JPS60223113A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
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- JPS60223113A JPS60223113A JP6780485A JP6780485A JPS60223113A JP S60223113 A JPS60223113 A JP S60223113A JP 6780485 A JP6780485 A JP 6780485A JP 6780485 A JP6780485 A JP 6780485A JP S60223113 A JPS60223113 A JP S60223113A
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- ions
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02631—Physical deposition at reduced pressure, e.g. MBE, sputtering, evaporation
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はイオンビームデポジションと真空蒸着を組み合
わせて成る薄膜形成方法に関するものである。
わせて成る薄膜形成方法に関するものである。
本発明者等は特開昭58−2022号にイオン照射と真
空蒸着を組み合わせて成る新規な薄膜形成方法を提案し
た。
空蒸着を組み合わせて成る新規な薄膜形成方法を提案し
た。
即ち、この方法はイオンビームデポジションによシ基体
表面に金属化合物薄膜を形成するに当シ、加速したイオ
ンを基体へ照射し、且つ金属物質の蒸気をこのイオンの
照射と同時に又は交互に基体に照射するというものであ
る。この方法によれば、加速されたイオンの活性エネル
ギーや運動エネルギーを利用して蒸着物質とイオンとを
化学的に結合させ、新規な材料を基体上に形成すること
ができる。
表面に金属化合物薄膜を形成するに当シ、加速したイオ
ンを基体へ照射し、且つ金属物質の蒸気をこのイオンの
照射と同時に又は交互に基体に照射するというものであ
る。この方法によれば、加速されたイオンの活性エネル
ギーや運動エネルギーを利用して蒸着物質とイオンとを
化学的に結合させ、新規な材料を基体上に形成すること
ができる。
第2図はこの薄膜形成方法を実施するだめの典型的な装
置を示す概略図である。イオン化されるべきガス、例え
ば窒素はリークパルプ1を経てイオン源2に導入され、
ここでイオン化されたのち、加速器3で加速されて所定
のイオン加速エネルギーが付与される。イオンは次に分
析マグネット4に導入され、ここで必要とするイオン種
のみが磁気的に選択されて反応室5に供給される。
置を示す概略図である。イオン化されるべきガス、例え
ば窒素はリークパルプ1を経てイオン源2に導入され、
ここでイオン化されたのち、加速器3で加速されて所定
のイオン加速エネルギーが付与される。イオンは次に分
析マグネット4に導入され、ここで必要とするイオン種
のみが磁気的に選択されて反応室5に供給される。
反応室5は真空ポンプ(例えば夕゛−ボ分子ポンプ)6
によって10 Torr以下の高真空に維持される。基
体7は基体ホμダー8に固定され、ここに上記したイオ
ン種が照射される。照射に際しては基体7に均一にイオ
ン種を照射するために収束レンズ9にイオン種を通過さ
せることが望まれる。
によって10 Torr以下の高真空に維持される。基
体7は基体ホμダー8に固定され、ここに上記したイオ
ン種が照射される。照射に際しては基体7に均一にイオ
ン種を照射するために収束レンズ9にイオン種を通過さ
せることが望まれる。
10は基体7の下に配置された蒸着装置であって、この
装置の加熱方法は電子ビーム加熱、レーザー線加熱など
適宜な方法が用いられる。この中には例えばアルミニウ
ム(AI )を含有する蒸発源が収容されている。AI
を含有する蒸発源の蒸着量及び蒸着速度は、基体ホルダ
8の横に配設した例えば石英板使用の振動型膜厚計11
によって測定すればよい。
装置の加熱方法は電子ビーム加熱、レーザー線加熱など
適宜な方法が用いられる。この中には例えばアルミニウ
