JPH01298151A - 化合物薄膜の形成方法 - Google Patents
化合物薄膜の形成方法Info
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Landscapes
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は化合物薄膜の形成方法に関し、特に低温で化合
物薄膜を作製する方法に係わるものである。
物薄膜を作製する方法に係わるものである。
［従来の技術］
周知の如（、スパッタリングにより化合物薄膜を形成す
る方法として、下記に述べる方法が一般的である。
る方法として、下記に述べる方法が一般的である。
（１）酸化物、窒化物等の化合物のターゲットをスパッ
タリングする方法 （２）反応ガス雰囲気で金属ターゲットをスパッタリン
グする方法 （３）金属薄膜を作製し、その後反応ガス雰囲気で加熱
して前記金属薄膜と反応させる方法［発明が解決しよう
とする課題］ しかしながら、上記（１）の方法の場合、化合物のスパ
ッタ率が金属のスパッタ率より低いため、成膜速度が非
常に遅い。また、化合物ターゲットと化合物薄膜との組
成に差が生じるという問題点を有する。
タリングする方法 （２）反応ガス雰囲気で金属ターゲットをスパッタリン
グする方法 （３）金属薄膜を作製し、その後反応ガス雰囲気で加熱
して前記金属薄膜と反応させる方法［発明が解決しよう
とする課題］ しかしながら、上記（１）の方法の場合、化合物のスパ
ッタ率が金属のスパッタ率より低いため、成膜速度が非
常に遅い。また、化合物ターゲットと化合物薄膜との組
成に差が生じるという問題点を有する。
上記（２）の方法の場合、金属ターゲットの表面がスパ
ッタ中に反応することにより成膜速度が低下する、基板
温度を高くする必要があるなどの問題点を有する。
ッタ中に反応することにより成膜速度が低下する、基板
温度を高くする必要があるなどの問題点を有する。
上記（３）の方法の場合、加熱温度が高い、膜厚の厚い
場合には長時間の処理が必要であるなどの問題点を有す
る。
場合には長時間の処理が必要であるなどの問題点を有す
る。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、成膜速度が
大きく、かつ低い基板温度で化合物薄膜かえられる化合
物薄膜の毒門方法を提供することを目的とする。
大きく、かつ低い基板温度で化合物薄膜かえられる化合
物薄膜の毒門方法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明は、真空槽と、この真空槽内に設けられ。
スパッタリング用ターゲットを備えた陰極と、同真空槽
内に設けられた電子サイクロトン共鳴プラズマ源と、前
記陰極とプラズマ源間に設けられた仕切り板と、前記真
空槽内に前記陰極、プラズマ源のいずれにも対向して設
けられ、被処理物を支持する基板ホルダとを具備した装
置を用いて、スパッタリングにより金属薄層を形成した
後、この金属薄層に反応ガスプラズマを照射して前記金
属薄層を反応ガス成分と反応させて化合物薄層を形成し
、この工程を繰返すことを要旨とする。
内に設けられた電子サイクロトン共鳴プラズマ源と、前
記陰極とプラズマ源間に設けられた仕切り板と、前記真
空槽内に前記陰極、プラズマ源のいずれにも対向して設
けられ、被処理物を支持する基板ホルダとを具備した装
置を用いて、スパッタリングにより金属薄層を形成した
後、この金属薄層に反応ガスプラズマを照射して前記金
属薄層を反応ガス成分と反応させて化合物薄層を形成し
、この工程を繰返すことを要旨とする。
［作用］
本発明においては、スパッタリングにより金属薄層を形
成するため成膜速度は化合物をスパッタリングするのに
比べて非常に大きい。また、この金属薄層に反応ガスプ
ラズマを照射するため、前記金属薄膜と反応ガスとの反
応が早く、かつ低温で進行し、短時間で金属薄層が化合
物薄層へと変化し、この繰返しにより低い基板温度、大
きな成膜速度で化合物薄膜を形成することが可能となる
。
成するため成膜速度は化合物をスパッタリングするのに
