JPH0693432B2 - ▲ｉｉ▼−▲ｖｉ▼族化合物薄膜形成装置 - Google Patents
▲ｉｉ▼−▲ｖｉ▼族化合物薄膜形成装置Info
- Publication number
- JPH0693432B2 JPH0693432B2 JP61145196A JP14519686A JPH0693432B2 JP H0693432 B2 JPH0693432 B2 JP H0693432B2 JP 61145196 A JP61145196 A JP 61145196A JP 14519686 A JP14519686 A JP 14519686A JP H0693432 B2 JPH0693432 B2 JP H0693432B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- substrate
- group compound
- compound thin
- evaporation source
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、絶縁性非晶質基板上に結晶のすぐれたII−VI
族化合物薄膜を形成するために用いられる。
族化合物薄膜を形成するために用いられる。
従来の技術 II−VI族化合物等のように構成元素の蒸気圧が著しく異
なる場合に有効な薄膜形成法としてホット・ウォールデ
ポジション法（以下HWD法と略す）がある。この方法に
ついては、A.Lopez−OteroがThin Solid Films（シン
ソリッド フィルムス）49（1978）P3〜に詳しく解説し
ている。その方法による形成装置の概略図の一例を第２
図に示した。基板１上への薄膜の堆積は、真空容器15内
を真空に排気しながらII−VI族化合物蒸発源11、壁面12
及び基板１をそれぞれ蒸発源温度制御部10、壁面温度制
御部７及び基板温度制御部４によって加熱温度制御した
状態で行なわれる。以上の様に加熱された壁面12を設け
ることによって、基板表面においては単なる真空蒸着法
に比べて熱平衡状態に近い状態が実現し、堆積されるII
−VI族化合物薄膜もストイキオメトリーを保ったまま基
板面に析出する。また、ドーピングに関しては、壁面12
と基板１で囲われた空間が反応室となり、真空容器15の
外部よりｎ型ドーパントガス13やＰ型ドーパントガスを
その反応室内に適当量導入しながら薄膜堆積を行えばで
きる。ドーパントガスとしては、ｎ型及びＰ型の不純物
をドープするために、それぞれIII族及びＶ族の元素を
結合させた有機化合物たとえば、III族のものとして(C2
H5)3In,(C2H5)3Al,(C2H5)3Ga、Ｖ族のものとして(C2H5)
3P,(CH3)3As,(CH3)3Sb等を用いる場合が多い。
なる場合に有効な薄膜形成法としてホット・ウォールデ
ポジション法（以下HWD法と略す）がある。この方法に
ついては、A.Lopez−OteroがThin Solid Films（シン
ソリッド フィルムス）49（1978）P3〜に詳しく解説し
ている。その方法による形成装置の概略図の一例を第２
図に示した。基板１上への薄膜の堆積は、真空容器15内
を真空に排気しながらII−VI族化合物蒸発源11、壁面12
及び基板１をそれぞれ蒸発源温度制御部10、壁面温度制
御部７及び基板温度制御部４によって加熱温度制御した
状態で行なわれる。以上の様に加熱された壁面12を設け
ることによって、基板表面においては単なる真空蒸着法
に比べて熱平衡状態に近い状態が実現し、堆積されるII
−VI族化合物薄膜もストイキオメトリーを保ったまま基
板面に析出する。また、ドーピングに関しては、壁面12
と基板１で囲われた空間が反応室となり、真空容器15の
外部よりｎ型ドーパントガス13やＰ型ドーパントガスを
その反応室内に適当量導入しながら薄膜堆積を行えばで
きる。ドーパントガスとしては、ｎ型及びＰ型の不純物
をドープするために、それぞれIII族及びＶ族の元素を
結合させた有機化合物たとえば、III族のものとして(C2
H5)3In,(C2H5)3Al,(C2H5)3Ga、Ｖ族のものとして(C2H5)
3P,(CH3)3As,(CH3)3Sb等を用いる場合が多い。
第２図に示した様な方法でII−VI族化合物薄膜を形成し
かつ同時に気相反応によってドーピングをする場合、先
に述べた導入される有機化合物が熱分解しかつII−VI族
化合物薄膜中に活性な状態で取り込まれる必要があり、
そのためには、壁面及び基板の温度が適切である必要が
ある。用いる有機化合物のドーパントガスによって多少
熱分解の温度が異なるし、また熱分解された後のIII族,
V族の元素が、活性な状態でII−VI族化合物にドーピン
グされるための適切な温度も多少異なるが、一般的には
300℃以上の温度が必要である。しかし、HWD法によるII
−VI族化合物薄膜の絶縁性非晶質基板上における結晶性
は、多結晶の配向性の観点からすれば、壁面温度及び基
板温度が300℃を越えたあたりから配向性が弱まり、結
晶性が悪くなる傾向にある。したがって、HWD法によっ
て絶縁性非晶質基板上にドーピングしたII−VI族化合物
を形成する際には、薄膜多結晶の配向性を犠牲にしてド
ーピングせざるを得ないという問題点がある。
かつ同時に気相反応によってドーピングをする場合、先
に述べた導入される有機化合物が熱分解しかつII−VI族
化合物薄膜中に活性な状態で取り込まれる必要があり、
そのためには、壁面及び基板の温度が適切である必要が
ある。用いる有機化合物のドーパントガスによって多少
熱分解の温度が異なるし、また熱分解された後のIII族,
V族の元素が、活性な状態でII−VI族化合物にドーピン
グされるための適切な温度も多少異なるが、一般的には
300℃以上の温度が必要である。しかし、HWD法によるII
−VI族化合物薄膜の絶縁性非晶質基板上における結晶性
は、多結晶の配向性の観点からすれば、壁面温度及び基
板温度が300℃を越えたあたりから配向性が弱まり、結
晶性が悪くなる傾向にある。したがって、HWD法によっ
て絶縁性非晶質基板上にドーピングしたII−VI族化合物
を形成する際には、薄膜多結晶の配向性を犠牲にしてド
ーピングせざるを得ないという問題点がある。
問題点を解決するための手段 上記に述べたような問題点は、II−VI族化合物薄膜形成
用の基板を保持する基板ホルダーと、前記基板を加熱し
温度制御する手段と、II−VI族化合物薄膜形成用の蒸発
源と、前記蒸発源を保持する蒸発源保持部と前記蒸発源
保持部を加熱し温度制御する手段と、前記基板ホルダー
と前記蒸発源保持部の両者を結合するように設けられた
壁面部と、前記壁面部を加熱し温度制御する手段と、前
記蒸発源保持部と前記壁面部とで囲われた空間内を真空
に引く手段と、前記基板ホルダー部に保持されている基
板に光を照射できる手段を有することを特徴とするII−
VI族化合物薄膜形成装置を用いて、II−VI族化合物薄膜
を形成することによって解決できる。
用の基板を保持する基板ホルダーと、前記基板を加熱し
温度制御する手段と、II−VI族化合物薄膜形成用の蒸発
源と、前記蒸発源を保持する蒸発源保持部と前記蒸発源
保持部を加熱し温度制御する手段と、前記基板ホルダー
と前記蒸発源保持部の両者を結合するように設けられた
壁面部と、前記壁面部を加熱し温度制御する手段と、前
記蒸発源保持部と前記壁面部とで囲われた空間内を真空
に引く手段と、前記基板ホルダー部に保持されている基
板に光を照射できる手段を有することを特徴とするII−
VI族化合物薄膜形成装置を用いて、II−VI族化合物薄膜
を形成することによって解決できる。
作用 この構成により、従来の装置を用いてドーピングされた
II−VI族化合物薄膜を形成する場合、壁面及び基板温度
を300℃以上に設定してその配向性を犠牲にしていた
が、本発明の装置を用いて形成されたII−VI族化合物薄
膜は、壁面及び基板温度を300℃以上400℃以下に設定し
ておけば、II−VI族化合物薄膜の配向性を保持しつつ、
不純物のドーピングも可能となる。
II−VI族化合物薄膜を形成する場合、壁面及び基板温度
を300℃以上に設定してその配向性を犠牲にしていた
が、本発明の装置を用いて形成されたII−VI族化合物薄
膜は、壁面及び基板温度を300℃以上400℃以下に設定し
ておけば、II−VI族化合物薄膜の配向性を保持しつつ、
不純物のドーピングも可能となる。
実施例 本発明の一実施例を従来の場合と比較して以下に述べ
る。第２図に示した装置を用い、5NのCdSの粉末を蒸発
源として、HWD法によってCdS薄膜をガラス基板上に堆積
すると、その薄膜の配向性の基板温度依存性は、第３図
のようになった。なお、この実験においては、第２図の
熱電対９は、840℃に制御しており、壁面温度と基板温
度は第２図の熱電対６及び３が同じ温度を示すように制
御して行ない、配向性の評価としてＸ線の回析パターン
を用いた。この結果から、従来のHWD法によるCdS薄膜の
場合、300℃を越えると六方晶系のＣ軸配向性を示す（0
00.2）面の回析が弱くなってその配向性が低下している
ことがわかる。対して、光照射を用いる第１図に示した
本発明の装置を用いて同様にCdS薄膜をガラス基板上に
堆積するとその薄膜の配向性の基板温度依存性は、第４
図のようになった。なお、この実験においても配向性の
評価としてＸ線の回析パターンを用い、光照射は、超高
圧水銀ランプを用いた。第４図で得られた結果は、本発
明の装置によって形成されたCdS薄膜が、基板温度が400
℃まで強いＣ軸の配向性を保持していることを示してい
る。実際この効果を利用して、壁面及び基板温度を400
℃とし、蒸発源温度840℃として、第１図に示したよう
な方法でIII族元素やＶ族元素をCdS薄膜中に制御性良
く、しかもCdS薄膜の強いＣ軸配向性を保持したままド
ーピングできることを確認している。また、本発明の装
置において、CdS薄膜形成の際に、基板１の上に、CdS薄
膜数μｍからなるフィルターを設置し、基板１にはCdS
のバンドギャップに相当する光の波長より長波長のもの
のみの透過させて同様な実験を行うと、そのCdS薄膜の
配向性は従来の装置を用いて形成した場合と同様な第３
図に示したような結果を得た。このことは本発明による
CdS薄膜形成時に、CdSのバンドギャップに相当する波長
より長波長の光の照射は、何の効果も及ぼさないことを
示している。
る。第２図に示した装置を用い、5NのCdSの粉末を蒸発
源として、HWD法によってCdS薄膜をガラス基板上に堆積
すると、その薄膜の配向性の基板温度依存性は、第３図
のようになった。なお、この実験においては、第２図の
熱電対９は、840℃に制御しており、壁面温度と基板温
度は第２図の熱電対６及び３が同じ温度を示すように制
御して行ない、配向性の評価としてＸ線の回析パターン
を用いた。この結果から、従来のHWD法によるCdS薄膜の
場合、300℃を越えると六方晶系のＣ軸配向性を示す（0
00.2）面の回析が弱くなってその配向性が低下している
ことがわかる。対して、光照射を用いる第１図に示した
本発明の装置を用いて同様にCdS薄膜をガラス基板上に
堆積するとその薄膜の配向性の基板温度依存性は、第４
図のようになった。なお、この実験においても配向性の
評価としてＸ線の回析パターンを用い、光照射は、超高
圧水銀ランプを用いた。第４図で得られた結果は、本発
明の装置によって形成されたCdS薄膜が、基板温度が400
℃まで強いＣ軸の配向性を保持していることを示してい
る。実際この効果を利用して、壁面及び基板温度を400
℃とし、蒸発源温度840℃として、第１図に示したよう
な方法でIII族元素やＶ族元素をCdS薄膜中に制御性良
く、しかもCdS薄膜の強いＣ軸配向性を保持したままド
ーピングできることを確認している。また、本発明の装
置において、CdS薄膜形成の際に、基板１の上に、CdS薄
膜数μｍからなるフィルターを設置し、基板１にはCdS
のバンドギャップに相当する光の波長より長波長のもの
のみの透過させて同様な実験を行うと、そのCdS薄膜の
配向性は従来の装置を用いて形成した場合と同様な第３
図に示したような結果を得た。このことは本発明による
CdS薄膜形成時に、CdSのバンドギャップに相当する波長
より長波長の光の照射は、何の効果も及ぼさないことを
示している。
また、以上の実施例に述べた効果はCdS薄膜に限るもの
ではない。
ではない。
発明の効果 本発明によって、絶縁非晶質基板上にすぐれた結晶性の
II−VI族化合物が形成でき、かつその結晶性を損うこと
なく不純物をドーピングできるようになった。
II−VI族化合物が形成でき、かつその結晶性を損うこと
なく不純物をドーピングできるようになった。
第１図は本発明におけるHWD法によるII−VI族化合物薄
膜形成装置の概略構成図、第２図は従来におけるHWD法
によるII−VI族化合物薄膜形成装置の概略構成図、第３
図は従来装置によって形成したCdS薄膜のＸ線回析パタ
ーンの基板温度依存性を示す図、第４図は本発明の装置
によって形成したCdS薄膜のＸ線回析パターンの基板温
度依存性を示す図である。 １……基板、2,5,8……ヒータ、3,6,9……熱電対、4,7,
10……温度制御部、12……壁面、16……基板ホルダー、
ｌ……光。
膜形成装置の概略構成図、第２図は従来におけるHWD法
によるII−VI族化合物薄膜形成装置の概略構成図、第３
図は従来装置によって形成したCdS薄膜のＸ線回析パタ
ーンの基板温度依存性を示す図、第４図は本発明の装置
によって形成したCdS薄膜のＸ線回析パターンの基板温
度依存性を示す図である。 １……基板、2,5,8……ヒータ、3,6,9……熱電対、4,7,
10……温度制御部、12……壁面、16……基板ホルダー、
ｌ……光。
Claims (5)
- 【請求項１】II−VI族化合物薄膜形成用の基板を保持す
る基板ホルダーと、前記基板を加熱し温度制御する手段
と、II−VI族化合物薄膜形成用の蒸発源と前記蒸発源を
