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JPH0247849B2 - - Google Patents
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JPH0247849B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0247849B2
JPH0247849B2 JP56177394A JP17739481A JPH0247849B2 JP H0247849 B2 JPH0247849 B2 JP H0247849B2 JP 56177394 A JP56177394 A JP 56177394A JP 17739481 A JP17739481 A JP 17739481A JP H0247849 B2 JPH0247849 B2 JP H0247849B2
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JP
Japan
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JP56177394A
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JPS5878418A (ja
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Keiji Kuboyama
Takeki Matsui
Takeo Kimura
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication of JPH0247849B2 publication Critical patent/JPH0247849B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/34Deposited materials, e.g. layers
    • H10P14/3402Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
    • H10P14/3414Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being group IIIA-VIA materials
    • H10P14/3422Antimonides
    • HELECTRICITY
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    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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    • H10P14/20Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/22Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using physical deposition, e.g. vacuum deposition or sputtering

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はInSb系混合結晶薄膜の製造方法に関
するものである。更に詳しくいえば、InSb化合
物結晶とIn単体結晶とからなり、向上した電気特
性を有するInSb系混合結晶薄膜の製造方法に関
するものである。 一般にInSbの薄膜は、InSbの移動度が常温で
78,000cm2/Vsと大きいために、ホール素子や磁
気抵抗素子の素材として優れていることが知られ
ている。そして最近のダイレクトドライブモータ
ー用の位置検出素子としてのホール素子や、無接
点ポテンシヨメーターとしての磁気抵抗素子等の
発展にはめざましいものがある。 本発明者らは先に、ホール素子や磁気抵抗素子
等の素材として大変優れた、新規なInSb複合結
晶半導体、及びその製造方法を提案した。(特願
昭56−46962,56−50294,56−58724等) 本発明はこれらのInSb複合結晶半導体の製造
法を更に改善したものであり、特に基板温度の上
昇速度に制限を加えることにより、前記製造法の
工業的生産性を一段と向上させる方法に関するも
のである。 従来InSbは−族化合物半導体としてよく
知られた物質であり、ホール素子や磁気抵抗素子
として利用するには、インジウム元素(In)のア
ンチモン元素(Sb)に対する原子比が1.00の結晶
であることが必要不可欠の条件であり、かかる条
件の場合にその特性が高度に発揮されると考えら
れてきたため、かかる考えに立脚して多くの研究
がなされてきた。 しかし、本発明者らは、先にInとSbの原子比
が厳密に1対1に制御された場合のみ優れた薄膜
が得られるのではなく、Inが過剰の場合にも、特
にInのSbに対する原子比が1.1〜1.7の範囲にある
ならば結晶性に優れ、しかも高い移動度を示す複
合結晶が得られるという従来の技術概念からは到
底予測し得ない新事実を見出した。 かかる新しい知見に基く優れたInSb系複合結
晶薄膜は、InとSbとをSb対Inの到達速度比(ア
ライバル・レート・レーシヨ以下AIo/ASbと略記
する)が1.10〜1.70の条件下で基板上に蒸着する
ことによつて製造することができ、更に蒸着初期
の基板温度を、式 1/T=9.98×10-4−5.66×10-5logP 〔ここに、Tは極限の基板温度(絶対温度)Pは
蒸着中の真空度(Torr)である〕 で与えられる極限の基板温度よりも低い温度に設
定することにより、電気特性を向上させることが
できる。 しかし先の方法によつて、有用性に特に優れた
移動度20,000cm2/V・S以上の薄膜が得られる
AIo/ASbの範囲は1.28〜1.52と0.24の幅しか持つ
ていなかつた(第3図参照)。本発明者らはInSb
系複合結晶薄膜の工業的生産性を向上させるため
には、有用性に特に優れた20,000cm2/V・S以
上の薄膜の得られるAIo/ASbの範囲を広くするこ
とが肝要であると考え、鋭意検討を行なつた結
果、本発明をなすに至つた。 すなわち本発明は、蒸着初期の基板温度を、式 1/T=9.98×10-4−5.66×10-5logP 〔ここに、Tは極限の基板温度(絶対温度)、P
は蒸着中の真空度(Torr)である〕 で与えられる極限の基板温度よりも低い温度に設
定し、初期を除く蒸着時間帯の少なくとも1部分
で5℃/min〜50℃/minから選ばれた基板温度
上昇速度の領域を有する階段的基板温度上昇法を
用いてインジウムとアンチモンとを、基板上での
アンチモン対インジウムの到達速度比が、1.05〜
1.70となる条件下で蒸着させることを特徴とす
る、InSb系複合結晶薄膜の製造法を提供するも
のである。 本発明を用いて蒸着を行つた結果、有用性に優
れた移動度10,000cm2/V・S以上の薄膜が得ら
れるAIo/ASbの範囲は、1.05〜1.70となつた(第
2図参照)。そして有用性に特に優れた移動度20,
000cm2/V・S以上の薄膜が得られるAIo/ASb
範囲は、1.13〜1.62となり、0.49の幅を持つてい
た(第2図参照)。該幅は、先に提案した方法に
よる幅(0.24)の実に2倍以上の広いものであ
る。 本発明にいう階段的基板温度上昇法とは、基板
温度の上昇パターンが階段状であり、上昇速度が
大である時間領域と、小である領域が交互に設け
