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金属酸化物薄膜の形成方法 コモンズ

国内特許コード P110005624
整理番号 05046P
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2005-271704
公開番号 特開2007-088013
登録番号 特許第4654439号
出願日 平成17年9月20日(2005.9.20)
公開日 平成19年4月5日(2007.4.5)
登録日 平成23年1月7日(2011.1.7)
発明者
  • 石田 誠
  • 澤田 和明
  • 岡田 貴行
出願人
  • 学校法人豊橋技術科学大学
発明の名称 金属酸化物薄膜の形成方法 コモンズ
発明の概要

【課題】半導体基板の表面を酸化膜で保護しつつ、金属酸化物薄膜形成時に酸化膜の酸素を還元して成膜を行うことで、高品質な金属酸化物薄膜を得る。
【解決手段】半導体基板2を化学溶液に浸し、半導体基板2上に酸化膜4を形成する。その後、半導体基板2を成膜装置に導入し、単結晶金属酸化物薄膜6を成膜させる。半導体基板2を加熱した状態で、成膜装置内で、金属原子および酸化ガスを半導体基板2の酸化膜4に供給する。酸化膜4は金属原子に還元され、半導体基板2の表面に単結晶金属酸化物薄膜6が成膜される。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


シリコン半導体基板上へ単結晶薄膜を形成する場合、シリコン基板の薄膜が形成される面の清浄をいかにして行うかは、非常に重要なプロセスである。この清浄面の状態が、成膜される膜の質に大きな影響を与えるからである。シリコン半導体基板上の清浄面を準備する方法として、以下の方法が知られている。



シリコン半導体基板表面を化学洗浄した後、シリコン半導体表面を希釈HF溶液で処理することで、シリコン半導体基板の表面に形成された自然酸化膜の除去およびシリコン半導体基板表面をH(水素)終端して、シリコン半導体基板の表面を安定化させる方法(非特許文献1)。



シリコン半導体基板を化学溶液に浸し、自然酸化膜が形成されたシリコン半導体基板を真空中で加熱し、自然酸化膜を脱離させてシリコン半導体基板の表面を清浄化させる方法(非特許文献2)。



シリコン半導体基板を化学溶液に浸し、自然酸化膜が形成されたシリコン半導体基板上にAl(アルミニウム)を真空蒸着した後、超高真空中で熱処理を行うことで、自然酸化膜とAlを固相反応させてバッファ層として単結晶Al(アルミナ)予備層を形成する方法(特許文献1)。

【非特許文献1】Higashiら、Applied Physics Letter、56(7)巻、1990年発行、656頁

【非特許文献2】A. Ishizaka,Y. Shirakiら、Journal of Electro-Chemical Society、133巻、1996年発行、666頁

【特許文献1】特開2004-51446号公報

産業上の利用分野


本発明は、絶縁膜の形成方法に関するものであり、特に半導体基板上への絶縁膜形成方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
半導体基板の表面に酸化膜を形成する第一のステップと
酸化膜が形成された半導体基板に金属原子および酸化ガスを供給して、前記半導体基板上に金属酸化物薄膜を形成する第二のステップと、からなる金属酸化物薄膜の形成方法であって、
前記金属酸化物薄膜が、γ-Al膜であり、
前記γ-Al膜の形成に用いる材料が、Al蒸気および酸化ガスであることを特徴とする金属酸化物薄膜の形成方法。

【請求項2】
前記γ-Al膜の成膜時の半導体基板の温度は、650℃から850℃であることを特徴とする請求項に記載の金属酸化物薄膜の形成方法。

【請求項3】
前記γ-Al膜の成膜の方法として、Al蒸気と酸化ガスを用いた混成ソースMBE法を用いることを特徴とする請求項1または2に記載の金属酸化物薄膜の形成方法。

【請求項4】
前記酸化膜を、前記半導体基板を化学溶液に浸して形成することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の金属酸化物薄膜の形成方法。

【請求項5】
前記化学溶液は、常温から沸騰するまでの温度範囲とすることを特徴とする請求項に記載の金属酸化物薄膜の形成方法。

【請求項6】
前記第一のステップの前の段階おいて、前記半導体基板の表面を、前記半導体基板の表面が露出する領域と、前記半導体基板の表面を熱酸化膜が覆う領域とにパターニングするステップをさらに備えたことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の金属酸化物薄膜の形成方法。
産業区分
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005271704thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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