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酸化亜鉛系薄膜の成長方法

国内特許コード P07A010196
整理番号 11
掲載日 2007年8月8日
出願番号 特願2002-198875
公開番号 特開2004-040054
登録番号 特許第3605643号
出願日 平成14年7月8日(2002.7.8)
公開日 平成16年2月5日(2004.2.5)
登録日 平成16年10月15日(2004.10.15)
発明者
  • 藤田 恭久
出願人
  • 国立大学法人島根大学
発明の名称 酸化亜鉛系薄膜の成長方法
発明の概要

【課題】表面平坦性に優れるとともに、酸素欠損の少ない高品質で高純度な酸化亜鉛系薄膜を、有機金属気相成長法により低温でエピタキシャル成長させる方法を提供する。
【解決手段】有機金属気相成長装置内に、ジイソプロピル亜鉛を含む亜鉛原料と、イソプロピルアルコールおよびエタノールからなる群から選択される少なくとも1種を含む酸素原料と、キャリアガスとしての水素ガスまたは窒素ガスとを供給し、300℃以上400℃未満で反応させて、単結晶基板上に酸化亜鉛系薄膜をエピタキシャル成長させることを特徴とする。
【選択図】  なし

従来技術、競合技術の概要
酸化亜鉛(ZnO)は、バンドギャップが3.37eVと近紫外域にある直接遷移型の半導体で、励起子の束縛エネルギーが60meVと室温の熱エネルギーより大きい。このため、他の半導体と異なり、励起子は室温で存在することができる。この励起子の再結合による発光をデバイスに応用すると、電子と正孔との再結合を発光原理とする従来の発光デバイスに比べて狭い波長域で高効率な発光が期待される。また、すでに実用化されている窒化ガリウム系の半導体と比較すると、格子整合した基板が入手でき、混晶によるバンドギャップの制御が容易であるという点で有利である。したがって、ZnOを用いることによって、デバイス作製の自由度が高く、より安価で高効率なデバイスを作製することができる。ZnOによる光デバイスが実現すれば、高密度DVD用紫外線半導体レーザーや蛍光灯に変わる高効率な固体照明装置等への応用の広がりが期待できる。
産業上の利用分野
本発明は、酸化亜鉛系薄膜の成長方法に係り、特に酸化亜鉛系薄膜を低温で成長する方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】有機金属気相成長装置内に、ジメチル亜鉛を含む亜鉛原料と、イソプロピルアルコールおよびエタノールからなる群から選択される少なくとも1種を含む酸素原料と、キャリアガスとしての水素ガスとを供給し、
300℃以上400℃未満で反応させて、単結晶基板上に酸化亜鉛系薄膜をエピタキシャル成長させることを特徴とする酸化亜鉛系薄膜の成長方法。
【請求項2】有機金属気相成長装置内に、ジイソプロピル亜鉛を含む亜鉛原料と、イソプロピルアルコールおよびエタノールからなる群から選択される少なくとも1種を含む酸素原料と、キャリアガスとしての水素ガスまたは窒素ガスとを供給し、
300℃以上400℃未満で反応させて、単結晶基板上に酸化亜鉛系薄膜をエピタキシャル成長させることを特徴とする酸化亜鉛系薄膜の成長方法。
【請求項3】前記キャリアガスは水素ガスであることを特徴とする請求項2に記載の酸化亜鉛系薄膜の成長方法。
【請求項4】前記酸素原料の供給量(VI)と前記亜鉛原料の供給量(II)との比(VI/II)は、20以上であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の酸化亜鉛系薄膜の成長方法。
【請求項5】前記酸化亜鉛系薄膜は、ZnOからなることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の酸化亜鉛系薄膜の成長方法。
【請求項6】前記亜鉛原料はII族元素を含有し、前記酸化亜鉛系薄膜は下記化学式で表わされる化合物を含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の酸化亜鉛系薄膜の成長方法。
Zn1-x
(ここで、MはII族元素であり、xは0<x<1を満たす数値である。)
【請求項7】前記II族元素はMgであることを特徴とする請求項6に記載の酸化亜鉛系薄膜の成長方法。
【請求項8】前記II族元素はCdであることを特徴とする請求項6に記載の酸化亜鉛系薄膜の成長方法。
【請求項9】前記単結晶基板は、酸化亜鉛、サファイアおよびシリコンからなる群から選択されることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の酸化亜鉛系薄膜の成長方法。
産業区分
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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