JPH04317498A - ダイヤモンド薄膜の不純物制御方法 - Google Patents
ダイヤモンド薄膜の不純物制御方法Info
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- JPH04317498A JPH04317498A JP8554591A JP8554591A JPH04317498A JP H04317498 A JPH04317498 A JP H04317498A JP 8554591 A JP8554591 A JP 8554591A JP 8554591 A JP8554591 A JP 8554591A JP H04317498 A JPH04317498 A JP H04317498A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は基板に成膜されたダイヤ
モンド薄膜を半導体として応用する際に、このダイヤモ
ンド薄膜内に注入され、ダイヤモンド薄膜の電気特性を
制御するダイヤモンド薄膜の不純物制御方法に関するも
のである。
モンド薄膜を半導体として応用する際に、このダイヤモ
ンド薄膜内に注入され、ダイヤモンド薄膜の電気特性を
制御するダイヤモンド薄膜の不純物制御方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】最近、基板に成膜されたダイヤモンド薄
膜を半導体として応用する研究が盛んに行われており、
その研究の一つとしてダイヤモンド薄膜内にＢ，Ｐ，Ｓ
ｂ，Ｓｎ等を含むドープ剤（不純物）を注入して、ダイ
ヤモンド薄膜の電気特性を制御するダイヤモンド薄膜の
不純物制御方法がある。
膜を半導体として応用する研究が盛んに行われており、
その研究の一つとしてダイヤモンド薄膜内にＢ，Ｐ，Ｓ
ｂ，Ｓｎ等を含むドープ剤（不純物）を注入して、ダイ
ヤモンド薄膜の電気特性を制御するダイヤモンド薄膜の
不純物制御方法がある。
【０００３】一般的なダイヤモンド薄膜の不純物制御方
法としては次の３つの方法が挙げられる。先ず、一番目
の方法としてはダイヤモンド薄膜の原料ガス中にＢ２
Ｈ６ （ジボラン）、ＰＨ３ （ホスフィン）等のドー
プ剤を混合させて、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｖａｐ
ｏｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって基板に成膜す
る方法である。次に、２番目の方法としてはアルコール
等の液体原料をダイヤモンド薄膜の原料とする場合、こ
の液体原料中にＢ２ Ｏ３ （ホウ酸），Ｈ３ ＰＯ４
（リン酸）等のドープ剤を混合させてＣＶＤによって
成膜する方法である。最後に３番目の方法としてはダイ
ヤモンド薄膜後に上述したドープ剤をイオン注入する方
法である。
法としては次の３つの方法が挙げられる。先ず、一番目
の方法としてはダイヤモンド薄膜の原料ガス中にＢ２
Ｈ６ （ジボラン）、ＰＨ３ （ホスフィン）等のドー
プ剤を混合させて、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｖａｐ
ｏｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって基板に成膜す
る方法である。次に、２番目の方法としてはアルコール
等の液体原料をダイヤモンド薄膜の原料とする場合、こ
の液体原料中にＢ２ Ｏ３ （ホウ酸），Ｈ３ ＰＯ４
（リン酸）等のドープ剤を混合させてＣＶＤによって
成膜する方法である。最後に３番目の方法としてはダイ
ヤモンド薄膜後に上述したドープ剤をイオン注入する方
法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したダ
イヤモンド薄膜の不純物制御方法の１番目の方法では注
入されるＢ２ Ｈ６ 、ＰＨ３ 等のドープ剤は有毒ガ
スであるため、取扱い上の安全性の点で問題があった。 また、２番目の方法ではドープ剤を厚さ方向に濃度分布
を制御するような注入が困難であり良質のダイヤモンド
薄膜を得ることが困難であった。また、３番目の方法で
は厚さ方向の濃度分布の制御範囲が大きくできなく、か
つ、ダイヤモンド薄膜蒸着後に一度大気中にさらすこと
となるので膜の高純度を保ちにくい。
イヤモンド薄膜の不純物制御方法の１番目の方法では注
入されるＢ２ Ｈ６ 、ＰＨ３ 等のドープ剤は有毒ガ
スであるため、取扱い上の安全性の点で問題があった。 また、２番目の方法ではドープ剤を厚さ方向に濃度分布
を制御するような注入が困難であり良質のダイヤモンド
薄膜を得ることが困難であった。また、３番目の方法で
は厚さ方向の濃度分布の制御範囲が大きくできなく、か
つ、ダイヤモンド薄膜蒸着後に一度大気中にさらすこと
となるので膜の高純度を保ちにくい。
【０００５】そこで、本発明はこれらの課題を有効に解
決するために案出されたものであり、その目的は制御範
囲が大きくなると共に、安全性、膜の高純度化を達成し
たダイヤモンド薄膜の不純物制御方法を提供することに
ある。
決するために案出されたものであり、その目的は制御範
囲が大きくなると共に、安全性、膜の高純度化を達成し
たダイヤモンド薄膜の不純物制御方法を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明はダイヤモンド薄膜中にドープ剤を注入す
るダイヤモンド薄膜の不純物制御方法において、基板表
面にダイヤモンド薄膜を成膜する最中に、該ダイヤモン
ド薄膜内にドープ剤をスパッタリング又はイオン注入に
より同時或いは交互に蒸着させたものである。また第２
の発明はダイヤモンド薄膜中にドープ剤を注入するダイ
ヤモンド薄膜の不純物制御方法において、基板表面にダ
イヤモンド薄膜を成膜する最中に、該ダイヤモンド薄膜
内にドープ剤をイオン注入して同時或いは交互に蒸着さ
せたものである。
に第１の発明はダイヤモンド薄膜中にドープ剤を注入す
るダイヤモンド薄膜の不純物制御方法において、基板表
面にダイヤモンド薄膜を成膜する最中に、該ダイヤモン
ド薄膜内にドープ剤をスパッタリング又はイオン注入に
より同時或いは交互に蒸着させたものである。また第２
の発明はダイヤモンド薄膜中にドープ剤を注入するダイ
ヤモンド薄膜の不純物制御方法において、基板表面にダ
イヤモンド薄膜を成膜する最中に、該ダイヤモンド薄膜
内にドープ剤をイオン注入して同時或いは交互に蒸着さ
せたものである。
【０００７】
【作用】本発明は上述したような方法であるため、第１
の発明ではＢ，Ｐ等を含むドープ剤がスパッタリングさ
れて成膜中のダイヤモンド薄膜中に注入されることにな
る。その際に注入されるドープ剤の量はスパッタリング
するイオンの量を制御することで容易に制御されること
になる。また、第２に発明ではイオン注入によってもド
ープ剤が注入されることになる。従って、ダイヤモンド
薄膜中に注入されるドープ剤の注入量の制御が容易とな
る上に、注入量の可変範囲が広くなる。
の発明ではＢ，Ｐ等を含むドープ剤がスパッタリングさ
れて成膜中のダイヤモンド薄膜中に注入されることにな
る。その際に注入されるドープ剤の量はスパッタリング
するイオンの量を制御することで容易に制御されること
になる。また、第２に発明ではイオン注入によってもド
ープ剤が注入されることになる。従って、ダイヤモンド
薄膜中に注入されるドープ剤の注入量の制御が容易とな
る上に、注入量の可変範囲が広くなる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【０００９】本発明のダイヤモンド薄膜の不純物制御方
法は基板に成膜されたダイヤモンド薄膜を半導体として
応用する際に、このダイヤモンド薄膜内に注入されるＢ
（ボロン），Ｐ（リン）等を含むドープ剤の注入量を任
意に制御して、ダイヤモンド薄膜の電気特性を制御する
ものであり、その製造方法を以下に説明する。
法は基板に成膜されたダイヤモンド薄膜を半導体として
応用する際に、このダイヤモンド薄膜内に注入されるＢ
（ボロン），Ｐ（リン）等を含むドープ剤の注入量を任
意に制御して、ダイヤモンド薄膜の電気特性を制御する
ものであり、その製造方法を以下に説明する。
【００１０】先ず、本発明は図１に示すダイヤモンド薄
膜の不純物制御装置によって行われる。このダイヤモン
ド薄膜の不純物制御装置は排気装置１によって真空状態
となっている真空容器２内に、ダイヤモンド薄膜３を成
膜する表面がやや上方を向くように位置させた基板４が
設置されていると共に、その略正面部にダイヤモンド薄
膜３の原料であるカーボン原料Ｃを基板４の表面に放射
するカーボン原料放射部５が設置されている。また、基
板４の斜め上方にはＢ，Ｐ等を含むドープ剤Ｄを固化し
て板上に成形されたドープ剤ターゲット６が設置されて
いると共に、基板４の斜め下方にはドープ剤ターゲット
６にアルゴンイオン等のイオンを放射するイオン源７が
設置されている。さらに、カーボン原料放射部５の下方
には基板４表面にＢ，Ｐ等を含むドープ剤Ｄをイオン化
して放射するイオン注入部８が設置されている。
膜の不純物制御装置によって行われる。このダイヤモン
ド薄膜の不純物制御装置は排気装置１によって真空状態
となっている真空容器２内に、ダイヤモンド薄膜３を成
膜する表面がやや上方を向くように位置させた基板４が
設置されていると共に、その略正面部にダイヤモンド薄
膜３の原料であるカーボン原料Ｃを基板４の表面に放射
するカーボン原料放射部５が設置されている。また、基
板４の斜め上方にはＢ，Ｐ等を含むドープ剤Ｄを固化し
て板上に成形されたドープ剤ターゲット６が設置されて
いると共に、基板４の斜め下方にはドープ剤ターゲット
６にアルゴンイオン等のイオンを放射するイオン源７が
設置されている。さらに、カーボン原料放射部５の下方
には基板４表面にＢ，Ｐ等を含むドープ剤Ｄをイオン化
して放射するイオン注入部８が設置されている。
【００１１】以上において、先ず、カーボン原料放射部
５からカーボン原料Ｃが放射され基板４の表面に蒸着し
てダイヤモンド薄膜３を成膜する。このダイヤモンド薄
膜を成膜中にイオン源７からイオンがドープ剤ターゲッ
ト６表面に放射され、この勢いでドープ剤ターゲット６
のＢ，Ｐ等を含むドープ剤Ｄが飛び出し、基板４の表面
に成膜されているダイヤモンド薄膜３中にスパッタリン
グされ、ダイヤモンド薄膜３内に注入されて同時或いは
交互に蒸着する。このスパッタリングされるドープ剤Ｄ
のスパッタリング量はイオン源７から放射されるアルゴ
ンイオン等のイオンの量に比例することになるため、こ
のイオン源７から放射されるイオンの量を任意に制御す
ることで、ダイヤモンド薄膜３内に注入されるドープ剤
の注入量を正確にしかも容易に制御することができる。 また、ドープ剤Ｄは粒子状でダイヤモンド薄膜３内に注
入されるため、従来の方法に比較して安全性が向上する
。これと同時に、あるいは単独にイオン注入部８からド
ープ剤ターゲット６のドープ剤Ｄと成分の異なるドープ
剤をイオン化させて成膜中のダイヤモンド薄膜３中に注
入することによってダイヤモンド薄膜３中に注入される
ドープ剤Ｄの注入量及び注入成分の可変範囲が広くする
ことが可能となる。また、ドープ剤ターゲット６の成分
をＢだけで成形することで、ダイヤモンド薄膜３中にＢ
だけの層を形成することも可能となり、また、ドープ剤
Ｄの注入量を徐々に変化させることにより、ダイヤモン
ド薄膜３内に傾斜機構をもたせることも可能となる。
５からカーボン原料Ｃが放射され基板４の表面に蒸着し
てダイヤモンド薄膜３を成膜する。このダイヤモンド薄
膜を成膜中にイオン源７からイオンがドープ剤ターゲッ
ト６表面に放射され、この勢いでドープ剤ターゲット６
のＢ，Ｐ等を含むドープ剤Ｄが飛び出し、基板４の表面
に成膜されているダイヤモンド薄膜３中にスパッタリン
グされ、ダイヤモンド薄膜３内に注入されて同時或いは
交互に蒸着する。このスパッタリングされるドープ剤Ｄ
のスパッタリング量はイオン源７から放射されるアルゴ
ンイオン等のイオンの量に比例することになるため、こ
のイオン源７から放射されるイオンの量を任意に制御す
ることで、ダイヤモンド薄膜３内に注入されるドープ剤
の注入量を正確にしかも容易に制御することができる。 また、ドープ剤Ｄは粒子状でダイヤモンド薄膜３内に注
入されるため、従来の方法に比較して安全性が向上する
。これと同時に、あるいは単独にイオン注入部８からド
ープ剤ターゲット６のドープ剤Ｄと成分の異なるドープ
剤をイオン化させて成膜中のダイヤモンド薄膜３中に注
入することによってダイヤモンド薄膜３中に注入される
ドープ剤Ｄの注入量及び注入成分の可変範囲が広くする
ことが可能となる。また、ドープ剤ターゲット６の成分
をＢだけで成形することで、ダイヤモンド薄膜３中にＢ
だけの層を形成することも可能となり、また、ドープ剤
Ｄの注入量を徐々に変化させることにより、ダイヤモン
ド薄膜３内に傾斜機構をもたせることも可能となる。
【００１２】なお、カーボン原料放射部５，イオン源７
，およびイオン注入部８はそれぞれから発射されるビー
ム等が基板４に達する前に接触しないよう三次元的にづ
らせてそれぞれ設置する方が良い。
，およびイオン注入部８はそれぞれから発射されるビー
ム等が基板４に達する前に接触しないよう三次元的にづ
らせてそれぞれ設置する方が良い。
【００１３】このように本発明のダイヤモンド薄膜３の
不純物制御方法は基板４表面にダイヤモンド薄膜３を成
膜する最中に、このダイヤモンド薄膜３内にＢ，Ｐ等を
含むドープ剤Ｄをスパッタリング、あるいはスパッタリ
ングと同時にイオン注入してする同時蒸着させることに
より、ダイヤモンド薄膜３中に注入されるドープ剤Ｄの
注入量の制御が容易となる上に、その注入成分の可変範
囲が広くなり、ダイヤモンド薄膜３の電気特性を制御す
