JPH023291B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH023291B2 JPH023291B2 JP57198871A JP19887182A JPH023291B2 JP H023291 B2 JPH023291 B2 JP H023291B2 JP 57198871 A JP57198871 A JP 57198871A JP 19887182 A JP19887182 A JP 19887182A JP H023291 B2 JPH023291 B2 JP H023291B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- sheet plasma
- plasma
- compound semiconductor
- elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/22—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using physical deposition, e.g. vacuum deposition or sputtering
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、シートプラズマを利用した化合物
半導体薄膜製造装置に関するものである。
半導体薄膜製造装置に関するものである。
化合物半導体としては金属の酸化物、セレン化
物、硫化物やテル化物の他に属、属と属ま
たは属と属の金属間化合物例えばSiC，
GaAs，InP，GaP，InAs，InSbなどがあり、こ
れらの金属間化合物半導体は、キヤリヤの移動度
が大きく、エネルギーギヤツプの大きいものでは
動作温度限界が高く、ダイオードとしての逆方向
電流の小さいものが得られ、そのためパラメトリ
ツクダイオード、レーザーダイオードや太陽電池
等に使用されている。
物、硫化物やテル化物の他に属、属と属ま
たは属と属の金属間化合物例えばSiC，
GaAs，InP，GaP，InAs，InSbなどがあり、こ
れらの金属間化合物半導体は、キヤリヤの移動度
が大きく、エネルギーギヤツプの大きいものでは
動作温度限界が高く、ダイオードとしての逆方向
電流の小さいものが得られ、そのためパラメトリ
ツクダイオード、レーザーダイオードや太陽電池
等に使用されている。
ところで、このような化合物半導体は種々の方
法で製造されており、例えば生成すべき化合物半
導体AmBnの各成分元素Am，Bnについてそれ
ぞれ分子ビーム蒸発源を設け、各蒸発源から成長
温度に保たれた基板へ各成分元素の蒸気分子ビー
ムを注入して成長させる方法や、基板の至近距離
に、生成すべき化合物半導体AmBnの成分元素
のうち成長中の基板温度で付着確率が１でない元
素（例えばBn元素）の基板表面からの脱離によ
る欠乏を補償する蒸発源を設けたもの等が知られ
ている。しかしながら、このような従来公知のも
のでは化合物半導体の成分元素のうち成長中の基
板温度で通常の熱的蒸発では付着確率が１でない
元素はエピタキシヤル成長中に真空容器内に充満
していて分子ビーム蒸発源装置ではその蒸発分子
が容器壁やポンプ内で凝縮するため汚染の原因と
なつていた。また蒸発源から基板へのイオンビー
ムの注入においてイオンビームは空間電荷の影響
で拡がる傾向があり、大密度でのイオン注入がで
きないだけでなく、これもまた汚染の原因となつ
ていた。
法で製造されており、例えば生成すべき化合物半
導体AmBnの各成分元素Am，Bnについてそれ
ぞれ分子ビーム蒸発源を設け、各蒸発源から成長
温度に保たれた基板へ各成分元素の蒸気分子ビー
ムを注入して成長させる方法や、基板の至近距離
に、生成すべき化合物半導体AmBnの成分元素
のうち成長中の基板温度で付着確率が１でない元
素（例えばBn元素）の基板表面からの脱離によ
る欠乏を補償する蒸発源を設けたもの等が知られ
ている。しかしながら、このような従来公知のも
のでは化合物半導体の成分元素のうち成長中の基
板温度で通常の熱的蒸発では付着確率が１でない
元素はエピタキシヤル成長中に真空容器内に充満
していて分子ビーム蒸発源装置ではその蒸発分子
が容器壁やポンプ内で凝縮するため汚染の原因と
なつていた。また蒸発源から基板へのイオンビー
ムの注入においてイオンビームは空間電荷の影響
で拡がる傾向があり、大密度でのイオン注入がで
きないだけでなく、これもまた汚染の原因となつ
ていた。
一方シートプラズマを作る研究が進み、最近所
望の寸法のシートプラズマを形成できる技術が開
発された。これは簡単には永久磁石を利用して磁
場中の放電で作られたプラズマを圧縮および伸長
して所望の幅、厚さ、密度をもつシートプラズマ
