JP2001158966A - 金属ないし金属化合物薄膜の作製方法 - Google Patents
金属ないし金属化合物薄膜の作製方法Info
- Publication number
- JP2001158966A JP2001158966A JP34196299A JP34196299A JP2001158966A JP 2001158966 A JP2001158966 A JP 2001158966A JP 34196299 A JP34196299 A JP 34196299A JP 34196299 A JP34196299 A JP 34196299A JP 2001158966 A JP2001158966 A JP 2001158966A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- thin film
- substrate
- particle dispersion
- ultrafine particle
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 69
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 22
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 claims description 61
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 10
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 abstract 5
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 abstract 4
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 19
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101100476480 Mus musculus S100a8 gene Proteins 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004121 SrRuO Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004200 TaSiN Inorganic materials 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910009580 YMnO Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000650817 Homo sapiens Semaphorin-4D Proteins 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100219325 Phaseolus vulgaris BA13 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100027744 Semaphorin-4D Human genes 0.000 description 1
- 229910004541 SiN Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004166 TaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008484 TiSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008482 TiSiN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008807 WSiN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- -1 fatty acid salt Chemical class 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N isoniazide Chemical compound NNC(=O)C1=CC=NC=C1 QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- ZEGFMFQPWDMMEP-UHFFFAOYSA-N strontium;sulfide Chemical compound [S-2].[Sr+2] ZEGFMFQPWDMMEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
- C23C24/082—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat without intermediate formation of a liquid in the layer
- C23C24/085—Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
- C23C24/087—Coating with metal alloys or metal elements only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
- C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
- C23C24/103—Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
- C23C24/106—Coating with metal alloys or metal elements only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/02—Pretreatment of the material to be coated
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板との間に十分な密着力を持った金属薄膜
を、高価な大規模真空装置を用いることなく、安価かつ
迅速に作製できるようにした金属薄膜の作製方法を提供
する。 【解決手段】 少なくとも一部が金属からなる超微粒子
を所定の溶媒に分散した超微粒子分散液を用意する工程
と、前記超微粒子分散液を基板の表面に付着させる工程
の二つの前処理工程と、前記超微粒子分散液を乾燥する
工程と、前記乾燥後の超微粒子分散液を加熱処理するこ
とにより金属ないし金属化合物同士を結合させる工程
と、前記結合後の金属をアニールする工程の三つの後処
理工程のうち少なくとも二つの工程を有する。
を、高価な大規模真空装置を用いることなく、安価かつ
迅速に作製できるようにした金属薄膜の作製方法を提供
する。 【解決手段】 少なくとも一部が金属からなる超微粒子
を所定の溶媒に分散した超微粒子分散液を用意する工程
と、前記超微粒子分散液を基板の表面に付着させる工程
の二つの前処理工程と、前記超微粒子分散液を乾燥する
工程と、前記乾燥後の超微粒子分散液を加熱処理するこ
とにより金属ないし金属化合物同士を結合させる工程
と、前記結合後の金属をアニールする工程の三つの後処
理工程のうち少なくとも二つの工程を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板の表面に金属
酸化膜等の金属薄膜を作製する金属薄膜の作製方法に関
する。
酸化膜等の金属薄膜を作製する金属薄膜の作製方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】金属酸化物の薄膜は、通常酸化膜の誘電
膜・絶縁膜としての SiO２，Ta２O５、特に構造がＡＢ
Ｏ３構造であるペロウスカイト構造の高・強誘電膜とし
ての BaTiO３，Ba(Ti,Hf,Zr)O３，SrTiO３，(Ba,Sr)TiO
３，(Ba,Sr,Ca)TiO３，PbTiO３，PbZrO３，Pb(Nb,Ti)O
３，Pb(Zr,Ti)O３，ＰＬＺＴ，YMnO３，(La,Sr)MnO３、
それ以外の構造の強誘電体としての SrBi２Ta２O９，Sr
