JPH0314904B2 - - Google Patents
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- JPH0314904B2 JPH0314904B2 JP11615382A JP11615382A JPH0314904B2 JP H0314904 B2 JPH0314904 B2 JP H0314904B2 JP 11615382 A JP11615382 A JP 11615382A JP 11615382 A JP11615382 A JP 11615382A JP H0314904 B2 JPH0314904 B2 JP H0314904B2
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- JP
- Japan
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- target
- materials
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- sputtering
- thin film
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- Expired
Links
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
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- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
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Classifications
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はスパツタリングによる薄膜の製造方法
に関し、特には、膜厚方向で組成の異なる薄膜を
スパツタリングにより製造する方法に関する。
に関し、特には、膜厚方向で組成の異なる薄膜を
スパツタリングにより製造する方法に関する。
スパツタリング法は、陽極および陰極間に高電
圧を印加して放電させるものであつて、電離した
イオン（Ar+など）が陰極上に置かれたターゲツ
トに衝突し、この結果ターゲツト材料がはじき出
され、これが基板に付着されて薄膜が形成される
ものである。そして、ターゲツト材料をそのまま
付着させる場合と例えばターゲツト材料として金
属を用い、これと雰囲気ガスとの間で反応を生ぜ
せしめて酸化物、窒化物などの薄膜を形成する反
応性スパツタリングがある。また、高周波電圧を
印加すれば、金属に加えて、誘電体スパツタする
こともできる。
圧を印加して放電させるものであつて、電離した
イオン（Ar+など）が陰極上に置かれたターゲツ
トに衝突し、この結果ターゲツト材料がはじき出
され、これが基板に付着されて薄膜が形成される
ものである。そして、ターゲツト材料をそのまま
付着させる場合と例えばターゲツト材料として金
属を用い、これと雰囲気ガスとの間で反応を生ぜ
せしめて酸化物、窒化物などの薄膜を形成する反
応性スパツタリングがある。また、高周波電圧を
印加すれば、金属に加えて、誘電体スパツタする
こともできる。
スパツタリングによれば、他の薄膜形成方法、
例えば真空蒸着法に比較して(1)優れた特性の薄膜
が得られる、(2)ターゲツト材料を忠実に再現した
薄膜が得られる（特に合金の場合）などの利点を
有するものの、一方において、大きい径のターゲ
ツト材料の製作が困難であるという問題があつ
た。特にGdなどの非常に酸化しやすい金属等に
あつては合金の作成自体が非常に難しいという問
題があつた。
例えば真空蒸着法に比較して(1)優れた特性の薄膜
が得られる、(2)ターゲツト材料を忠実に再現した
薄膜が得られる（特に合金の場合）などの利点を
有するものの、一方において、大きい径のターゲ
ツト材料の製作が困難であるという問題があつ
た。特にGdなどの非常に酸化しやすい金属等に
あつては合金の作成自体が非常に難しいという問
題があつた。
この問題を解決する方法としては、特開昭57−
47871号公報には、２種類の純粋な金属により厚
さ方向に一定に、かつ外表面の成分比が形成すべ
き薄膜と一致するようにしたターゲツトが報告さ
れている。そして、現在は第１図に示すような金
属Ａの円板に円柱状の不透孔を穿ち、この孔中に
他の金属Ｂのロツドあるいは粉末１３をターゲツ
トの外表面が平滑になるように入れたもの、また
第２図に示すような金属Ａのターゲツト状１１′
上に金属Ｂのチツプ１５をを配置したものが提案
されており、合金にしなくともターゲツト表面の
面積比を変えることにより、簡単にスパツタリン
グ薄膜の組成比を制御することができる。
47871号公報には、２種類の純粋な金属により厚
さ方向に一定に、かつ外表面の成分比が形成すべ
き薄膜と一致するようにしたターゲツトが報告さ
れている。そして、現在は第１図に示すような金
属Ａの円板に円柱状の不透孔を穿ち、この孔中に
他の金属Ｂのロツドあるいは粉末１３をターゲツ
トの外表面が平滑になるように入れたもの、また
第２図に示すような金属Ａのターゲツト状１１′
上に金属Ｂのチツプ１５をを配置したものが提案
されており、合金にしなくともターゲツト表面の
面積比を変えることにより、簡単にスパツタリン
グ薄膜の組成比を制御することができる。
しかしながら、最近、膜の特性を向上させるた
めに組成比を膜厚方向に対して変化させた膜を要
求されることが多くなつてきた。複数の電極（陰
極）を真空槽内に設け、各々に組成の異なるター
ゲツトを配置し、基板側の電極を順次移動させて
スパツタリングする方法もあるが、装置が大型、
複雑になるばかりか、薄膜の組成比を漸次変化さ
せたり、連続的に変化させることは困難であつ
た。
めに組成比を膜厚方向に対して変化させた膜を要
求されることが多くなつてきた。複数の電極（陰
極）を真空槽内に設け、各々に組成の異なるター
ゲツトを配置し、基板側の電極を順次移動させて
スパツタリングする方法もあるが、装置が大型、
複雑になるばかりか、薄膜の組成比を漸次変化さ
せたり、連続的に変化させることは困難であつ
た。
本発明は、このような点に鑑み、スパツタリン
グ中でも容易にターゲツト材料の表面積比を変化
させて、膜の組成比を膜厚方向に対して変化させ
ることのできる薄膜の製造方法を提供することを
目的とする。
グ中でも容易にターゲツト材料の表面積比を変化
させて、膜の組成比を膜厚方向に対して変化させ
ることのできる薄膜の製造方法を提供することを
目的とする。
すなわち、本発明の薄膜の製造方法は、２種類
以上の材料をスパツタ材料としてスパツタリング
を行なう薄膜の製造方法において、それぞれが表
面に露出するように２種類以上の材料で構成され
た第１のターゲツト材上に、第１のターゲツト材
中の１種以上で構成された第１のターゲツト材と
は異なる第２のターゲツト材を、第１のターゲツ
ト材の一部が露出するように重ね、第１および第
２のターゲツト材の少くとも一方を適宜回転移動
させてスパツタリングすることを特徴とする。
以上の材料をスパツタ材料としてスパツタリング
を行なう薄膜の製造方法において、それぞれが表
面に露出するように２種類以上の材料で構成され
た第１のターゲツト材上に、第１のターゲツト材
中の１種以上で構成された第１のターゲツト材と
は異なる第２のターゲツト材を、第１のターゲツ
ト材の一部が露出するように重ね、第１および第
２のターゲツト材の少くとも一方を適宜回転移動
させてスパツタリングすることを特徴とする。
第３図は本発明に用いるスパツタリングターゲ
ツトについて示す斜視図であり、材料Ａからなる
部分１７とこれとは異なる材料Ｂからなる部分１
９とから構成される第１のターゲツト材２１、お
よび開口部２３を有する第２のターゲツト材２５
からなり、スパツタリングに際しては第４図に示
すように重ねて使用される。第４図は、第２のタ
ーゲツト材２５が材料Ａで形成され、第１のター
ゲツト材２１の材料Ｂに対応する部分が開口部と
なつている状態について示す斜視図である。第１
および第２のターゲツト材２１および２５から構
成されるターゲツトの表面組成比は材料Ａ：材料
Ｂ＝１：１なので、このターゲツトを用いてスパ
ツタリングを行なうと、この組成比に対応した薄
膜が得られる。
ツトについて示す斜視図であり、材料Ａからなる
部分１７とこれとは異なる材料Ｂからなる部分１
９とから構成される第１のターゲツト材２１、お
よび開口部２３を有する第２のターゲツト材２５
からなり、スパツタリングに際しては第４図に示
すように重ねて使用される。第４図は、第２のタ
ーゲツト材２５が材料Ａで形成され、第１のター
ゲツト材２１の材料Ｂに対応する部分が開口部と
なつている状態について示す斜視図である。第１
および第２のターゲツト材２１および２５から構
成されるターゲツトの表面組成比は材料Ａ：材料
Ｂ＝１：１なので、このターゲツトを用いてスパ
ツタリングを行なうと、この組成比に対応した薄
膜が得られる。
また、第５図のようにずらして重ねると（第４
図のものを22.5゜回転させた状態）、ターゲツトの
表面組成比はＡ：Ｂ＝３：１となり、スパツタリ
ングによつて得られる薄膜もこれに応じて変化さ
せることができる。
図のものを22.5゜回転させた状態）、ターゲツトの
表面組成比はＡ：Ｂ＝３：１となり、スパツタリ
ングによつて得られる薄膜もこれに応じて変化さ
せることができる。
例えば、第６図に示すように、陰極２７上に第
１のターゲツト材２１および第２のターゲツト材
２５を重ね、対向する陽極２９上に基板３１を配
設して両電極間に電圧が印加されると放電が起こ
り、Ar+がターゲツトに叩きつけられ、原子３３
が叩き出されて基板３１上に薄膜が形成される。
このとき、得られる薄膜の組成は、第２のターゲ
ツト材の表面積およびその組成と、第２のターゲ
ツト材２５によつて覆われていない部分の第１の
ターゲツト材２１の表面積およびその組成によつ
て決定されるので、各ターゲツトの組成、第２の
ターゲツトの開口度および両ターゲツトの重ね合
わせ方を制御することにより薄膜の組成を厳しく
調節でき、しかもスパツタ中に第１もしくは第２
あるいは双方のターゲツト材を回転移動させてタ
ーゲツトの重ね合わせ方を変化させることによ
り、薄膜の膜厚方向の組成を連続的にあるいは段
階的に任意に調節できる。
１のターゲツト材２１および第２のターゲツト材
２５を重ね、対向する陽極２９上に基板３１を配
設して両電極間に電圧が印加されると放電が起こ
り、Ar+がターゲツトに叩きつけられ、原子３３
が叩き出されて基板３１上に薄膜が形成される。
このとき、得られる薄膜の組成は、第２のターゲ
ツト材の表面積およびその組成と、第２のターゲ
ツト材２５によつて覆われていない部分の第１の
ターゲツト材２１の表面積およびその組成によつ
て決定されるので、各ターゲツトの組成、第２の
ターゲツトの開口度および両ターゲツトの重ね合
わせ方を制御することにより薄膜の組成を厳しく
調節でき、しかもスパツタ中に第１もしくは第２
あるいは双方のターゲツト材を回転移動させてタ
ーゲツトの重ね合わせ方を変化させることによ
り、薄膜の膜厚方向の組成を連続的にあるいは段
階的に任意に調節できる。
以上、第１のターゲツト材が２種類の材料から
なり、第２のターゲツト材が１種類の材料からな
る場合について説明したがこれにに限定されず、
３種類以上の材料を用いることもできる。両ター
ゲツト材の材料はスパツタリング可能なものであ
れば特に問わず、金属（単体および合金）、非金
属あるいは酸化物などのそれらの化合物のいずれ
でもよい。
なり、第２のターゲツト材が１種類の材料からな
る場合について説明したがこれにに限定されず、
３種類以上の材料を用いることもできる。両ター
ゲツト材の材料はスパツタリング可能なものであ
れば特に問わず、金属（単体および合金）、非金
属あるいは酸化物などのそれらの化合物のいずれ
でもよい。
また、第１のターゲツト材における材料Ａ，Ｂ
の形状、および第２のターゲツト材の形状が扇形
の場合について説明したがこの形状は他の形状で
もよい。しかし、半径方形方向に対して対称な図
形とすることにより、膜組成を均一にすることが
できる。
の形状、および第２のターゲツト材の形状が扇形
の場合について説明したがこの形状は他の形状で
もよい。しかし、半径方形方向に対して対称な図
形とすることにより、膜組成を均一にすることが
できる。
第１図および第２図は従来のターゲツトについ
て示す斜視図である。第３図は本発明において使
用するターゲツトの第１のターゲツト材および第
２のターゲツト材を離間せしめた状態について示
す斜視図である。第４図および第５図は本発明の
ターゲツトについて示す斜視図である。第６図は
本発明について説明するための模式図である。 ２１……第１のターゲツト材、２５……第２の
ターゲツト材、３１……基板。
て示す斜視図である。第３図は本発明において使
用するターゲツトの第１のターゲツト材および第
２のターゲツト材を離間せしめた状態について示
す斜視図である。第４図および第５図は本発明の
ターゲツトについて示す斜視図である。第６図は
本発明について説明するための模式図である。 ２１……第１のターゲツト材、２５……第２の
ターゲツト材、３１……基板。
Claims (1)
- １ ２種類以上の材料をスパツタ材料としてスパ
ツタリングを行なう薄膜の製造方法において、そ
れぞれが表面に露出するように２種類以上の材料
で構成された第１のターゲツト材上に、第１のタ
ーゲツト材中の１種以上で構成された第１のター
ゲツト材とは異なる第２のターゲツト材を、第１
のターゲツト材の一部が露出するように重ね、第
１および第２のターゲツト材の少なくとも一方を
適宜回転移動させてスパツタリングすることを特
徴とする薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11615382A JPS599169A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11615382A JPS599169A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS599169A JPS599169A (ja) | 1984-01-18 |
| JPH0314904B2 true JPH0314904B2 (ja) | 1991-02-27 |
Family
ID=14680070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11615382A Granted JPS599169A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599169A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0611029B2 (ja) * | 1984-03-28 | 1994-02-09 | 株式会社日立製作所 | スパツタタ−ゲツトおよびスパツタリング方法 |
| DE3512986A1 (de) * | 1985-04-11 | 1986-10-16 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Viellagige, hochverschleissfeste hartstoffschutzschicht fuer metallische, stark beanspruchte oberflaechen oder substrate |
| GB2208390B (en) * | 1987-08-06 | 1991-03-27 | Plessey Co Plc | Thin film deposition process |
| DE4038984C1 (ja) * | 1990-12-06 | 1991-11-07 | Multi-Arc Oberflaechentechnik Gmbh, 5060 Bergisch Gladbach, De |
-
1982
- 1982-07-06 JP JP11615382A patent/JPS599169A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS599169A (ja) | 1984-01-18 |
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