を形成しようとするものである。
望の寸法のシートプラズマを形成できる技術が開
発された。これは簡単には永久磁石を利用して磁
場中の放電で作られたプラズマを圧縮および伸長
して所望の幅、厚さ、密度をもつシートプラズマ
を形成しようとするものである。
そこでこの発明はこのシートプラズマを利用し
て新規の化合物半導体薄膜製造装置を提供しよう
とするものである。
て新規の化合物半導体薄膜製造装置を提供しよう
とするものである。
この目的を達成するために、この発明によるシ
ートプラズマを利用した化合物半導体薄膜製造装
置は、基板に平行にしかもそれに近接して基板表
面の実質的部分を覆う幅をもち生成すべき化合物
半導体の成分元素のうち成長温度で付着確率の低
い元素を含んだシートプラズマを形成する装置
と、上記シートプラズマを通過して基板へ他の成
分元素の分子線を注入する装置と、シートプラズ
マと基板との間に電圧を印加し、シートプラズマ
から付着確率の低い成分元素のイオンを引き出し
て他の成分元素の分子線と共に基板へ注入させる
装置とを有することを特徴としている。
ートプラズマを利用した化合物半導体薄膜製造装
置は、基板に平行にしかもそれに近接して基板表
面の実質的部分を覆う幅をもち生成すべき化合物
半導体の成分元素のうち成長温度で付着確率の低
い元素を含んだシートプラズマを形成する装置
と、上記シートプラズマを通過して基板へ他の成
分元素の分子線を注入する装置と、シートプラズ
マと基板との間に電圧を印加し、シートプラズマ
から付着確率の低い成分元素のイオンを引き出し
て他の成分元素の分子線と共に基板へ注入させる
装置とを有することを特徴としている。
基板は成長温度を保つように加熱され、必要に
より回転、並進等の運動をさせても、或いは静止
状態で保持してもよい。
より回転、並進等の運動をさせても、或いは静止
状態で保持してもよい。
またこの発明においてシートプラズマが生成す
べき化合物半導体の成分元素のうち成長温度で基
板への付着確率が１以下の元素を含むという概念
は、シートプラズマがその元素だけで構成されて
いても、又プラズマの形成を容易にさせるため他
のガス分子を含んでいてもよいことが認められ
る。
べき化合物半導体の成分元素のうち成長温度で基
板への付着確率が１以下の元素を含むという概念
は、シートプラズマがその元素だけで構成されて
いても、又プラズマの形成を容易にさせるため他
のガス分子を含んでいてもよいことが認められ
る。
のように構成することによつてこの発明は、従
来公知の化合物半導体製造装置に代わる新規の装
置を提供し、この装置では付着確率の低い成分元
素をシートプラズマにのせて基板表面の近傍から
注入するように構成しているので、空間電荷によ
る拡がりの影響を受ける前に基板へ入るので低速
大密度のイオン注入が可能となると共に付着確率
の低い元素蒸気で成長室を汚染することがない。
すなわち、通常の分子ビーム蒸発手段を用いた方
法では付着確率の低い成分元素は成長温度におい
て基板上の化合物から解離したり、その元素の表
面から脱離し易いが、この発明では解離または脱
離した元素は同じ元素を含んでシートプラズマ内
に入るので、シートプラズマ中で再び電離して基
板へ戻り得る。従つて脱離による成分元素の欠乏
および成長室の汚染を著しく改善することができ
る。
来公知の化合物半導体製造装置に代わる新規の装
置を提供し、この装置では付着確率の低い成分元
素をシートプラズマにのせて基板表面の近傍から
注入するように構成しているので、空間電荷によ
る拡がりの影響を受ける前に基板へ入るので低速
大密度のイオン注入が可能となると共に付着確率
の低い元素蒸気で成長室を汚染することがない。
すなわち、通常の分子ビーム蒸発手段を用いた方
法では付着確率の低い成分元素は成長温度におい
て基板上の化合物から解離したり、その元素の表
面から脱離し易いが、この発明では解離または脱
離した元素は同じ元素を含んでシートプラズマ内
に入るので、シートプラズマ中で再び電離して基
板へ戻り得る。従つて脱離による成分元素の欠乏
および成長室の汚染を著しく改善することができ
る。
以下この発明を添附図面を参照してさらに説明
する。
する。
図面にはこの発明による装置を原理的に示し、
１は基板で、図示していない加熱装置で成長温度
に加熱され、そして上述したように静止状態また
は回転、並進運動状態に保持され得る。２はシー
トプラズマ形成装置で、シートプラズマ発生部２
ａとこのシートプラズマ発生部２ａから発生され
たシートプラズマ２ｂを受けるシートプラズマ受
入部２ｃとから成つている。シートプラズマ２ｂ
は生成すべき化合物半導体AmBnのうち成長温
度で基板への付着確率が１に比べて小さい元素
Bnを含んでおり、そして図示したように基板１
の表面に平行にしかもその近く（例えばシートプ
