JPS62294178A - Ｂｉ↓２↓４Ｓｉ↓２Ｏ↓４↓０薄膜の形成方法 - Google Patents
Ｂｉ↓２↓４Ｓｉ↓２Ｏ↓４↓０薄膜の形成方法Info
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- JPS62294178A JPS62294178A JP13705586A JP13705586A JPS62294178A JP S62294178 A JPS62294178 A JP S62294178A JP 13705586 A JP13705586 A JP 13705586A JP 13705586 A JP13705586 A JP 13705586A JP S62294178 A JPS62294178 A JP S62294178A
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Landscapes
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
１発明の詳細な説明
〔発明の属する技術分野〕
本発明は各種光デバイスなどに用いられるＢｉ□４Ｓｉ
２Ｏ４０薄膜を基板上に形成する方法に関する。
２Ｏ４０薄膜を基板上に形成する方法に関する。
ビスマスシレナイト系酸化物には例えばＢｉ４Ｓｔ３０
．□、 Ｂｉ２４Ｓｔ２０４゜などがあるが、中でもＢ
ｉ２４ｓｔ２０４０単結晶は電気光学効果や光音響効果
などに優れているために電界センサ、光メモリデバイス
、光変調素子などへの応用が近年非常に有望視されてい
るものである。
．□、 Ｂｉ２４Ｓｔ２０４゜などがあるが、中でもＢ
ｉ２４ｓｔ２０４０単結晶は電気光学効果や光音響効果
などに優れているために電界センサ、光メモリデバイス
、光変調素子などへの応用が近年非常に有望視されてい
るものである。
通常Ｂｉ２４Ｓ１□０４ｏ（以下ＢＳＯと略称する）を
デバイスとして利用するに際しては単結晶の形で用いる
ことが考えられる。しかしながら、ＢＳＯ単結晶を実際
にデバイス作成に尚たって加工すると、ＢＳＯ単結晶は
機械的性質に劣ることから壊れやすいなど種々な障害を
伴なうものである０このためＢＳＯ単結晶はたとえ個別
素子としての適用は可能であるとしても、例えば光電子
集積回路などへ適用しようとするときは単結晶のままで
は不可能である。したがってＢＳＯを用いた各種マイク
ロデノくイスを実現させるためにはＢＳＯを薄膜化する
ことが必要となる。
デバイスとして利用するに際しては単結晶の形で用いる
ことが考えられる。しかしながら、ＢＳＯ単結晶を実際
にデバイス作成に尚たって加工すると、ＢＳＯ単結晶は
機械的性質に劣ることから壊れやすいなど種々な障害を
伴なうものである０このためＢＳＯ単結晶はたとえ個別
素子としての適用は可能であるとしても、例えば光電子
集積回路などへ適用しようとするときは単結晶のままで
は不可能である。したがってＢＳＯを用いた各種マイク
ロデノくイスを実現させるためにはＢＳＯを薄膜化する
ことが必要となる。
ＢＳＯの薄膜形成技術は種々考えられるが、光学的性質
に優れたＢＳＯ薄膜を得るためには有機金属化合物を用
いた気相成長（以下ＭＯＣＶＤと略称する）法が最も有
力である。しかし、ＭＯＣＶＤ法による薄膜形成技術は
主に化合物半導体を中心に進められておシ例えば酸化物
々どの他の系への適用例は現在はとんど見られないＯし
たがってＢＳＯを有効に用いた各種マイクロデバイスを
実現させるためにはＭＯＣＶＤ法により形成されたＢＳ
Ｏ薄膜を得ることが急務と考えられる。
に優れたＢＳＯ薄膜を得るためには有機金属化合物を用
いた気相成長（以下ＭＯＣＶＤと略称する）法が最も有
力である。しかし、ＭＯＣＶＤ法による薄膜形成技術は
主に化合物半導体を中心に進められておシ例えば酸化物
々どの他の系への適用例は現在はとんど見られないＯし
たがってＢＳＯを有効に用いた各種マイクロデバイスを
実現させるためにはＭＯＣＶＤ法により形成されたＢＳ
Ｏ薄膜を得ることが急務と考えられる。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであシ、その目
的はＭＯＣＶＤ法によシ形成されるＢＳＯ薄膜を提供す
ることにある０ 〔発明の要点〕 本発明はＭＯＣＶＤ法によシネ納物が少なく光学的性質
に優れたＢＳＯ薄膜を得るようＫしたものである。
的はＭＯＣＶＤ法によシ形成されるＢＳＯ薄膜を提供す
ることにある０ 〔発明の要点〕 本発明はＭＯＣＶＤ法によシネ納物が少なく光学的性質
に優れたＢＳＯ薄膜を得るようＫしたものである。
以下本発明を実施例に基づき説明する。
第１図は本発明に用いられる通常のＭＯＣＶＤ装置の主
に加熱炉周辺の概略構成図を示したものである。第１図
において１は石英製反応容器１２１２５Ｌは７ランジ部
、３．３ａは原料ガス導入口、４はガス排出口８５はカ
ーボン製サセプタ、６は薄膜を形成する石英製基板、７
は加熱用高周波コイルであるが加熱方式はこのほかに赤
外線加熱や抵抗加熱などいずれでもよい０８は測温用の
熱電対である。
に加熱炉周辺の概略構成図を示したものである。第１図
において１は石英製反応容器１２１２５Ｌは７ランジ部
、３．３ａは原料ガス導入口、４はガス排出口８５はカ
ーボン製サセプタ、６は薄膜を形成する石英製基板、７
は加熱用高周波コイルであるが加熱方式はこのほかに赤
外線加熱や抵抗加熱などいずれでもよい０８は測温用の
熱電対である。
このようなＭＯＣＶＤ装置を用いてＢＳＯ薄膜を基板６
上に形成するには次のごとく行なう。ＢＳＯの構成元素
であるＢｉの原料としては有機金属化合物のトリメチル
ビスマス（Ｂｉ（ＣＨ３）３） ＝またはトリエチルビ
スマス（Ｂｉ（ＣｚＨｓ）ｓ）を用い、水素をキャリア
ガスとしてこれら有機金属化合物蒸気をガス導入口３ａ
から反応容器１内に流入させ、もう一方の構成元素Ｓ１
の原料には１０チ水素希釈のモノシラン（ＳｉＨ４）ま
たはジシラン（Ｓ１２Ｈ６）を使用し、水素をキャリア
ガスとしてガス導入口３ｂから反応容器１内に導き、図
示してない装置によ）反応容器１内を減圧し、Ｂｉを含
む有機金属化合物およびＳｉＨ４またはＳ ｉ ２Ｈ６
を加熱状態で熱分解することによシ鏡面研磨した石英基
板６上にＢｉおよびＳｉを堆積させる。このときの具体
的な条件は反応容器１内圧力は約１００Ｔｏｒｒであり
、全水素ｉ１Ｊ／−ｍ、ＢｉとＳｉをモル比でＢｉ／５
ｉｚ３０とし、サセプタ５の加熱温度は６００℃に設定
した。
上に形成するには次のごとく行なう。ＢＳＯの構成元素
であるＢｉの原料としては有機金属化合物のトリメチル
ビスマス（Ｂｉ（ＣＨ３）３） ＝またはトリエチルビ
スマス（Ｂｉ（ＣｚＨｓ）ｓ）を用い、水素をキャリア
ガスとしてこれら有機金属化合物蒸気をガス導入口３ａ
から反応容器１内に流入させ、もう一方の構成元素Ｓ１
の原料には１０チ水素希釈のモノシラン（ＳｉＨ４）ま
たはジシラン（Ｓ１２Ｈ６）を使用し、水素をキャリア
ガスとしてガス導入口３ｂから反応容器１内に導き、図
示してない装置によ）反応容器１内を減圧し、Ｂｉを含
む有機金属化合物およびＳｉＨ４またはＳ ｉ ２Ｈ６
を加熱状態で熱分解することによシ鏡面研磨した石英基
板６上にＢｉおよびＳｉを堆積させる。このときの具体
的な条件は反応容器１内圧力は約１００Ｔｏｒｒであり
、全水素ｉ１Ｊ／−ｍ、ＢｉとＳｉをモル比でＢｉ／５
ｉｚ３０とし、サセプタ５の加熱温度は６００℃に設定
した。
以上のプロセスで基板６上に形成された薄膜は当然のこ
とながらこの段階ではＢｉ、ＳＬおよび原料に起因する
カーボン（Ｃ）の混合物であって、Ｘｍ回折によって調
べても如何なる化合物の形態も検出することができなか
ったｏしかしながら、この状態の薄膜を酸素雰囲気中で
８００〜９００℃で２０時間以上加熱した結果、得られ
た薄膜は全体としてアモルファスの形態を示しているも
のの、Ｘ線回折によればＢｉ２４Ｓｉ２Ｏ４０のメイン
ビークが検知されたＯ このようにＢｉ２４Ｓｉ２０４０薄膜をＭＯＣＶＤ法を
用いて基板上に形成するには２段階のプロセスが必要で
あシ、先ず基板上にＢｉおよびＳｉを析出させ、次いで
これを酸化雰囲気中でアニーリングすることによシ、所
期の酸化物薄膜を得ることができる。
とながらこの段階ではＢｉ、ＳＬおよび原料に起因する
カーボン（Ｃ）の混合物であって、Ｘｍ回折によって調
べても如何なる化合物の形態も検出することができなか
ったｏしかしながら、この状態の薄膜を酸素雰囲気中で
８００〜９００℃で２０時間以上加熱した結果、得られ
た薄膜は全体としてアモルファスの形態を示しているも
のの、Ｘ線回折によればＢｉ２４Ｓｉ２Ｏ４０のメイン
ビークが検知されたＯ このようにＢｉ２４Ｓｉ２０４０薄膜をＭＯＣＶＤ法を
用いて基板上に形成するには２段階のプロセスが必要で
あシ、先ず基板上にＢｉおよびＳｉを析出させ、次いで
