JPH02307832A - 半導体ドープガラス薄膜の製造方法 - Google Patents
半導体ドープガラス薄膜の製造方法Info
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- JPH02307832A JPH02307832A JP12650289A JP12650289A JPH02307832A JP H02307832 A JPH02307832 A JP H02307832A JP 12650289 A JP12650289 A JP 12650289A JP 12650289 A JP12650289 A JP 12650289A JP H02307832 A JPH02307832 A JP H02307832A
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- thin film
- compound
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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、半導体ドープガラス薄膜に係り、より詳細に
は、スパッタリングにより化合物又は単体半導体が高粒
径分布にて埋め込まれ分散している半導体ドープガラス
薄膜とその製造法に関するものである。
は、スパッタリングにより化合物又は単体半導体が高粒
径分布にて埋め込まれ分散している半導体ドープガラス
薄膜とその製造法に関するものである。
（従来の技術及び解決しようとする課題）近年、高出力
レーザーの発達により、その周辺装置として非線形光学
材料が注目を集めている。
レーザーの発達により、その周辺装置として非線形光学
材料が注目を集めている。
殊に半導体ドープガラスは、三次の非線形性の点で有機
の高非線形材料を凌ぐ高い非線形性を示すのみならず、
ｐｓｅｃ応答の光双安定性も見い出され、光シヤツター
や光スィッチ、或いは光高速素子としての応用の可能性
に興味がもたれている。
の高非線形材料を凌ぐ高い非線形性を示すのみならず、
ｐｓｅｃ応答の光双安定性も見い出され、光シヤツター
や光スィッチ、或いは光高速素子としての応用の可能性
に興味がもたれている。
しかるに、従来、このような半導体ドープガラスとして
は、フィルターガラスとして用いられているバルク材に
ついて幾つか報告されているにすぎない。すなわち、析
出→急冷により得られるバルク材はＳｉｏ、母材中にＣ
ｄＳｘＳｅ、−ｘ半導体などが粒径２ｏ〜１００人で０
．１．ｍｏ１％程度埋め込まれ１点在し、せいぜい２＋
ｉｏ＋厚の薄片状のものであって、アニール（焼鈍）し
て粒径が調整されている。
は、フィルターガラスとして用いられているバルク材に
ついて幾つか報告されているにすぎない。すなわち、析
出→急冷により得られるバルク材はＳｉｏ、母材中にＣ
ｄＳｘＳｅ、−ｘ半導体などが粒径２ｏ〜１００人で０
．１．ｍｏ１％程度埋め込まれ１点在し、せいぜい２＋
ｉｏ＋厚の薄片状のものであって、アニール（焼鈍）し
て粒径が調整されている。
しかも、それらの報告も、バルク材を用いた特性につい
ての研究報告に止まっている程度であり。
ての研究報告に止まっている程度であり。
製造法に関しては皆無といっても過言ではない。
今後の利用を考慮すると、バルク材では厚みがありすぎ
、またドープされる半導体の種類が上記のものに限られ
ると共にその粒径が大きく、しかも粒径分布を均一にコ
ントロールすることが不可能であるため、その利用範囲
に限界がある。
、またドープされる半導体の種類が上記のものに限られ
ると共にその粒径が大きく、しかも粒径分布を均一にコ
ントロールすることが不可能であるため、その利用範囲
に限界がある。
本発明は、か）る事情に鑑みてなされたものであって、
薄膜状であって、しかも超微粒子の種々の化合物半導体
を高粒径分布にてＳｉＯ□ガラス中に分散した半導体ド
ープガラス薄膜を提供し、またその製造方法を提供する