ラズマ２ｂの境界と基板１との距離は一例では２
mm〜30mmとすることができる）に位置して形成さ
れる。また基板１とシートプラズマ２ｂとの間に
はシートプラズマ２ｂからイオン（主として成分
元素Bnのイオン）を引き出すための電界を形成
する電源３が設けられこの場合図示例では陽イオ
ンが引き出されるが、必要により陰イオンを引き
出すようにすることもできる。このように構成す
ることで、シートプラズマ２ｂから引き出された
イオンは空間電荷の影響によるビームの拡がりを
受ける前に基板１へ到達することができ、シート
プラズマ２ｂから引き出されたイオンの基板１へ
達する際の加速エネルギーは例えば5evから
500evのような比較的低い任意の加速エネルギー
を得ることができる。イオンビームを利用した方
法では200ev以下の加速エネルギーを得ることは
困難であるが、シートプラズマではイオンビーム
法では困難であるような低速のイオンを容易に作
ることができる。
１は基板で、図示していない加熱装置で成長温度
に加熱され、そして上述したように静止状態また
は回転、並進運動状態に保持され得る。２はシー
トプラズマ形成装置で、シートプラズマ発生部２
ａとこのシートプラズマ発生部２ａから発生され
たシートプラズマ２ｂを受けるシートプラズマ受
入部２ｃとから成つている。シートプラズマ２ｂ
は生成すべき化合物半導体AmBnのうち成長温
度で基板への付着確率が１に比べて小さい元素
Bnを含んでおり、そして図示したように基板１
の表面に平行にしかもその近く（例えばシートプ
ラズマ２ｂの境界と基板１との距離は一例では２
mm〜30mmとすることができる）に位置して形成さ
れる。また基板１とシートプラズマ２ｂとの間に
はシートプラズマ２ｂからイオン（主として成分
元素Bnのイオン）を引き出すための電界を形成
する電源３が設けられこの場合図示例では陽イオ
ンが引き出されるが、必要により陰イオンを引き
出すようにすることもできる。このように構成す
ることで、シートプラズマ２ｂから引き出された
イオンは空間電荷の影響によるビームの拡がりを
受ける前に基板１へ到達することができ、シート
プラズマ２ｂから引き出されたイオンの基板１へ
達する際の加速エネルギーは例えば5evから
500evのような比較的低い任意の加速エネルギー
を得ることができる。イオンビームを利用した方
法では200ev以下の加速エネルギーを得ることは
困難であるが、シートプラズマではイオンビーム
法では困難であるような低速のイオンを容易に作
ることができる。
また図面において４は成分元素Amの分子ビー
ムの発生源であり、この発生源４からの分子ビー
ム４ａは好ましくは基板１に直交する方向からシ
ートプラズマ２ｂ中を横切つて基板１に入るよう
にされ、シートプラズマ２ｂを通過する際に元素
Amの蒸気分子の一部はシートプラズマ２ｂ内で
励起または電離されて、他の熱運動エネルギーを
もつた元素Amの蒸気分子と共に基板１に入射す
る。なお元素Amの分子ビーム４ａの方向は必ず
しも基板１に垂直である必要はなく、著しく斜め
でない限り使用できる。
ムの発生源であり、この発生源４からの分子ビー
ム４ａは好ましくは基板１に直交する方向からシ
ートプラズマ２ｂ中を横切つて基板１に入るよう
にされ、シートプラズマ２ｂを通過する際に元素
Amの蒸気分子の一部はシートプラズマ２ｂ内で
励起または電離されて、他の熱運動エネルギーを
もつた元素Amの蒸気分子と共に基板１に入射す
る。なお元素Amの分子ビーム４ａの方向は必ず
しも基板１に垂直である必要はなく、著しく斜め
でない限り使用できる。
従つて、この発明の装置の動作においては僅か
に励起または電離された粒子を含んだ成分元素
Amの分子ビーム４ａとシートプラズマ２ｂから
引き出され基板１とシートプラズマ２ｂとの間に
存在する電界の作用で加速された成分元素Bnを
含むイオンとが基板１の表面に同時に入射され
る。基板１の表面は成長温度に保たれているので
Am，Bnの両元素が化学量論的状態で結合し、
表面に化合物AmBnが形成される。
に励起または電離された粒子を含んだ成分元素
Amの分子ビーム４ａとシートプラズマ２ｂから
引き出され基板１とシートプラズマ２ｂとの間に
存在する電界の作用で加速された成分元素Bnを
含むイオンとが基板１の表面に同時に入射され
る。基板１の表面は成長温度に保たれているので
Am，Bnの両元素が化学量論的状態で結合し、
表面に化合物AmBnが形成される。
図面はこの発による化合物半導体薄膜製造装置
の原理図である。 図中、１：基板、２：シートプラズマ発生装
置、４：分子ビーム発生源。
の原理図である。 図中、１：基板、２：シートプラズマ発生装
置、４：分子ビーム発生源。
Claims (1)
- １ 基板に平行にしかもそれに近接して基板表面
の実質的部分を覆う幅をもち生成すべき化合物半
