，Ｈ，）、、Ｐ、ＰＨ３ Ａｓ（ＣＨ３）ｉｔ Ａｓ（Ｃ，Ｈ，）、、ＡＢＣＱ、
、ＡＳＢｒ。
Ａｓ、、Ａｓ４．ＡｓＨ。
５ｂ（ＣＨ３）ａ、５ｂＨ３
Ｔｅ（ＣＨ３）２１ Ｔｅ（ＣｚＨｓ）ｉｓ Ｈｚ
ＴｅＧａ（ＣＨ３）ｉ−Ｇａ（Ｃ，Ｈｇ）３．Ｇａ（Ｃ
２Ｈｓ）ｚＣＱ ＋ａ ＴａＣＱｓｖ ＴａＢｒ５ｒ Ｔａ（ＣｔＨｓｏ）
ｓＨｚ Ｓｅｐ （ＣｚＨｇＬＳｅｗ （ＣＨ３）ｚＳ
ｅＨ２Ｓ −（Ｃ２Ｈｉ）ｚＳ（ＣＨＪ＊ ５ＹＣＱ。
ＴｅＧａ（ＣＨ３）ｉ−Ｇａ（Ｃ，Ｈｇ）３．Ｇａ（Ｃ
２Ｈｓ）ｚＣＱ ＋ａ ＴａＣＱｓｖ ＴａＢｒ５ｒ Ｔａ（ＣｔＨｓｏ）
ｓＨｚ Ｓｅｐ （ＣｚＨｇＬＳｅｗ （ＣＨ３）ｚＳ
ｅＨ２Ｓ −（Ｃ２Ｈｉ）ｚＳ（ＣＨＪ＊ ５ＹＣＱ。
ＭｎＣＱｚｔメチルシクロペンタジェニルマンガンなど
より選ばれた少なくとも一種以上の原料ガスを基板上に
導入接触させると同時または逐次に該基板に対し％ Ｈ
”ｇ Ｈｅ ”ｐ Ｎ ｅＺ Ａ ｒ ”などのガスイ
オンあるいはこれらイオンと紫外、可視光を照射するこ
とにより、基板上の薄膜の結晶性改善および残留不純物
濃度の減少を達成するものである。
より選ばれた少なくとも一種以上の原料ガスを基板上に
導入接触させると同時または逐次に該基板に対し％ Ｈ
”ｇ Ｈｅ ”ｐ Ｎ ｅＺ Ａ ｒ ”などのガスイ
オンあるいはこれらイオンと紫外、可視光を照射するこ
とにより、基板上の薄膜の結晶性改善および残留不純物
濃度の減少を達成するものである。
イオンＪ！Ｉ討の効果を理由として、以下の事項をあげ
ることができる。
ることができる。
１゜イオンビームの運動エネルギーにより、成長時また
は成長後の膜中の原子の拡散、再配列が促進される。
は成長後の膜中の原子の拡散、再配列が促進される。
２、とくにＨ＋イオンを用いた場合、膜中の残留炭素と
反応して炭化水素イオンを生成し、これが膜内から離脱
するに の膜形成に際し、ガス流量、反応管内圧力、基板温度に
加えてイオン電流密度、イオン加速電圧、光波長及び光
強度を適宜変えることによって。
反応して炭化水素イオンを生成し、これが膜内から離脱
するに の膜形成に際し、ガス流量、反応管内圧力、基板温度に
加えてイオン電流密度、イオン加速電圧、光波長及び光
強度を適宜変えることによって。
エピタキシャル成長に於いてのみならず格子定数の異な
る結晶基板、微結晶、アモリファス絶縁基板等の上に付
着強度の良好な良質な半導体結晶薄膜を作製することが
できる。またＭＯＣＶＤ法、ハライド金属ＣＶＤ法と水
素イオン照射を併用することによって併用しない場合と
較べて、膜内残留不純物濃度を低減させることができる
。またイオン照射、光照射と化学気相法とを併用するこ
とにより結晶薄膜成長速度の増大をはかれるなど、高純
度、良質な半導体廠晶を効率良く作成できる。なお本発
明は、上記膜形成用原料ガスのみに限定されるものでは
ない。
る結晶基板、微結晶、アモリファス絶縁基板等の上に付
着強度の良好な良質な半導体結晶薄膜を作製することが
できる。またＭＯＣＶＤ法、ハライド金属ＣＶＤ法と水
素イオン照射を併用することによって併用しない場合と
較べて、膜内残留不純物濃度を低減させることができる
。またイオン照射、光照射と化学気相法とを併用するこ
とにより結晶薄膜成長速度の増大をはかれるなど、高純
度、良質な半導体廠晶を効率良く作成できる。なお本発
明は、上記膜形成用原料ガスのみに限定されるものでは
ない。
以下実施例に基づき、本発明に係る薄膜形成方法及びそ
の装置を説明するが、本発明が以下の実施例に限定され
るものではない。
の装置を説明するが、本発明が以下の実施例に限定され
るものではない。
実施例１
第１図は本発明の一実施例になる装置の概略的構成を示
す断面図であるｓ ２ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒに減圧し
た反応容器１中の、ガラス基板上にスパッタ法により２
０００人の膜厚のＡＱ２０．薄膜を形成した基板２上に
、Ｚｎ（ＣｚＨｉ）ｚを４ Ｘ １０−’ｎ＋ｏ ｎ
／＋＊ｉｎ、５（ｃ−ｕｓ）−を９ Ｘ １０−’ｍｏ
Ｑ ／ｗｉｎの流量で導入し１反応管内圧力を１０−”
Ｔｏｒｒとした。該基板温度を８０℃に保ち、２時間に
渡り、膜を堆積させたところＺｎ及びＳ及び炭素化合物
よりなる０．７ μｍ厚の微結晶状の膜が形成された
。この膜中の残留炭素濃度は約３ Ｘ １０１８ａｎ−
３であった。
す断面図であるｓ ２ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒに減圧し
た反応容器１中の、ガラス基板上にスパッタ法により２
０００人の膜厚のＡＱ２０．薄膜を形成した基板２上に
、Ｚｎ（ＣｚＨｉ）ｚを４ Ｘ １０−’ｎ＋ｏ ｎ
／＋＊ｉｎ、５（ｃ−ｕｓ）−を９ Ｘ １０−’ｍｏ
Ｑ ／ｗｉｎの流量で導入し１反応管内圧力を１０−”
Ｔｏｒｒとした。該基板温度を８０℃に保ち、２時間に
渡り、膜を堆積させたところＺｎ及びＳ及び炭素化合物
よりなる０．７ μｍ厚の微結晶状の膜が形成された
。この膜中の残留炭素濃度は約３ Ｘ １０１８ａｎ−
３であった。
一方同一条件で膜を形成すると同時に、加速電圧７０ｅ
Ｖ、イオン電流密度１００ｎＡ／ａＪのＨ４イオンを該
基板上に照射したところ、膜厚１．３ μｍの７０％以
上の割合で六方晶構造のＺｎＳ結晶膜が形成された。残
りは立方晶構造が主であった。この膜の残留炭素濃度は
２ Ｘ １０”ｄｌｌ −’であった。したがってイオ
ン照射を行なわない膜に較べて成長速度が約２倍に増加
するとともに、約３桁の残留炭素濃度の低減が達成され
た。
Ｖ、イオン電流密度１００ｎＡ／ａＪのＨ４イオンを該
基板上に照射したところ、膜厚１．３ μｍの７０％以
上の割合で六方晶構造のＺｎＳ結晶膜が形成された。残
りは立方晶構造が主であった。この膜の残留炭素濃度は
２ Ｘ １０”ｄｌｌ −’であった。したがってイオ
ン照射を行なわない膜に較べて成長速度が約２倍に増加
するとともに、約３桁の残留炭素濃度の低減が達成され
た。
実施例２
第１図、第２図によって説明する。ガラス基板上にスパ
ッタリング法により膜厚２０００人のＡΩ２０．を蒸着
したものを基板２とし、これを２Ｘ １０−”Ｔｏｒｒ
に減圧した反応容器１中に設置し、２５０℃に加熱した
。次に該反応容器中の該基板上に、ＺｎＣＱ、１５とＭ
ｎＣｎ 、 １６をそれぞれ５Ｘ １０−’ｗｏＱ／ｗ
ｉｎ 、５ Ｘ １０−ｆｆｍｏＱ ／ｗｉｎの流速で
約０．５秒（＝Δｔ１＝Δｔｉ）吹きつけた後、５（Ｃ
２Ｈ，）、１７を３ Ｘ １０−’ｎｏ Ｑ ／ｍｉｎ
の流速で約１秒間（Δｔｉ ）吹きつけた。この操作を
３０００回くり返したが膜は形成されなかった。そこで
、この操作にＺｎＣＱ２１５とＭｎＣＱ、１６を吹きつ
けた後、イオンエネルギー３０ｅＶ、イオン電流密度３
００ｎＡ／ａｄのＨ＋１８を０．５秒間（Ａも４）照射
し、さらにイオンエネルギー７゜ｅＶ、イオン電流密度
１００ｎＡ／ａ＃のＨｅ”１９を１秒間（Δｔｓ）照射
する操作を加えた所、約２５００人の膜厚を有する基板
付着性が良好で高品質な結晶性ＺｎＳ：Ｍｎの薄膜が形
成された。又、この操作において、Ｈｅ ”のイオンエ
ネルギーを５００ｅＶを越えて増加した場合、結晶性の
低下がみられた。
ッタリング法により膜厚２０００人のＡΩ２０．を蒸着
したものを基板２とし、これを２Ｘ １０−”Ｔｏｒｒ
に減圧した反応容器１中に設置し、２５０℃に加熱した
。次に該反応容器中の該基板上に、ＺｎＣＱ、１５とＭ
ｎＣｎ 、 １６をそれぞれ５Ｘ １０−’ｗｏＱ／ｗ
ｉｎ 、５ Ｘ １０−ｆｆｍｏＱ ／ｗｉｎの流速で
約０．５秒（＝Δｔ１＝Δｔｉ）吹きつけた後、５（Ｃ
２Ｈ，）、１７を３ Ｘ １０−’ｎｏ Ｑ ／ｍｉｎ
の流速で約１秒間（Δｔｉ ）吹きつけた。この操作を
３０００回くり返したが膜は形成されなかった。そこで
、この操作にＺｎＣＱ２１５とＭｎＣＱ、１６を吹きつ
けた後、イオンエネルギー３０ｅＶ、イオン電流密度３
００ｎＡ／ａｄのＨ＋１８を０．５秒間（Ａも４）照射
し、さらにイオンエネルギー７゜ｅＶ、イオン電流密度
１００ｎＡ／ａ＃のＨｅ”１９を１秒間（Δｔｓ）照射
する操作を加えた所、約２５００人の膜厚を有する基板
付着性が良好で高品質な結晶性ＺｎＳ：Ｍｎの薄膜が形
成された。又、この操作において、Ｈｅ ”のイオンエ
ネルギーを５００ｅＶを越えて増加した場合、結晶性の
低下がみられた。
実施例３
