JPH0115135B2 - - Google Patents

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JPH0115135B2
JPH0115135B2 JP56072464A JP7246481A JPH0115135B2 JP H0115135 B2 JPH0115135 B2 JP H0115135B2 JP 56072464 A JP56072464 A JP 56072464A JP 7246481 A JP7246481 A JP 7246481A JP H0115135 B2 JPH0115135 B2 JP H0115135B2
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JP
Japan
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nitrogen
mobility
substrate
indium
antimony
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Application number
JP56072464A
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English (en)
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JPS57187934A (en
Inventor
Takeki Matsui
Keiji Kuboyama
Takeo Kimura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Priority to US06/361,939 priority patent/US4468415A/en
Priority to EP82102605A priority patent/EP0062818B2/en
Priority to DE8282102605T priority patent/DE3271874D1/de
Priority to AT82102605T priority patent/ATE20629T1/de
Priority to KR8201347A priority patent/KR860000161B1/ko
Publication of JPS57187934A publication Critical patent/JPS57187934A/ja
Priority to US06/620,645 priority patent/US4539178A/en
Publication of JPH0115135B2 publication Critical patent/JPH0115135B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • H10P14/29Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by the substrates
    • H10P14/2901Materials
    • H10P14/2921Materials being crystalline insulating materials
    • 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
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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

