[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

TW202430671A - 同質磊晶薄膜、其製造方法及製造裝置 - Google Patents

同質磊晶薄膜、其製造方法及製造裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202430671A
TW202430671A TW112137879A TW112137879A TW202430671A TW 202430671 A TW202430671 A TW 202430671A TW 112137879 A TW112137879 A TW 112137879A TW 112137879 A TW112137879 A TW 112137879A TW 202430671 A TW202430671 A TW 202430671A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
thin film
single crystal
substrate
aforementioned
homoepitaxial
Prior art date
Application number
TW112137879A
Other languages
English (en)
Inventor
稲瀬陽介
齋藤優
遠藤光人
宮崎俊也
Original Assignee
日商新柯隆股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商新柯隆股份有限公司 filed Critical 日商新柯隆股份有限公司
Publication of TW202430671A publication Critical patent/TW202430671A/zh

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02Epitaxial-layer growth
    • C30B23/08Epitaxial-layer growth by condensing ionised vapours
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08Oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16Oxides
    • C30B29/22Complex oxides
    • C30B29/30Niobates; Vanadates; Tantalates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

為了在具有LiNbO 3單結晶或LiTaO 3單結晶的表面的基板(2)的前述表面形成同質磊晶薄膜,在具有LiNbO 3單結晶或LiTaO 3單結晶的表面的基板的前述表面,將與前述單結晶相同的組合物藉由高頻濺射法沉積。製造裝置(1)具有腔室(11)、與對前述腔室的內部配置的靶材(121)供給高頻電力的高頻電源,濺射電極(12)為前述靶材的平面法線(PL1)對成膜位置處的基板偏移配置,前述靶材的平面法線(PL1)對前述基板的平面法線(PL2)以傾斜15~75°的方式配置。

Description

同質磊晶薄膜、其製造方法及製造裝置
本發明關於同質磊晶薄膜、其製造方法及製造裝置。
氧化物單結晶之鈮酸鋰(LiNbO 3,以下,也稱為LN)、鉭酸鋰(LiTaO 3,以下,也稱為LT)等為具有優異的壓電性、電光效果的材料。近年,將單結晶LN、單結晶LT與作為支持基板的矽基板、藍寶石基板等接合,從提升使用這些材料的通信.光控制元件的性能的觀點來看,將單結晶LN、單結晶LT等薄板化的複合基板受到關注。這些複合基板上的單結晶LN薄板或單結晶LT薄板藉由研磨等的由上而下(top down)的加工而製作。