ム(AI )を含有する蒸発源が収容されている。AI
を含有する蒸発源の蒸着量及び蒸着速度は、基体ホルダ
8の横に配設した例えば石英板使用の振動型膜厚計11
によって測定すればよい。
また、イオン種の原子数、すなわち、イオン電流は、二
次電子追返し電極12を付設した電流積算計13によっ
て正確に測定することができる。
次電子追返し電極12を付設した電流積算計13によっ
て正確に測定することができる。
そして、基体7と二次電子追返し電極12の間に、基体
7に負のバイアス電圧されるように電圧の調節可能なバ
イアス電源14が接続されている。
7に負のバイアス電圧されるように電圧の調節可能なバ
イアス電源14が接続されている。
このような装置において、基体7を所定位置に基体7に
所定量蒸着させ、且つそこに所定のイオン種を所定のイ
オン加速エネルギーで照射すると同時に、基体7に所定
の負のバイアス電圧を印加すれば、基体表面には、例え
ばAIN膜など金属化合物薄膜が形成される。
所定量蒸着させ、且つそこに所定のイオン種を所定のイ
オン加速エネルギーで照射すると同時に、基体7に所定
の負のバイアス電圧を印加すれば、基体表面には、例え
ばAIN膜など金属化合物薄膜が形成される。
しかしながら、この薄膜形成方法においてはイオン源2
よシ基体7へ向けて照射されるイオン種の進路と金属蒸
着装置よシ基体7へ向けて照射される蒸着物質の進路は
同じ方向にない。従って第2図の装置によれば蒸着物質
は基体7へ向けて傾斜した角度で投入し、基体7の表面
や膜形成面の微小な凹凸に起因して蒸着物質が照射され
ない影の箇所がミクロ的に発生し、均一な面照射が行な
われないという問題があった。
よシ基体7へ向けて照射されるイオン種の進路と金属蒸
着装置よシ基体7へ向けて照射される蒸着物質の進路は
同じ方向にない。従って第2図の装置によれば蒸着物質
は基体7へ向けて傾斜した角度で投入し、基体7の表面
や膜形成面の微小な凹凸に起因して蒸着物質が照射され
ない影の箇所がミクロ的に発生し、均一な面照射が行な
われないという問題があった。
またイオン種は基体7上で高励起レベlしに達するのは
容易であると考えられるが、他方の蒸着物質については
活性化が行なわれていない。従って蒸着物質が活性化エ
ネルギー状態を獲得して基体7上に蒸着するようにする
とイオン原子との反応結合の進行が行なわれ易くなるの
で好ましい。
容易であると考えられるが、他方の蒸着物質については
活性化が行なわれていない。従って蒸着物質が活性化エ
ネルギー状態を獲得して基体7上に蒸着するようにする
とイオン原子との反応結合の進行が行なわれ易くなるの
で好ましい。
更に、従来の方法に基づく薄膜形成装置においては、イ
オン源のプラズマ発生領域にイオン生成用ガスを導入し
てイオンを発生させるのに伴って、同時に発生した電子
はすべてイオン源の壁面を通ってアースに流れておシ、
その結果、電子の高、エネルギーが無駄に排出していた
。
オン源のプラズマ発生領域にイオン生成用ガスを導入し
てイオンを発生させるのに伴って、同時に発生した電子
はすべてイオン源の壁面を通ってアースに流れておシ、
その結果、電子の高、エネルギーが無駄に排出していた
。
本発明は叙上に鑑みて完成されたものであシ、その目的
はイオンビームデポジションと真空蒸着を組み合わせて
成る薄膜形成方法において、イオンビームの進路と蒸着
物質の進路を同じ方向にして影のない均一な面照射を行
なって所望の合成物薄膜を高品質にて製造できる薄膜形
成方法を提供することにある。
はイオンビームデポジションと真空蒸着を組み合わせて
成る薄膜形成方法において、イオンビームの進路と蒸着
物質の進路を同じ方向にして影のない均一な面照射を行
なって所望の合成物薄膜を高品質にて製造できる薄膜形
成方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、イオンビームデポジションにおけ
る高エネルギーイオンの生成と同時に蒸着されるべき蒸
気物質の活性化も行われる薄膜形成方法を提供するにあ
る。
る高エネルギーイオンの生成と同時に蒸着されるべき蒸
気物質の活性化も行われる薄膜形成方法を提供するにあ
る。
本発明によれば蒸着物質の蒸発手段、イオン生成用ガス
をイオンと電子とに解離させるためのプラズマ発生領域
、生成するイオンを加速して基体上に照射させるイオン
ビーム加速領域及びイオンビームが照射され且つ蒸着物
質が蒸着されるべき基体を、この順序に且つ実質上−直
線に整合して配置させ、蒸着物質の蒸気を前記プラズマ
発生領域及びイオンビーム加速領域を通して基体上に金
属化合物薄膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法
が提供される。
をイオンと電子とに解離させるためのプラズマ発生領域
、生成するイオンを加速して基体上に照射させるイオン
ビーム加速領域及びイオンビームが照射され且つ蒸着物
質が蒸着されるべき基体を、この順序に且つ実質上−直
線に整合して配置させ、蒸着物質の蒸気を前記プラズマ
発生領域及びイオンビーム加速領域を通して基体上に金
属化合物薄膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法
が提供される。
次に本発明を詳細に述べる。
第1図は本発明の薄膜形成装置の概略配置図である。
図中、保持機構15によシ保持される蒸着物質16、イ
オン生成用ガスをイオンと電子とに解離させるためのプ
ラズマ発生領域17、生成するイオンを加速して基体1
8上に照射させるためのイオンビーム加速領域19及び
支持機構20によシ支持される基体18を、この順序で
しかも実質上−直線に整合して配置することが本発明の
顕著な特徴である。
オン生成用ガスをイオンと電子とに解離させるためのプ
ラズマ発生領域17、生成するイオンを加速して基体1
8上に照射させるためのイオンビーム加速領域19及び
支持機構20によシ支持される基体18を、この順序で
しかも実質上−直線に整合して配置することが本発明の
顕著な特徴である。
即ち、図において、プラズマ発生室29の最下部には、
例えば金属アルミニウム(kl )等の蒸着物質16を
納めた銅ハースのような保持機構15が設けられており
、その上方にプラズマ発生領域17があシ、このプラズ
マ発生領域17にイオン生成用ガス21を導入するため
のガス導入管22が設けられ、その周囲には熱電子放出
用のフィラメント23及びプラズマ発生用マグネットコ
イ1v24が配置される。プラズマ発生領域17 とそ
の上方のイオンビーム加速領域19との間には、 プラ
ズマ発生領域17で発生するイオンをイオンビーム加速
領域19に引出すだめの、例えばグリッド状或いは格子
状の引出し電極25が設けられる。
例えば金属アルミニウム(kl )等の蒸着物質16を
納めた銅ハースのような保持機構15が設けられており
、その上方にプラズマ発生領域17があシ、このプラズ
マ発生領域17にイオン生成用ガス21を導入するため
のガス導入管22が設けられ、その周囲には熱電子放出
用のフィラメント23及びプラズマ発生用マグネットコ
イ1v24が配置される。プラズマ発生領域17 とそ
の上方のイオンビーム加速領域19との間には、 プラ
ズマ発生領域17で発生するイオンをイオンビーム加速
領域19に引出すだめの、例えばグリッド状或いは格子
状の引出し電極25が設けられる。
このイオンビーム加速領域19には引出されたイオンを
ビームの形で加速するための加速機構、所謂レンズ26
が配置される。このレンズ26は、図示していないが、
それ自体公知の引出レンズ、減速レンズ及び加速レンズ
の単独又は組合せから成っていてもよい。反応室27内
のこの加速領域19の上方には、支持機構20に支持さ
れて、イオン及び蒸気が照射される基体18が収容され
る。
ビームの形で加速するための加速機構、所謂レンズ26
が配置される。このレンズ26は、図示していないが、
それ自体公知の引出レンズ、減速レンズ及び加速レンズ
の単独又は組合せから成っていてもよい。反応室27内
のこの加速領域19の上方には、支持機構20に支持さ
れて、イオン及び蒸気が照射される基体18が収容され
る。
反応室27の一端には、反応原子や分子の流れが基体1
8に直交するようにガス吸引用の真空ポンプ(図示せず
)に゛接続されるガス排出口28が設けられる。従って
、このガスの流れ方によシ、反応室27の内部に吸着し
ていたガス、例えば水、酸素、有機物などが基体18に
到達しないようになっている。
8に直交するようにガス吸引用の真空ポンプ(図示せず
)に゛接続されるガス排出口28が設けられる。従って
、このガスの流れ方によシ、反応室27の内部に吸着し
ていたガス、例えば水、酸素、有機物などが基体18に
到達しないようになっている。
また、基体18と蒸着物質保持機構15とは、直流電源
30に対して、基体18が負極性、保持機構15が正極
性となるように接続される。図示した具体例では、この
直流電源30はアースを介在して直列に接続されたイオ
ン加速用可変負電源30aと電子加速用可変正電源30
bとから成っている。
30に対して、基体18が負極性、保持機構15が正極
性となるように接続される。図示した具体例では、この
直流電源30はアースを介在して直列に接続されたイオ
ン加速用可変負電源30aと電子加速用可変正電源30
bとから成っている。
また、プラズマ発生室29は電子が流れ出さないように
抵抗を介して接地され、引出し電極25はイオンの取出
を可能にするバイアス゛電圧を印加する可変負電源31
に接続されている。
抵抗を介して接地され、引出し電極25はイオンの取出
を可能にするバイアス゛電圧を印加する可変負電源31
に接続されている。
更に、プラズマ発生領域17と蒸着物質16との間には
、プラズマ発生領域で発生する電子を、ビームの形で蒸
着物質16へ向けて加速するための電子収束用マグネッ
トコイ/l’ 32が配置される。
、プラズマ発生領域で発生する電子を、ビームの形で蒸
着物質16へ向けて加速するための電子収束用マグネッ
トコイ/l’ 32が配置される。
ガス導入管22を介して導かれたイオン生成用、fス2
1は、プラズマ発生領域17を有するプラズマ発生室2
9に入シ、次いでフィラメント23がら熱電子を放出さ
せることにょシ、プラズマを発生させるのに伴ってプラ
ズマ発生用マグネットコイlv2+KjDそのプラズマ
発生効率を高め、プラズマ発生領域17において解離し
たイオンと電子を生成する。
1は、プラズマ発生領域17を有するプラズマ発生室2
9に入シ、次いでフィラメント23がら熱電子を放出さ
せることにょシ、プラズマを発生させるのに伴ってプラ
ズマ発生用マグネットコイlv2+KjDそのプラズマ
発生効率を高め、プラズマ発生領域17において解離し
たイオンと電子を生成する。
生成したイオンは、負のバイアス電圧が印加された引出
し電極25の作用にょシ、プラズマ発生領域17外、即
ち真空ポンプによって10”−’ Torr以下の高真
空に維持されている反応室27内に取出され、 レンズ
26の作用にょシ集束され加速されて、負のバイアス電
圧が印加されている基体18にイオン加速ビームとして
照射される。
し電極25の作用にょシ、プラズマ発生領域17外、即
ち真空ポンプによって10”−’ Torr以下の高真
空に維持されている反応室27内に取出され、 レンズ
26の作用にょシ集束され加速されて、負のバイアス電
圧が印加されている基体18にイオン加速ビームとして
照射される。
本発明によれば、前記イオンの運動エネルギーは原子当
b O,01KeV 〜100 KeV 、好ましくは
0.1KeV〜40 Kevに設定するのがよく、かか
る設定によシ材料にもよるが、所望の合成物薄膜が形成
でき易くなる1、 また、本装置によればプラズマ発生領域17ノ電子は次
に述べる真空蒸着手段の加熱用電子ビームの供給源とし
て用いられる。
b O,01KeV 〜100 KeV 、好ましくは
0.1KeV〜40 Kevに設定するのがよく、かか
る設定によシ材料にもよるが、所望の合成物薄膜が形成
でき易くなる1、 また、本装置によればプラズマ発生領域17ノ電子は次
に述べる真空蒸着手段の加熱用電子ビームの供給源とし
て用いられる。
即ち、本発明の薄膜形成装置に設けられた真空蒸着手段
によれば、プラズマ発生室17の壁面の一部に蒸着物質
16が納められた銅ハースの保持機構15が付設されて
いる。更に電子加速用可変正電源30bによって保持機
構16と基体18の間を保持機構16が正になるように
印加することにょシ、プラズマ発生領域17の電子は電
子収束用マグネットコイ/l/32によってビーム状に
蒸着物質6へ照射し、これによシ蒸着物質16は加熱さ
れて蒸発し易くなる。そして、蒸発した金属物質はプラ
ズマ発生領域17を通過する際にイオン化が高度に活性
化されながら基体18上に蒸着され゛る。
によれば、プラズマ発生室17の壁面の一部に蒸着物質
16が納められた銅ハースの保持機構15が付設されて
いる。更に電子加速用可変正電源30bによって保持機
構16と基体18の間を保持機構16が正になるように
印加することにょシ、プラズマ発生領域17の電子は電
子収束用マグネットコイ/l/32によってビーム状に
蒸着物質6へ照射し、これによシ蒸着物質16は加熱さ
れて蒸発し易くなる。そして、蒸発した金属物質はプラ
ズマ発生領域17を通過する際にイオン化が高度に活性
化されながら基体18上に蒸着され゛る。
以上説明した本発明によれば、イオンビームと向
蒸気物質とを完全に同一方%・ら同時に基体に照射させ
ることが可能となシ、影のない均一な面照射を行い、均
質でしかも高品質の薄膜の形成が可能となる。
ることが可能となシ、影のない均一な面照射を行い、均
質でしかも高品質の薄膜の形成が可能となる。
また、蒸気物質をプラズマ発生領域及びイオン加速領域
を通して、基体に照射させることにより、蒸気物質を高
度に活性化することが可能となシ、蒸着物質とイオンと
の反応を一層容易に行わせることが可能となる。
を通して、基体に照射させることにより、蒸気物質を高
度に活性化することが可能となシ、蒸着物質とイオンと
の反応を一層容易に行わせることが可能となる。
更に、プラズマ発生領域で発生する電子が蒸着物質の加
熱蒸発に有効に利用され、エネルギーコストの低減に連
なると共に、蒸着装置部の構成を簡略化することが可能
となる。
熱蒸発に有効に利用され、エネルギーコストの低減に連
なると共に、蒸着装置部の構成を簡略化することが可能
となる。
勿論、蒸着物質の加熱はこれに限定されず、レーザー線
加熱、ヒーターによる加熱を単独で或いは電子ビーム加
熱との併用で用いることもできる。
加熱、ヒーターによる加熱を単独で或いは電子ビーム加
熱との併用で用いることもできる。
基体に印加するイオン加速用負電圧(El)はマイナス
0.01乃至29 KV 、特にマイナス0.1乃至1
0辞の範囲が適当であシ、一方引出し電極に印加する負
電圧(E2) バーr 4−i−ス0.01乃至100
KV 。
0.01乃至29 KV 、特にマイナス0.1乃至1
0辞の範囲が適当であシ、一方引出し電極に印加する負
電圧(E2) バーr 4−i−ス0.01乃至100
KV 。
特にマイナス5乃至40 KVである。更に、蒸着物質
に印加する正電圧(E3)は1乃至20KV、特に4乃
至10Ω′の範囲が適当である。
に印加する正電圧(E3)は1乃至20KV、特に4乃
至10Ω′の範囲が適当である。
このような装置を用いて、基体18を所定位置にセット
し、反応室27内を所定の真空度に保ち、蒸着装置を作
動してAIを含有する蒸着物質16から蒸気物質を飛ば
してプラズマ発生領域17を通過させ、基体18に所定
量蒸着させ、且つそこに少なくとも窒素を含むイオン種
を所定のイオン加速エネルギーで照射し、同時に基体1
8に所定の負バイアスを印加して基体18の表面には、
MN膜が形成される。
し、反応室27内を所定の真空度に保ち、蒸着装置を作
動してAIを含有する蒸着物質16から蒸気物質を飛ば
してプラズマ発生領域17を通過させ、基体18に所定
量蒸着させ、且つそこに少なくとも窒素を含むイオン種
を所定のイオン加速エネルギーで照射し、同時に基体1
8に所定の負バイアスを印加して基体18の表面には、
MN膜が形成される。
尚、窒素ガスを用いた場合、主なイオン種は鱈、N+イ
オン°でアシ、そのイオンの照射量の測定は、第1図の
ファラデーカップ33a及びカロリーメーター331)
によシ行なう。また、膜厚の測定は第1図の水晶発振に
よる膜厚モニター計34によシ行なう。
オン°でアシ、そのイオンの照射量の測定は、第1図の
ファラデーカップ33a及びカロリーメーター331)
によシ行なう。また、膜厚の測定は第1図の水晶発振に
よる膜厚モニター計34によシ行なう。
そして、AIハの原子比の調節は、゛電子加速電圧(E
3)及び電子収束レンズ32への電流を変化させて、金
属アルミニウムの蒸発量を変えることにより行なうこと
ができる。
3)及び電子収束レンズ32への電流を変化させて、金
属アルミニウムの蒸発量を変えることにより行なうこと
ができる。
膜中のAJ/N組成比は次の通シの方法によ請求められ
る。即ち、ラザフオードバックスキャタリング法により
sらかしめAJ/N組成比をめ、その結果をもとにして
膜厚モニター計34、並びにファラデーカップ33a及
びカロリーメーター331)のそれぞれの測定値との較
正曲線を形成して、膜中のAllIN組成比がめられる
。
る。即ち、ラザフオードバックスキャタリング法により
sらかしめAJ/N組成比をめ、その結果をもとにして
膜厚モニター計34、並びにファラデーカップ33a及
びカロリーメーター331)のそれぞれの測定値との較
正曲線を形成して、膜中のAllIN組成比がめられる
。
尚、基体18の加熱はセラミックヒータ−(図示せず)
によシ行なうことができる。
によシ行なうことができる。
本発明によれば、窒素のイオン種は基体上でSP3混成
軌道の高エネルギーレベルに達するのは比較的容易であ
ると考えられる。従って、他方のMについてはその蒸気
アルミニウムはプラズマ発生領域17を通過する際にイ
オン化されながら活性化エネルギー状態を獲得して基体
上に蒸着するため窒素原子とSP”結合がし易くなる。
軌道の高エネルギーレベルに達するのは比較的容易であ
ると考えられる。従って、他方のMについてはその蒸気
アルミニウムはプラズマ発生領域17を通過する際にイ
オン化されながら活性化エネルギー状態を獲得して基体
上に蒸着するため窒素原子とSP”結合がし易くなる。
更に本発明によれば窒素のイオン種が基体に向かう進路
とAIが基体に向う進路は同じであって、そして基体に
概ね垂直の方向へ向かうため、影のない均一な面照射を
行なうことができる。
とAIが基体に向う進路は同じであって、そして基体に
概ね垂直の方向へ向かうため、影のない均一な面照射を
行なうことができる。
従って所望の薄膜を高い膜生成速度で効率的に形成する
ことができる。
ことができる。
前記基体には、セラミックス、超硬合金、サーメット又
は各種の金属若しくは合金など何であってもよく、その
材質は問わない。ただし、基体が電気絶縁体の場合には
、荷電している場所と荷電していない場所とではそこに
形成された蒸着膜の特性が異なシ膜全体の特性のバラツ
キが生じ易すくなるので、基体としては電気伝導体であ
ることが好ましい。しかし、電気絶縁体であってもその
表面に常法によシミ気伝導体の薄膜を形成すればよい。
は各種の金属若しくは合金など何であってもよく、その
材質は問わない。ただし、基体が電気絶縁体の場合には
、荷電している場所と荷電していない場所とではそこに
形成された蒸着膜の特性が異なシ膜全体の特性のバラツ
キが生じ易すくなるので、基体としては電気伝導体であ
ることが好ましい。しかし、電気絶縁体であってもその
表面に常法によシミ気伝導体の薄膜を形成すればよい。
また、前記蒸着物質には、例えばアルミニウム、シリコ
ン、ホウ素、チタン、タリウム、タングステン、クロム
や鉄などがある。
ン、ホウ素、チタン、タリウム、タングステン、クロム
や鉄などがある。
更にまた、前記イオン種としては、例えば窒素、水素、
酸素、へロゲン、炭素あるいけアルゴンなどの金属と化
合物を形成する又は不活性な物質源が使用される。
酸素、へロゲン、炭素あるいけアルゴンなどの金属と化
合物を形成する又は不活性な物質源が使用される。
以下、本発明の実施例を述べる。
(例1)
第1図の装置を使用して、高品質なAlx膜の形成を行
った。
った。
即ち、81基板を支持機構20に設置し、反応室27内
をあらかじめ2 X IQ Torrまでの真空度にし
た。次いで、高純度N2ガスをプラズマ発生室17に導
入し、N2+、 N+イオンを生成し、かかるイオンは
加速領域を経て基板に照射した。この時にプラズマ発生
室17で発生した電子を蒸発物質16である高純度AJ
に照射し加速することに高度に活性化して基板に蒸着さ
れる。
をあらかじめ2 X IQ Torrまでの真空度にし
た。次いで、高純度N2ガスをプラズマ発生室17に導
入し、N2+、 N+イオンを生成し、かかるイオンは
加速領域を経て基板に照射した。この時にプラズマ発生
室17で発生した電子を蒸発物質16である高純度AJ
に照射し加速することに高度に活性化して基板に蒸着さ
れる。
Alx膜の生成条件は次の通シである。
反応室真空度 I X 10−’ Torr以下イオン
加速用負電圧 2KV イオン加速エネルギー 20 KθV 1時開成膜したら9000゛λのAlx膜ができた。
加速用負電圧 2KV イオン加速エネルギー 20 KθV 1時開成膜したら9000゛λのAlx膜ができた。
本実施例によれば、AI!原子も励起しているので、高
品質で緻密なAlx膜が得られ、基板との密着性に優れ
ている。
品質で緻密なAlx膜が得られ、基板との密着性に優れ
ている。
このAJN薄膜にくし形電極を形成し、その表面を伝搬
するレイリー波の音速を測定したら5700ff/Sで
あシ、SAW素子の優れた特性を有していることが判っ
た。
するレイリー波の音速を測定したら5700ff/Sで
あシ、SAW素子の優れた特性を有していることが判っ
た。
蒸発物質16をAJに代えて、例えばTi、、Ta。
W、Orなどの金属を使用すると、同様にそれぞれの金
属の高純度窒化物薄膜が得られた。
属の高純度窒化物薄膜が得られた。
(例2)
上記例において、窒素ガスの代わシに水素ガス、Nの代
わシに81を用いた。ドーピングガスとして水素ガス中
にB2H6をi ppm混合したものを用いて価電子制
御が可能なアモルファスシリコンMができた。
わシに81を用いた。ドーピングガスとして水素ガス中
にB2H6をi ppm混合したものを用いて価電子制
御が可能なアモルファスシリコンMができた。
(例3)
同様にTiC膜を得た。
即ち、
基 体 1B−・超硬合金ドリル
蒸着物質16・・・T1金属
イオン生成用ガス21・・・CH4ガスによシ1時間行
って1μmのTiC膜をコーティングした。
って1μmのTiC膜をコーティングした。
尚、ドリルは振動回転して行った。
イオン照射によシ核発生密度が高くなり、Wk軸なTI
Cが成長し、加えてT1原子も高度に活性化された状態
で蒸着するので緻密性及び密着性が向上する。更に、2
成分が同一方向で照射するため、組成の均一な膜が形成
できる。本実施例で得られたドリルの寿命は、RFイオ
ンブレーティングに比較し、約2倍向上した。
Cが成長し、加えてT1原子も高度に活性化された状態
で蒸着するので緻密性及び密着性が向上する。更に、2
成分が同一方向で照射するため、組成の均一な膜が形成
できる。本実施例で得られたドリルの寿命は、RFイオ
ンブレーティングに比較し、約2倍向上した。
(例4)
基 体 18・・・S1単結晶
蒸着物賀16・・・Ad金金
属オン生成用ガス21 ・・・酸素ガス1時間蒸着させ
て6000λのAltos膜を形成した。
て6000λのAltos膜を形成した。
かかるAlzOa膜の電気絶縁性を測定したら、表面抵
抗が10 Ω・1であった。
抗が10 Ω・1であった。
また、この方法において、イオン生成用ガス21にCH
4ガスを用いることによ#) AlaCs膜が形成でき
た。
4ガスを用いることによ#) AlaCs膜が形成でき
た。
本発明の薄膜形成方法によれば、イオン電流及び蒸着物
質量が正確に測定できるので、合成される薄膜物質の組
成割合を所望に応じて任意に選択でき、任意の濃度分布
状態のものを製造できる。
質量が正確に測定できるので、合成される薄膜物質の組
成割合を所望に応じて任意に選択でき、任意の濃度分布
状態のものを製造できる。
従って、金属膜乃至サーメツト膜から誘電体膜までの化
学量論的組成比をもった任意の物質薄膜を製造すること
ができる。
学量論的組成比をもった任意の物質薄膜を製造すること
ができる。
また、本発明の方法によれば、結晶性膜及び非晶質膜の
いずれの製法にも適用でき、極めて高純度物質の薄膜を
容易且つ効果的に蟇造することができる。
いずれの製法にも適用でき、極めて高純度物質の薄膜を
容易且つ効果的に蟇造することができる。
加えて、本発明において、イオンビームのillと蒸着
物質の進路を同じ方向にして影のない均一な面照射を行
なうことができ、更にイオンビームデポジションにおけ
る高エネルギー°イオンの生成と同時に蒸着されるべき
蒸気物質の活性化が行われる。これにより一段と高品質
な金属合成物薄膜が提供できる。
物質の進路を同じ方向にして影のない均一な面照射を行
なうことができ、更にイオンビームデポジションにおけ
る高エネルギー°イオンの生成と同時に蒸着されるべき
蒸気物質の活性化が行われる。これにより一段と高品質
な金属合成物薄膜が提供できる。
第1図は本発明の方法を実施するのに用いられる薄膜形
成装置の配置図、第2図は既に提案した薄膜形成装置の
配置図である。 16・・・蒸着物質 17・・・プラズマ発生領域7.
18・・・基体 19・・・イオンビーム加速領域25
・・・引出し電極 特許出願人 工業技術院長 指定代理人 速 水 諒 三 復代理人 弁理士田原勝彦 特許出願人 京セラ株式会社 代理人弁理士田原勝彦 第1図
成装置の配置図、第2図は既に提案した薄膜形成装置の
配置図である。 16・・・蒸着物質 17・・・プラズマ発生領域7.
18・・・基体 19・・・イオンビーム加速領域25
・・・引出し電極 特許出願人 工業技術院長 指定代理人 速 水 諒 三 復代理人 弁理士田原勝彦 特許出願人 京セラ株式会社 代理人弁理士田原勝彦 第1図
Claims (1)
- 蒸着物質の蒸発手段、イオン生成用ガスをイオンと電子
とに解離させるためのプラズマ発生領域、生成するイオ
ンを加速して基体上に照射させるイオンビーム加速領域
及びイオンビームが照射され且つ蒸着物質が蒸着される
べき基体を、この順序に且つ実質上−直線に整合して配
置させ、蒸着物質の蒸気を前記プラズマ発生領域及びイ
オンビー加速領域を通して基体上に金属化物薄膜を形成
することを特徴とする薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6780485A JPS60223113A (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6780485A JPS60223113A (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 薄膜形成方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59079231A Division JPS60221566A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 薄膜形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60223113A true JPS60223113A (ja) | 1985-11-07 |
Family
ID=13355503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6780485A Pending JPS60223113A (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60223113A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6439730A (en) * | 1987-08-06 | 1989-02-10 | Mitsubishi Electric Corp | Gas ion source apparatus |
JPH03136235A (ja) * | 1989-10-21 | 1991-06-11 | Agency Of Ind Science & Technol | Pn接合形成法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56137614A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-27 | Futaba Corp | Manufacture of amorphous silicon coat |
-
1985
- 1985-03-30 JP JP6780485A patent/JPS60223113A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56137614A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-27 | Futaba Corp | Manufacture of amorphous silicon coat |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6439730A (en) * | 1987-08-06 | 1989-02-10 | Mitsubishi Electric Corp | Gas ion source apparatus |
JPH03136235A (ja) * | 1989-10-21 | 1991-06-11 | Agency Of Ind Science & Technol | Pn接合形成法 |
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