JPS6411562B2

JPS6411562B2 -

Info

Publication number: JPS6411562B2
Application number: JP53100602A
Authority: JP
Inventors: Katsuto Nagano; Yukio Asakawa; Takeshi Nakada; Kazuo Tanaka; Shozo Sasa
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1978-08-18
Filing date: 1978-08-18
Publication date: 1989-02-27
Also published as: JPS5527863A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、熱ヘツドの保護用層、半導体光検出
ヘツドの保護用層、容量素子の誘電体層、抵抗素
子の抵抗体層などに適用し得る新規な非晶質燐・
硼素化合物に関する。

熱ヘツドとして、第１図に示すように、絶縁性
基体１上に、発熱用抵抗体層２が形成され、一
方、この発熱用抵抗体層２に一対の電極３及び４
がオーミツクに付され、また、発熱用抵抗体層２
上に電極３及び４上に延長している保護用層５が
配され、そして、発熱用抵抗体層２に、電極３及
び４を介して通電させることにより、その発熱用
抵抗体層２を電極３及び４間の領域において発熱
させ、その熱を、保護用層５を介して、それに相
対的に摺接する感熱紙６に与える構成を有するも
のが提案されている。

また、半導体光検出ヘツドとして、第２図に示
すような、主面上に、窓１１を有する絶縁層１２
を形成し且つ、例えばＰ型を有する半導体基板１
３内に、その主面側から、窓１１の位置におい
て、Ｎ型の半導体領域１４が形成され、一方、基
板１３の主面側及び半導体領域１４の側部にそれ
ぞれ電極１５及び１６がオーミツクに付され、ま
た、基板１３上に、領域１４及び電極１６を覆つ
て、保護用層１７が配され、そして、文字、図形
記号などの情報が記録されている透光性記録紙１
８とが、保護用層１７と相対的に摺接されている
状態で、光１９を、透光性記録紙１８及び保護用
層１７を介して、半導体領域１４に入射させるこ
とにより、電極１５及び１６を介して、記録紙１
８に記録された情報に応じた電気的信号が導出さ
れる構成を有するものが提案されている。

さらに、容量素子として、第３図に示すよう
な、絶縁基板２１上に、導電性層２２、誘電体層
２３及び導電性層２４がそれらの順に形成され、
そして、導電性層２２及び２４間で、誘電体層２
３の誘電率、厚さなどに応じた値の容量を得る構
成を有するものが提案されている。

また、抵抗素子として、第４図に示すような、
絶縁基板３１上に抵抗体層３２が付され、それ
に、基板３１上に延長している一対の電極３３及
び３４がオーミツクに付されている構成を有する
ものが提案されている。

ところで、従来、上述した熱ヘツドに於ける保
護用層５、上述した半導体光検出ヘツドに於ける
保護用層１７、上述した容量素子の誘電体層２
３、及び上述した抵抗素子の抵抗体層３２を、
燐・硼素化合物で形成することが提案されてい
る。

その理由は、上述した熱ヘツドについてみた場
合、その保護用層５が、耐熱性、耐候性、耐摩耗
性に優れていることから、発熱用抵抗体層２乃至
電極３及び４を保護する機能を良好に果し、ま
た、上述した半導体光検出ヘツドについてみた場
合、その保護用層１７が、透光性、耐候性、耐摩
耗性に優れていることから、半導体領域１４、絶
縁層１２、電極１６を保護する機能を良好に果
し、さらに、上述した容量素子についてみた場
合、その誘電性層２３が、所要の誘電率を有して
いることから、誘電体層としての機能を良好に果
し、また、上述した抵抗素子についてみた場合、
その抵抗体層３２が、所要の比抵抗を有していて
いることから、抵抗体層としての機能を良好に果
すからである。

しかしながら、従来は、上述した機能を果す
燐・硼素化合物が、立方晶燐化硼素（格子定数ａ
＝4.538Å）、六方晶燐化硼素（格子定数ａ＝
5.984Å、ｃ＝11.850Å）などの2000℃以上の高
い融点を有する結晶形の燐・硼素化合物であるの
を普通としていた。

一方、このような結晶形の燐・硼素化合物は、
気相成長法によつて得ることができるとしても、
その気相成長をさせるにつき、1000℃以上のよう
な極めて高い温度を必要としていた。

このため、従来は、上述した機能を果す燐・硼
素化合物を容易に得ることができなかつた。

このようなことから、本発明者などは、上述し
た機能を果す燐・硼素化合物を、1000℃以下の比
較的低い温度での気相成長法によつて容易に得る
ことができないかということにつき、種々の実験
を行い、且つ上述した結晶形の燐・硼素化合物の
場合に比しより良く果す燐・硼素化合物を得るこ
とができないかということにつき、種々の実験を
行つた結果、上述した機能をより良く果す燐・硼
素化合物が、燐（Ｐ）と、硼素(B)とからなり、
P_x−B_1-x（ただし、0.0196＜ｘ＜0.167）で表され
る非晶質（無定形）の燐・硼素化合物である場
合、それを、常圧気相成長法（常圧CVD法）、減
圧気相成長法（減圧CVD法）、プラズマ気相成長
法（プラズマCVD法）などの気相成長法によつ
て、1000℃以下の比較的低い温度で、容易に、し
かも、上述した機能をより良く果すものとして得
ることができることを確認した。

よつて、本発明者などは、燐（Ｐ）と、硼素(B)
とからなり、P_x−B_1-x（ただし、0.0196＜ｘ＜
0.167）で表される非晶質燐・硼素化合物を、本
発明として提案するに到つた。

なお、本発明による非晶質燐・硼素化合物は、
上述した熱ヘツドの保護用層５、半導体光検出ヘ
ツドの保護用層１７、容量素子の誘電体層２３、
抵抗素子の抵抗体層３２のいずれかに適用される
かに応じて、炭素、珪素、チタン及びランタン中
より選ばれた１種または複数種を添加物として添
加しているものとし得る。

また、本発明による非晶質燐・硼素化合物は、
原料ガスとして、ジボラン（B₂H₆）とホスフイ
ン（PH₃）とを用いたり、三塩化硼素（BCl₃）
と三塩化燐（PCl₃）とを用いたりして、400℃〜
950℃の温度での常圧気相成長法（常圧CVD法）、
減圧気相成長法（減圧CVD法）、プラズマ気相成
長法（プラズマCVD法）などの気相成長法によ
つて得ることができる。

いま、その具体例を、簡単のため、第１図で上
述した熱ヘツドの保護用層５に適用される本発明
による非晶質燐・硼素化合物を、ジボラン
（B₂H₆）とホスフイン（PH₃）とを用いた減圧気
相成長法（減圧CVD法）によつて得るものとし
て述べれば、次のとおりである。

例１反応管内に、保護用層５が形成されていない状
態での第１図で上述した熱ヘツドを配し、そし
て、反応管内を、電気ヒータを用いて700℃の温
度に加熱した状態で、且つ反応管内を、その一端
側から排気用ポンプを用いて排気しながら、反応
管内に、その他端側から、水素によつて５容量％
となるように希釈されているジボラン（B₂H₆）
及び水素によつて５容量％となるように希釈され
ているホスフイン（PH₃）を、それぞれ流量制御
弁を介して、それぞれ200c.c.／分及び80c.c.／分の
流量で導入させ、それらジボラン（B₂H₆）及び
ホスフイン（PH₃）を、1.5Torrの圧力下で、20
分間反応させるという減圧気相成長法（減圧
CVD法）によつて、保護用層５が形成されてい
ない状態での第１図で上述した熱ヘツド上に、
2μｍの厚さの層を、熱ヘツドの保護用層５とし
て形成した。

このようにして形成された保護用層５（これを
試料１とする）について、それがどのような組成
物でなるのかどのような化合物でなるのかについ
て、EPMA（エレクトロ・プローブ・マイクロ・
アナライザ）を用い、加速電圧12KV、照射電流
0.1μA、電子線直径10μ、係数時間40秒の条件で、
測定を行つたところ、試料１が、燐（Ｐ）と、硼
素(B)とからなり、P_xB_1-x（ただし、ｘ＝0.1666）
で表される化合物である、という結果が得られ
た。

また、試料１が結晶でなるのか非晶質でなるの
かについて、反射電子線回折法によるハローパタ
ーンを観察する測定を行つたところ、第５図Ａの
電子顕微鏡写真に示す結果が得られ、また、走査
Ｘ線回折法による回折角θに対するＸ線の強度
（カウント数／秒）の特性を、Ｘ線の加速電圧
14KV、Ｘ線のビーム電流120ｍＡ、走査速度2゜／
分の条件で測定したところ、第６図Ａに示すよう
に、極値を伴つて得られるとしても、BPまは
B₁₃P₂で表される結晶化合物である場合の同じ特
性の場合に比し格段的に低い極値しか有さず且つ
なだらかである、という結果が得られた。

上述したところから、試料１が、燐（Ｐ）と、
硼素(B)とからなり、P_xB_1-x（ただし、ｘ＝0.1666）
で表される非晶質燐・硼素化合物であることを確
認した。

例２反応管内に、水素によつて５容量％となるよう
に希釈されているホスフイン（PH₃）を80c.c.／分
の流量で導入させるのに代え、水素によつて１容
量％となるように希釈されているホスフイン
（PH₃）を83c.c.／分の流量で導入させることを除
いて、例１の場合と同様の方法によつて、熱ヘツ
ド上に保護用層５を形成した。

このようにして形成された保護用層５（これを
試料２とする）について、それがどのような組成
物でなるのかどのような化合物でなるのかについ
て、例１の場合と同様に、EPMAを用い、同様
の条件で測定を行つたところ、試料２が、燐
（Ｐ）と、硼素(B)とからなり、P_xB_1-x（ただし、
ｘ＝0.04）で表される化合物である、という結果
が得られた。

また、試料２が結晶でなるのか非晶質でなるの
かについて、例１の場合と同様に、反射電子線回
折法によるハローパターンを観察する測定を行つ
たところ、第５図Ｂの電子顕微鏡写真に示す結果
が得られ、また、例１の場合と同様に、走査Ｘ線
回折法による回折角θに対するＸ線の強度の特性
を、同様の条件で測定したところ、第６図Ｂに示
すように、例１の場合と同様の結果が得られた。

上述したところから、試料２が、燐（Ｐ）と、
硼素(B)とからなり、P_xB_1-x（ただし、ｘ＝0.04）
で表わされる非晶質燐・硼素化合物であることを
確認した。

例３反応管内に、水素によつて５容量％となるよう
に希釈されているホスフイン（PH₃）を80c.c.／分
の流量で導入させるのに代え、水素によつて１容
量％となるように希釈されているホスフイン
（PH₃）を41c.c.／分の流量で導入させることを除
いて、例１の場合と同様の方法で、熱ヘツド上に
保護用層５を形成した。

このようにして形成された保護用層５（これを
試料３とする）について、それがどのような組成
物でなるのかどのような化合物でなるのかについ
て、例１の場合と同様に、EPMAを用い、同様
の条件で測定を行つたところ、試料３が、燐
（Ｐ）と、硼素Ｂとからなり、P_xB_1-x（ただし、
ｘ＝0.02）で表される化合物である、という結果
が得られた。

また、試料３が結晶でなるのか非晶質でなるの
かについて、例１の場合と同様に、反射電子線回
折法によるハローパターンを観察する測定を行つ
たところ、第５図Ｃの電子顕微鏡写真に示す結果
が得られ、また、例１の場合と同様に、走査Ｘ線
回折法による回折角θに対するＸ線の強度の特性
を、同様の条件で測定したところ、第６図Ｃに示
すように、例１の場合と同様の結果が得られた。

上述したところから、試料３が、燐（Ｐ）と、
硼素(B)とからなり、P_xB_1-x（ただし、ｘ＝0.02）
で表される非晶質燐・硼素化合物であることを確
認した。

なお、本発明による非晶質燐・硼素化合物を、
上述した添加物が添加されているものとして得る
場合は、上述した非晶質P_x−B_1-x（ただし、
0.0196＜ｘ＜0.167）で表される非晶質燐・硼素
化合物を、上述した気相成長法で得るときに、添
加物のハロゲン化合物を用い、その気相分解によ
つて添加物を添加すれば良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による非晶質燐・硼素化合物
を保護用層として適用し得る熱ヘツドを示す略線
的断面図である。第２図は、本発明による非晶質
燐・硼素化合物を保護用層として適用し得る半導
体光検出ヘツドを示す略線的断面図である。第３
図は、本発明による非晶質燐・硼素化合物を誘電
体層として適用し得る容量素子を示す略線的断面
図である。第４図は、本発明による非晶質燐・硼
素化合物を抵抗体層として適用し得る抵抗素子を
示す略線的断面図である。第５図Ａ〜Ｃは、本発
明による非晶質燐・硼素化合物の説明に供する、
反射電子線回折法によるハローパターンを示す電
子顕微鏡写真である。第６図Ａ〜Ｃは、同様に本
発明による非晶質燐・硼素化合物の説明に供す
る、走査Ｘ線回折法による回折角θに対するＸ線
強度（カウント数／秒）の特性を示す図である。１……基体、２……発熱用抵抗体層、３，４…
…電極、５……保護用層、６……感熱紙、１２…
…絶縁層、１３……半導体基板、１４……半導体
領域、１５，１６……電極、１７……保護用層、
１８……透光性記録紙、１９……光、２１……絶
縁基板、２２，２４……導電性層、２３……誘電
体層、３１……絶縁基板、３２……抵抗体層、３
３，３４……電極。

Claims

【特許請求の範囲】

１燐（Ｐ）と、硼素(B)とからなり、P_xB_1-x（た
だし、0.0196＜ｘ＜0.167）で表されることを特
徴とする非晶質燐・硼素化合物。