ガラス基板上にスパッタリング法により、膜厚２０００
人のＹ２Ｏ，を蒸着したものを基板２とし、これを２
Ｘ １０−”Ｔｏｒｒに減圧した反応容器１中に設置し
、１５０℃に加熱した。次番♀該反応容器１中の該基板
２上に、Ｚｎ（Ｃ２Ｈｓ）ｚとＳ （Ｃ７Ｈ，）、をそ
れぞれ、５ Ｘ １０−’ｍｏｆｌ ／ｗｉｎ 、 Ｉ
Ｘ １０−’ｍｏ Ｑ ／ ｍｉｎの流速で該基板２
上に吹きつけることを約３時間行なったがＺｎＳ膜は形
成されなかった。一方同一条件で該反応性ガスを導入す
ると同時に、該基板上にＡｒＦエキシマ−レーザー６よ
り発する１９３ｎｍの紫外光を照射し、かつこれと基板
上の同一場所にイオンエネルギー５０ｅＶ、イオン電流
密度２００ｎＡ／ａｆのＨｅ“を照射することを１時間
行なった所、約７０００人の膜厚を有するＺｎＳ結晶薄
膜が得られた。
人のＹ２Ｏ，を蒸着したものを基板２とし、これを２
Ｘ １０−”Ｔｏｒｒに減圧した反応容器１中に設置し
、１５０℃に加熱した。次番♀該反応容器１中の該基板
２上に、Ｚｎ（Ｃ２Ｈｓ）ｚとＳ （Ｃ７Ｈ，）、をそ
れぞれ、５ Ｘ １０−’ｍｏｆｌ ／ｗｉｎ 、 Ｉ
Ｘ １０−’ｍｏ Ｑ ／ ｍｉｎの流速で該基板２
上に吹きつけることを約３時間行なったがＺｎＳ膜は形
成されなかった。一方同一条件で該反応性ガスを導入す
ると同時に、該基板上にＡｒＦエキシマ−レーザー６よ
り発する１９３ｎｍの紫外光を照射し、かつこれと基板
上の同一場所にイオンエネルギー５０ｅＶ、イオン電流
密度２００ｎＡ／ａｆのＨｅ“を照射することを１時間
行なった所、約７０００人の膜厚を有するＺｎＳ結晶薄
膜が得られた。
本発明によれば、通常のＭＯＣＶＤ法、ハライド金属Ｃ
ＶＤ法による薄膜形成方法におけるよりも、膜成長速度
を増大させることができる上、通常の方法では１反応性
が乏しく膜堆積が生じない気体種相互の反応を促進し、
膜形成を行なわせることができる。また本発明によれば
、通常のＭＯＣＶＤ法、ハライド金属ＣＶＤ法に比べて
膜内の残留不純物濃度を低減させることができる。また
本発明によれば、基板に対する膜付着性の良好な薄膜を
形成することができるなど、高純度で良質な半導体結晶
薄膜の作製を行なうことができる効果がある６
ＶＤ法による薄膜形成方法におけるよりも、膜成長速度
を増大させることができる上、通常の方法では１反応性
が乏しく膜堆積が生じない気体種相互の反応を促進し、
膜形成を行なわせることができる。また本発明によれば
、通常のＭＯＣＶＤ法、ハライド金属ＣＶＤ法に比べて
膜内の残留不純物濃度を低減させることができる。また
本発明によれば、基板に対する膜付着性の良好な薄膜を
形成することができるなど、高純度で良質な半導体結晶
薄膜の作製を行なうことができる効果がある６
第１図は１本発明の一実施例に係わる装置の縦断面図で
ある。第２図は、本発明に係わる反応性ガス導入及びイ
オン照射方法の一例を示すタイムチャートである。 １・・・反応槽、２・・・基板、３・・・ヒーターを含
む回転式基板支持台、４・・・ガス導入ノズル、５・・
・イオン照射装置、６・・・光照射光源、７・・・ガス
導入管、８・・・光学窓、９，１０・・・電磁弁、１１
・・・交流電源。 １２・・・スイッチ、１３・・・排気口、１４・・・真
空計測定子、１５，１６，１７・・・パルス状ガス導入
による反応槽内の圧力経時変化、１８．１９・・・照射
イゝ（
ある。第２図は、本発明に係わる反応性ガス導入及びイ
オン照射方法の一例を示すタイムチャートである。 １・・・反応槽、２・・・基板、３・・・ヒーターを含
む回転式基板支持台、４・・・ガス導入ノズル、５・・
・イオン照射装置、６・・・光照射光源、７・・・ガス
導入管、８・・・光学窓、９，１０・・・電磁弁、１１
・・・交流電源。 １２・・・スイッチ、１３・・・排気口、１４・・・真
空計測定子、１５，１６，１７・・・パルス状ガス導入
による反応槽内の圧力経時変化、１８．１９・・・照射
イゝ（
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、化学気相反応を用いた薄膜形成時に、薄膜を形成す
べき基板にＨ＾＋、Ｈｅ＾＋、Ｎｅ＾＋、Ａｒ＾＋から
