JP2022131821A - metal film - Google Patents

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晋治 原
Shinji Hara
尚城 太田
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進 青木
Susumu Aoki
眞生子 城川
Makiko Shirokawa
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Abstract

To provide a material having high gas absorption capacity.SOLUTION: A metal film contains at least two types of metal elements selected from the group consisting of Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zr, Nb, Hf, Ta, Pt and Au, and has a first surface and a second surface facing each other. When, of the two types of metal elements, a metal element A represents an element with a relatively large atomic number and a metal element B represents an element with a relatively small atomic number, the molar fraction A (1) of the metal element A with respect to the total of the metal element A and the metal element B on the first surface is less than the molar fraction A (2) of the metal element A with respect to the total of the metal element A and the metal element B on the second surface.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、金属膜に関する。 The present invention relates to metal films.

非蒸発型ゲッター(NEG:non-evaporable getter)は、水分(水蒸気)、酸素、水素、酸化炭素、窒素などのガスの分子を化学的に吸着して固定することができる物質である。非蒸発型ゲッターは、例えば、電子デバイスの真空シーリングやMEMS(Micro Electro-Mechanical System:微小電気機械システム)技術において、真空封止した真空封止空間やガスを充填したガス充填空間に混入した微量のガスを除去する目的で利用されている。 A non-evaporable getter (NEG) is a substance that can chemically adsorb and fix gas molecules such as moisture (water vapor), oxygen, hydrogen, carbon oxide, and nitrogen. Non-evaporable getters are, for example, in the vacuum sealing of electronic devices and MEMS (Micro Electro-Mechanical System) technology. It is used for the purpose of removing the gas of

非蒸発型ゲッターの材料としては、金属が用いられている。例えば、特許文献1には、ジルコニウム、コバルト、イットリウム、ランタン又は希土類元素のうちから選択される1種ないし複数の成分を含む非蒸発型ゲッターが記載されている。 A metal is used as the material of the non-evaporable getter. For example, Patent Document 1 describes a non-evaporable getter containing one or more components selected from zirconium, cobalt, yttrium, lanthanum, and rare earth elements.

特許第2893528号公報Japanese Patent No. 2893528

近年の電子デバイスの真空シーリングやMEMS技術では、シリコン、ガラス、金属、セラミック等の様々な材料を利用することが検討されており、以前に比べガス放出の多い状態の材料で真空封止やガス封止を行なうことが要求されることがある。また、真空封止ではより高真空度な真空空間が求められ、ガス封止ではより高純度なガス充填空間が求められることがある。このため、ガスの吸着能力が高い非蒸発型ゲッターが求められている。 In the recent vacuum sealing of electronic devices and MEMS technology, the use of various materials such as silicon, glass, metals, and ceramics has been studied. Sealing may be required. Further, in vacuum sealing, a vacuum space with a higher degree of vacuum is required, and in gas sealing, a space filled with a gas of higher purity is sometimes required. Therefore, a non-evaporable getter with a high gas adsorption capacity is desired.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ガスの吸着能力が高い材料を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a material having a high gas adsorption capacity.

上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。 In order to solve the above problems, the following means are provided.

[1]第1の態様に係る金属膜は、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、Hf、Ta、Pt及びAuからなる群より選ばれる少なくとも2種の金属元素を含み、互いに対向する第1面と第2面とを有し、前記2種の金属元素のうち原子番号が相対的に大きい方を金属元素Aとし、原子番号が相対的に小さい方を金属元素Bとして、前記第1面における前記金属元素Aと前記金属元素Bの合計に対する前記金属元素Aのモル分率A(1)が、前記第2面における前記金属元素Aと前記金属元素Bの合計に対する前記金属元素Aのモル分率A(2)よりも小さい。 [1] The metal film according to the first aspect includes at least two selected from the group consisting of Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zr, Nb, Hf, Ta, Pt and Au. It contains a metal element and has a first surface and a second surface facing each other, and the one with a relatively higher atomic number among the two types of metal elements is defined as a metal element A, and the one with a relatively lower atomic number. is the metal element B, and the molar fraction A(1) of the metal element A with respect to the total of the metal element A and the metal element B on the first surface is the metal element A on the second surface and the metal element It is smaller than the molar fraction A(2) of the metal element A with respect to the sum of B.

[2]上記態様に係る金属膜において、前記第1面と前記第2面の中間における前記金属元素Aと前記金属元素Bの合計に対する前記金属元素Aのモル分率A(3)は、前記第1面における前記金属元素Aのモル分率A(1)よりも大きく、前記第2面における前記金属元素Aのモル分率A(2)よりも小さい構成とされていてもよい。 [2] In the metal film according to the above aspect, the molar fraction A(3) of the metal element A with respect to the total of the metal element A and the metal element B in the middle of the first surface and the second surface is The molar fraction A(1) of the metal element A on the first surface may be larger than the mole fraction A(2) of the metal element A on the second surface.

[3]上記態様に係る金属膜において、前記第2面における前記金属元素Aと前記金属元素Bの合計に対する前記金属元素Aのモル分率A(2)から前記第2面における前記金属元素Aと前記金属元素Bの合計に対する前記金属元素Bのモル分率B(2)を差し引いた値(A(2)-B(2))と、前記第1面における前記金属元素Aと前記金属元素Bの合計に対する前記金属元素Aのモル分率A(1)から前記第1面における前記金属元素Aと前記金属元素Bの合計に対する前記金属元素Bのモル分率B(1)を差し引いた値(A(1)-B(1))との差が0.05以上である構成とされていてもよい。 [3] In the metal film according to the above aspect, the molar fraction A(2) of the metal element A with respect to the sum of the metal element A and the metal element B on the second surface is converted to the metal element A on the second surface and the value obtained by subtracting the molar fraction B (2) of the metal element B with respect to the total of the metal element B (A (2) - B (2)), and the metal element A and the metal element on the first surface A value obtained by subtracting the molar fraction B(1) of the metallic element B relative to the total of the metallic element A and the metallic element B on the first surface from the molar fraction A(1) of the metallic element A relative to the total of B The difference from (A(1)-B(1)) may be 0.05 or more.

[4]上記態様に係る金属膜において、前記第1面における密度は、前記第2面における密度よりも低い構成とされていてもよい。 [4] In the metal film according to the aspect described above, the density on the first surface may be lower than the density on the second surface.

[5]上記態様に係る金属膜において、前記第1面における密度が、前記第2面における密度に対して95%以下である構成とされていてもよい。 [5] In the metal film according to the aspect described above, the density on the first surface may be 95% or less of the density on the second surface.

[6]上記態様に係る金属膜において、さらに、希土類元素を含む構成とされていてもよい。 [6] The metal film according to the above aspect may further include a rare earth element.

[7]上記態様に係る金属膜において、前記第1面における前記希土類元素のモル含有率は、前記第2面における前記希土類元素のモル含有率よりも高い構成とされていてもよい。 [7] In the metal film according to the above aspect, the molar content of the rare earth element on the first surface may be higher than the molar content of the rare earth element on the second surface.

[8]上記態様に係る金属膜において、前記第1面における前記希土類元素のモル含有率と、前記第2面における前記希土類元素のモル含有率との差が3モル%以上である構成とされていてもよい。 [8] In the metal film according to the above aspect, the difference between the molar content of the rare earth element on the first surface and the molar content of the rare earth element on the second surface is 3 mol% or more. may be

[9]上記態様に係る金属膜において、膜厚が0.5μm以上5.0μm以下の範囲内にある構成とされていてもよい。 [9] In the metal film according to the above aspect, the film thickness may be in the range of 0.5 μm or more and 5.0 μm or less.

[10]上記態様に係る金属膜において、さらに、内部に窒化物を有する構成とされていてもよい。 [10] The metal film according to the above aspect may further include a nitride inside.

[11]上記態様に係る金属膜において、さらに、基板を有し、前記基板と前記第2面とが接している構成とされていてもよい。 [11] The metal film according to the above aspect may further include a substrate, and the substrate and the second surface may be in contact with each other.

上記態様に係る金属膜は、長期間にわたってガスの吸着能力が高い。 The metal film according to the above aspect has a high gas adsorption capacity over a long period of time.

第1実施形態に係る金属膜の断面図である。3 is a cross-sectional view of a metal film according to the first embodiment; FIG. 第1実施形態に係る金属膜の製造に用いることができる電子ビーム蒸着装置の概略的な構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an electron beam vapor deposition apparatus that can be used for manufacturing a metal film according to the first embodiment; FIG. 第1実施形態の第1変形例に係る金属膜の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a metal film according to a first modification of the first embodiment; 実施例で使用したガス吸着速度測定装置のブロック図である。1 is a block diagram of a gas adsorption rate measuring device used in Examples. FIG.

以下、実施形態について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with appropriate reference to the drawings. In the drawings used in the following description, characteristic parts may be shown enlarged for convenience in order to make the characteristics easier to understand, and the dimensional ratio of each component may differ from the actual one. The materials, dimensions, etc. exemplified in the following description are examples, and the present invention is not limited to them, and can be implemented with appropriate changes within the scope of the present invention.

図1は、第1実施形態に係る金属膜の断面図である。
図1に示すように、金属膜1は、基板10と、基板10の上に配置された金属膜部20とを有する。金属膜部20は、互いに対向する第1面21と第2面22とを有する。基板10には、金属膜部20の第2面22が接している。金属膜部20の第1面21は、真空空間やガス充填空間と接触して、これらの空間に混入した微量のガスを吸着する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a metal film according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1 , the metal film 1 has a substrate 10 and a metal film portion 20 arranged on the substrate 10 . The metal film portion 20 has a first surface 21 and a second surface 22 facing each other. The second surface 22 of the metal film portion 20 is in contact with the substrate 10 . The first surface 21 of the metal film portion 20 is in contact with the vacuum space and the gas-filled space, and adsorbs a small amount of gas mixed in these spaces.

基板10は、金属膜部20を支持する機能を有する。基板10の材料は、特に制限なく、半導体、絶縁体、金属などを用いることができる。半導体としては、例えば、シリコン(Si)、炭化ケイ素(SiC)、ガリウムヒ素(GaAs)及び窒化ガリウム(GaN)などを用いることができる。絶縁体としては、例えば、アルミナ(Al)、酸化マグネシウム(MgO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)及びチタン酸バリウム(BaTiO)などのセラミック、ポリイミドやポリアミドなどの樹脂を用いることができる。金属としては、例えば、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、Hf、Ta、Pt、Au及び希土類元素を用いることができる。これらの材料は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The substrate 10 has a function of supporting the metal film portion 20 . The material of the substrate 10 is not particularly limited, and semiconductors, insulators, metals, and the like can be used. Examples of semiconductors that can be used include silicon (Si), silicon carbide (SiC), gallium arsenide (GaAs), and gallium nitride (GaN). As the insulator, for example, ceramics such as alumina (Al 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), strontium titanate (SrTiO 3 ) and barium titanate (BaTiO 3 ), and resins such as polyimide and polyamide can be used. can. Examples of metals that can be used include Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zr, Nb, Hf, Ta, Pt, Au, and rare earth elements. These materials may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

金属膜部20は、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、Hf、Ta、Pt及びAuからなる群より選ばれる少なくとも2種の金属元素を含む。金属膜部20の上記の金属元素の含有量は、上記の金属元素の合計で、例えば、80モル%以上であり、90モル%以上であることが好ましい。また、金属膜部20は、上記の金属元素のみから形成されていてもよい。ただし、金属膜部20は、不可避不純物を含んでいてもよい。不可避不純物は、金属膜部20の原料や製造工程から不可避的に混入する不純物である。不可避不純物の含有量は、例えば、1.0モル%以下であり、0.1モル%以下であることが好ましい。金属膜部20に含まれる上記2種の金属元素は、固溶体を形成していてもよいし、共晶体を形成していてもよいし、金属間化合物を形成していてもよい。 The metal film portion 20 contains at least two metal elements selected from the group consisting of Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zr, Nb, Hf, Ta, Pt and Au. The total content of the metal elements in the metal film portion 20 is, for example, 80 mol % or more, preferably 90 mol % or more. Moreover, the metal film portion 20 may be formed only from the above metal elements. However, the metal film portion 20 may contain unavoidable impurities. The unavoidable impurities are impurities that are unavoidably mixed from the raw material of the metal film portion 20 or from the manufacturing process. The content of unavoidable impurities is, for example, 1.0 mol % or less, preferably 0.1 mol % or less. The two metal elements contained in the metal film portion 20 may form a solid solution, a eutectic, or an intermetallic compound.

金属膜部20に含まれる金属元素のうち原子番号が相対的に大きい金属元素Aは、例えば、Zr、Cr、Pt、Ni、V、Hf、Auであってもよい。また、原子番号が相対的に小さい金属元素Bは、例えば、Co、Ti、Al、Fe、V、Ni、Crであってもよい。金属膜部20に含まれる金属元素の組み合わせとしては、例えば、Zr-Co、Zr-Ti、Zr-Al、Zr-Fe、Zr-V、Zr-Ni、Cr-Ti、Pt-Ti、Ni-Ti、V-Ti、Hf-Ti、Au-Ti、Au-Cr、Zr-V-Ti、Zr-V-Feを挙げることができる。 Among the metal elements contained in the metal film portion 20, the metal element A having a relatively large atomic number may be, for example, Zr, Cr, Pt, Ni, V, Hf, or Au. Also, the metal element B having a relatively small atomic number may be, for example, Co, Ti, Al, Fe, V, Ni, or Cr. Combinations of metal elements contained in the metal film portion 20 include, for example, Zr--Co, Zr--Ti, Zr--Al, Zr--Fe, Zr--V, Zr--Ni, Cr--Ti, Pt--Ti, Ni-- Ti, V--Ti, Hf--Ti, Au--Ti, Au--Cr, Zr--V--Ti and Zr--V--Fe can be mentioned.

金属膜部20は、上記2種の金属元素のうち原子番号が相対的に大きい方を金属元素Aとし、原子番号が相対的に小さい方を金属元素Bとしたとき、第1面21における金属元素Aのモル分率A(1)が、第2面22における金属元素Aのモル分率A(2)よりも小さくなるように設定されている。すなわち、第1面21における金属元素Bのモル分率B(1)が、第2面22における金属元素Bのモル分率B(2)よりも大きくなるように設定されている。なお、金属元素Aのモル分率は、金属元素Aと金属元素Bの合計モル数に対する金属元素Aのモル数の比である。また、金属元素Bのモル分率は、金属元素Aと金属元素Bの合計モル数に対する金属元素Bのモル数の比である。金属膜部20の金属元素の含有量は、ラザフォード後方散乱分析法を用いて測定することができる。基板10に接している第2面22の金属元素の含有量は、第1面21側から金属膜部20の表面を研磨して、基板10と第2面22との界面から100nmの位置の金属元素の含有量を、第2面22の金属元素の含有量としてもよい。 The metal film portion 20 has a metal element A having a relatively larger atomic number among the above two metal elements, and a metal element B having a relatively smaller atomic number. The molar fraction A(1) of the element A is set to be smaller than the molar fraction A(2) of the metal element A on the second surface 22 . That is, the molar fraction B(1) of the metal element B on the first surface 21 is set to be larger than the molar fraction B(2) of the metal element B on the second surface 22 . The mole fraction of the metal element A is the ratio of the number of moles of the metal element A to the total number of moles of the metal element A and the metal element B. Also, the mole fraction of the metal element B is the ratio of the number of moles of the metal element B to the total number of moles of the metal element A and the metal element B. The content of the metal element in the metal film portion 20 can be measured using the Rutherford backscattering analysis method. The content of the metal element on the second surface 22 in contact with the substrate 10 is determined by polishing the surface of the metal film portion 20 from the first surface 21 side, and measuring the content at a position 100 nm from the interface between the substrate 10 and the second surface 22. The content of the metal element may be the content of the metal element of the second surface 22 .

金属膜部20の金属元素Aのモル分率は、第2面22から第1面21に向かって、段階的もしくは連続的に減少していてもよい。あるいは、金属膜部20の金属元素Bのモル分率は、第2面22から第1面21に向かって、段階的もしくは連続的に増加していてもよい。金属膜部20の第1面21と第2面22の中間23における元素Aのモル分率A(3)は、第1面21における金属元素Aのモル分率A(1)よりも大きく、第2面22における金属元素Aのモル分率A(2)よりも小さいことが好ましい。さらに、金属膜部20の第1面21と第2面22の中間23における金属元素Bのモル分率B(3)は、第2面22における金属元素Bのモル分率B(2)よりも大きく、第1面21における金属元素Bのモル分率B(2)よりも小さいことが好ましい。 The mole fraction of the metal element A in the metal film portion 20 may decrease stepwise or continuously from the second surface 22 toward the first surface 21 . Alternatively, the mole fraction of the metal element B in the metal film portion 20 may increase stepwise or continuously from the second surface 22 toward the first surface 21 . The molar fraction A(3) of the element A in the middle 23 between the first surface 21 and the second surface 22 of the metal film portion 20 is larger than the molar fraction A(1) of the metal element A in the first surface 21, It is preferably smaller than the molar fraction A(2) of the metal element A on the second surface 22 . Furthermore, the molar fraction B(3) of the metal element B in the middle 23 between the first surface 21 and the second surface 22 of the metal film portion 20 is higher than the molar fraction B(2) of the metal element B in the second surface 22. is large and smaller than the molar fraction B(2) of the metal element B on the first surface 21 .

金属膜部20の金属元素Aの含有量は、金属元素Bの含有量よりも多いことが好ましい。第1面21における金属元素Aのモル分率A(1)は、例えば、0.70以上0.90以下の範囲内にあり、0.75以上0.85以下の範囲内にあることが好ましい。第1面21における金属元素Aのモル分率A(1)から金属元素Bのモル分率B(1)を差し引いた値(A(1)-B(1))は、例えば、0.40以上0.80以下の範囲内にあり、0.50以上0.70以下の範囲内にあることが好ましい。また、第2面22における金属元素Aのモル分率A(2)は、例えば、0.80以上1.00以下の範囲内にあり、0.85以上0.95以下の範囲内にあることが好ましい。第2面22における金属元素Aのモル分率A(2)から金属元素Bのモル分率B(1)を差し引いた値(A(2)-B(2))は、例えば、0.60以上1.00以下の範囲内にあり、0.70以上0.90以下の範囲内にあることが好ましい。(A(1)-B(1))と(A(2)-B(2))との差は0.05以上であることが好ましい。(A(1)-B(1))と(A(2)-B(2))との差は、0.10以上0.40以下の範囲内にあることが好ましく、0.15以上0.35以下の範囲内にあることがより好ましい。 The content of the metal element A in the metal film portion 20 is preferably higher than the content of the metal element B. The molar fraction A(1) of the metal element A on the first surface 21 is, for example, in the range of 0.70 or more and 0.90 or less, and preferably in the range of 0.75 or more and 0.85 or less. . The value obtained by subtracting the mole fraction B(1) of the metal element B from the mole fraction A(1) of the metal element A on the first surface 21 (A(1)-B(1)) is, for example, 0.40. It is in the range of 0.80 or less, and preferably in the range of 0.50 or more and 0.70 or less. Further, the molar fraction A(2) of the metal element A on the second surface 22 is, for example, within the range of 0.80 or more and 1.00 or less, and is within the range of 0.85 or more and 0.95 or less. is preferred. The value obtained by subtracting the mole fraction B(1) of the metal element B from the mole fraction A(2) of the metal element A on the second surface 22 (A(2)-B(2)) is, for example, 0.60. It is in the range of 1.00 or less, and preferably in the range of 0.70 or more and 0.90 or less. The difference between (A(1)-B(1)) and (A(2)-B(2)) is preferably 0.05 or more. The difference between (A (1) - B (1)) and (A (2) - B (2)) is preferably in the range of 0.10 or more and 0.40 or less, and 0.15 or more and 0 It is more preferably in the range of 0.35 or less.

金属膜部20は、上記の金属元素を3種以上含む構成であってもよい。3種以上の金属元素を含む場合は、含有モル比の多い上位2つの金属元素のうち、原子番号が相対的に大きい金属元素を金属元素Aとし、原子番号が相対的に小さい属元素を金属元素Bとする。 The metal film portion 20 may be configured to contain three or more of the above metal elements. When three or more metal elements are contained, among the top two metal elements with a large molar ratio, the metal element with a relatively large atomic number is defined as a metal element A, and the genus element with a relatively small atomic number is a metal. Let it be element B.

金属膜部20は、さらに、希土類元素を含有していてもよい。希土類元素としては、例えば、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luを用いることができる。これらの希土類元素は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The metal film portion 20 may further contain a rare earth element. Examples of rare earth elements that can be used include Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu. These rare earth elements may be used singly or in combination of two or more.

金属膜部20の希土類元素のモル含有率は、金属膜部20の金属元素の合計に対して、例えば、1モル%以上20モル%以下の範囲内にあり、2モル%以上10モル%以下の範囲内にあることが好ましい。また、第1面21における希土類元素の含有率は、第2面22における希土類元素の含有率よりも高いことが好ましい。また、第2面22は希土類元素を含まなくてもよい。第1面21における希土類元素のモル含有率と、第2面22における希土類元素のモル含有率との差は3モル%以上であることが好ましい。第1面21における希土類元素のモル含有率と、第2面22における希土類元素のモル含有率との差は10モル%以下であってもよい。 The molar content of the rare earth element in the metal film portion 20 is, for example, in the range of 1 mol% or more and 20 mol% or less, and 2 mol% or more and 10 mol% or less with respect to the total of the metal elements in the metal film portion 20. is preferably within the range of Moreover, it is preferable that the content of the rare earth element in the first surface 21 is higher than the content of the rare earth element in the second surface 22 . Also, the second surface 22 may not contain a rare earth element. The difference between the molar content of the rare earth element in the first surface 21 and the molar content of the rare earth element in the second surface 22 is preferably 3 mol % or more. The difference between the molar content of the rare earth element in the first surface 21 and the molar content of the rare earth element in the second surface 22 may be 10 mol % or less.

金属膜部20は、第1面21における密度が第2面22における密度よりも低いことが好ましい。第1面21における密度は、第2面における密度に対して95%以下であることが好ましく、85%以下であることがより好ましく、75%以下であることが特に好ましい。第1面21における密度は、第2面における密度に対して50%以上であってもよく、60%以上であってもよい。 The density of the metal film portion 20 on the first surface 21 is preferably lower than the density on the second surface 22 . The density on the first surface 21 is preferably 95% or less, more preferably 85% or less, and particularly preferably 75% or less with respect to the density on the second surface. The density on the first surface 21 may be 50% or more or 60% or more of the density on the second surface.

金属膜部20は、膜厚が0.5μm以上5.0μm以下の範囲内にあることが好ましい。 The thickness of the metal film portion 20 is preferably in the range of 0.5 μm or more and 5.0 μm or less.

本実施形態の金属膜1は、例えば、基板10の上に、金属膜部20を積層することによって製造することができる。金属膜部20を積層する方法としては、例えば、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、分子線蒸着法、スパッタリング法などを用いることができる。次に、電子ビーム蒸着法を例にとって、金属膜1の製造方法を説明する。 The metal film 1 of this embodiment can be manufactured, for example, by laminating the metal film part 20 on the substrate 10 . As a method for laminating the metal film portion 20, for example, an electron beam vapor deposition method, a vacuum vapor deposition method, an ion plating method, an ion beam vapor deposition method, a molecular beam vapor deposition method, a sputtering method, or the like can be used. Next, the method of manufacturing the metal film 1 will be described by taking the electron beam vapor deposition method as an example.

図2は、第1実施形態に係る金属膜の製造に用いることができる電子ビーム蒸着装置の概略的な構成を示す断面図である。
図2に示すように、電子ビーム蒸着装置30は、真空槽31と、真空槽内を排気するための油拡散ポンプ40とを有する。真空槽31は、内部に、基板10を固定するための基板ホルダ32、3つの蒸着源(第1蒸着源34a、第2蒸着源34b、第3蒸着源34c)、RFコイル37、MFC(Mass Flow Controller)38、ガス導入管39を備える。基板ホルダ32は、外部に備えられたモータ33により周方向に回転可能とされている。第1蒸着源34a、第2蒸着源34b及び第3蒸着源34cはそれぞれ、ハース35と電子銃36とを備える。ハース35に充填した金属原料に電子銃36にて発生した電子ビームEBを照射して、金属原料を気化させて、気化した金属元素を基板10の表面に堆積させることによって金属膜を成膜する。第1蒸着源34a、第2蒸着源34b及び第3蒸着源34cは、それぞれ電子銃36に供給するエミッション電流を調整することによって電子ビームEBの出力を増減させることができ、これにより、金属膜の成膜レートを変えることができるようにされている。また、電子ビーム蒸着装置30は、MFC38により流量が調整されたガスを、ガス導入管39を介して真空槽31内に導入できるようにされている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an electron beam vapor deposition apparatus that can be used for manufacturing a metal film according to the first embodiment.
As shown in FIG. 2, the electron beam vapor deposition apparatus 30 has a vacuum chamber 31 and an oil diffusion pump 40 for evacuating the interior of the vacuum chamber. The vacuum chamber 31 has therein a substrate holder 32 for fixing the substrate 10, three deposition sources (first deposition source 34a, second deposition source 34b, third deposition source 34c), RF coil 37, MFC (Mass flow controller) 38 and a gas introduction pipe 39 . The substrate holder 32 is rotatable in the circumferential direction by a motor 33 provided outside. The first deposition source 34a, the second deposition source 34b, and the third deposition source 34c each include a hearth 35 and an electron gun 36. As shown in FIG. The metal raw material filled in the hearth 35 is irradiated with an electron beam EB generated by an electron gun 36 to vaporize the metal raw material, and the vaporized metal element is deposited on the surface of the substrate 10 to form a metal film. . The first deposition source 34a, the second deposition source 34b, and the third deposition source 34c can increase or decrease the output of the electron beam EB by adjusting the emission current supplied to the electron gun 36, respectively. film formation rate can be changed. Further, the electron beam vapor deposition apparatus 30 can introduce a gas whose flow rate is adjusted by the MFC 38 into the vacuum chamber 31 through the gas introduction pipe 39 .

電子ビーム蒸着装置30を用いた金属膜1の製造は、次のようにして行われる。
まず、基板ホルダ32に基板10を固定する。また、第1蒸着源34a、第2蒸着源34b、第3蒸着源34cのハース35に、金属膜部20の原料となる金属原料を充填する。例えば、第1蒸着源34aのハース35に金属元素Aを、第2蒸着源34bのハース35に金属元素Bを、第3蒸着源34cのハース35に希土類元素を充填する。第1蒸着源34aのハース35に金属元素Aと希土類元素とを充填してもよく、第2蒸着源34bのハース35に金属元素Bと希土類元素とを充填してもよい。
Manufacture of the metal film 1 using the electron beam vapor deposition apparatus 30 is performed as follows.
First, the substrate 10 is fixed to the substrate holder 32 . Further, the hearths 35 of the first deposition source 34 a , the second deposition source 34 b , and the third deposition source 34 c are filled with the metal raw material, which is the raw material of the metal film portion 20 . For example, the hearth 35 of the first deposition source 34a is filled with the metal element A, the hearth 35 of the second deposition source 34b is filled with the metal element B, and the hearth 35 of the third deposition source 34c is filled with the rare earth element. The hearth 35 of the first deposition source 34a may be filled with the metal element A and the rare earth element, and the hearth 35 of the second deposition source 34b may be filled with the metal element B and the rare earth element.

次いで、真空槽31を封止し、油拡散ポンプ40を作動させて、真空槽31内を排気して、真空槽31内を所定の圧力(例えば、1×10-4Pa)に到達させる。 Next, the vacuum chamber 31 is sealed, the oil diffusion pump 40 is operated, and the inside of the vacuum chamber 31 is evacuated to reach a predetermined pressure (for example, 1×10 −4 Pa).

次いで、モータ33を作動させて、基板ホルダ32を周方向に回転させる。また、第1蒸着源34a、第2蒸着源34b、第3蒸着源34cのハース35に電圧を印加しながら、電子銃36にエミッション電流を供給して、電子ビームEBをハース35に充填した金属原料に照射することによって金属膜の成膜を開始する。金属膜の成膜開始後、例えば、金属元素Bの成膜レートが連続的に増加するように、第2蒸着源34bの電子銃36に供給するエミッション電流値を調整する。これによって、金属元素Bのモル分率が基板10側の表面(第2面22)から基板10とは反対側の面(第1面21)に向かって連続的に上昇し、金属元素Aのモル分率が第2面22から第1面21に向かって連続的に低下した金属膜部20を成膜することができる。 Next, the motor 33 is operated to rotate the substrate holder 32 in the circumferential direction. Further, while applying a voltage to the hearths 35 of the first deposition source 34a, the second deposition source 34b, and the third deposition source 34c, an emission current is supplied to the electron gun 36, and the electron beam EB is applied to the metal filled in the hearth 35. The deposition of the metal film is initiated by irradiating the raw material. After starting the deposition of the metal film, for example, the emission current value supplied to the electron gun 36 of the second deposition source 34b is adjusted so that the deposition rate of the metal element B increases continuously. As a result, the molar fraction of the metal element B continuously increases from the surface (second surface 22) on the side of the substrate 10 toward the surface (first surface 21) opposite to the substrate 10, and the molar fraction of the metal element A increases. It is possible to form the metal film portion 20 in which the molar fraction is continuously decreased from the second surface 22 toward the first surface 21 .

以上のような構成とされた第1実施形態の金属膜1によれば、金属膜部20は上記の金属元素を少なくとも2種含み、この2種の金属元素のうち原子番号が相対的に大きい方を金属元素Aとし、原子番号が相対的に小さい方を金属元素Bとしたとき第1面21における金属元素Aのモル分率A(1)が、第2面22における金属元素Aのモル分率A(2)よりも小さいので、第1面21は第2面22と比較して、空孔が形成されやすく、多孔質で、比表面積が大きくなる。このため、金属膜部20の第1面21はガスの吸着量及びガス拡散速度が向上するので、ガス吸着能力が高くなる。 According to the metal film 1 of the first embodiment configured as described above, the metal film portion 20 contains at least two of the above metal elements, and the atomic numbers of these two metal elements are relatively large. The metal element A is the one with the relatively smaller atomic number, and the metal element B is the one with the relatively smaller atomic number. Since it is smaller than the fraction A(2), compared with the second surface 22, the first surface 21 is more likely to have pores, is porous, and has a larger specific surface area. As a result, the first surface 21 of the metal film portion 20 has an improved gas adsorption amount and a gas diffusion speed, thereby increasing the gas adsorption capacity.

第1実施形態の金属膜1において、金属膜部20の第1面21と第2面22の中間23における金属元素Aのモル分率A(3)は、第1面21における金属元素Aのモル分率A(1)よりも大きく、第2面22における金属元素Aのモル分率A(2)よりも小さい場合は、金属膜部20の膜厚方向の組成変化が緩やかになる。よって、第1面21はより多くの空孔が形成されやすく、多孔質で、比表面積が大きくなる。 In the metal film 1 of the first embodiment, the molar fraction A(3) of the metal element A in the middle 23 between the first surface 21 and the second surface 22 of the metal film part 20 is When it is larger than the molar fraction A(1) and smaller than the molar fraction A(2) of the metal element A on the second surface 22, the composition change in the film thickness direction of the metal film portion 20 becomes moderate. Therefore, the first surface 21 is likely to have more pores, is porous, and has a large specific surface area.

第1実施形態の金属膜1において、金属膜部20の第2面22における金属元素Aのモル分率A(2)から第2面22における金属元素Bのモル分率B(2)を差し引いた値(A(2)-B(2))と、第1面21における金属元素Aのモル分率A(1)から第1面21における金属元素Bのモル分率B(1)を差し引いた値(A(1)-B(1))との差が0.05以上である場合は、第1面21と第2面22の金属元素の組成の差が大きくなる。よって、第1面21はさらに多くの空孔が形成されやすく、多孔質で、比表面積が大きくなる。 In the metal film 1 of the first embodiment, the mole fraction B(2) of the metal element B on the second surface 22 is subtracted from the mole fraction A(2) of the metal element A on the second surface 22 of the metal film portion 20 Subtract the molar fraction B(1) of the metal element B on the first surface 21 from the value (A(2)-B(2)) and the mole fraction A(1) of the metal element A on the first surface 21 When the difference from the obtained value (A(1)-B(1)) is 0.05 or more, the difference in the composition of the metal elements between the first surface 21 and the second surface 22 increases. Therefore, the first surface 21 is likely to have more pores, is porous, and has a large specific surface area.

第1実施形態の金属膜1において、金属膜部20の第1面21における密度が第2面22における密度よりも低い場合は、第1面21に空孔が形成されていて、多孔質で、比表面積が大きくなる。このため、金属膜部20の第1面21はガスの吸着量及びガス拡散速度が向上するので、ガス吸着能力が高くなる。 In the metal film 1 of the first embodiment, when the density on the first surface 21 of the metal film part 20 is lower than the density on the second surface 22, the first surface 21 is porous. , the specific surface area increases. As a result, the first surface 21 of the metal film portion 20 has an improved gas adsorption amount and a gas diffusion speed, thereby increasing the gas adsorption capacity.

第1実施形態の金属膜1において、金属膜部20の第1面21における密度が第2面22における密度に対して95%以下である場合は、第1面21により多くの空孔が形成されていて、多孔質で、比表面積が大きくなる。 In the metal film 1 of the first embodiment, when the density on the first surface 21 of the metal film part 20 is 95% or less of the density on the second surface 22, more holes are formed on the first surface 21. It is porous and has a large specific surface area.

第1実施形態の金属膜1において、金属膜部20が、さらに、希土類元素を含む場合は、希土類元素がガスを吸着することによって、金属膜部20のガスの吸着量が増加する。 In the metal film 1 of the first embodiment, when the metal film portion 20 further contains a rare earth element, the gas adsorption amount of the metal film portion 20 increases due to the gas adsorption by the rare earth element.

第1実施形態の金属膜1において、金属膜部20の第1面21における希土類元素のモル含有率が第2面22における希土類元素のモル含有率よりも高い場合は、金属膜部20の第1面21のガスの吸着量が増加する。 In the metal film 1 of the first embodiment, when the molar content of the rare earth element on the first surface 21 of the metal film portion 20 is higher than the molar content of the rare earth element on the second surface 22 of the metal film portion 20, the The amount of gas adsorbed on the first surface 21 increases.

第1実施形態の金属膜1において、金属膜部20の第1面21における前記希土類元素のモル含有率と、第2面22における希土類元素のモル含有率との差が3モル%以上である場合は、金属膜部20の第1面21のガスの吸着量がより増加する。 In the metal film 1 of the first embodiment, the difference between the molar content of the rare earth element on the first surface 21 of the metal film portion 20 and the molar content of the rare earth element on the second surface 22 is 3 mol% or more. In this case, the amount of gas adsorbed on the first surface 21 of the metal film portion 20 is further increased.

第1実施形態の金属膜1において、金属膜部20の膜厚が0.5μm以上5.0μm以下の範囲内と膜厚が薄い場合は、非蒸発型ゲッターとして、種々の電子デバイスの真空シーリングやMEMS技術に利用することができる。 In the metal film 1 of the first embodiment, when the film thickness of the metal film portion 20 is thin in the range of 0.5 μm or more and 5.0 μm or less, it can be used as a non-evaporable getter for vacuum sealing of various electronic devices. and MEMS technology.

以上、第1実施形態について図面を参照して詳述したが、第1実施形態はこの例に限られるものではない。例えば、第1実施形態において、金属膜1は基板10を有するが、基板10の代わりに、電子デバイスの真空シーリングやMEMS技術で用いる部材の表面に、金属膜部20を直接成膜してもよい。
また、金属膜部20は、さらに、内部に窒化物を有していてもよい。
As described above, the first embodiment has been described in detail with reference to the drawings, but the first embodiment is not limited to this example. For example, in the first embodiment, the metal film 1 has the substrate 10, but instead of the substrate 10, the metal film portion 20 may be formed directly on the surface of a member used for vacuum sealing of electronic devices or MEMS technology. good.
Moreover, the metal film part 20 may further have a nitride inside.

(第1変形例)
図3は、第1実施形態の第1変形例に係る金属膜の断面図である。金属膜2は、金属膜部20の内部に窒化物層24が形成されている点において第1実施形態と相違する。第1変形例において、第1実施形態と同様の構成は同様の符号を付し、説明を省略する。
(First modification)
FIG. 3 is a cross-sectional view of a metal film according to a first modification of the first embodiment; The metal film 2 differs from the first embodiment in that a nitride layer 24 is formed inside the metal film portion 20 . In the first modified example, configurations similar to those of the first embodiment are denoted by similar reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

第1変形例において、窒化物層24は、島状に形成されている。また、窒化物層24は、間隔をあけて2層形成されている。窒化物層24は、金属窒化物を含むことが好ましい。窒化物層24は、金属窒化物を80モル%以上含むことが好ましい。窒化物層24は、金属窒化物のみで形成されていてもよい。金属窒化物は、金属膜部20に含まれている金属元素の窒化物であってもよい。 In the first modification, the nitride layer 24 is formed in an island shape. Two layers of the nitride layer 24 are formed with an interval therebetween. Nitride layer 24 preferably comprises a metal nitride. The nitride layer 24 preferably contains 80 mol % or more of metal nitride. Nitride layer 24 may be formed only of a metal nitride. The metal nitride may be a nitride of a metal element contained in the metal film portion 20 .

窒化物層24の形成方法としては、例えば、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、分子線蒸着法、スパッタリング法などを用いることができる。例えば、電子ビーム蒸着法の場合は、電子ビーム蒸着装置30の真空槽31に窒素ガスを導入した状態で、電子ビームEBを金属原料に照射して金属原料を気化させることによって窒化物層24を形成することができる。 Examples of methods for forming the nitride layer 24 include electron beam deposition, vacuum deposition, ion plating, ion beam deposition, molecular beam deposition, and sputtering. For example, in the case of the electron beam evaporation method, the nitride layer 24 is formed by irradiating the metal source with an electron beam EB in a state where nitrogen gas is introduced into the vacuum chamber 31 of the electron beam deposition device 30 to vaporize the metal source. can be formed.

窒化物層24は、第1面21の近傍にあることが好ましい。窒化物層24は、第1面21の表面から100nm以内の位置に配置されていることが好ましい。窒化物層24は、窒化物分子が二次元方向に一層並んだ単分子構造であってもよいし、窒化物分子が二次元方向に複数層並んだ多分子構造であってもよい。窒化物層24が多分子構造である場合、膜厚は5nm以下であることが好ましい。 Nitride layer 24 is preferably adjacent to first surface 21 . The nitride layer 24 is preferably arranged within 100 nm from the surface of the first surface 21 . The nitride layer 24 may have a monomolecular structure in which nitride molecules are arranged two-dimensionally in one layer, or may have a multi-molecular structure in which nitride molecules are arranged in multiple layers in a two-dimensional direction. When the nitride layer 24 has a polymolecular structure, the film thickness is preferably 5 nm or less.

以上のような構成とされた第1変形例の金属膜2は、金属膜1と同様の効果を有すると共に、金属膜部20の内部に窒化物層24が形成されているので、金属膜部20内の金属元素の配列を不均一することができ、金属膜部20内に空孔が形成されやすくなる。 The metal film 2 of the first modified example configured as described above has the same effects as the metal film 1, and since the nitride layer 24 is formed inside the metal film portion 20, the metal film portion Arrangement of the metal elements in the metal film portion 20 can be non-uniform, and holes are likely to be formed in the metal film portion 20 .

[実施例1]
成膜装置として、図2に示す電子ビーム蒸着装置30を用いた。基板ホルダ32にシリコン基板(直径:6インチ)を固定した。また、第1蒸着源34aのハース35にZrを、第2蒸着源34bのハース35にCoをそれぞれ充填した。
[Example 1]
The electron beam vapor deposition apparatus 30 shown in FIG. 2 was used as a film forming apparatus. A silicon substrate (diameter: 6 inches) was fixed to the substrate holder 32 . The hearth 35 of the first deposition source 34a was filled with Zr, and the hearth 35 of the second deposition source 34b was filled with Co.

次いで、真空槽31を封止し、油拡散ポンプ40を作動させて、内圧が1×10-4Pa以下となるまで真空槽31内を排気した。 Next, the vacuum chamber 31 was sealed, the oil diffusion pump 40 was operated, and the inside of the vacuum chamber 31 was evacuated until the internal pressure became 1×10 −4 Pa or less.

次いで、モータ33を作動させて、基板ホルダ32を周方向に回転させた。その後、第1蒸着源34aのハース35と第2蒸着源34bのハース35とにそれぞれ7kVの電圧を印加しながら、第1蒸着源34aの電子銃36には、Zrの成膜レートが6nm/分となるように、第2蒸着源34bの電子銃36には、Coの成膜レートが0.5nm/分となるようにそれぞれエミッション電流を供給して、Zr-Co金属膜の成膜を開始した。Zr-Co金属膜の成膜は、膜厚が2μmとなるまで行なった。なお、第2蒸着源34bの電子銃36に供給するエミッション電流を、Coの成膜レートが成膜開始直後から一定の割合で上昇するように調整し、成膜終了時のCoの成膜レートを1nm/分とした。また、Zr-Co金属膜の膜厚が2/3μmとなった時点で、真空槽31へのアルゴンガスの導入を開始して、真空槽31の内圧を一定の割合で上昇させて、成膜終了時の真空槽31の内圧を1×10-3Paとした。 Next, the motor 33 was operated to rotate the substrate holder 32 in the circumferential direction. After that, while applying a voltage of 7 kV to the hearth 35 of the first evaporation source 34a and the hearth 35 of the second evaporation source 34b, the electron gun 36 of the first evaporation source 34a is operated at a Zr film formation rate of 6 nm/. An emission current is supplied to the electron gun 36 of the second deposition source 34b so that the deposition rate of Co is 0.5 nm/minute, and the Zr--Co metal film is deposited. started. The Zr—Co metal film was formed until the film thickness reached 2 μm. The emission current supplied to the electron gun 36 of the second evaporation source 34b was adjusted so that the Co film formation rate increased at a constant rate immediately after the film formation started, and the Co film formation rate at the end of the film formation was adjusted. was set to 1 nm/min. Further, when the film thickness of the Zr--Co metal film reached 2/3 μm, introduction of argon gas into the vacuum chamber 31 was started, and the internal pressure of the vacuum chamber 31 was increased at a constant rate to form a film. The internal pressure of the vacuum chamber 31 at the end was set to 1×10 −3 Pa.

[比較例1]
成膜開始時の第2蒸着源34bの電子銃36のエミッション電流を、Coの成膜レートが0.5nm/分となる値とし、この値を成膜終了時まで保持し、アルゴンガスの導入を行なわずに成膜開始時の条件を維持したこと以外は、実施例1と同様にしてZr-Co金属膜を作成した。
[Comparative Example 1]
The emission current of the electron gun 36 of the second vapor deposition source 34b at the start of film formation is set to a value at which the film formation rate of Co is 0.5 nm/min. A Zr--Co metal film was formed in the same manner as in Example 1, except that the conditions at the start of film formation were maintained without performing the .

[比較例2]
成膜開始時の第2蒸着源34bの電子銃36のエミッション電流を、Coの成膜レートが1.0nm/分となる値とし、この値を成膜終了時で保持し、アルゴンガスの導入を行なわずに成膜開始時の条件を維持したこと以外は、実施例1と同様にして、Zr-Co金属膜を作成した。
[Comparative Example 2]
The emission current of the electron gun 36 of the second vapor deposition source 34b at the start of film formation is set to a value at which the film formation rate of Co is 1.0 nm/min. A Zr--Co metal film was formed in the same manner as in Example 1, except that the conditions at the start of film formation were maintained without performing the .

[評価]
実施例1及び比較例1~2で得られたZr-Co金属膜について、組成、密度、水素ガスの吸着能力を下記の方法により測定した。その結果を表1Aと表1Bに示す。なお、組成と密度は、金属膜の第1面(シリコン基板から2μmの位置)について測定した後、表面を研磨して中間部(シリコン基板から1μmの位置)について測定し、その後、さらに表面を研磨して第2面(シリコン基板と第2面の界面から100nmの位置)について測定した。その結果を、表1A及び表1Bに示す。なお、表1Aには、第1面、中間部及び第2面の組成式と、Zrモル分率、Coモル分率、Zrモル分率とCoモル分率の差を記載し、表1Bには、第1面と第2面の組成の差と、第1面、中間及び第2面の組成の密度、水素ガスの吸着能力を記載した。
[evaluation]
For the Zr--Co metal films obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the composition, density, and hydrogen gas adsorption capacity were measured by the following methods. The results are shown in Tables 1A and 1B. The composition and density were measured on the first surface of the metal film (position 2 μm from the silicon substrate), then the surface was polished, and the intermediate portion (position 1 μm from the silicon substrate) was measured. After polishing, the second surface (position of 100 nm from the interface between the silicon substrate and the second surface) was measured. The results are shown in Tables 1A and 1B. In Table 1A, the composition formulas of the first surface, the intermediate portion, and the second surface, the Zr mole fraction, the Co mole fraction, and the difference between the Zr mole fraction and the Co mole fraction are described, and Table 1B shows describes the difference in composition between the first and second surfaces, the density of the compositions of the first, intermediate and second surfaces, and the hydrogen gas adsorption capacity.

(組成)
ラザフォード後方散乱分析法(RBS:Rutherford Back-Scattering Spectroscopy)により測定した。
(composition)
It was measured by Rutherford Back-Scattering Spectroscopy (RBS).

(密度)
X線反射率測定法(XRR:X-Ray-Reflectivity)により測定された全反射臨界角の値と、金属膜の組成から算出した。
(density)
It was calculated from the value of the total reflection critical angle measured by X-Ray-Reflectivity (XRR) and the composition of the metal film.

(水素ガスの吸着能力)
ガスの吸着能力は、図4に示すガス吸着速度測定装置を用いて、Zr-Co金属膜の水素ガス吸着速度を測定することによって評価した。ガス吸着速度測定装置50は、真空チャンバー51と、排気ポンプ56と、真空チャンバー51と排気ポンプ56とを接続する配管57とを備える。真空チャンバー51は、試料設置台52を有する。試料設置台52は、熱電対53とヒータ54とを備えた加熱システム55を有する。配管57は、コンダクタンスバルブ58を有し、排気ポンプ56とコンダクタンスバルブ58との間には第1真空計59aが配置され、真空チャンバー51とコンダクタンスバルブ58との間には第2真空計59bが配置されていている。また、配管57の排気ポンプ56と第1真空計59aとの間には、ガス供給配管60がMFC61を介して接続されている。Zr-Co金属膜の水素ガス吸着速度は、次のように測定した。
(Hydrogen gas adsorption capacity)
The gas adsorption capacity was evaluated by measuring the hydrogen gas adsorption rate of the Zr--Co metal film using the gas adsorption rate measuring device shown in FIG. The gas adsorption rate measuring device 50 includes a vacuum chamber 51 , an exhaust pump 56 , and a pipe 57 connecting the vacuum chamber 51 and the exhaust pump 56 . The vacuum chamber 51 has a sample mounting table 52 . The sample mounting table 52 has a heating system 55 with a thermocouple 53 and a heater 54 . The pipe 57 has a conductance valve 58, a first vacuum gauge 59a is arranged between the exhaust pump 56 and the conductance valve 58, and a second vacuum gauge 59b is arranged between the vacuum chamber 51 and the conductance valve 58. are placed. A gas supply pipe 60 is connected via an MFC 61 between the exhaust pump 56 of the pipe 57 and the first vacuum gauge 59a. The hydrogen gas adsorption rate of the Zr--Co metal film was measured as follows.

試料(Zr-Co金属膜)3を平面視したときの平面面積を測定した。次いで、試料3を、試料設置台52に設置した。次いで、試料設置台52の加熱システム55を用いて試料3を300℃に加熱すると共に、真空チャンバー51内をベーク加熱しながら、排気ポンプ56で真空チャンバー51を1×10-7Pa以下まで排気した。コンダクタンスは、コンダクタンスバルブ58を用いて、70mL・s-1となるように調整した。次いで、ガス供給配管60から水素ガスを配管57内に導入した。水素ガスの供給量は、MFC61を用いて、第2真空計59bの圧力が4×10-4Paになる量に調整した。
第1真空計59aの圧力と、第2真空計59bの圧力を計測した。水素ガス吸着速度Sは、下記の式を用いて算出した。
S=C×(P-P)/(P×A)
ただし、式中、Sは、吸着速度(mL・s-1・cm-2)は、Pは、第1真空計59aの圧力(Pa)、Pは、第2真空計59bの圧力(Pa)、Aは、試料3の平面面積(cm)、Cは、コンダクタンス(mL・s-1)である。
The planar area of the sample (Zr--Co metal film) 3 was measured. Next, the sample 3 was placed on the sample placement table 52 . Next, the sample 3 is heated to 300° C. using the heating system 55 of the sample mounting table 52, and the vacuum chamber 51 is evacuated to 1×10 −7 Pa or less by the evacuation pump 56 while baking and heating the inside of the vacuum chamber 51. did. The conductance was adjusted to 70 mL·s −1 using the conductance valve 58 . Next, hydrogen gas was introduced into the pipe 57 from the gas supply pipe 60 . The supply amount of hydrogen gas was adjusted using the MFC 61 so that the pressure of the second vacuum gauge 59b was 4×10 −4 Pa.
The pressure of the first vacuum gauge 59a and the pressure of the second vacuum gauge 59b were measured. The hydrogen gas adsorption speed S was calculated using the following formula.
S=C×(P 1 −P 2 )/(P 2 ×A)
However, in the formula, S is the adsorption speed (mL s -1 cm -2 ), P 1 is the pressure (Pa) of the first vacuum gauge 59a, P 2 is the pressure of the second vacuum gauge 59b ( Pa), A is the planar area of the sample 3 (cm 2 ), and C is the conductance (mL·s −1 ).

Figure 2022131821000002
Figure 2022131821000002

Figure 2022131821000003
Figure 2022131821000003

表1A及び表1Bの結果から、実施例1のZr-Co金属膜は、比較例1及び比較例2のZr-Co金属膜と比較して、第1面の密度が第2面の密度よりも小さく、ガス吸着能力が向上することがわかる。実施例1のZr-Co金属膜は、第1面におけるZrのモル分率Zr(1)が第2面におけるZrのモル分率Zr(2)より小さく、Coの第1面におけるモル分率Co(1)が第2面のモル分率Co(2)より大きいので、第2面から第1面に向けてZrとCoが不規則な方向(様々な格子の方向)に堆積する。このため、Zr-Co金属膜の第1面は、第2面と比較して空孔が形成されやすく、多孔質で、比表面積が大きくなる。よって、第1面は第2面より密度が小さくなる。また、第1面の比表面積が大きくなることによって、第1面のガスとの接触面積(ガスの吸着手)が増加して、第1面にガスが吸着しやすくなり、さらに吸着したガスがZr-Co金属膜内に拡散しやすくなるので、ガス吸着能力が向上する。
これに対して、比較例1及び比較例2のZr-Co金属膜は、第2面から第1面に向けてZrのモル分率及びCoのモル分率が同じであったため、ZrとCoが規則的な方向に積層され、Zr-Co金属膜内に空孔が形成されにくい。
From the results of Tables 1A and 1B, the Zr--Co metal film of Example 1 has a higher density on the first surface than the Zr--Co metal films of Comparative Examples 1 and 2. is small, and it can be seen that the gas adsorption capacity is improved. In the Zr—Co metal film of Example 1, the Zr mole fraction Zr(1) on the first surface is smaller than the Zr mole fraction Zr(2) on the second surface, and the Co mole fraction on the first surface Since Co(1) is greater than the mole fraction Co(2) on the second surface, Zr and Co are deposited in random directions (various lattice directions) from the second surface toward the first surface. For this reason, the first surface of the Zr--Co metal film is more likely to have pores than the second surface, is porous, and has a large specific surface area. Therefore, the first surface has a lower density than the second surface. In addition, since the specific surface area of the first surface is increased, the contact area of the first surface with the gas (gas adsorption) is increased, the gas is easily adsorbed on the first surface, and the adsorbed gas is further removed. Since it becomes easier to diffuse into the Zr--Co metal film, the gas adsorption capacity is improved.
On the other hand, the Zr—Co metal films of Comparative Examples 1 and 2 had the same molar fraction of Zr and Co from the second surface to the first surface. are stacked in regular directions, and holes are less likely to be formed in the Zr--Co metal film.

[実施例2]
第1蒸着源34aのハース35にYを添加したZr(Zr:Y=93.5:6.5(モル比))を、第2蒸着源34bのハース35にLaを添加したTi(Ti:Y=93.5:6.5(モル比))を、第3蒸着源34cのハース35にYをそれぞれ充填した。第1蒸着源34aの電子銃36に供給するエミッション電流を、Zr-Yの成膜レートが6nm/分となる値とし、第2蒸着源34bの電子銃36に供給するエミッション電流を、Ti-Laの成膜レートが0.5nm/分となる値として、Zr-Ti-Y-La金属膜の成膜を開始した。Zr-Ti-Y-La金属膜の成膜は、膜厚が3μmとなるまで行なった。
[Example 2]
Zr to which Y is added (Zr:Y=93.5:6.5 (molar ratio)) is added to the hearth 35 of the first deposition source 34a, and Ti to which La is added to the hearth 35 of the second deposition source 34b (Ti: Y=93.5:6.5 (molar ratio)) was filled in the hearth 35 of the third vapor deposition source 34c. The emission current supplied to the electron gun 36 of the first deposition source 34a is set to a value that makes the deposition rate of Zr-Y 6 nm/min, and the emission current supplied to the electron gun 36 of the second deposition source 34b is set to Ti- The deposition of the Zr--Ti--Y--La metal film was started with the value of the La deposition rate of 0.5 nm/min. The Zr--Ti--Y--La metal film was formed until the film thickness reached 3 μm.

第2蒸着源34bの電子銃36に供給するエミッション電流を、Ti-Laの成膜レートが成膜開始直後から一定の割合で上昇するように調整し、成膜終了時のTi-Laの成膜レートを1nm/分とした。また、成膜開始後、Zr-Ti-Y-La金属膜の膜厚が1μmとなった時点で、真空槽31へのアルゴンガスの導入を開始して、真空槽31の内圧を一定の割合で上昇させて、成膜終了時の真空槽31の内圧を1×10-3Paとした。さらに、アルゴンガスの導入開始と同時に、第3蒸着源34cの電子銃36に、Yの成膜レートが0.3nm/分となるように、エミッション電流の供給を開始した。第3蒸着源34cの電子銃36に供給するエミッション電流を、Yの成膜レートが成膜開始直後から一定の割合で上昇するように調整し、成膜終了時のYの成膜レートを0.5nm/分とした。 The emission current supplied to the electron gun 36 of the second vapor deposition source 34b is adjusted so that the Ti--La film formation rate rises at a constant rate immediately after the start of film formation, and the Ti--La growth rate at the end of the film formation is controlled. The film rate was set to 1 nm/min. After the start of film formation, when the film thickness of the Zr--Ti--Y--La metal film reached 1 μm, the introduction of argon gas into the vacuum chamber 31 was started, and the internal pressure of the vacuum chamber 31 was increased to a constant rate. to make the internal pressure of the vacuum chamber 31 1×10 −3 Pa at the end of the film formation. Furthermore, at the same time as the introduction of the argon gas was started, the supply of the emission current to the electron gun 36 of the third deposition source 34c was started so that the deposition rate of Y was 0.3 nm/min. The emission current supplied to the electron gun 36 of the third evaporation source 34c is adjusted so that the film formation rate of Y rises at a constant rate immediately after the start of film formation, and the film formation rate of Y at the end of film formation is set to zero. 0.5 nm/min.

Zr-Ti-Y-La金属膜の膜厚が2.950μm(3μmまで残り50nm)となった時点で、第1蒸着源34aの電子銃36及び第3蒸着源34cの電子銃36へのエミッション電流の供給を停止し、真空槽31に導入するガスをアルゴンガスから窒素ガスに切り替えて、Ti-Laの窒化物膜を2nm形成した。その後、真空槽31に導入するガスを窒素ガスからにアルゴンガスに切り替え、第1蒸着源34aの電子銃36及び第3蒸着源34cの電子銃36へのエミッション電流の供給を再開して、Zr-Ti-Y-La金属膜を成膜した。 When the film thickness of the Zr--Ti--Y--La metal film reaches 2.950 μm (50 nm remaining to 3 μm), the emission to the electron gun 36 of the first evaporation source 34a and the electron gun 36 of the third evaporation source 34c The current supply was stopped, the gas introduced into the vacuum chamber 31 was switched from argon gas to nitrogen gas, and a Ti—La nitride film was formed to a thickness of 2 nm. After that, the gas to be introduced into the vacuum chamber 31 is switched from nitrogen gas to argon gas, and the supply of the emission current to the electron gun 36 of the first deposition source 34a and the electron gun 36 of the third deposition source 34c is resumed, and Zr -Ti-Y-La metal film was formed.

さらに、Zr-Ti-Y-La金属膜の膜厚が2.970μm(3μmまで残り30nm)となった時点で、第1蒸着源34aの電子銃36及び第3蒸着源34cの電子銃36へのエミッション電流の供給を停止し、真空槽31に導入するガスをアルゴンガスから窒素ガスに切り替えて、Ti-Laの窒化物膜を2nm形成した。その後、真空槽31に導入するガスを窒素ガスからにアルゴンガスに切り替え、第1蒸着源34aの電子銃36及び第3蒸着源34cの電子銃36へのエミッション電流の供給を再開して、Zr-Ti-Y-La金属膜を成膜した。
以上の点以外は、実施例1と同様にして、Zr-Ti-Y-La金属膜を成膜した。
Furthermore, when the film thickness of the Zr--Ti--Y--La metal film reaches 2.970 μm (30 nm remaining to 3 μm), the electron gun 36 of the first evaporation source 34a and the electron gun 36 of the third evaporation source 34c The supply of the emission current was stopped, the gas introduced into the vacuum chamber 31 was switched from argon gas to nitrogen gas, and a Ti—La nitride film was formed to a thickness of 2 nm. After that, the gas to be introduced into the vacuum chamber 31 is switched from nitrogen gas to argon gas, and the supply of the emission current to the electron gun 36 of the first deposition source 34a and the electron gun 36 of the third deposition source 34c is resumed, and Zr -Ti-Y-La metal film was formed.
A Zr--Ti--Y--La metal film was formed in the same manner as in Example 1 except for the above points.

[比較例3]
成膜開始時の第2蒸着源34bの電子銃36のエミッション電流を、Ti-Laの成膜レートが0.5nm/分となる値とし、この値を成膜終了時まで保持し、第3蒸着源34cを使用せずに成膜開始時の条件を維持したこと以外は、実施例2と同様にしてZr-Ti-Y-La金属膜を作成した。
[Comparative Example 3]
The emission current of the electron gun 36 of the second vapor deposition source 34b at the start of film formation is set to a value at which the film formation rate of Ti—La is 0.5 nm/min. A Zr--Ti--Y--La metal film was formed in the same manner as in Example 2, except that the deposition source 34c was not used and the conditions at the start of film formation were maintained.

[比較例4]
成膜開始時の第2蒸着源34bの電子銃36のエミッション電流を、Ti-Laの成膜レートが1.0nm/分となる値とし、成膜開始時に第3蒸着源34cの電子銃36に、Yの成膜レートが0.5nm/分となるように、エミッション電流の供給を開始して、この条件を成膜終了時で保持したこと以外は、実施例2と同様にしてZr-Ti-Y-La金属膜を作成した。
[Comparative Example 4]
The emission current of the electron gun 36 of the second vapor deposition source 34b at the start of film formation is set to a value at which the film formation rate of Ti—La is 1.0 nm/min, and the electron gun 36 of the third vapor deposition source 34c is set at the start of film formation. Then, Zr- was formed in the same manner as in Example 2, except that the supply of the emission current was started so that the deposition rate of Y was 0.5 nm/min, and this condition was maintained at the end of the deposition. A Ti--Y--La metal film was prepared.

[評価]
実施例2及び比較例3~4で得られたZr-Ti-Y-La金属膜について、組成、密度、ガスの吸着能力を上記の方法により測定した。その結果を表2A及び表2Bに示す。なお、Zr-Ti-Y-La金属膜の中間部は、シリコン基板から1.5μmの位置とした。
[evaluation]
The composition, density, and gas adsorption capacity of the Zr--Ti--Y--La metal films obtained in Example 2 and Comparative Examples 3 and 4 were measured by the methods described above. The results are shown in Tables 2A and 2B. The intermediate portion of the Zr--Ti--Y--La metal film was positioned 1.5 μm from the silicon substrate.

Figure 2022131821000004
Figure 2022131821000004

Figure 2022131821000005
Figure 2022131821000005

表2A及び表2Bの結果から、実施例2のZr-Ti-Y-La金属膜は、比較例1及び比較例2のZr-Ti-Y-La金属膜と比較して、第1面の密度が第2面の密度よりも小さく、ガス吸着能力が向上することがわかる。これは、実施例2のZr-Ti-Y-La金属膜は、第1面におけるZrのモル分率Zr(1)が第2面におけるZrのモル分率Zr(2)より小さく、第1面におけるTiのモル分率Ti(1)が第2面のTiのモル分率Ti(2)より大きいことによって、第1面は、第2面と比較して空孔が形成されやすく、多孔質で、比表面積が大きくなったためである。 From the results in Tables 2A and 2B, the Zr--Ti--Y--La metal film of Example 2 has a higher It can be seen that the density is lower than that of the second surface and the gas adsorption capacity is improved. This is because the Zr--Ti--Y--La metal film of Example 2 has a Zr mole fraction Zr(1) on the first surface smaller than a Zr mole fraction Zr(2) on the second surface. Since the molar fraction Ti(1) of Ti on the surface is larger than the molar fraction Ti(2) of Ti on the second surface, the first surface is more susceptible to formation of pores than the second surface, and the porous structure is porous. This is because the specific surface area is increased in quality.

また、実施例2のZr-Ti-Y-La金属膜は、実施例1のZr-Co金属膜と比較してガスの吸着能力が顕著に向上した。この理由は、希土類元素と窒化物層の存在によるものと考えられる。実施例2のZr-Ti-Y-La金属膜は、希土類元素の含有率が第1面の方が第2面より大きくされている。希土類元素は、反応性が高く、イオン結合性が強いため、合金膜の空孔位置を希土類元素で埋めることによって、ガスの吸着手を増加させる作用がある。このため、実施例2のZr-Ti-Y-La金属膜は第1面にガスがより吸着しやすくなったと考えられる。また、窒化物層は、金属膜内の金属元素の配列を不均一にすることによって、金属膜内に空孔を形成しやすくする作用がある。このため、実施例2のZr-Ti-Y-La金属膜は、第1面に空孔がより多く存在し、第1面の比表面積が増大して、第1面にガスがより吸着しやすくなったと共に、第1面に吸着したガスが金属膜内に拡散しやすくなり、ガスの吸着能力が、実施例1のZr-Co金属膜と比較して向上したと考えられる。 In addition, the Zr--Ti--Y--La metal film of Example 2 has significantly improved gas adsorption capability compared to the Zr--Co metal film of Example 1. The reason for this is believed to be the presence of the rare earth element and the nitride layer. In the Zr--Ti--Y--La metal film of Example 2, the content of the rare earth element is higher on the first surface than on the second surface. Since the rare earth elements have high reactivity and strong ionic bonding properties, filling the vacant positions of the alloy film with the rare earth elements has the effect of increasing gas adsorption. For this reason, it is considered that the Zr--Ti--Y--La metal film of Example 2 was more likely to adsorb gas on the first surface. In addition, the nitride layer has the effect of facilitating the formation of holes in the metal film by making the arrangement of the metal elements in the metal film non-uniform. Therefore, in the Zr--Ti--Y--La metal film of Example 2, more holes exist on the first surface, the specific surface area of the first surface increases, and gas is more adsorbed on the first surface. It is considered that the gas adsorbed on the first surface is easily diffused into the metal film, and the gas adsorption capacity is improved as compared with the Zr—Co metal film of Example 1.

[実施例3]
第1蒸着源34aのハース35にNiを、第2蒸着源34bのハース35にTiをそれぞれ充填した。第1蒸着源34aの電子銃36に供給するエミッション電流を、Niの成膜レートが6nm/分となる値とし、第2蒸着源34bの電子銃36に供給するエミッション電流を、Tiの成膜レートが0.5nm/分となる値として、Ni-Ti金属膜の成膜を開始した。Ni-Ti金属膜の成膜は、膜厚が2μmとなるまで行なった。
[Example 3]
The hearth 35 of the first deposition source 34a was filled with Ni, and the hearth 35 of the second deposition source 34b was filled with Ti. The emission current supplied to the electron gun 36 of the first deposition source 34a is set to a value at which the Ni deposition rate is 6 nm/min, and the emission current supplied to the electron gun 36 of the second deposition source 34b is set to Deposition of the Ni—Ti metal film was started at a rate of 0.5 nm/min. The Ni—Ti metal film was formed until the film thickness reached 2 μm.

第2蒸着源34bの電子銃36に供給するエミッション電流を、Tiの成膜レートが成膜開始直後から一定の割合で上昇するように調整し、成膜終了時のTiの成膜レートを1nm/分とした。また、成膜開始後、Ni-Ti金属膜の膜厚が2/3μmとなった時点で、真空槽31へのアルゴンガスの導入を開始して、真空槽31の内圧を一定の割合で上昇させて、成膜終了時の真空槽31の内圧を1×10-3Paとした。
以上の点以外は、実施例1と同様にして、Ni-Ti金属膜を成膜した。
The emission current supplied to the electron gun 36 of the second deposition source 34b was adjusted so that the Ti film formation rate increased at a constant rate immediately after the start of film formation, and the Ti film formation rate at the end of the film formation was 1 nm. / minutes. After the start of film formation, when the film thickness of the Ni—Ti metal film reaches 2/3 μm, the introduction of argon gas into the vacuum chamber 31 is started to increase the internal pressure of the vacuum chamber 31 at a constant rate. The internal pressure of the vacuum chamber 31 was set to 1×10 −3 Pa when the film formation was completed.
A Ni—Ti metal film was formed in the same manner as in Example 1 except for the above points.

[比較例5]
成膜開始時の第2蒸着源34bの電子銃36のエミッション電流を、Tiの成膜レートが0.5nm/分となる値とし、この値を成膜終了時まで保持し、アルゴンガスの導入を行なわずに成膜開始時の条件を維持したこと以外は、実施例2と同様にしてNi-Ti金属膜を成膜した。
[Comparative Example 5]
The emission current of the electron gun 36 of the second vapor deposition source 34b at the start of film formation is set to a value at which the film formation rate of Ti is 0.5 nm/min. A Ni—Ti metal film was formed in the same manner as in Example 2, except that the conditions at the start of film formation were maintained without performing the

[比較例6]
成膜開始時の第2蒸着源34bの電子銃36のエミッション電流を、Tiの成膜レートが1.0nm/分となる値とし、この値を成膜終了時で保持し、アルゴンガスの導入を行なわずに成膜開始時の条件を維持したこと以外は、実施例2と同様にしてNi-Ti金属膜を成膜した。
[Comparative Example 6]
The emission current of the electron gun 36 of the second vapor deposition source 34b at the start of film formation is set to a value at which the film formation rate of Ti is 1.0 nm/min. A Ni—Ti metal film was formed in the same manner as in Example 2, except that the conditions at the start of film formation were maintained without performing the

[評価]
実施例3及び比較例5~6で得られたNi-Ti金属膜について、組成、密度、ガスの吸着能力を上記の方法により測定した。その結果を表3A及び表3Bに示す。
[evaluation]
The Ni—Ti metal films obtained in Example 3 and Comparative Examples 5 and 6 were measured for composition, density, and gas adsorption capacity by the methods described above. The results are shown in Tables 3A and 3B.

Figure 2022131821000006
Figure 2022131821000006

Figure 2022131821000007
Figure 2022131821000007

表3A及び表3Bの結果から、実施例3のNi-Ti金属膜は、比較例5及び比較例6のNi-Ti金属膜と比較して、第1面の密度が第2面の密度よりも小さく、ガス吸着能力が向上することがわかる。これは、実施例3のNi-Ti金属膜は、第1面におけるNiのモル分率Ni(1)が第2面におけるNiのモル分率Ni(2)より小さく、第1面におけるTiのモル分率Ti(1)が第2面のTiのモル分率Ti(2)より大きいことによって、第1面は第2面と比較して空孔が形成されやすく、多孔質で、比表面積が大きくなったためである。 From the results in Tables 3A and 3B, the Ni—Ti metal film of Example 3 has a higher density on the first surface than the density on the second surface compared to the Ni—Ti metal films of Comparative Examples 5 and 6. is small, and it can be seen that the gas adsorption capacity is improved. This is because, in the Ni—Ti metal film of Example 3, the molar fraction Ni(1) of Ni on the first surface is smaller than the molar fraction Ni(2) of Ni on the second surface, and the molar fraction Ni(2) of Ni on the first surface is Since the molar fraction Ti(1) is larger than the molar fraction Ti(2) of Ti on the second surface, the first surface is more likely to form pores than the second surface, is porous, and has a specific surface area of This is because the

第1の態様に係る金属膜は、ガスの吸着能力が高いので、真空封止空間やガス充填空間に混入した微量のガスを除去するための非蒸発型ゲッターとして、種々の電子デバイスの真空シーリングやMEMS技術に利用することができる。 Since the metal film according to the first aspect has a high gas adsorption capacity, it can be used as a non-evaporable getter for removing a small amount of gas mixed in a vacuum sealed space or a gas filled space for vacuum sealing of various electronic devices. and MEMS technology.

1、2…金属膜、3…試料、10…基板、20…金属膜部、21…第1面、22…第2面、23…中間、24…窒化物層、30…電子ビーム蒸着装置、31…真空槽、32…基板ホルダ、33…モータ、34a…第1蒸着源、34b…第2蒸着源、34c…第3蒸着源、35…ハース、36…電子銃、37…RFコイル、38…MFC、39…ガス導入管、40…油拡散ポンプ、50…ガス吸着速度測定装置、51…真空チャンバー、52…試料設置台、53…熱電対、54…ヒータ、55…加熱システム、56…排気ポンプ、57…配管、58…コンダクタンスバルブ、59a…第1真空計、59b…第2真空計、60…ガス供給配管、61…MFC DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2... Metal film, 3... Sample, 10... Substrate, 20... Metal film portion, 21... First surface, 22... Second surface, 23... Intermediate, 24... Nitride layer, 30... Electron beam deposition apparatus, 31 Vacuum chamber 32 Substrate holder 33 Motor 34a First vapor deposition source 34b Second vapor deposition source 34c Third vapor deposition source 35 Hearth 36 Electron gun 37 RF coil 38 MFC, 39 Gas introduction tube 40 Oil diffusion pump 50 Gas adsorption rate measuring device 51 Vacuum chamber 52 Sample installation table 53 Thermocouple 54 Heater 55 Heating system 56 Exhaust pump 57 Piping 58 Conductance valve 59a First vacuum gauge 59b Second vacuum gauge 60 Gas supply pipe 61 MFC

Claims (11)

Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、Hf、Ta、Pt及びAuからなる群より選ばれる少なくとも2種の金属元素を含み、
互いに対向する第1面と第2面とを有し、
前記2種の金属元素のうち原子番号が相対的に大きい方を金属元素Aとし、原子番号が相対的に小さい方を金属元素Bとして、前記第1面における前記金属元素Aと前記金属元素Bの合計に対する前記金属元素Aのモル分率A(1)が、前記第2面における前記金属元素Aと前記金属元素Bの合計に対する前記金属元素Aのモル分率A(2)よりも小さい金属膜。
At least two metal elements selected from the group consisting of Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zr, Nb, Hf, Ta, Pt and Au,
having a first surface and a second surface facing each other;
Among the two kinds of metal elements, the one with a relatively larger atomic number is defined as a metal element A, and the one with a relatively smaller atomic number is defined as a metal element B, and the metal element A and the metal element B on the first surface A metal in which the molar fraction A(1) of the metallic element A with respect to the total of is smaller than the molar fraction A(2) of the metallic element A with respect to the total of the metallic element A and the metallic element B on the second surface film.
前記第1面と前記第2面の中間における前記金属元素Aと前記金属元素Bの合計に対する前記金属元素Aのモル分率A(3)は、前記第1面における前記金属元素Aのモル分率A(1)よりも大きく、前記第2面における前記金属元素Aのモル分率A(2)よりも小さい請求項1に記載の金属膜。 The molar fraction A(3) of the metal element A with respect to the total of the metal element A and the metal element B between the first surface and the second surface is the mole fraction of the metal element A on the first surface. 2. The metal film according to claim 1, wherein the molar fraction A(2) of the metal element A on the second surface is greater than the fraction A(1). 前記第2面における前記金属元素Aと前記金属元素Bの合計に対する前記金属元素Aのモル分率A(2)から前記第2面における前記金属元素Aと前記金属元素Bの合計に対する前記金属元素Bのモル分率B(2)を差し引いた値(A(2)-B(2))と、前記第1面における前記金属元素Aと前記金属元素Bの合計に対する前記金属元素Aのモル分率A(1)から前記第1面における前記金属元素Aと前記金属元素Bの合計に対する前記金属元素Bのモル分率B(1)を差し引いた値(A(1)-B(1))との差が0.05以上である請求項1又は2に記載の金属膜。 From the molar fraction A(2) of the metal element A to the sum of the metal element A and the metal element B on the second surface, the metal element to the sum of the metal element A and the metal element B on the second surface A value (A(2)-B(2)) obtained by subtracting the mole fraction B(2) of B, and the mole fraction of the metal element A with respect to the sum of the metal element A and the metal element B on the first surface A value obtained by subtracting the molar fraction B(1) of the metal element B with respect to the total of the metal element A and the metal element B on the first surface from the ratio A(1) (A(1)-B(1)) 3. The metal film according to claim 1, wherein the difference between is 0.05 or more. 前記第1面における密度は、前記第2面における密度よりも低い請求項1から3のいずれか一項に記載の金属膜。 4. The metal film according to any one of claims 1 to 3, wherein the density on the first surface is lower than the density on the second surface. 前記第1面における密度が、前記第2面における密度に対して95%以下である請求項4に記載の金属膜。 5. The metal film according to claim 4, wherein the density on the first surface is 95% or less of the density on the second surface. さらに、希土類元素を含む請求項1から5のいずれか一項に記載の金属膜。 6. The metal film according to any one of claims 1 to 5, further comprising a rare earth element. 前記第1面における前記希土類元素のモル含有率は、前記第2面における前記希土類元素のモル含有率よりも高い請求項6に記載の金属膜。 7. The metal film according to claim 6, wherein the molar content of the rare earth element on the first surface is higher than the molar content of the rare earth element on the second surface. 前記第1面における前記希土類元素のモル含有率と、前記第2面における前記希土類元素のモル含有率との差が3モル%以上である請求項7に記載の金属膜。 8. The metal film according to claim 7, wherein the difference between the molar content of the rare earth element on the first surface and the molar content of the rare earth element on the second surface is 3 mol % or more. 膜厚が0.5μm以上5.0μm以下の範囲内にある請求項1から8のいずれか一項に記載の金属膜。 9. The metal film according to any one of claims 1 to 8, wherein the film thickness is in the range of 0.5 µm or more and 5.0 µm or less. さらに、内部に窒化物を有する請求項1から9のいずれか一項に記載の金属膜。 10. The metal film according to any one of claims 1 to 9, further comprising a nitride therein. さらに、基板を有し、前記基板と前記第2面とが接している請求項1から10のいずれか一項に記載の金属膜。 11. The metal film according to any one of claims 1 to 10, further comprising a substrate, wherein said substrate and said second surface are in contact with each other.
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