JPH09110594A - Ｓｉ基板上へのＡｌ２Ｏ３単結晶膜のヘテロエピタキシャル成長 方法及び該方法に使用する装置 - Google Patents
Ｓｉ基板上へのＡｌ２Ｏ３単結晶膜のヘテロエピタキシャル成長 方法及び該方法に使用する装置Info
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Abstract
板上のＡｌ2Ｏ3単結晶膜の結晶性、表面平滑性等の種々
の特性劣化を改善したＳｉ基板上へのＡｌ2Ｏ3単結晶膜
のヘテロエピタキシャル成長方法及び装置を提供する。 【構成】真空装置内にＳｉ基板を配置し、該Ｓｉ基板上
へアルミニウム分子線とＮ2Ｏガスとを照射し、界面へ
の炭素混入量を極端に低減させるようにした。
Description
に於いて、ＬＳＩ等の基板として使用されるＳＯＩ（Ｓ
ｉ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板の絶縁膜となるＡ
ｌ2Ｏ3単結晶膜のヘテロエピタキシャル成長方法及び該
方法に使用する装置に関するものである。
ヘテロエピタキシャル成長させるには、材料アルミニウ
ム（Ａｌ）源として、トリメチルアルミニウムガス（Ｔ
ＭＡ：Ａｌ（ＣＨ3）3）、酸素（Ｏ）源としてＮ2Ｏガ
スを使用し、ガスソ−ス分子線エピタキシャルまたは減
圧気相成長法により行っていた。
は、Ａｌ源に有機金属ガスのＴＭＡを使用しているた
め、Ｓｉ基板とＡｌ2Ｏ3単結晶膜との界面において、Ｔ
ＭＡの分解による副産物として生成した炭素の混入が避
けられなかった。この界面への炭素混入は、従来法で
は、成長方法の改良などで多少減少させることは可能で
あったが、分析装置の検出限界以下までの減少は極めて
困難であった。
入した炭素は、成長させたＡｌ2Ｏ3単結晶膜の結晶性、
表面平坦性等を劣化させるので、ＳＯＩ基板として用い
てその上に素子を作成したとき、所望の特性が得られな
い等の欠点を招来する。この発明は、このような点に着
目してなされたものであり、界面への炭素混入量を極端
に低減させ、Ｓｉ基板上のＡｌ2Ｏ3単結晶膜の結晶性、
表面平滑性等の種々の特性劣化を改善したＳｉ基板上へ
のＡｌ2Ｏ3単結晶膜のヘテロエピタキシャル成長方法及
び該方法に使用する装置を提供することを目的とする。
め、本発明者は、鋭意研究の結果、従来の方法でＡｌ源
として用いたＴＭＡの代わりに、固体Ａｌを使用するこ
とによって、Ｓｉ基板とＡｌ2Ｏ3単結晶膜との界面への
炭素混入が低減し、その結果、Ｓｉ基板上のＡｌ2Ｏ3単
結晶膜の結晶性、表面平滑性等の種々の特性劣化が著し
く改善することを見いだし、本発明に到達した。
Ｓｉ基板を配置し、該Ｓｉ基板上へアルミニウム分子線
とＮ2Ｏガスとを照射することを特徴とする。また、本
発明の成長装置は、真空装置内に配置したＳｉ基板と、
該真空装置に取着したＮ2Ｏガス導入管及び固体アルミ
ニウムを内装したクヌ−センセルと、アルミニウム分子
線を発生させるため該クヌ−センセルを加熱する手段と
を具備してなることを特徴とする。
づいて説明する。図１は、本発明の成長装置の該略図で
あり、円筒形の内部を真空にする真空装置５と、該真空
装置５内の中央に配置したＳｉ基板３と、該真空装置５
に取着したＮ2Ｏガス導入管１と、内部に固体アルミニ
ウムを内装したステンレス製クヌ−センセル２とから構
成した例を示す。尚、図中６は、タ−ボ分子ポンプであ
り、７はロ−タリ−ポンプであり、真空装置５内を高度
の真空状態にするため、このように両ポンプを併用して
いる。
は、Ｓｉ基板３に、それぞれＮ2Ｏガス及びアルミニウ
ム分子線を照射し得るように、照射口がＳｉ基板３に対
向配置されている。クヌ−センセル２の照射口には、シ
ャッタ−４が開閉自在に取着され、アルミニウム分子線
を照射するときは、シャッタ−４を閉じるようになって
いる。クヌ−センセル２内には、ヒ−タ−（図示せず）
が内装され、該ヒ−タ−によって、固体アルミニウムを
１１００℃前後に加熱し、アルミニウムを溶解、蒸発さ
せ、アルミニウム分子線を生成させるようになってい
る。
基板上へＡｌ2Ｏ3単結晶膜をヘテロエピタキシャル成長
させる方法を、図１に基づいて説明する。まず最初に、
Ｓｉ基板３を化学洗浄した後、真空装置（成長室）５内
に配置する。ついで、タ−ボ分子ポンプ６とロ−タリ−
ポンプ７とによって、真空装置５内を１×１０-7Ｐａの
真空度とし、空気等に含まれている不純物を除去する。
それから、真空装置５内の真空度を３×１０-2Ｐａに落
とし、温度を８５０℃とし、クヌ−センセル２のヒ−タ
−で固体アルミニウムを１１００℃に加熱して、アルミ
ニウムを溶解、蒸発させ、Ａｌ分子線を生成させる。
−センセル２の照射口に取着したシャッタ−４の開閉に
よって制御される。シャッタ−４を開けて、Ｓｉ基板上
へＡｌ分子線を照射し、同時にＮ2ＯガスをＮ2Ｏガス導
入管１からＳｉ基板上へ照射する。このように８５０℃
で３０分間処理して、Ｓｉ基板上へＡｌ2Ｏ3単結晶膜を
ヘテロエピタキシャル成長させる。
晶膜を、Ｘ線光電子分光法によって組成分析した。結果
のチャ−トを図２に示す。図２より明らかなように、Ａ
ｌと酸素（Ｏ）との化学量論比は、サフアイアと一致
し、炭素は検出限界以下であった。
膜の結晶性を観測した。結果の反射高速電子線回折像を
図３に示す。図３より明らかなように、回折像はストリ
−クパタ−ンとなった。このことは、Ａｌ2Ｏ3単結晶膜
の結晶性及び表面平坦性が、従来の方法によって成長さ
せたＡｌ2Ｏ3単結晶膜よりも、はるかに良質であること
を示すものである。
基板とＡｌ2Ｏ3単結晶膜との界面に混入する炭素量をな
くすか、若しくは著しく低減させることができるので、
従来法と比べて、Ａｌ2Ｏ3単結晶膜の結晶性及び平坦性
が格段に改善されると共に、このことによって、ＳＯＩ
基板としての素子を作成する際に、素子の特性劣化を防
ぎ、高性能な素子の作成が可能となる等の画期的な効果
が得られる。
線光電子分光法による組成分析チャ−トである。
射高速電子線回折像である。
シャッタ− ５ 真空装置
Ｘ線光電子分光法による組成分析チヤ−トである。
結晶構造を示す反射高速電子線回折像である。
Claims (4)
- 【請求項１】真空装置内にＳｉ基板を配置し、該Ｓｉ基
板上へアルミニウム分子線とＮ2Ｏガスとを照射するこ
とを特徴とするＳｉ基板上へのＡｌ2Ｏ3単結晶膜のヘテ
ロエピタキシャル成長方法。 - 【請求項２】前記アルミニウム分子線が、固体アルミニ
ウムを前記真空装置内で加熱蒸発させて生成させたもの
である請求項１に記載のヘテロエピタキシャル成長方
法。 - 【請求項３】真空装置内に配置したＳｉ基板と、該真空
装置に取着したＮ2Ｏガス導入管及び固体アルミニウム
を内装したクヌ−センセルと、アルミニウム分子線を発
生させるため該クヌ−センセルを加熱する手段とを具備
してなることを特徴とするＳｉ基板上へのＡｌ2Ｏ3単結
晶膜のヘテロエピタキシャル成長装置。 - 【請求項４】前記クヌ−センセルの照射口に、開閉自在
なシャッタ−を取着し、該シャッタ−を開口させること
によって、前記アルミニウム分子線を前記Ｓｉ基板に照
射するように構成してなる請求項３に記載のヘテロエピ
タキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP29328595A JP3841111B2 (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | Ｓｉ基板上へのＡｌ２Ｏ３単結晶膜のヘテロエピタキシャル成長 方法及び該方法に使用する装置 |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09110594A true JPH09110594A (ja) | 1997-04-28 |
| JP3841111B2 JP3841111B2 (ja) | 2006-11-01 |
Family
ID=17792860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29328595A Expired - Lifetime JP3841111B2 (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | Ｓｉ基板上へのＡｌ２Ｏ３単結晶膜のヘテロエピタキシャル成長 方法及び該方法に使用する装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3841111B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007029754A1 (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-15 | National Institute For Materials Science | アルミナ膜基板及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-10-17 JP JP29328595A patent/JP3841111B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007029754A1 (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-15 | National Institute For Materials Science | アルミナ膜基板及びその製造方法 |
Also Published As
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