選ばれた少なくとも１種以上のイオンを照射することを
特徴とする薄膜形成方法。 ２、照射イオンの加速エネルギーが５００ｅＶ以下であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜形
成方法。 ３、化学気相反応の原料気体の電子的励起を行ないうる
波長の光を上記基板付近の原料気体に照射することを併
用したことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
項記載の薄膜形成方法。 ４、イオン照射は、化学気相反応の原料気体を反応容器
に導入開始直前、或は導入終了後に、上記基板に向かつ
て行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
項又は第３項記載の薄膜形成方法。 ５、化学気相反応の原料気体の導入を交互に、断続的に
行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第４
項までいずれかに記載の薄膜形成方法。 ６、イオン照射は、化学気相反応の原料気体導入開始後
から、膜形成終了時まで継続して行なうことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の薄膜
形成方法。 ７、イオン照射は、上記原料気体の導入と同期して行な
うことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の薄膜形
成方法。 ８、イオン照射は、上記原料気体の導入を交互に行なう
ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の薄膜形成
方法。 ９、化学気相反応装置の薄膜作製用基板に向かつてイオ
ン照射を行ない得るイオン照射装置を１台以上設けたこ
とを特徴とする薄膜形成装置。 １０、該基板に向かつて、化学気相反応の原料気体の電
子励起を行ないうる波長の光を照射する装置を設けたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の薄膜形成装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27086884A JPS61151092A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27086884A JPS61151092A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61151092A true JPS61151092A (ja) | 1986-07-09 |
Family
ID=17492086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27086884A Pending JPS61151092A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61151092A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03139824A (ja) * | 1989-10-25 | 1991-06-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体薄膜の堆積方法 |
-
1984
- 1984-12-24 JP JP27086884A patent/JPS61151092A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03139824A (ja) * | 1989-10-25 | 1991-06-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体薄膜の堆積方法 |
| JPH0587171B2 (ja) * | 1989-10-25 | 1993-12-15 | Kogyo Gijutsuin |
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