JPH06209130A - InSb薄膜形成方法 - Google Patents
InSb薄膜形成方法Info
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- JPH06209130A JPH06209130A JP5002586A JP258693A JPH06209130A JP H06209130 A JPH06209130 A JP H06209130A JP 5002586 A JP5002586 A JP 5002586A JP 258693 A JP258693 A JP 258693A JP H06209130 A JPH06209130 A JP H06209130A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 真空蒸着時に周囲真空度の制御とInとSb
の蒸着レートの厳密な制御を必要とせずに安定で、オフ
セット電圧の増大を招かず、結晶性がよく高移動度で、
高感度で、プレーナ構造で集積化する。 【構成】 微小な凹凸のあるSi基板1上に積んだ絶縁
膜2上の全面に、もしくは絶縁膜2上に所望の活性層の
パターニングを行った後に、InおよびSbを各々の蒸
着源から蒸着することによりInSb薄膜3を形成し、
InSb薄膜3の表面に熱処理保護膜5を形成して熱処
理する。熱処理は蒸着した素材のInSbの融点温度よ
り50℃〜0℃低い温度範囲で実施するか、または同融
点温度より約100℃低い温度で熱処理後、昇温し、融
点温度より50℃〜0℃低い温度領域で熱処理という2
段階以上の熱処理を行う。その後電極4を付けホール素
子を形成する。
の蒸着レートの厳密な制御を必要とせずに安定で、オフ
セット電圧の増大を招かず、結晶性がよく高移動度で、
高感度で、プレーナ構造で集積化する。 【構成】 微小な凹凸のあるSi基板1上に積んだ絶縁
膜2上の全面に、もしくは絶縁膜2上に所望の活性層の
パターニングを行った後に、InおよびSbを各々の蒸
着源から蒸着することによりInSb薄膜3を形成し、
InSb薄膜3の表面に熱処理保護膜5を形成して熱処
理する。熱処理は蒸着した素材のInSbの融点温度よ
り50℃〜0℃低い温度範囲で実施するか、または同融
点温度より約100℃低い温度で熱処理後、昇温し、融
点温度より50℃〜0℃低い温度領域で熱処理という2
段階以上の熱処理を行う。その後電極4を付けホール素
子を形成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はホール素子の製造方法
などにおいて用いられるInSb薄膜形成方法に関する
ものである。
などにおいて用いられるInSb薄膜形成方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】磁電変換素子、特にホール素子は、小型
で信頼性が高く、ビデオやオーディオのモータのブラシ
の代わりや、自動車の回転センサなど様々な用途に幅広
く応用されている。このホール素子は、GaAsやIn
Sbの素材を用いたもので、活性層をGaAsの場合は
イオン注入で形成し、InSbの場合は真空蒸着で形成
するという方法に大別される。前者は禁止帯幅が大きく
温度特性に優れ、温度特性が重視される自動車等の分野
で用いられるのに対し、後者は電子の移動度が大きく磁
気感度に優れ、消費電力を重視する分野で用いられる。
で信頼性が高く、ビデオやオーディオのモータのブラシ
の代わりや、自動車の回転センサなど様々な用途に幅広
く応用されている。このホール素子は、GaAsやIn
Sbの素材を用いたもので、活性層をGaAsの場合は
イオン注入で形成し、InSbの場合は真空蒸着で形成
するという方法に大別される。前者は禁止帯幅が大きく
温度特性に優れ、温度特性が重視される自動車等の分野
で用いられるのに対し、後者は電子の移動度が大きく磁
気感度に優れ、消費電力を重視する分野で用いられる。
【0003】従来のInSb薄膜形成方法は、図4に示
すように、雲母等の絶縁性基板41上にInおよびSb
を各々の蒸着源からInSbの融点付近の周囲温度で蒸
着してInSb薄膜42を形成し、電極43を形成し、
プラスチックパッケージにモールドを行う。
すように、雲母等の絶縁性基板41上にInおよびSb
を各々の蒸着源からInSbの融点付近の周囲温度で蒸
着してInSb薄膜42を形成し、電極43を形成し、
プラスチックパッケージにモールドを行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】InとSbの2元化合
物であるInSbを真空蒸着のみで形成する場合、Sb
の蒸気圧が高いため周囲真空度の制御が必要であつた。
また、n形の活性層を形成するためInとSbの蒸着レ
ートの厳密な制御が必要であり、極めて制御された条件