ことを目的とするものである。
薄膜状であって、しかも超微粒子の種々の化合物半導体
を高粒径分布にてＳｉＯ□ガラス中に分散した半導体ド
ープガラス薄膜を提供し、またその製造方法を提供する
ことを目的とするものである。
（課題を解決するための手段）
前記目的を達成するため、本発明者は、まず、半導体ド
ープガラスの薄膜化技術について検討した。
ープガラスの薄膜化技術について検討した。
薄膜を得る方法としては気相法が考えられるが、そのう
ち、蒸着法ではＳｉｏ、ガラスのアモルファス化が困難
である。この点、スパッタリングによればアモルファス
化が容易であることから、スパッタリングについて更に
鋭意研究を重ねた。
ち、蒸着法ではＳｉｏ、ガラスのアモルファス化が困難
である。この点、スパッタリングによればアモルファス
化が容易であることから、スパッタリングについて更に
鋭意研究を重ねた。
その結果、Ａｒ等の希ガスでスパッタリングすることに
より、超微粒子の化合物又は単体半導体が、しかもその
成分系が制限されずに、Ｓｉｎ、ガラス中に粒径が揃っ
た状態で高濃度に分散でき、しかも敢えてアニールを必
要としない薄膜が得られることが判明した。更にその粒
径が任意にコントロールでき、量子サイズ効果がえられ
るので、バルク材よりも利用範囲が著しく拡大できるこ
と知見し、ここに本発明をなしたものである。
より、超微粒子の化合物又は単体半導体が、しかもその
成分系が制限されずに、Ｓｉｎ、ガラス中に粒径が揃っ
た状態で高濃度に分散でき、しかも敢えてアニールを必
要としない薄膜が得られることが判明した。更にその粒
径が任意にコントロールでき、量子サイズ効果がえられ
るので、バルク材よりも利用範囲が著しく拡大できるこ
と知見し、ここに本発明をなしたものである。
すなわち、本発明に係る半導体ドープガラス薄膜は、Ｓ
ｉｏ、アモルファスガラス中に１粒径１００Å以下、含
有量１ｍｏｌ％以上の化合物又は単体半導体微粒子が均
一に分散していることを特徴とするものである。
ｉｏ、アモルファスガラス中に１粒径１００Å以下、含
有量１ｍｏｌ％以上の化合物又は単体半導体微粒子が均
一に分散していることを特徴とするものである。
また、その製造方法に係る本発明は、Ｓｉｎ、からなる
ターゲット上に化合物又は単体半導体多結晶を置き、Ａ
ｒ等のガスを用いてスパッタリングすることにより、Ｓ
ｉｏ、ガラス中に均一な粒径の化合物又は単体半導体が
分散した半導体ドープガラス薄膜を得、更に必要に応じ
てアニールを施すことを特徴とする半導体ドープガラス
薄膜の半導体粒径分布制御法を要旨とするものである。
ターゲット上に化合物又は単体半導体多結晶を置き、Ａ
ｒ等のガスを用いてスパッタリングすることにより、Ｓ
ｉｏ、ガラス中に均一な粒径の化合物又は単体半導体が
分散した半導体ドープガラス薄膜を得、更に必要に応じ
てアニールを施すことを特徴とする半導体ドープガラス
薄膜の半導体粒径分布制御法を要旨とするものである。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
（作用）
本発明によるスパッタリングにおいては、５ｉＯ１をタ
ーゲットとし、このターゲット上に化合物又は単体半導
体のチップを置くが、少なくともＡｒ等のガスを用いる
必要があり、導入したガスによって化合物又は単体半導
体チップとターゲットとを叩くことにより、アモルファ
ス化したＳｉｏ２ガラス中に超微粒子の化合物又は単体
半導体を均一に分散させることができる。
ーゲットとし、このターゲット上に化合物又は単体半導
体のチップを置くが、少なくともＡｒ等のガスを用いる
必要があり、導入したガスによって化合物又は単体半導
体チップとターゲットとを叩くことにより、アモルファ
ス化したＳｉｏ２ガラス中に超微粒子の化合物又は単体
半導体を均一に分散させることができる。
化合物又は単体半導体としては、特に制限されるもので
はなく、Ｓｉｎ、と馴染みの悪い元素で重く激化しにく
い元素を有する化合物が特に好ましい０例えば、ＣｄＴ
ｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳｅ、
ＰｂＩ２、ＩｎＰ、Ｃｄ５ｎＰｚ、ＣｄＳｘＳｅ、−ｘ
、 ＺｎＧｅＡｓ、、 ０句Ａｓ、 Ｓｉ、 Ｓ
ｉ −Ｇｅ、ＩｎＳｂ、ＣｕＣｌなどが挙げられる。こ
れらのうち、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳ、Ｚ
ｎＴｅ。
はなく、Ｓｉｎ、と馴染みの悪い元素で重く激化しにく
い元素を有する化合物が特に好ましい０例えば、ＣｄＴ
ｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳｅ、
ＰｂＩ２、ＩｎＰ、Ｃｄ５ｎＰｚ、ＣｄＳｘＳｅ、−ｘ
、 ＺｎＧｅＡｓ、、 ０句Ａｓ、 Ｓｉ、 Ｓ
ｉ −Ｇｅ、ＩｎＳｂ、ＣｕＣｌなどが挙げられる。こ
れらのうち、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳ、Ｚ
ｎＴｅ。
Ｚｎ５ｅ、ＧａＡｓ等はＹＡＧレーザーの２倍波（〜２
．３ｓＶ）に整合し、ＩｎＰ、Ｃｄ５ｎＰ、、ＺｎＧｅ
Ａｓ、等は１倍波（〜１．２ｅＶ）に整合する。
．３ｓＶ）に整合し、ＩｎＰ、Ｃｄ５ｎＰ、、ＺｎＧｅ
Ａｓ、等は１倍波（〜１．２ｅＶ）に整合する。
スパッタリング条件は、特に制限されないが、以下に主
として粒径分布を制御する上で望ましい条件を示す。
として粒径分布を制御する上で望ましい条件を示す。
基板温度は高いほど粒径が小さくなるので、基板温度に
よっても粒径分布をコントロール可能である。加熱温度
は、ドープすべき化合物又は単体半導体の種類にもよる
が、４００℃程度の温度も可能である。なお、基板を水
冷することもできる。
よっても粒径分布をコントロール可能である。加熱温度
は、ドープすべき化合物又は単体半導体の種類にもよる
が、４００℃程度の温度も可能である。なお、基板を水
冷することもできる。
ターゲット上に配置する化合物又は単体半導体チップの
個数及び位置については、ターゲットの中央乃至はぼ中
央に１個又は複数個のチップを置くか、或いはターゲッ
ト上に複数個のチップを等間隔乃至対称形（例、円形状
）に置くのが望ましい。
個数及び位置については、ターゲットの中央乃至はぼ中
央に１個又は複数個のチップを置くか、或いはターゲッ
ト上に複数個のチップを等間隔乃至対称形（例、円形状
）に置くのが望ましい。
チップの個数（ターゲツト面積比）は化合物又は単体半
導体の含有量及び粒径に影響を及ぼし、個数が増すほど
粒径が大きくなり、１００Å以下の超微粒子半導体が得
られ、１５Å以下の粒径も可能である。チップの間隔を
狭くするほど、得られる試料中に多量の化合物又は単体
半導体を含有させることができ、通常、１鳳。１％以上
を分散させることができる。なお、ターゲツト面積比で
は１％以上が可能であり、個数が多いほど大きい粒径に
し得る。
導体の含有量及び粒径に影響を及ぼし、個数が増すほど
粒径が大きくなり、１００Å以下の超微粒子半導体が得
られ、１５Å以下の粒径も可能である。チップの間隔を
狭くするほど、得られる試料中に多量の化合物又は単体
半導体を含有させることができ、通常、１鳳。１％以上
を分散させることができる。なお、ターゲツト面積比で
は１％以上が可能であり、個数が多いほど大きい粒径に
し得る。
薄膜の厚さはスパッタリング時間によりコント。
ロールすることができる。
他の条件トシテは、１５０〜２００Ｗ、１Ｏ−３Ｔ ｏ
ｒｒレベルであり、スパッタガスとしては通常Ａｒ等の
希ガスを用いる。
ｒｒレベルであり、スパッタガスとしては通常Ａｒ等の
希ガスを用いる。
なお、スパッタリングにより得られた半導体ドープガラ
ス薄膜は、歌えてアニールする必要はないが、アニール
した場合には処理時間と共に粒径が大きくなる。
ス薄膜は、歌えてアニールする必要はないが、アニール
した場合には処理時間と共に粒径が大きくなる。
かくして得られる半導体ドープガラス薄膜は。
Ｓｉｏ２アモルファスガラス中に、粒径１００Å以下、
