JPS6389661A - 薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成装置Info
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- JPS6389661A JPS6389661A JP23562586A JP23562586A JPS6389661A JP S6389661 A JPS6389661 A JP S6389661A JP 23562586 A JP23562586 A JP 23562586A JP 23562586 A JP23562586 A JP 23562586A JP S6389661 A JPS6389661 A JP S6389661A
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- thin film
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- Pending
Links
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (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）
この発明は基板損傷が少なく、低温で良質な薄膜を形成
する装置に関するものである。
する装置に関するものである。
（従来の技術）
従来、真空蒸着時に反応ガスを導入し、コイルに高周波
（１３，５６ＭＨｚ）を印加してプラズマ化し、蒸発物
と導入ガスを反応させて薄膜を波形性するイオンブレー
ティングという手法が存在する。
（１３，５６ＭＨｚ）を印加してプラズマ化し、蒸発物
と導入ガスを反応させて薄膜を波形性するイオンブレー
ティングという手法が存在する。
（発明が解決しようとする問題点ク
イオンプレーティング法において１３．５６ＭＨｚの高
周波プラズマが又と蒸発物を反応させる場合、プラズマ
中の電子、イオンのエネルギーを制御するのは困難であ
り、基板に高速イオンや電子が衝突するために基板損傷
を防止することは困難である。また、１３．５６ＭＨｚ
の周波数のプラズマガスではイオン化率が比較的低く、
中性粒子が種々の悪影響をおよぼすことが考えられる。
周波プラズマが又と蒸発物を反応させる場合、プラズマ
中の電子、イオンのエネルギーを制御するのは困難であ
り、基板に高速イオンや電子が衝突するために基板損傷
を防止することは困難である。また、１３．５６ＭＨｚ
の周波数のプラズマガスではイオン化率が比較的低く、
中性粒子が種々の悪影響をおよぼすことが考えられる。
また、ガスと未反応蒸発物も存在することも考えられる
。
。
この発明の目的とするところとは電子サイクロトロン共
鳴を利用して発生させたプラズマガスと蒸発物とを効率
よく反応させることにより、高速成膜でき、低温で形成
でき、かつ基板損傷が少なくできる装置を提供すること
にある。
鳴を利用して発生させたプラズマガスと蒸発物とを効率
よく反応させることにより、高速成膜でき、低温で形成
でき、かつ基板損傷が少なくできる装置を提供すること
にある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は基板が配置された反応室と該反応室に接して配
置され、マイクロ波導波管と磁界印加手段が取り付けら
れたプラズマ生成室とからなり、反応室には抵抗加熱あ
るいは電子ビーム加熱などによる薄膜原料の蒸発源が配
置されており、蒸発源より放出された蒸発物とプラズマ
室で生成されたプラズマガスとの反応物を基板上に形成
することを特徴とする薄膜形成装置である。
置され、マイクロ波導波管と磁界印加手段が取り付けら
れたプラズマ生成室とからなり、反応室には抵抗加熱あ
るいは電子ビーム加熱などによる薄膜原料の蒸発源が配
置されており、蒸発源より放出された蒸発物とプラズマ
室で生成されたプラズマガスとの反応物を基板上に形成
することを特徴とする薄膜形成装置である。
（作用）
電子サイクロトロン共鳴マイクロ波プラズマでは、ガス
のイオン化率が１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマに比べ
てかなり大きくなる。イオン化率が高いことから、プラ
ズマの活性度が大きく、蒸発物とガスとがより効率良く
反応する。また、電子サイクロトロン共鳴マイクロ波プ
ラズマはＲＦプラズマに比べてそのエネルギー分布がそ
ろっており、エネルギーの制御性が良い。また、基板ホ
ルダ付近でのイオンエネルギーは２０ｅＶと比較的小さ
くもしプラズマが基板に当ったとしても基板損傷はほと
んどない。すなわち、プラズマによる活性化が高くかつ
イオンによる衝撃が少ないことから、低温かつ低基板損
傷で薄膜が形成できることになる。
のイオン化率が１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマに比べ
てかなり大きくなる。イオン化率が高いことから、プラ
ズマの活性度が大きく、蒸発物とガスとがより効率良く
反応する。また、電子サイクロトロン共鳴マイクロ波プ
ラズマはＲＦプラズマに比べてそのエネルギー分布がそ
ろっており、エネルギーの制御性が良い。また、基板ホ
ルダ付近でのイオンエネルギーは２０ｅＶと比較的小さ
くもしプラズマが基板に当ったとしても基板損傷はほと
んどない。すなわち、プラズマによる活性化が高くかつ
イオンによる衝撃が少ないことから、低温かつ低基板損
傷で薄膜が形成できることになる。
（実施例）
以下、本発明の詳細な説明する。第１図は一実施例の装
置を示す断面図である。
置を示す断面図である。
１は反応室であり、内部に加熱ヒータ付基板ホルダー２
が設けられ、基板３が配置されている。また、下部には
タングステンヒータによる蒸着源１６が配置され、蒸発
物１５を放出する。反応室１の側部にプラズマ生成室４
が配置され、その間にオリフィス５が設けられている。
が設けられ、基板３が配置されている。また、下部には
タングステンヒータによる蒸着源１６が配置され、蒸発
物１５を放出する。反応室１の側部にプラズマ生成室４
が配置され、その間にオリフィス５が設けられている。
プラズマ生成室４には漫製のマイクロ波導入窓６を介し
てマイクロ波導波管７が接続され、プラズマ生成室の周
囲には磁気コイル８が配置されている。なお、図中９，
１１はガス導入管、１０はパルプ、１２はシャッタ、１
３は膜厚計、１４は遮蔽板である。
てマイクロ波導波管７が接続され、プラズマ生成室の周
囲には磁気コイル８が配置されている。なお、図中９，
１１はガス導入管、１０はパルプ、１２はシャッタ、１
３は膜厚計、１４は遮蔽板である。
この装置によって、−例としてＡＩＮ薄膜を形成。
する場合を具体的に説明する。
まず、拡散ポンプ及び油回転ポンプを用いて反応室１と
プラズマ生成室４内をｌＸｌ０−７Ｔｏｒｒ程度まで排
気する。次に、プラズマ生成室側のバルブ１０を開き、
プラズマ生成室４に高純度のＮ２ガスを導入し、室内の
圧力をｌＸｌ０−’Ｔｏｒｒ程度に設定する。この状態
で、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を５００Ｗａｔｔ
にし、かつ磁気コイル８によって磁束密度８７５Ｇａｕ
ｓｓの磁場を発生させてＮ２ガスプラズマを発生させる
。
プラズマ生成室４内をｌＸｌ０−７Ｔｏｒｒ程度まで排
気する。次に、プラズマ生成室側のバルブ１０を開き、
プラズマ生成室４に高純度のＮ２ガスを導入し、室内の
圧力をｌＸｌ０−’Ｔｏｒｒ程度に設定する。この状態
で、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を５００Ｗａｔｔ
にし、かつ磁気コイル８によって磁束密度８７５Ｇａｕ
ｓｓの磁場を発生させてＮ２ガスプラズマを発生させる
。
同時に、蒸発源１５．１６よりＡｌを蒸発させる。その
後、シャッタ１２を開き、基板ホルダー２に取り付けら
れたシリコン基板３上にＡＩＮを蒸着させる。
後、シャッタ１２を開き、基板ホルダー２に取り付けら
れたシリコン基板３上にＡＩＮを蒸着させる。
本実施例ではこの状態で約１０分間膜形成を行なった。
このようにして形成されたＡＩＮ薄膜の膜厚は約１ｐｍ
であり、その構造は六方晶、Ｃ軸配向膜であった。この
場合には基板加熱は行なっていない。なお、約３００°
Ｃに加熱されたサファイア基板を用いたときにはエピタ
キシャル成長膜が得られた。
であり、その構造は六方晶、Ｃ軸配向膜であった。この
場合には基板加熱は行なっていない。なお、約３００°
Ｃに加熱されたサファイア基板を用いたときにはエピタ
キシャル成長膜が得られた。
また、この膜の電気機械結合係数を測定したところ約５
％という値が得られた。この値は、マグネトロンスパッ
タ法によって製造されたＡＩＮ薄膜と同等かそれ以上の
値である。また、薄膜の組成をプラズマ発光分析法及び
Ｘ線マイクロアナライザで測定したところほぼ１：１の
組成であった。
％という値が得られた。この値は、マグネトロンスパッ
タ法によって製造されたＡＩＮ薄膜と同等かそれ以上の
値である。また、薄膜の組成をプラズマ発光分析法及び
Ｘ線マイクロアナライザで測定したところほぼ１：１の
組成であった。
（発明の効果）
このように、本発明によって低温で良質の薄膜が得られ
ることがわかる。
ることがわかる。
もちろん、この装置によってプラズマガスをＮ２、蒸発
物をボロン（Ｂ）とすればＢＮを合成できるし、プラズ
マガスを０２、蒸発物を２ｎとすればＺｎＯのような酸
化物薄膜も合成できるし、プラズマガスとしてＣＨ４、
蒸発源をＴｉとすればＴｉＣのような炭化物も合成でき
ることは言うまでもない。
物をボロン（Ｂ）とすればＢＮを合成できるし、プラズ
マガスを０２、蒸発物を２ｎとすればＺｎＯのような酸
化物薄膜も合成できるし、プラズマガスとしてＣＨ４、
蒸発源をＴｉとすればＴｉＣのような炭化物も合成でき
ることは言うまでもない。
この発明はこのように、電子サイクロトロン共鳴を利用
したプラズマガスと蒸発源とを組み合わせて、低温で基
板損傷が少ない条件下で良質な薄膜を形成できるように
したものであり、機能性誘電体薄膜や半導体薄膜等への
応用が可能である。
したプラズマガスと蒸発源とを組み合わせて、低温で基
板損傷が少ない条件下で良質な薄膜を形成できるように
したものであり、機能性誘電体薄膜や半導体薄膜等への
応用が可能である。
第１図は本発明による一実施例の薄膜形成装置を示す断
面図である。
面図である。
Claims (1)
- 基板が配置された反応室と、該反応室に接して配置され
マイクロ波導波管と磁界印加手段が取り付けられたプラ
ズマ生成室とからなり、反応室には加熱手段と薄膜原料
の蒸発源が配置されており、蒸発物とプラズマ生成室で
生成されたプラズマガスとの反応物が基板上に形成され
ることを特徴とする薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23562586A JPS6389661A (ja) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23562586A JPS6389661A (ja) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | 薄膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6389661A true JPS6389661A (ja) | 1988-04-20 |
Family
ID=16988781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23562586A Pending JPS6389661A (ja) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6389661A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0254758A (ja) * | 1988-08-18 | 1990-02-23 | Nissin Electric Co Ltd | 薄膜形成装置 |
| JPH02111882A (ja) * | 1988-10-21 | 1990-04-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 立方晶窒化ほう素膜の製造装置 |
-
1986
- 1986-10-02 JP JP23562586A patent/JPS6389661A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0254758A (ja) * | 1988-08-18 | 1990-02-23 | Nissin Electric Co Ltd | 薄膜形成装置 |
| JPH02111882A (ja) * | 1988-10-21 | 1990-04-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 立方晶窒化ほう素膜の製造装置 |
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