研磨技術,例如,可列舉,化學機械研磨(CMP)、離子束修整。通常,CMP用於微米級的厚度研磨、表面平坦化等,離子束修整用於奈米級的研磨。然而,單結晶構造的優異的物理性質,在許多的裝置產品中與表層的結晶構造、組成有關,但由於單結晶LN、單結晶LT為難蝕刻材料,在這些研磨步驟中存在表層上有缺陷、組成的變化等原子層級的損傷之疑慮。此外,作為低損傷的研磨手法,可列舉,用氣體團簇離子束(gas cluster ion beam,GCIB)之修整手法,但由於研磨速度慢,因此產生製造成本增加之問題(參照專利文獻1)。
此外,作為用與上述研磨技術不同的方法得到薄板化的單結晶LN、單結晶LT等之方法,可列舉,輕元素的離子注入與將經離子注入的單結晶藉由熱處理來分割、轉移的方法(專利文獻2)。但是,摻入大量高能量離子的代價,分割的單結晶內部的構造的完整性被損壞,材料的固有特性可能會惡化。在這種情況下,也存在進一步藉由額外的熱處理來恢復結晶內部的損傷之手段,但必須根據最終產品的形態來調整熱處理條件,這將產生製造步驟複雜化之問題。
順帶一提,使用於許多半導體裝置的矽單結晶中,對表層包含裝置產品所需的性能而不能忽視的缺陷之基板,藉由用氣相成長的磊晶成長而形成新的薄膜層,可以恢復矽單結晶表層的構造的完整性(參照專利文獻3)。 [先行技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本特開2020-43214號公報 專利文獻2:國際公開第2009/081651號 專利文獻3:日本特開2010-177355號公報
[發明所欲解決之問題]
即使在LN單結晶及LT單結晶中,期待與矽單結晶同樣地,可以在薄板形成過程容易喪失的單結晶表層的功能恢復之磊晶成長技術,但以往仍然沒有出現這種技術。這是因為,用於許多的裝置的LN單結晶及LT單結晶,為了解決在製造步驟中因抗靜電、殘留的電荷導致的產品故障,在不損壞結晶性的範圍內實施還原反應處理。一般進行磊晶成長的情況下,為了得到充分的結晶性,將基板加熱到600℃~1100℃左右來進行成長。
但是,將這樣的溫度應用到經還原反應處理的LN單結晶及LT單結晶時,製程環境中的氧原子往基板側擴散,引起再氧化,基板原先具有的抗靜電力被削弱。因此,期望LN單結晶及LT單結晶上的磊晶成長在低溫製程下沉積,但在這樣的條件下,難以得到充分結晶化的磊晶薄膜。
本發明所欲解決的課題為在具有LN單結晶或LT單結晶的表面的基板的前述表面,形成同質磊晶薄膜。 [用以解決問題之手段]
用於解決上述課題的本發明為一種同質磊晶薄膜的製造方法,其在具有LiNbO 3單結晶或LiTaO 3單結晶的表面的基板的前述表面,將與前述單結晶相同的組合物藉由高頻濺射法沉積。在此,基板本身,可以為LiNbO 3單結晶或LiTaO 3單結晶的基板,也可以表面僅為LiNbO 3單結晶或LiTaO 3單結晶的基板。
上述發明中,前述LiNbO 3單結晶面的歐拉角(ϕ,θ,ψ)可以為(0°±5°,0°±5°,0°±5°)、(90°±5°,90°±5°,0°±5°)、(180°±5°,90°±5°,0°±5°)、(0°±5°,-95°~260°,0°±5°)或具有與此等效的結晶平面取向。
上述發明中,前述LiTaO 3單結晶面的歐拉角(ϕ,θ,ψ)可以為(90°±5°,90°±5°,0°±5°)、(0°±5°,-95°~140°,0°±5°)或具有與此等效的結晶平面取向。
上述發明中,前述基板的溫度可以設定到未滿450℃,較佳未滿350℃,更佳未滿250℃,藉由前述高頻濺射法磊晶成長。
上述發明中,可以對前述基板施加直流電壓,藉由前述高頻濺射法磊晶成長。
上述發明中,可以將氬氣與氧氣作為製程氣體,藉由前述高頻濺射法磊晶成長。
上述發明中,可以以緩和正離子或負離子對前述基板衝擊的方式,藉由前述高頻濺射法磊晶成長。
上述發明中,前述單結晶可以進行還原反應處理。
可以藉由使用上述發明的同質磊晶薄膜的製造方法的同質磊晶薄膜的製造裝置,來解決上述課題。
此外,用於解決上述課題的本發明為同質磊晶薄膜的製造裝置,具有:腔室、對前述腔室的內部配置的靶材供給高頻電力的高頻電源,在前述腔室內配置具有LiNbO 3單結晶或LiTaO 3單結晶的基板,將與前述單結晶相同的組合物藉由濺射法沉積。
上述發明中,可以具備前述靶材的平面法線相對於在成膜位置處的基板偏移配置的濺射電極。
上述發明中,前述濺射電極可以以前述靶材的平面法線相對於前述基板的平面法線傾斜15~75°的方式配置。
上述發明中,可以更具備:在前述腔室的內部的前述靶材的前方,以遮蔽前述靶材的平面法線與前述基板的表面相交的面的方式配置的遮蔽板。
上述發明中,可以更具備:設置在前述基板的背面側、加熱前述基板的加熱器。
上述發明中,可以更具備:相對於周圍的部件電性懸浮、從前述基板的背面側使前述基板旋轉的旋轉軸。
上述發明中,可以更具備:連接前述旋轉軸、可調整前述旋轉軸的電抗的高頻整合器。
上述發明中,可以更具備:連接前述旋轉軸、施加於前述旋轉軸直流電壓的直流電源。
上述發明中,可以更具備:在前述腔室的內部的前述靶材的前方,可施加接地或直流電壓的多孔金屬板、與覆蓋該多孔金屬板的多孔石英板。
上述發明中,可以更具備:保持前述單結晶基板、具備導電性的基座,其中從前述加熱器經由前述基座供給熱到前述基板。
上述發明中,可以更具備:保持前述單結晶基板、具有導電性的基座,其中從前述直流電源經由前述基座施加直流電壓到前述基板。
用於解決上述課題的本發明為一種同質磊晶薄膜,其形成於LiNbO 3單結晶或LiTaO 3單結晶的表面、由與前述單結晶相同的組合物構成。
上述發明中,前述LiNbO 3單結晶面的歐拉角(ϕ,θ,ψ)可以為(0°±5°,0°±5°,0°±5°)、(90°±5°,90°±5°,0°±5°)、(180°±5°,90°±5°,0°±5°)、(0°±5°,-95°~260°,0°±5°)或具有與此等效的結晶平面取向。
上述發明中,前述LiTaO 3單結晶面的歐拉角(ϕ,θ,ψ)可以為(90°±5°,90°±5°,0°±5°)、(0°±5°,-95°~140°,0°±5°)或具有與此等效的結晶平面取向。
上述發明中,前述單結晶可以進行還原反應處理。 [發明功效]
根據本發明,可以在具有LN單結晶或LT單結晶的表面的基板的前述表面,形成同質磊晶薄膜。
[用以實施發明的形態]
圖1為顯示本發明的同質磊晶薄膜的製造裝置1的一實施形態之剖面圖。本實施形態的同質磊晶薄膜的製造裝置1,藉由高頻濺射法,在具有LN單結晶或LT單結晶的表面的基板的該表面,沉積與其單結晶相同的組合物之濺射裝置。
即,本實施形態的同質磊晶薄膜的製造裝置1,在由LN粉末燒結或LT粉末燒結構成的靶材,投入高頻電力,形成電漿,藉由在靶材的表面產生的直流負偏壓加速的正離子與靶材碰撞,藉此,從靶材表面濺射的粒子作為同質磊晶薄膜的材料而使用。另外,基板2具有LiNbO 3單結晶或LiTaO 3單結晶的表面,也可以對LiNbO 3單結晶或LiTaO 3單結晶實施還原反應處理。
同質磊晶薄膜的製造裝置1,如圖1所示,具備:在可以設定預定的真空度的腔室11、設置在腔室11的濺射電極1312、與同樣設置在腔室11的基座。
本實施形態的腔室11包含:面向安裝於濺射電極12的靶材121的同時,面向搭載於基座13的基板2的成膜室111。成膜室111,可以藉由設置於腔室11的排氣口112的排氣裝置113而設定預定的真空度。
本實施形態的濺射電極12,對前端安裝的靶材121提供高頻電力。此高頻電力的頻率沒有限定,但可以包含13.56MHz的頻率。此外,靶材121可以為LN靶材或LT靶材,但也可以包含一定比例的Li 2O,且LiNbO 3(或LiTaO 3):Li 2O的莫耳比在100:0~50:50的範圍內。
本實施形態的基座13,由導電性材料構成,保持基板2的同時,可以藉由連接旋轉軸131的驅動裝置132以預定的旋轉速度旋轉。基座13可以以1次處理對複數個基板2進行沉積處理的方式設置埋頭孔(對應基板2的外形的凹部)。構成基座13的材質,沒有特別限定,但例如,可例示,鉻鎳鐵合金(INCONEL)、碳化矽、石墨、矽等。基座13的導電性未必要在室溫展現,也可以將基板2加熱到未滿450℃時展現。
此外,在基座13的下部,設置將基板2加熱到預定的溫度的加熱器133。加熱器133的加熱方式沒有限定,但例如,可例示,將石墨或碳化矽作為電阻器的電阻加熱方式、使用鹵素燈的光加熱方式等。一邊將基板2保持在未滿450℃的溫度,一邊藉由高頻濺射沉積同質磊晶薄膜時,可以促進沉積的薄膜的磊晶成長的同時,防止經還原反應處理的LN單結晶或LT單結晶的再氧化。
基座13的旋轉軸131維持電性懸浮的狀態。藉由使旋轉軸131電性懸浮,可以調整並緩和正離子的衝擊。藉由在電性懸浮的狀態下一邊使基板2旋轉,一邊沉積薄膜,可以滿足緩和負離子的衝擊之要求,同時在基板2的整個表面上均勻地沉積薄膜。
本實施形態的同質磊晶薄膜的製造裝置1包含:連接基座13的旋轉軸131、可調整電性懸浮的旋轉軸131的電抗的高頻整合器134。在此的電抗指的是對應於高頻整合器134內的電容與電感。藉由測量沉積中產生的高頻整合器134內的直流電壓,來診斷基板2對高頻電漿的電性耦合的狀態而實施用此高頻整合器134之調整。
在此,當直流電壓顯示負的最大值時,顯示容量性基板護套與電容處於串聯共振狀態,正離子被吸引到基板2,產生反向濺射。相對於此,當直流電壓顯示正的最大值時,對應於基板2與包含旋轉軸131的高頻整合器134的雜散電容(Stray Capacitance)之並聯共振狀態,負的電荷粒子被吸引到基板2。本實施形態的場合,藉由將電抗調整並保持為後者,可以抑制因反向濺射沉積到基板2的Li原子的再蒸發,並可以促進沉積的薄膜的磊晶成長。
本實施形態的同質磊晶薄膜的製造裝置1更包含連接旋轉軸131、對電性懸浮的旋轉軸131施加直流電壓的直流電源135。直流電源135可以施加負電壓及正電壓的任一電壓,但從促進沉積的薄膜的磊晶成長的觀點來看,期望施加正電壓。
本實施形態的靶材121以不直接面向基板2的方式配置。即,如圖1所示,靶材121相對於旋轉軸131偏移而配置,靶材121的平面法線PL1,以相對於基板2的基板法線PL2傾斜15°~75°的傾斜角度α的方式設置。靶材121的表面產生的直流負偏壓,使電漿中的負離子加速,沿著靶材121的平面法線L1釋放該負離子。因此,藉由基板2與靶材121不互相面對,可以避免負離子直接碰撞基板2,並可以緩和因負離子造成的衝擊。藉此,可以促進沉積的薄膜的磊晶成長。
本實施形態的同質磊晶薄膜的製造裝置1包含緩和從靶材121,沿著該靶材121的平面法線PL1釋放的負離子的衝擊之遮蔽板122。本實施形態的遮蔽板122,在靶材121的前方中,以遮蔽靶材121的平面法線PL1與基板2的表面相交的面的方式配置。藉此,可以抑制沿著靶材121的平面法線PL1釋放的負離子衝擊基板2,並可以進一步促進沉積的薄膜的磊晶成長。
本實施形態的同質磊晶薄膜的製造裝置包含多孔金屬板123與多孔石英板124。如圖1所示,本實施形態的多孔金屬板123與多孔石英板124設置於成膜室111的內壁的靶材121的前方,在多孔金屬板123的前面配置多孔石英板124。多孔金屬板123電性耦合到電漿,向電漿提供電子。此時,多孔金屬板123的電位可以為接地,也可以供給經控制的負電位以更積極地提供電子。此外,投入靶材121的高頻電力之中,為了提高實際的濺射現象消耗的電力效率,可以藉由堆疊複數個多孔金屬板123來增加表面積。多孔石英板124可以防止濺射粒子沉積到多孔金屬板123,並發揮保持電子的恆定供給的功能。此外,多孔石英板124也具有在供給負電位時,防止濺射的多孔金屬板123的材料反向沉積到基板2之功能。
本實施形態的同質磊晶薄膜的製造裝置更具備氣體供給裝置125,向成膜室111供給作為成膜時的製程氣體的氬氣與氧氣。 [實施例]
圖2為顯示本發明的同質磊晶薄膜的實施形態之剖面圖。圖式的例子中,LN單結晶21之上形成同質磊晶薄膜22。用上述的本實施形態的同質磊晶薄膜的製造裝置1的沉積,靶材121設為LN,用加熱器133將基板2的加熱溫度設為300℃、濺射速率設為0.2Å/秒、氬氣與氧氣的流量比設為50:50而實施。
圖3~圖7為顯示使用本實施形態的同質磊晶薄膜的製造裝置1成膜的同質磊晶薄膜250nm的X射線繞射結果之圖表。X射線繞射裝置使用Rigaku公司製Smart Lab,測定ω-2θ以評價面外結晶性。
圖3為顯示Z切面(歐拉角(0°,0°,0°))的X射線繞射結果之圖表,下圖為上圖的峰部分的放大圖。如圖3所示,在本實施例的基板的繞射峰稍低的2θ位置處,確認到同質磊晶薄膜的繞射峰。
圖4為顯示X切面(歐拉角(90°,90°,0°)的X射線繞射結果之圖表,下圖為上圖的峰部分的放大圖。如圖4所示,與圖3的Z切面的結果同樣地,在本實施例的基板的繞射峰稍低的2θ位置處,確認到同質磊晶薄膜的繞射峰。
圖5~圖7為旋轉Y切面(分別的歐拉角(0°,-49°,0°)、(0°,154°,0°)、(0°,-37°,0°)),如分別的圖所示,在基板2的平面垂直方向上,沒有觀察到不必要的繞射峰,這表示存在同質磊晶薄膜。
圖8為顯示使用本實施形態的同質磊晶薄膜的製造裝置1成膜的具有各種結晶平面取向的基板上沉積的同質磊晶薄膜250nm的X射線繞射結果之圖。X射線繞射裝置使用Rigaku公司製Smart Lab,面內結晶性評價設為極點測定LiNbO 3(012)面。如圖8所示,確認到具有對應分別的單結晶的對稱性的繞射圖案,確定為具有與基板相同的結晶構造的薄膜,即,同質磊晶薄膜。
圖9~圖11為顯示使用本實施形態的同質磊晶薄膜的製造裝置1成膜的同質磊晶薄膜250nm的穿透式電子顯微鏡 (TEM)影像、與選區電子繞射(SAED)影像之圖。圖9~圖11的各圖中,下圖所示的選區電子繞射影像為上圖中分別觀察以圓圈所示的基板的部分及薄膜的部分。圖9為觀察X切面、圖10為觀察41Y切面、圖11為觀察127Y切面,但圖9~圖11的選區電子繞射影像中,薄膜為顯示與基板同等的繞射圖案,直接確認到具有與基板同等的單結晶構造的同質磊晶薄膜沉積到具有各種結晶平面取向的基板上。
圖12為顯示經還原處理的LN單結晶的同質磊晶薄膜在沉積前後的可見光區域的光吸收率之圖表,虛線為顯示沉積前的光吸收率,實線為顯示沉積後的光吸收率。分光光度計使用Agilent公司製Cary7000。如圖12所示,在同質磊晶薄膜的沉積前後的光吸收率的曲線幾乎沒有差異。此外,未實施還原處理的LN單結晶,由於不具有光吸收率,因此本實施例中沉積的同質磊晶薄膜顯示基板不產生再氧化。
1:同質磊晶薄膜的製造裝置 11:腔室 111:成膜室 112:排氣口 113:排氣裝置 12:濺射電極 121:靶材 122:遮蔽板 123:多孔金屬板 124:多孔石英板 125:氣體供給裝置 13:基座 131:旋轉軸 132:驅動裝置 133:加熱器 134:高頻整合器 135:直流電源 21:LN單結晶 22:同質磊晶薄膜 PL1:靶材的平面法線 PL2:基板的平面法線 α:靶材的平面法線與基板的平面法線之間的角度
圖1為顯示本發明的同質磊晶薄膜的製造裝置的實施形態之圖。 圖2為顯示本發明的同質磊晶薄膜的實施形態之剖面圖。 圖3為顯示LiNbO 3單結晶及同質磊晶薄膜的X射線繞射結果之圖表(X射線繞射裝置(Rigaku公司製 Smart Lab),面外結晶性評價:ω-2θ測定)。 圖4為顯示LiNbO 3單結晶及同質磊晶薄膜的X射線繞射結果之圖(X射線繞射裝置(Rigaku公司製 Smart Lab),面內結晶性評價:極點測定LiNbO 3(012))。 圖5為顯示LiNbO 3單結晶及同質磊晶薄膜的X射線繞射結果之圖。 圖6為顯示LiNbO 3單結晶及同質磊晶薄膜的X射線繞射結果之圖。 圖7為顯示LiNbO 3單結晶及同質磊晶薄膜的X射線繞射結果之圖。 圖8為顯示使用圖1的同質磊晶薄膜的製造裝置成膜、在具有各種結晶平面取向的基板沉積的同質磊晶薄膜250nm的X射線繞射結果之圖。 圖9為顯示LiNbO 3單結晶及同質磊晶薄膜的穿透式電子顯微鏡影像與選區電子繞射影像之圖(其1)。 圖10為顯示LiNbO 3單結晶及同質磊晶薄膜的穿透式電子顯微鏡影像與選區電子繞射影像之圖(其2)。 圖11為顯示LiNbO 3單結晶及同質磊晶薄膜的穿透式電子顯微鏡影像與選區電子繞射影像之圖(其3)。 圖12為顯示在經還原處理的LiNbO 3單結晶的同質磊晶薄膜沉積前後的可見光區域的光吸收率之圖表(分光光度計(Agilent社 Cary7000))。
1:同質磊晶薄膜的製造裝置
11:腔室
111:成膜室
112:排氣口
113:排氣裝置
12:濺射電極
121:靶材
122:遮蔽板
123:多孔金屬板
124:多孔石英板
125:氣體供給裝置
13:基座
131:旋轉軸
132:驅動裝置
133:加熱器
134:高頻整合器
135:直流電源
2:基板
PL1:靶材的平面法線
PL2:基板的平面法線
α:靶材的平面法線與基板的平面法線之間的角度

Claims (24)

  1. 一種同質磊晶薄膜的製造方法,包括: 在具有LiNbO 3單結晶或LiTaO 3單結晶的表面的基板的前述表面,將與前述單結晶相同的組合物藉由高頻濺射法沉積。
  2. 如請求項1所述之同質磊晶薄膜的製造方法,其中前述LiNbO 3單結晶面的歐拉角(ϕ,θ,ψ)為 (0°±5°,0°±5°,0°±5°)、(90°±5°,90°±5°,0°±5°)、(180°±5°,90°±5°,0°±5°)、(0°±5°,-95°~260°,0°±5°)或具有與此等效的結晶平面取向。
  3. 如請求項1所述之同質磊晶薄膜的製造方法,其中前述LiTaO 3單結晶面的歐拉角(ϕ,θ,ψ)為 (90°±5°,90°±5°,0°±5°)、(0°±5°,-95°~140°,0°±5°)或具有與此等效的結晶平面取向。
  4. 如請求項1~3中任一項所述之同質磊晶薄膜的製造方法,其中前述基板的溫度設定到未滿450℃,藉由前述高頻濺射法磊晶成長。
  5. 如請求項1~3中任一項所述之同質磊晶薄膜的製造方法,其中對前述基板施加直流電壓,藉由前述高頻濺射法磊晶成長。
  6. 如請求項1~3中任一項所述之同質磊晶薄膜的製造方法,其中將氬氣與氧氣作為製程氣體,藉由前述高頻濺射法磊晶成長。
  7. 如請求項1~3中任一項所述之同質磊晶薄膜的製造方法,其中以緩和正離子或負離子對前述基板衝擊的方式,藉由前述高頻濺射法磊晶成長。
  8. 如請求項1~3中任一項所述之同質磊晶薄膜的製造方法,其中前述單結晶實施還原反應處理。
  9. 一種同質磊晶薄膜的製造裝置,使用如請求項1~3中任一項所述之同質磊晶薄膜的製造方法。
  10. 一種同質磊晶薄膜的製造裝置,具有:腔室、與對前述腔室的內部配置的靶材供給高頻電力的高頻電源, 其中,在前述腔室內配置具有LiNbO 3單結晶或LiTaO 3單結晶的表面的基板,將前述單結晶與相同的組合物藉由濺射法沉積。
  11. 如請求項10所述之同質磊晶薄膜的製造裝置,具有:前述靶材的平面法線相對於在成膜位置處的基板偏移配置的濺射電極。
  12. 如請求項11所述之同質磊晶薄膜的製造裝置,其中前述濺射電極,以前述靶材的平面法線相對於前述基板的平面法線傾斜15~75°的方式配置。
  13. 如請求項10~12中任一項所述之同質磊晶薄膜的製造裝置,更具備: 在前述腔室的內部的前述靶材的前方,以遮蔽前述靶材的平面法線與前述基板的表面相交的面的方式配置的遮蔽板。
  14. 如請求項10~12中任一項所述之同質磊晶薄膜的製造裝置,更具備: 設置於前述基板的背面側、加熱前述基板的加熱器。
  15. 如請求項10~12中任一項所述之同質磊晶薄膜的製造裝置,更具備: 相對於周圍的部件電性懸浮、從前述基板的背面側使前述基板旋轉的旋轉軸。
  16. 如請求項15所述之同質磊晶薄膜的製造裝置,更具備: 連接前述旋轉軸、可調整前述旋轉軸的電抗的高頻整合器。
  17. 如請求項15或16所述之同質磊晶薄膜的製造裝置,更具備: 連接前述旋轉軸、施加於前述旋轉軸直流電壓的直流電源。
  18. 如請求項10~12中任一項所述之同質磊晶薄膜的製造裝置,更具備: 在前述腔室的內部的前述靶材的前方,可施加接地或直流電壓的多孔金屬板、與覆蓋該多孔金屬板的多孔石英板。
  19. 如請求項14所述之同質磊晶薄膜的製造裝置,更具備: 保持前述基板、具有導電性的基座, 其中,從前述加熱器經由前述基座供給熱到前述基板。
  20. 如請求項17所述之同質磊晶薄膜的製造裝置,更具備: 保持前述基板、具有導電性的基座, 其中,從前述直流電源經由前述基座施加直流電壓到前述基板。
  21. 一種同質磊晶薄膜,形成於LiNbO 3單結晶或LiTaO 3單結晶的表面、由與前述單結晶相同的組合物構成。
  22. 如請求項21所述之同質磊晶薄膜,其中前述LiNbO 3單結晶面的歐拉角(ϕ,θ,ψ)為 (0°±5°,0°±5°,0°±5°)、(90°±5°,90°±5°,0°±5°)、(180°±5°,90°±5°,0°±5°)、(0°±5°,-95°~260°,0°±5°)或具有與此等效的結晶平面取向。
  23. 如請求項21所述之同質磊晶薄膜,其中前述LiTaO 3單結晶面的歐拉角(ϕ,θ,ψ)為(90°±5°,90°±5°,0°±5°)、(0°±5°,-95°~140°,0°±5°)或具有與此等效的結晶平面取向。
  24. 如請求項21~23中任一項所述之同質磊晶薄膜,其中對前述單結晶實施還原反應處理。
TW112137879A 2022-10-05 2023-10-03 同質磊晶薄膜、其製造方法及製造裝置 TW202430671A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022160851 2022-10-05
JP2022-160851 2022-10-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202430671A true TW202430671A (zh) 2024-08-01

Family

ID=90608136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112137879A TW202430671A (zh) 2022-10-05 2023-10-03 同質磊晶薄膜、其製造方法及製造裝置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7531961B1 (zh)
KR (1) KR20250009514A (zh)
TW (1) TW202430671A (zh)
WO (1) WO2024075690A1 (zh)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS645999A (en) * 1987-06-29 1989-01-10 Nippon Telegraph & Telephone Production of thin film of ferroelectric single crystal
JPH04170396A (ja) * 1990-10-31 1992-06-18 Asahi Chem Ind Co Ltd ニオブ酸リチウム単結晶簿膜の製造方法
JP5190316B2 (ja) * 2007-10-04 2013-04-24 キヤノンアネルバ株式会社 高周波スパッタリング装置
CN101689841A (zh) 2007-12-25 2010-03-31 株式会社村田制作所 复合压电基板的制造方法
JP5663062B2 (ja) * 2008-11-17 2015-02-04 富士フイルム株式会社 成膜方法、成膜装置、圧電体膜、圧電素子、液体吐出装置、及び圧電型超音波振動子
JP4598161B2 (ja) 2008-11-28 2010-12-15 キヤノンアネルバ株式会社 成膜装置、電子デバイスの製造方法
JP5710104B2 (ja) 2009-01-28 2015-04-30 信越半導体株式会社 シリコンエピタキシャルウェーハ及びシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法
JP2020043214A (ja) 2018-09-10 2020-03-19 株式会社東京精密 加工システム及び方法
JP7205694B2 (ja) * 2019-02-15 2023-01-17 住友金属鉱山株式会社 ニオブ酸リチウム基板の製造方法
JP7345411B2 (ja) * 2020-02-13 2023-09-15 京セラ株式会社 圧電体および圧電素子

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2024075690A1 (zh) 2024-04-11
JP7531961B1 (ja) 2024-08-13
KR20250009514A (ko) 2025-01-17
WO2024075690A1 (ja) 2024-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI285681B (en) Improved magnetron sputtering system for large-area substrates
JPH0359986B2 (zh)
JP7316379B2 (ja) 裏側物理的気相堆積の方法及び装置
JP4240471B2 (ja) 透明導電膜の成膜方法
TW202430671A (zh) 同質磊晶薄膜、其製造方法及製造裝置
TWI754503B (zh) 用於沉積壓電材料的方法及裝置
Clement et al. Effects of post-deposition vacuum annealing on the piezoelectric properties of AlScN thin films sputtered on 200 mm production wafers
JP2859721B2 (ja) プラズマ処理装置
TW594853B (en) The manufacturing method of diamond film and diamond film
JP4763674B2 (ja) ZnO膜形成装置および方法
JP3928989B2 (ja) SiCエピタキシャル薄膜作成方法およびSiCエピタキシャル薄膜作成装置
CN114672777B (zh) 一种抗氧化Cr/CrAl纳米多层涂层及其制备方法
CN111139439B (zh) 一种在大面积衬底上磁控溅射制备薄膜的方法
JP3573218B2 (ja) 薄膜製造方法
JP4316265B2 (ja) 液晶表示パネルの製造方法
JPS6222430A (ja) タングステン膜のスパツタリング形成法
Knorr et al. Texture development in thin metallic films
CN103334084A (zh) 一种增加钨薄膜和硅基片间附着力的方法
Oubaki et al. High-energy sputtering for the deposition of a conductive and adherent single molybdenum layer for solar cell applications
JPH06179968A (ja) 高周波スパッタリング装置
JP4396885B2 (ja) マグネトロンスパッタ装置
JP2744505B2 (ja) シリコンスパッタリング装置
JPS6277477A (ja) 薄膜形成装置
JPH09241840A (ja) マグネトロンスパッタ装置
JP5256466B2 (ja) 成膜装置及び酸化物薄膜成膜用基板の製造方法