含有量１ｍｏｌ％以上の化合物又は単体半導体微粒子が
均一に分散している性状を有している。
含有量１ｍｏｌ％以上の化合物又は単体半導体微粒子が
均一に分散している性状を有している。
この半導体ドープガラス薄膜は、従来のバルク材よりも
光学吸収端がシャープであることがら、例えば、光スィ
ッチとして用いた場合、バルク材と同様な特性を発揮し
得ると期待される。
光学吸収端がシャープであることがら、例えば、光スィ
ッチとして用いた場合、バルク材と同様な特性を発揮し
得ると期待される。
（実施例）
次に本発明の実施例を示す。
失産勇工
Ｓｉｎ、からなるターゲットの中央に２〜６個のＣｄＴ
ｅ半導体チップを置き、２００Ｗ、基板温度２４０℃、
５×１０−Ｔ ｏｒｒの条件でＡｒでスパッタリングを
行ない、半導体ドープ薄膜を得た。
ｅ半導体チップを置き、２００Ｗ、基板温度２４０℃、
５×１０−Ｔ ｏｒｒの条件でＡｒでスパッタリングを
行ない、半導体ドープ薄膜を得た。
なお、チップ個数については、第１図中、ａが３個、ｂ
が４個、Ｃが６個で、それぞれターゲット中央に置き、
ｄは２個のチップをターゲット中心から等距離層して置
いた場合であり、またターゲツト面積比はそれぞれ、ａ
が３．１％、ｂが４゜２％、Ｃが６．３％、ｄが２．１
％である。
が４個、Ｃが６個で、それぞれターゲット中央に置き、
ｄは２個のチップをターゲット中心から等距離層して置
いた場合であり、またターゲツト面積比はそれぞれ、ａ
が３．１％、ｂが４゜２％、Ｃが６．３％、ｄが２．１
％である。
各試料の光学吸収端を第１図に示す。なお、光学吸収端
とは、Ｓｉｏ、と試料を重ね、試料側から入射する入射
光と反射光との比率（透過率）によりエネルギーギャッ
プを求め、透過率とエネルギーギャップの関係を表した
もので、同図の縦軸は透過率（％）、横軸は光エネルギ
ー（ｅ Ｖ ）である。
とは、Ｓｉｏ、と試料を重ね、試料側から入射する入射
光と反射光との比率（透過率）によりエネルギーギャッ
プを求め、透過率とエネルギーギャップの関係を表した
もので、同図の縦軸は透過率（％）、横軸は光エネルギ
ー（ｅ Ｖ ）である。
第１図より、半導体ドープ薄膜は、バルク材よりも優れ
た特性が得られ、しかも粒径が小さいほどエネルギーギ
ャップが高エネルギー側にシフトし、量子サイズ効果が
得られることがわかる。そのシフトは半径の２乗の逆数
にほぼ比例し、理論にフィツトしていることが確認され
た。第２図は試料のＸ線回折結果を示したものである。
た特性が得られ、しかも粒径が小さいほどエネルギーギ
ャップが高エネルギー側にシフトし、量子サイズ効果が
得られることがわかる。そのシフトは半径の２乗の逆数
にほぼ比例し、理論にフィツトしていることが確認され
た。第２図は試料のＸ線回折結果を示したものである。
また、得られた試料における半導体粒子の平均粒径は、
Ｘ線で１１察したところ、ａは２２人、ｂは２７人、Ｃ
は４１人、ｄは６２人であった。
Ｘ線で１１察したところ、ａは２２人、ｂは２７人、Ｃ
は４１人、ｄは６２人であった。
なお、第３図は第１図の試料ａについてアニール（６０
０”ＣＸＱ〜５５ｈｒ）を施した場合の光学吸収端を示
したものであり、アニール時間と共に粒径が大きくなり
、エネルギーギャップが低エネルギー側にシフトとして
いる。しかし、アニールを施さなくとも（Ｏｈｒ）、優
れた特性が得られることがわかる。
０”ＣＸＱ〜５５ｈｒ）を施した場合の光学吸収端を示
したものであり、アニール時間と共に粒径が大きくなり
、エネルギーギャップが低エネルギー側にシフトとして
いる。しかし、アニールを施さなくとも（Ｏｈｒ）、優
れた特性が得られることがわかる。
失産五又
Ｓｉｎ、からなるターゲットの中央に２個〜８個のＣｄ
Ｓｅ半導体チッ゛プを置き、１５０〜２００Ｗ、基板温
度２４０℃、５×１０″″３Ｔｏｒｒの条件でＡｒでス
パッタリングを行ない、半導体ドープ薄膜を得た。
Ｓｅ半導体チッ゛プを置き、１５０〜２００Ｗ、基板温
度２４０℃、５×１０″″３Ｔｏｒｒの条件でＡｒでス
パッタリングを行ない、半導体ドープ薄膜を得た。
