JP7839550B2

JP7839550B2 - Manufacturing method for functional thin-film semiconductors

Info

Publication number: JP7839550B2
Application number: JP2022153192A
Authority: JP
Inventors: 隆野口; 竜弥岡田; チャリットジャヤナダコスワッタゲー; 泰造佐道; 隆司梶原
Original assignee: University of the Ryukyus NUC
Current assignee: University of the Ryukyus NUC
Priority date: 2022-09-27
Filing date: 2022-09-27
Publication date: 2026-04-02
Anticipated expiration: 2042-09-27
Also published as: JP2024047607A

Description

特許法第３０条第２項適用１．ウェブサイトでの講演概要の公開学会名：第６９回応用物理学会春季学術講演会（２０２２年）公開日：２０２２年２月２５日２．学会及びウェブサイトでの発表による公開学会名：第６９回応用物理学会春季学術講演会（２０２２年）公開日：２０２２年３月２４日Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law 1. Publication of lecture abstract on the website Conference name: The 69th Spring Meeting of the Japan Society of Applied Physics (2022) Publication date: February 25, 2022 2. Publication through presentation at the conference and on the website Conference name: The 69th Spring Meeting of the Japan Society of Applied Physics (2022) Publication date: March 24, 2022

本発明は、ガラス基板上または耐熱性が低い樹脂もしくは金属薄片などからなるシート状のフレキシブル基板上でも、ＩＩＩ－Ｖ族半導体であるIndium Antimonide（InSb）に対して、より高性能で、高い機能性を有する半導体素子としてのInSb結晶化薄膜の製造方法に関する。 This invention relates to a method for producing an InSb crystallized thin film, which can be used as a semiconductor device with higher performance and functionality than Indium Antimonide (InSb), a Group III-V semiconductor, on a glass substrate or a sheet-like flexible substrate made of a resin or metal flake with low heat resistance.

InSbは、非常に高い移動度をもつ半導体材料であり、磁気センサや赤外センサなどの機能性半導体素子に使用されている。
そのため、ホールセンサーとしても広く用いられており、小型のHall素子や自動車での電子制御に応用する革新技術における材料素子としても期待されている。 InSb is a semiconductor material with extremely high mobility and is used in functional semiconductor devices such as magnetic sensors and infrared sensors.
Therefore, it is widely used as a Hall sensor and is also expected to be used as a material element in innovative technologies applied to miniature Hall elements and electronic control in automobiles.

一般に、高いキャリア移動度を有するInSb素子は、ＭＢＥなどの高価な製法によって、単結晶基板上にエピタキシャル法で製造される。
また、薄膜による素子製法の技術としては、マイカ（雲母）を基板として、その上に加熱蒸着法で結晶化薄膜が作られ、その後、その結晶化InSb薄膜がフェライト基板上に転写搭載されて、製造される方法が知られている。 Generally, InSb elements with high carrier mobility are manufactured by epitaxial methods on single-crystal substrates using expensive fabrication methods such as MBE.
Furthermore, as a technology for manufacturing devices using thin films, a method is known in which a crystalline thin film is created on a mica substrate using a thermal deposition method, and then the crystalline InSb thin film is transferred and mounted onto a ferrite substrate.

しかし、マイカ（雲母）は、天然資源であり、近年は少しずつ枯渇しつつあることから、価格上昇が憂慮されている。
さらに、マイカ薄片の厚さや面形状などにばらつきがあり、これが原因で、結晶化後の状態にばらつきが生じ、電子移動度などの機能特性に影響するほか、歩留まりにおいても問題となることが懸念されている。 However, mica is a natural resource, and in recent years it has been gradually depleted, raising concerns about rising prices.
Furthermore, variations in the thickness and surface shape of the mica flakes can lead to inconsistencies in the crystallized state, affecting functional properties such as electron mobility and potentially causing problems with yield.

そこで、安価なガラス基板上、さらには耐熱性が低い樹脂もしくは金属薄片などからなるシート状のフレキシブル基板上に、均一な結晶化膜を、再現性よく、かつ、品質よく作ることが求められている。
しかしながら、これまでの検討結果では、スパッタ法により室温で成膜されたものは、そのままでは通常アモルファス相であり、加熱蒸着法により作られたものに比べて電子移動度が低いため、結晶化させる熱処理（もしくは低温加熱しながらの成膜）が必要であるが、一般にポリマー材料でつくられるフレキシブルな基板は熱に弱いため、高温加熱による結晶化処理ができず、マイカ上に加熱蒸着により得られるような高性能な結晶化薄膜素子を作ることは困難であった。 Therefore, there is a need to produce uniform crystallized films with good reproducibility and quality on inexpensive glass substrates, and even more so on flexible sheet substrates made of resins or metal flakes with low heat resistance.
However, previous studies have shown that films deposited at room temperature by sputtering are typically in an amorphous phase and have lower electron mobility compared to those produced by thermal deposition. Therefore, heat treatment to crystallize them (or deposition while heating at low temperatures) is necessary. However, flexible substrates made of polymer materials are generally sensitive to heat, making high-temperature heating for crystallization treatment impossible. Consequently, it has been difficult to create high-performance crystalline thin-film devices like those obtained by thermal deposition on mica.

このような問題点があるなかで、近年、ガラス基板上や比較的耐熱性に優れるポリマーであるポリイミド（PI）などのフレキシブル基板上に、レーザアニール結晶化法により高性能結晶化SiTFT（薄膜トランジスタ）が搭載できるようになってきた。
現在、ガラス上にみでなくPI上も含めて、液晶（LCD）や有機EL（OLED）などのFPD情報端末パネルが使用されたスマートフォンやPCなどが世界中で普及している。
さらに、パネルのシステム機能化が求められ、高性能化の研究開発が進んでいる。
優れた磁気特性を有する薄膜を、任意の基板上に自由に形成し、搭載することができれば、上記した問題を解決しつつ、より高機能化、多機能化が期待できる。 Despite these problems, in recent years, it has become possible to mount high-performance crystallized SiTFTs (thin-film transistors) on glass substrates or flexible substrates such as polyimide (PI), a polymer with relatively good heat resistance, using a laser annealing crystallization method.
Currently, smartphones and PCs using FPD (Flat Panel Display) information terminal panels such as liquid crystal (LCD) and organic light-emitting diode (OLED) are widespread throughout the world, not only on glass but also on PI (Plastic Indicator) surfaces.
Furthermore, there is a growing demand for integrated panel systems, and research and development to improve performance is underway.
If thin films with excellent magnetic properties can be freely formed and mounted on any substrate, the above-mentioned problems can be solved, and further enhancements in functionality and multi-functionality can be expected.