比べて非常に大きい。また、この金属薄層に反応ガスプ
ラズマを照射するため、前記金属薄膜と反応ガスとの反
応が早く、かつ低温で進行し、短時間で金属薄層が化合
物薄層へと変化し、この繰返しにより低い基板温度、大
きな成膜速度で化合物薄膜を形成することが可能となる
。
［実施例コ
以下、本発明の一実施例について説明する。
まず、本発明に係る薄膜装置について第１図を参照して
説明する。
説明する。
図中の１は、真空槽である。この真空槽１の下部には、
上部にスパッタリング用ターゲット２を載置した陰極３
が設けられている。また、同真空槽１の下部で前記陰極
３の近くには、ＣＶＤ時に用いるＥＣＲプラズマ源４が
設けられている。このプラズマ源４には、ＥＣＲプラズ
マ源用ガス導入口５が接続されている。前記陰極３とプ
ラズマ源４間には、クロスコンタミネーションを避ける
ため仕切り板６が設けられている。前記真空槽１の上部
には、被処理物としての基板７を支持する回転可能な基
板ホルダ８が、前記陰￥ｔｉ＋３．プラズマ源４と対向
するように配置されている。前記基板ホルダ８と陰極３
．スパッタリング源４間にはシャッタ９が設けられ、こ
のシャッタ９の開閉により所定の時間のみスパッタリン
グによる成膜あるいはプラズマ照射による反応が起こる
ようになっている。ここで、基板ホルダ８は、スパッタ
リング時には基板７を前記陰極３に、ＣＶＤ時にはプラ
ズマ源４に夫々対向させることができるようになってい
る。また、基板ホルダ８の回転を手動又は自動でスパッ
タリング及びＣＶＤの動作を連動させることにより、ス
パッタリングとＥＣＲプラズマＣＶＤとを任意の順序で
また任意回数だけ連続して行なうことが可能である。前
記真空槽１の側部で前記プラズマ源４側には、ゲートバ
ルブ１０を備えた排気口１１が設けられている。この排
気口１１をプラズマ源４側に設けるのは、特にＣＶＤ時
のプラズマ流がターゲット２の周囲に達してターゲット
２を汚染するのを防ぐためである。
上部にスパッタリング用ターゲット２を載置した陰極３
が設けられている。また、同真空槽１の下部で前記陰極
３の近くには、ＣＶＤ時に用いるＥＣＲプラズマ源４が
設けられている。このプラズマ源４には、ＥＣＲプラズ
マ源用ガス導入口５が接続されている。前記陰極３とプ
ラズマ源４間には、クロスコンタミネーションを避ける
ため仕切り板６が設けられている。前記真空槽１の上部
には、被処理物としての基板７を支持する回転可能な基
板ホルダ８が、前記陰￥ｔｉ＋３．プラズマ源４と対向
するように配置されている。前記基板ホルダ８と陰極３
．スパッタリング源４間にはシャッタ９が設けられ、こ
のシャッタ９の開閉により所定の時間のみスパッタリン
グによる成膜あるいはプラズマ照射による反応が起こる
ようになっている。ここで、基板ホルダ８は、スパッタ
リング時には基板７を前記陰極３に、ＣＶＤ時にはプラ
ズマ源４に夫々対向させることができるようになってい
る。また、基板ホルダ８の回転を手動又は自動でスパッ
タリング及びＣＶＤの動作を連動させることにより、ス
パッタリングとＥＣＲプラズマＣＶＤとを任意の順序で
また任意回数だけ連続して行なうことが可能である。前
記真空槽１の側部で前記プラズマ源４側には、ゲートバ
ルブ１０を備えた排気口１１が設けられている。この排
気口１１をプラズマ源４側に設けるのは、特にＣＶＤ時
のプラズマ流がターゲット２の周囲に達してターゲット
２を汚染するのを防ぐためである。
なお、図中の１２は、スパッタリング用ガス導入口であ
る。
る。
次に、上記した装置を用いて基板上に化合物薄膜を形成
する場合について詳述する。
する場合について詳述する。
（実施例１）
本実施例では、スパッタリング源のターゲットとして直
径４′のＦｅ片を使用し、プラズマ源４の反応ガスとし
て０２ガスを使用し、更に基板として厚さＩＩＩ＋１の
ガラス板を使用した。
径４′のＦｅ片を使用し、プラズマ源４の反応ガスとし
て０２ガスを使用し、更に基板として厚さＩＩＩ＋１の
ガラス板を使用した。
まず、真空槽１内を予め２ Ｘ １０−７Ｔｏｒｒまで
排気した。つづいて、真空槽１内にＡｒガスを導入して
Ｉ Ｘ １０−３Ｔｏｒｒとした後、スパッタリングを
行い成膜速度５人／ｓｅｅで基板７の主面に厚さ１５人
のＦｅ膜を形成した。次いで、前記基板７がターゲット
２の真上に位置する状態で基板ホルダ８を１８０度回転
して基板７をプラズマ源４の真上に位置するように移動
し、この位置で０２プラズマを１０ｓｅｃ照射した。こ
こで、プラズマ源４には０２ガスを３ ｓｅｃ＋ｎ流し
、マイクロ波の出力は３００Ｗである。また、基板の温
度は６０℃に保持した。この操作を５０回繰返すことに
より、厚さ約７５０人の化合物薄膜を得た。
排気した。つづいて、真空槽１内にＡｒガスを導入して
Ｉ Ｘ １０−３Ｔｏｒｒとした後、スパッタリングを
行い成膜速度５人／ｓｅｅで基板７の主面に厚さ１５人
のＦｅ膜を形成した。次いで、前記基板７がターゲット
２の真上に位置する状態で基板ホルダ８を１８０度回転
して基板７をプラズマ源４の真上に位置するように移動
し、この位置で０２プラズマを１０ｓｅｃ照射した。こ
こで、プラズマ源４には０２ガスを３ ｓｅｃ＋ｎ流し
、マイクロ波の出力は３００Ｗである。また、基板の温
度は６０℃に保持した。この操作を５０回繰返すことに
より、厚さ約７５０人の化合物薄膜を得た。
しかして、実施例１によれば、スパッタリングにより基
板７の主面にＦｅ膜を形成した後、基板ホルダ８を回転
させて基板７をプラズマ源４の真上に移動し、この状態
で０２ガスプラズマを照射して化合物薄層を形成し、こ
れらの操作を繰返すことにより、所定厚の化合物薄膜を
低い基板温度でしかも大きな成膜速度で作製することが
できる。
板７の主面にＦｅ膜を形成した後、基板ホルダ８を回転
させて基板７をプラズマ源４の真上に移動し、この状態
で０２ガスプラズマを照射して化合物薄層を形成し、こ
れらの操作を繰返すことにより、所定厚の化合物薄膜を
低い基板温度でしかも大きな成膜速度で作製することが
できる。
事実、上記実施例］で得られた化合物薄膜をＸ線回折（
７たところ、得られた膜はγ−Ｆｅ２Ｏ３であることが
確認できた。また。ＶＳＭの磁気測定結果、保磁力３２
０ （Ｏｅ ） 、飽和磁束密度４３００ガウス、残留
磁束密度３４００ガウス、角型比０，７つで、保磁力、
残留磁束密度が高く磁気記録媒体に適したものであるこ
とが確認できた。また、プラズマ源として電子サイクロ
トン共鳴マイクロ波プラズマ源（ＥＣＲプラズマ源）を
使用することにより、より反応性の高いプラズマを得る
ことができるため、化合物形成を効率よく行なうことが
できる。なお、前記プラズマ源は動作圧力が低いため、
スパッタリング源と同一真空槽内で動作させるのに適し
ている。
７たところ、得られた膜はγ−Ｆｅ２Ｏ３であることが
確認できた。また。ＶＳＭの磁気測定結果、保磁力３２
０ （Ｏｅ ） 、飽和磁束密度４３００ガウス、残留
磁束密度３４００ガウス、角型比０，７つで、保磁力、
残留磁束密度が高く磁気記録媒体に適したものであるこ
とが確認できた。また、プラズマ源として電子サイクロ
トン共鳴マイクロ波プラズマ源（ＥＣＲプラズマ源）を
使用することにより、より反応性の高いプラズマを得る
ことができるため、化合物形成を効率よく行なうことが
できる。なお、前記プラズマ源は動作圧力が低いため、
スパッタリング源と同一真空槽内で動作させるのに適し
ている。
（実施例２）
本実施例では、スパッタリング源のターゲットとして直
径４′のＦｅ片上にＢｉとＹのチップを張付けたものを
使用し、プラズマ源４の反応ガスとして０２ガスを使用
し、更に基板として厚さ０、’ｚｎｍのＧｄ ３ Ｇａ
５０＋２ガーネツト単結晶板を使用した。
径４′のＦｅ片上にＢｉとＹのチップを張付けたものを
使用し、プラズマ源４の反応ガスとして０２ガスを使用
し、更に基板として厚さ０、’ｚｎｍのＧｄ ３ Ｇａ
５０＋２ガーネツト単結晶板を使用した。
まず、真空槽１内を予め２ Ｘ １０−７Ｔｏｒｒまで
排気した。つづいて、真空槽１内にＡｒガスを導入して
７ ｘ １０’ Ｔｏｒｒとした後、前記基板７がター
ゲット２の真上に位置する状態で高周波出力６００Ｗで
スパッタリングを行なった。同時にプラズマ源４に０２