各試料の光学吸収端を第４図に示す０図中、平均粒径は
チップ個数により１５Å以下の場合（図中右端の曲線）
から、２６人の場合まで変化した。
チップ個数により１５Å以下の場合（図中右端の曲線）
から、２６人の場合まで変化した。
第４図より、光学吸収端はチップの個数が増すと粒径が
大きくなり、低エネルギー側にシフトしていることがわ
かる。
大きくなり、低エネルギー側にシフトしていることがわ
かる。
失胤五立
ＳｉＯ□からなるターゲット上に８個のＣｄＳ半導体チ
ップを円形状に置き、２００Ｗ、基板温度＝２００℃、
１５０℃、水冷の３通りに変化させ、５ Ｘ １０−”
Ｔｏｒｒの条件でＡｒでスパッタリングを行ない、半導
体ドープ薄膜を得た。
ップを円形状に置き、２００Ｗ、基板温度＝２００℃、
１５０℃、水冷の３通りに変化させ、５ Ｘ １０−”
Ｔｏｒｒの条件でＡｒでスパッタリングを行ない、半導
体ドープ薄膜を得た。
各試料の光学吸収端を第５図に示すように、基板温度は
高いほど粒径が小さくなり、高エネルギー側にシフトし
ていることがわかる。なお、平均粒径はａが２７人、ｂ
が３１人、Ｃが５３人であった・ 去】０」先 Ｓｉｎ、からなるターゲット上に４個、６個又は８個の
ＧａＡｓ半導体チップを円形状に置き、２゜ＯＷ、基板
温度：水冷、５ Ｘ １０−３Ｔｏｒｒ、スパッタ時間
： ３０ｍ１ｎ（チップ数４個、６個）、６０ｍ１ｎ（
チップ数８個）の条件でＡｒでスパッタリングを行ない
、半導体ドープ薄膜を得た。
高いほど粒径が小さくなり、高エネルギー側にシフトし
ていることがわかる。なお、平均粒径はａが２７人、ｂ
が３１人、Ｃが５３人であった・ 去】０」先 Ｓｉｎ、からなるターゲット上に４個、６個又は８個の
ＧａＡｓ半導体チップを円形状に置き、２゜ＯＷ、基板
温度：水冷、５ Ｘ １０−３Ｔｏｒｒ、スパッタ時間
： ３０ｍ１ｎ（チップ数４個、６個）、６０ｍ１ｎ（
チップ数８個）の条件でＡｒでスパッタリングを行ない
、半導体ドープ薄膜を得た。
各試料の光学吸収端を第６図に示す。また、平均粒径は
、ａ（チップ数４個、ターゲツト面積比４．１％）が１
５人、ｂ（チップ数６個、ターゲット面積比６．２％）
が２２人、Ｃ（チップ数８個、ターゲット面積比８．３
％）が２６人であった。
、ａ（チップ数４個、ターゲツト面積比４．１％）が１
５人、ｂ（チップ数６個、ターゲット面積比６．２％）
が２２人、Ｃ（チップ数８個、ターゲット面積比８．３
％）が２６人であった。
第６図より、ターゲツト面積比が増すと粒径が大きくな
り、エネルギーギャップが低エネルギー側にシフトし、
ターゲツト面積比依存性があることがわかる。
り、エネルギーギャップが低エネルギー側にシフトし、
ターゲツト面積比依存性があることがわかる。
更に、上記チップ数が８個の場合について、基板温度を
１５０℃、２５０℃、４００℃に変化させ、光学吸収端
の基板温度依存性を調べた。その結果は、実施例５の場
合と同様、第７図に示すように、基板温度が高いほど粒
径が小さくなり、エネルギーギャップが高エネルギー側
にシフトしている。
１５０℃、２５０℃、４００℃に変化させ、光学吸収端
の基板温度依存性を調べた。その結果は、実施例５の場
合と同様、第７図に示すように、基板温度が高いほど粒
径が小さくなり、エネルギーギャップが高エネルギー側
にシフトしている。
ヌＩＬジ
Ｓｉｎ、からなるターゲット上にＺｎＳ半導体チ。
ツブを中央に１個置いた場合と、円形状に１００個置た
場合について、２００Ｗ、基板温度：水冷、５ Ｘ １
０−’Ｔｏｒｒ、スパッタ時間：６０ｍ１ｎの条件でＡ
ｒでスパッタリングを行ない、半導体ドープ薄膜を得た
。
場合について、２００Ｗ、基板温度：水冷、５ Ｘ １
０−’Ｔｏｒｒ、スパッタ時間：６０ｍ１ｎの条件でＡ
ｒでスパッタリングを行ない、半導体ドープ薄膜を得た
。
各試料の光学吸収端を第８図に示す。また、平均粒径は
、ａ（チップ数１個、ターゲツト面積比↓％）が３６人
、ｂ（チップ数１０個、ターゲツト面積比１０％）が５
５人であった。