結晶化のための予備成膜技術において、スパッタ法は、真空蒸着に比べて、大面積でも均一に成膜でき、量産性、生産性に優れる。
このスパッタ法を用いて、InSb薄膜をガラス上に成膜した後、525℃前後の低温加熱で結晶化させた研究報告がある（非特許文献１）。
また一方、スパッタ法によるSiの成膜では、通常のアルゴン（Ar）ガスによらず、ヘリウム（He）ガス、ネオン（Ne）ガスによるスパッタ法によって得られる膜に対してのレーザー結晶化が有効で、より低温で成膜できることが知られている（非特許文献２及び３）。 In pre-film deposition techniques for crystallization, sputtering offers superior mass production capabilities and productivity compared to vacuum deposition, as it allows for uniform film deposition over large areas.
There is a research report (Non-Patent Literature 1) that describes using this sputtering method to deposit an InSb thin film on glass, followed by crystallization by low-temperature heating at around 525°C.
On the other hand, in the deposition of Si films by sputtering, it is known that laser crystallization is effective for films obtained by sputtering with helium (He) gas or neon (Ne) gas instead of the usual argon (Ar) gas, and that films can be deposited at lower temperatures (Non-Patent Documents 2 and 3).

ガラスよりも低温プロセスが必要な、低コストのポリエーテルサルフォン（PES）などのフレキシブル基板上であっても、レーザアニール（ELA：Excimer Laser Annealや半導体素子によるBLDA：Blue Laser Diode Annealing）によれば、良好な結晶化Si膜が得られ、高性能、高移動度のポリSiTFTの作製が可能なことも報告されている（非特許文献３）。 It has also been reported that even on flexible substrates such as low-cost polyethersulfone (PES), which require lower-temperature processes than glass, good crystalline Si films can be obtained by laser annealing (ELA: Excimer Laser Annealing or BLDA: Blue Laser Diode Annealing using semiconductor devices), enabling the fabrication of high-performance, high-mobility polySiTFTs (Non-Patent Literature 3).

C.J. Koswaththage et al. AIP Advance 6,115303(2016).C.J. Koswaththage et al. AIP Advance 6,115303(2016). D.P. Gosain et al., Proc.AM-LCD, TFT1-2,57,(1997).D.P. Gosain et al., Proc.AM-LCD, TFT1-2,57,(1997). T. Noguchi, Y. Chen, T. Miyahira, J. de Dieu Mugiraneza, Y. Ogino, Y. Iida, E. Sahota, and M. Terao, Jap. J. Appl. Phys. 49, 03CA10（2010）.T. Noguchi, Y. Chen, T. Miyahira, J. de Dieu Mugiraneza, Y. Ogino, Y. Iida, E. Sahota, and M. Terao, Jap. J. Appl. Phys. 49, 03CA10 (2010).

従来、InSbのようなＩＩＩ－Ｖ族化合物の半導体薄膜において、アモルファス相からの均一な結晶化は、不可能（または困難）であった。
特に、アニール工程における熱処理中に、InSb膜中からアンチモン（Sb）が析出してIn、Sbの組成が変わり、高い移動度が出せないという問題があった。
この問題に対し、本発明者らは、鋭意研究の結果、流入ガスにアルゴン（Ar）ガスを用いて高周波スパッタリング装置によって成膜したInSb膜のホール（Hall）移動度が、RTA（Rapid Thermal Annealing）による結晶化によって（IV属のSiやGe薄膜の場合のように）増大化することを発見した。
そして、InSb膜上のキャップ膜が、アンチモン（Sb）の放出を防ぎIn、Sbの組成を維持でき、Hall効果により測定導出される伝導キャリア（電子）移動度、すなわちホール（Hall）移動度の上昇に重要な役割を果たしていることを明らかにした。 Conventionally, uniform crystallization from the amorphous phase in semiconductor thin films of group III-V compounds such as InSb has been impossible (or difficult).
In particular, during the heat treatment process in the annealing stage, antimony (Sb) precipitated from the InSb film, changing the composition of In and Sb, which resulted in a problem where high mobility could not be achieved.
In response to this problem, the inventors, through diligent research, discovered that the hole mobility of an InSb film deposited by a high-frequency sputtering apparatus using argon (Ar) gas as the inflow gas increases due to crystallization by RTA (Rapid Thermal Annealing) (as in the case of Group IV Si and Ge thin films).
Furthermore, it was revealed that the capping film on the InSb film prevents the release of antimony (Sb), maintains the In-Sb composition, and plays an important role in increasing the conduction carrier (electron) mobility, i.e., the Hall mobility, which is derived by the Hall effect.

そこで、本発明は、ガラス基板上または耐熱性が低い樹脂もしくは金属薄片などからなるシート状のフレキシブル基板上でも、ＩＶ族のシリコン（Si）等以外のＩＩＩ－Ｖ族化合物のIndium Antimonide（InSb）に対して、より高性能で、高い機能性を有する半導体素子としてのInSb結晶化薄膜の製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, the object of the present invention is to provide a method for producing an InSb crystallized thin film as a semiconductor device that has higher performance and functionality than Indium Antimonide (InSb), a Group III-V compound other than Group IV silicon (Si), even on a glass substrate or a sheet-like flexible substrate made of a resin or metal flake with low heat resistance.

本発明にかかる機能薄膜半導体の製造方法は、
高周波スパッタリング装置内を高真空状態にしたうえで、
前記装置内に、アルゴン（Ar）ガスを流入し、前記装置内でRFプラズマを放電させることで、前記装置内にセットした被製膜用フレキシブル基板上にInSb膜を成膜する工程と、
前記装置内に、アルゴン（Ar）ガスを流入し、SiO₂からなるターゲットに、前記装置内でRFプラズマを放電させることで、前記フレキシブル基板のInSb膜上に、SiO₂によるキャップ膜を成膜する工程と、
InSb膜及びキャップ膜を成膜した前記被製膜用基板上のInSbを結晶化させる工程と、
からなることを特徴とする。 The method for manufacturing a functional thin-film semiconductor according to the present invention is:
After creating a high vacuum inside the high-frequency sputtering apparatus,
The process involves introducing argon (Ar) gas into the apparatus and discharging RF plasma within the apparatus to form an InSb film on a flexible substrate set within the apparatus.
The process involves introducing argon (Ar) gas into the apparatus and discharging RF plasma onto a target made of _SiO2 within the apparatus to form a cap film of _SiO2 on the InSb film of the flexible substrate,
A step of crystallizing InSb on the substrate for film formation, on which the InSb film and cap film have been formed,
It is characterized by consisting of the following.

