JPH10149986A - ダイヤモンドｎ型半導体膜の製造方法およびその装置 - Google Patents
ダイヤモンドｎ型半導体膜の製造方法およびその装置Info
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- JPH10149986A JPH10149986A JP31026996A JP31026996A JPH10149986A JP H10149986 A JPH10149986 A JP H10149986A JP 31026996 A JP31026996 A JP 31026996A JP 31026996 A JP31026996 A JP 31026996A JP H10149986 A JPH10149986 A JP H10149986A
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Landscapes
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 所定の導電性を有するダイヤモンドｎ型半導
体膜を再現性よく製造することができる方法およびその
装置を提供する。 【解決手段】 真空容器１と、真空容器１内を減圧して
真空にする真空排気装置２と、ダイヤモンド単結晶基板
１０を加熱保持するホルダ３と、上記ホルダ３へ向けて
炭化水素ガス１１を送給する炭化水素ガス導入管４と、
上記ホルダ３へ向けて水素ガス１２を送給する水素ガス
導入管５と、上記ホルダ３へ向けてリンを含有するドー
プ材１３のガスを送給するドープ材導入管６と、水素ガ
ス１２を加熱して原子状態となるように励起させる電熱
フィラメント７とを備えてなり、真空容器１内を高真空
（１０-8Torr以下）にして上記各ガス１１〜１３を低い
圧力（１０-4Torr程度）で送給することにより、当該ガ
ス１１〜１３を基板１０へ分子流で直接供給できるよう
にし、当該ガス１１〜１３の基板１０への到達前の互い
の衝突による反応を防止するようにした。
体膜を再現性よく製造することができる方法およびその
装置を提供する。 【解決手段】 真空容器１と、真空容器１内を減圧して
真空にする真空排気装置２と、ダイヤモンド単結晶基板
１０を加熱保持するホルダ３と、上記ホルダ３へ向けて
炭化水素ガス１１を送給する炭化水素ガス導入管４と、
上記ホルダ３へ向けて水素ガス１２を送給する水素ガス
導入管５と、上記ホルダ３へ向けてリンを含有するドー
プ材１３のガスを送給するドープ材導入管６と、水素ガ
ス１２を加熱して原子状態となるように励起させる電熱
フィラメント７とを備えてなり、真空容器１内を高真空
（１０-8Torr以下）にして上記各ガス１１〜１３を低い
圧力（１０-4Torr程度）で送給することにより、当該ガ
ス１１〜１３を基板１０へ分子流で直接供給できるよう
にし、当該ガス１１〜１３の基板１０への到達前の互い
の衝突による反応を防止するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子工業において
耐環境性素子などの半導体材料として用いられるダイヤ
モンドｎ型半導体膜の製造方法に関する。
耐環境性素子などの半導体材料として用いられるダイヤ
モンドｎ型半導体膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ｎ型特性を示す半導体膜を製造する場合
には、ドナー凖位を形成する不純物元素を半導体膜の格
子中にドープしている。一般に、シリコンやダイヤモン
ドなどのようなIV族元素の半導体膜の場合には、リンな
どのようなＶ族元素からなる不純物をドープすることに
よりｎ型としての電気伝導性を制御することができると
考えられている。このようにしてダイヤモンドｎ型半導
体膜を製造する従来の製造装置を図２に示す。
には、ドナー凖位を形成する不純物元素を半導体膜の格
子中にドープしている。一般に、シリコンやダイヤモン
ドなどのようなIV族元素の半導体膜の場合には、リンな