下での製造であった(たとえば、真空度の制御について
は、特願昭56−177394号公報;蒸着レートの制
御については、特願昭56−50294号公報)。
物であるInSbを真空蒸着のみで形成する場合、Sb
の蒸気圧が高いため周囲真空度の制御が必要であつた。
また、n形の活性層を形成するためInとSbの蒸着レ
ートの厳密な制御が必要であり、極めて制御された条件
下での製造であった(たとえば、真空度の制御について
は、特願昭56−177394号公報;蒸着レートの制
御については、特願昭56−50294号公報)。
【0005】また、従来技術では低温蒸着すると結晶性
が悪く、低温蒸着後に熱処理をするとSbが抜け組成制
御が困難になるため、高温蒸着しなければならない。ま
た、高温蒸着のため、蒸着する素材全面にわたって蒸着
し、その後エッチングで活性層の形成を行わなければな
らず、その際のエッチングバラツキによるオフセット電
圧の増大という問題があつた。
が悪く、低温蒸着後に熱処理をするとSbが抜け組成制
御が困難になるため、高温蒸着しなければならない。ま
た、高温蒸着のため、蒸着する素材全面にわたって蒸着
し、その後エッチングで活性層の形成を行わなければな
らず、その際のエッチングバラツキによるオフセット電
圧の増大という問題があつた。
【0006】また、蒸着基板としては雲母結晶の配向性
が重要であり、SiO2 (ガラス)上ではうまく成膜す
ることができなかった。さらに、従来技術の雲母等の素
材上では、プレーナ構造で差動アンプやシュミット回路
を形成することができず、モノリシックIC化ができな
かった。この発明の目的は、Si基板上に安定なInS
b薄膜を容易に得ることができるInSb薄膜形成方法
を提供することである。
が重要であり、SiO2 (ガラス)上ではうまく成膜す
ることができなかった。さらに、従来技術の雲母等の素
材上では、プレーナ構造で差動アンプやシュミット回路
を形成することができず、モノリシックIC化ができな
かった。この発明の目的は、Si基板上に安定なInS
b薄膜を容易に得ることができるInSb薄膜形成方法
を提供することである。
【0007】この発明の他の目的は、オフセット電圧の
増大を招かないInSb薄膜形成方法を提供することで
ある。この発明のさらに他の目的は、結晶性がよく高移
動度のInSb薄膜を得ることができるInSb薄膜形
成方法を提供することである。
増大を招かないInSb薄膜形成方法を提供することで
ある。この発明のさらに他の目的は、結晶性がよく高移
動度のInSb薄膜を得ることができるInSb薄膜形
成方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のInSb薄膜形
成方法は、第1に、微小な凹凸のあるSi基板上に、表
面にSi基板の凹凸に対応して微小な凹凸が残るSiO
2 またはプラズマSi 3 N4 からなる絶縁膜を形成し、
この絶縁膜上にInおよびSbを各々の蒸着源から蒸着
してInSb薄膜を形成することを特徴とする。
成方法は、第1に、微小な凹凸のあるSi基板上に、表
面にSi基板の凹凸に対応して微小な凹凸が残るSiO
2 またはプラズマSi 3 N4 からなる絶縁膜を形成し、
この絶縁膜上にInおよびSbを各々の蒸着源から蒸着
してInSb薄膜を形成することを特徴とする。
【0009】本発明のInSb薄膜形成方法の第2は、
上記第1の発明のInSb薄膜形成方法において、レジ
ストを用い所望のパターニングを行い、パターニングを
行った領域にInおよびSbを各々の蒸着源から蒸着
し、リフトオフで所望の活性層を残す。本発明のInS
b薄膜形成方法は、第3に、上記第1,第2の発明のI
nSb薄膜形成方法において、InSb薄膜の表面に、
SiO2 またはプラズマSi3N4 を熱処理保護膜とし
て形成した後、熱処理する。このときの熱処理は、In
Sb薄膜の融点温度より50℃〜0℃低い温度の範囲が
最適である。
上記第1の発明のInSb薄膜形成方法において、レジ
ストを用い所望のパターニングを行い、パターニングを
行った領域にInおよびSbを各々の蒸着源から蒸着
し、リフトオフで所望の活性層を残す。本発明のInS
b薄膜形成方法は、第3に、上記第1,第2の発明のI
nSb薄膜形成方法において、InSb薄膜の表面に、
SiO2 またはプラズマSi3N4 を熱処理保護膜とし
て形成した後、熱処理する。このときの熱処理は、In
Sb薄膜の融点温度より50℃〜0℃低い温度の範囲が
最適である。
【0010】また、処理方法としては、InSb薄膜の
融点温度より約100℃低い温度で熱処理した後、温度
を昇温し、最高温度として同融点温度より50℃〜0℃
低い温度領域の2段階で熱処理する。
融点温度より約100℃低い温度で熱処理した後、温度
を昇温し、最高温度として同融点温度より50℃〜0℃
低い温度領域の2段階で熱処理する。