本発明にかかる機能薄膜半導体の製造方法は、
InSb膜を成膜する工程において、
流入するアルゴン（Ar）ガスを、ネオン（Ne）ガス、ヘリウム（He）ガスに代えることもでき、
キャップ膜を成膜する工程において、
SiO₂だけでなく、SiNも成膜することができ、この両方を成膜することもできる。 The method for manufacturing a functional thin-film semiconductor according to the present invention is:
In the process of forming an InSb film,
The incoming argon (Ar) gas can also be replaced with neon (Ne) gas or helium (He) gas.
In the process of forming a cap film,
It is possible to deposit not only _SiO2 but also SiN, and even both.

本願発明は、ガラス基板上または耐熱性が低い樹脂もしくは金属薄片などからなるシート状のフレキシブル基板上に、InSb結晶化薄膜を製造する方法である。 The present invention relates to a method for manufacturing an InSb crystallized thin film on a glass substrate or on a sheet-like flexible substrate made of a resin or metal flake with low heat resistance.

本願発明において、耐熱性が低い樹脂もしくは金属薄片などからなるシート状のフレキシブル基板とは、500℃程度しか耐熱性を有しないようなポリイミド（PI）や、ポリイミド（PI）よりも更に耐熱性が低いポリカーボネート（PC）、ポリエチレンナフタレート（PEN）、ポリエーテルサルフォン（PES）、ポリエチレンテレフタレート（PET）及びシクロオレフィンポリマー（COP）などのフレキシブルな樹脂、さらにAlなどの金属薄片からなるシート状の基板を意味し、以下、これらを「フレキシブル基板」と表現する。
また、本願発明においては、ガラス基板及びフレキシブル基板を、まとめて「被製膜用基板」と表現する。 In the present invention, a sheet-like flexible substrate made of a resin or metal flake with low heat resistance means a sheet-like substrate made of polyimide (PI) which has a heat resistance of only about 500°C, or flexible resins such as polycarbonate (PC), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyethylene terephthalate (PET), and cycloolefin polymer (COP) which have even lower heat resistance than polyimide (PI), or metal flakes such as Al. Hereinafter, these will be referred to as "flexible substrates."
Furthermore, in the present invention, the glass substrate and the flexible substrate are collectively referred to as the "substrate for film deposition."

被製膜用基板に、InSb膜を成膜する。
InSb膜の成膜は、高周波スパッタ法（RF）だけでなく、ＤＣスパッタ法（DC）で行うこともできる。 An InSb film is deposited on the substrate for film deposition.
InSb films can be deposited not only by radio frequency sputtering (RF) but also by DC sputtering (DC).

成膜用のターゲットは、インジウム（In）とアンチモン（Sb）からなる結晶化合物であるアンチモン化インジウム（Indium Antimonide：InSb）であって、純度99.99％以上（InSb組成において酸素、炭素など他の不純物元素の含有率が0.01％未満）であることが望ましく、InAs（Indium Arsenide、インジウム砒素、GaAs、ガリウム砒素、GaP、インジウム燐）などのＩＩＩ－Ｖ族化合物も使用できる。 The target for film deposition is indium antimonide (InSb), a crystalline compound composed of indium (In) and antimony (Sb), preferably with a purity of 99.99% or higher (meaning the content of other impurity elements such as oxygen and carbon in the InSb composition is less than 0.01%). III-V group compounds such as InAs (Indium Arsenide, GaAs, GaP, indium phosphate) can also be used.

スパッタガスは、アルゴン（Ar）ガス、ネオン（Ne）ガス、ヘリウム（He）ガスのほか、これらの混合ガスを使用することができる。
特に、ヘリウム（He）ガスによってスパッタ成膜したInSb膜では、ネオン（Ne）ガスによってスパッタ成膜したInSb膜に比べて、例えばレーザアニール（LA）によるInSb結晶化時の基板温度が、300℃以下を維持でき、この条件であれば基板を変形させずにInSbを結晶化させることが期待でき、実質的な低温化対応プロセスが可能となる結果、基板の材料選択の自由度が大きくなる。 The sputtering gas can be argon (Ar), neon (Ne), helium (He), or a mixture of these gases.
In particular, with InSb films sputtered using helium (He) gas, the substrate temperature during InSb crystallization by laser annealing (LA) can be maintained below 300°C, compared to InSb films sputtered using neon (Ne) gas. Under these conditions, it is expected that InSb can be crystallized without deforming the substrate, enabling a process that can be effectively lowered to lower temperatures, and consequently increasing the freedom in selecting substrate materials.

InSb膜の成膜は、基板を加熱させなからスパッタ成膜させることもできる。
この方法によれば、真空加熱蒸着のように、成膜とともに成膜後すぐにInSbの結晶化が促進される利点がある。
この場合の加熱法は、通常の抵抗線加熱法などによる基板加熱のほか、ハロゲンランプやキセノンランプなどによるRTA法を用いることができる。
InSbまたはそれ以外の薄膜試料を直接またはグラファイトのようなサセプタ基板上において（もしくは石英などで支持し）、直接、抵抗線など（一般にはハロゲンランプもしくはキセノンランプあるいはLED）で加熱しながらInSbを結晶化させることができる。
なお、加熱方法としては、RTA（以下「フラッシュランプアニール」も含む意味でいう。）のほか、パルスやＣＷスキャンによる光アニール（レーザーなど）も有効に利用できる。
成膜したInSb膜の厚さは、200～1000nmが望ましい。
InSb膜の成膜温度は、ガラス及びポリイミド（PI）による基板は460℃以下、これら以外の材料によるフレキシブル基板は300℃以下を目安にする。 InSb films can also be deposited by sputtering while the substrate is heated.
This method has the advantage of promoting the crystallization of InSb immediately after film formation, similar to vacuum heating deposition.
In this case, heating methods can include not only substrate heating using conventional resistance wire heating methods, but also RTA methods using halogen lamps or xenon lamps.
InSb or other thin film samples can be crystallized by heating them directly or on a susceptor substrate such as graphite (or supported by quartz, etc.) using a resistive wire (generally a halogen lamp, xenon lamp, or LED).
In addition to RTA (hereinafter referred to as "flash lamp annealing"), other effective heating methods include pulsed or CW scanning optical annealing (such as lasers).
The thickness of the deposited InSb film is preferably 200 to 1000 nm.
The deposition temperature for InSb films should be 460°C or lower for glass and polyimide (PI) substrates, and 300°C or lower for flexible substrates made of other materials.

