JP3128597B2 - 誘電体膜の製造方法 - Google Patents
誘電体膜の製造方法Info
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- JP3128597B2 JP3128597B2 JP03314743A JP31474391A JP3128597B2 JP 3128597 B2 JP3128597 B2 JP 3128597B2 JP 03314743 A JP03314743 A JP 03314743A JP 31474391 A JP31474391 A JP 31474391A JP 3128597 B2 JP3128597 B2 JP 3128597B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物誘電体膜を真空
中で形成する製造方法に関するものである。
中で形成する製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スパッタリングで薄膜を形成すると基板
が室温で形成でき、かつ、基板との付着力が強い。さら
に、蒸着のような材料の突沸が生じないので、形成され
た膜の品質が良好である。そこで、低温で基板に誘電体
膜を形成する際にはアルゴンガスによる高周波スパッタ
リングが用いられていた。
が室温で形成でき、かつ、基板との付着力が強い。さら
に、蒸着のような材料の突沸が生じないので、形成され
た膜の品質が良好である。そこで、低温で基板に誘電体
膜を形成する際にはアルゴンガスによる高周波スパッタ
リングが用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】酸化物誘電体ターゲッ
トをアルゴンガスのみでスパッタリングして、基板上に
酸化物を形成すると酸素が遊離して化学量論組成より酸
素が少ない組成になる。そこで、従来はアルゴンガスだ
けでなく酸素ガスも供給して酸化物誘電体ターゲットを
スパッタリングする方法がとられていた。しかし、上記
従来の方法では形成された酸化物薄膜内に遊離した酸素
分子が混入し、薄膜の性質を低下させるという問題があ
った。本発明はかかる課題を鑑みて薄膜内に混入する遊
離した酸素分子が少なく、かつ、形成された薄膜の組成
が化学量論組成となる誘電体膜の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
トをアルゴンガスのみでスパッタリングして、基板上に
酸化物を形成すると酸素が遊離して化学量論組成より酸
素が少ない組成になる。そこで、従来はアルゴンガスだ
けでなく酸素ガスも供給して酸化物誘電体ターゲットを
スパッタリングする方法がとられていた。しかし、上記
従来の方法では形成された酸化物薄膜内に遊離した酸素
分子が混入し、薄膜の性質を低下させるという問題があ
った。本発明はかかる課題を鑑みて薄膜内に混入する遊
離した酸素分子が少なく、かつ、形成された薄膜の組成
が化学量論組成となる誘電体膜の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、酸化物誘電体ターゲットをアルゴンガス
と笑気ガスとの雰囲気で高周波スパッタリングすること
により形成される誘電体膜を化学量論組成の酸化物、も
しくはアルゴンガスと笑気ガスとアンモニアガスとの雰
囲気で高周波スパッタリングすることにより形成される
誘電体膜を化学量論組成の酸化物と窒化物との混合物と
するものである。
成するために、酸化物誘電体ターゲットをアルゴンガス
と笑気ガスとの雰囲気で高周波スパッタリングすること
により形成される誘電体膜を化学量論組成の酸化物、も
しくはアルゴンガスと笑気ガスとアンモニアガスとの雰
囲気で高周波スパッタリングすることにより形成される
誘電体膜を化学量論組成の酸化物と窒化物との混合物と
するものである。
【０００５】
【作用】したがって本発明によれば、形成された酸化物
誘電体薄膜中に混入するガス分子の量が減少し、かつ、
形成された薄膜の組成が化学量論組成となる。
誘電体薄膜中に混入するガス分子の量が減少し、かつ、
形成された薄膜の組成が化学量論組成となる。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の一実施例における誘電体の製
造方法を示す高周波スパッタリングを行う装置の断面図
である。図１において、１は酸化物誘電体ターゲットで
あってバッキングプレート２と接着されている。このバ
ッキングプレート２は銅等の高熱伝導金属材料からな
り、流水で冷却して間接的に酸化物誘電体ターゲット１
を冷却している。シールドカバー３は酸化物誘電体ター
ゲット１の外周端を覆っておりターゲット以外の材料が
スパッタされるのを防止している。４は陽極であって、
薄膜を形成する基板をこの陽極４上に設ける。そして、
酸化物誘電体ターゲット１と陽極４との間に高周波の高
電圧を印加する。高周波にするのは酸化物誘電体ターゲ
ット１が絶縁物であるので電位を切り替えないと帯電し
て酸化物誘電体ターゲット１と陽極４との間の電位差が
ゼロになって、酸化物誘電体ターゲット１のスパッタリ
ングが停止するためである。５は絶縁体で、チャンバに
電圧が印加されるのを防止するものである。６は永久磁
石であって、酸化物誘電体ターゲット１上に電子を閉じ
こめて成膜速度を向上させる働きがある。酸化物誘電体
ターゲット１と陽極４との間にはシャッター７があって
基板への薄膜形成を調整するために用いる。８はガス流
入口であって、キャリアガスや反応ガスをチャンバ内に
流入するためのものである。９は排気口で、クライオポ
ンプ等の真空排気装置につながっており、真空引きや流
入ガスの排気を行う。本発明の第１の実施例はガス流入
口８からアルゴンガスと笑気ガスを流入するものであ
る。この結果、酸化物誘電体ターゲット１をスパッタリ
ングする際には酸素原子が遊離するが、笑気ガスも窒素
分子と酸素原子に分離して酸素原子の数を補うため形成
される酸化物は化学量論組成になる。これは、酸素分子
がボンディングを切って酸素の原子やイオンになるより
笑気ガス分子がボンディングを切って酸素の原子やイオ
ンを放出する方が容易であるためである。また、薄膜中
に混入する酸素分子の量も従来の酸素ガスを用いる場合
より減少する。これは、酸素分子がボンディングを切っ
て酸素の原子やイオンになるより笑気ガス分子がボンデ
ィングを切って酸素の原子やイオンを放出する方が容易
であるため、分離してない分子の数が減少するからであ
る。酸化物誘電体ターゲットとして五酸化二タンタルを
用い、１ｍTorrで成膜実験を行った。アルゴンガスと笑
気ガスとの流入量はモル比で数１に示す式の関係の時に
良好な膜質が得られる。
造方法を示す高周波スパッタリングを行う装置の断面図
である。図１において、１は酸化物誘電体ターゲットで
あってバッキングプレート２と接着されている。このバ
ッキングプレート２は銅等の高熱伝導金属材料からな
り、流水で冷却して間接的に酸化物誘電体ターゲット１
を冷却している。シールドカバー３は酸化物誘電体ター
ゲット１の外周端を覆っておりターゲット以外の材料が
スパッタされるのを防止している。４は陽極であって、
薄膜を形成する基板をこの陽極４上に設ける。そして、
酸化物誘電体ターゲット１と陽極４との間に高周波の高
電圧を印加する。高周波にするのは酸化物誘電体ターゲ
ット１が絶縁物であるので電位を切り替えないと帯電し
て酸化物誘電体ターゲット１と陽極４との間の電位差が
ゼロになって、酸化物誘電体ターゲット１のスパッタリ
ングが停止するためである。５は絶縁体で、チャンバに
電圧が印加されるのを防止するものである。６は永久磁
石であって、酸化物誘電体ターゲット１上に電子を閉じ
こめて成膜速度を向上させる働きがある。酸化物誘電体
ターゲット１と陽極４との間にはシャッター７があって
基板への薄膜形成を調整するために用いる。８はガス流
入口であって、キャリアガスや反応ガスをチャンバ内に
流入するためのものである。９は排気口で、クライオポ
ンプ等の真空排気装置につながっており、真空引きや流
入ガスの排気を行う。本発明の第１の実施例はガス流入
口８からアルゴンガスと笑気ガスを流入するものであ
る。この結果、酸化物誘電体ターゲット１をスパッタリ
ングする際には酸素原子が遊離するが、笑気ガスも窒素
分子と酸素原子に分離して酸素原子の数を補うため形成
される酸化物は化学量論組成になる。これは、酸素分子
がボンディングを切って酸素の原子やイオンになるより
笑気ガス分子がボンディングを切って酸素の原子やイオ
ンを放出する方が容易であるためである。また、薄膜中
に混入する酸素分子の量も従来の酸素ガスを用いる場合
より減少する。これは、酸素分子がボンディングを切っ
て酸素の原子やイオンになるより笑気ガス分子がボンデ
ィングを切って酸素の原子やイオンを放出する方が容易
であるため、分離してない分子の数が減少するからであ
る。酸化物誘電体ターゲットとして五酸化二タンタルを
用い、１ｍTorrで成膜実験を行った。アルゴンガスと笑
気ガスとの流入量はモル比で数１に示す式の関係の時に
良好な膜質が得られる。
【０００７】
【数１】Ａr ： Ｎ2Ｏ ＝ 100 ： 0.5〜５ 笑気ガスの量が少ないと形成される薄膜材料の酸素比が
化学量論組成より少なくなり、耐候性が悪くなる。例え
ば、80℃90％ＲＨの高温多湿雰囲気中で500時間放置す
ると形成した膜内にピンホールが発生した。一方、笑気
ガスの量が多いと薄膜中に窒素分子が混入し、機械的強
度が悪くなる。この酸化物薄膜を形成する際にアルゴン
ガスと笑気ガスは別々にチャンバ内に流入してチャンバ
内で混合してもよいし、予め混合したガスをチャンバ内
に流入してもよい。
化学量論組成より少なくなり、耐候性が悪くなる。例え
ば、80℃90％ＲＨの高温多湿雰囲気中で500時間放置す
ると形成した膜内にピンホールが発生した。一方、笑気
ガスの量が多いと薄膜中に窒素分子が混入し、機械的強
度が悪くなる。この酸化物薄膜を形成する際にアルゴン
ガスと笑気ガスは別々にチャンバ内に流入してチャンバ
内で混合してもよいし、予め混合したガスをチャンバ内
に流入してもよい。
【０００８】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。第２の実施例はアルゴンガスと笑気ガスとアンモニ
アガスとをガス流入口８から流入するものである。酸化
物誘電体ターゲットとして五酸化二タンタルを用い、１
ｍTorrで成膜実験を行った。アルゴンガスと笑気ガスと
アンモニアガスとの流入量はモル比で数２の式で示す関
係の時に良好な膜質が得られた。
る。第２の実施例はアルゴンガスと笑気ガスとアンモニ
アガスとをガス流入口８から流入するものである。酸化
物誘電体ターゲットとして五酸化二タンタルを用い、１
ｍTorrで成膜実験を行った。アルゴンガスと笑気ガスと
アンモニアガスとの流入量はモル比で数２の式で示す関
係の時に良好な膜質が得られた。
【０００９】
【数２】 Ａr ： Ｎ2Ｏ： ＮＨ3 ＝ 100 ： 0.5〜５ ： 0.5〜５ この場合、形成薄膜は五酸化二タンタルと窒化タンタル
の化学量論組成の混合物になっていた。また、基板との
密着性が酸化物単体もしくは窒化物単体より向上した。
本実験で作成した膜厚100nmの薄膜を80℃90％ＲＨの高
温多湿雰囲気中で1000時間放置したが、膜面にピンホー
ルや剥離、亀裂等の欠陥の発生は全く見られなかった。
数２に示した量より、笑気ガスおよびアンモニアガスが
少ないと金属組成の多い薄膜になり、耐候性が悪くな
る。また、笑気ガスおよびアンモニアガスの量が多いと
形成された薄膜中にガスが多く混入し、粗な膜になって
機械的強度が低下する。
の化学量論組成の混合物になっていた。また、基板との