導体の成分元素のうち成長温度で付着確率の低い
元素を含んだシートプラズマを形成する装置と、
上記シートプラズマを通過して基板へ他の成分元
素の分子線を注入する装置と、シートプラズマと
基板との間に電圧を印加し、シートプラズマから
付着確率の低い成分元素のイオンを引き出して他
の成分元素の分子線と共に基板へ注入させる装置
とを有することを特徴とするシートプラズマを利
用した化合物半導体薄膜製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57198871A JPS5988820A (ja) | 1982-11-15 | 1982-11-15 | シ−トプラズマを利用した化合物半導体薄膜製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57198871A JPS5988820A (ja) | 1982-11-15 | 1982-11-15 | シ−トプラズマを利用した化合物半導体薄膜製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5988820A JPS5988820A (ja) | 1984-05-22 |
| JPH023291B2 true JPH023291B2 (ja) | 1990-01-23 |
Family
ID=16398304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57198871A Granted JPS5988820A (ja) | 1982-11-15 | 1982-11-15 | シ−トプラズマを利用した化合物半導体薄膜製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5988820A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61119676A (ja) * | 1984-11-15 | 1986-06-06 | Ulvac Corp | シ−トプラズマとレ−ザ光を利用した成膜装置 |
| JPS61176121A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-07 | Tokai Univ | シ−トプラズマを利用した真空プロセス装置 |
| JP2545369B2 (ja) * | 1986-08-19 | 1996-10-16 | 株式会社 ト−ビ | シ−トプラズマ・イオンプレ−テイング方法とその装置 |
| US5178905A (en) * | 1988-11-24 | 1993-01-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for the formation of a functional deposited film by hydrogen radical-assisted cvd method utilizing hydrogen gas plasma in sheet-like state |
| JP5605424B2 (ja) | 2012-12-14 | 2014-10-15 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 絶縁被覆電線の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS577129A (en) * | 1980-06-17 | 1982-01-14 | Fujitsu Ltd | Treating method and device for sputtering |
| JPS57156031A (en) * | 1981-03-20 | 1982-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Formation of thin film and vacuum deposition device |
| US4419203A (en) * | 1982-03-05 | 1983-12-06 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for neutralizing ion beams |
-
1982
- 1982-11-15 JP JP57198871A patent/JPS5988820A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5988820A (ja) | 1984-05-22 |
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