なお、被製膜用基板にInSb膜を成膜する前に、被製膜用基板上に、酸化ケイ素（SiO_X）（「SiO_X」の「_Ｘ」は１～2が望ましい。）や窒化ケイ素（Si₃N₄）、その他マイカ（雲母）と同様の成分による絶縁膜を成膜することもできる。
被製膜用基板上に絶縁膜を成膜することで、その後に成膜するInSbを結晶化させるRTA装置によるアニーリングの工程において、昇温を原因とするInSb膜からのアンチモン（Sb）の放出を防止できる。
絶縁膜は、ターゲットにSi、SiN、SiO₂を用いることができ、窒素（N₂）ガスやアルゴン（Ar）ガスを、装置内に流量13sccm、成膜圧力1.4mTorrの条件で流入させ、RFプラズマを450Wで放電させてスパッタ法で成膜する。
これにより、被製膜用基板上に、SiN及び／またはSiO₂による絶縁膜を成膜できる。
絶縁膜の成膜温度は、ガラス及びポリイミド（PI）による基板は460℃以下、これら以外の材料によるフレキシブル基板は300℃以下を目安にする。 Furthermore, before depositing the InSb film onto the substrate, an insulating film made of silicon dioxide ( _SiO₂X₄ ) (where " _X " in " _SiO₂X₄ " is preferably 1 to 2), silicon _nitride ( _Si₃N₄ ), or other components similar to mica can be deposited on the substrate.
By depositing an insulating film on the substrate to be film-deposited, it is possible to prevent the release of antimony (Sb) from the InSb film due to temperature rise during the annealing process using an RTA (Real-Time Atmosphere) apparatus to crystallize the InSb film that will be deposited later.
The insulating film can use Si, SiN, or _SiO2 as the target. Nitrogen ( _N2 ) gas or argon (Ar) gas is introduced into the apparatus at a flow rate of 13 sccm and a deposition pressure of 1.4 mTorr, and the film is deposited by sputtering using an RF plasma discharged at 450 W.
This allows for the deposition of an insulating film of SiN and/or _SiO2 on the substrate to be film-deposited.
The deposition temperature for insulating films should be 460°C or lower for glass and polyimide (PI) substrates, and 300°C or lower for flexible substrates made of other materials.

被製膜用基板にInSb膜を成膜した後、InSb膜上（被製膜用基板上に絶縁膜を成膜する場合もInSb膜上）に、キャップ膜を成膜する。
InSb膜上にキャップ膜を成膜することで、InSbの結晶化の加熱工程の際に、アンチモン（Sb）の放出を防ぎ、In、Sbの組成を維持することで、InSb結晶化薄膜のホール（Hall）移動度を上昇させることができる。 After depositing an InSb film on the substrate to be film-deposited, a cap film is deposited on the InSb film (or on the InSb film if an insulating film is to be deposited on the substrate).
By forming a cap film on the InSb film, the release of antimony (Sb) during the heating process of InSb crystallization is prevented, and the In-Sb composition is maintained, thereby increasing the hole mobility of the InSb crystallized thin film.

キャップ膜の成膜条件は、次のとおりである。
キャップ膜に使用する絶縁性材料は、SiOxNy、SiN、SiO₂のうちのいずれか１つ、または、複数、もしくは、これらの混合成分（InSb、SiOx、SiNの各構造を含む。）を主体とする。
キャップ膜の厚さは、1.5μｍ以下が望ましい。
キャップ膜の成膜には、ターゲットにSi、SiN、SiO₂を用いることができ、窒素（N₂）ガスやアルゴン（Ar）ガスを、装置内に流量13sccm、成膜圧力1.4mTorrの条件で流入させ、RFプラズマを450Wで放電させてスパッタ法で成膜する。
これにより、InSb膜上に、SiNまたはSiO₂によるキャップ膜をアモルファス相の状態で成膜できる。
キャップ膜の成膜温度は、ガラス及びポリイミド（PI）による基板は460℃以下、これら以外の材料によるフレキシブル基板は300℃以下を目安にする。 The conditions for forming the cap film are as follows:
The insulating material used for the cap film mainly consists of one or more of SiOxNy, SiN, or _SiO2 , or a mixture thereof (including the structures of InSb, SiOx, and SiN).
The thickness of the cap film should preferably be 1.5 μm or less.
For depositing the cap film, Si, SiN, and _SiO2 can be used as targets. Nitrogen ( _N2 ) gas or argon (Ar) gas is introduced into the apparatus at a flow rate of 13 sccm and a deposition pressure of 1.4 mTorr, and the film is deposited by sputtering using an RF plasma discharge at 450 W.
This allows for the deposition of a cap film made of SiN or _SiO2 in an amorphous phase on an InSb film.
The deposition temperature for the cap film should be 460°C or lower for glass and polyimide (PI) substrates, and 300°C or lower for flexible substrates made of other materials.

InSb膜上に、キャップ膜を成膜する前、または、キャップ膜を成膜した後、つまりInSbを結晶化させる前に、InSbを、結晶化が始まらない温度で予備アニーリングすることもできる。
InSbを結晶化させる前に、InSbの結晶化が始まらない温度で予備アニーリングをすることで、成膜したアモルファスの状態のInSb膜を、その後の加熱工程で結晶化しやすいＩＩＩ－Ｖ族材料のアモルファスネットワーク膜構造にするとともに、InSb膜中に残留するNeやHeの一部または大部分がInSb膜の外に放出されることで、その後の結晶化により、InSb膜表面が滑らかで、より大きな結晶粒が形成される結果、高い電子キャリア（Hall）移動度を得られることが期待できる。
すなわち、InSbの結晶粒内の高移動度化のための微細ネットワーク形成が、よりスムースに促進されることが期待され、欠陥が少なく均一で優れた結晶化を実現できる。 It is also possible to pre-anneal the InSb film at a temperature where crystallization does not begin, either before or after the formation of the cap film on the InSb film, i.e., before the InSb crystallizes.
By performing pre-annealing of InSb at a temperature where crystallization of InSb does not begin before crystallization, the deposited amorphous InSb film is transformed into an amorphous network film structure of Group III-V material that is easily crystallized in the subsequent heating process. At the same time, some or most of the Ne and He remaining in the InSb film are released outside the InSb film. As a result of subsequent crystallization, the InSb film surface becomes smoother and larger crystal grains are formed, which is expected to result in high electron carrier (Hall) mobility.
In other words, it is expected that the formation of a fine network for increasing the mobility within the crystal grains of InSb will be promoted more smoothly, enabling the realization of uniform and superior crystallization with fewer defects.

予備アニーリングの条件は、次のとおりである。
装置は、電気炉アニール装置（以下「FA装置」という。）、高温急冷アニール装置（以下「RTA装置」という。）、フラッシュランプアニール装置（以下「FLA装置」という。）、レーザアニール装置（以下「LA装置」という。）のいずれも使用できる。
予備アニーリング工程における、InSbの結晶化が始まらない温度とは、ガラス及びポリイミド（PI）による基板は460℃以下、これら以外の材料によるフレキシブル基板は300℃以下を目安にする。
レーザーは、Green、Blueなどの半導体レーザーや固体レーザー（例えば、高調波）、エキシマレーザーなどの570nmより短い波長で行う。
エキシマレーザー（ELA）ではなく、半導体レーザーダイオードによるブルーレーザー（BLDA）もしくは半導体のUVレーザーを利用すると、装置システムコストやメンテナンスコストを抑えることができ、小型化、安定化、さらにCWスキャンにより平坦性もよくなるというメリットがある。
モードは、連続発振（CW）もしくはパルス発振による。 The conditions for preliminary annealing are as follows:
Any of the following types of equipment can be used: electric furnace annealing equipment (hereinafter referred to as "FA equipment"), high-temperature rapid annealing equipment (hereinafter referred to as "RTA equipment"), flash lamp annealing equipment (hereinafter referred to as "FLA equipment"), or laser annealing equipment (hereinafter referred to as "LA equipment").
In the preliminary annealing process, the temperature at which InSb crystallization does not begin is approximately 460°C or below for glass and polyimide (PI) substrates, and 300°C or below for flexible substrates made of other materials.
Lasers are used at wavelengths shorter than 570 nm, such as semiconductor lasers (Green, Blue, etc.), solid-state lasers (e.g., harmonics), and excimer lasers.
Using a semiconductor laser diode blue laser (BLDA) or a semiconductor UV laser instead of an excimer laser (ELA) offers advantages such as reduced equipment system costs and maintenance costs, miniaturization, stability, and improved flatness through CW scanning.
The mode is either continuous wave (CW) or pulsed wave.

被製膜用基板に、InSb膜及びキャップ膜を成膜した後、InSbを結晶化させるためのアニーリング工程を行う。
アニーリングの条件は、次のとおりである。
装置は、FA装置、RTA装置、FLA装置、LA装置のいずれも使用できる。
結晶化アニーリング工程におけるInSb膜の昇温到達最高温度は、600℃以下を目安にする。
レーザーは、Green、Blueなどの半導体レーザーや固体レーザー（YAGレーザーなど、通常は第2または第3の高調波）、エキシマレーザーなどの570nmより短い波長で行う。
エキシマレーザー（ELA）ではなく、小型である半導体レーザーダイオードによるブルーレーザー（BLDA）もしくは半導体のより波長が短いUVレーザーでパルスを利用すると、装置システムコストを抑えることができ、小型化、安定化、さらにCWスキャンにより平坦性もよくなるというメリットがある。
レーザー以外では、フラッシュランプなどのm（ミリ）秒RTA（例えば、ハロゲンランプやキセノンランプ光源などによる。）を利用できる。
レーザスキャンモードは、連続発振（CW）もしくはパルス発振による。 After depositing an InSb film and a cap film onto the substrate for film deposition, an annealing process is performed to crystallize the InSb.
The conditions for annealing are as follows:
Any of the following types of equipment can be used: FA equipment, RTA equipment, FLA equipment, or LA equipment.
The maximum temperature that the InSb film can reach during the crystallization annealing process should be approximately 600°C or lower.
Lasers are used at wavelengths shorter than 570 nm, including semiconductor lasers such as green and blue lasers, solid-state lasers (such as YAG lasers, usually in the second or third harmonic), and excimer lasers.
Using a blue laser (BLDA) or a shorter-wavelength semiconductor UV laser instead of an excimer laser (ELA) offers several advantages: reduced equipment system costs, miniaturization, improved stability, and enhanced flatness through continuous wave scanning.
Besides lasers, other sources with millisecond (m-second) RTA (Real-Time Attack) such as flash lamps (e.g., halogen lamps or xenon lamps) can be used.
The laser scanning mode uses either continuous wave (CW) or pulsed wave oscillation.

結晶化アニーリングの工程は、キャップ膜を成膜した後に予備アニーリングの工程を行う場合、RTA、レーザーなどの加熱により、連続して行うこともできる。
特に、フレキシブル基板に、ポリマーシートやメタルシートを用いる場合、InSb膜及びキャップ膜の成膜から結晶化アニールまで、真空を破らずに連続一貫した工程（Roll-to-Roll）で行うことができる。 The crystallization annealing process can also be performed continuously by heating, such as with RTA or laser, if a preliminary annealing process is carried out after the cap film has been deposited.
In particular, when using polymer sheets or metal sheets for flexible substrates, the entire process from film deposition of the InSb film and cap film to crystallization annealing can be carried out in a continuous, integrated process (roll-to-roll) without breaking the vacuum.

本発明は、ガラス基板上またはフレキシブル基板上でも、シリコン（Si）以外のIndium Antimonide（InSb）に対して、より高性能で、高い機能性を有する半導体素子としてのInSb結晶化薄膜をより低いコストで製造できる。
また、InSb以外のＩＩＩ－Ｖ族結晶化薄膜にも適用でき、例えばGaAs薄膜やInP薄膜などに適用することで、現在まだ実現されていないパネル上超高移動度TFTなどの実現も可能になる。 This invention enables the production of InSb crystallized thin films as semiconductor devices with higher performance and functionality compared to Indium Antimonide (InSb) other than silicon (Si), even on glass substrates or flexible substrates, at a lower cost.
Furthermore, it can be applied to III-V crystalline thin films other than InSb, and by applying it to, for example, GaAs thin films and InP thin films, it becomes possible to realize ultra-high mobility TFTs on panels, which have not yet been achieved.

RTA時間ごとのHall移動度の違いを示したグラフ（左図：アルゴン（Ar）ガス使用時、右図：ネオン（Ne）ガス使用時）Graphs showing the difference in Hall mobility over RTA time intervals (left graph: when using argon (Ar) gas, right graph: when using neon (Ne) gas) アルゴン（Ar）ガスによるInSb結晶化薄膜のRTA時間ごとの結晶ピークの違いを示したグラフ（左図：キャップ膜にSiN使用時、右図：キャップ膜にSiO₂使用時）Graphs showing the difference in crystal peaks at different RTA times for InSb crystallized thin films using argon (Ar) gas (left: when SiN is used for the cap film, right: when _SiO2 is used for the cap film). ネオン（Ne）ガスによるInSb結晶化薄膜のRTA時間ごとの結晶ピークの違いを示したグラフ（左図：キャップ膜にSiN使用時、右図：キャップ膜にSiO₂使用時）Graphs showing the difference in crystal peaks at different RTA times for InSb crystallized thin films using neon (Ne) gas (left: when SiN is used for the cap film, right: when _SiO2 is used for the cap film).

