JPS63176395A - 窒化カリウム薄膜の製造方法 - Google Patents
窒化カリウム薄膜の製造方法Info
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- JPS63176395A JPS63176395A JP848387A JP848387A JPS63176395A JP S63176395 A JPS63176395 A JP S63176395A JP 848387 A JP848387 A JP 848387A JP 848387 A JP848387 A JP 848387A JP S63176395 A JPS63176395 A JP S63176395A
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明は低温で結晶性、電気的特性の良い結晶化窒化ガ
リウム薄膜を製造する方法に関する。
リウム薄膜を製造する方法に関する。
従来の技術
短波長発光素子など光学素子用材料として注目されてい
る窒化ガリウム薄膜は、真空蒸着、スパッタリング、あ
るいはＣＶＤ等の方法で作製されている。
る窒化ガリウム薄膜は、真空蒸着、スパッタリング、あ
るいはＣＶＤ等の方法で作製されている。
発明が解決しようとする問題点
いずれの薄膜形成法においても、ガリウムと窒素の反応
により窒化ガリウム薄膜が形成されるわけであるが、結
晶性のよい窒化ガリウム薄膜の作製のためには基板温度
として８００℃〜１０００℃以上の温度が必要であり、
プロセス上大きな欠点となっている。また、基板の熱エ
ネルギーのみでは原料の分解が不十分であったり、基板
表面での原子のマイグレイジョンが十分に行われないた
め結晶性の点で満足のゆ（薄膜が得られているとは言い
がたいのが現状である。
により窒化ガリウム薄膜が形成されるわけであるが、結
晶性のよい窒化ガリウム薄膜の作製のためには基板温度
として８００℃〜１０００℃以上の温度が必要であり、
プロセス上大きな欠点となっている。また、基板の熱エ
ネルギーのみでは原料の分解が不十分であったり、基板
表面での原子のマイグレイジョンが十分に行われないた
め結晶性の点で満足のゆ（薄膜が得られているとは言い
がたいのが現状である。
本発明は、結晶性の良い不純物の少ない窒化ガリウム薄
膜を低温で得るための方法を提供することを目的とする
。
膜を低温で得るための方法を提供することを目的とする
。
問題点を解決するための手段
ガリウム、またはガリウムを含む化合物の励起種と、窒
素、または窒素を含む化合物の励起種と、解離水素とを
反応させることで基板上に低温で結晶性の良い化合物薄
膜を得る。
素、または窒素を含む化合物の励起種と、解離水素とを
反応させることで基板上に低温で結晶性の良い化合物薄
膜を得る。
作用
励起種を用いた反応は基本的に活性化エネルギーを持た
ない反応なので低温で窒化ガリウムの合成が可能になる
。さらに、解離水素の高い内部エネルギー（４３１ｋＪ
／ｍｏｌ ）により基板上での反応、マイグレーション
、表面不純物の除去が促進され、さらに水素原子による
ダングリングボンドのパシベーション効果により、低温
で結晶性、電気特性の優れた薄膜形成が可能になる。
ない反応なので低温で窒化ガリウムの合成が可能になる
。さらに、解離水素の高い内部エネルギー（４３１ｋＪ
／ｍｏｌ ）により基板上での反応、マイグレーション
、表面不純物の除去が促進され、さらに水素原子による
ダングリングボンドのパシベーション効果により、低温
で結晶性、電気特性の優れた薄膜形成が可能になる。
実施例
以下、図面を参照して、実施例にもとすき本発明の詳細
な説明する。
な説明する。
まず、本薄膜製造法による薄膜製造装置の構成を第１図
に示す。図中１はりアクタ−１２はグラファイト製サセ
プタ、３は基板である。グラファイト製サセプタを高周
波誘導加熱により加熱し、熱伝導により基板を加熱した
。各ボンベからの原料ガスはそれぞれ４１〜４３の発生
部で活性化された。活性化の方法は本実施例ではマイク
ロ波プラズマを用いたが、この他、アーク放電、レーザ
ー励起、紫外光照射、ＥＣＲプラズマ等を用いてもよい
。ヘリウムで希釈したトリメチルガリウム（ＴＭＧ）を
ボンベ５１から、アンモニアガスをボンベ５２から、そ
して水素ガスをボンベ５３から供給した。それぞれ流量
はマス７０−コントロラー６１を用いて調節した。基板
には（０００１）サファイアを用いた。ＴＭＧおよびア
ンモニアは約１０−θｍｏｌ／頂ｉｎの割合で供給した
。
に示す。図中１はりアクタ−１２はグラファイト製サセ
プタ、３は基板である。グラファイト製サセプタを高周
波誘導加熱により加熱し、熱伝導により基板を加熱した
。各ボンベからの原料ガスはそれぞれ４１〜４３の発生
部で活性化された。活性化の方法は本実施例ではマイク
ロ波プラズマを用いたが、この他、アーク放電、レーザ
ー励起、紫外光照射、ＥＣＲプラズマ等を用いてもよい
。ヘリウムで希釈したトリメチルガリウム（ＴＭＧ）を
ボンベ５１から、アンモニアガスをボンベ５２から、そ
して水素ガスをボンベ５３から供給した。それぞれ流量
はマス７０−コントロラー６１を用いて調節した。基板
には（０００１）サファイアを用いた。ＴＭＧおよびア
ンモニアは約１０−θｍｏｌ／頂ｉｎの割合で供給した
。
基板温度２００℃以上で結晶化した窒化ガリウムの薄膜
が得られた。表面は光学的に平面で２００℃で成長した
薄膜はＸ線回折パターンにおいてＣ軸に垂直な面の反射
のみが非常に強（現れた。ラウェ写真を撮影したところ
、第２図に示すような回折パターンが得られた。Ｘ線の
ビーム径は約２＋ａｍであり、膜面に垂直に入射した。
が得られた。表面は光学的に平面で２００℃で成長した
薄膜はＸ線回折パターンにおいてＣ軸に垂直な面の反射
のみが非常に強（現れた。ラウェ写真を撮影したところ
、第２図に示すような回折パターンが得られた。Ｘ線の
ビーム径は約２＋ａｍであり、膜面に垂直に入射した。
約５ Ｘ ５ｍｍの窒化ガリウム薄膜中ではいずれの位
置においても第２図に示すような回折パターンが得られ
たことがら単結晶薄膜が得られたことがわかる。この薄
膜の電気抵抗を測定したところ１０２ｏΩ・ｃＩＩ！と
極めて高（、純度が高く、欠陥の少ない窒化ガリウム薄
膜が基板温度わずか２００℃で形成されたことがわかる
。
置においても第２図に示すような回折パターンが得られ
たことがら単結晶薄膜が得られたことがわかる。この薄
膜の電気抵抗を測定したところ１０２ｏΩ・ｃＩＩ！と
極めて高（、純度が高く、欠陥の少ない窒化ガリウム薄
膜が基板温度わずか２００℃で形成されたことがわかる
。
また、第１図の構成も本発明の主旨を損なわない範囲に
おいて各種の変形が可能であることは明らかである。そ
して、本発明の主旨を損なわない範囲において本発明は
スパッタリング法、真空蒸着法等にも応用される。
おいて各種の変形が可能であることは明らかである。そ
して、本発明の主旨を損なわない範囲において本発明は
スパッタリング法、真空蒸着法等にも応用される。
発明の効果
以上の説明から明らかな様に、本発明による薄膜形成法
では、活性種を用いたことと、水素原子の持つ大きな内
部エネルギーが薄膜形成に用いられるため低い基板・温
度で特性の良い窒化ガリウム薄膜の形成が可能になる。
では、活性種を用いたことと、水素原子の持つ大きな内
部エネルギーが薄膜形成に用いられるため低い基板・温
度で特性の良い窒化ガリウム薄膜の形成が可能になる。
第１図は本発明の一実施例で用いた試料作製装置の模式
図、第２図は薄膜のラウェ写真の転写図である。 １・・・リアクタ、２・・・サセプタ、３・・・基板、
４１〜４３・・・発生部、５１・・・ＴＭＧ、５２・・
・ＮＬ 、５３・・・Ｈ２，６１，・・・マスフローコ
ントローラー、７１・・・高周波コイル、８１・・・排
気口 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はが１名工 ” 第１図 第２図
図、第２図は薄膜のラウェ写真の転写図である。 １・・・リアクタ、２・・・サセプタ、３・・・基板、
４１〜４３・・・発生部、５１・・・ＴＭＧ、５２・・
・ＮＬ 、５３・・・Ｈ２，６１，・・・マスフローコ
ントローラー、７１・・・高周波コイル、８１・・・排
気口 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はが１名工 ” 第１図 第２図
Claims (1)
- ガリウム、またはガリウムを含む化合物の励起種と、窒
素、または窒素を含む化合物の励起種と、解離水素とを
反応させることにより基板上に窒化ガリウム薄膜を作製
することを特徴とする窒化ガリウム薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP848387A JPS63176395A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 窒化カリウム薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP848387A JPS63176395A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 窒化カリウム薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63176395A true JPS63176395A (ja) | 1988-07-20 |
Family
ID=11694355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP848387A Pending JPS63176395A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 窒化カリウム薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63176395A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008255471A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-10-23 | Sekisui Chem Co Ltd | 窒化ガリウム等のｉｉｉ族窒化物の成膜方法 |
-
1987
- 1987-01-16 JP JP848387A patent/JPS63176395A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008255471A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-10-23 | Sekisui Chem Co Ltd | 窒化ガリウム等のｉｉｉ族窒化物の成膜方法 |
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