JPH0963954A - 酸化錫膜をもつ結晶基板及びその製造方法 - Google Patents
酸化錫膜をもつ結晶基板及びその製造方法Info
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- JPH0963954A JPH0963954A JP23616495A JP23616495A JPH0963954A JP H0963954 A JPH0963954 A JP H0963954A JP 23616495 A JP23616495 A JP 23616495A JP 23616495 A JP23616495 A JP 23616495A JP H0963954 A JPH0963954 A JP H0963954A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 結晶面が特定方位に配向した結晶膜をガラス
基板上に生成することにより、半導体デバイス，薄膜作
製に有用な結晶基板を安価に且つ簡便に得る。 【構成】 ジブチル錫ジアセテートの熱分解によって生
成され、（１００）面に選択的に配向した酸化錫膜、或
いはテトラブチル錫の熱分解により生成され、（１１
０）面に選択的に配向した酸化錫膜がガラス板の表面に
形成されている。 【効果】 特定の結晶面が基板表面に向いていることか
ら単結晶基板に近い特性をもつ基板となる。
基板上に生成することにより、半導体デバイス，薄膜作
製に有用な結晶基板を安価に且つ簡便に得る。 【構成】 ジブチル錫ジアセテートの熱分解によって生
成され、（１００）面に選択的に配向した酸化錫膜、或
いはテトラブチル錫の熱分解により生成され、（１１
０）面に選択的に配向した酸化錫膜がガラス板の表面に
形成されている。 【効果】 特定の結晶面が基板表面に向いていることか
ら単結晶基板に近い特性をもつ基板となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デバイス，薄膜等の形
成に適した結晶基板及びその製造方法に関する。
成に適した結晶基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスに使用される材料は、ほ
とんどが単結晶であり、単結晶のバルクから切り出した
ものを結晶基板として使用している。たとえば、チョク
ラルスキー法で融液から引き上げられたＳｉ単結晶棒を
スライスし、Ｓｉウエハーが基板材料に使用されてい
る。また、ＧａＡｓ等では、ボート法で作製した単結晶
から同様なウエハを切り出している。
とんどが単結晶であり、単結晶のバルクから切り出した
ものを結晶基板として使用している。たとえば、チョク
ラルスキー法で融液から引き上げられたＳｉ単結晶棒を
スライスし、Ｓｉウエハーが基板材料に使用されてい
る。また、ＧａＡｓ等では、ボート法で作製した単結晶
から同様なウエハを切り出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】単結晶のバルクから切
り出した結晶基板は、結晶育成にコストがかかり、しか
も要求する特定をもった結晶材料を得る歩留りが低いこ
とから、割高な材料である。バルクからウエハを切り出
す際にも、スライシング時の歪みや応力によって結晶特
性が劣化する虞れもある。本発明は、このような問題を
解消すべく案出されたものであり、単結晶バルクから結
晶基板を切り出すことに替え、結晶面が特定方位に配向
した結晶膜をガラス基板上に直接生成することにより、
半導体デバイス，薄膜作製に有用な結晶基板を安価に且
つ簡便に得ることを目的とする。
り出した結晶基板は、結晶育成にコストがかかり、しか
も要求する特定をもった結晶材料を得る歩留りが低いこ
とから、割高な材料である。バルクからウエハを切り出
す際にも、スライシング時の歪みや応力によって結晶特
性が劣化する虞れもある。本発明は、このような問題を
解消すべく案出されたものであり、単結晶バルクから結
晶基板を切り出すことに替え、結晶面が特定方位に配向
した結晶膜をガラス基板上に直接生成することにより、
半導体デバイス，薄膜作製に有用な結晶基板を安価に且
つ簡便に得ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の結晶基板は、そ
の目的を達成するため、ジブチル錫ジアセテートの熱分
解によって生成され、（１００）面に選択的に配向した
酸化錫膜、或いはテトラブチル錫の熱分解によって生成
され、（１１０）面に選択的に配向した酸化錫膜がガラ
ス板の表面に形成されている酸化錫膜をもつことを特徴
とする。（１００）面に選択的に配向した酸化錫膜は、
ジブチル錫ジアセテートを有機溶媒中に溶解した溶液を
調製し、熱したガラス基板上に前記溶液を噴霧し、前記
ガラス基板上で前記ジブチル錫ジアセテートを熱分解さ
せることにより形成される。（１１０）面に選択的に配
向した酸化錫膜は、テトラブチル錫を有機溶媒中に溶解
した溶液を使用し、同様な熱分解によって形成される。
の目的を達成するため、ジブチル錫ジアセテートの熱分
解によって生成され、（１００）面に選択的に配向した
酸化錫膜、或いはテトラブチル錫の熱分解によって生成
され、（１１０）面に選択的に配向した酸化錫膜がガラ
ス板の表面に形成されている酸化錫膜をもつことを特徴
とする。（１００）面に選択的に配向した酸化錫膜は、
ジブチル錫ジアセテートを有機溶媒中に溶解した溶液を
調製し、熱したガラス基板上に前記溶液を噴霧し、前記
ガラス基板上で前記ジブチル錫ジアセテートを熱分解さ
せることにより形成される。（１１０）面に選択的に配
向した酸化錫膜は、テトラブチル錫を有機溶媒中に溶解
した溶液を使用し、同様な熱分解によって形成される。
【０００５】
【作用】ジブチル錫ジアセテートは、加熱したガラス基
板上に噴霧されると熱分解し、錫原子１個に酸素原子２
個が結合した分解物を生成する。酸化錫の表面にこの分
解生成物が接近し成長するとき、原子間の反発が少な
く、小さなエネルギーで分解生成物が表面に並び易い原
子配置をとる。その結果、（１００）面の成長速度が大
きくなり、（１００）選択配向が生じる。他方、テトラ
ブチル錫は、加熱されたガラス基板上に噴霧されると熱
分解し、錫原子を生成する。錫原子１個の分解物はどの
結晶面でも同様に接近し易いため、酸化錫の結晶面の中
で最も原子密度の高い（１１０）面の成長速度が大きく
なり、結果として（１１０）の選択配向が生じる。
板上に噴霧されると熱分解し、錫原子１個に酸素原子２
個が結合した分解物を生成する。酸化錫の表面にこの分
解生成物が接近し成長するとき、原子間の反発が少な
く、小さなエネルギーで分解生成物が表面に並び易い原
子配置をとる。その結果、（１００）面の成長速度が大
きくなり、（１００）選択配向が生じる。他方、テトラ
ブチル錫は、加熱されたガラス基板上に噴霧されると熱
分解し、錫原子を生成する。錫原子１個の分解物はどの
結晶面でも同様に接近し易いため、酸化錫の結晶面の中
で最も原子密度の高い（１１０）面の成長速度が大きく
なり、結果として（１１０）の選択配向が生じる。
【０００６】ガラス基板上に均一で配向性が高い酸化錫
膜を形成するための条件としては、ジブチル錫アセテー
トを原料とするとき溶液の濃度を１〜３％に、テトラブ
チル錫を原料とするとき溶液の濃度を４〜８％に調製す
ることが好ましい。有機溶媒は、ジブチル錫ジアセテー
ト又はテトラブチル錫を溶解するものである限り種類に
制約を受けることがないが、代表的にはエタノールが好
ましい有機溶媒として使用される。原料溶液の噴霧は、
ガラス基板の温度低下が１０℃程度以下となるように時
間間隔をおくことが好ましい。具体的には、霧化部から
ガラス基板までの距離を２５ｃｍに設定するとき、０．
１〜０．５ｃｍ3 づつを間歇的に原料溶液を噴霧する。
ガラス基板の保持温度は、ジブチル錫ジアセテートを原
料としたときには４５０〜５００℃，テトラブチル錫を
原料としたときには４００〜５００℃の範囲に設定する
ことが好ましい。
膜を形成するための条件としては、ジブチル錫アセテー
トを原料とするとき溶液の濃度を１〜３％に、テトラブ
チル錫を原料とするとき溶液の濃度を４〜８％に調製す
ることが好ましい。有機溶媒は、ジブチル錫ジアセテー
ト又はテトラブチル錫を溶解するものである限り種類に
制約を受けることがないが、代表的にはエタノールが好
ましい有機溶媒として使用される。原料溶液の噴霧は、
ガラス基板の温度低下が１０℃程度以下となるように時
間間隔をおくことが好ましい。具体的には、霧化部から
ガラス基板までの距離を２５ｃｍに設定するとき、０．
１〜０．５ｃｍ3 づつを間歇的に原料溶液を噴霧する。
ガラス基板の保持温度は、ジブチル錫ジアセテートを原
料としたときには４５０〜５００℃，テトラブチル錫を
原料としたときには４００〜５００℃の範囲に設定する
ことが好ましい。
【０００７】酸化錫膜は、たとえば図１に示す装置を使
用してガラス基板の表面に形成される。この装置は、有
機錫化合物原料供給部１０，キャリアガス供給部２０，
霧化部３０，基体保持部４０を備えている。有機錫化合
物原料供給部１０は、貯留部１１に収容されているジブ
チル錫アセテート，テトラブチル錫等の溶液をポンプ１
２によって送り出し、流量計１３で流量を測定しながら
配管１４を経て霧化部に送り込む。キャリアガス供給部
２０では、圧縮ガス生成・供給装置２１から配管２３を
経てキャリアガスを送り出し、流量計２２で流量を測定
しながら霧化部３０に送り込む。霧化部３０で霧化され
た有機錫溶液は、ヒータ４１を内蔵した基体保持部４０
に載置されているガラス基板５０に吹き付けられる。こ
れにより、ガラス基板５０上で有機錫が熱分解し、酸化
錫膜が形成される。
用してガラス基板の表面に形成される。この装置は、有
機錫化合物原料供給部１０，キャリアガス供給部２０，
霧化部３０，基体保持部４０を備えている。有機錫化合
物原料供給部１０は、貯留部１１に収容されているジブ
チル錫アセテート，テトラブチル錫等の溶液をポンプ１
２によって送り出し、流量計１３で流量を測定しながら
配管１４を経て霧化部に送り込む。キャリアガス供給部
２０では、圧縮ガス生成・供給装置２１から配管２３を
経てキャリアガスを送り出し、流量計２２で流量を測定
しながら霧化部３０に送り込む。霧化部３０で霧化され
た有機錫溶液は、ヒータ４１を内蔵した基体保持部４０
に載置されているガラス基板５０に吹き付けられる。こ
れにより、ガラス基板５０上で有機錫が熱分解し、酸化
錫膜が形成される。
【０００８】このようにして配向性酸化錫膜が形成され
たガラス基板は、機能性薄膜成長用基板材料として有効
に使用される。すなわち、配向性酸化錫膜の結晶面の格
子定数との差が小さい結晶面をもつ物質を基板上に形成
させると、基板にある酸化錫膜の結晶面が揃っているこ
とから、（１）形成される薄膜の結晶粒径が大きくなる
こと，（２）結晶粒が円柱状に成長すること，（３）配
向が促進又は変化すること等が期待される。このように
結晶的な性質の制御によって、形成される薄膜の特性を
向上させることができる。
たガラス基板は、機能性薄膜成長用基板材料として有効
に使用される。すなわち、配向性酸化錫膜の結晶面の格
子定数との差が小さい結晶面をもつ物質を基板上に形成
させると、基板にある酸化錫膜の結晶面が揃っているこ
とから、（１）形成される薄膜の結晶粒径が大きくなる
こと，（２）結晶粒が円柱状に成長すること，（３）配
向が促進又は変化すること等が期待される。このように
結晶的な性質の制御によって、形成される薄膜の特性を
向上させることができる。
【０００９】
実施例１：ジブチル錫アセテートをエタノールに溶解
し、酸化錫換算で２重量％の溶液を調製した。この溶液
を０．０５ｇ／ｍ2 の割合で、４８０℃に加熱したガラ
ス基板に噴霧した。このとき、ガラス基板の温度が低下
しすぎないように時間間隔をおいて、溶液の噴霧を５０
回繰り返した後、自然放冷した。得られた酸化錫膜は、
Ｘ線回折による観察の結果、（１００）面の回折線強度
が配向が生じていないときの強度の１０倍以上になって
おり、それと逆にその他の面の回折線強度が配向が生じ
ていないときの強度以下になっていた。これは、（１０
０）面に強い選択配向が生じていることを示す。酸化錫
膜が形成されたガラス基板を２００℃に加熱し、ＲＦ出
力５０Ｗ，スパッタリング圧力０．５Ｐａの条件下でＲ
Ｆスパッタリング法により膜厚１０ｎｍのインジウム錫
酸化物膜（ＩＴＯ）を形成した。このＩＴＯ膜は、Ｘ線
回折による観察の結果、ガラス基板上に直接形成された
ものと比較して、（１０４）面の回折線強度が増加して
おり、その他の面の回折線強度が低下していた。このこ
とから、（１０４）に選択配向が起こっていることが判
る。
し、酸化錫換算で２重量％の溶液を調製した。この溶液
を０．０５ｇ／ｍ2 の割合で、４８０℃に加熱したガラ
ス基板に噴霧した。このとき、ガラス基板の温度が低下
しすぎないように時間間隔をおいて、溶液の噴霧を５０
回繰り返した後、自然放冷した。得られた酸化錫膜は、
Ｘ線回折による観察の結果、（１００）面の回折線強度
が配向が生じていないときの強度の１０倍以上になって
おり、それと逆にその他の面の回折線強度が配向が生じ
ていないときの強度以下になっていた。これは、（１０
０）面に強い選択配向が生じていることを示す。酸化錫
膜が形成されたガラス基板を２００℃に加熱し、ＲＦ出
力５０Ｗ，スパッタリング圧力０．５Ｐａの条件下でＲ
Ｆスパッタリング法により膜厚１０ｎｍのインジウム錫
酸化物膜（ＩＴＯ）を形成した。このＩＴＯ膜は、Ｘ線
回折による観察の結果、ガラス基板上に直接形成された
ものと比較して、（１０４）面の回折線強度が増加して
おり、その他の面の回折線強度が低下していた。このこ
とから、（１０４）に選択配向が起こっていることが判
る。
【００１０】実施例２：ジブチル錫アセテートをエタノ
ールに溶解し、酸化錫換算で２重量％の溶液を調製し
た。この溶液を０．０５ｇ／ｍ2 の割合で、４８０℃に
加熱したガラス基板に噴霧した。このとき、ガラス基板
の温度が低下しすぎないように時間間隔をおいて、溶液
の噴霧を５０回繰り返した後、自然放冷した。得られた
酸化錫膜は、Ｘ線回折による観察の結果、（１００）面
の回折線強度が配向が生じていないときの強度の１０倍
以上になっており、それと逆にその他の面の回折線強度
が配向が生じていないときの強度以下になっていた。こ
れは、（１００）面に強い選択配向が生じていることを
示す。酸化錫膜が形成されたガラス基板を４８０℃に加
熱し、鉄アセチルアセトネート１重量％のエタノール溶
液をガラス基板に噴霧し、熱分解によって膜厚５０ｎｍ
の酸化鉄膜をガラス基板上に形成させた。この酸化鉄膜
は、Ｘ線回折による観察の結果、ガラス基板上に直接形
成されたものと比較して、（１１０）面の回折強度が増
加し、（１０４）面の回折強度が低下していた。このこ
とから、配向方向が（１０４）面から（１１０）面に変
化したことが判る。
ールに溶解し、酸化錫換算で２重量％の溶液を調製し
た。この溶液を０．０５ｇ／ｍ2 の割合で、４８０℃に
加熱したガラス基板に噴霧した。このとき、ガラス基板
の温度が低下しすぎないように時間間隔をおいて、溶液
の噴霧を５０回繰り返した後、自然放冷した。得られた
酸化錫膜は、Ｘ線回折による観察の結果、（１００）面
の回折線強度が配向が生じていないときの強度の１０倍
以上になっており、それと逆にその他の面の回折線強度
が配向が生じていないときの強度以下になっていた。こ
れは、（１００）面に強い選択配向が生じていることを
示す。酸化錫膜が形成されたガラス基板を４８０℃に加
熱し、鉄アセチルアセトネート１重量％のエタノール溶
液をガラス基板に噴霧し、熱分解によって膜厚５０ｎｍ
の酸化鉄膜をガラス基板上に形成させた。この酸化鉄膜
は、Ｘ線回折による観察の結果、ガラス基板上に直接形
成されたものと比較して、（１１０）面の回折強度が増
加し、（１０４）面の回折強度が低下していた。このこ
とから、配向方向が（１０４）面から（１１０）面に変
化したことが判る。
【００１１】実施例３：テトラブチル錫をエタノールに
溶解し、酸化錫換算で４重量％の溶液を調製した。この
溶液を０．０５ｇ／ｍ2 の割合で、４８０℃に加熱した
ガラス基板に噴霧した。このとき、ガラス基板の温度が
低下しすぎないように時間間隔をおいて、溶液の噴霧を
５０回繰り返した後、自然放冷した。得られた酸化錫膜
は、Ｘ線回折による観察の結果、（１１０）面の回折線
強度が配向が生じていないときの強度の５倍以上になっ
ており、それと逆にその他の面の回折線強度が配向が生
じていないときの強度以下になっていた。これは、（１
１０）面に強い選択配向が生じていることを示す。
溶解し、酸化錫換算で４重量％の溶液を調製した。この
溶液を０．０５ｇ／ｍ2 の割合で、４８０℃に加熱した
ガラス基板に噴霧した。このとき、ガラス基板の温度が
低下しすぎないように時間間隔をおいて、溶液の噴霧を
５０回繰り返した後、自然放冷した。得られた酸化錫膜
は、Ｘ線回折による観察の結果、（１１０）面の回折線
強度が配向が生じていないときの強度の５倍以上になっ
ており、それと逆にその他の面の回折線強度が配向が生
じていないときの強度以下になっていた。これは、（１
１０）面に強い選択配向が生じていることを示す。
【００１２】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、ジブチル錫アセテート及びテトラブチル錫の熱分解
によって生成した酸化錫膜が（１００）面及び（１１
０）面に選択的に配向することを利用して、ガラス基板
表面に配向性の高い酸化錫膜を形成している。この酸化
錫膜が形成されたガラス基板を一つの基板として扱うと
き、特定の結晶面が基板表面に向いていることから単結
晶基板に近い特性をもつ基板となる。しかも、簡便で安
価な熱分解法によって酸化錫膜を製膜できることから、
従来の単結晶バルクから切り出された高価な単結晶基板
に代わる基板が提供される。
は、ジブチル錫アセテート及びテトラブチル錫の熱分解
によって生成した酸化錫膜が（１００）面及び（１１
０）面に選択的に配向することを利用して、ガラス基板
表面に配向性の高い酸化錫膜を形成している。この酸化
錫膜が形成されたガラス基板を一つの基板として扱うと
き、特定の結晶面が基板表面に向いていることから単結
晶基板に近い特性をもつ基板となる。しかも、簡便で安
価な熱分解法によって酸化錫膜を製膜できることから、
従来の単結晶バルクから切り出された高価な単結晶基板
に代わる基板が提供される。
【図１】 本発明に従ってガラス基板を酸化錫膜で表面
修飾している状態
修飾している状態
１０：有機錫化合物原料供給部 １１：貯留部
１２：：ポンプ １３：流量計 １４：配管 ２０：キャリアガス供給部 ２１：圧縮ガス生成・供
給部 ２２：流量計 ２３：外観 ３０：霧化部 ４０：基体保持部 ４１：ヒータ ５０：ガラス基板
１２：：ポンプ １３：流量計 １４：配管 ２０：キャリアガス供給部 ２１：圧縮ガス生成・供
給部 ２２：流量計 ２３：外観 ３０：霧化部 ４０：基体保持部 ４１：ヒータ ５０：ガラス基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ２３Ｃ 14/08 Ｃ２３Ｃ 14/08 Ｄ
Claims (4)
- 【請求項１】 ジブチル錫ジアセテートの熱分解によっ
て生成され、（１００）面に選択的に配向した酸化錫膜
がガラス板の表面に形成されている酸化錫膜をもつ結晶
基板。 - 【請求項２】 ジブチル錫ジアセテートを有機溶媒中に
溶解した溶液を調製し、熱したガラス基板上に前記溶液
を噴霧し、前記ガラス基板上で前記ジブチル錫ジアセテ
ートを熱分解させることを特徴とする酸化錫膜をもつ結
晶基板の製造方法。 - 【請求項３】 テトラブチル錫の熱分解によって生成さ
れ、（１１０）面に選択的に配向した酸化錫膜がガラス
板の表面に形成されている酸化錫膜をもつ結晶基板。 - 【請求項４】 テトラブチル錫を有機溶媒中に溶解した
溶液を調製し、熱したガラス基板上に前記溶液を噴霧
し、前記ガラス基板上で前記テトラブチル錫を熱分解さ
せることを特徴とする酸化錫膜をもつ結晶基板の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23616495A JPH0963954A (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 酸化錫膜をもつ結晶基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23616495A JPH0963954A (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 酸化錫膜をもつ結晶基板及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0963954A true JPH0963954A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16996725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23616495A Pending JPH0963954A (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 酸化錫膜をもつ結晶基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0963954A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1488859A1 (en) * | 2003-06-17 | 2004-12-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method and apparatus for applying crystalline materials |
| US7396580B2 (en) | 2002-02-26 | 2008-07-08 | Fujikura Ltd. | Substrate for transparent electrodes |
-
1995
- 1995-08-22 JP JP23616495A patent/JPH0963954A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7396580B2 (en) | 2002-02-26 | 2008-07-08 | Fujikura Ltd. | Substrate for transparent electrodes |
| US8133807B2 (en) | 2002-02-26 | 2012-03-13 | Fujikura Ltd. | Substrate for transparent electrodes |
| EP1488859A1 (en) * | 2003-06-17 | 2004-12-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method and apparatus for applying crystalline materials |
| US7140725B2 (en) | 2003-06-17 | 2006-11-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Methods for applying crystalline materials |
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