被製膜用基板となるガラス（以下「ガラス基板」という。）をエタノールおよび超純水で洗浄した後、次の手順で、高周波スパッタリング装置（ULVAC社製 SH-350E）内で、ガラス基板上にInSb膜を成膜した。 After cleaning the glass substrate (hereinafter referred to as "glass substrate") with ethanol and ultrapure water, an InSb film was deposited on the glass substrate in a high-frequency sputtering apparatus (ULVAC SH-350E) according to the following procedure.

クライオポンプ（ULVAC CRYOGENICS社製 R10）で真空チャンバーを吸引して高周波スパッタリング装置内を高真空状態（5×10^-6Torr以下）にする。
その後、高周波スパッタリング装置内に、アルゴン（Ar）ガスを流量13sccm、成膜圧力7mTorrの条件で流入させる。
高周波スパッタリング装置内でRFプラズマを450Wで放電させ、ガラス基板上にInSb（99.99％）を約450nm厚にスパッタ成膜する。 A cryopump (ULVAC CRYOGENICS R10) is used to create a vacuum in ^the high-frequency sputtering apparatus by drawing suction from the vacuum chamber.
Subsequently, argon (Ar) gas is introduced into the high-frequency sputtering apparatus at a flow rate of 13 sccm and a deposition pressure of 7 mTorr.
In a high-frequency sputtering apparatus, RF plasma is discharged at 450W to sputter a 450nm thick layer of InSb (99.99%) onto a glass substrate.

なお、高周波スパッタリング装置内に流入するガスに、ネオン（Ne）ガスを使用した実施例（図１及び３）では、流量13sccm、成膜圧力7mTorrの条件で流入させた。
また、高周波スパッタリング装置内に流入するガスに、ヘリウム（He）ガスを使用する場合は、スパッタレートが低いので、ネオン（Ne）ガスよりも長い時間を要する。 In the examples where neon (Ne) gas was used as the gas flowing into the high-frequency sputtering apparatus (Figures 1 and 3), the gas was introduced under conditions of a flow rate of 13 sccm and a film deposition pressure of 7 mTorr.
Furthermore, when using helium (He) gas as the gas flowing into the high-frequency sputtering apparatus, the sputtering rate is lower, requiring a longer time than when using neon (Ne) gas.

RTA装置による結晶化のためのアニーリング中にInSb膜からアンチモン（Sb）が放出されることを防ぐため、InSb膜の成膜に続けて、キャップ膜（約50nm厚）としてSiNとSiO₂を成膜した。
InSb膜上にキャップ膜を成膜することで、RTA加熱時のアンチモン（Sb）の放出を防ぎ、In、Sbの組成を維持することで、RTAによる結晶化によってInSb結晶化薄膜のホール（Hall）移動度を上昇させることができる。 To prevent the release of antimony (Sb) from the InSb film during annealing for crystallization using an RTA device, a cap film (approximately 50 nm thick) of SiN and _SiO2 was deposited immediately after the InSb film was formed.
By forming a capping film on the InSb film, the release of antimony (Sb) during RTA heating is prevented, and the In-Sb composition is maintained. This allows for an increase in the hole mobility of the InSb crystallized thin film through crystallization by RTA.

キャップ膜としてSiNを成膜した実施例では、ターゲットにSiを用いて、窒素（N₂）ガスを流量13sccm、成膜圧力1.4mTorrの条件で流入させ、RFプラズマを450Wで放電させて反応性スパッタ法で成膜した。
キャップ膜としてSiO₂を成膜した実施例では、ターゲットにSiO₂を用いて、アルゴン（Ar）ガスを流量13sccm、成膜圧力1.4mTorrの条件で流入させ、RFプラズマを450Wで放電させてスパッタ法で成膜した。
また、キャップ膜としてSiNを成膜する場合、ターゲットにSiNを用いて、アルゴン（Ar）ガスを流量13sccm、成膜圧力1.4mTorrの条件で流入させ、RFプラズマを450Wで放電させてスパッタ法で成膜することもできる。 In the example where SiN was deposited as the cap film, Si was used as the target, nitrogen ( _N2 ) gas was introduced at a flow rate of 13 sccm and a deposition pressure of 1.4 mTorr, and the film was deposited by reactive sputtering using an RF plasma discharge at 450 W.
In the example where _SiO2 was deposited as the cap film, _SiO2 was used as the target, argon (Ar) gas was introduced at a flow rate of 13 sccm and a deposition pressure of 1.4 mTorr, and the film was deposited by sputtering using an RF plasma discharge at 450 W.
Furthermore, when depositing SiN as a cap film, it is also possible to deposit the film by sputtering using SiN as the target, introducing argon (Ar) gas at a flow rate of 13 sccm and a deposition pressure of 1.4 mTorr, and discharging RF plasma at 450 W.

なお、アルゴン（Ar）ガスに代えて、ネオン（Ne）ガスを流入させることもできるが、この場合のキャップ膜の成膜条件は、プラズマ放電時間（成膜時間）以外はアルゴン（Ar）ガスの実施例と同じである。
プラズマ放電時間（成膜時間）は、450nm厚InSbの成膜では、アルゴン（Ar）ガスの場合が375秒（6分15秒）、ネオン（Ne）ガスの場合が623秒（10分23秒）であった。 Note that neon (Ne) gas can be used instead of argon (Ar) gas, but the film deposition conditions for the cap film in this case are the same as those for the argon (Ar) gas example, except for the plasma discharge time (deposition time).
The plasma discharge time (deposition time) for depositing a 450 nm thick InSb film was 375 seconds (6 minutes 15 seconds) with argon (Ar) gas and 623 seconds (10 minutes 23 seconds) with neon (Ne) gas.

キャップ膜を成膜した後、InSb膜及びキャップ膜を成膜したガラス基板をチャンバーから取り出し、RTA装置（サーモ理工社製 IR-1000GVB）により、ガラス基板が500℃に達するまで加熱し、結晶化させることで、InSb結晶化薄膜を得た。
但し、ガラス基板が500℃に熱せられた状態を維持する時間は0～90秒とする。
以下、RTA装置の加熱時間を条件として示したときは、ガラス基板が500℃に達するまで加熱された状態を維持する時間を意味する。 After forming the cap film, the glass substrate on which the InSb film and the cap film were formed was removed from the chamber, and the glass substrate was heated to 500°C using an RTA apparatus (IR-1000GVB, manufactured by Thermo Riko Co., Ltd.) to crystallize it, thereby obtaining a crystallized InSb thin film.
However, the time for which the glass substrate is heated to 500°C is limited to 0 to 90 seconds.
In the following, when the heating time of the RTA device is given as a condition, it means the time during which the glass substrate is maintained in a state where it has been heated to 500°C.

本実施例では、絶縁膜を成膜せずにInSb結晶化薄膜を得たが、ガラス基板上にInSb膜を成膜する前に、ガラス基板上に、SiNまたはSiO₂による絶縁膜を、次のとおり成膜することもできる。
絶縁膜としてSiNを成膜する場合、ターゲットにSiを用いて、窒素（N₂）ガスを流量13sccm、成膜圧力1.4mTorrの条件で流入させ、RFプラズマを450Wで放電させて反応性スパッタ法で成膜できる。
絶縁膜としてSiNを成膜する場合、ターゲットにSiNを用いて、アルゴン（Ar）ガスを流量13sccm、成膜圧力1.4mTorrの条件で流入させ、RFプラズマを450Wで放電させてスパッタ法で成膜できる。
絶縁膜としてSiO₂を成膜する場合、ターゲットにSiO₂を用いて、アルゴン（Ar）ガスを流量13sccm、成膜圧力1.4mTorrの条件で流入させ、RFプラズマを450Wで放電させてスパッタ法で成膜できる。 In this example, an InSb crystallized thin film was obtained without forming an insulating film. However, before forming the InSb film on the glass substrate, an insulating film of SiN or _SiO2 can also be formed on the glass substrate as follows.
When depositing SiN as an insulating film, a Si target is used, nitrogen ( _N₂ ) gas is introduced at a flow rate of 13 sccm and a deposition pressure of 1.4 mTorr, and an RF plasma is discharged at 450 W to perform reactive sputtering.
When depositing SiN as an insulating film, SiN can be used as the target, argon (Ar) gas can be introduced at a flow rate of 13 sccm and a deposition pressure of 1.4 mTorr, and an RF plasma can be discharged at 450 W to deposit the film by sputtering.
When depositing _SiO2 as an insulating film, the film can be deposited by sputtering using _SiO2 as the target, introducing argon (Ar) gas at a flow rate of 13 sccm and a deposition pressure of 1.4 mTorr, and discharging RF plasma at 450 W.

また、ガラス基板上に、SiN、SiO₂、または、窒化アルミニウム（AlNx）からなる絶縁膜を複数層、成膜することもでき、その場合、ターゲットにSiN、SiO₂、または、窒化アルミニウム（AlNx）を用いて、アルゴン（Ar）ガス、ネオン（Ne）ガス、ヘリウム（He）ガス、または、これらの混合ガスを流量13sccm、成膜圧力1.4mTorrの条件で流入させ、RFプラズマを450Wで放電させてスパッタ法で成膜できる。 Furthermore, multiple insulating films made of SiN, _SiO2 , or aluminum nitride (AlNx) can be deposited on a glass substrate. In this case, SiN, _SiO2 , or aluminum nitride (AlNx) can be used as the target, and argon (Ar) gas, neon (Ne) gas, helium (He) gas, or a mixture thereof can be introduced at a flow rate of 13 sccm and a deposition pressure of 1.4 mTorr. The film can then be deposited by sputtering while discharging an RF plasma at 450 W.

RTA装置による急速熱処理の後、結晶性の評価をするためのＸ線回折によるXRD測定と、電子移動度の評価をするためのvan der Pauw法によるHall移動度測定を行った。
図１は、RTA装置による急速熱処理後のHall移動度の測定結果を示すグラフである。 Following rapid heat treatment using an RTA device, XRD measurements were performed using X-ray diffraction to evaluate crystallinity, and Hall mobility measurements were performed using the van der Pauw method to evaluate electron mobility.
Figure 1 is a graph showing the measurement results of Hall mobility after rapid heat treatment using an RTA device.

図１のHall移動度の測定結果から、アルゴン（Ar）ガスにより成膜したInSb結晶化薄膜は、キャップ膜として、SiO₂を成膜した実施例に比べて、SiNを成膜した実施例のほうが、より移動度が向上した（図２）。
また、RTA装置による500℃（0～60秒）の結晶化のためのアニーリング条件下での急速熱処理の結晶性の評価（van der Pauw法によるHall移動度の測定結果）は、1180cm²／Vsであった。 From the Hall mobility measurement results in Figure 1, the InSb crystallized thin film deposited with argon (Ar) gas showed improved mobility in the example where SiN was deposited as the cap film compared to the example where SiO2 was deposited (Figure ₂ ).
Furthermore, the evaluation of crystallinity after rapid heat treatment under annealing conditions for crystallization at 500°C (0-60 seconds) using an RTA apparatus (measurement of Hall mobility by van der Pauw method) was 1180 ^cm² /Vs.

これに対し、ネオン（Ne）ガスにより成膜したInSb結晶化薄膜は、キャップ膜として製膜したSiNとSiO₂の間に顕著な差は見られず（図３）、いずれもRTA装置による500℃（0～30秒）の結晶化のためのアニーリング条件下での急速熱処理の結晶性の評価（van der Pauw法によるHall移動度の測定結果）は、より高い約2000cm²／Vsであった（特に、RTA時間が30秒のとき、Hall移動度が増加した。）。 In contrast, the InSb crystallized thin films deposited with neon (Ne) gas showed no significant difference between the SiN and _SiO2 films deposited as cap films (Figure 3). In both cases, the evaluation of crystallinity after rapid heat treatment under annealing conditions for crystallization at 500°C (0-30 seconds) using an RTA apparatus (measurement of Hall mobility by van der Pauw method) was higher, at approximately 2000 ^cm² /Vs (in particular, Hall mobility increased when the RTA time was 30 seconds).

したがって、ネオン（Ne）ガスにより成膜したInSb結晶化薄膜のほうが、アルゴン（Ar）ガスにより成膜したInSb結晶化薄膜よりも高い移動度を示し、さらに結晶性もよく、強い（111）結晶面優先配向を示した。
特に、ネオン（Ne）ガスによりスパッタ成膜した実施例（図３）では、アルゴン（Ar）ガスでスパッタ成膜した実施例（図２）に比べて、XRDのピークが鋭くなっている。
このことから、ネオン（Ne）ガスにより成膜したInSb結晶化薄膜のほうが、より大きな粒径が得られていると推測され、より高いHall移動度を実現できた要因であると考えられる。
本実施例は、RTA装置による急速熱処理を使用したが、これ以外に、FA装置、FLA装置を使用することもできるし、結晶化前に予備アニーリングをすることも有効である。
予備アニーリングにより、スパッタ成膜後に含有されるNeやHeをInSb薄膜から追い出しておくことで、LA、RTAなどにより得られるInSb結晶化薄膜の滑らかな結晶化を実現できる。

Therefore, the InSb crystallized thin film deposited with neon (Ne) gas showed higher mobility, better crystallinity, and stronger (111) crystal plane preference orientation than the InSb crystallized thin film deposited with argon (Ar) gas.
In particular, the XRD peaks are sharper in the example where sputter deposition was performed using neon (Ne) gas (Figure 3) compared to the example where sputter deposition was performed using argon (Ar) gas (Figure 2).
From this, it can be inferred that the InSb crystallized thin film deposited with neon (Ne) gas yielded a larger particle size, which is considered to be the factor that enabled the achievement of higher Hall mobility.
In this embodiment, rapid heat treatment using an RTA apparatus was employed, but other methods such as FA apparatus and FLA apparatus can also be used, and pre-annealing before crystallization is also effective.
Pre-annealing removes Ne and He contained after sputter deposition from the InSb thin film, enabling smooth crystallization of InSb crystallized thin films obtained by methods such as LA and RTA.

Claims

After creating a high vacuum inside the high-frequency sputtering apparatus,
The process involves introducing argon (Ar) gas into the apparatus and discharging RF plasma within the apparatus to form an InSb film on a substrate set within the apparatus.
The process involves introducing nitrogen ( _N₂ ) gas into the apparatus and discharging RF plasma onto a Si target within the apparatus to form a SiN cap film on the InSb film of the flexible substrate.
A step of crystallizing InSb on the substrate for film formation, on which the InSb film and cap film have been formed,
A method for manufacturing a functional thin-film semiconductor, characterized by comprising the above.

After creating a high vacuum inside the high-frequency sputtering apparatus,
The process involves introducing argon (Ar) gas into the apparatus and discharging RF plasma within the apparatus to form an InSb film on a flexible substrate set within the apparatus.
The process involves introducing argon (Ar) gas into the apparatus and discharging RF plasma onto a SiN target within the apparatus to form a SiN cap film on the InSb film of the flexible substrate.
A step of crystallizing InSb on the substrate for film formation, on which the InSb film and cap film have been formed,
A method for manufacturing a functional thin-film semiconductor, characterized by comprising the above.

After creating a high vacuum inside the high-frequency sputtering apparatus,
The process involves introducing argon (Ar) gas into the apparatus and discharging RF plasma within the apparatus to form an InSb film on a flexible substrate set within the apparatus.
The process involves introducing argon (Ar) gas into the apparatus and discharging RF plasma onto a target made of _SiO2 within the apparatus to form a cap film of _SiO2 on the InSb film of the flexible substrate,
A step of crystallizing InSb on the substrate for film formation, on which the InSb film and cap film have been formed,
A method for manufacturing a functional thin-film semiconductor, characterized by comprising the above.

After creating a high vacuum inside the high-frequency sputtering apparatus,
The process involves introducing neon (Ne) gas into the apparatus and discharging RF plasma within the apparatus to form an InSb film on a flexible substrate set within the apparatus,
The process involves introducing nitrogen ( _N₂ ) gas into the apparatus and discharging RF plasma onto a Si target within the apparatus to form a SiN cap film on the InSb film of the flexible substrate.
A step of crystallizing InSb on the substrate for film formation, on which the InSb film and cap film have been formed,
A method for manufacturing a functional thin-film semiconductor, characterized by comprising the above.

After creating a high vacuum inside the high-frequency sputtering apparatus,
The process involves introducing neon (Ne) gas into the apparatus and discharging RF plasma within the apparatus to form an InSb film on a flexible substrate set within the apparatus,
The process involves introducing argon (Ar) gas into the apparatus and discharging RF plasma onto a SiN target within the apparatus to form a SiN cap film on the InSb film of the flexible substrate.
A step of crystallizing InSb on the substrate for film formation, on which the InSb film and cap film have been formed,
A method for manufacturing a functional thin-film semiconductor, characterized by comprising the above.

After creating a high vacuum inside the high-frequency sputtering apparatus,
The process involves introducing neon (Ne) gas into the apparatus and discharging RF plasma within the apparatus to form an InSb film on a flexible substrate set within the apparatus,
The process involves introducing argon (Ar) gas into the apparatus and discharging RF plasma onto a target made of _SiO2 within the apparatus to form a cap film of _SiO2 on the InSb film of the flexible substrate,
A step of crystallizing InSb on the substrate for film formation, on which the InSb film and cap film have been formed,
A method for manufacturing a functional thin-film semiconductor, characterized by comprising the above.

After creating a high vacuum inside the high-frequency sputtering apparatus,
The process involves introducing helium (He) gas into the apparatus and discharging RF plasma within the apparatus to form an InSb film on a flexible substrate set within the apparatus,
The process involves introducing nitrogen ( _N₂ ) gas into the apparatus and discharging RF plasma onto a Si target within the apparatus to form a SiN cap film on the InSb film of the flexible substrate.
A step of crystallizing InSb on the substrate for film formation, on which the InSb film and cap film have been formed,
A method for manufacturing a functional thin-film semiconductor, characterized by comprising the above.

After creating a high vacuum inside the high-frequency sputtering apparatus,
The process involves introducing helium (He) gas into the apparatus and discharging RF plasma within the apparatus to form an InSb film on a flexible substrate set within the apparatus,
The process involves introducing argon (Ar) gas into the apparatus and discharging RF plasma onto a SiN target within the apparatus to form a SiN cap film on the InSb film of the flexible substrate.
A step of crystallizing InSb on the substrate for film formation, on which the InSb film and cap film have been formed,
A method for manufacturing a functional thin-film semiconductor, characterized by comprising the above.

After creating a high vacuum inside the high-frequency sputtering apparatus,
The process involves introducing helium (He) gas into the apparatus and discharging RF plasma within the apparatus to form an InSb film on a flexible substrate set within the apparatus,
The process involves introducing argon (Ar) gas into the apparatus and discharging RF plasma onto a target made of _SiO2 within the apparatus to form a cap film of _SiO2 on the InSb film of the flexible substrate,
A step of crystallizing InSb on the substrate for film formation, on which the InSb film and cap film have been formed,
A method for manufacturing a functional thin-film semiconductor, characterized by comprising the above.

Before or after the step of forming the cap film according to any one of claims 1 to 9,
A method for manufacturing a functional thin-film semiconductor, characterized by including a step of annealing at a temperature at which crystallization of InSb does not begin.

Any one of claims 1 to 9
Before the process of depositing the InSb film,
A method for manufacturing a functional thin-film semiconductor, characterized by including the step of introducing nitrogen ( _N₂ ) gas or argon (Ar) gas into a high-frequency sputtering apparatus and discharging an RF plasma within the apparatus to deposit an insulating film of SiN or _SiO₂ on a substrate set within the apparatus.