JPS6390833A - ２族および６族からなる化合物薄膜の製造方法 - Google Patents
２族および６族からなる化合物薄膜の製造方法Info
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- JPS6390833A JPS6390833A JP23653386A JP23653386A JPS6390833A JP S6390833 A JPS6390833 A JP S6390833A JP 23653386 A JP23653386 A JP 23653386A JP 23653386 A JP23653386 A JP 23653386A JP S6390833 A JPS6390833 A JP S6390833A
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- Japan
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＩＩ族およびＶＩ族からなる化合物薄膜の製造
方法に関する。
方法に関する。
ＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ等のｆｆ−ＶＩ族化合物はエレクトロ
ルミネセンス材料として古くから注目されている。近年
Ｍ Ｂ Ｅ 、 Ｍ ＯＣＶ Ｄ 、 Ａ Ｌ Ｅ法等
の薄膜成長技術の進歩によりＩ［−Ｖｆ族化合物薄膜の
品質改善が進んでいる。これにともないデバイスへの応
用が活発に検討されるようになった。新しい成膜技術の
中でＭＯＣＶＤ法及びガスソースＡＬＥ法は大面積化が
比較的容易であることから、特に注目されている。Ｍ
ＯＣＶ Ｄ法は、有機金属液体くあるいは固体）を気化
し、これを基板成長面上で熱分解することにより成膜す
る方法である。
ルミネセンス材料として古くから注目されている。近年
Ｍ Ｂ Ｅ 、 Ｍ ＯＣＶ Ｄ 、 Ａ Ｌ Ｅ法等
の薄膜成長技術の進歩によりＩ［−Ｖｆ族化合物薄膜の
品質改善が進んでいる。これにともないデバイスへの応
用が活発に検討されるようになった。新しい成膜技術の
中でＭＯＣＶＤ法及びガスソースＡＬＥ法は大面積化が
比較的容易であることから、特に注目されている。Ｍ
ＯＣＶ Ｄ法は、有機金属液体くあるいは固体）を気化
し、これを基板成長面上で熱分解することにより成膜す
る方法である。
一般に、このＭＯＣＶＤ法は低温成長法であるため、管
壁等よりの不純物混入が少なく、かつ空孔等の真性欠陥
が生じにくいという特徴を有している。このために高品
質な結晶性を有するＩＩ族およびＶＩ族からなる化合物
薄膜の形成手段として注目されている成長技術である。
壁等よりの不純物混入が少なく、かつ空孔等の真性欠陥
が生じにくいという特徴を有している。このために高品
質な結晶性を有するＩＩ族およびＶＩ族からなる化合物
薄膜の形成手段として注目されている成長技術である。
ＭＯＣＶＤ法によるＩＩ族およびＶＩ族からなる化合物
薄膜形成には、−般に■族アルキル化合物と■放水素化
物が使用される。
薄膜形成には、−般に■族アルキル化合物と■放水素化
物が使用される。
一方、ＡＬＥ法の原理は、得ようとする化合物構成元素
あるいはその元素を含む化合物を交互に供給し、単原子
層づつ堆積させ化合物薄膜を形成するものである。ＡＬ
Ｅ法は化合物構成元素の単原子層吸着を積極的に利用す
る成膜方法である。
あるいはその元素を含む化合物を交互に供給し、単原子
層づつ堆積させ化合物薄膜を形成するものである。ＡＬ
Ｅ法は化合物構成元素の単原子層吸着を積極的に利用す
る成膜方法である。
単原子吸着層を形成するためには、基板温度を比較的高
く設定し、下地層との化学結合に寄与しない２層目以上
の原子（あるいは分子）を再蒸発させることにより得ら
れると考えられている。
く設定し、下地層との化学結合に寄与しない２層目以上
の原子（あるいは分子）を再蒸発させることにより得ら
れると考えられている。
ＡＬＥ法では前述したように、単原子層のみ吸着堆積す
る製造条件が選択される。このような条件下で化合物薄
膜を形成するＡＬＥ法は、導入物質量に依荏せず、広い
面積にわたり原子層オーダーで化合物薄膜を形成させる
ことができる。膜厚は交互に導入する物質のサイクル数
によって正確に制御できる。また、Ａ Ｌ Ｅ法を用い
ると、非晶質基板上でもダレインサイズの大きな多結晶
薄膜が得られ、薄膜Ｅｌ−素子への応用が検討されてい
る。
る製造条件が選択される。このような条件下で化合物薄
膜を形成するＡＬＥ法は、導入物質量に依荏せず、広い
面積にわたり原子層オーダーで化合物薄膜を形成させる
ことができる。膜厚は交互に導入する物質のサイクル数
によって正確に制御できる。また、Ａ Ｌ Ｅ法を用い
ると、非晶質基板上でもダレインサイズの大きな多結晶
薄膜が得られ、薄膜Ｅｌ−素子への応用が検討されてい
る。
ガスソースＡ Ｌ、 Ｅ法は、ＺｎＣｆｆｚ 、Ｈ２Ｓ
等をガス状にして形成する方法である。この方法は制御
性および大面積化が容易であると考えられている。
等をガス状にして形成する方法である。この方法は制御
性および大面積化が容易であると考えられている。
■−■族化合物薄膜のうちでＺｎＳ及びその混晶である
Ｚ ｎ Ｓ ｘ Ｓ ｅ ）−ｘは、青色発光素子ある
いは薄膜エレクトロルミネセンス素子用材料として重要
である。従来■族ソースとしてジメチル亜鉛等のアルキ
ル化合物が使用されている。このアルキル化合物は１０
０〜２００℃の低温で分解する。一方、■族ソースのう
ちＨ２Ｓ、ジエチル・イオウ、ジメチルイオウ、チオフ
ェン等がイオウ供給源として使用されている。しかし、
上述のイオウ供給源は■族ソースに比べ熱的に安定であ
る。
Ｚ ｎ Ｓ ｘ Ｓ ｅ ）−ｘは、青色発光素子ある
いは薄膜エレクトロルミネセンス素子用材料として重要
である。従来■族ソースとしてジメチル亜鉛等のアルキ
ル化合物が使用されている。このアルキル化合物は１０
０〜２００℃の低温で分解する。一方、■族ソースのう
ちＨ２Ｓ、ジエチル・イオウ、ジメチルイオウ、チオフ
ェン等がイオウ供給源として使用されている。しかし、
上述のイオウ供給源は■族ソースに比べ熱的に安定であ
る。
このため、膜中への、イオウとり込み率が小さく、■族
ソース分圧に比べ、イオウ供給源の分圧あるいは導入量
を増加させなければならなかった。ＭＯＣＶＤ法では、
イオウ供給源の供給量で成膜速度が決定され、２００℃
程度の成長温度では成膜速度が著しく低下した。一方、
ＡＬＥ法ではイオウ供給源、の供給量あるいは供給時間
を■族ソース導入時間に比べ長く設定しなければならな
かった。
ソース分圧に比べ、イオウ供給源の分圧あるいは導入量
を増加させなければならなかった。ＭＯＣＶＤ法では、
イオウ供給源の供給量で成膜速度が決定され、２００℃
程度の成長温度では成膜速度が著しく低下した。一方、
ＡＬＥ法ではイオウ供給源、の供給量あるいは供給時間
を■族ソース導入時間に比べ長く設定しなければならな
かった。
このため、■族ソースと■族ソースを交互に導入するガ
スソースＡＬＥ法ではプロセス時間が非常に長くなって
いた。従って、イオウの膜中へとり込み率を上昇させ、
プロセス時間を短くすることが強く望まれている。イオ
ウ供給源の供給量を多くすることは次の点で不利である
。■ＭＯＣＶＤ法では■族ソースとのガス混合の均一性
がみだれる。■ガスソースＡＬＥではガス切り変え時間
が長くなることにより膜中に不純物が導入され、膜の品
質が低下する。したがって小量のイオウ供給源によって
成長表面上に充分イオウ濃度を高くする必要があるが、
従来技術では困難であった。
スソースＡＬＥ法ではプロセス時間が非常に長くなって
いた。従って、イオウの膜中へとり込み率を上昇させ、
プロセス時間を短くすることが強く望まれている。イオ
ウ供給源の供給量を多くすることは次の点で不利である
。■ＭＯＣＶＤ法では■族ソースとのガス混合の均一性
がみだれる。■ガスソースＡＬＥではガス切り変え時間
が長くなることにより膜中に不純物が導入され、膜の品
質が低下する。したがって小量のイオウ供給源によって
成長表面上に充分イオウ濃度を高くする必要があるが、
従来技術では困難であった。
本発明の目的は、従来より低温で良質な薄膜が高い成長
速度で得られ、ガスソースＡ Ｌ Ｅ法では成膜時間を
従来より大幅に低下させることが可能で、更に好ましく
ない不純物混入を低下させることが可能で、薄膜品質の
向上が得られるＩＩ族およびＶＩ族からなる化合物薄膜
の製造方法を提供することにある。
速度で得られ、ガスソースＡ Ｌ Ｅ法では成膜時間を
従来より大幅に低下させることが可能で、更に好ましく
ない不純物混入を低下させることが可能で、薄膜品質の
向上が得られるＩＩ族およびＶＩ族からなる化合物薄膜
の製造方法を提供することにある。
本発明のＩＩ族およびＶＩ族からなる化合物薄膜の製造
方法は少なくとも１つの■族元素を含む１種以上の化合
物気体と、少なくとも１つの■族元素を含む１種以上の
化合物気体とを同時あるいは交互に基板上に導入するこ
とにより形成するＩＩ族およびＶＩ族からなる化合物薄
膜の製造方法において、前記■族元素を含む化合物気体
としてＨ２Ｓ２ 、Ｈ２Ｓ３ 、Ｈ２Ｓ４のうちいずれ
か一種又は二種以上の気体を用いることを特徴として構
成される。
方法は少なくとも１つの■族元素を含む１種以上の化合
物気体と、少なくとも１つの■族元素を含む１種以上の
化合物気体とを同時あるいは交互に基板上に導入するこ
とにより形成するＩＩ族およびＶＩ族からなる化合物薄
膜の製造方法において、前記■族元素を含む化合物気体
としてＨ２Ｓ２ 、Ｈ２Ｓ３ 、Ｈ２Ｓ４のうちいずれ
か一種又は二種以上の気体を用いることを特徴として構
成される。
本発明は■族ソースの１つであるイオウ供給源としてＨ
２Ｓ２．Ｈ２Ｓ３．トｌ２Ｓ４の化合物液体を気化して
、ＩＩ族およびＶＩ族からなる化合物薄膜を形成するこ
とを特徴としている。ポリ硫化水素と呼ばれるＨ２ Ｓ
２ 、Ｈ２Ｓ３ 、Ｈｚ Ｓ４は加熱、光照射等により
容易にイオウを放出する。従来イオウ供給源を加熱等に
より分解した後成長基板上に導入したり、又イオウ濃度
を高くするためイオウ洪給源の供給量を多くしていた。
２Ｓ２．Ｈ２Ｓ３．トｌ２Ｓ４の化合物液体を気化して
、ＩＩ族およびＶＩ族からなる化合物薄膜を形成するこ
とを特徴としている。ポリ硫化水素と呼ばれるＨ２ Ｓ
２ 、Ｈ２Ｓ３ 、Ｈｚ Ｓ４は加熱、光照射等により
容易にイオウを放出する。従来イオウ供給源を加熱等に
より分解した後成長基板上に導入したり、又イオウ濃度
を高くするためイオウ洪給源の供給量を多くしていた。
ポリ硫化水素を用いることにより、小量でも充分に基板
上のイオウ濃度を高くすることが可能となった。
上のイオウ濃度を高くすることが可能となった。
本発明によるＩＩ族およびＶＩ族からなる化合物薄膜の
製造方法では、Ｈ２Ｓ２．Ｈ２Ｓ３．Ｈ２Ｓ４のポリ硫
化水素と呼ばれる液体を気化し、これをイオウ供給ガス
源として使用している。
製造方法では、Ｈ２Ｓ２．Ｈ２Ｓ３．Ｈ２Ｓ４のポリ硫
化水素と呼ばれる液体を気化し、これをイオウ供給ガス
源として使用している。
この方法により従来より大幅に基板表面上のイオウ濃度
を高くすることが可能となった。その結果Ｍ。
を高くすることが可能となった。その結果Ｍ。
ＣＶＤ法では成膜温度を下げても良質な薄膜が、高い成
長速度で形成可能となった。また、イオウソースの高温
熱分解過程も存在しないため、熱分解時に伴う不純物混
入も少なくなり、薄膜の高品質化に寄与している。
長速度で形成可能となった。また、イオウソースの高温
熱分解過程も存在しないため、熱分解時に伴う不純物混
入も少なくなり、薄膜の高品質化に寄与している。
一方、ガスソースＡＬＥ法ではイオウソース導入時間が
従来の半分で充分イオウの吸着層が形成されるためプロ
セス時間の大幅な短縮が可能となった。また同時に膜中
の不純物濃度も減少することが確認できた。
従来の半分で充分イオウの吸着層が形成されるためプロ
セス時間の大幅な短縮が可能となった。また同時に膜中
の不純物濃度も減少することが確認できた。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第１図は本発明の一実施例を説明するための製造装置
の概略図である。
。第１図は本発明の一実施例を説明するための製造装置
の概略図である。
第１図に示すように反応管１は石英製で１０Ｔｏｒｒ台
まで減圧可能であり、１０は排気手段である。ヒーター
付の基板保持台２は直径５（＝１程度で５５０℃まで加
熱可能である。ガス導入部は３木のガス導入管３，４．
５より成っている。本実施例では、■族ソースとし、て
ジエチル亜鉛１３．ＶＩ族ソースとしてＨ２Ｓ２１５を
それぞれ１００％の状態で使用しそれぞれガス導入管３
及び５より導入するようにした。これらは常温で液体で
あるため、減圧することにより気化させている。上記装
置を用い、ガスソースＡ Ｌ Ｅ法でＺｎＳ膜形成につ
いて以下述べる。
まで減圧可能であり、１０は排気手段である。ヒーター
付の基板保持台２は直径５（＝１程度で５５０℃まで加
熱可能である。ガス導入部は３木のガス導入管３，４．
５より成っている。本実施例では、■族ソースとし、て
ジエチル亜鉛１３．ＶＩ族ソースとしてＨ２Ｓ２１５を
それぞれ１００％の状態で使用しそれぞれガス導入管３
及び５より導入するようにした。これらは常温で液体で
あるため、減圧することにより気化させている。上記装
置を用い、ガスソースＡ Ｌ Ｅ法でＺｎＳ膜形成につ
いて以下述べる。
Ｇ ａＡ ｓ 、 Ｓ ｉ等結晶性基板あるいはガラス
等非晶質基板をヒータ付基板保持台２上にセラ１−し、
５００℃に設定する。このとき圧力は１０Ｔｏｒｒ台で
ある。水素ガスあるいはアルゴンガス］４をガス導入管
４より導入し、反応管内圧を０゜５ Ｔｏｒｒとする。
等非晶質基板をヒータ付基板保持台２上にセラ１−し、
５００℃に設定する。このとき圧力は１０Ｔｏｒｒ台で
ある。水素ガスあるいはアルゴンガス］４をガス導入管
４より導入し、反応管内圧を０゜５ Ｔｏｒｒとする。
電極６．７及びこれに接続された高周波電源８によりプ
ラズマを生じさせる。これにより基板表面のクリーニン
グを数分間おこなう。その後、水素ガスＩ ＳＣＣＭ、
Ｈ２Ｓ ｚ １０ ！ＩｃｃＭ反応管内圧１．０Ｘ１
０ Ｔｏｒｒの状態に、基板温度２（１０℃になるま
で待つ。基板温度が定常状態に達した後、ト１□Ｓ２ガ
ス導入をストップさせ、２．５秒間水素ガスだけを流す
。その後ジエチル亜鉛を１０ ｓｃｃＭ、３秒間流す。
ラズマを生じさせる。これにより基板表面のクリーニン
グを数分間おこなう。その後、水素ガスＩ ＳＣＣＭ、
Ｈ２Ｓ ｚ １０ ！ＩｃｃＭ反応管内圧１．０Ｘ１
０ Ｔｏｒｒの状態に、基板温度２（１０℃になるま
で待つ。基板温度が定常状態に達した後、ト１□Ｓ２ガ
ス導入をストップさせ、２．５秒間水素ガスだけを流す
。その後ジエチル亜鉛を１０ ｓｃｃＭ、３秒間流す。
ジエチル亜鉛導入をストップさせ、水素ガスだけを２．
５秒間流す。
５秒間流す。
その後このサイクルをくり返すことにより、広い面積に
わたり均一なＺｎＳ薄膜が得られる。成膜時間は５００
サイクルで、１時間半弱であり、従来の半分以下の時間
である。
わたり均一なＺｎＳ薄膜が得られる。成膜時間は５００
サイクルで、１時間半弱であり、従来の半分以下の時間
である。
■族ソースと■族ソースを同時に流ずＭＯＣＶＤ法では
膜厚分布が生じたものの、基板温度２５０℃で良質なＺ
ｎＳ膜が作製できた。
膜厚分布が生じたものの、基板温度２５０℃で良質なＺ
ｎＳ膜が作製できた。
なお、本実施例ではｌ−１２８２を使用したが他のＨ２
Ｓ３ 、Ｈ２Ｓ４でも同様な効果が認められた。
Ｓ３ 、Ｈ２Ｓ４でも同様な効果が認められた。
また、ＺｎＳに限らず、Ｚ ｎ Ｓ ｘ Ｓ ｅ ｌ−
Ｘ等イオウを含むＩＩ−Ｖｌ族化合物の成膜に本発明に
よる製造、方法は有効であることが認められた。
Ｘ等イオウを含むＩＩ−Ｖｌ族化合物の成膜に本発明に
よる製造、方法は有効であることが認められた。
（発明の効果〕
以上説明したように、本発明はＨ２Ｓ２ 、 Ｈ２Ｓ３
．Ｈ２Ｓ、のポリ硫化水素を気化し、これをイオウ供給
ガス源として使用しているので、従来より低温で良質な
薄膜が高い成長速度で得られる。
．Ｈ２Ｓ、のポリ硫化水素を気化し、これをイオウ供給
ガス源として使用しているので、従来より低温で良質な
薄膜が高い成長速度で得られる。
ガスソースＡＬＥ法では成膜時間を従来より大幅に低下
させることが可能となった。更に好ましくない不純物混
入を低下させることが可能となり、薄膜品質の向上が図
られた。
させることが可能となった。更に好ましくない不純物混
入を低下させることが可能となり、薄膜品質の向上が図
られた。
第１図は本発明の一実施例に使用する″３Ａ造装置の概
略図である。
略図である。
Claims (1)
- （１）少なくとも１つのII族元素を含む１種以上の化合
物気体と、少なくとも１つのVI族元素を含む１種以上の
化合物気体とを同時あるいは交互に基板上に導入するこ
とにより形成するII族およびVI族からなる化合物薄膜の
製造方法において、前記VI族元素を含む化合物気体とし
てＨ＿２Ｓ＿２、Ｈ＿２Ｓ＿３、Ｈ＿２Ｓ＿４のうちい
ずれか一種又は二種以上の気体を用いることを特徴とす
るII族およびVI族からなる化合物薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23653386A JPS6390833A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | ２族および６族からなる化合物薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23653386A JPS6390833A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | ２族および６族からなる化合物薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6390833A true JPS6390833A (ja) | 1988-04-21 |
Family
ID=17002085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23653386A Pending JPS6390833A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | ２族および６族からなる化合物薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6390833A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7781326B2 (en) | 2001-02-02 | 2010-08-24 | Applied Materials, Inc. | Formation of a tantalum-nitride layer |
| US10280509B2 (en) | 2001-07-16 | 2019-05-07 | Applied Materials, Inc. | Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP23653386A patent/JPS6390833A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7781326B2 (en) | 2001-02-02 | 2010-08-24 | Applied Materials, Inc. | Formation of a tantalum-nitride layer |
| US9012334B2 (en) | 2001-02-02 | 2015-04-21 | Applied Materials, Inc. | Formation of a tantalum-nitride layer |
| US10280509B2 (en) | 2001-07-16 | 2019-05-07 | Applied Materials, Inc. | Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques |
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