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GROWING METHOD OF ZINC-OXIDE-BASED THIN FILM

Patent code P07A010196
File No. 11
Posted date Aug 8, 2007
Application number P2002-198875
Publication number P2004-040054A
Patent number P3605643
Date of filing Jul 8, 2002
Date of publication of application Feb 5, 2004
Date of registration Oct 15, 2004
Inventor
  • (In Japanese)藤田 恭久
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人島根大学
Title GROWING METHOD OF ZINC-OXIDE-BASED THIN FILM
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method whereby a high-quality and high-purity zinc-oxide-based thin film excellent in its surface flatness and having a few oxygen defects is grown in an epitaxial way at a low temperature by an organic-metal vapor-phase growth method.
SOLUTION: Into an organic-metal vapor-phase growth apparatus, there are so fed a zinc raw material containing diisopropyl zinc, an oxygen raw material containing at least one kind of a material selected from a group comprising isopropyl alcohol and ethanol, and hydrogen gas or nitrogen gas used as carrier gas as to grow in an epitaxial way the zinc-oxide-based thin film on a single-crystal substrate by making them react on each other at a temperature not lower than 300°C and lower than 400°C.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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。

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
MxZn1-xO
(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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
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