Landscapes

  • 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、半導体として各種用途に供されるイ
ンジウム―アンチモン系混合結晶の製造方法、さ
らに詳しくいえば電気特性の向上したインジウム
―アンチモン系混合結晶の製造方法に関するもの
である。 インジウム―アンチモン(以下InSbと示す)
の薄膜は、常温における移動度78000cm2/V・sec
と、インジウム―ヒ素の30000cm2/V・secやガリ
ウム―ヒ素の7000cm2/V・secに比べ非常に高い
値を示し、ホール素子や磁気抵抗素子の素材とし
て優れたものであるため、最近、ダイレクトドラ
イブモーター用位置検出装置やVTR、音響機器
などの無接点ポテンシヨメーターとして注目され
るようになつた。 ところで、通常ホール効果を考えるときには、
ホール係数RHとホール移動度μHとが重要なパラ
メーターとなる。そして、添附図面に示す形状で
パターニング及び電極付けを行つたInSbのサン
プルについて、入力電極1,2を定電流電源Iに
接続したときの出力電極3,4間に生じる電圧を
VHiとし、入力電極1,2を定電圧電源Vに接続
したときの出力電極3,4間に生じる電圧をVHv
とした場合、VHiとVHvとはそれぞれ次の式によつ
て求められる。 VHi=I/t・RH・B・I・f …(1) VHv=ω/l・μH・B・V・f …(2) ただし、tはサンプルの膜厚、lはパターンの
長さ、ωはパターンの幅であり、Bは印加される
外部磁場の磁束密度、Iはサンプルに流される電
流、Vはサンプル印加される電圧、fはサンプル
の形状因子、RHはサンプルのホール係数、μH
ホール移動度である。 この式(1)から明らかなように、出力電圧は、サ
ンプルの膜厚に反比例するので、高感度のホール
素子や磁気抵抗効果素子とするときは、薄膜にす
る方がよい。 またInSbは、その禁制帯の幅が狭いので、前
記式(1)のホール係数RHは温度により著しく変化
し、実用時には、定電流出力電圧VHiの温度依存
性が大きいという結果になつて現われる。 他方、式(2)により示されるホール移動度μHは、
温度による変化が比較的少ないので、実用上、
InSbのホール素子は、もつぱら定電圧下で用い
られ、したがつてホール係数を大きくすることよ
りも、移動度を高くすることが要望されている。 従来、高い移動度のInSb薄膜を製造する方法
として、バルク単結晶を切り出して研摩し、薄膜
化する方法が知られている。このようにして得ら
れる薄膜は、優れた特性を有するものであるが、
単結晶の切り出しや研摩には、多量のロスを生じ
高価なInSb単結晶を無駄に費消することになる
ので、工業的方法として必ずしも適当ではない。 また、InとSbとをいつたん基板上に10μm程度
の厚さに蒸着その他の手段で付着させておき、次
いでゾーンメルトした後、研摩し、薄膜化する方
法も提案されている(特開昭50―9373号公報)。
しかし、この方法は作業が複雑であり、工業的に
実施する場合にかなり制約されるのを免れない。 ところで、InSb薄膜を製造する最も簡便な方
法は、蒸着操作だけで基板上に付着させる方法で
あり、これまで数多くの蒸着方法が試みられてき
たが、膜厚1μm程度で、ホール移動度25000cm2
V・sec以上の薄膜を得ることはできなかつた。 本発明らは先に基板におけるInとSbの原子到
達速度比(AIn/Asb)を1.1〜1.7に制御するこ
とによりInSb結晶と、単体のIn結晶からなる組
成及び特性のバラツキのないInSb複合結晶を得
る方法を提案したが、さらに研究を重ねた結果、
特定の条件下で処理することによりさらに移動度
を向上させうることを見出し、この知見に基づい
て本発明をなすに至つた。 すなわち、本発明は、基板上にインジウム及び
アンチモンを蒸着させてインジウム―アンチモン
系混合結晶を製造するに当り、窒素の存在下、基
板上でのインジウムとアンチモンとの原子到達速
度比AIn/ASbが1.1〜1.7となる条件のもので蒸
着処理することを特徴とする方法を提供するもの
である。この場合、窒素は少なくとも大気の成分
比よりも多い割合で存在させるのが好ましい。 本発明者らは、先に提案した製造方法に基づい
て、より高い移動度をめざして、Ar等の希ガス
を蒸着中に導入したが、かえつて移動度を低下さ
せる結果となつたが、窒素を蒸着中に導入した場
合は、移動度の大きな向上がみられた。この際重
要なことは、窒素が大気の成分比より多く入つて
いることである。窒素の他のガスに対する相対量
は、最初の到達真空度と導入後の真空度によつて
変化する。例えば最初の真空度が10-6Torrで5
×10-6Torrまで窒素導入によつて真空度を下げ
た時には、窒素量比は約90mol%になる。驚くべ
きことには、この程度の雰囲気の変化(空気中で
の80mol%から90mol%へ)によつてかなりの効
果がでる。すなわち、空気中の窒素含量の80mol
%よりも多い窒素の雰囲気下で蒸着することで、
これによりかなりの移動度の向上がみられた。他
方、窒素量比が80mol%未満では、なんら移動度
の向上効果はなく、他の成分ガスの質によつては
むしろ移動度が低下した。 本発明の方法は、種々の実施態様をとりうる。
例えば充分真空度を上げておいてから窒素導入を
行い、もう一度真空度をあげて蒸着する方式ある
いは、窒素用バルブを蒸着装置に設置し、微量窒
素を導入しつつ初期の真空度から全体の真空度を
下げて蒸着する方式等が考えられる。例えば好ま
しい実施態様としては、10-7Torrまで真空度を
上げてから10-5Torrまで窒素導入によつて真空
度を下げ、そのまま窒素導入を続けるような方式
である。 窒素以外の成分ガスは特定されるものではな
い。また最終の真空度の限界は、インジウムとア
ンチモンのmean free pathから設定されるが、
普通は10-3Torr以上の真空度である。 本発明方法においては、インジウムとアンチモ
ンの原子到達速度比Aln/ASbを1.1〜1.7の範囲
に選ぶことが必要であり、これによつて特に高い
移動度を得ることができる。このときの蒸発源と
して単体のInとSbを用いるのが極めて好ましい
が、特に限定されない。InとSbの蒸発源として
InSbや適当な混合比のInSb+In(又はSb)を用い
ることもできる。またSbのみの蒸発源として
GaSb等も用いることができる。 本発明の基板には特に制限はなく、慣用されて
いるもの、例えばサフアイア、CaF2,NaCl、雲
母、ガラスCr―ドープのGaAs等が使用できる。
特に好ましいのは結晶性基板である。更に好まし
いのは、容易にへき開面の出せる雲母である。 基板温度は、特に限定されない。一定の温度や
蒸着中徐々にあるいは急速に上昇又は下降させた
基板温度が適用できる。しかし上限の温度は
InSbの融点である約530℃によつて制限される。 本発明を実施する手段としては、本発明の基本
概念をくずさないものであれば、なんでもよい。
