JP2725442B2 - Method for producing composite oxide thin film and method for producing spatial light modulator - Google Patents

Method for producing composite oxide thin film and method for producing spatial light modulator

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JP2725442B2 JP2154760A JP15476090A JP2725442B2 JP 2725442 B2 JP2725442 B2 JP 2725442B2 JP 2154760 A JP2154760 A JP 2154760A JP 15476090 A JP15476090 A JP 15476090A JP 2725442 B2 JP2725442 B2 JP 2725442B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビスマスとシリコンとを主成分とする複合
酸化物薄膜の製造方法および光演算装置や投射型ディス
プレイに用いられる空間光変調素子の製造方法に関す
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a composite oxide thin film containing bismuth and silicon as main components, and a method for manufacturing a spatial light modulator used for an optical arithmetic device or a projection display. About.

従来の技術 光伝導性電気光学結晶である、ビスマスシリコンオキ
サイド(Bi12SiO20,以下BSOと称する)の単結晶基板を
用い、ポッケルス効果を利用した空間光変調素子の一種
であるポッケルス・リードアウト素子(以下PROM素子と
称する)はアイテック(Itek)の研究者たちによって開
発され、光演算装置の論理ゲートや画像記憶素子に応用
されている。また最近では、神経系と類似の入出力動
作、例えばパターン認識、連想記憶などを行う神経ネッ
トワーク回路への応用も検討され始めている。
2. Description of the Related Art A Pockels lead-out, which is a kind of spatial light modulator using the Pockels effect, using a single crystal substrate of bismuth silicon oxide (Bi 12 SiO 20 , hereinafter referred to as BSO) which is a photoconductive electro-optic crystal. Devices (hereinafter referred to as PROM devices) have been developed by researchers at Itek and applied to logic gates and image storage devices in optical arithmetic devices. Recently, application to a neural network circuit that performs input / output operations similar to those of the nervous system, for example, pattern recognition and associative memory, has begun to be studied.

第5図に従来のPROM素子の断面構造を示す。表面研磨
した厚さ数100μmのBSO単結晶基板19の両側に絶縁層20
としてポリ−p−パラキシリレンを約5μm厚で蒸着
し、さらにその外側に透明電極21としてITOを200nm蒸着
した構造である。
FIG. 5 shows a cross-sectional structure of a conventional PROM element. An insulating layer 20 is formed on both sides of a surface-polished BSO single crystal substrate 19 having a thickness of several hundred μm.
Is a structure in which poly-p-paraxylylene is deposited to a thickness of about 5 μm, and ITO is deposited thereon as a transparent electrode 21 to a thickness of 200 nm.

PROM素子は光伝導性とポッケルス効果を合わせ持って
おり、画像の書き込みは光伝導性によって行なわれ、読
み出しはポッケルス効果によって行なわれる。PROM素子
に電圧を印加した状態で画像情報を有する光を照射する
とBSOが有する光伝導性のために入力光強度に応じてBSO
単結晶中に電荷が発生し、この電荷によって結晶にかか
る電圧が見かけ上減少する。すなわち、入力画像情報は
結晶中の電圧分布として記録される。つぎに、記録画像
の読み出しであるが、直線偏光した光を電圧印加状態の
PROM素子に入射するとポッケルス効果のために印加電圧
に応じて楕円偏光となる。出力側に入射光偏光方向に対
して90度回転した向きの検光子を設置することによりBS
O結晶の電圧分布を光強度分布の形で取り出すことがで
きる。
The PROM element has both photoconductivity and Pockels effect, and writing of an image is performed by photoconductivity and reading is performed by Pockels effect. When light with image information is irradiated with a voltage applied to the PROM element, the BSO varies depending on the input light intensity due to the photoconductivity of the BSO.
Charge is generated in the single crystal, and the charge apparently reduces the voltage applied to the crystal. That is, the input image information is recorded as a voltage distribution in the crystal. Next, for reading the recorded image, the linearly polarized light is
When the light enters the PROM element, it becomes elliptically polarized light according to the applied voltage due to the Pockels effect. By installing an analyzer that is rotated 90 degrees to the polarization direction of the incident light on the output side, BS
The voltage distribution of the O crystal can be extracted in the form of a light intensity distribution.

以上説明したPROM素子としての応用以外にも、BSOは
光導電層と液晶層を積層したしきい値処理機能を有する
空間光変調素子への応用も提案されている(滝沢國治
他、第35回応用物理学会関係連合講演会講演予稿集昭和
63年春季30P−ZF−3,30P−ZF−4)。
In addition to the application as a PROM element described above, an application of a BSO to a spatial light modulation element having a threshold processing function in which a photoconductive layer and a liquid crystal layer are stacked has been proposed (Kuniharu Takizawa)
Proceedings of the 35th Annual Conference of the Japan Society of Applied Physics, Showa
Spring 63, 30P-ZF-3, 30P-ZF-4).

このように従来のPROM素子はBSO単結晶を用いて作製
されているが、一般にBSO単結晶は約900℃の融液よりチ
ョコラルスキー法によって育成されるため、その結晶成
長、基板加工に複雑な工程を必要としている。
As described above, the conventional PROM element is manufactured using a BSO single crystal, but since a BSO single crystal is generally grown from a melt at about 900 ° C. by the Czochralski method, the crystal growth and substrate processing are complicated. Needs a process.

一方、一般に膜形成に用いられるスパッタ法によるBS
O薄膜形成が考えられる。その中でも、電子サイクロト
ロン共鳴プラズマを用いたスパッタ法は、従来から行わ
れているRFプラズマスパッタ法に比べて、多量のプラズ
マを引き出せるため堆積速度が速いことや、比較的高真
空中(10-5Torr〜10-4Torr)で薄膜を形成できるため、
不純物の取り込みが少なく質の良い薄膜を形成すること
ができることから、BSO薄膜形成への応用が考えられ
る。
On the other hand, BS by the sputtering method generally used for film formation
O thin film formation is conceivable. Among them, the sputtering method using the electron cyclotron resonance plasma has a higher deposition rate because a larger amount of plasma can be extracted and a relatively high vacuum (10 −5) , compared with the conventional RF plasma sputtering method. Torr to 10 -4 Torr)
Since a high quality thin film can be formed with little incorporation of impurities, it can be applied to the formation of a BSO thin film.

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の構成では、以下に延べる課題
を有していた。
Problems to be Solved by the Invention However, the above-described conventional configuration has the following problems.

まずターゲット電極としてそれぞれの組成を混ぜ合わ
せて焼結したセラミックスや、合金あるいは多数の異な
る組成からなる金属小片を張り合わせた物を用いる方法
ではPROM素子に使用できるだけの均一で良質のBSO薄膜
を得ることは困難であるという課題を有していた。
First, using a target electrode composed of ceramics sintered by mixing their respective compositions, or an alloy or a piece of metal pieces composed of a number of different compositions, obtains a uniform and high-quality BSO thin film that can be used in PROM devices. Had the problem of being difficult.

すなわち、二つ以上の主成分から成るセラミックスタ
ーゲット電極を電子サイクロトロン共鳴プラズマにより
スパッタして複合物薄膜を形成する場合、スパッタ中の
それぞれの粒子のスパッタ速度が異なるためにターゲッ
ト電極表面の組成が時々刻々と変化し、これにより複合
化合物薄膜の組成比の再現性が悪く、またセラミックス
ターゲット電極は一般に不純物が多く、これらが膜中に
入れば欠陥を生成し、電子トラップとなるなどの課題を
有していた。
That is, when a ceramic target electrode composed of two or more main components is sputtered by electron cyclotron resonance plasma to form a composite thin film, the composition of the surface of the target electrode is sometimes changed because the sputtering speed of each particle during sputtering is different. It changes every moment, which causes poor reproducibility of the composition ratio of the composite compound thin film. In addition, ceramic target electrodes generally have many impurities, and if these enter the film, they have problems such as generating defects and becoming an electron trap. Was.

また合金あるいは多数の金属小片を張り合わせたター
ゲット電極では、ターゲット電極の製造が困難であるこ
とや、面内での組成比にバラツキが生じる等の課題を有
していた。
Further, in the case of a target electrode in which an alloy or a large number of small metal pieces are bonded, there are problems such as difficulty in manufacturing the target electrode and variation in the in-plane composition ratio.

さらに、PROM素子を作製するにあたり、BSO単結晶基
板の厚みは薄いほど素子の分解能が向上するが、薄くす
ると機械的強度が減少するため200μm程度が限度であ
り、分解能も20lp/mm(ラインペア/mm)程度と低く、BS
O単結晶基板表面に絶縁膜を形成する際には一度空気中
に放置されるため表面が汚染されて絶縁膜中にピンホー
ルや欠陥が形成され、駆動中に絶縁破壊が生じるという
課題を有していた。
Furthermore, when manufacturing a PROM element, the thinner the BSO single crystal substrate, the higher the resolution of the element, but the thinner the mechanical strength decreases, the limit is about 200 μm, and the resolution is also 20 lp / mm (line pair). / mm) as low as BS
O When forming an insulating film on the surface of a single crystal substrate, it is once left in the air so that the surface is contaminated, pinholes and defects are formed in the insulating film, and dielectric breakdown occurs during driving. Was.

本発明は上記従来の課題を解決するもので、安定した
特性を有するBSOからなる複合酸化物薄膜を再現性よく
製造する方法、および信頼性に優れた空間光変調素子を
製造する方法を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a method for producing a composite oxide thin film made of BSO having stable characteristics with good reproducibility, and a method for producing a spatial light modulator having excellent reliability. The purpose is to:

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の複合酸化物薄膜の
製造方法は、真空容器内に任意のガスを導入し、電界と
磁界を印加して発生させた電子サイクロトロン共鳴プラ
ズマを電界を印加したターゲット電極に引き込み、その
ターゲット電極をスパッタしてプラズマ中に保持した基
板上に薄膜を形成する方法を用いるもので、ターゲット
電極が少なくともビスマスを主成分とする第1の電極と
少なくともシリコンを主成分とする第2の電極からな
り、第1および第2のターゲット電極にそれぞれ独立し
た電界を印加しつつスパッタする工程を含み、基板上に
少なくともビスマスとシリコンとを主成分とする複合酸
化物薄膜を形成するものである。
Means for Solving the Problems To achieve this object, a method for producing a composite oxide thin film according to the present invention is directed to an electron cyclotron resonance generated by introducing an arbitrary gas into a vacuum vessel and applying an electric field and a magnetic field. A method in which plasma is drawn into a target electrode to which an electric field is applied, and the target electrode is sputtered to form a thin film on a substrate held in the plasma, wherein the target electrode is a first electrode containing at least bismuth as a main component And a second electrode containing at least silicon as a main component, including a step of applying an independent electric field to each of the first and second target electrodes to perform sputtering, and forming at least bismuth and silicon as main components on a substrate. To form a composite oxide thin film.

作用 この構成によって、ターゲット電極として単独組成の
ものを用いることができるため、再現性よく同一組成の
複合酸化物薄膜を形成することができる。また、高純度
の金属からなるターゲット電極を容易に利用することが
できるため、複合酸化物薄膜中への不純物の混入を少な
くでき、欠陥、電子トラップの少ないBSOからなる複合
酸化物薄膜をより高速度で形成することができる。また
それぞれのターゲット電極に独立して電界を印加してい
るため、組成を任意に変えることができ、材料設計を容
易に行うことができる。さらにPROM素子などに応用する
場合にも、薄膜であるため研磨する必要がなく、分解能
の高い素子を形成することができる。
Operation With this configuration, a target electrode having a single composition can be used, so that a composite oxide thin film having the same composition can be formed with good reproducibility. In addition, since a target electrode made of a high-purity metal can be easily used, contamination of the composite oxide thin film with impurities can be reduced, and a composite oxide thin film made of BSO with few defects and electron traps can be used more efficiently. Can be formed at speed. In addition, since an electric field is independently applied to each target electrode, the composition can be arbitrarily changed and material design can be easily performed. Further, even when applied to a PROM element or the like, since it is a thin film, there is no need for polishing, and an element with high resolution can be formed.

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとずいて説明す
る。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(実施例1) 第1図は本発明の一実施例における複合酸化物薄膜の
製造方法に用いる電子サイクロトロン共鳴プラズマを用
いたスパッタ装置の概略構成図である。
Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sputtering apparatus using electron cyclotron resonance plasma used in a method of manufacturing a composite oxide thin film in one embodiment of the present invention.

このスパッタ装置はプラズマ室1と試料室2とに分け
て構成され、プラズマ室1は2.45GHzのマイクロ波源
(同図では省略)が取り付けられ、電子サイクロトロン
共鳴条件を満たすために必要な0.0875T以上の磁界を発
生するコイル3で取り囲まれている。試料室2の中に
は、基板4を支持する支持台5、プラズマによりスパッ
タされるターゲット電極およびガス導入口6、7が設け
られている。ターゲット電極は第1の電源10に接続され
た、99.999%以上の純度を有するビスマスからなる第1
の電極8、および第2の電源11に接続された、99.999%
以上の純度を有するシリコンからなる第2の電極9から
構成されており、プラズマ吹き出し口12を囲んで配置さ
れている。
This sputtering apparatus is divided into a plasma chamber 1 and a sample chamber 2. The plasma chamber 1 is equipped with a microwave source of 2.45 GHz (not shown in the figure), and has a 0.0875 T or more required to satisfy electron cyclotron resonance conditions. Are generated. In the sample chamber 2, a support 5 for supporting a substrate 4, a target electrode sputtered by plasma, and gas inlets 6 and 7 are provided. The target electrode is a first electrode made of bismuth having a purity of 99.999% or more, which is connected to the first power supply 10.
99.999% connected to the second electrode 8 and the second power supply 11
It is composed of a second electrode 9 made of silicon having the above purity, and is arranged so as to surround the plasma outlet 12.

この装置を用いてBSO薄膜を形成する方法を以下に述
べる。
A method for forming a BSO thin film using this apparatus will be described below.

排気はターボポンプと油回転ポンプとで行い、BSO薄
膜形成前の真空度は、10-5〜10-6Torrである。ガス導入
口6、7からそれぞれアルゴンおよび酸素ガスを2ml/分
の流量で導入し、試料室2の真空度をポンプの排気量を
調整して10-3Torrとし、マイクロ波のパワーを300Wとし
て、プラズマを発生させる。次に第1の電源10、第2の
電源11から第1、第2の電極に任意のDCバイアスを印加
する。第1、第2の電極のスパッタ速度は、ほぼ印加し
たDCバイアスに比例する。
Evacuation is performed by a turbo pump and an oil rotary pump, and the degree of vacuum before forming the BSO thin film is 10 -5 to 10 -6 Torr. Argon and oxygen gas were introduced at a flow rate of 2 ml / min from the gas inlets 6 and 7, respectively, the degree of vacuum in the sample chamber 2 was adjusted to 10 -3 Torr by adjusting the pumping amount, and the microwave power was set to 300 W. , To generate plasma. Next, an arbitrary DC bias is applied from the first power supply 10 and the second power supply 11 to the first and second electrodes. The sputtering rates of the first and second electrodes are almost proportional to the applied DC bias.

商品位のBSO薄膜を形成するには、化学組成をできる
だけ化学量論比に近づける必要があるが、本実施例の方
法によれば、第1、第2の電極のスパッタ速度を任意に
独立して調整できるため、再現性よく高品位の薄膜が形
成できる。たとえば、第1の電極(ビスマス)への印加
電圧を200V一定として、第2の電極(シリコン)への印
加電圧を変化させたときに得られたBSO薄膜中のシリコ
ンの原子比率をX線マイクロアナライザーにより測定し
た結果を第2図に示したが、同図に示すように組成比の
制御は容易に行える。第2図において(a)で示す組成
は最もBSOの化学量論比に近く、その光伝導特性の波長
依存性は第3図のように極めて良好な特性を示してい
る。
In order to form a commercial-grade BSO thin film, it is necessary to make the chemical composition as close as possible to the stoichiometric ratio. However, according to the method of this embodiment, the sputter rates of the first and second electrodes are arbitrarily independent. Therefore, a high-quality thin film can be formed with good reproducibility. For example, when the applied voltage to the first electrode (bismuth) is fixed at 200 V and the applied voltage to the second electrode (silicon) is changed, the atomic ratio of silicon in the BSO thin film obtained by X-ray micro FIG. 2 shows the result of measurement by the analyzer. As shown in FIG. 2, the composition ratio can be easily controlled. In FIG. 2, the composition indicated by (a) is closest to the stoichiometric ratio of BSO, and the wavelength dependence of its photoconductive characteristics shows extremely good characteristics as shown in FIG.

また、得られたBSO薄膜を400℃以上の温度で酸素ガス
を含む雰囲気中でアニールすることにより、さらに電気
特性が向上することがわかった。
Further, it was found that the electrical characteristics were further improved by annealing the obtained BSO thin film at a temperature of 400 ° C. or more in an atmosphere containing oxygen gas.

(実施例2) 次に、BSO薄膜を用いた空間光変調素子の作製方法を
第4図を用いて以下に述べる。
Example 2 Next, a method for manufacturing a spatial light modulator using a BSO thin film will be described below with reference to FIG.

光を透過する絶縁性基板13(たとえば、ガラス等)の
上に200nm程度の膜厚を有するITOからなる透明電極14を
電子ビーム蒸着法等により形成する。次に、第1図に示
したスパッタ装置を用いて、ガス導入口6、7からそれ
ぞれアルゴンおよび酸素ガスを2ml/分の流量で導入し、
試料室2の真空度を排気量を調整して10-3Torrとし、マ
イクロ波のパワーを300Wとして、プラズマを発生させ
る。次に第2の電源11にのみ300VのDCバイアスを印加し
て、シリコンからなる第2の電極9のみをスパッタして
酸化シリコン(SiO2)からなる絶縁膜15を1μm程度の
膜厚で形成する。
A transparent electrode 14 made of ITO having a thickness of about 200 nm is formed on an insulating substrate 13 (for example, glass or the like) that transmits light by an electron beam evaporation method or the like. Next, using the sputtering apparatus shown in FIG. 1, argon and oxygen gas were introduced at a flow rate of 2 ml / min from the gas introduction ports 6 and 7, respectively.
The degree of vacuum in the sample chamber 2 is adjusted to 10 -3 Torr by adjusting the exhaust amount, and the power of the microwave is set to 300 W to generate plasma. Next, a DC bias of 300 V is applied only to the second power supply 11, and only the second electrode 9 made of silicon is sputtered to form an insulating film 15 made of silicon oxide (SiO 2 ) with a thickness of about 1 μm. I do.

次に、真空を破ることなく、マイクロ波のパワーは30
0Wのままで、第1の電源10、第2の電源11にそれぞれ20
0V、150VのDCバイアスを印加して、ビスマスからなる第
1の電極8、およびシリコンからなる第2の電極9を同
時にスパッタしてBSO薄膜16を10μm程度の膜厚で形成
する。
Next, without breaking the vacuum, the power of the microwave is 30
At 0 W, the first power supply 10 and the second power supply 11
By applying a DC bias of 0 V and 150 V, the first electrode 8 made of bismuth and the second electrode 9 made of silicon are simultaneously sputtered to form a BSO thin film 16 with a thickness of about 10 μm.

さらにその上に、真空を破ることなく、第2の電源11
にのみ300VのDCバイアスを印加して、シリコンからなる
第2の電極9のみをスパッタすることにより、酸化シリ
コン(SiO2)からなる絶縁膜17を1μm程度の膜厚で形
成する。
In addition, a second power supply 11 without breaking the vacuum
By applying a DC bias of 300 V to only the second electrode 9 and sputtering only the second electrode 9 made of silicon, an insulating film 17 made of silicon oxide (SiO 2 ) is formed with a thickness of about 1 μm.

最後に、200nm程度の膜厚を有するITOからなる透明電
極18を電子ビーム蒸着法等により形成する。
Finally, a transparent electrode 18 made of ITO having a thickness of about 200 nm is formed by an electron beam evaporation method or the like.

本発明の方法によれば、同一真空中で容易にBSOを用
いた空間光変調素子を形成することができる。また、BS
O薄膜の膜厚は10μm程度であり、単結晶のBSOを用いた
ときの十分の一程度となり、分解能も100lp/mmが可能と
なる。
According to the method of the present invention, a spatial light modulator using BSO can be easily formed in the same vacuum. Also BS
The thickness of the O thin film is about 10 μm, which is about one tenth that when single crystal BSO is used, and a resolution of 100 lp / mm is possible.

また、同一真空中で絶縁膜とBSO薄膜が形成されるた
め、ピンホールや欠陥等がきわめて少なく絶縁耐圧が大
幅に向上し、素子の信頼性が増した。
Further, since the insulating film and the BSO thin film are formed in the same vacuum, the number of pinholes and defects is extremely small, the withstand voltage is greatly improved, and the reliability of the device is increased.

以上説明した実施例において、酸素ガスの代わりに窒
素ガスをガス導入口7から2ml/分の流量で導入し、絶縁
膜15、17として窒化シリコン(Si3N4)を形成させても
同様の効果が得られた。
In the above-described embodiment, the same applies even when nitrogen gas is introduced from the gas inlet 7 at a flow rate of 2 ml / min instead of oxygen gas to form silicon nitride (Si 3 N 4 ) as the insulating films 15 and 17. The effect was obtained.

発明の効果 以上のように本発明は真空容器内に任意のガスを導入
して、電界と磁界を印加して発生させた電子サイクロト
ロン共鳴プラズマを電界を印加したターゲット電極に引
き込み、そのターゲット電極をスパッタしてプラズマ中
に保持した基板上に薄膜を形成する方法を用い、ターゲ
ット電極が少なくともビスマスを主成分とする第1の電
極と少なくともシリコンを主成分とする第2の電極から
なり、第1および第2の電極にそれぞれ独立した電界を
印加しつつスパッタすることにより、ビスマスとシリコ
ンとを主成分とする高性能の複合酸化物薄膜を基板上に
形成できる優れた複合酸化物薄膜の製造方法を実現でき
るものである。
Effect of the Invention As described above, the present invention introduces an arbitrary gas into a vacuum vessel, draws an electron cyclotron resonance plasma generated by applying an electric field and a magnetic field to a target electrode to which an electric field is applied, and discharges the target electrode. The method uses a method in which a thin film is formed on a substrate held in plasma by sputtering, and the target electrode includes at least a first electrode containing bismuth as a main component and at least a second electrode containing silicon as a main component. And a method of manufacturing an excellent composite oxide thin film capable of forming a high-performance composite oxide thin film containing bismuth and silicon as main components on a substrate by applying sputtering while applying an independent electric field to the second electrode. Can be realized.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例における複合酸化物薄膜の製
造方法に用いる電子サイクロトロン共鳴プラズマスパッ
タ装置の概略構成図、第2図はシリコンターゲット電極
への印加電圧とBSO薄膜中のシリコンの原子比率との関
係を示す図、第3図は本発明のBSO薄膜の代表的な光伝
導電特性図、第4図は本発明の一実施例により製作され
た空間光変調素子の断面図、第5図は従来のPROM素子の
断面図である。 1……プラズマ室(真空容器)、2……試料室(真空容
器)、4……基板、5……支持台、6、7……ガス導入
口、8……第1の電極、9……第2の電極、10……第1
の電源、11……第2の電源。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electron cyclotron resonance plasma sputtering apparatus used in a method of manufacturing a composite oxide thin film according to one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the atomic ratio of silicon in a BSO thin film, FIG. 3 is a typical photoconductive characteristic diagram of the BSO thin film of the present invention, and FIG. 4 is spatial light produced by one embodiment of the present invention. FIG. 5 is a sectional view of a modulation element, and FIG. 5 is a sectional view of a conventional PROM element. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma chamber (vacuum container), 2 ... Sample chamber (vacuum container), 4 ... Substrate, 5 ... Support base, 6, 7 ... Gas inlet, 8 ... First electrode, 9 ... ... second electrode, 10 ... first
Power supply, 11 ... second power supply.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】真空容器内に任意のガスを導入し、電界と
磁界を印加して発生させた電子サイクロトロン共鳴プラ
ズマを電界を印加したターゲット電極に引き込み、その
ターゲット電極をスパッタしてプラズマ中に保持した基
板上に薄膜を形成する方法を用い、前記ターゲット電極
が、少なくともビスマスを主成分とする第1の電極と少
なくともシリコンを主成分とする第2の電極からなり、
前記第1および第2の電極にそれぞれ独立した電界を印
加しつつスパッタする工程を含み、少なくともビスマス
とシリコンとを主成分とする複合酸化物薄膜を形成する
複合酸化物薄膜の製造方法。
1. An arbitrary gas is introduced into a vacuum vessel, an electron cyclotron resonance plasma generated by applying an electric field and a magnetic field is drawn into a target electrode to which an electric field is applied, and the target electrode is sputtered into the plasma. Using a method of forming a thin film on a held substrate, the target electrode is composed of at least a first electrode mainly containing bismuth and at least a second electrode mainly containing silicon;
A method of manufacturing a composite oxide thin film, comprising forming a composite oxide thin film containing at least bismuth and silicon as main components, including a step of performing sputtering while applying an independent electric field to each of the first and second electrodes.
【請求項2】基板上にビスマスとシリコンとを主成分と
する複合酸化物薄膜を形成した後、400℃以上の温度で
酸素ガスを含む雰囲気中でアニールする請求項1記載の
複合酸化物薄膜の製造方法。
2. The composite oxide thin film according to claim 1, wherein after forming a composite oxide thin film containing bismuth and silicon as main components on the substrate, annealing is performed at a temperature of 400 ° C. or more in an atmosphere containing oxygen gas. Manufacturing method.
【請求項3】真空容器内に任意のガスを導入し、電界と
磁界を印加して発生させた電子サイクロトロン共鳴プラ
ズマを電界を印加したターゲット電極に引き込み、その
ターゲット電極をスパッタしてプラズマ中に保持した基
板上に薄膜を形成する方法を用い、前記ターゲット電極
が、少なくともビスマスを主成分とする第1の電極と少
なくともシリコンを主成分とする第2の電極からなり、
前記第2の電極のみに電圧を印加して少なくともシリコ
ンを主成分とする酸化物または窒化物を形成する工程
と、その上に前記第1および第2の電極にそれぞれ独立
した電界を印加して少なくともビスマスとシリコンとを
主成分とする複合酸化物を形成する工程と、さらにその
上に前記第2の電極のみに電圧を印加して少なくともシ
リコンを主成分とする酸化物または窒化物を形成する工
程を備えた空間光変調素子の製造方法。
3. An arbitrary gas is introduced into a vacuum vessel, an electron cyclotron resonance plasma generated by applying an electric field and a magnetic field is drawn into a target electrode to which the electric field is applied, and the target electrode is sputtered into the plasma. Using a method of forming a thin film on a held substrate, the target electrode is composed of at least a first electrode mainly containing bismuth and at least a second electrode mainly containing silicon;
Applying a voltage only to the second electrode to form an oxide or nitride containing at least silicon as a main component, and applying an independent electric field to the first and second electrodes, respectively; A step of forming a composite oxide containing at least bismuth and silicon as main components, and further applying a voltage only to the second electrode to form an oxide or nitride containing at least silicon as a main component A method for manufacturing a spatial light modulation element including a step.
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