どのようなＶ族元素からなる不純物をドープすることに
よりｎ型としての電気伝導性を制御することができると
考えられている。このようにしてダイヤモンドｎ型半導
体膜を製造する従来の製造装置を図２に示す。
【０００３】図２に示すように、真空容器２１には、当
該真空容器２１内を減圧して真空にする真空排気装置２
２が連結されている。真空容器２１の内部には、ダイヤ
モンド単結晶基板１０を保持するホルダ２３が設けられ
ている。真空容器２１の上部には、水素ガスで希釈した
炭化水素ガスとリンを含有するドープ材のガスとの混合
ガス１４をホルダ２３へ向けて送給するガス導入管２４
が連結されている。ガス導入管２４とホルダ２３との間
には、当該ガス導入管２４から送給された上記混合ガス
１４を加熱して前記水素ガスを原子状態に励起させる電
熱フィラメント２７が設けられている。
該真空容器２１内を減圧して真空にする真空排気装置２
２が連結されている。真空容器２１の内部には、ダイヤ
モンド単結晶基板１０を保持するホルダ２３が設けられ
ている。真空容器２１の上部には、水素ガスで希釈した
炭化水素ガスとリンを含有するドープ材のガスとの混合
ガス１４をホルダ２３へ向けて送給するガス導入管２４
が連結されている。ガス導入管２４とホルダ２３との間
には、当該ガス導入管２４から送給された上記混合ガス
１４を加熱して前記水素ガスを原子状態に励起させる電
熱フィラメント２７が設けられている。
【０００４】このような製造装置を使用したダイヤモン
ドｎ型半導体膜の従来の製造方法を次に説明する。ホル
ダ２３に前記基板１０を取り付け、ガス導入管２４から
真空容器２１内に混合ガス１４を大気圧〜１０mmTorrの
圧力で導入し、電熱フィラメント２７で当該混合ガス１
４を加熱して前記水素ガスを原子状態に励起させながら
当該混合ガス１４を上記基板１０へ照射することによ
り、ｎ型半導体特性を発現できるように基板１０を成長
させる。この際、上記混合ガス１４中の炭化水素ガスと
ドープ材との比率（Ｐ／Ｃ＝１００〜１００００ｐｐ
ｍ）を調整し、基板１０の格子中にドープするドープ材
の濃度を異ならせることにより、所定の導電性を有する
半導体膜を得ることができる。
ドｎ型半導体膜の従来の製造方法を次に説明する。ホル
ダ２３に前記基板１０を取り付け、ガス導入管２４から
真空容器２１内に混合ガス１４を大気圧〜１０mmTorrの
圧力で導入し、電熱フィラメント２７で当該混合ガス１
４を加熱して前記水素ガスを原子状態に励起させながら
当該混合ガス１４を上記基板１０へ照射することによ
り、ｎ型半導体特性を発現できるように基板１０を成長
させる。この際、上記混合ガス１４中の炭化水素ガスと
ドープ材との比率（Ｐ／Ｃ＝１００〜１００００ｐｐ
ｍ）を調整し、基板１０の格子中にドープするドープ材
の濃度を異ならせることにより、所定の導電性を有する
半導体膜を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述したようにしてダ
イヤモンドｎ型半導体膜を製造すると、混合ガス１４を
大気圧〜１０mmTorrの圧力（粘性流領域）で導入してい
るため、電熱フィラメント２７による当該混合ガス１４
の加熱に伴って、当該混合ガス１４の前記各成分が基板
１０へ到達する前に気相中で反応してしまう、すなわ
ち、基板１０へのドープ材のドープ濃度が上記反応によ
って変わってしまう。また、電熱フィラメント２７は、
混合ガス１４を加熱するに従って当該混合ガス１４中の
炭化水素ガスと反応して次第に劣化していく、すなわ
ち、混合ガス１４中の上記各成分の反応率が時間毎に異
なってしまう。このため、基板１０へのドープ材のドー
プ濃度を一定に保つことが非常に困難であり、再現性が
非常に悪かった。
イヤモンドｎ型半導体膜を製造すると、混合ガス１４を
大気圧〜１０mmTorrの圧力（粘性流領域）で導入してい
るため、電熱フィラメント２７による当該混合ガス１４
の加熱に伴って、当該混合ガス１４の前記各成分が基板
１０へ到達する前に気相中で反応してしまう、すなわ
ち、基板１０へのドープ材のドープ濃度が上記反応によ
って変わってしまう。また、電熱フィラメント２７は、
混合ガス１４を加熱するに従って当該混合ガス１４中の
炭化水素ガスと反応して次第に劣化していく、すなわ
ち、混合ガス１４中の上記各成分の反応率が時間毎に異
なってしまう。このため、基板１０へのドープ材のドー
プ濃度を一定に保つことが非常に困難であり、再現性が
非常に悪かった。
【０００６】また、数十mmTorrの比較的高い圧力で製造
するため、励起した混合ガス１４と真空容器２１などの
部材とが反応して汚染物が生じたり、真空容器２１など
の部材に窒素や酸素などが残留して反応系へ混入したり
することを避けることが難しく、上述と同様に、再現性
が悪くなってしまう。
するため、励起した混合ガス１４と真空容器２１などの
部材とが反応して汚染物が生じたり、真空容器２１など
の部材に窒素や酸素などが残留して反応系へ混入したり
することを避けることが難しく、上述と同様に、再現性
が悪くなってしまう。
【０００７】このようなことから、本発明は、所定の導
電性を有するダイヤモンドｎ型半導体膜を再現性よく製
造することができる方法およびその装置を提供すること
を目的とした。
電性を有するダイヤモンドｎ型半導体膜を再現性よく製
造することができる方法およびその装置を提供すること
を目的とした。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、本発明によるダイヤモンドｎ型半導体膜の製造
方法は、真空環境下で加熱されているダイヤモンド単結
晶基板へ炭化水素ガスを分子流で送給すると共に、当該
ダイヤモンド単結晶基板へリンを含有するドープ材のガ
スを分子流で送給することを特徴とする。
ための、本発明によるダイヤモンドｎ型半導体膜の製造
方法は、真空環境下で加熱されているダイヤモンド単結
晶基板へ炭化水素ガスを分子流で送給すると共に、当該
ダイヤモンド単結晶基板へリンを含有するドープ材のガ
スを分子流で送給することを特徴とする。
【０００９】上述のダイヤモンドｎ型半導体膜の製造方
法においては、前記ダイヤモンド単結晶基板へ原子状態
の水素ガスを分子流で送給することを特徴とする。
法においては、前記ダイヤモンド単結晶基板へ原子状態
の水素ガスを分子流で送給することを特徴とする。
【００１０】前述した課題を解決するための、本発明に
よるダイヤモンドｎ型半導体膜の製造装置は、真空容器
と、前記真空容器内を減圧して真空にする減圧手段と、
前記真空容器内に設けられ、ダイヤモンド単結晶基板を
保持するホルダと、前記ホルダに保持された前記ダイヤ
モンド単結晶基板を加熱する加熱手段と、前記ホルダへ
向けて炭化水素ガスを分子流で送給する炭化水素ガス送
給手段と、前記ホルダへ向けてリンを含有するドープ材
のガスを分子流で送給するドープ材送給手段とを備えて
なることを特徴とする。
よるダイヤモンドｎ型半導体膜の製造装置は、真空容器
と、前記真空容器内を減圧して真空にする減圧手段と、
前記真空容器内に設けられ、ダイヤモンド単結晶基板を
保持するホルダと、前記ホルダに保持された前記ダイヤ
モンド単結晶基板を加熱する加熱手段と、前記ホルダへ
向けて炭化水素ガスを分子流で送給する炭化水素ガス送
給手段と、前記ホルダへ向けてリンを含有するドープ材
のガスを分子流で送給するドープ材送給手段とを備えて
なることを特徴とする。
【００１１】上述のダイヤモンドｎ型半導体膜の製造装
置においては、前記ホルダへ向けて水素ガスを分子流で
送給する水素ガス送給手段と、前記水素ガス送給手段か
らの前記水素ガスを励起して原子状態の水素ガスとする
水素励起手段とを備えてなることを特徴とする。
置においては、前記ホルダへ向けて水素ガスを分子流で
送給する水素ガス送給手段と、前記水素ガス送給手段か
らの前記水素ガスを励起して原子状態の水素ガスとする
水素励起手段とを備えてなることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明によるダイヤモンドｎ型半
導体膜の製造方法およびその装置の実施の形態を図１を
用いて説明する。なお、図１は、その装置の概略構造図
である。
導体膜の製造方法およびその装置の実施の形態を図１を
用いて説明する。なお、図１は、その装置の概略構造図
である。
【００１３】図１に示すように、真空容器１には、当該
真空容器１内を減圧させる減圧手段である真空排気装置
２が連結されている。真空容器１内の下部には、ダイヤ
モンド単結晶基板１０を保持するホルダ３が設けられて
いる。ホルダ３には、タンタルやモリブデンやグラファ
イトなどの高融点材料からなる加熱手段である図示しな
い電熱ヒータが取り付けられており、当該電熱ヒータを
作動させることにより、ホルダ３上の上記基板１０を所
定の温度に加熱することができるようになっている。
真空容器１内を減圧させる減圧手段である真空排気装置
２が連結されている。真空容器１内の下部には、ダイヤ
モンド単結晶基板１０を保持するホルダ３が設けられて
いる。ホルダ３には、タンタルやモリブデンやグラファ
イトなどの高融点材料からなる加熱手段である図示しな
い電熱ヒータが取り付けられており、当該電熱ヒータを
作動させることにより、ホルダ３上の上記基板１０を所
定の温度に加熱することができるようになっている。
【００１４】真空容器１の上部には、前記ホルダ３上へ
向けてメタン、エタン、プロパン、ブタンなどのような
炭化水素ガス１１を送給する炭化水素ガス導入管４と、
上記ホルダ３上へ向けて水素ガス１２を送給する水素ガ
ス導入管５と、前記ホルダ３上へ向けてトリ−ｎ−ブチ
ルホスフィンなどのような一般式ＰＲ3 （ただし、Ｒは
水素または炭化水素基を表す。）などで表されるリンを
含有するドープ材１３のガスを送給するドープ材導入管
６とがそれぞれ設けられている。
向けてメタン、エタン、プロパン、ブタンなどのような
炭化水素ガス１１を送給する炭化水素ガス導入管４と、
上記ホルダ３上へ向けて水素ガス１２を送給する水素ガ
ス導入管５と、前記ホルダ３上へ向けてトリ−ｎ−ブチ
ルホスフィンなどのような一般式ＰＲ3 （ただし、Ｒは
水素または炭化水素基を表す。）などで表されるリンを
含有するドープ材１３のガスを送給するドープ材導入管
６とがそれぞれ設けられている。
【００１５】上記炭化水素ガス導入管４の基端には、上
記炭化水素ガス１１の充填された図示しないボンベが図
示しないバルブや流圧計などを介して連結されている。
上記水素ガス導入管５の基端には、上記水素ガス１２の
充填された図示しないボンベが図示しないバルブや流圧
計などを介して連結されている。上記ドープ材導入管６
の基端には、上記ドープ材１３の充填された図示しない
ボンベが図示しないバルブや流圧計などを介して連結さ
れている。
記炭化水素ガス１１の充填された図示しないボンベが図
示しないバルブや流圧計などを介して連結されている。
上記水素ガス導入管５の基端には、上記水素ガス１２の
充填された図示しないボンベが図示しないバルブや流圧
計などを介して連結されている。上記ドープ材導入管６
の基端には、上記ドープ材１３の充填された図示しない
ボンベが図示しないバルブや流圧計などを介して連結さ
れている。
【００１６】このような本実施の形態では、炭化水素ガ
ス導入管４、前記ボンベ、前記バルブ、前記流圧計など
により炭化水素ガス送給手段を構成し、水素ガス導入管
５、前記ボンベ、前記バルブ、前記流圧計などにより水
素ガス送給手段を構成し、ドープ材導入管６、前記ボン
ベ、前記バルブ、前記流圧計などによりドープ材送給手
段を構成している。
ス導入管４、前記ボンベ、前記バルブ、前記流圧計など
により炭化水素ガス送給手段を構成し、水素ガス導入管
５、前記ボンベ、前記バルブ、前記流圧計などにより水
素ガス送給手段を構成し、ドープ材導入管６、前記ボン
ベ、前記バルブ、前記流圧計などによりドープ材送給手
段を構成している。
【００１７】前記水素ガス導入管５の内部には、水素ガ
ス１２を加熱して励起させることにより当該水素ガス１
２を原子状態とする水素励起手段であるタングステン製
の電熱フィラメント７が設けられている。つまり、水素
ガス導入管５の先端からは、原子状態の水素ガス１２が
ホルダ３上へ向けて送給されるようになっているのであ
る。なお、図１中、８は分圧計である。
ス１２を加熱して励起させることにより当該水素ガス１
２を原子状態とする水素励起手段であるタングステン製
の電熱フィラメント７が設けられている。つまり、水素
ガス導入管５の先端からは、原子状態の水素ガス１２が
ホルダ３上へ向けて送給されるようになっているのであ
る。なお、図１中、８は分圧計である。
【００１８】ここで、上記各導入管４〜６の先端と上記
ホルダ３との距離、すなわち、上記各ガス１１〜１３の
基板１０までの真空容器１内の流路長さは、当該各ガス
１１〜１３の平均自由行程λの大きさよりも小さい大き
さ、すなわち、当該各ガス１１〜１３が分子流（クヌー
セン流）として上記基板１０に到達できる大きさとなっ
ている。
ホルダ３との距離、すなわち、上記各ガス１１〜１３の
基板１０までの真空容器１内の流路長さは、当該各ガス
１１〜１３の平均自由行程λの大きさよりも小さい大き
さ、すなわち、当該各ガス１１〜１３が分子流（クヌー
セン流）として上記基板１０に到達できる大きさとなっ
ている。
【００１９】つまり、例えば、メタンガスの平均自由行
程λCH4 は、その気圧が５×１０-4Torrであれば１０cm
となり、５×１０-5Torrであれば１００cmとなり、５×
１０ -6Torrであれば１０００cmとなり、また、例えば、
原子状態の水素ガスの平均自由行程λH は、その気圧が
１×１０-5Torrであれば５００cmとなることから、真空
容器１内の真空度を高く（例えば、１×１０-8Torr以
上）して、上記各ガス１１〜１３の導入圧力を上述した
ような値にまで下げることにより、前記大きさを十分に
確保することができるようになり、当該各ガス１１〜１
３を上記基板１０まで互いに衝突することのない分子流
として、すなわち、当該各ガス１１〜１３を気相中で反
応させることなく送給することができるようになるので
ある。
程λCH4 は、その気圧が５×１０-4Torrであれば１０cm
となり、５×１０-5Torrであれば１００cmとなり、５×
１０ -6Torrであれば１０００cmとなり、また、例えば、
原子状態の水素ガスの平均自由行程λH は、その気圧が
１×１０-5Torrであれば５００cmとなることから、真空
容器１内の真空度を高く（例えば、１×１０-8Torr以
上）して、上記各ガス１１〜１３の導入圧力を上述した
ような値にまで下げることにより、前記大きさを十分に
確保することができるようになり、当該各ガス１１〜１
３を上記基板１０まで互いに衝突することのない分子流
として、すなわち、当該各ガス１１〜１３を気相中で反
応させることなく送給することができるようになるので
ある。
【００２０】このような製造装置を用いたダイヤモンド
ｎ型半導体膜の製造方法を次に説明する。まず、基板１
０の表面に酸溶液処理や真空加熱処理などの洗浄処理を
施して、当該基板１０の表面に存在する不純物を予め取
り除いておく。
ｎ型半導体膜の製造方法を次に説明する。まず、基板１
０の表面に酸溶液処理や真空加熱処理などの洗浄処理を
施して、当該基板１０の表面に存在する不純物を予め取
り除いておく。
【００２１】続いて、洗浄処理した上記基板１０をホル
ダ３上へセットした後、真空排気装置２を作動すること
により、真空容器１内を高真空（１×１０-8Torr以下）
にすると共に、真空容器１内に残留する窒素や酸素を除
去したら、前記電熱ヒータを作動して基板１０を所定の
温度に加熱する。
ダ３上へセットした後、真空排気装置２を作動すること
により、真空容器１内を高真空（１×１０-8Torr以下）
にすると共に、真空容器１内に残留する窒素や酸素を除
去したら、前記電熱ヒータを作動して基板１０を所定の
温度に加熱する。
【００２２】次に、炭化水素ガス導入管４から基板１０
へ炭化水素ガス１１を分子流で送給するように前記バル
ブを調整して所定の圧力（５×１０-5Torr）で導入する
と共にドープ材導入管６から基板１０へドープ材１３を
分子流で送給するように前記バルブを調整して所定の圧
力（２×１０-7〜２×１０-6Torr）で導入する一方、水
素ガス導入管５から基板１０へ原子状態の水素ガス１２
を分子流で送給するように前記電熱フィラメント７で当
該水素ガス１２を加熱励起しながら前記バルブを調整し
て所定の圧力（１×１０-4Torr）で導入する。なお、こ
のガス導入の際には、［Ｐ］／［Ｃ］の混合比が所定の
濃度となるように分圧計８で確認しながら上記調整を行
うようにする。
へ炭化水素ガス１１を分子流で送給するように前記バル
ブを調整して所定の圧力（５×１０-5Torr）で導入する
と共にドープ材導入管６から基板１０へドープ材１３を
分子流で送給するように前記バルブを調整して所定の圧
力（２×１０-7〜２×１０-6Torr）で導入する一方、水
素ガス導入管５から基板１０へ原子状態の水素ガス１２
を分子流で送給するように前記電熱フィラメント７で当
該水素ガス１２を加熱励起しながら前記バルブを調整し
て所定の圧力（１×１０-4Torr）で導入する。なお、こ
のガス導入の際には、［Ｐ］／［Ｃ］の混合比が所定の
濃度となるように分圧計８で確認しながら上記調整を行
うようにする。
【００２３】このようにして上記ガス１１〜１３を送給
すると、これら各ガス１１〜１３は、基板１０に分子流
で到達する、すなわち、互いに衝突して気相中で反応し
てしまうことなく基板１０に到達するので、基板１０へ
のドープ材１３のドープ濃度を常に一定に保ちながら基
板１０を成長させることができる。
すると、これら各ガス１１〜１３は、基板１０に分子流
で到達する、すなわち、互いに衝突して気相中で反応し
てしまうことなく基板１０に到達するので、基板１０へ
のドープ材１３のドープ濃度を常に一定に保ちながら基
板１０を成長させることができる。
【００２４】したがって、所定の導電性を有するダイヤ
モンドｎ型半導体膜を再現性よく製造することができ
る。
モンドｎ型半導体膜を再現性よく製造することができ
る。
【００２５】また、真空排気装置２を作動して真空容器
１内を高真空（１×１０-8Torr以下）にすると共に、製
造時の雰囲気圧が小さい（１０-4Torr程度）ので、残留
窒素や酸素などの反応系への混入や、前記各ガス１１〜
１３と真空容器２１などの部材との反応による汚染物の
発生などを防止することができ、所定の導電性を有する
ダイヤモンドｎ型半導体膜の製造にかかる再現性をさら
に向上させることができる。
１内を高真空（１×１０-8Torr以下）にすると共に、製
造時の雰囲気圧が小さい（１０-4Torr程度）ので、残留
窒素や酸素などの反応系への混入や、前記各ガス１１〜
１３と真空容器２１などの部材との反応による汚染物の
発生などを防止することができ、所定の導電性を有する
ダイヤモンドｎ型半導体膜の製造にかかる再現性をさら
に向上させることができる。
【００２６】なお、炭化水素ガス１１としては、メタ
ン、エタン、プロパン、ブタンなどが挙げられるが、炭
素数の少ないメタンを用いると、炭素の供給を必要最小
限に抑えることが容易にできるので、原料の無駄を少な
くすることが容易にでき、より好ましい結果を得ること
ができる。
ン、エタン、プロパン、ブタンなどが挙げられるが、炭
素数の少ないメタンを用いると、炭素の供給を必要最小
限に抑えることが容易にできるので、原料の無駄を少な
くすることが容易にでき、より好ましい結果を得ること
ができる。
【００２７】また、本実施の形態では、炭化水素ガス１
１の吸着した基板１０の表面を活性化、すなわち、基板
１０の表面水素を離脱させるため、原子状態の水素ガス
１２を基板１０の表面へ照射するようにしたが、基板１
０の表面活性化が特に必要ない場合には、前述した水素
ガス送給手段および水素励起手段を省いて、基板１０へ
の原子状態の水素ガス１２の送給を省くようにしてもよ
い。
１の吸着した基板１０の表面を活性化、すなわち、基板
１０の表面水素を離脱させるため、原子状態の水素ガス
１２を基板１０の表面へ照射するようにしたが、基板１
０の表面活性化が特に必要ない場合には、前述した水素
ガス送給手段および水素励起手段を省いて、基板１０へ
の原子状態の水素ガス１２の送給を省くようにしてもよ
い。
【００２８】
【実施例】本発明によるダイヤモンドｎ型半導体膜の製
造方法およびその装置の効果を確認するため、前述した
実施の形態に基づいて以下のような確認実験を行った。
造方法およびその装置の効果を確認するため、前述した
実施の形態に基づいて以下のような確認実験を行った。
【００２９】［実験条件］ ・炭化水素ガス：メタン ・ドープ材：トリ−ｎ−ブチルホスフィン ・真空容器内圧力：１×１０-8Torr以下 ・基板加熱温度：４００〜１２００℃ ・炭化水素ガス導入圧力：５×１０-5Torr ・ドープ材導入圧力：２×１０-7〜２×１０-6Torr ・水素ガス導入圧力：１×１０-4Torr ・［Ｐ］／［Ｃ］の混合比の濃度：１０００ｐｐｍまた
は１００００ｐｐｍ ・実験回数：上記濃度毎にそれぞれ五回づつ
は１００００ｐｐｍ ・実験回数：上記濃度毎にそれぞれ五回づつ
【００３０】［実験結果］ （Ａ）１０００ｐｐｍの場合 ・リンのドープ濃度：５ｐｐｍ（全回共に） ・膜抵抗：１Ωcm（全回共に） （Ｂ）１００００ｐｐｍの場合 ・リンのドープ濃度：５０ｐｐｍ（全回共に） ・膜抵抗：０．１Ωcm（全回共に）
【００３１】以上の結果から、所定の導電性を有するダ
イヤモンドｎ型半導体膜を再現性よく製造できることが
確認された。
イヤモンドｎ型半導体膜を再現性よく製造できることが
確認された。
【００３２】
【発明の効果】本発明のダイヤモンドｎ型半導体膜の製
造方法およびその装置によれば、各ガスを気相中で反応
させてしまうことなくダイヤモンド単結晶基板に到達さ
せることができるので、ダイヤモンド単結晶基板へのド
ープ材のドープ濃度を常に一定に保ちながらダイヤモン
ド単結晶基板を成長させることができ、所定の導電性を
有するダイヤモンドｎ型半導体膜を再現性よく製造する
ことができる。
造方法およびその装置によれば、各ガスを気相中で反応
させてしまうことなくダイヤモンド単結晶基板に到達さ
せることができるので、ダイヤモンド単結晶基板へのド
ープ材のドープ濃度を常に一定に保ちながらダイヤモン
ド単結晶基板を成長させることができ、所定の導電性を
有するダイヤモンドｎ型半導体膜を再現性よく製造する
ことができる。
【図１】本発明によるダイヤモンドｎ型半導体膜の製造
装置の実施の形態の概略構造図である。
装置の実施の形態の概略構造図である。
【図２】ダイヤモンドｎ型半導体膜の従来の製造装置の
概略構造図である。
概略構造図である。
１ 真空容器 ２ 真空排気装置 ３ ホルダ ４ 炭化水素ガス導入管 ５ 水素ガス導入管 ６ ドープ材導入管 ７ 電熱フィラメント ８ 分圧計 １０ ダイヤモンド単結晶基板 １１ 炭化水素ガス １２ 水素ガス １３ ドープ材
Claims (4)
- 【請求項１】 真空環境下で加熱されているダイヤモン
ド単結晶基板へ炭化水素ガスを分子流で送給すると共
に、当該ダイヤモンド単結晶基板へリンを含有するドー
プ材のガスを分子流で送給することを特徴とするダイヤ
モンドｎ型半導体膜の製造方法。 - 【請求項２】 前記ダイヤモンド単結晶基板へ原子状態
の水素ガスを分子流で送給することを特徴とする請求項
１に記載のダイヤモンドｎ型半導体膜の製造方法。 - 【請求項３】 真空容器と、 前記真空容器内を減圧して真空にする減圧手段と、 前記真空容器内に設けられ、ダイヤモンド単結晶基板を
保持するホルダと、 前記ホルダに保持された前記ダイヤモンド単結晶基板を
加熱する加熱手段と、 前記ホルダへ向けて炭化水素ガスを分子流で送給する炭
化水素ガス送給手段と、 前記ホルダへ向けてリンを含有するドープ材のガスを分
子流で送給するドープ材送給手段とを備えてなることを
特徴とするダイヤモンドｎ型半導体膜の製造装置。 - 【請求項４】 前記ホルダへ向けて水素ガスを分子流で
送給する水素ガス送給手段と、 前記水素ガス送給手段からの前記水素ガスを励起して原
子状態の水素ガスとする水素励起手段とを備えてなるこ
とを特徴とする請求項３に記載のダイヤモンドｎ型半導
体膜の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31026996A JPH10149986A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | ダイヤモンドｎ型半導体膜の製造方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31026996A JPH10149986A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | ダイヤモンドｎ型半導体膜の製造方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10149986A true JPH10149986A (ja) | 1998-06-02 |
Family
ID=18003210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31026996A Withdrawn JPH10149986A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | ダイヤモンドｎ型半導体膜の製造方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10149986A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6340393B1 (en) | 1998-07-07 | 2002-01-22 | Japan Science And Technology Corporation | Method for synthesizing n-type diamond having low resistance |
| KR100394068B1 (ko) * | 1998-11-06 | 2003-09-19 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 불순물 도핑장치 |
| JP2020033580A (ja) * | 2018-08-27 | 2020-03-05 | 三菱電機株式会社 | 積層造形装置及び積層造形方法 |
-
1996
- 1996-11-21 JP JP31026996A patent/JPH10149986A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6340393B1 (en) | 1998-07-07 | 2002-01-22 | Japan Science And Technology Corporation | Method for synthesizing n-type diamond having low resistance |
| KR100394068B1 (ko) * | 1998-11-06 | 2003-09-19 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 불순물 도핑장치 |
| JP2020033580A (ja) * | 2018-08-27 | 2020-03-05 | 三菱電機株式会社 | 積層造形装置及び積層造形方法 |
| JP2023115028A (ja) * | 2018-08-27 | 2023-08-18 | 三菱電機株式会社 | 積層造形装置及び積層造形方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040203 |