JPS6270295A - ｎ型半導体ダイヤモンド膜の製造法 - Google Patents
ｎ型半導体ダイヤモンド膜の製造法Info
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- JPS6270295A JPS6270295A JP21184985A JP21184985A JPS6270295A JP S6270295 A JPS6270295 A JP S6270295A JP 21184985 A JP21184985 A JP 21184985A JP 21184985 A JP21184985 A JP 21184985A JP S6270295 A JPS6270295 A JP S6270295A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電子機器等に利用されるｎ型半導体特性を示す
ダイヤモンド膜の製造法に関する。
ダイヤモンド膜の製造法に関する。
炭素（Ｃ）は周期律表でｌＶｂ族に属しており、同族の
Ｓｉと同様に半導体材料として使用できる可能性がある
と考えられている。しかしながらグラファイトでは導電
性が高く半導体としては用いることはできない、これに
対しダイヤモンドは絶縁性であるので不純物添加等の方
法によって半導体としての使用が理論的には考えられる
。
Ｓｉと同様に半導体材料として使用できる可能性がある
と考えられている。しかしながらグラファイトでは導電
性が高く半導体としては用いることはできない、これに
対しダイヤモンドは絶縁性であるので不純物添加等の方
法によって半導体としての使用が理論的には考えられる
。
天然に産する大部分のダイヤモンドは電気的に１０■Ω
値以上の絶縁体であるが、ご（一部に１０°〜１０４Ω
備と低い抵抗値のものがありｎｂ型と呼ばれている。１
そしてこのｎｂ型・はその詳しい調査によってｐ型半導
体であることが明らかになっており、超高圧高温合成に
よって人工的に製造することができるものである。しか
しながらｎ型半導体のダイヤモンドは天然に存在しない
ばかりでなく超高圧合成でも製造例は現在のところない
。
値以上の絶縁体であるが、ご（一部に１０°〜１０４Ω
備と低い抵抗値のものがありｎｂ型と呼ばれている。１
そしてこのｎｂ型・はその詳しい調査によってｐ型半導
体であることが明らかになっており、超高圧高温合成に
よって人工的に製造することができるものである。しか
しながらｎ型半導体のダイヤモンドは天然に存在しない
ばかりでなく超高圧合成でも製造例は現在のところない
。
ダイヤモンド半導体素子の作製の為にはｐ、 ｎ両型
の半導体が不可欠であり、これを可能にする為９・９オ
ンを主入法によ−てｎ型半導体のイ乍製カベ試みられて
きた。その結果、Ｓｂ、＾ｒ、Ｃ等のイオン注入層とＢ
注入層との接合が整流作用゛に近いＶ−■特性を持つこ
とが報告されている。しかしｎ型半導体の確認までは至
ってない。
の半導体が不可欠であり、これを可能にする為９・９オ
ンを主入法によ−てｎ型半導体のイ乍製カベ試みられて
きた。その結果、Ｓｂ、＾ｒ、Ｃ等のイオン注入層とＢ
注入層との接合が整流作用゛に近いＶ−■特性を持つこ
とが報告されている。しかしｎ型半導体の確認までは至
ってない。
本発明は、上述の課題を解決する為に薄膜法を用いたｎ
型半導体層の製造法を提供するものである。
型半導体層の製造法を提供するものである。
本発明の特徴は、炭化水素と水素との混合ガスからダイ
ヤモンド膜の気相合成時にＰ、＾Ｓ等の不純物（ドーパ
ント）を分解放出し易いガスを導入することにある。こ
のような気相合成に不純物を入れると高圧合成に比べて
はるかに均一に含有されると共にイオン注入法に比べて
無理のない位置に不純物原子が入り込み、ドーパントと
しての効果を出し易いと考えた０本発明はこの考えによ
り実現したもので従来の高圧合成法やイオン注入法によ
って合成されなかったｎ型半導体を合成することに成功
した。
ヤモンド膜の気相合成時にＰ、＾Ｓ等の不純物（ドーパ
ント）を分解放出し易いガスを導入することにある。こ
のような気相合成に不純物を入れると高圧合成に比べて
はるかに均一に含有されると共にイオン注入法に比べて
無理のない位置に不純物原子が入り込み、ドーパントと
しての効果を出し易いと考えた０本発明はこの考えによ
り実現したもので従来の高圧合成法やイオン注入法によ
って合成されなかったｎ型半導体を合成することに成功
した。
本発明を実施するには薄膜ダイヤの合成手法を利用する
必要があるが、炭素が残留せず結晶質の良い膜の形成に
は、プラズマＣＶＤもしくはＣＶＤ法が望ましい。
必要があるが、炭素が残留せず結晶質の良い膜の形成に
は、プラズマＣＶＤもしくはＣＶＤ法が望ましい。
この場合の反応ガスは炭化水素のＣとＨアとのモル比が
０．００１以上０．０２以下が適当である。
０．００１以上０．０２以下が適当である。
０．００１以下では膜の成長速度は極めて遅く経済的で
なく、又０．０２以上では膜の結晶性が悪く半導体層と
して十分な性能を付加すること−ができない。
なく、又０．０２以上では膜の結晶性が悪く半導体層と
して十分な性能を付加すること−ができない。
又、ドーパント元素としてはＰ、＾ｓ、Ｓｂが通常のＳ
ｔをｎ型にする場合と同じく効果があった。
ｔをｎ型にする場合と同じく効果があった。
ドーパント元素とＣとのモル比は０．０００１以上０．
００２とすべきである。 ０．０００１以下では半導体
として十分な導電率を出せない。又０．００２以上では
膜中に歪が生し、欠陥の多い膜となり半導体素子への適
用が困難になる。
００２とすべきである。 ０．０００１以下では半導体
として十分な導電率を出せない。又０．００２以上では
膜中に歪が生し、欠陥の多い膜となり半導体素子への適
用が困難になる。
このようにして作製した膜はダイヤモンド単結晶上に形
成させればエピタキシャル成長して単結晶膜が得られる
ため半導体素子としての利用が可能となる。
成させればエピタキシャル成長して単結晶膜が得られる
ため半導体素子としての利用が可能となる。
又薄膜形成法としてはプラズマＣＶＤ、ＣＶＤのいずれ
においても可能である。ガスの励起手段としては高周波
、マイクロ波、電子線、レーザー等いずれの手段でも効
果に変わりはなく、磁場により励起をさらに強くするこ
とも本発明の範囲である。
においても可能である。ガスの励起手段としては高周波
、マイクロ波、電子線、レーザー等いずれの手段でも効
果に変わりはなく、磁場により励起をさらに強くするこ
とも本発明の範囲である。
次に実施例によって詳しく説明をする
実施例１
公知プラズマＣＶＤ （マイクロ波で２．４５Ｇｂを用
いてプラズマを点火する。）法にて、ＣＨオニ０．５％
、 Ｐｌｈ： ０．０５％残Ｈ２からなる反応ガスよ
りダイヤモンド単結晶基板上の（１１１）面に０．５μ
ｍの厚さのダイヤモンド膜を形成した。この膜の電気抵
抗はｌＸｌ０’Ω備と計測され、ホール効果を測定した
結果ｎ型半導体であることを確認した。
いてプラズマを点火する。）法にて、ＣＨオニ０．５％
、 Ｐｌｈ： ０．０５％残Ｈ２からなる反応ガスよ
りダイヤモンド単結晶基板上の（１１１）面に０．５μ
ｍの厚さのダイヤモンド膜を形成した。この膜の電気抵
抗はｌＸｌ０’Ω備と計測され、ホール効果を測定した
結果ｎ型半導体であることを確認した。
実施例２
実施例１と同し方法にて第１表に示す組成の反応ガスよ
り、各０．３μｍのダイヤモンド膜を作成して電気抵抗
と電子の移動度を測定した。その結果を表に示す。
り、各０．３μｍのダイヤモンド膜を作成して電気抵抗
と電子の移動度を測定した。その結果を表に示す。
第１表
実施例３
公知ＣＶＤ （約２１０（ｌに加熱したタングステンフ
ィラメントにより熱分解）により、Ｃ／Ｈｚ ＝０．０
０５． Ａ ｓ ／ Ｃ＝ ０．００１ となるようニ
ＣＪａ＋ＡＳＨｔ＋Ｈ！ガスを混合し、０．３μｍの膜
を人工ダイヤ単結晶上に形成して電気抵抗値とボール効
果を測定したところ、抵抗が１．５Ｘ１０−Ωｌでｎ型
と同定され、電子の移動度は７２０ＣＩＩ＋ ／ν、ｓ
ｅｃであった。
ィラメントにより熱分解）により、Ｃ／Ｈｚ ＝０．０
０５． Ａ ｓ ／ Ｃ＝ ０．００１ となるようニ
ＣＪａ＋ＡＳＨｔ＋Ｈ！ガスを混合し、０．３μｍの膜
を人工ダイヤ単結晶上に形成して電気抵抗値とボール効
果を測定したところ、抵抗が１．５Ｘ１０−Ωｌでｎ型
と同定され、電子の移動度は７２０ＣＩＩ＋ ／ν、ｓ
ｅｃであった。
手続補正書
昭和６１年６月す日
Claims (3)
- （１）ドーパント元素を含むガス、炭化水素ガス及び水
素から成る反応ガスを熱分解、もしくはプラズマ分解し
て基板上に蒸着することを特徴とするｎ型半導体ダイヤ
モンド膜の製造法。 - （２）該ドーパント元素がＰ、ＡｓもしくはＳｂからな
る群から選ばれた１種以上であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のｎ型半導体ダイヤモンド膜の製
造法。 - （３）該反応ガス中の炭素原子と水素分子のモル比が０
．００１〜０．０２であり、ドーパント原子と炭素原子
とのモル比が０．０００１〜０．００２であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のｎ型半導体ダイヤ
モンド膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21184985A JPS6270295A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | ｎ型半導体ダイヤモンド膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21184985A JPS6270295A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | ｎ型半導体ダイヤモンド膜の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6270295A true JPS6270295A (ja) | 1987-03-31 |
| JPH0371397B2 JPH0371397B2 (ja) | 1991-11-13 |
Family
ID=16612606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21184985A Granted JPS6270295A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | ｎ型半導体ダイヤモンド膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6270295A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0196094A (ja) * | 1987-10-07 | 1989-04-14 | Tokai Univ | Ｐ型半導体ダイヤモンド膜の製造方法 |
| JPH02239193A (ja) * | 1989-03-13 | 1990-09-21 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | ダイヤモンド半導体およびその製造方法 |
| WO1992001314A1 (en) * | 1990-07-06 | 1992-01-23 | Advanced Technology Materials, Inc. | N-type semiconducting diamond, and method of making the same |
| US5274268A (en) * | 1987-04-01 | 1993-12-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electric circuit having superconducting layered structure |
| US5304461A (en) * | 1989-01-10 | 1994-04-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Process for the selective deposition of thin diamond film by gas phase synthesis |
| US5400738A (en) * | 1989-03-07 | 1995-03-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing single crystal diamond film |
| WO2000001867A1 (en) * | 1998-07-07 | 2000-01-13 | Japan Science And Technology Corporation | Method for synthesizing n-type diamond having low resistance |
| US6162412A (en) * | 1990-08-03 | 2000-12-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Chemical vapor deposition method of high quality diamond |
| JP2011168441A (ja) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ｎ型半導体ダイヤモンドおよびその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58135117A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-11 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | ダイヤモンドの製造法 |
| JPS5930709A (ja) * | 1982-08-13 | 1984-02-18 | Toa Nenryo Kogyo Kk | 炭素膜及び／又は炭素粒子の製造方法 |
-
1985
- 1985-09-24 JP JP21184985A patent/JPS6270295A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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| JP2011168441A (ja) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ｎ型半導体ダイヤモンドおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0371397B2 (ja) | 1991-11-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |