(57)【要約】【課題】バッファ層としてエピタキシャル成長により形成される酸化亜鉛または硫化亜鉛の半導体薄膜を用いる場合にも前記半導体薄膜のｐ型化を容易にする薄膜半導体素子の製造方法の提供。【解決手段】Ｓｉ単結晶基板１、５上にエピタキシャル成長により形成された酸化亜鉛結晶薄膜７または硫化亜鉛結晶薄膜２、６に放射線を照射し、所定の同位体を原子核反応により不純物元素に変換して不純物ドーピングされた半導体薄膜を形成し、該半導体薄膜を介してイオン結合性結晶薄膜３、８を積層することを含む薄膜半導体素子の製造方法とする。【選択図】     図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体Ｓｉ基板上にエピタキシャル成長により形成された酸化亜鉛結晶薄膜または硫化亜鉛結晶薄膜に放射線を照射し、所定のＺｎ同位体を原子核反応により不純物元素に変換することにより不純物ドーピングされた半導体薄膜を形成し、該半導体薄膜を介して機能膜を積層することを含む薄膜半導体素子の製造方法。
【請求項２】
不純物元素がＣｕであることを特徴とする請求項１記載の薄膜半導体素子の製造方法。
【請求項３】
機能膜が酸化物高誘電体薄膜であることを特徴とする請求項１または２記載の薄膜半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高輝度発光素子（半導体レーザー）、絶縁ゲート型電界効果トランジスタ（ＭＩＳＦＥＴ）、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、薄膜コンデンサ等の薄膜半導体素子に利用されるイオン結合性結晶薄膜を備えた薄膜半導体素子の製造方法に関し、特には、酸化亜鉛または硫化亜鉛の半導体薄膜を有する薄膜半導体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン結合性結晶材料には、窒化物、酸化物、フッ化物、硫化物など、さまざまな機能を持った材料があり、それらをＳｉ半導体材料と組み合わせることにより、高機能な薄膜半導体素子を安価に製造することが可能である。
しかしながら、結晶欠陥の少ないエピタキシャル成長による結晶性薄膜を形成するのは容易ではなく、今までにもさまざまな工夫がなされている。
Ｓｉ単結晶基板上にイオン結合性の結晶性薄膜を同位相的に成長させる際に、結晶欠陥の発生を少なくする方法としてバッファ層を介在させる方法が知られている。よく用いられるのは、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２のようなＳｉより酸化されやすい金属の酸化物を形成することにより、通常、酸化物の形成時の酸化性雰囲気により生成され易い非晶質のＳｉＯ２の生成を防ぐ方法である。しかし、それでもＳｉ表面が酸化してしまうことは避けられず、その結果、酸化により生成された非晶質ＳｉＯ２上に形成されたバッファ層の膜質はあまり良くない。一方、前記バッファ層として、エピタキシャル成長と共に不純物ドープを行ない高導電度とした酸化亜鉛および／または硫化亜鉛の半導体結晶性薄膜を用いると、特に、Ｓｉ単結晶基板上に積層形成された機能性薄膜からなる前記薄膜半導体素子を作成する場合のバッファ層として有効に機能することが知られている（特許文献１）。
【０００３】
一方、半導体結晶への不純物のドーピング方法として、半導体結晶に陽子線を照射することにより、半導体結晶の構成元素のうち所定の同位体を原子核反応によりアクセプタ不純物に変換するドーピング方法が知られている（特許文献２）。
さらに、炭化ケイ素上の半導体エピタキシャル層にガンマ線または中性子線と共にレーザーパルスを照射することにより、炭化ケイ素の結晶性を損なうことなく所定の同位体をアクセプタに変換することにより不純物元素を均一にドーピングする方法が知られている（特許文献３）。
【特許文献１】特開２００４−６５６２号公報
【特許文献２】特開２０００−３３１９５０号公報
【特許文献３】特開平８−１３９０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１によれば、前記酸化亜鉛と硫化亜鉛の高純度結晶性薄膜は常温で極めて高抵抗な半導体薄膜のため、導電度を高くするためにガリウムまたはアルミニウムをドナー不純物としてドープされたｎ型の半導体薄膜として用いる必要があるとされているが、同様な方法でｐ型の半導体薄膜にするために、前記半導体材料についてのｐ型の不純物であるＮ（窒素）をドープしても、適正な格子位置を占めさせることが難しくてアクセプタになり難いという問題がある。
前記アクセプタ化が難しいという問題の解決のために、電気的な中性を保ちながら不純物をドープする方法として、コドーピングが研究されている。たとえば、ＧａＮをコドープする場合、ＧａとＮとが数原子程度の近距離にドープされれば、電気的な中性が保たれる結果、格子位置にそれぞれが置換される。すると、不純物順位の違いによりＮによる正孔キャリアが多く発生し、半導体薄膜はｐ型となる。ところが、コドープの場合でも、ＧａとＮが近い位置に置換されない可能性が高く、ｐ型半導体薄膜を得ることは決して容易ではない。また、遷移金属を不純物ドープしてｐ型を得る試みがなされているが、やはり格子位置に置換することは困難で成功していない。
【０００５】
本発明は、以上説明した点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ｐ型Ｓｉ単結晶基板上にバッファ層を介してイオン結合性結晶薄膜を形成してなる薄膜半導体素子の製造方法において、バッファ層としてエピタキシャル成長により形成される酸化亜鉛または硫化亜鉛の半導体薄膜を用いる場合にも前記半導体薄膜のｐ型化を容易にする薄膜半導体素子の製造方法の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
特許請求の範囲の請求項１記載の本発明によれば、半導体Ｓｉ基板上にエピタキシャル成長により形成された酸化亜鉛結晶薄膜または硫化亜鉛結晶薄膜に放射線を照射し、所定の同位体を原子核反応により不純物元素に変換して不純物ドーピングされた半導体薄膜を形成し、該半導体薄膜を介して機能膜を積層することを含む薄膜半導体素子の製造方法とすることにより、前記目的は達成される。
特許請求の範囲の請求項２記載の本発明によれば、不純物元素がＣｕである請求項１記載の薄膜半導体素子の製造方法とすることが好ましい。
特許請求の範囲の請求項３記載の本発明によれば、機能膜が酸化物高誘電体薄膜である請求項１または２記載の薄膜半導体素子の製造方法とすることがよい。
【発明の効果】
【０００７】
前述の本発明によれば、ｐ型Ｓｉ単結晶基板上にバッファ層を介してイオン結合性結晶薄膜を形成してなる薄膜半導体素子の製造方法において、バッファ層としてエピタキシャル成長により形成される酸化亜鉛または硫化亜鉛の半導体薄膜を用いる場合にも前記半導体薄膜のｐ型化を容易にする薄膜半導体素子の製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明について、その実施例を図面を用いて詳細に説明する。本発明の要旨を超えない限り、本発明は以下説明する実施例の記載に限定されるものではない。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明により形成した薄膜コンデンサ素子の構成を示す模式的断面図であり、ｐ型Ｓｉ（１００）単結晶基板１上に形成されたＣｕドープによるｐ型ＺＢ−ＺｎＳ薄膜（１５ｎｍ）２（ＺＢは結晶構造が立方晶のセン亜鉛鉱（ＺｉｎｃＢｌｅｎｎｄｅ）構造の略称）と、このｐ型ＺＢ−ＺｎＳ薄膜２上に形成されたＳｒＴｉＯ３薄膜（２００ｎｍ）３と、このＳｒＴｉＯ３薄膜３上に形成されたＰｔ（白金）電極（２００ｎｍ）膜４とから構成される薄膜コンデンサ素子を示す。結晶構造が前記立方晶のセン亜鉛鉱構造のＺＢ−ＺｎＳ薄膜をＳｉ基板上に成長させるときは、Ｓｉ基板の（１００）配向性の面に行なうことが同位相的成長の観点から好ましい。
前述した積層構造を有する薄膜コンデンサ素子は、以下のように製造される。まず、ボロンドープによりｐ導電型にされた低抵抗のＳｉ単結晶１の（１００）配向面を有する基板表面をＨＦで自然酸化膜を除去し、水洗のあとに成膜室に入れ、２分程度で真空に引いた。前記Ｓｉ基板１を温度６００℃に保ち、ＺｎＳ薄膜２を公知のＰＬＤ（Ｐｕｌｓｅｄ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法にて約１５ｎｍ厚に形成した。室温で冷却し、ＺｎＳ薄膜２が形成されたＳｉ基板１を取り出し、原子炉にいれ熱中性子を照射し、後述するようにＺｎＳ薄膜２中の所定のＺｎ同位体元素をＣｕ元素に変換することにより、不純物元素としてＣｕが適正にドープされたｐ型ＺｎＳ半導体薄膜２とした。なお、熱中性子照射によりＳｉ基板１は３．１２％含まれる３０Ｓｉの成分が中性子捕獲反応とβ−崩壊により３１Ｐが生成されｎ型化されるがその補償濃度以上の高い濃度のボロンドープがされていれば、容易にｎ型化を防ぐことができる。次に、前記薄膜２上にＳｒＴｉＯ３薄膜３をＰＬＤ法にて約２００ｎｍ厚に積層した。ＳｒＴｉＯ３膜３形成の初期段階では酸素を導入せず真空中で成膜を行い、数ｎｍのＳｒＴｉＯ３膜３を形成した後、酸素を５×１０−４Ｔｏｒｒ導入した。最後に、スパッタ法で直径０．５ｍｍの面積を有する上部白金（Ｐｔ）電極膜４を約２００ｎｍ厚に形成した。前述のように不純物ドープされたＺｎＳ薄膜２とＳｉ基板１は共にｐ型で低抵抗であるので、これらを下部電極とするコンデンサが形成されたことになる。
【実施例２】
【００１０】
図２は、本発明により形成した異なる薄膜コンデンサ素子の構成を示す模式的断面図であり、ｐ型Ｓｉ（１１１）基板５上に形成されたＣｕドープp型Ｗ−ＺｎＳ薄膜（１５ｎｍ）６と、このＣｕドープＷ−ＺｎＳ薄膜６上に形成されたＣｕドープp型Ｗ−ＺｎＯ薄膜（２００ｎｍ）７と、このＣｕドープp型Ｗ−ＺｎＯ薄膜７上に形成されたＳｒＴｉＯ３薄膜（２００ｎｍ）８と、このＳｒＴｉＯ３薄膜８上に形成された白金（Ｐｔ）電極（２００ｎｍ）９とから構成される薄膜コンデンサ素子を示す。P型Ｗ−ＺｎＳ薄膜とは結晶構造が六方晶のＷｕｒｚ鉱構造を有するＺｎＳを表す。六方晶のＷｕｒｚ鉱構造を有するＺｎＳ薄膜結晶を成長させるときは、Ｓｉ基板として（１１１）配向性の面を用いることが同位相的成長の観点から好ましい。
前記積層構成を有する薄膜コンデンサ素子は、以下のように製造される。まず、ボロンドープされたｐ型の低抵抗Ｓｉ（１１１）単結晶基板をＨＦで自然酸化膜を除去し、水洗のあとに成膜室に入れ、１０分程度で真空にひいた。ＺｎＳ薄膜をＰＬＤ法にてＳｉ基板温度６００℃にて約１５ｎｍ厚にエピタキシャル成長により形成した。次に、ＺｎＯ薄膜を前記ＰＬＤ法にて約２００ｎｍ厚にエピタキシャル成長により形成した。ＺｎＯ薄膜形成の初期段階では酸素を導入せず真空中で成膜を行い、数ｎｍ厚のＺｎＯ膜を形成した後、酸素を５×１０−４Ｔｏｒｒ導入した。室温で冷却し、ＺｎＳとＺｎＯの薄膜が形成されたＳｉ基板を取り出し、原子炉にいれ熱中性子を照射し、後述するように所定のＺｎ同位体元素をＣｕ元素に変換することにより、ｐ型の半導体薄膜とした。次に、再度真空装置に入れ、酸化物高誘電体のＳｒＴｉＯ３を約２００ｎｍの厚さに前記ＰＬＤ法で形成した。最後にスパッタ法で直径０．５ｍｍの面積を有する上部Ｐｔ電極薄膜を約２００ｎｍ形成した。前述のようにＺｎＳ薄膜もＺｎＯ薄膜もＣｕの不純物ドープによりｐ型半導体として導電性を高くされているので、これらの薄膜とｐ型Ｓｉ基板を下部電極とするコンデンサが形成されたことになる。
【００１１】
ＺｎＯ薄膜を介在させる場合は、ＺｎＯ薄膜はＺｎＳ薄膜と同じ結晶構造を有するが、ＺｎＯ薄膜形成時の酸化雰囲気においてＺｎＳバッファ層表面が酸化され、ＺｎＳバッファ層の結晶性が損なわれる可能性があるので、金属酸化物薄膜を形成する初期段階では、成膜室に酸素を導入せず、金属酸化物薄膜が数原子層以上形成されてから酸素を導入するのである。
前述したＺｎＳ薄膜またはＺｎＳ／ＺｎＯ薄膜を形成したＳｉ単結晶基板に放射線を照射してＺｎ元素をＣｕ不純物元素に変換してｐ型半導体薄膜とする方法について、以下、詳細に説明する。ＺｎＯ薄膜またはＺｎＳ薄膜に放射線を照射、特に低エネルギーの熱中性子線（２５ｍｅＶ程度）を照射すると、中性子を吸収し原子の壊変を起こさせることができる。下記表１に熱中性子線照射によるＺｎ原子、Ｓ原子、Ｏ原子、Ｓｉ原子に対する壊変反応をまとめた。
【００１２】
【表１】
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まず、Ｚｎ原子の壊変について説明する。前記表１に示すように、Ｚｎ原子の安定同位体は６４Ｚｎ、６６Ｚｎ、６７Ｚｎ、６８Ｚｎ、７０Ｚｎの５種類である。表１の２列目には自然存在比を示した。それらは熱中性子線の照射により３列目に示した中性子を捕獲し、γ線を放出する。その反応断面積を４列目に示した。５列目には中性子捕獲反応によって生成される原子を示した。ほぼ半数のＺｎ原子は質量数６４であり、それらはＺｎの中性子捕獲反応により６５Ｚｎに壊変する。６６Ｚｎおよび６７Ｚｎは中性子を捕獲しても６７Ｚｎおよび６８Ｚｎに壊変し、それぞれＺｎの安定な原子核であるので３列目以降は空欄とした。６４Ｚｎが壊変して生成された６５Ｚｎは不安定核であり、２４４．１日の半減期を経て電子捕獲またはβ＋崩壊を起こして６５Ｃｕに壊変する。６５Ｃｕは安定同位体である。一方、６８Ｚｎと７０Ｚｎは中性子捕獲反応によりそれぞれ６９Ｚｎおよび７１Ｚｎに壊変するが、短い半減期を経た後にそれぞれ６９Ｇａおよび７１Ｇａに壊変する。しかし、Ｇａ原子を生成する６８Ｚｎと７０Ｚｎの存在比は併せても１９．１８％であり、Ｃｕ原子を生成する６４Ｚｎの半分以下の存在比であるため、６５Ｚｎの崩壊半減期２４４．１日が経る頃にはＣｕ原子の生成量の方がＧａ原子の生成量より多くなる。
【００１３】
次に、Ｓ原子の壊変について説明する。Ｓ原子の安定同位体は３２Ｓ、３３Ｓ、３４Ｓ、３６Ｓである。このうち３２Ｓと３３Ｓは中性子捕獲反応を起こしても、同じＳの安定同位体である３３Ｓおよび３４Ｓに壊変するので、３列目以降は空欄とした。３４Ｓと３６Ｓはそれぞれ３５Ｓおよび３７Ｓを経た後に３５Ｃｌと３７Ｃｌに壊変するが、その存在比は併せても４．２３％と少ない。
次に、Ｏ原子の壊変について説明する。Ｏ原子の安定同位体は１６Ｏ、１７Ｏ、１８Ｏである。このうち１６Ｏと１７Ｏは中性子捕獲反応により、同じＯの安定同位体である１７Ｏと１８Ｏに壊変するので、３列目以降は空欄とした。１８Ｏは中性子捕獲反応により１９Ｏを経て１９Ｆに壊変する。しかし、その存在比は０．２％であり、核反応の断面積も小さい。よって、ＺｎＯまたはＺｎＳに熱中性子を照射したとき、ドナー濃度に比べてアクセプタ濃度が高くなりｐ型半導体が形成される。壊変で生成したＣｕ原子は元のＺｎ原子の格子位置を占めることができ、アクセプタとして機能することができる。
【００１４】
放射線にγ線を用いた場合、６４Ｚｎ（γ,ｐ）６３Ｃｕ反応によりＣｕ原子のドーピングを行なうことができる。この反応に必要なγ線のエネルギーは、７．７１２ＭｅＶである。
次に、ＺｎとＳとＯの各原子の安定同位元素に対するγ線照射による壊変反応およびそのしきい値エネルギーを表２にまとめて示す。
【００１５】
【表２】
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前記表２に示すように、６４Ｚｎ（γ,ｎ）６３Ｃｕ反応よりもしきい値エネルギーの低い反応は６７Ｚｎ（γ,ｎ）６６Ｚｎおよび１７Ｏ（γ,ｎ）１６Ｏのみであるが、いずれも原子番号には変化はない。ドナーとなる不純物ドーピングに関与するＺｎの壊変は、７０Ｚｎ（γ,ｎ）６９Ｚｎと７０Ｚｎ（γ,ｐ）６９Ｃｕの２つの反応である。
しかし、７０Ｚｎの存在比は０．６２％であり、Ｃｕの生成量に対しては少量である。また、ドナーとなる不純物ドーピングに関与するＳの壊変は３６Ｓ（γ,ｎ）３５Ｓと３６Ｓ（γ,ｐ）３５Ｐの２つの反応である。
しかし、３６Ｓの存在比は０．０１４％であり、Ｃｕの生成量に対しては少量である。また、ドナーとなる不純物ドーピングに関与するＯの壊変はない。よって、７．７１２ＭｅＶ以上のエネルギーをもつγ線照射によりＺｎＯおよびＺｎＳはｐ型半導体に変換される。また、高速中性子線照射および高速陽子線照射によっても、Ｚｎ原子をＣｕ原子に壊変することで、ｐ型半導体を得ることができる。ただし、γ線照射、高速中性子線照射および高速陽子線照射による壊変反応を用いたドーピングでは８ＭｅＶ程度の高エネルギー放射線を用いるため、低温で照射するなどして、空格子欠陥の誘起を抑える必要がある。逆に空格子欠陥を導入することで、導電性を持たせることもできる。
【００１６】
前記実施例１と２に示す薄膜コンデンサ素子では、Ｓｉ基板上にエピタキシャル成長されるＳｒＴｉＯ３や他のペロブスカイト型酸化物などが白金族と格子定数の近いイオン結晶を有するので、ＺｎＳ薄膜との間にさらに１０ｎｍ厚程度のＰｔなどの白金族材料からなる薄層を介在させると、さらに前記ＳｒＴｉＯ３や他のペロブスカイト型酸化物などのイオン結晶の結晶性を高めることができて好ましい。
イオン結晶の薄膜が硫化亜鉛薄膜と反応物を形成しやすく、薄膜の成長において硫化亜鉛薄膜とイオン結晶薄膜の界面において反応物を生じるためにエピタキシャル成長し難い場合がある。その場合、シリコン単結晶基板上に、エピタキシャル成長により形成された硫化亜鉛薄膜と、該硫化亜鉛薄膜上にエピタキシャル成長により形成された白金族薄膜を基板として用いることは、イオン結晶を成長させるのに有効で、高い膜質のイオン結晶薄膜を得る良い手段である。白金族薄膜を介在させると、白金族／ＺｎＳバッファ層の上に結晶性良くイオン結晶をエピタキシャル成長させることが可能であり、さらに特性の向上した薄膜素子を提供することができる。
【００１７】
シリコン単結晶基板上に、エピタキシャル成長により形成されたＺｎＳ薄膜と、該ＺｎＳ薄膜上にエピタキシャル成長により形成されたＺｎＯ薄膜を基板として用いることは、イオン結晶を成長させるためには有効であり、高い膜質のイオン結晶薄膜を得る良い手段である。イオン結晶の薄膜が、硫化亜鉛よりも酸化亜鉛と格子定数が近い場合や、酸化物の場合に有効である。また、六方晶の結晶対称性を持つ場合には、Ｓｉ（１１１）基板上を用いることにより特に有効な手段となる。
シリコン単結晶基板上に、エピタキシャル成長により形成された硫化亜鉛（ＺｎＳ）薄膜と、該硫化亜鉛薄膜上にエピタキシャル成長により形成されたＳｒＴｉＯ３（略してＳＴＯと呼ぶ）薄膜を基板として用いることは有効であり、良好な膜質のさらに異なるイオン結晶薄膜を成長させる良い手段である。ＳＴＯ／ＺｎＳバッファ層の上に結晶性良くイオン結晶をエピタキシャル成長させることが可能であり、電気特性の向上した薄膜素子を提供することができる。イオン結晶性薄膜が、硫化亜鉛よりもＳＴＯと格子定数が近い場合や、酸化物の場合に有効である。また、立方晶の結晶対称性を持つ場合にはＳｉ（１００）基板上を用いることにより特に有効な手段となる。
【００１８】
ＺｎＳをバッファ層とすることにより、Ｓｉと格子定数に差があるイオン結合性結晶もＳｉ単結晶基板上に格子欠陥の少ないエピタキシャル薄膜を容易に形成することが可能となり、それを利用した薄膜デバイスの特性を向上させることができる。
なお、上述した実施例では、イオン結晶薄膜を機能膜として利用する薄膜コンデンサについて説明したが、絶縁ゲート型電界効果トランジスタ（ＭＩＳＦＥＴ）、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、各種センサ、光スイッチ薄膜素子、強誘電体メモリ（ＦＲＡＭ）、磁気抵抗効果を利用したメモリ（ＭＲＡＭ）、超伝導応用素子、その他の電子デバイス薄膜素子に適用することも可能である。
ＺｎＳをＳｉ基板のバッファ層として用いる利点には、ＺｎＳの結晶構造が六方晶のウルツ鉱構造（Ｗ−ＺｎＳ）と立方晶のセン亜鉛構造（ＺＢ−ＺｎＳ）の２形態をとることも挙げられる。Ｓｉ（１１１）基板上にウルツ鉱構造のＺｎＳを、Ｓｉ（１００）基板上にはセン亜鉛構造のＺｎＳを作り分けることが可能である。よって、六方晶の対称性を持つイオン結晶を形成する場合はＳｉ（１１１）基板を用い、立方晶の対称性を持つイオン結晶を形成する場合にはＳｉ（１００）基板を用い、ＺｎＳバッファ層を形成すると、容易にその上に各イオン結晶を形成することが可能である。また、Ｓｉ半導体素子においてはショットキーバリアダイオードではＳｉ（１１１）基板を、集積回路などではＳｉ（１００）基板を一般には使用しており、Ｓｉ半導体素子と機能性薄膜との複合デバイスを形成する際にＺｎＳはどちらの基板に対しても良いバッファ層となり得る。
【００１９】
イオン結晶の薄膜が、硫化亜鉛よりも白金族と格子定数が近い場合に有効である。また、立方晶の結晶対称性を持つ場合にはＳｉ（１００）基板を用いＺＢ−ＺｎＳを形成して（１００）配向の白金族を形成することができ、六方晶の結晶対称性を持つ場合にはＳｉ（１１１）基板を用い、Ｗ−ＺｎＳを形成して（１１１）配向の白金族を形成し、イオン結晶薄膜を引き続きエピタキシャル成長させることができる有効な手段である。
Ｓｉ基板上に形成したＺｎＳバッファ層上に形成する白金族は、具体的にはロジウム、イリジウム、パラジウム、白金が適する。それらの金属は白金族に属する貴金属でみな硫化されにくく安定な界面を形成すると考えられる。また、それらの金属は面心立方格子の構造をとり、格子定数は、それぞれ０．３８０３１ｎｍ、０．３８３９ｎｍ、０．３８９０ｎｍ、０．３９２３ｎｍである。それらの格子定数は、ＳｉやＺｎＳの格子定数の√２分の１（それぞれ０．３８４０ｎｍと０．３８２５ｎｍ）にたいへん近く、ＳｉとＺｎＳとそれら白金族の格子定数のマッチングは大変良い。
【００２０】
よって、Ｓｉ基板上に形成したＺｎＳバッファ層上にそれら白金族の薄膜をエピタキシャル成長させることができる。その直上にイオン結晶薄膜を形成すれば、下地の界面は安定する。また、代表的なペロブスカイト型酸化物は約０．３９ｎｍの格子定数を持つ。それに対してもそれら白金族の格子定数は良いマッチングを示すので、エピタキシャル酸化物薄膜を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明にかかる薄膜コンデンサ素子の構成を示す模式的断面図。
【図２】本発明にかかる異なる薄膜コンデンサ素子の構成を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    Ｓｉ（１００）基板
２    ｐ型ＺＢ−ＺｎＳ薄膜
３    ＳｒＴｉＯ３薄膜
４    白金（Ｐｔ）電極
５    ｐ型Ｓｉ（１１１）基板
６    ＣｕドープＷ−ＺｎＳ薄膜
７    ＣｕドープＷ−ＺｎＯ薄膜
８    ＳｒＴｉＯ３薄膜
９    白金（Ｐｔ）電極。
【図１】
2005302753.tif 000005
【図２】
2005302753.tif 000006