Bi２(Ta,Nb)２O９，Sr２(Ta,Nb)O７，(Sr,Ba)Nb２O６，
SrTa２O６，Bi４Ti３O１２，Bi２SiO５、電極膜として
の RuO２，RuO４，SrRuO３，IrO２，MFIS-FET、MFMIS-F
ET構造のメモリ材等或いは上記強誘電体膜等で代表され
る膜のバッファ膜としての Y２O３，CeO２，ZrO２，(C
e,Zr)O２ 等に利用されている。
膜・絶縁膜としての SiO２，Ta２O５、特に構造がＡＢ
Ｏ３構造であるペロウスカイト構造の高・強誘電膜とし
ての BaTiO３，Ba(Ti,Hf,Zr)O３，SrTiO３，(Ba,Sr)TiO
３，(Ba,Sr,Ca)TiO３，PbTiO３，PbZrO３，Pb(Nb,Ti)O
３，Pb(Zr,Ti)O３，ＰＬＺＴ，YMnO３，(La,Sr)MnO３、
それ以外の構造の強誘電体としての SrBi２Ta２O９，Sr
Bi２(Ta,Nb)２O９，Sr２(Ta,Nb)O７，(Sr,Ba)Nb２O６，
SrTa２O６，Bi４Ti３O１２，Bi２SiO５、電極膜として
の RuO２，RuO４，SrRuO３，IrO２，MFIS-FET、MFMIS-F
ET構造のメモリ材等或いは上記強誘電体膜等で代表され
る膜のバッファ膜としての Y２O３，CeO２，ZrO２，(C
e,Zr)O２ 等に利用されている。
【０００３】金属硫化物の薄膜は、発光素子用の薄膜と
しての用途がある。例えば、無機のＥＬ膜として CaGa
２S４+Ce，ZnS+Tm，SrS+Ce+青フィルタ，SrS+Cu は青色
発光素子用の薄膜として、ZnS+Tb，CaS+Ce，ZnS+Mn+緑
フィルタ，SrGa２S４+Eu は緑色発光素子用の薄膜とし
て、SrS+Sm，CaS+Eu，ZnS+Mn+赤フィルタは赤色発光素
子用の薄膜として、またZnSは、発光膜の保護膜として
利用されている。
しての用途がある。例えば、無機のＥＬ膜として CaGa
２S４+Ce，ZnS+Tm，SrS+Ce+青フィルタ，SrS+Cu は青色
発光素子用の薄膜として、ZnS+Tb，CaS+Ce，ZnS+Mn+緑
フィルタ，SrGa２S４+Eu は緑色発光素子用の薄膜とし
て、SrS+Sm，CaS+Eu，ZnS+Mn+赤フィルタは赤色発光素
子用の薄膜として、またZnSは、発光膜の保護膜として
利用されている。
【０００４】また、金属窒化物の薄膜は、通常酸窒化膜
の誘電膜・絶縁膜としての SiN，SiON、電極膜としての
TaN，TiN、バリア膜としての TaN，TaSiN，TiN，TiSi
N，WN，WSiN，(Ti,Al)N 等に利用されている。
の誘電膜・絶縁膜としての SiN，SiON、電極膜としての
TaN，TiN、バリア膜としての TaN，TaSiN，TiN，TiSi
N，WN，WSiN，(Ti,Al)N 等に利用されている。
【０００５】従来、この種の金属酸化物等の金属薄膜
は、例えば１０−２Ｐａ以下の真空中で所望の材料を蒸
発させて基板上に膜を堆積させる蒸着法や、熱分解或い
は化学反応により生成された生成物の薄膜を基板上に析
出させるＣＶＤ法によって一般に作製されていた。
は、例えば１０−２Ｐａ以下の真空中で所望の材料を蒸
発させて基板上に膜を堆積させる蒸着法や、熱分解或い
は化学反応により生成された生成物の薄膜を基板上に析
出させるＣＶＤ法によって一般に作製されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、蒸着法
やＣＶＤ法による金属薄膜の作製では、高価で大規模な
真空装置が必要となり、多額の初期費用を要するばかり
でなく、成膜時間も比較的長く、しかも成膜中に基板が
高温に晒されてしまう。なお、いわゆるゾル−ゲル法に
よる金属薄膜の作製も検討されているが、ゾル−ゲル法
による成膜では、基板と金属薄膜との間に十分な密着力
を得ることが困難であるといった問題があった。
やＣＶＤ法による金属薄膜の作製では、高価で大規模な
真空装置が必要となり、多額の初期費用を要するばかり
でなく、成膜時間も比較的長く、しかも成膜中に基板が
高温に晒されてしまう。なお、いわゆるゾル−ゲル法に
よる金属薄膜の作製も検討されているが、ゾル−ゲル法
による成膜では、基板と金属薄膜との間に十分な密着力
を得ることが困難であるといった問題があった。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みて為されたもの
で、基板との間に十分な密着力を持った金属薄膜を、高
価な大規模真空装置を用いることなく、安価かつ迅速に
作製できるようにした金属薄膜の作製方法を提供するこ
とを目的とする。
で、基板との間に十分な密着力を持った金属薄膜を、高
価な大規模真空装置を用いることなく、安価かつ迅速に
作製できるようにした金属薄膜の作製方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、少なくとも一部が金属からなる超微粒子を所定の溶
媒に分散した超微粒子分散液を用意する工程と、前記超
微粒子分散液を基板の表面に付着させる工程の二つの前
処理工程と、前記超微粒子分散液を乾燥する工程と、前
記乾燥後の超微粒子分散液を所定の雰囲気で加熱処理す
ることにより金属ないし金属化合物同士を結合させる工
程と、前記結合後の金属を所定の雰囲気でアニールする
工程の三つの後処理工程のうち少なくとも二つの工程を
有することを特徴とする金属ないし金属化合物薄膜の作
製方法である。
は、少なくとも一部が金属からなる超微粒子を所定の溶
媒に分散した超微粒子分散液を用意する工程と、前記超
微粒子分散液を基板の表面に付着させる工程の二つの前
処理工程と、前記超微粒子分散液を乾燥する工程と、前
記乾燥後の超微粒子分散液を所定の雰囲気で加熱処理す
ることにより金属ないし金属化合物同士を結合させる工
程と、前記結合後の金属を所定の雰囲気でアニールする
工程の三つの後処理工程のうち少なくとも二つの工程を
有することを特徴とする金属ないし金属化合物薄膜の作
製方法である。
【０００９】これにより、溶媒中に均一に分散した少な
くとも一部が金属からなる超微粒子を基板の表面に均一
に分布させ、全ての有機物を焼成分解させ金属ないし金
属化合物同士を結合させることで、基板との間に十分な
密着力を有する金属ないし金属化合物薄膜を作製し、更
にアニールすることで結晶化することができる。
くとも一部が金属からなる超微粒子を基板の表面に均一
に分布させ、全ての有機物を焼成分解させ金属ないし金
属化合物同士を結合させることで、基板との間に十分な
密着力を有する金属ないし金属化合物薄膜を作製し、更
にアニールすることで結晶化することができる。
【００１０】請求項２に記載の発明は、前記加熱処理及
びアニールの少なくとも一つの処理を酸化ガス雰囲気で
行って、金属酸化物の薄膜を作製することを特徴とする
請求項１記載の金属酸化物薄膜の作製方法である。この
金属酸化物の薄膜としては、SiO２，Ta２O５，BaTi
O３，Ba(Ti,Hf,Zr)O３，SrTiO３，(Ba,Sr)TiO３，(Ba,S
r,Ca)TiO３，PbTiO３，PbZrO３，Pb(Nb,Ti)O３，Pb(Zr,
Ti)O３，ＰＬＺＴ，YMnO３，(La,Sr)MnO３，SrBi２Ta２
O９，SrBi２(Ta,Nb)２O９，Sr２(Ta,Nb)O７，(Sr,Ba)Nb
２O６，SrTa２O６，Bi４Ti３O１２，Bi２SiO５，Ru
O２，RuO４，SrRuO３，IrO２，MFIS-FET，Y２O３，CeO
２，ZrO２，(Ce,Zr)O２ 等が挙げられる。
びアニールの少なくとも一つの処理を酸化ガス雰囲気で
行って、金属酸化物の薄膜を作製することを特徴とする
請求項１記載の金属酸化物薄膜の作製方法である。この
金属酸化物の薄膜としては、SiO２，Ta２O５，BaTi
O３，Ba(Ti,Hf,Zr)O３，SrTiO３，(Ba,Sr)TiO３，(Ba,S
r,Ca)TiO３，PbTiO３，PbZrO３，Pb(Nb,Ti)O３，Pb(Zr,
Ti)O３，ＰＬＺＴ，YMnO３，(La,Sr)MnO３，SrBi２Ta２
O９，SrBi２(Ta,Nb)２O９，Sr２(Ta,Nb)O７，(Sr,Ba)Nb
２O６，SrTa２O６，Bi４Ti３O１２，Bi２SiO５，Ru
O２，RuO４，SrRuO３，IrO２，MFIS-FET，Y２O３，CeO
２，ZrO２，(Ce,Zr)O２ 等が挙げられる。
【００１１】請求項３に記載の発明は、前記加熱処理及
びアニールの少なくとも一つの処理を硫化水素雰囲気に