ることが容易となる。しかも、本発明は従来の方法に比
較してガス状のドープ剤を使用しないため、その安全性
が向上することになる。
不純物制御方法は基板４表面にダイヤモンド薄膜３を成
膜する最中に、このダイヤモンド薄膜３内にＢ，Ｐ等を
含むドープ剤Ｄをスパッタリング、あるいはスパッタリ
ングと同時にイオン注入してする同時蒸着させることに
より、ダイヤモンド薄膜３中に注入されるドープ剤Ｄの
注入量の制御が容易となる上に、その注入成分の可変範
囲が広くなり、ダイヤモンド薄膜３の電気特性を制御す
ることが容易となる。しかも、本発明は従来の方法に比
較してガス状のドープ剤を使用しないため、その安全性
が向上することになる。
【００１４】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ダイヤモ
ンド薄膜中に注入されるドープ剤の注入量が制御可能な
上に、その注入量の可変範囲が広くなるため、電気特性
の制御が容易となって高品質の製品の製造が可能となる
と共に、ガス状のドープ剤を使用しないため、安全性が
向上し、さらに高純度の膜の成形が達成されるといった
優れた効果を有する。
ンド薄膜中に注入されるドープ剤の注入量が制御可能な
上に、その注入量の可変範囲が広くなるため、電気特性
の制御が容易となって高品質の製品の製造が可能となる
と共に、ガス状のドープ剤を使用しないため、安全性が
向上し、さらに高純度の膜の成形が達成されるといった
優れた効果を有する。
【図１】本発明の一実施例を示す概略図である。
３ ダイヤモンド薄膜
４ 基板
Ｄ ドープ剤
Claims (2)
- 【請求項１】 ダイヤモンド薄膜中にドープ剤を注入
するダイヤモンド薄膜の不純物制御方法において、基板
表面にダイヤモンド薄膜を成膜する最中に、該ダイヤモ
ンド薄膜内にドープ剤をスパッタリングにより同時或い
は交互に蒸着させることを特徴とするダイヤモンド薄膜
の不純物制御方法。 - 【請求項２】 ダイヤモンド薄膜中にドープ剤を注入
するダイヤモンド薄膜の不純物制御方法において、基板
表面にダイヤモンド薄膜を成膜する最中に、該ダイヤモ
ンド薄膜内にドープ剤をイオン注入して同時或いは交互
に蒸着させることを特徴とするダイヤモンド薄膜の不純
物制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8554591A JPH04317498A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | ダイヤモンド薄膜の不純物制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8554591A JPH04317498A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | ダイヤモンド薄膜の不純物制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04317498A true JPH04317498A (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=13861828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8554591A Pending JPH04317498A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | ダイヤモンド薄膜の不純物制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04317498A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007194231A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高濃度不純物ダイヤモンド薄膜及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP8554591A patent/JPH04317498A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007194231A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高濃度不純物ダイヤモンド薄膜及びその製造方法 |
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