【0011】
【作用】本発明のInSb薄膜形成方法によれば、第1
に、Si基板上に容易に安定にInおよびSbを蒸着す
ることができる。本発明のInSb薄膜形成方法によれ
ば、第2に、オフセット電圧の低下が実現できる。
に、Si基板上に容易に安定にInおよびSbを蒸着す
ることができる。本発明のInSb薄膜形成方法によれ
ば、第2に、オフセット電圧の低下が実現できる。
【0012】本発明のInSb薄膜形成方法によれば、
第3に、熱処理中のInおよびSbの蒸発を抑え、安定
な高移動度のInSbの薄膜形成を実現できる。さら
に、本発明のInSb薄膜形成方法によれば、熱処理で
の結晶化が促進されて安定な高移動度のInSbの薄膜
形成が実現できる。
第3に、熱処理中のInおよびSbの蒸発を抑え、安定
な高移動度のInSbの薄膜形成を実現できる。さら
に、本発明のInSb薄膜形成方法によれば、熱処理で
の結晶化が促進されて安定な高移動度のInSbの薄膜
形成が実現できる。
【0013】
【実施例】図1はこの発明の一実施例のInSb薄膜形
成方法により形成したホール素子の断面図を示すもので
ある。約1.3ミクロンの凹凸程度の研磨仕上げまたは
ウェットエッチングやドライエッチングによりSi基板
1上に凹凸を形成した後、SiO2 またはプラズマSi
3 N4 等の絶縁膜2を形成し、その上にInおよびSb
を各々の蒸着源から蒸着することにより、InSb薄膜
3を形成する。絶縁膜2の表面には、Si基板1の凹凸
に対応した凹凸が残り、この絶縁膜2の凹凸面にInS
b薄膜3が形成される。
成方法により形成したホール素子の断面図を示すもので
ある。約1.3ミクロンの凹凸程度の研磨仕上げまたは
ウェットエッチングやドライエッチングによりSi基板
1上に凹凸を形成した後、SiO2 またはプラズマSi
3 N4 等の絶縁膜2を形成し、その上にInおよびSb
を各々の蒸着源から蒸着することにより、InSb薄膜
3を形成する。絶縁膜2の表面には、Si基板1の凹凸
に対応した凹凸が残り、この絶縁膜2の凹凸面にInS
b薄膜3が形成される。
【0014】この際、蒸着温度は常温から融点付近まで
幅広い範囲の任意の温度で可能である。蒸着後、SiO
2 やプラズマSi3 N4 でInおよびSbの各々の蒸着
源から蒸着した素材の表面に熱処理保護膜5を形成す
る。この熱処理保護膜5を形成した後、熱処理を行う。
この熱処理は、InSbの融点温度より約100℃低い
温度で熱処理した後、温度を昇温し、最高温度として同
融点温度より50℃〜0℃低い温度領域で熱処理という
2段階以上の温度領域の熱処理である。熱処理後にホー
ル素子を形成した後、同ウェハ内のSi基板上に形成さ
れた差動アンプやシュミット回路と配線金属で結線を行
いパッケージにモールドする。
幅広い範囲の任意の温度で可能である。蒸着後、SiO
2 やプラズマSi3 N4 でInおよびSbの各々の蒸着
源から蒸着した素材の表面に熱処理保護膜5を形成す
る。この熱処理保護膜5を形成した後、熱処理を行う。
この熱処理は、InSbの融点温度より約100℃低い
温度で熱処理した後、温度を昇温し、最高温度として同
融点温度より50℃〜0℃低い温度領域で熱処理という
2段階以上の温度領域の熱処理である。熱処理後にホー
ル素子を形成した後、同ウェハ内のSi基板上に形成さ
れた差動アンプやシュミット回路と配線金属で結線を行
いパッケージにモールドする。
【0015】実験において、凹凸のないSi基板上に蒸
着すると、Inの結晶化のみが進み安定なInSbを形
成することができなかつた。このことは1ミクロン程度
の凹凸が蒸着中のIn同士の結合を分散させInとSb
の結合を促進するためと考えられる。上記の凹凸の大き
さは、0.1ミクロン以上、2ミクロン以下が好まし
い。
着すると、Inの結晶化のみが進み安定なInSbを形
成することができなかつた。このことは1ミクロン程度
の凹凸が蒸着中のIn同士の結合を分散させInとSb
の結合を促進するためと考えられる。上記の凹凸の大き
さは、0.1ミクロン以上、2ミクロン以下が好まし
い。
【0016】蒸着後、熱処理を行いInとSbの結合を
進める際、Sbは蒸気圧が高く大気圧中では図2(a)
に示すように、表面のSbは蒸発する。そこで、SiO
2 やプラズマSi3 N4 をInおよびSbの各々の蒸着
源から蒸着した素材の表面に保護膜として形成すること
で、図2(b)に示すように、熱処理中のSbの蒸発を
防止する。
進める際、Sbは蒸気圧が高く大気圧中では図2(a)
に示すように、表面のSbは蒸発する。そこで、SiO
2 やプラズマSi3 N4 をInおよびSbの各々の蒸着
源から蒸着した素材の表面に保護膜として形成すること
で、図2(b)に示すように、熱処理中のSbの蒸発を
防止する。
【0017】この際の熱処理の温度は、InSbの融点
温度より約100℃低い温度で熱処理した後、温度を昇
温し、最高温度として同融点温度より50℃〜0℃低い
温度領域で熱処理という2段階以上の温度領域の熱処理
により高移動度を得ることが、図3より分かる。図3に
おいて、曲線Aは熱処理温度を420℃の1段階のみと
した場合の電子の移動度を示し、曲線Bは熱処理温度を
300℃と420℃の2段階とした場合の電子の移動度
を示す。2段階以上の熱処理により高移動度が得られる
のは、第1段階で蒸着時のダメージを回復し第2段階以
降でInとSbの結合が促進されるものと推定される。
温度より約100℃低い温度で熱処理した後、温度を昇
温し、最高温度として同融点温度より50℃〜0℃低い
温度領域で熱処理という2段階以上の温度領域の熱処理
により高移動度を得ることが、図3より分かる。図3に
おいて、曲線Aは熱処理温度を420℃の1段階のみと
した場合の電子の移動度を示し、曲線Bは熱処理温度を
300℃と420℃の2段階とした場合の電子の移動度
を示す。2段階以上の熱処理により高移動度が得られる
のは、第1段階で蒸着時のダメージを回復し第2段階以
降でInとSbの結合が促進されるものと推定される。
【0018】上記の形成方法により室温での移動度とし
て20000cm2 /V・sec という高移動度の膜質を得
ることが可能となる。なお、1段階の熱処理でも2段階
以上の熱処理に比べて多少特性は劣るものの、必要な特
性は得ることができる。その後、電極4を形成し、さら
にその上に保護膜6を形成する。
て20000cm2 /V・sec という高移動度の膜質を得
ることが可能となる。なお、1段階の熱処理でも2段階
以上の熱処理に比べて多少特性は劣るものの、必要な特
性は得ることができる。その後、電極4を形成し、さら
にその上に保護膜6を形成する。
【0019】上記の方法によれば、蒸着時の雰囲気温度
が室温から融点まで広く設定することが可能で、蒸着時
レジストを用い所望のパターニングを行い、パターニン
グを行った領域にInおよびSbを各々の蒸着源から蒸
着し、蒸着後リフトオフで所望の活性層を形成した後、
熱処理を行う製造方法が容易にできる。この方法による
と、エッチングムラによるオフセット電圧を抑えること
ができる。
が室温から融点まで広く設定することが可能で、蒸着時
レジストを用い所望のパターニングを行い、パターニン
グを行った領域にInおよびSbを各々の蒸着源から蒸
着し、蒸着後リフトオフで所望の活性層を形成した後、
熱処理を行う製造方法が容易にできる。この方法による
と、エッチングムラによるオフセット電圧を抑えること
ができる。
【0020】また、このようにしてできた蒸着膜は、同
ウェハ内のSi基板上に形成された差動アンプやシュミ
ット回路と配線金属での結線が容易で高感度のホールI
Cの製品化が可能となる。
ウェハ内のSi基板上に形成された差動アンプやシュミ
ット回路と配線金属での結線が容易で高感度のホールI
Cの製品化が可能となる。
【0021】
【発明の効果】以上のように、この発明のInSb薄膜
形成方法によれば、Si基板上に安定な高移動度のIn
Sbの薄膜形成が可能となり、高歩留まりの安価な製品
の供給が可能となる。また、集積化が可能となり、多機
能のデバイスが実現し、セットの小型化に寄与すること
ができる。
形成方法によれば、Si基板上に安定な高移動度のIn
Sbの薄膜形成が可能となり、高歩留まりの安価な製品
の供給が可能となる。また、集積化が可能となり、多機
能のデバイスが実現し、セットの小型化に寄与すること
ができる。
【図1】この発明のInSb薄膜形成方法により形成し
たホール素子の断面図である。
たホール素子の断面図である。
【図2】この発明のInSb薄膜形成方法により形成し
た蒸着膜の深さ方向のInおよびSbの分布図である。
た蒸着膜の深さ方向のInおよびSbの分布図である。
【図3】この発明のInSb薄膜形成方法による蒸着膜
の熱処理による移動度への影響を示す図である。
の熱処理による移動度への影響を示す図である。
【図4】従来のInSb薄膜形成方法により形成したホ
ール素子の断面図である。
ール素子の断面図である。
1 Si基板 2 絶縁膜 3 InSb薄膜 4 電極 5 熱処理保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多良 勝司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電子 工業株式会社内 (72)発明者 本吉 要 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電子 工業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項1】 微小な凹凸のあるSi基板上に、表面に
前記Si基板の凹凸に対応して微小な凹凸が残るSiO