行って、金属硫化物の薄膜を作製することを特徴とする
請求項１記載の金属硫化物薄膜の作製方法である。この
金属硫化物の薄膜としては、CaGa２S４+Ce，ZnS+Tm，Sr
S+Ce，SrS+Cu，ZnS+Tb，CaS+Ce，ZnS+Mn，SrGa２S４+E
u，SrS+Sm，CaS+Eu，ZnS+Mn，ZnS 等が挙げられる。
びアニールの少なくとも一つの処理を硫化水素雰囲気に
行って、金属硫化物の薄膜を作製することを特徴とする
請求項１記載の金属硫化物薄膜の作製方法である。この
金属硫化物の薄膜としては、CaGa２S４+Ce，ZnS+Tm，Sr
S+Ce，SrS+Cu，ZnS+Tb，CaS+Ce，ZnS+Mn，SrGa２S４+E
u，SrS+Sm，CaS+Eu，ZnS+Mn，ZnS 等が挙げられる。
【００１２】請求項４に記載の発明は、前記加熱処理及
びアニールの少なくとも一つの処理を窒化ガス雰囲気で
行って、金属窒化物の薄膜を作製することを特徴とする
請求項１記載の金属窒化物薄膜の作製方法である。この
金属窒化物の薄膜としては、SiN，SiON，TaN，TaSiN，T
iN，TiSiN，AlN，WN，ZrN 等が挙げられる。請求項５に
記載の発明は、前記金属は、Si,Ta,Ca,Sr,Ba,Ti,Bi,Pb,
Nb,Y,Mn,Al,Hf,Zr,Ce,Ir,Ru,Zn,Mg,La,Ga,Tm,Cu,Tb,Eu,
Sm 及び W の少なくとも１種であることを特徴とする請
求項１乃至４のいずれかに記載の金属ないし金属化合物
薄膜の作製方法である。
びアニールの少なくとも一つの処理を窒化ガス雰囲気で
行って、金属窒化物の薄膜を作製することを特徴とする
請求項１記載の金属窒化物薄膜の作製方法である。この
金属窒化物の薄膜としては、SiN，SiON，TaN，TaSiN，T
iN，TiSiN，AlN，WN，ZrN 等が挙げられる。請求項５に
記載の発明は、前記金属は、Si,Ta,Ca,Sr,Ba,Ti,Bi,Pb,
Nb,Y,Mn,Al,Hf,Zr,Ce,Ir,Ru,Zn,Mg,La,Ga,Tm,Cu,Tb,Eu,
Sm 及び W の少なくとも１種であることを特徴とする請
求項１乃至４のいずれかに記載の金属ないし金属化合物
薄膜の作製方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の金属
ないし金属化合物薄膜の作製方法を工程順に説明する。
ないし金属化合物薄膜の作製方法を工程順に説明する。
【００１４】＜第１工程＞先ず、少なくとも一部が金属
からなる超微粒子を所定の有機溶媒に分散させた超微粒
子分散液を用意する。この超微粒子は、例えばコア金属
（金属超微粒子）の周囲を有機物で被覆した複合超微粒
子であり、これは、例えば金属塩と脂肪酸とを反応させ
ることによって作製した脂肪酸塩（金属有機化合物）を
この分解開始温度以上で完全分解温度未満の温度で熱処
理し、精製することによって製造される。例えば、金属
塩として硝酸塩（金属：Ｍ）を使用した時の反応は以下
のようになる。 CｎH（２ｎ＋１）COOH ＋ MNO３ → CｎH
（２ｎ＋１）COOM ＋ HNO３ ここで、この金属Ｍとしては、Si,Ta,Ca,Sr,Ba,Ti,Bi,P
b,Nb,Y,Mn,Al,Hf,Zr,Ce,Ir,Ru,Zn,Mg,La,Ga,Tm,Cu,Tb,E
u,Sm または W 等が挙げられ、使用状況に応じて選定さ
れる。
からなる超微粒子を所定の有機溶媒に分散させた超微粒
子分散液を用意する。この超微粒子は、例えばコア金属
（金属超微粒子）の周囲を有機物で被覆した複合超微粒
子であり、これは、例えば金属塩と脂肪酸とを反応させ
ることによって作製した脂肪酸塩（金属有機化合物）を
この分解開始温度以上で完全分解温度未満の温度で熱処
理し、精製することによって製造される。例えば、金属
塩として硝酸塩（金属：Ｍ）を使用した時の反応は以下
のようになる。 CｎH（２ｎ＋１）COOH ＋ MNO３ → CｎH
（２ｎ＋１）COOM ＋ HNO３ ここで、この金属Ｍとしては、Si,Ta,Ca,Sr,Ba,Ti,Bi,P
b,Nb,Y,Mn,Al,Hf,Zr,Ce,Ir,Ru,Zn,Mg,La,Ga,Tm,Cu,Tb,E
u,Sm または W 等が挙げられ、使用状況に応じて選定さ
れる。
【００１５】このようにして製造した複合超微粒子は、
例えば中心に５ｎｍ程度の粒子径のコア金属を有し、そ
の周囲を有機物で被覆したものであると考えられ、この
ため、例えばシクロヘキサン等の有機溶媒に溶解させる
と、互いに凝集することなく、安定した状態で溶媒中に
均一に混ざり合い、透明な状態、即ち可溶化状態とな
る。
例えば中心に５ｎｍ程度の粒子径のコア金属を有し、そ
の周囲を有機物で被覆したものであると考えられ、この
ため、例えばシクロヘキサン等の有機溶媒に溶解させる
と、互いに凝集することなく、安定した状態で溶媒中に
均一に混ざり合い、透明な状態、即ち可溶化状態とな
る。
【００１６】なお、非水系溶媒中でかつイオン性有機物
の存在下で、金属塩を該金属塩の分解還元温度以上でか
つ前記イオン性有機物の分解温度以下で加熱すること
で、超微粒子を製造することもできる。またその他の方
法で作られる超微粒子を用いることもできる。
の存在下で、金属塩を該金属塩の分解還元温度以上でか
つ前記イオン性有機物の分解温度以下で加熱すること
で、超微粒子を製造することもできる。またその他の方
法で作られる超微粒子を用いることもできる。
【００１７】前記有機溶媒としては、例えば、シクロヘ
キサン、ｎ−ヘキサン、トルエン、ケロシン等が挙げら
れる。この有機溶媒中に超微粒子を溶解・分散させた超
微粒子分散液は、分散粒子である超微粒子が非常に細か
いのでほぼ透明であるが、溶媒の種類、超微粒子の濃
度、温度等を適宜選択することにより、粘度、揮発性、
表面張力（基板との濡れ性）等の性質を自由に調整する
ことができる。また、下記の溶媒の除去を考えると、一
般的に溶媒は、溶媒自体が比較的容易に揮発するもので
あることが好ましく、例えばアルコールを使用すれば常
温でも直ちに揮発させることができる。しかし、プロセ
スにあった溶媒を適当に選ぶことにより、揮発温度、揮
発時間を自由に設定することができる。
キサン、ｎ−ヘキサン、トルエン、ケロシン等が挙げら
れる。この有機溶媒中に超微粒子を溶解・分散させた超
微粒子分散液は、分散粒子である超微粒子が非常に細か
いのでほぼ透明であるが、溶媒の種類、超微粒子の濃
度、温度等を適宜選択することにより、粘度、揮発性、
表面張力（基板との濡れ性）等の性質を自由に調整する
ことができる。また、下記の溶媒の除去を考えると、一
般的に溶媒は、溶媒自体が比較的容易に揮発するもので
あることが好ましく、例えばアルコールを使用すれば常
温でも直ちに揮発させることができる。しかし、プロセ
スにあった溶媒を適当に選ぶことにより、揮発温度、揮
発時間を自由に設定することができる。
【００１８】超微粒子分散液を複数種類の金属原料から
なる超微粒子の混合物として作製し、その各種金属原料
の混合比（組成比）を自由に変え、かつその混合状態を
ミクロ的にも非常に均一に混合されたものとすること
で、ミクロ的に均一な超微粒子の混合分散液の作製が可
能となる。これは、例えば異なる種類の金属コアを有す
る超微粒子を２種類以上用意し、これらを有機溶媒に溶
解させた後、液を異なる速度のせまい物体間を通過させ
ることにより、あるいは異なる速度の領域に瞬時に移動
させることにより、液に強力な機械的せん断力を与える
方法、例えば前者では回転体と、その回転体との隙間の
せまい静止体間を通過させる、後者では回転体の隙間か
ら静止体の領域へ瞬時に移動させることにより強力な剪
断力を与える方法、液を例えば加圧状態から抵抗体を通
して瞬時に減圧させること等で大きな圧力差を与える方
法、液に超音波等の高周波振動を与える方法等を用いて
ミクロ的に均一に混合することによって得ることができ
る。
なる超微粒子の混合物として作製し、その各種金属原料
の混合比（組成比）を自由に変え、かつその混合状態を
ミクロ的にも非常に均一に混合されたものとすること
で、ミクロ的に均一な超微粒子の混合分散液の作製が可
能となる。これは、例えば異なる種類の金属コアを有す
る超微粒子を２種類以上用意し、これらを有機溶媒に溶
解させた後、液を異なる速度のせまい物体間を通過させ
ることにより、あるいは異なる速度の領域に瞬時に移動
させることにより、液に強力な機械的せん断力を与える
方法、例えば前者では回転体と、その回転体との隙間の
せまい静止体間を通過させる、後者では回転体の隙間か
ら静止体の領域へ瞬時に移動させることにより強力な剪
断力を与える方法、液を例えば加圧状態から抵抗体を通
して瞬時に減圧させること等で大きな圧力差を与える方
法、液に超音波等の高周波振動を与える方法等を用いて
ミクロ的に均一に混合することによって得ることができ
る。
【００１９】＜第２工程＞次に、前記超微粒子分散液を
基板の表面に付着させる。これは、例えばスピンコート
法で超微粒子分散液を基板に均一に塗布することによっ
て行う。この場合、スピンの回転数と、液の粘性や表面
張力等、超微粒子分散液の物性を適度に調整すること
で、超微粒子分散液の塗布厚さを均一にすることができ
る。なお、ローカル的或いはピンポイント的な塗布の場
合には、インクジェットで行っても良く、また膜厚の均
一性や塗布効率を問題としない場合等は、刷毛塗りで行
っても良い。
基板の表面に付着させる。これは、例えばスピンコート
法で超微粒子分散液を基板に均一に塗布することによっ
て行う。この場合、スピンの回転数と、液の粘性や表面
張力等、超微粒子分散液の物性を適度に調整すること
で、超微粒子分散液の塗布厚さを均一にすることができ
る。なお、ローカル的或いはピンポイント的な塗布の場
合には、インクジェットで行っても良く、また膜厚の均
一性や塗布効率を問題としない場合等は、刷毛塗りで行
っても良い。
【００２０】ここで、例えば溶媒の割合を増やして超微
粒子濃度を小さく設定した超微粒子分散液を使用し、こ
の超微粒子分散液を基板表面に薄く塗布することで、よ
り薄い薄膜を作製し、逆に、溶媒の量を減らして超微粒
子濃度を高く設定した超微粒子分散液を使用すること
で、一度の塗布でより厚い薄膜を作製することができ
る。
粒子濃度を小さく設定した超微粒子分散液を使用し、こ
の超微粒子分散液を基板表面に薄く塗布することで、よ
り薄い薄膜を作製し、逆に、溶媒の量を減らして超微粒
子濃度を高く設定した超微粒子分散液を使用すること
で、一度の塗布でより厚い薄膜を作製することができ
る。
【００２１】なお、例えば１０ｍ／ｓ以上の高速のジェ
ット噴流を利用して超微粒子分散液を基板表面に塗布し
たり、超微粒子分散液自体に、例えば２００ＫＨｚ程度
でもかなりの効果はあるが、１ＭＨｚ以上の周波数の高
周波を振動子により与えることで、基板表面に設けられ
た凹部内への超微粒子分散液の浸入を促すことができ
る。ここで、両者を同時に行うと、これらの相乗効果
で、例えば０．５μｍ以下の細孔にも超微粒子分散液が
入り易くなる。
ット噴流を利用して超微粒子分散液を基板表面に塗布し
たり、超微粒子分散液自体に、例えば２００ＫＨｚ程度
でもかなりの効果はあるが、１ＭＨｚ以上の周波数の高
周波を振動子により与えることで、基板表面に設けられ
た凹部内への超微粒子分散液の浸入を促すことができ
る。ここで、両者を同時に行うと、これらの相乗効果
で、例えば０．５μｍ以下の細孔にも超微粒子分散液が
入り易くなる。
【００２２】また、塗布作業を真空中で行うことで、細
孔中のガスの存在を無くして、超微粒子分散液の細孔内
への浸入を容易にしたり、基板に振動を与えることで、
基板上の凹部への埋込み性を向上させることができる。
この基板の振動方向は、水平方向と上下方向とをミック
スしたような振動が良く、水平方向は２軸方向を個別に
振動させるか、回転運動させると良い。振動数は２００
ＫＨｚ程度でもかなりの効果はあるが、１ＭＨｚ以上に
すると細孔にも超微粒子分散液が浸入し易くなる。
孔中のガスの存在を無くして、超微粒子分散液の細孔内
への浸入を容易にしたり、基板に振動を与えることで、
基板上の凹部への埋込み性を向上させることができる。
この基板の振動方向は、水平方向と上下方向とをミック
スしたような振動が良く、水平方向は２軸方向を個別に
振動させるか、回転運動させると良い。振動数は２００
ＫＨｚ程度でもかなりの効果はあるが、１ＭＨｚ以上に
すると細孔にも超微粒子分散液が浸入し易くなる。
【００２３】＜第３工程＞次に、基板上に付着した超微
粒子を乾燥し超微粒子分散液中の溶媒を蒸発させて基板
上に超微粒子のみを残す。この超微粒子分散液の乾燥
は、常温で行っても、加熱して行っても良い。
粒子を乾燥し超微粒子分散液中の溶媒を蒸発させて基板
上に超微粒子のみを残す。この超微粒子分散液の乾燥
は、常温で行っても、加熱して行っても良い。
【００２４】＜第４工程＞そして、超微粒子分散液の乾
燥によって基板上に残った超微粒子を金属コアを被覆し
ている有機物の金属からの離脱温度以上あるいは有機物
自体の分解温度以上に加熱することで、かつ所定の雰囲
気で、金属からの有機物の離脱あるいは有機物自体を分
解して消滅させ、同時に金属ないし金属化合物同士を結
合させる。これにより、基板の表面に、基板との間に十
分な密着力を有する金属薄膜ないし金属化合物薄膜を作
製する。この時、この加熱処理を、金属酸化物の薄膜を
作製する場合は酸化ガス雰囲気下で、金属硫化物の薄膜
を作製する場合は硫化水素雰囲気下で、金属窒化物の薄
膜を作製する場合には窒素やアンモニア等の窒化ガス雰
囲気下で行う。加熱方法としては、抵抗加熱、赤外線、
遠赤外線等を輻射加熱、またはマイクロ波、レーザ、プ
ラズマを利用した加熱等が挙げられる。
燥によって基板上に残った超微粒子を金属コアを被覆し
ている有機物の金属からの離脱温度以上あるいは有機物
自体の分解温度以上に加熱することで、かつ所定の雰囲
気で、金属からの有機物の離脱あるいは有機物自体を分
解して消滅させ、同時に金属ないし金属化合物同士を結
合させる。これにより、基板の表面に、基板との間に十
分な密着力を有する金属薄膜ないし金属化合物薄膜を作
製する。この時、この加熱処理を、金属酸化物の薄膜を
作製する場合は酸化ガス雰囲気下で、金属硫化物の薄膜
を作製する場合は硫化水素雰囲気下で、金属窒化物の薄
膜を作製する場合には窒素やアンモニア等の窒化ガス雰
囲気下で行う。加熱方法としては、抵抗加熱、赤外線、
遠赤外線等を輻射加熱、またはマイクロ波、レーザ、プ
ラズマを利用した加熱等が挙げられる。
【００２５】ここで、金属粒子の融点は、粒径が小さく
なると低下することが知られているが、その効果が現れ
はじめる粒径は２０ｎｍ以下であり、１０ｎｍ以下にな
るとその効果が顕著となる。従って、金属超微粒子の平
均粒径は、１〜２０ｎｍであるのが好ましく、１〜１０
ｎｍであるのが特に好ましい。例えば、平均粒径が５ｎ
ｍ程度のクラスターレベルの極小の超微粒子を使用し、
適当な脂肪酸を選ぶことにより、２００℃程度でこの加
熱処理が可能となる。
なると低下することが知られているが、その効果が現れ
はじめる粒径は２０ｎｍ以下であり、１０ｎｍ以下にな
るとその効果が顕著となる。従って、金属超微粒子の平
均粒径は、１〜２０ｎｍであるのが好ましく、１〜１０
ｎｍであるのが特に好ましい。例えば、平均粒径が５ｎ
ｍ程度のクラスターレベルの極小の超微粒子を使用し、
適当な脂肪酸を選ぶことにより、２００℃程度でこの加
熱処理が可能となる。
【００２６】＜第５工程＞次に、結合後の金属をアニー
ルして結晶化させる。つまり、前記加熱処理のままで
は、アモルファスの状態の場合があるので、その場合
に、例えば金属酸化物の場合は酸化ガス雰囲気で、金属
硫化物の場合は硫化水素雰囲気で、金属窒化物の場合は
窒化ガス雰囲気でアニールして、金属を結晶化させる。
ルして結晶化させる。つまり、前記加熱処理のままで
は、アモルファスの状態の場合があるので、その場合
に、例えば金属酸化物の場合は酸化ガス雰囲気で、金属
硫化物の場合は硫化水素雰囲気で、金属窒化物の場合は
窒化ガス雰囲気でアニールして、金属を結晶化させる。
【００２７】これにより、基板の表面に、均一な膜厚
で、十分な密着接着力を有する金属酸化膜、金属硫化
膜、金属窒化膜等の金属薄膜を作製するのであり、これ
によって、基板との間に十分な密着力を持った金属薄膜
ないし金属化合物薄膜を、高価な大規模真空装置を用い
ることなく、安価かつ迅速に作製することができる。
で、十分な密着接着力を有する金属酸化膜、金属硫化
膜、金属窒化膜等の金属薄膜を作製するのであり、これ
によって、基板との間に十分な密着力を持った金属薄膜
ないし金属化合物薄膜を、高価な大規模真空装置を用い
ることなく、安価かつ迅速に作製することができる。
【００２８】なお、前記実施の形態にあっては、各工程
を個別に独立して行った例を示しているが、複数の工程
を同時に行うようにしても良い。例えば、超微粒子分散
液を噴射ノズルから噴出させ、この噴出時に熱を加え
て、超微粒子分散液の溶媒成分のみを瞬時に気化させる
ことで、超微粒子分散液の乾燥及びその基板への付着を
同時に行うようにしても良い。この時の加熱温度は、そ
の圧力での溶媒の沸点＋１０℃程度が良く、例えば大気
下の処理の場合、超微粒子分散液を加圧状態で加圧して
おき直径０．５ｍｍ以下程度の細孔（ノズル）を通して
噴出することで、容易に溶媒のみを気化させることがで
きる。溶媒の気化量を調整することで、塗布される超微
粒子分散液中の溶媒量を調整でき、塗布面での液の性状
を調整できる。
を個別に独立して行った例を示しているが、複数の工程
を同時に行うようにしても良い。例えば、超微粒子分散
液を噴射ノズルから噴出させ、この噴出時に熱を加え
て、超微粒子分散液の溶媒成分のみを瞬時に気化させる
ことで、超微粒子分散液の乾燥及びその基板への付着を
同時に行うようにしても良い。この時の加熱温度は、そ
の圧力での溶媒の沸点＋１０℃程度が良く、例えば大気
下の処理の場合、超微粒子分散液を加圧状態で加圧して
おき直径０．５ｍｍ以下程度の細孔（ノズル）を通して
噴出することで、容易に溶媒のみを気化させることがで
きる。溶媒の気化量を調整することで、塗布される超微
粒子分散液中の溶媒量を調整でき、塗布面での液の性状
を調整できる。
【００２９】また、予め基板を加熱しておき、前述のよ
うにして溶媒を蒸発させた超微粒子分散液を更に加熱し
て金属コアを被覆する有機物を分解・除去することで、
金属と基板とを直接接触させて付着力を増強させ、更に
金属薄膜中の有機物の残留を防止するようにしても良
い。
うにして溶媒を蒸発させた超微粒子分散液を更に加熱し
て金属コアを被覆する有機物を分解・除去することで、
金属と基板とを直接接触させて付着力を増強させ、更に
金属薄膜中の有機物の残留を防止するようにしても良
い。
【００３０】ここにおいて、予め基板を加熱しておき、
超微粒子分散液を霧状に供給して基板に塗布するように
しても良い。この場合、超微粒子分散液に溶媒が含有し
ていても、質量の小さな霧は、加熱された基板に到達時
に直ちに加熱されて溶媒と有機物が除去される。更に、
上記霧を帯電させることで、霧の有効利用率を向上させ
るとともに、霧の基板への付着力及び加熱効率を向上さ
せて、溶媒と有機物を直ちに除去することができる。
超微粒子分散液を霧状に供給して基板に塗布するように
しても良い。この場合、超微粒子分散液に溶媒が含有し
ていても、質量の小さな霧は、加熱された基板に到達時
に直ちに加熱されて溶媒と有機物が除去される。更に、
上記霧を帯電させることで、霧の有効利用率を向上させ
るとともに、霧の基板への付着力及び加熱効率を向上さ
せて、溶媒と有機物を直ちに除去することができる。
【００３１】細孔のある基板の細孔内への液の浸入性を
良くする方法としては次の様な方法もある。 塗布する液は溶媒を少なくとも少量は残し、液温はそ
の溶媒の沸点あるいは沸点＋α程度とする。 基板表面を大気が溶媒蒸気に置換する。（基板表面に
溶媒蒸気を示す、あるいは一度真空引きして流す。） 基板を冷却しながら超微粒子分散液を塗布する。 上記過程はで液は表面張力が低下し、流動性を増すの
で細孔に流れ込みやすくなり、で不擬縮性のガス（空
気）を細孔内から排除し、で溶媒蒸気を凝縮しながら
分散液を細孔に導く、ことを目的とし、細孔内への液の
侵入を促すものである。
良くする方法としては次の様な方法もある。 塗布する液は溶媒を少なくとも少量は残し、液温はそ
の溶媒の沸点あるいは沸点＋α程度とする。 基板表面を大気が溶媒蒸気に置換する。（基板表面に
溶媒蒸気を示す、あるいは一度真空引きして流す。） 基板を冷却しながら超微粒子分散液を塗布する。 上記過程はで液は表面張力が低下し、流動性を増すの
で細孔に流れ込みやすくなり、で不擬縮性のガス（空
気）を細孔内から排除し、で溶媒蒸気を凝縮しながら
分散液を細孔に導く、ことを目的とし、細孔内への液の
侵入を促すものである。
【００３２】なお、超微粒子分散液中の溶媒と同一溶媒
を使用して基板を洗浄しておく等、基板細孔内を濡れ性
の良い状態にしておくことで、超微粒子分散液の基板へ
の付着性を向上させることができる。また、酸素、窒
素、硫黄の元素と金属元素の関係で、超微粒子分散液の
一度の塗布厚さをあまり厚くすると、深さ方向に各ガス
原子の濃度勾配ができたり、深いところで各ガス原子が
到達しない等の問題が生じることがある。このような場
合には、１回の塗布量を加減し、各塗布後に酸化、窒化
または硫化等の処理を行い、複数回の塗布を繰返して成
膜を完了させることで、深さ方向に各ガス原子の濃度分
布の均一な状態で成膜を行うことができる。
を使用して基板を洗浄しておく等、基板細孔内を濡れ性
の良い状態にしておくことで、超微粒子分散液の基板へ
の付着性を向上させることができる。また、酸素、窒
素、硫黄の元素と金属元素の関係で、超微粒子分散液の
一度の塗布厚さをあまり厚くすると、深さ方向に各ガス
原子の濃度勾配ができたり、深いところで各ガス原子が
到達しない等の問題が生じることがある。このような場
合には、１回の塗布量を加減し、各塗布後に酸化、窒化
または硫化等の処理を行い、複数回の塗布を繰返して成
膜を完了させることで、深さ方向に各ガス原子の濃度分
布の均一な状態で成膜を行うことができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
溶媒中に均一に分散した少なくとも一部が金属からなる
超微粒子を基板の表面に均一に分布させ、全ての有機物
を焼成分解させ金属ないし金属化合物同士を結合させる
ことで、基板との間に十分な密着力を有する金属薄膜を
作製し、更にアニールすることで結晶化することができ
る。これにより、基板との間に十分な密着力を持った金
属薄膜ないし金属化合物薄膜を、高価な大規模真空装置
を用いることなく、安価かつ迅速に作製することができ
る。
溶媒中に均一に分散した少なくとも一部が金属からなる
超微粒子を基板の表面に均一に分布させ、全ての有機物
を焼成分解させ金属ないし金属化合物同士を結合させる
ことで、基板との間に十分な密着力を有する金属薄膜を
作製し、更にアニールすることで結晶化することができ
る。これにより、基板との間に十分な密着力を持った金
属薄膜ないし金属化合物薄膜を、高価な大規模真空装置
を用いることなく、安価かつ迅速に作製することができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K022 AA41 BA02 BA08 BA11 BA13 BA15 BA18 BA19 BA20 BA22 BA23 BA24 BA25 BA26 BA27 BA28 BA31 BA33 DA06 EA01 4M104 BB01 BB02 BB04 BB13 BB14 BB17 BB18 DD51 DD78 DD86 HH09
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくとも一部が金属からなる超微粒子
を所定の溶媒に分散した超微粒子分散液を用意する工程
と、 前記超微粒子分散液を基板の表面に付着させる工程の二
つの前処理工程と、 前記超微粒子分散液を乾燥する工程と、 前記乾燥後の超微粒子分散液を加熱処理することにより
金属ないし金属化合物同士を結合させる工程と、 前記結合後の金属をアニールする工程の三つの後処理工
程のうち少なくとも二つの工程を有することを特徴とす
る金属ないし金属化合物薄膜の作製方法。 - 【請求項２】 前記加熱処理及びアニールの少なくとも
一つの処理を酸化ガス雰囲気で行って、金属酸化物の薄
膜を作製することを特徴とする請求項１記載の金属酸化
物薄膜の作製方法。 - 【請求項３】 前記加熱処理及びアニールの少なくとも
一つの処理を硫化水素雰囲気で行って、金属硫化物の薄
膜を作製することを特徴とする請求項１記載の金属硫化
物薄膜の作製方法。 - 【請求項４】 前記加熱処理及びアニールの少なくとも
一つの処理を窒化ガス雰囲気で行って、金属窒化物の薄
膜を作製することを特徴とする請求項１記載の金属窒化
物薄膜の作製方法。 - 【請求項５】 前記金属は、Si,Ta,Ca,Sr,Ba,Ti,Bi,Pb,
Nb,Y,Mn,Al,Hf,Zr,Ce,Ir,Ru,Zn,Mg,La,Ga,Tm,Cu,Tb,Eu,
Sm 及び W の少なくとも１種であることを特徴とする請
求項１乃至４のいずれかに記載の金属ないし金属化合物
薄膜の作製方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34196299A JP2001158966A (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | 金属ないし金属化合物薄膜の作製方法 |
| TW089125438A TW469492B (en) | 1999-12-01 | 2000-11-30 | Method and apparatus of producing thin film of metal or metal compound |
| EP00126292A EP1106712A1 (en) | 1999-12-01 | 2000-12-01 | Method and apparatus of producing thin film of metal or metal compound |
| KR1020000072227A KR20010062031A (ko) | 1999-12-01 | 2000-12-01 | 금속 또는 금속화합물의 박막 제작방법 및 제작장치 |
| US09/726,552 US6517642B2 (en) | 1999-12-01 | 2000-12-01 | Method and apparatus of producing thin film of metal or metal compound |
| US10/315,170 US6780245B2 (en) | 1999-12-01 | 2002-12-10 | Method and apparatus of producing thin film of metal or metal compound |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34196299A JP2001158966A (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | 金属ないし金属化合物薄膜の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001158966A true JP2001158966A (ja) | 2001-06-12 |
| JP2001158966A5 JP2001158966A5 (ja) | 2005-04-07 |
Family
ID=18350121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34196299A Pending JP2001158966A (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | 金属ないし金属化合物薄膜の作製方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6517642B2 (ja) |
| EP (1) | EP1106712A1 (ja) |
| JP (1) | JP2001158966A (ja) |
| KR (1) | KR20010062031A (ja) |
| TW (1) | TW469492B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007129227A (ja) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Seiko Epson Corp | 電子装置の製造方法、巻き取り製造工程、薄膜トランジスタ及び塗布装置 |
| KR101503735B1 (ko) | 2014-01-20 | 2015-03-19 | 연세대학교 산학협력단 | 원자층 증착법으로 증착된 금속 산화물을 이용한 금속 황화물 합성 방법 |
| CN113957434A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-21 | 燕山大学 | 一种在低碳钢表面制备高硬度高耐磨熔覆层的方法 |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010101743A (ko) * | 1999-11-30 | 2001-11-14 | 마에다 시게루 | 금속박막의 성막방법 및 그 장치 |
| JP3479833B2 (ja) * | 2000-08-22 | 2003-12-15 | 日本電気株式会社 | レーザ修正方法および装置 |
| US7087100B2 (en) * | 2001-01-31 | 2006-08-08 | General Electric Company | Preparation of nanosized copper and copper compounds |
| US6855584B2 (en) * | 2001-03-29 | 2005-02-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device |
| US7253032B2 (en) * | 2001-04-20 | 2007-08-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of flattening a crystallized semiconductor film surface by using a plate |
| JP4854866B2 (ja) * | 2001-04-27 | 2012-01-18 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
| JP2003007579A (ja) * | 2001-06-19 | 2003-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機薄膜形成方法 |
| JP4825373B2 (ja) * | 2001-08-14 | 2011-11-30 | ローム株式会社 | 強誘電体薄膜の製造方法およびこれを用いた強誘電体メモリの製造方法 |
| DE10225606A1 (de) * | 2002-06-07 | 2004-01-08 | Daimlerchrysler Ag | Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung |
| GB0225202D0 (en) | 2002-10-30 | 2002-12-11 | Hewlett Packard Co | Electronic components |
| US6897151B2 (en) * | 2002-11-08 | 2005-05-24 | Wayne State University | Methods of filling a feature on a substrate with copper nanocrystals |
| JP2004298669A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Seiko Epson Corp | セラミックス材料の塗布方法およびセラミックス膜 |
| US7255943B2 (en) * | 2003-05-14 | 2007-08-14 | Hoya Corporation | Glass substrate for a magnetic disk, magnetic disk, and methods of producing the glass substrate and the magnetic disk |
| US7867565B2 (en) * | 2003-06-30 | 2011-01-11 | Imec | Method for coating substrates |
| KR101424275B1 (ko) * | 2004-11-08 | 2014-08-13 | 브레우어 사이언스 인코포레이션 | 마이크로 전자공학적 제조 공정 중에 기판의 외부 에지를코팅하는 장치 |
| US7521705B2 (en) | 2005-08-15 | 2009-04-21 | Micron Technology, Inc. | Reproducible resistance variable insulating memory devices having a shaped bottom electrode |
| US20070117287A1 (en) * | 2005-11-23 | 2007-05-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus |
| US7727901B2 (en) | 2007-05-03 | 2010-06-01 | Innovalight, Inc. | Preparation of group IV semiconductor nanoparticle materials and dispersions thereof |
| US20100176369A2 (en) * | 2008-04-15 | 2010-07-15 | Mark Oliver | Metalized Silicon Substrate for Indium Gallium Nitride Light-Emitting Diodes |
| US8309185B2 (en) * | 2010-05-04 | 2012-11-13 | National Tsing Hua University | Nanoparticle film and forming method and application thereof |
| US8552490B2 (en) * | 2010-06-18 | 2013-10-08 | United Microelectronics Corp. | Nonvolatile memory device with a high-K charge storage layer having a U-shaped,cross-sectional structure |
| JP6255650B2 (ja) * | 2013-05-13 | 2018-01-10 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 基板処理装置 |
| JP5760060B2 (ja) * | 2013-09-27 | 2015-08-05 | 株式会社茨城技研 | 金属皮膜形成方法並びに金属皮膜形成製品の製造方法及び製造装置 |
| US20150118487A1 (en) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Colin A. Wolden | Plasma-assisted nanofabrication of two-dimensional metal chalcogenide layers |
| CN104498944B (zh) * | 2015-01-13 | 2017-10-17 | 南昌航空大学 | 一种利用纳米核壳粒子粉末激光熔覆制备表面陶瓷涂层方法 |
| CN105506619A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-20 | 四川腾达电梯制造有限公司 | 一种电梯导轨表面处理工艺 |
| JP7120757B2 (ja) * | 2017-12-12 | 2022-08-17 | 株式会社Jcu | 酸化物膜形成用塗布剤、酸化物膜の製造方法及び金属めっき構造体の製造方法 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR359002A (fr) | 1905-10-30 | 1906-03-14 | Anilin Fabrikation Ag | Procédé de production d'un colorant nouveau de la série du triphénylméthane |
| FR732279A (fr) * | 1931-05-02 | 1932-09-15 | Procédé d'application d'or, d'argent et de platine sur métaux, notamment sur fers et aciers inoxydables | |
| FR1214354A (fr) * | 1957-11-12 | 1960-04-08 | Power Jets Res & Dev Ltd | Perfectionnements apportés aux traitements de pièces métalliques pour les rendre résistantes à la corrosion |
| US3540863A (en) * | 1968-01-22 | 1970-11-17 | Sylvania Electric Prod | Art of protectively metal coating columbium and columbium - alloy structures |
| FR2157728A1 (en) * | 1971-10-29 | 1973-06-08 | Armines | Niobium and niobium alloys - coated with silicon chromium and cobalt or nickel-contg mixt |
| FR2314267A1 (fr) * | 1975-06-12 | 1977-01-07 | Anvar | Procede pour le traitement superficiel des aciers et produits obtenus |
| JPS5853068B2 (ja) * | 1978-01-28 | 1983-11-26 | 工業技術院長 | 耐食性被覆された鉄又は鉄合金及びその製法 |
| US4395440A (en) * | 1980-10-09 | 1983-07-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of and apparatus for manufacturing ultrafine particle film |
| GB2149800B (en) * | 1983-10-22 | 1987-04-08 | Nippon Paint Co Ltd | Steel coating for preventing hydrogen embrittlement |
| US4820591A (en) * | 1987-05-11 | 1989-04-11 | Exxon Research And Engineering Company | Corrosion resistant article and method of manufacture |
| US4800064A (en) * | 1988-01-14 | 1989-01-24 | Gte Products Corporation | Process for producing tungsten heavy alloy sheet using hydrometallurgically produced tungsten heavy alloy |
| DE3830848C1 (ja) * | 1988-09-10 | 1989-12-21 | Boehler Ag, 4005 Meerbusch, De | |
| US5587111A (en) * | 1990-03-29 | 1996-12-24 | Vacuum Metallurgical Co., Ltd. | Metal paste, process for producing same and method of making a metallic thin film using the metal paste |
| US5834374A (en) * | 1994-09-30 | 1998-11-10 | International Business Machines Corporation | Method for controlling tensile and compressive stresses and mechanical problems in thin films on substrates |
| JPH09281329A (ja) * | 1996-04-17 | 1997-10-31 | Ricoh Co Ltd | 偏光子とその製造方法 |
| JP2967734B2 (ja) * | 1996-10-18 | 1999-10-25 | 日本電気株式会社 | 薄膜の形成方法 |
| JP3205793B2 (ja) | 1996-12-19 | 2001-09-04 | 株式会社巴製作所 | 超微粒子及びその製造方法 |
| JP3356968B2 (ja) * | 1997-07-08 | 2002-12-16 | 住友大阪セメント株式会社 | 透明導電膜とその製造方法および表示装置 |
| US6124215A (en) * | 1997-10-06 | 2000-09-26 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. | Apparatus and method for planarization of spin-on materials |
| US6168694B1 (en) * | 1999-02-04 | 2001-01-02 | Chemat Technology, Inc. | Methods for and products of processing nanostructure nitride, carbonitride and oxycarbonitride electrode power materials by utilizing sol gel technology for supercapacitor applications |
-
1999
- 1999-12-01 JP JP34196299A patent/JP2001158966A/ja active Pending
-
2000
- 2000-11-30 TW TW089125438A patent/TW469492B/zh active
- 2000-12-01 US US09/726,552 patent/US6517642B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-12-01 KR KR1020000072227A patent/KR20010062031A/ko not_active Application Discontinuation
- 2000-12-01 EP EP00126292A patent/EP1106712A1/en not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-12-10 US US10/315,170 patent/US6780245B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007129227A (ja) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Seiko Epson Corp | 電子装置の製造方法、巻き取り製造工程、薄膜トランジスタ及び塗布装置 |
| KR101503735B1 (ko) | 2014-01-20 | 2015-03-19 | 연세대학교 산학협력단 | 원자층 증착법으로 증착된 금속 산화물을 이용한 금속 황화물 합성 방법 |
| CN113957434A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-21 | 燕山大学 | 一种在低碳钢表面制备高硬度高耐磨熔覆层的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010062031A (ko) | 2001-07-07 |
| US6780245B2 (en) | 2004-08-24 |
| US20030098531A1 (en) | 2003-05-29 |
| EP1106712A1 (en) | 2001-06-13 |
| US6517642B2 (en) | 2003-02-11 |
| TW469492B (en) | 2001-12-21 |
| US20010010837A1 (en) | 2001-08-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2001158966A (ja) | 金属ないし金属化合物薄膜の作製方法 | |
| US5217754A (en) | Organometallic precursors in conjunction with rapid thermal annealing for synthesis of thin film ceramics | |
| EP1411031B1 (en) | Ceramic and semiconductor | |
| EP0727832B1 (en) | Method of producning a piezoelectric thin film | |
| JP5202961B2 (ja) | 鉛、チタン、ジルコニウムおよびランタニドに基づいた安定な酸化物セラミック前駆体ゾル−ゲル溶液を調製する方法および前記セラミックを調製する方法 | |
| JP2004281900A (ja) | セラミックス膜の製造方法およびこれに用いる加圧型熱処理装置 | |
| JP2014177359A (ja) | 複合酸化物、薄膜容量素子、液滴吐出ヘッド、複合酸化物の製造方法 | |
| US10618285B2 (en) | Piezoelectric substrate and method of manufacturing the piezoelectric substrate, and liquid ejection head | |
| US5620739A (en) | Thin film capacitors on gallium arsenide substrate and process for making the same | |
| CA2163130C (en) | Thin film capacitors on gallium arsenide substrate and process for making the same | |
| KR100529420B1 (ko) | 비스무스나트륨 산화티타늄 화합물 제조방법 | |
| JP2001053224A (ja) | 薄膜キャパシタおよびその製造方法 | |
| JP2001131602A (ja) | 表面修飾ニッケル微粉及びその製造方法 | |
| Yang et al. | Fabrication of perovskite-based Pb (Zn1/3Nb2/3) O3 (PZN) thin films using charged liquid cluster beam | |
| JP6910812B2 (ja) | 圧電体基板の製造方法 | |
| JP4183681B2 (ja) | 高誘電率を有する酸化物材料の薄膜 | |
| JP3040004B2 (ja) | 鉛系複合ペロブスカイト型酸化物薄膜の製造方法 | |
| JP2001053071A (ja) | 強誘電体薄膜の製造方法、電子デバイス、および絶縁体用液体原料 | |
| US6327135B1 (en) | Thin film capacitors on gallium arsenide substrate | |
| JP2000086242A (ja) | 薄膜及びその作製方法 | |
| JP2000124514A (ja) | 強誘電体素子の製造方法 | |
| Park et al. | Thickness dependence of the ferroelectric characteristics of SBT and SBTN thin films | |
| JP3161825B2 (ja) | 鉛系複合ペロブスカイト型酸化物薄膜の製造方法 | |
| JPH10130848A (ja) | 酸化物の成膜方法 | |
| Lee et al. | Effect of Surface Morphology of NiCr-Bottom Electrode on Preparation of Ferroelectric PZT Thin Film Capacitor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040514 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040514 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050701 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060606 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061010 |