すなわち、普通の蒸着(ヒーター加熱、EB加熱、
フラツシユ蒸着)、MBE、イオンビーム法等が適
用できる。薄膜形成速度はかなりの広範囲の0.1
〜1000Å/secを適用できるが、AIn/ASbの制
御の容易さから1〜100Å/secが特に好ましい。 以下に実施例を用いて本発明を更に説明する。 実施例 1 基板としては雲母を用いた。6枚のウエハーが
設置できる同心円周上に回転する基板ホルダーを
有する真空蒸着装置を使用した。基板温度はウエ
ハー上10mmの所に設けられたPt―Pd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。 原料In,Sbは共にフルウチ化学社製6―Nの
ものを用いた。 まず、真空度を1×10-6Torrにし、基板温度
を400℃に設定した。次いで、ニードルバルブに
より窒素を導入し10-4Torrに真空度を下げ、ニ
ードルバルブをそのまま固定した。次にAIn/
ASb1.4になるようにInとSbを飛ばし、30分間で
厚み1.1μmになるまで蒸着させた。基板温度を
480℃まで上昇しつつ蒸着した。 6枚のウエハーを添附図面に示すようにパター
ニングして特性を測定したところ、移動度は
26000〜28000cm2/V・secであつた。 比較例 1 実施例1で窒素導入を行わず、10-6Torrの真
空度で行つたところ、得られた膜の移動度は
20000〜22000cm2/V・secであつた。 実施例 2 基板温度を440℃で一定にする以外は、実施例
1と同様に蒸着したところ、得られた膜の移動度
は、22000〜23000cm2/V・secであつた。 比較例 2 実施例2で窒素導入を行わず、10-6Torrの真
空度で蒸着を行つたところ、得られた膜の移動度
は15000〜17000cm2/V・secであつた。 実施例3〜5及び参考例 AIn/ASbを0.9,1.2,1.3,1.6について実施例
1と同様に窒素導入下で行つた結果を第1表に示
す。
【表】 比較例 3〜6 窒素を導入しない場合の実施例3〜5及び参考
例に対する比較例を第2表に示す。
【表】 実施例 6 最初の真空度を10-6Torr、窒素導入後の真空
度を10-5TOrrにする以外は実施例1と同様に行
つて、移動度25000〜27000cm2/V・secの薄膜を
得た。 実施例 7 基板をガラスとして実施例1と同様に行つて、
6000〜8000cm2/V・secの薄膜を得た。 比較例 7 実施例8の比較として、窒素導入なしで行つた
ところ、4000〜6000cm2/V・secの薄膜を得た。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明におけるサンプルのパターニング
及び電極取付けを説明するための平面図である。 図中1,2は入力電極、3,4は出力電極であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 基板上にインジウム及びアンチモンを蒸着さ
    せてインジウム―アンチモン系混合結晶を製造す
    るに当り、窒素の存在下、基板上でのインジウム
    とアンチモンとの原子到達速度比AIn/ASbが
    1.1〜1.7となる条件のもとで蒸着処理することを
    特徴とする方法。
JP56072464A 1981-03-30 1981-05-14 Manufacture of indium-antimony system mixing crystal Granted JPS57187934A (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56072464A JPS57187934A (en) 1981-05-14 1981-05-14 Manufacture of indium-antimony system mixing crystal
US06/361,939 US4468415A (en) 1981-03-30 1982-03-25 Indium-antimony complex crystal semiconductor and process for production thereof
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
AT82102605T ATE20629T1 (de) 1981-03-30 1982-03-27 Indium-antimon-halbleiter mit komplexer kristalliner struktur und verfahren zu seiner herstellung.
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

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56072464A JPS57187934A (en) 1981-05-14 1981-05-14 Manufacture of indium-antimony system mixing crystal

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Publication Number Publication Date
JPS57187934A JPS57187934A (en) 1982-11-18
JPH0115135B2 true JPH0115135B2 (ja) 1989-03-15

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ID=13490047

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JP56072464A Granted JPS57187934A (en) 1981-03-30 1981-05-14 Manufacture of indium-antimony system mixing crystal

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JP (1) JPS57187934A (ja)

Cited By (1)

* 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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* 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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JPS57187934A (en) 1982-11-18

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