保持する蒸発源保持部と、前記蒸発源保持部を加熱し温
度制御する手段と、前記基板ホルダーと前記蒸発源保持
部の両者を結合するように設けられた壁面部と、前記壁
面部を加熱し温度制御する手段と、前記基板ホルダーと
前記蒸発源保持部と前記壁面部とで囲われた空間内を真
空に引く手段と、前記基板ホルダー部に保持されている
基板に光を照射できる手段とを有することを特徴とする
II−VI族化合物薄膜形成装置。 - 【請求項２】基板ホルダーと前記蒸発源保持部と前記壁
面部とで囲われた空間内の外側から前記基板ホルダー部
に保持されている基板に光を照射する手段を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のII−VI族化合
物薄膜形成装置。 - 【請求項３】II−VI族化合物が、CdS,CdSe,CdTeあるい
はそれらの固溶体のいずれかであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項又は第２項記載のII−VI族化合物薄
膜形成装置。 - 【請求項４】基板が絶縁性非晶質基板であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項，第２項又は第３項のいず
れかに記載のII−VI族化合物薄膜形成装置。 - 【請求項５】照射する光の波長が、形成するII−VI族化
合物のバンドギャップのエネルギーに相当する光の波長
に比べて短いことを特徴とする特許請求の範囲第１項，
第２項，第３項又は第４項のいずれかに記載のII−VI族
化合物薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61145196A JPH0693432B2 (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | ▲ｉｉ▼−▲ｖｉ▼族化合物薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61145196A JPH0693432B2 (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | ▲ｉｉ▼−▲ｖｉ▼族化合物薄膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS631038A JPS631038A (ja) | 1988-01-06 |
| JPH0693432B2 true JPH0693432B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=15379639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61145196A Expired - Lifetime JPH0693432B2 (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | ▲ｉｉ▼−▲ｖｉ▼族化合物薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693432B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1333438C (zh) * | 2005-02-02 | 2007-08-22 | 南京大学 | 一种获取均匀宽带隙半导体薄膜的同轴进气方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0467839U (ja) * | 1990-10-23 | 1992-06-16 | ||
| JP2007258468A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 可視光透過半導体素子およびその製造方法 |
-
1986
- 1986-06-20 JP JP61145196A patent/JPH0693432B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1333438C (zh) * | 2005-02-02 | 2007-08-22 | 南京大学 | 一种获取均匀宽带隙半导体薄膜的同轴进气方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS631038A (ja) | 1988-01-06 |
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