2 またはプラズマSi3 N4 からなる絶縁膜を形成し、
この絶縁膜上にInおよびSbを各々の蒸着源から蒸着
してInSb薄膜を形成することを特徴とするInSb
薄膜形成方法。 - 【請求項2】 レジストを用い所望のパターニングを行
い、パターニングを行った領域にInおよびSbを各々
の蒸着源から蒸着し、リフトオフで所望の活性層を残す
請求項1記載のInSb薄膜形成方法。 - 【請求項3】 InSb薄膜の表面に、SiO2 または
プラズマSi3 N4を熱処理保護膜として形成した後、
熱処理する請求項1または2記載のInSb薄膜形成方
法。 - 【請求項4】 InSb薄膜をその融点温度より50℃
〜0℃低い温度範囲で熱処理する請求項3記載のInS
b薄膜形成方法。 - 【請求項5】 InSb薄膜をその融点温度より約10
0℃低い温度で熱処理した後、温度を昇温し最高温度と
して同融点温度より50℃〜0℃低い温度領域で熱処理
する請求項3記載のInSb薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00258693A JP3207957B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | InSb薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00258693A JP3207957B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | InSb薄膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06209130A true JPH06209130A (ja) | 1994-07-26 |
| JP3207957B2 JP3207957B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=11533485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00258693A Expired - Fee Related JP3207957B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | InSb薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3207957B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002299599A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-10-11 | Asahi Kasei Corp | 集積化磁気センサ及びその製造方法 |
| JP2003243646A (ja) * | 2002-02-13 | 2003-08-29 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 複合半導体素子及びその製造方法 |
| JP2024047607A (ja) * | 2022-09-27 | 2024-04-08 | 国立大学法人 琉球大学 | 機能薄膜半導体の製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103647022B (zh) * | 2013-12-25 | 2016-04-27 | 杭州士兰集成电路有限公司 | 各向异性磁阻传感器垂直结构及其制造方法 |
-
1993
- 1993-01-11 JP JP00258693A patent/JP3207957B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002299599A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-10-11 | Asahi Kasei Corp | 集積化磁気センサ及びその製造方法 |
| JP2003243646A (ja) * | 2002-02-13 | 2003-08-29 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 複合半導体素子及びその製造方法 |
| JP2024047607A (ja) * | 2022-09-27 | 2024-04-08 | 国立大学法人 琉球大学 | 機能薄膜半導体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3207957B2 (ja) | 2001-09-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |