JPS63176393A - 窒化アルミニウム薄膜の製造方法 - Google Patents
窒化アルミニウム薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPS63176393A JPS63176393A JP62008481A JP848187A JPS63176393A JP S63176393 A JPS63176393 A JP S63176393A JP 62008481 A JP62008481 A JP 62008481A JP 848187 A JP848187 A JP 848187A JP S63176393 A JPS63176393 A JP S63176393A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- aluminum nitride
- nitride thin
- substrate
- manufacturing aluminum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
- C30B25/105—Heating of the reaction chamber or the substrate by irradiation or electric discharge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/38—Nitrides
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (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
本発明は低温で結晶性、電気的特性の良い結晶化窒化ア
ルミニウム薄膜を製造する方法に関する。
ルミニウム薄膜を製造する方法に関する。
従来の技術
基板材料、表面弾性波素子用材料、光学素子用材料とし
てすぐれた特性を持つ窒化アルミニウム薄膜は真空蒸着
、スパッタリング、あるいはＣｖＤ等の方法で作製され
ている。
てすぐれた特性を持つ窒化アルミニウム薄膜は真空蒸着
、スパッタリング、あるいはＣｖＤ等の方法で作製され
ている。
発明が解決しようとする問題点
いずれの薄膜形成法においても、アルミニウムと窒素の
反応により窒化アルミニウム薄膜が形成されるわけであ
るが、結晶化窒化アルミニウム薄膜の作製のためには基
板温度として８００℃〜１０００℃以上の温度が必要で
あり、プロセス上大きな欠点となっている。また、基板
の熱エネルギーのみでは原料の分解が不十分であったり
、基板表面での原子のマイグレイジョンが十分に行われ
ないため結晶性の点で満足のゆく薄膜が得られていると
は言いがたいのが現状である。
反応により窒化アルミニウム薄膜が形成されるわけであ
るが、結晶化窒化アルミニウム薄膜の作製のためには基
板温度として８００℃〜１０００℃以上の温度が必要で
あり、プロセス上大きな欠点となっている。また、基板
の熱エネルギーのみでは原料の分解が不十分であったり
、基板表面での原子のマイグレイジョンが十分に行われ
ないため結晶性の点で満足のゆく薄膜が得られていると
は言いがたいのが現状である。
本発明は、結晶性の良い不純物の少ない窒化アルミニウ
ム薄膜を低温で得るための方法を提供することを目的と
する。
ム薄膜を低温で得るための方法を提供することを目的と
する。
問題点を解決するための手段
アルミニウム、またはアルミニウムを含む化合物の励起
種と、窒素、または窒素を含む化合物の励起種と、解離
水素とを反応させることで基板上に低温で結晶性の良い
化合物薄膜を得る。
種と、窒素、または窒素を含む化合物の励起種と、解離
水素とを反応させることで基板上に低温で結晶性の良い
化合物薄膜を得る。
作用
励起種を用いた反応は基本的に活性化エネルギ−を持た
ない反応なので低温で窒化アルミニウムの合成が可能に
なる。さらに、解離水素の高い内部エネルギー（４３１
ｋＪ／ｍｏｌ ）により基板上での反応、マイグレーシ
ョン、表面不純物の除去が促進され、さらに水素原子に
よるダングリングボンドのパシベーション効果により、
低温で結晶性、電気特性の優れた薄膜形成が可能になる
。
ない反応なので低温で窒化アルミニウムの合成が可能に
なる。さらに、解離水素の高い内部エネルギー（４３１
ｋＪ／ｍｏｌ ）により基板上での反応、マイグレーシ
ョン、表面不純物の除去が促進され、さらに水素原子に
よるダングリングボンドのパシベーション効果により、
低温で結晶性、電気特性の優れた薄膜形成が可能になる
。
実施例
以下、図面を参照して、実施例にもとすき本発明の詳細
な説明する。
な説明する。
まず、本薄膜製造法による薄膜製造装置の構成を第１図
に示す。図中１はりアクタ−１２はグラファイト製サセ
プタ、３は基板である。グラファイト製サセプタを高周
波誘導加熱により加熱し、熱伝導により基板を加熱した
。各ボンベからの原料ガスは、それぞれ４１〜４３の発
生部で活性化された。活性化の方法としては、本実施例
ではマイクロ波プラズマを用いたが、この他、アーク放
電、レーザー励起、紫外光照射、ＥＣＲプラズマ等を用
いてもよい。ヘリウムで希釈したトリメチルアルミニウ
ム（ＴＭＡ）をボンベ５１から、アンモニアガスをボン
ベ５２から、そして水素ガスをボンベ５３から供給した
。それぞれ流量はマスフローコントロラー６１を用いて
調節した。基板には（０００１）サファイアを用いた。
に示す。図中１はりアクタ−１２はグラファイト製サセ
プタ、３は基板である。グラファイト製サセプタを高周
波誘導加熱により加熱し、熱伝導により基板を加熱した
。各ボンベからの原料ガスは、それぞれ４１〜４３の発
生部で活性化された。活性化の方法としては、本実施例
ではマイクロ波プラズマを用いたが、この他、アーク放
電、レーザー励起、紫外光照射、ＥＣＲプラズマ等を用
いてもよい。ヘリウムで希釈したトリメチルアルミニウ
ム（ＴＭＡ）をボンベ５１から、アンモニアガスをボン
ベ５２から、そして水素ガスをボンベ５３から供給した
。それぞれ流量はマスフローコントロラー６１を用いて
調節した。基板には（０００１）サファイアを用いた。
ＴＭＡおよびアンモニアは約１０ ’ｍｏｌ／ｓｉｎの
割合で供給した。
割合で供給した。
基板温度３００℃以上で結晶化した窒化アルミニウムの
薄膜が得られた。表面は光学的に平面で３００℃で成長
した薄膜はＸ線回折パターンにおいてＣ軸に垂直な面の
反射のみが非常に強く現れた。
薄膜が得られた。表面は光学的に平面で３００℃で成長
した薄膜はＸ線回折パターンにおいてＣ軸に垂直な面の
反射のみが非常に強く現れた。
ラウェ写真を撮影したところ、第２図に示すような回折
パターンが得られた。Ｘ線のビーム径は約２ＩＩ１１で
あり、膜面に垂直に入射した。約５Ｘ５ｍｍの窒化アル
ミニウム薄膜中ではいずれの位置においても第２図に示
すような回折パターンが得られたことから単結晶薄膜が
得られたことがわかる。この薄膜の電気抵抗を測定した
ところ１０”Ω・Ｃｌ１１と極めて高く、純度が高く欠
陥の少ない窒化アルミニウム薄膜が基板温度わずか３０
０℃で形成されたことがわかる。
パターンが得られた。Ｘ線のビーム径は約２ＩＩ１１で
あり、膜面に垂直に入射した。約５Ｘ５ｍｍの窒化アル
ミニウム薄膜中ではいずれの位置においても第２図に示
すような回折パターンが得られたことから単結晶薄膜が
得られたことがわかる。この薄膜の電気抵抗を測定した
ところ１０”Ω・Ｃｌ１１と極めて高く、純度が高く欠
陥の少ない窒化アルミニウム薄膜が基板温度わずか３０
０℃で形成されたことがわかる。
また、第１１の構成も本発明の主旨を損なわない範囲に
おいて各種の変形が可能であることは明らかである。そ
して、本発明の主旨を損なわない範囲において本発明は
スパッタリング法、真空蒸着法等にも応用される。
おいて各種の変形が可能であることは明らかである。そ
して、本発明の主旨を損なわない範囲において本発明は
スパッタリング法、真空蒸着法等にも応用される。
発明の効果
以上の説明から明らかな様に、本発明による薄膜形成法
では、解離水素原子の持つ大きな内部エネルギーが薄膜
形成に用いられるため低い基板温度で窒化アルミニウム
薄膜の形成が可能になる。
では、解離水素原子の持つ大きな内部エネルギーが薄膜
形成に用いられるため低い基板温度で窒化アルミニウム
薄膜の形成が可能になる。
第１図は本発明の実施例で用いた試料作製装置の模式図
、第２図は薄膜のラウェ写真の転写図である。 １・・・リアクタ、２・・・サセプタ、３・・・基板、
４１〜４３・・・発生部、５１・・・ＴＭＡ、５２・・
・ＮＨ３，５３・・・Ｈ２，６１・・・マスフローコン
トローラー、７１・・・高周波コイル、８１・・・排気
口。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名＝ ” 第１図 第２図
、第２図は薄膜のラウェ写真の転写図である。 １・・・リアクタ、２・・・サセプタ、３・・・基板、
４１〜４３・・・発生部、５１・・・ＴＭＡ、５２・・
・ＮＨ３，５３・・・Ｈ２，６１・・・マスフローコン
トローラー、７１・・・高周波コイル、８１・・・排気
口。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名＝ ” 第１図 第２図
Claims (1)
- アルミニウム、またはアルミニウムを含む化合物の励起
種と、窒素、または窒素を含む化合物の励起種と、解離
水素とを反応させることにより基板上に窒化アルミニウ
ム薄膜を作製することを特徴とする窒化アルミニウム薄
膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62008481A JPS63176393A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 窒化アルミニウム薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62008481A JPS63176393A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 窒化アルミニウム薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63176393A true JPS63176393A (ja) | 1988-07-20 |
Family
ID=11694298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62008481A Pending JPS63176393A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 窒化アルミニウム薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63176393A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02141496A (ja) * | 1988-11-22 | 1990-05-30 | Alps Electric Co Ltd | 窒化アルミニウムの合成方法 |
| JPH04136173A (ja) * | 1990-09-25 | 1992-05-11 | Alps Electric Co Ltd | 合成膜の析出方法 |
| JP2008019140A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Ngk Insulators Ltd | ＡｌＮ単結晶膜の形成方法 |
| JP2008159958A (ja) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | Showa Denko Kk | Ｉｉｉ族窒化物半導体の製造方法、ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法、及びｉｉｉ族窒化物半導体発光素子、並びにランプ |
| WO2009096270A1 (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-06 | Canon Anelva Corporation | ＡｌＮヘテロエピタキシャル結晶体とその製造方法、該結晶体を用いてなるＩＩＩ族窒化物膜用下地基板、発光素子、表面弾性波デバイス、及びスパッタリング装置 |
-
1987
- 1987-01-16 JP JP62008481A patent/JPS63176393A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02141496A (ja) * | 1988-11-22 | 1990-05-30 | Alps Electric Co Ltd | 窒化アルミニウムの合成方法 |
| JPH04136173A (ja) * | 1990-09-25 | 1992-05-11 | Alps Electric Co Ltd | 合成膜の析出方法 |
| JP2008019140A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Ngk Insulators Ltd | ＡｌＮ単結晶膜の形成方法 |
| JP2008159958A (ja) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | Showa Denko Kk | Ｉｉｉ族窒化物半導体の製造方法、ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法、及びｉｉｉ族窒化物半導体発光素子、並びにランプ |
| WO2009096270A1 (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-06 | Canon Anelva Corporation | ＡｌＮヘテロエピタキシャル結晶体とその製造方法、該結晶体を用いてなるＩＩＩ族窒化物膜用下地基板、発光素子、表面弾性波デバイス、及びスパッタリング装置 |
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