密着性が酸化物単体もしくは窒化物単体より向上した。
本実験で作成した膜厚100nmの薄膜を80℃90％ＲＨの高
温多湿雰囲気中で1000時間放置したが、膜面にピンホー
ルや剥離、亀裂等の欠陥の発生は全く見られなかった。
数２に示した量より、笑気ガスおよびアンモニアガスが
少ないと金属組成の多い薄膜になり、耐候性が悪くな
る。また、笑気ガスおよびアンモニアガスの量が多いと
形成された薄膜中にガスが多く混入し、粗な膜になって
機械的強度が低下する。
【００１０】
【発明の効果】本発明によって、形成された酸化物誘電
体薄膜中に混入するガス分子の量が減少する。また、形
成された薄膜の組成が化学量論組成になる。その結果、
機械的強度が強く膜質も良くなる。また、酸化物が窒化
物を混入によって薄膜の密着性が向上するという効果を
有する。
体薄膜中に混入するガス分子の量が減少する。また、形
成された薄膜の組成が化学量論組成になる。その結果、
機械的強度が強く膜質も良くなる。また、酸化物が窒化
物を混入によって薄膜の密着性が向上するという効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の誘電体の製造方法を示すスパッタリン
グ装置の断面図である。
グ装置の断面図である。
１…酸化物誘電体ターゲット、 ２…バッキングプレー
ト、 ３…シールドカバー、 ４…陽極、 ５…絶縁
体、 ６…永久磁石、 ７…シャッター、 ８…ガス流
入口、 ９…排気口。
ト、 ３…シールドカバー、 ４…陽極、 ５…絶縁
体、 ６…永久磁石、 ７…シャッター、 ８…ガス流
入口、 ９…排気口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯村 秀己 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−20458（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−257020（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−145762（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−269804（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 G11B 7/26 H01B 3/00 - 3/14 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化物誘電体ターゲットをアルゴンガス
と笑気ガスの雰囲気でスパッタリングすることにより形
成される誘電体膜を化学量論組成の酸化物とすることを
特徴とする誘電体膜の製造方法。 - 【請求項２】 酸化物誘電体ターゲットをアルゴンガス
と笑気ガスとアンモニアガスとの雰囲気でスパッタリン
グすることにより形成される誘電体膜を化学量論組成の
酸化物と窒化物との混合物とすることを特徴とする誘電
体膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03314743A JP3128597B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 誘電体膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03314743A JP3128597B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 誘電体膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05151622A JPH05151622A (ja) | 1993-06-18 |
| JP3128597B2 true JP3128597B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=18057054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03314743A Expired - Fee Related JP3128597B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 誘電体膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3128597B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102296798B1 (ko) * | 2019-10-29 | 2021-09-02 | 주식회사 포스코 | 용접 플럭스의 예열 장치 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013073278A1 (ja) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | シャープ株式会社 | スパッタリング装置 |
-
1991
- 1991-11-28 JP JP03314743A patent/JP3128597B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102296798B1 (ko) * | 2019-10-29 | 2021-09-02 | 주식회사 포스코 | 용접 플럭스의 예열 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05151622A (ja) | 1993-06-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |