JP2019201193A - 抵抗体膜の製造方法及び抵抗体膜 - Google Patents
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Abstract
Description
フォトン方式は、感度が大きく、応答速度が大きい、というメリットがある反面、77Kまで冷却が必要、感度の波長依存性が大きい、というデメリットがある。
サーマル方式は、冷却不要、感度の波長依存性が小さい、というメリットがある反面、感度が小さい、応答速度が小さい、というデメリットがある。
本発明の請求項2に記載の抵抗体膜の製造方法は、請求項1において、前記ターゲットとしてV−5at%Wからなる合金を用い、前記抵抗体膜における膜中のタングステン(W)の含有量が3〜7[at%]の範囲内となるように、前記混合ガスにおける前記酸素の流量と前記アルゴンの流量との流量比を制御する、ことを特徴とする。
本発明の請求項4に記載の抵抗体膜は、請求項3において、抵抗温度係数(TCR)が2.5[@300K(%/K)]以上である、ことを特徴とする。
特に、前記ターゲットとしてV−5at%Wからなる合金を用い、前記抵抗体膜における膜中のタングステン(W)の含有量が3〜7[at%]の範囲内となるように、前記混合ガスにおける前記酸素の流量と前記アルゴンの流量との流量比を制御することにより、抵抗温度係数(TCR)が2.5[@300K(%/K)]以上である抵抗体膜を安定して形成することができる。
特に、本発明の抵抗体膜は、抵抗温度係数(TCR)が2.5[@300K(%/K)]以上である、優れた特性を備えている。
換言すると、被処理体である基板Sを載置する支持台21は、前記斜め入射を保ちながら、前記被処理体の被処理面をその面内において回転させる機構(第二移動機構23)を備えたものである。
図1の成膜装置では、1つのターゲットを用いて成膜する例を示しているが、2つのターゲットを用いる場合は、この限りではない。すなわち、タングステン(W)のターゲットとバナジウム(V)のターゲットとを同時にスパッタする方法(コスパッタ法)を用い、各ターゲットに印可するパワーを調整しても構わない。
本例では、VyW(1−x)Ox膜を検討する予備実験として、Wを添加する前のVOx膜について評価した。図1に示す成膜装置を用い、表1に示す成膜条件によってVOx膜を形成した。VOx膜を形成する際の成膜温度(基板温度とも呼ぶ)を、25℃〜250℃の範囲で変更した試料を作製し、VOx膜の比抵抗[Ω・cm]を調べた。
図2から、以下の点が明らかとなった。
(A1)VOx膜の抵抗値は成膜温度に強く依存する。成膜温度の増加に伴い、抵抗値が急減する。
(A2)目標とする抵抗値分布(直径8inchの基板において±3%以内)を達成するには、基板面内における温度分布をΔ7℃以下にする必要がある。
(A3)膜厚分布や組成分布を考慮すると、基板面内における温度分布をΔ5℃以下を達成する必要がある。
(B1)VOx膜の特徴として、成膜温度が25℃(RT)〜200℃までは、酸素流量比に対して抵抗値が一定の領域が存在する。このため、酸素に対するプロセスマージンは十分あり、成膜温度が25℃(RT)〜200℃の間では、成膜温度を変えることにより所望の抵抗値が得られる。
(B2)これに対して、成膜温度が250℃、350℃の場合は、酸素流量比に対して抵抗値が一定の領域が存在しない。
図3の結果から、プロセスガスを構成する、酸素の流量をF1[sccm]、アルゴンの流量をF2[sccm]と定義した場合、前記プロセスガスの導入手段は、8.75≦{F1/(F1+F2)}≦11.5 の条件を満たすように、前記プロセスガスの流量比を制御することにより、VOx膜の抵抗値が一定の領域を得ることができる。
本例では、実験例1の結果を踏まえて、Wを添加したVOx膜、すなわちVyW(1−x)Ox膜について評価した。図1に示す成膜装置を用い、表2に示す成膜条件によってVyW(1−x)Ox膜を形成した。
図4から、以下の点が明らかとなった。
(A1)実験例1で形成したVOx膜は、抵抗値が1[Ω・cm]付近になって初めて、2.5を僅かに越えるTCRが得られた。
(A2)実験例2で形成したVyW(1−x)Ox膜は、抵抗値が0.3〜1[Ω・cm]の範囲内で、2.5〜3.1のTCRが確認された。
(B1)酸素流量が10〜30sccmの範囲内で、TCRが2.5以上のVyW(1−x)Ox膜が得られた。
(B2)TCRが2.5以上となるVyW(1−x)Ox膜は、膜中のW含有量[at%]が3.0以上7.0以下であった。
本発明は、このような抵抗温度係数(TCR)が高い酸化バナジウムを主成分とする抵抗体膜を、簡易な製造工程で形成することが可能である。
図6より、膜中のW含有量[at%]を3〜7の範囲内とすることにより、2.5を越える抵抗温度係数(TCR)を有する膜が形成できることが確認された。
図7において、SSはセンサ、301はボロメータ膜、302(302A、302B)は画素配線、303はSiN支持膜、304はバイポーラトランジスタ、305は信号線、306はアドレス線である。
Claims (4)
- 反応性スパッタリング法により、被処理体上に酸化バナジウムを主成分とする抵抗体膜の製造方法であって、
タングステンバナジウム(WV)からなるターゲットを用い、
減圧可能なチャンバ内において、前記被処理体の被処理面に対して、前記ターゲットから飛翔したスパッタ粒子を斜め入射させると共に、
プラズマを励起させるプロセスガスを、前記被処理体の被処理面の上空を通過するように流しながら、前記被処理面を覆うように所望の抵抗体膜を形成する際に、
前記プロセスガスとして酸素とアルゴンからなる混合ガスを用いる、
ことを特徴とする抵抗体膜の製造方法。 - 前記ターゲットとしてV−5at%Wからなる合金を用い、前記抵抗体膜における膜中のタングステン(W)の含有量が3〜7[at%]の範囲内となるように、前記混合ガスにおける前記酸素の流量と前記アルゴンの流量との流量比を制御する、ことを特徴とする請求項1に記載の抵抗体膜の製造方法。
- 酸化バナジウムを主成分とする抵抗体膜であって、
前記抵抗体膜は、タングステン(W)、バナジウム(V)及び酸素(O)を含み、該膜中における前記タングステン(W)の含有量が3〜7[at%]の範囲内である、ことを特徴とする抵抗体膜。 - 抵抗温度係数(TCR)が2.5[@300K(%/K)]以上である、ことを特徴とする請求項3に記載の抵抗体膜。
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