ガスを３５ｃａｒｓ流し、マイクロ波出力３００Ｗで０
２ガスプラズマを基板７へ照射した。次いで、この状態
で基板ホルダ８を１０ｒｐｍで回転させ、スパッタリン
グによるＢ ｉ−Ｆ ｅ−７合金薄膜の形成と０２ガス
プラズマ照射を交互に行ない、成膜時間６０ ｍｉｎで
厚さ２．５ｐの化合物薄膜を得た。なお、基板の温度は
２００℃に保持した。
排気した。つづいて、真空槽１内にＡｒガスを導入して
７ ｘ １０’ Ｔｏｒｒとした後、前記基板７がター
ゲット２の真上に位置する状態で高周波出力６００Ｗで
スパッタリングを行なった。同時にプラズマ源４に０２
ガスを３５ｃａｒｓ流し、マイクロ波出力３００Ｗで０
２ガスプラズマを基板７へ照射した。次いで、この状態
で基板ホルダ８を１０ｒｐｍで回転させ、スパッタリン
グによるＢ ｉ−Ｆ ｅ−７合金薄膜の形成と０２ガス
プラズマ照射を交互に行ない、成膜時間６０ ｍｉｎで
厚さ２．５ｐの化合物薄膜を得た。なお、基板の温度は
２００℃に保持した。
実施例２で得られた薄膜をＸ線マイクロアナライザーに
より組成分析した結果、膜の組成はＢ ｉ ２．２ Ｙ
ｏ、ｓ Ｆ Ｑ ５．ｏ Ｏ１２であり、Ｘ線回折の結
果ガーネット単層であることが判明した。
より組成分析した結果、膜の組成はＢ ｉ ２．２ Ｙ
ｏ、ｓ Ｆ Ｑ ５．ｏ Ｏ１２であり、Ｘ線回折の結
果ガーネット単層であることが判明した。
（比較例）
比較のため、上記実施例２と同一のターゲット、基板を
使用し、スパッタリング用のガスとしてＡ「と０２の混
合ガス（Ａｒ ： ０２−７ ： １）を７ Ｘ １０
−３Ｔｏｒｒの圧力となるように真空槽内に導入し、高
周波出力６００Ｗ、基板温度２００℃でスパッタリング
を行なった。また、基板はスパッタリング源の真上に静
止したままであり、プラズマ源は使用しなかった。その
結果、成膜時間６０ｍＩｎで厚さ１．５ｐの膜が形成さ
れた。しかるに、比較例で得られた薄膜をＸ線マイクロ
アナライザーにより組成分析した結果、膜の組成はＢｌ
２．ＯＹ＋、ｏ Ｆｅ ５．００＋２であるが、Ｘ線
回折の結果膜は非晶質でありガーネット相は形成されて
いないことが判明した。
使用し、スパッタリング用のガスとしてＡ「と０２の混
合ガス（Ａｒ ： ０２−７ ： １）を７ Ｘ １０
−３Ｔｏｒｒの圧力となるように真空槽内に導入し、高
周波出力６００Ｗ、基板温度２００℃でスパッタリング
を行なった。また、基板はスパッタリング源の真上に静
止したままであり、プラズマ源は使用しなかった。その
結果、成膜時間６０ｍＩｎで厚さ１．５ｐの膜が形成さ
れた。しかるに、比較例で得られた薄膜をＸ線マイクロ
アナライザーにより組成分析した結果、膜の組成はＢｌ
２．ＯＹ＋、ｏ Ｆｅ ５．００＋２であるが、Ｘ線
回折の結果膜は非晶質でありガーネット相は形成されて
いないことが判明した。
［発明の効果コ
以上詳述した如く本発明によれば、低い基板温度でしか
も大きな成膜速度で化合物薄膜を形成で法を提供できる
。
も大きな成膜速度で化合物薄膜を形成で法を提供できる
。
第１図は本発明の一実施例に係る成膜装置の説明図であ
る。 １・・・真空槽、２・・・ターゲット、３・・・スパッ
タリング用陰極、４・・・ＥＣＲプラズマ源、５，１２
・・・ガス導入口、６・・・仕切り板、７・・・基板、
８山基板ホルダ、９・・・シャッタ、１０・・・ゲート
バルブ、１１・・・排気口。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
る。 １・・・真空槽、２・・・ターゲット、３・・・スパッ
タリング用陰極、４・・・ＥＣＲプラズマ源、５，１２
・・・ガス導入口、６・・・仕切り板、７・・・基板、
８山基板ホルダ、９・・・シャッタ、１０・・・ゲート
バルブ、１１・・・排気口。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- 真空槽と、この真空槽内に設けられ、スパッタリング
用ターゲットを備えた陰極と、同真空槽内に設けられた
電子サイクロトン共鳴プラズマ源と前記陰極とプラズマ
源間に設けられた仕切り板と前記真空槽内に前記陰極、
プラズマ源のいずれにも対向して設けられ、被処理物を
支持する基板ホルダとを具備した装置を用いて、スパッ
タリングにより金属薄層を形成した後、この金属薄層に
反応ガスプラズマを照射して前記金属薄層を反応ガス成
分と反応させて化合物薄層を形成し、この工程を繰返す
ことを特徴とする化合物薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12742088A JPH01298151A (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 化合物薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12742088A JPH01298151A (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 化合物薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01298151A true JPH01298151A (ja) | 1989-12-01 |
| JPH0357185B2 JPH0357185B2 (ja) | 1991-08-30 |
Family
ID=14959521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12742088A Granted JPH01298151A (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 化合物薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01298151A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005226088A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Ulvac Japan Ltd | 成膜方法及び成膜装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI384086B (zh) * | 2004-03-15 | 2013-02-01 | Ulvac Inc | Film forming apparatus and thin film forming method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6376867A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-07 | Mitsubishi Kasei Corp | 反応性スパツタリング装置 |
-
1988
- 1988-05-25 JP JP12742088A patent/JPH01298151A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6376867A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-07 | Mitsubishi Kasei Corp | 反応性スパツタリング装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005226088A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Ulvac Japan Ltd | 成膜方法及び成膜装置 |
| JP4613015B2 (ja) * | 2004-02-10 | 2011-01-12 | 株式会社アルバック | 成膜方法及び成膜装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0357185B2 (ja) | 1991-08-30 |
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