、ａ（チップ数１個、ターゲツト面積比↓％）が３６人
、ｂ（チップ数１０個、ターゲツト面積比１０％）が５
５人であった。
第８図より、チップ個数が増すと粒径が大きくなり、エ
ネルギーギャップが低エネルギー側にシフトしており、
実施例２．４の場合と同様の結果が得られた。
ネルギーギャップが低エネルギー側にシフトしており、
実施例２．４の場合と同様の結果が得られた。
叉洸桝旦
ＳｉＯ２からなるターゲット上にＺｎＴｅ半導体チップ
を中央に２個置いた場合と、円形状に４個又は８個置い
た場合について、２００Ｗ、基板温度：２５０℃、水冷
、５×１０″″３Ｔｏｒｒ、スパッタ時間＝２０〜３０
ｍ１ｎの条件でＡｒでスパッタリングを行ない、半導体
ドープ薄膜を得た。
を中央に２個置いた場合と、円形状に４個又は８個置い
た場合について、２００Ｗ、基板温度：２５０℃、水冷
、５×１０″″３Ｔｏｒｒ、スパッタ時間＝２０〜３０
ｍ１ｎの条件でＡｒでスパッタリングを行ない、半導体
ドープ薄膜を得た。
各試料の光学吸収端を化合物半導体粒子の粒径との関係
で第９図に示す。また、平均粒径は、ａ（チップ数２個
、基板温度２５０℃、ターゲツト面積比２％）が２８人
、 ／（チップ数２個、水冷基板、ターゲツト面積比
２％）が３２人、ｂ（チップ数４個、ターゲツト面積比
４％）が５９人、Ｃ（チップ数８個、ターゲツト面積比
８％）が９３人であった。
で第９図に示す。また、平均粒径は、ａ（チップ数２個
、基板温度２５０℃、ターゲツト面積比２％）が２８人
、 ／（チップ数２個、水冷基板、ターゲツト面積比
２％）が３２人、ｂ（チップ数４個、ターゲツト面積比
４％）が５９人、Ｃ（チップ数８個、ターゲツト面積比
８％）が９３人であった。
第９図より、チップ個数を増すと粒径が大きくなり、ま
た基板温度を高くすると粒径が小さくなる。
た基板温度を高くすると粒径が小さくなる。
以上の実施例の実験結果より、半導体ドープガラス薄膜
のエネルギーギャップは、化合物半導体粒径で定まり、
その粒径をコントロールするには、以下の方法によれば
よいことが判明した。
のエネルギーギャップは、化合物半導体粒径で定まり、
その粒径をコントロールするには、以下の方法によれば
よいことが判明した。
■ Ｓｉｏ２ターゲット上の化合物半導体チップの面積
（ターゲツト面積比）を大きくすることにより、粒径を
揃ったまま大きく制御することができる。
（ターゲツト面積比）を大きくすることにより、粒径を
揃ったまま大きく制御することができる。
■ アニール時間と共に粒径を大きくすることができる
。
。
■ 基板温度を高くすることにより１粒径を揃ったまま
大きく制御することができる。
大きく制御することができる。
笑凰災ユ
実施例２で得られた試料のうち、粒径２６人の試料（化
合物半導体：Ｃｄ５ｅ）にレーザーを当てて、レーザー
を切った時（時間： Ｑｐｓｅｃ）からのＰＬ（電子と
ホールの再結合で出す光）の強度の発光波長と時間との
関係を調べた。
合物半導体：Ｃｄ５ｅ）にレーザーを当てて、レーザー
を切った時（時間： Ｑｐｓｅｃ）からのＰＬ（電子と
ホールの再結合で出す光）の強度の発光波長と時間との
関係を調べた。
その結果は、第１０図に示すように、５５１ｎｍの波長
の光が強度が最も大きく、６５ Ｑ ｐｓｅｃで消えて
いることがわかる。現在のスイッチング時間の最も短い
ものでは消えるまでに４０ｐｓｅｃを要するが、バルク
材の場合が１０ ｎ５ｅｃ〜１０ ’ｐｓｅｃであるの
に対し、極めて短いことが確認され、これから高速光シ
ャッター、光スィッチ等として十分利用可能であること
がわかる。
の光が強度が最も大きく、６５ Ｑ ｐｓｅｃで消えて
いることがわかる。現在のスイッチング時間の最も短い
ものでは消えるまでに４０ｐｓｅｃを要するが、バルク
材の場合が１０ ｎ５ｅｃ〜１０ ’ｐｓｅｃであるの
に対し、極めて短いことが確認され、これから高速光シ
ャッター、光スィッチ等として十分利用可能であること
がわかる。
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明によれば、半導体ドープガ
ラスを薄膜化でき、しかも、従来のバルク材のように半
導体の種類や含有量が制約される等の問題を招くことな
く、超微粒子の化合物又は単体半導体を粒径が揃った状
態でＳｉｎ、ガラス中に分散でき、更には１粒径をコン
トロールできるので、工業的利用を著しく促進するもの
である。
ラスを薄膜化でき、しかも、従来のバルク材のように半
導体の種類や含有量が制約される等の問題を招くことな
く、超微粒子の化合物又は単体半導体を粒径が揃った状
態でＳｉｎ、ガラス中に分散でき、更には１粒径をコン
トロールできるので、工業的利用を著しく促進するもの
である。
したがって、バルク材の場合と同様、高い非線形性を有
すると共に、バルク材よりも優れたｐｓｅＣ応答の光双
安定性も有する半導体ドープガラス薄膜を提供できるの
で、光シヤツター、光スイッチ或いは光高速応答素子と
しての応用が十分期待できる。
すると共に、バルク材よりも優れたｐｓｅＣ応答の光双
安定性も有する半導体ドープガラス薄膜を提供できるの
で、光シヤツター、光スイッチ或いは光高速応答素子と
しての応用が十分期待できる。
第１図は半導体（ＣｄＴｅ）ドープガラス薄膜の光学吸
収端を示す図、第２図はその薄膜のＸ線回折結果を示す
図、第３図はその一部の薄膜についてアニール時間依存
性を示す図であり、 第４図及び第５図は半導体（ＣｄＳｅ）ドープガラス薄
膜の光学吸収端を示す図、 第６図及び第７図は半導体（ＧａＡｓ）ドープガラス薄
膜の光学吸収端を示す図、 第８図は半導体（ＺｎＳ）ドープガラス薄膜の光学吸収
端を示す図、 第９図は半導体（ＺｎＴｅ）ドープガラス薄膜の光学吸
収端を示す図、 第１０図は半導体（ＣｄＳｅ）ドープガラス薄膜にレー
ザーを当てて、レーザーを切った時からのＰＬの強度の
発光波長と時間との関係を示す図である。 特許出願人 新技術開発事業団 代理人弁理士 中 村 尚 光エネルギ’−（ｅＶ） 光エネルギ―（酵） 第２図 内Ａ ２８ （／ｉ） 光重オルキー（ｅＶ） 透通・計 （勾 直砲牢 （〃） リ 普 遣 直季 Ｃ’／−） 透 過￥ （’／、）
収端を示す図、第２図はその薄膜のＸ線回折結果を示す
図、第３図はその一部の薄膜についてアニール時間依存
性を示す図であり、 第４図及び第５図は半導体（ＣｄＳｅ）ドープガラス薄
膜の光学吸収端を示す図、 第６図及び第７図は半導体（ＧａＡｓ）ドープガラス薄
膜の光学吸収端を示す図、 第８図は半導体（ＺｎＳ）ドープガラス薄膜の光学吸収
端を示す図、 第９図は半導体（ＺｎＴｅ）ドープガラス薄膜の光学吸
収端を示す図、 第１０図は半導体（ＣｄＳｅ）ドープガラス薄膜にレー
ザーを当てて、レーザーを切った時からのＰＬの強度の
発光波長と時間との関係を示す図である。 特許出願人 新技術開発事業団 代理人弁理士 中 村 尚 光エネルギ’−（ｅＶ） 光エネルギ―（酵） 第２図 内Ａ ２８ （／ｉ） 光重オルキー（ｅＶ） 透通・計 （勾 直砲牢 （〃） リ 普 遣 直季 Ｃ’／−） 透 過￥ （’／、）
Claims (8)
- （１）ＳｉＯ＿２からなるターゲット上に化合物又は単
体半導体多結晶を置き、Ａｒ等のガスを用いてスパッタ
リングすることにより、ＳｉＯ＿２ガラス中に均一な粒
径の化合物又は単体半導体が分散した半導体ドープガラ
ス薄膜を得ることを特徴とする半導体ドープガラス薄膜
の半導体粒径分布制御方法。 - （２）前記化合物又は単体半導体がＣｄＴｅ、ＣｄＳ、
ＣｄＳｅ、ＺｎＳ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳｅ、ＰｂＩ＿２、
ＩｎＰ、ＣｄＳｎＰ＿２、ＣｄＳｘＳｅ＿１＿−＿ｘ、
ＺｎＧｅＡｓ＿２、ＧａＡｓ、Ｓｉ、Ｓｉ−Ｇｅ、Ｉｎ
Ｓｂ、ＣｕＣｌのうちの１種からなる請求項１に記載の
方法。 - （３）前記ターゲット上に置く化合物又は単体半導体チ
ップの個数を変えてその粒径を制御する請求項１に記載
の方法。 - （４）前記スパッタリング操作、基板温度を変えて化合
物又は単体半導体粒径を制御する請求項１又は３に記載
の方法。 - （５）前記半導体ドープガラス薄膜をアニールすること
により化合物又は単体半導体粒径を制御する請求項１、
３又は４に記載の方法。 - （６）ＳｉＯ＿２アモルファスガラス中に、粒径１００
Å以下、含有量１ｍｏｌ％以上の化合物又は単体半導体
微粒子が均一に分散していることを特徴とする半導体ド
ープガラス薄膜。 - （７）前記化合物又は単体半導体がＡｒ等のガスを用い
たスパッタリングによりドーピングされたものである請
求項６に記載の半導体ドープガラス薄膜。 - （８）前記化合物又は単体半導体がＡｒ等のガスを用い
たスパッタリングによりドーピングされ、アニールが施
されている請求項６又は７に記載の半導体ドープガラス
薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12650289A JP2885418B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 半導体ドープガラス薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12650289A JP2885418B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 半導体ドープガラス薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02307832A true JPH02307832A (ja) | 1990-12-21 |
| JP2885418B2 JP2885418B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=14936797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12650289A Expired - Fee Related JP2885418B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 半導体ドープガラス薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2885418B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03187951A (ja) * | 1989-12-15 | 1991-08-15 | Hoya Corp | 半導体含有ガラス |
| US6140404A (en) * | 1995-12-15 | 2000-10-31 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Non-linear optical material and process for the preparation thereof |
-
1989
- 1989-05-19 JP JP12650289A patent/JP2885418B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03187951A (ja) * | 1989-12-15 | 1991-08-15 | Hoya Corp | 半導体含有ガラス |
| US6140404A (en) * | 1995-12-15 | 2000-10-31 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Non-linear optical material and process for the preparation thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2885418B2 (ja) | 1999-04-26 |
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