られているものである(第1図参照)。少なくと
も1部分に設けられる5℃/min〜50℃/minか
ら選ばれた上昇速度の領域は、前記の上昇速度が
大である時間領域に相当する。前記の上昇速度が
小である時間領域では、上昇速度は5℃/minよ
り小さく選ばれるが、階段状パターンを際立たせ
る上では0℃/min〜3℃/minから選ぶのが良
い。また制御の都合上、階段状パターンの角の部
分は、滑らかな曲線になつていてもよい(第1図
破線部参照)。 初期を除く蒸着時間帯中に少なくとも1部分で
設けられる領域における基板温度の上昇速度は5
℃/min〜50℃/minから選ばれた上昇速度であ
る。該上昇速度が50℃/minより小さいと、前記
のAIo/ASbの幅が小さくなつてしまうし、50℃/
minより大きいと膜がぼろぼろになつたり、くす
んだりする。基板温度の制御の難易を考慮する
と、前記上昇速度は5℃/min〜30℃/minから
選ばれた上昇速度である方がより好ましい。 前記領域の時間は、蒸着時間帯における最初と
最後の基板温度の差、蒸着時間、並びに設ける回
数により異なるが、10秒〜30分が好ましい。10秒
より短かいと基板温度の制御が困難であるし、30
分より長いと工業的生産性が低下する。 前記領域を設ける回数は1回以上であればよく
5回でも10回でもよいが、領域の時間、蒸着時間
帯における最初と最後の基板温度の差、並びに蒸
着時間と密接に関連している。しかし作業の繁雑
さを嫌うならば少ない方が好ましい。 また本発明は先に提案したInSb系混合結晶の
製造方法(特願昭56−72464)と組み合わせるこ
とにより、有用性に極めて優れた移動度25,000
cm2/V・S以上の薄膜を工業的生産性良く製造す
る方法を提供する。すなわち、先に提案した方法
ではN2の存在下で蒸着を行なうことによつて、
25,000cm2/V・S以上の移動度を有する薄膜の
製造が可能となつたが、これに本発明を組み合わ
せるならば、移動度25,000cm2/V・S以上の薄
膜が得られるAIo/ASbの幅が広くなるために、有
用性に極めて優れた薄膜を工業的生産性良く製造
することができるわけである。 以下に実施例を用いて本発明を更に詳細に説明
する。 実施例 1 6枚のウエーハーが同心円上に設置でき、回転
する基板ホルダーを有する真空蒸着装置を使用し
て蒸着を行なつた。基板温度はウエーハー上10mm
の所に設けられたPt−Rdサーモカツプルで検知
され、また別のサーモカツプルを制御用に設け
た。 基板としては雲母を用いた。原料In,Sbは共
にフルウチ化学社製6−Nのものを用いた。 蒸着に当つては、最初に真空度を2×
10-6Torrにし、基板温度を380℃に設定した。次
に基板温度を480℃まで上昇させながら40分間蒸
着を行ない、膜厚が1.0μm程度になるようにし
た。40分の蒸着時間のうち、蒸着開始後12分〜18
分の基板板温度の上昇速度を10℃/minとし、上
記以外の時間は、1〜2℃/minとした。 この条件下で、AIo/ASbを1.00〜1.75の範囲と
して、28回の蒸着を行ないできた膜を第1図のよ
うにパターニングして移動度を測定した。そし
て、横軸にAIo/ASbをとり、縦軸に移動度μmを
とつて第2図を得た。その結果、移動度が10,
000cm2/V・S以上となり、有用なInSb系混合結
晶薄膜のできるAIo/ASbの範囲は1.05〜1.70であ
つた。更に移動度が20,000cm2/V・S以上とな
り、特に有用な薄膜のできるAIo/ASbの範囲は、
1.13〜1.62で0.49の幅をもつていた。 比較例 1 基板温度の上昇速度を蒸着時間の全域にわたつ
て2〜3℃/minと設定する以外は、実施例1と
同様に蒸着を行つた。18回の蒸着の結果第3図を
得たが、移動度が20,000cm2/V・S以上となる
AIo/ASbの範囲は、1.28〜1.52であつた。 実施例 2〜5 装置、基板、原料については、実施例1と同様
のものを用いた。蒸着時間は30分で基板温度を
400℃からスタートして最終温度を480℃にした。
そしてその間の基板温度上昇速度を蒸着開始後0
分〜10分、12〜20分、22分〜30分は1〜2℃/
min、10分〜12分は12〜14℃/min、20分〜22分
は6〜7℃/minとした。この条件下でAIo/ASb
を1.07、1.25、1・38、1.56として膜厚が1μm程
度になるように蒸着を行つた膜の移動度を測定し
た。その結果を第1表に示す。
【表】 実施例 6〜8 装置、基板、原料については実施例1と同様と
した。まず真空度を1×10-6Torrにし基板温度
を400℃に設定し、次いでニードルバルブにより
窒素を導入して真空度を7×10-5Torrとし、ニ
ードルバルブをそのまま固定した。次にInとSb
を蒸発させながら基板温度上昇速度を実施例2〜
5と同様にして500℃まで上昇させ、30分間で膜
厚が1μm程度になるように蒸着した。この条件
下でAIo/ASbを1.20、1.41、1.53として得られた
膜の移動度を測定した。その結果を第2表に示
す。
【表】 比較例 2〜5 基板温度上昇速度を30分の蒸着時間の全域にわ
たつて3〜4℃/minとする以外は実施例5〜7
と同様の条件下で、AIo/ASbを0.95、1.18、1.33、
1.60として得られた膜の移動度を測定した結果を
第3表に示す。
【表】 実施例 9〜11 装置、基板、原料については、実施例1と同様
のものを用いた。まず真空度を2×10-6Torrに
し、基板温度を380℃に設定した上で、ニードル
バルブにより窒素を導入して真空度を5×
10-5Torrとし、ニードルバルブをそのまま固定
した。次にInとSbを蒸発させながら階段的基板
温度上昇法を用いて、20分間で膜厚が1.5μm程度
になるように蒸着した。この際、基板温度上昇速
度は蒸着開始後0分〜8分及び11分〜20分は0
℃/min〜2℃/minとし、8分〜11分は30℃/
min〜40℃/minとして最終温度500℃まで基板
温度を上昇させた。この条件下でAIo/ASb
1.15、1.37、1.52として得られた膜の移動度を測
定した。その結果を第4表に示す。
【表】 【図面の簡単な説明】
第1図は階段的基板温度上昇法における基板温
度の変化を示すグラフ、第2図は本発明実施例の
AIo/ASbと移動度との関係を示すグラフ、第3図
は比較例のAIo/ASbと移動度との関係を示すグラ
フである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 蒸着初期の基板温度を、式 1/T=9.98×10-4−5.66×10-5logP 〔ここに、Tは極限の基板温度(絶対温度)、
    Pは蒸着中の真空度(Torr)である〕 で与えられる極限の基板温度よりも低い温度に設
    定し、初期を除く蒸着時間帯の少なくとも1部分
    で5℃/min〜50℃/minから選ばれた基板温度
    上昇速度の領域を有する階段的基板温度上昇法を
    用いて、インジウムとアンチモンとを、基板上で
    のアンチモン対インジウムの到達速度比が、1.05
    〜1.70となる条件下で蒸着させることを特徴とす
    る、インジウム−アンチモン系複合結晶薄膜の製
    造法。 2 初期を除く蒸着時間帯の少なくとも1部分
    で、5℃/min〜30℃/minから選ばれた基板温
    度上昇速度の領域を有する階段的基板温度上昇法
    を用いる特許請求の範囲第1項記載の方法。
JP56177394A 1981-03-30 1981-11-05 インジウム−アンチモン系複合結晶薄膜の製造法 Granted JPS5878418A (ja)

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JP56177394A JPS5878418A (ja) 1981-11-05 1981-11-05 インジウム−アンチモン系複合結晶薄膜の製造法
US06/361,939 US4468415A (en) 1981-03-30 1982-03-25 Indium-antimony complex crystal semiconductor and process for production thereof
AT82102605T ATE20629T1 (de) 1981-03-30 1982-03-27 Indium-antimon-halbleiter mit komplexer kristalliner struktur und verfahren zu seiner herstellung.
EP82102605A EP0062818B2 (en) 1981-03-30 1982-03-27 Process of producing a hall element or magnetoresistive element comprising an indium-antimony complex crystal semiconductor
DE8282102605T DE3271874D1 (en) 1981-03-30 1982-03-27 Indium-antimony complex crystal semiconductor and process for production thereof
KR8201347A KR860000161B1 (ko) 1981-03-30 1982-03-29 인듐 안티몬계 복합 결정반도체 및 그 제조방법
US06/620,645 US4539178A (en) 1981-03-30 1984-06-14 Indium-antimony complex crystal semiconductor and process for production thereof

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JP56177394A JPS5878418A (ja) 1981-11-05 1981-11-05 インジウム−アンチモン系複合結晶薄膜の製造法

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Publication Number Publication Date
JPS5878418A JPS5878418A (ja) 1983-05-12
JPH0247849B2 true JPH0247849B2 (ja) 1990-10-23

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7567078B2 (en) 2004-12-28 2009-07-28 Asahi Kasei Emd Corporation Magnetic rotation-angle sensor and angle-information processing device

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JP2818318B2 (ja) * 1991-04-23 1998-10-30 松下電工株式会社 セラミック回路板における導体膜の形成方法
JP2761118B2 (ja) * 1991-04-23 1998-06-04 松下電工株式会社 セラミック回路板における導体膜の形成方法
JP4903982B2 (ja) * 2003-12-04 2012-03-28 重弥 成塚 半導体素子及びその製造方法

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JPS5878418A (ja) 1983-05-12

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