これを酸化雰囲気中でアニーリングすることによシ、所
期の酸化物薄膜を得ることができる。
この方法によれば高純度の原料を用いてしかも膜厚の制
御を高精度に行なうことができるという利点がある。
御を高精度に行なうことができるという利点がある。
かくして得られたＢｉ２４Ｓｉ２Ｏ４０薄膜の代表的な
特性値として吸収係数を測定しその結果を第１表に示す
。測定試料は無作為に選んだ３個を用い、ｉた第１表に
は比較のために通常のＢＳＯ単結晶の吸収係数も併記し
である。
特性値として吸収係数を測定しその結果を第１表に示す
。測定試料は無作為に選んだ３個を用い、ｉた第１表に
は比較のために通常のＢＳＯ単結晶の吸収係数も併記し
である。
第１表
第１表から本発明によるＢＳＯ単結晶と同等もしくはそ
れ以上の特性値を有するものであることがわかる◎これ
は従来のチョクラルスキー法で育成されたＢＳＯ単結晶
では避けられなかった不純物の混入が、本発明のように
純度の高い有機金属化合物を使用することができるＭＯ
ＣＶＤ法では生ずることなく、よシ高品質なりＳＯ薄膜
として得られることを示すものである。したがってＭＯ
ＣＶＤ法を用いた本発明のＢＳＯ薄膜はデバイス作製に
対して十分利用価値のあることが明らかになった。
れ以上の特性値を有するものであることがわかる◎これ
は従来のチョクラルスキー法で育成されたＢＳＯ単結晶
では避けられなかった不純物の混入が、本発明のように
純度の高い有機金属化合物を使用することができるＭＯ
ＣＶＤ法では生ずることなく、よシ高品質なりＳＯ薄膜
として得られることを示すものである。したがってＭＯ
ＣＶＤ法を用いた本発明のＢＳＯ薄膜はデバイス作製に
対して十分利用価値のあることが明らかになった。
ビスマスシレナイド系酸化物とくにＢｉ ２４５ｉ２０
４０が光応用デバイスとして有望であるが、従来のチョ
クラルスキー法による単結晶は機械的性質に劣シ、デバ
イス作製に適当でないので、本発明では実施例で述べた
ようにＢｉを含む有機金属化合物とシランガスを原料と
するＭＯＣＶＤ法を用いて基板上ＫＢｉ、８１を析出さ
せさらに熱処理して腹膜として形成した結果、薄膜制御
が確実で高純度なり１２４Ｓｉ２Ｏ４０の薄膜を得ると
とができ、しかもこの薄膜は加工上に生ずる問題は全く
なく、従来の単結晶と同等以上の優れた光学的性質を有
するものであシ、光応用の各梗デバイスへの適用が明ら
かに有効であるとの結論を得ることができた。
４０が光応用デバイスとして有望であるが、従来のチョ
クラルスキー法による単結晶は機械的性質に劣シ、デバ
イス作製に適当でないので、本発明では実施例で述べた
ようにＢｉを含む有機金属化合物とシランガスを原料と
するＭＯＣＶＤ法を用いて基板上ＫＢｉ、８１を析出さ
せさらに熱処理して腹膜として形成した結果、薄膜制御
が確実で高純度なり１２４Ｓｉ２Ｏ４０の薄膜を得ると
とができ、しかもこの薄膜は加工上に生ずる問題は全く
なく、従来の単結晶と同等以上の優れた光学的性質を有
するものであシ、光応用の各梗デバイスへの適用が明ら
かに有効であるとの結論を得ることができた。
第１図は本発明に適用されるＭＯＣＶＤ装置の要部断面
図である。 １・・・・・・反応容器、３，３ａ・・・・・・原料ガ
ス導入口。
図である。 １・・・・・・反応容器、３，３ａ・・・・・・原料ガ
ス導入口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）原料としてＢｉを含む有機金属化合物とＳｉを含む
水素化合物を用い、これら原料ガスを減圧した反応容器
内に配置した基板上に水素をキャリアとして導入し加熱
することにより熱分解させ、基板上にＢｉとＳｉの混合
薄膜を堆積した後、この薄膜を酸素雰囲気中で高温アニ
ールし酸化物とすることを特徴とするＢｉ＿２＿４Ｓｉ
＿２Ｏ＿４＿０薄膜の形成方法。 ２）特許請求の範囲第１項記載の方法において基板とし
て鏡面研磨した石英板を用いることを特徴とするＢｉ＿
２＿４Ｓｉ＿２Ｏ＿４＿０薄膜の形成方法。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法にお
いて原料ガスの熱分解温度がほぼ６００℃であることを
特徴とするＢｉ＿２＿４Ｓｉ＿２Ｏ＿４＿０薄膜の形成
方法。 ４）特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
載の方法において高温アニール温度が８００〜９００℃
であることを特徴とするＢｉ＿２＿４Ｓｉ＿２Ｏ＿４＿
０薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13705586A JPS62294178A (ja) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | Ｂｉ↓２↓４Ｓｉ↓２Ｏ↓４↓０薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13705586A JPS62294178A (ja) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | Ｂｉ↓２↓４Ｓｉ↓２Ｏ↓４↓０薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62294178A true JPS62294178A (ja) | 1987-12-21 |
Family
ID=15189825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13705586A Pending JPS62294178A (ja) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | Ｂｉ↓２↓４Ｓｉ↓２Ｏ↓４↓０薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62294178A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5902639A (en) * | 1997-03-31 | 1999-05-11 | Advanced Technology Materials, Inc | Method of forming bismuth-containing films by using bismuth amide compounds |
| JP2006338983A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Univ Of Electro-Communications | 透明導電性成形物及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-06-12 JP JP13705586A patent/JPS62294178A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5902639A (en) * | 1997-03-31 | 1999-05-11 | Advanced Technology Materials, Inc | Method of forming bismuth-containing films by using bismuth amide compounds |
| EP1030855A1 (en) * | 1997-03-31 | 2000-08-30 | Advanced Technology Materials, Inc. | Bismuth amide compounds and compositions, and method of forming bismuth-containing films therewith |
| EP1030855A4 (en) * | 1997-03-31 | 2001-03-21 | Advanced Tech Materials | BISMUTH AMIDE COMPOUNDS AND COMPOSITIONS AND METHOD FOR FORMING BISMUTH-CONTAINING FILMS FROM SUCH COMPOUNDS AND COMPOSITIONS |
| JP2006338983A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Univ Of Electro-Communications | 透明導電性成形物及びその製造方法 |
| JP4570152B2 (ja) * | 2005-06-01 | 2010-10-27 | 国立大学法人電気通信大学 | 透明導電性成形物及びその製造方法 |
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