JPH03260050A - プラズマ陽極酸化装置 - Google Patents
プラズマ陽極酸化装置Info
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- JPH03260050A JPH03260050A JP5834190A JP5834190A JPH03260050A JP H03260050 A JPH03260050 A JP H03260050A JP 5834190 A JP5834190 A JP 5834190A JP 5834190 A JP5834190 A JP 5834190A JP H03260050 A JPH03260050 A JP H03260050A
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Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (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】
［産業上の利用分野コ
本発明は、ＳｌやＧａＡθなどの半導体材料、あるいは
、ＷｂやＴａなとの金属材料たとの表面を酸素を含むガ
スプラズマ中で発生する活性粒子によって酸化する方法
を提供するものである。
、ＷｂやＴａなとの金属材料たとの表面を酸素を含むガ
スプラズマ中で発生する活性粒子によって酸化する方法
を提供するものである。
［従来の技術］
従来のプラズマ陽極酸化装置は、第２図に示すように、
真空容器内に対向配置させた平行平板電極の一方の電極
上に被酸化試料を配置して試料に正の電圧を印加し、他
方の電極に高周波電力を印加し、真空容器内に酸素を含
むガスプラズマを発生させ試料を酸化するものであった
。
真空容器内に対向配置させた平行平板電極の一方の電極
上に被酸化試料を配置して試料に正の電圧を印加し、他
方の電極に高周波電力を印加し、真空容器内に酸素を含
むガスプラズマを発生させ試料を酸化するものであった
。
また別の装置としては、電子サイクロトロン共鳴（ｇａ
ｕ）を利用したプラズマ源と磁場によるプラズマ収束を
併用した有磁場マイクロ波プラズマにより試料を酸化す
るものがあった。
ｕ）を利用したプラズマ源と磁場によるプラズマ収束を
併用した有磁場マイクロ波プラズマにより試料を酸化す
るものがあった。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、前述の従来技術では、一対の平板電極で真空容
器を挾みこむ容量結合型の放電の場合、高周波電極のエ
ツジ効果等によるプラズマの分布が大きく、このプラズ
マ自体の分布を反映して酸化膜膜厚も基板内でばらつき
、プラズマ陽極酸化のメリットの１つであるバイアス電
圧による膜厚コシトロールが不能になるという問題があ
った。
器を挾みこむ容量結合型の放電の場合、高周波電極のエ
ツジ効果等によるプラズマの分布が大きく、このプラズ
マ自体の分布を反映して酸化膜膜厚も基板内でばらつき
、プラズマ陽極酸化のメリットの１つであるバイアス電
圧による膜厚コシトロールが不能になるという問題があ
った。
また、有磁場マイクロ波プラズマ放電の場合も上記の問
題点があり、さらに装置が複雑で高価な上、被酸化試料
サイズの増大に伴なう装置の実現には多くの問題点を有
する。
題点があり、さらに装置が複雑で高価な上、被酸化試料
サイズの増大に伴なう装置の実現には多くの問題点を有
する。
そこで本発明はこのようｔ、Ｈ問題点を解決するもので
、その目的とするところは、容量結合型放電方式であり
かつ酸化膜の面内膜厚分布に大きな差がなく均一で、高
機能素子に使用することのできる酸化膜を形成するプラ
ズマ陽極酸化装置を提供するところにある。
、その目的とするところは、容量結合型放電方式であり
かつ酸化膜の面内膜厚分布に大きな差がなく均一で、高
機能素子に使用することのできる酸化膜を形成するプラ
ズマ陽極酸化装置を提供するところにある。
［課題を解決するための手段］
本発明のプラズマ陽極酸化装置は、真空容器内に被酸化
試料を保持しかつ正電圧を印加する基板ホルダと高周波
電力を印加しプラズマを発生させる高周波電極とを対向
配置したプラズマ＠極酸化装置において、前記高周波電
極とは異なる電位状態に接続されたメツシュ電極を前記
基板ホルダと前記高周波電極との間に介在させておくこ
とを特徴とする。
試料を保持しかつ正電圧を印加する基板ホルダと高周波
電力を印加しプラズマを発生させる高周波電極とを対向
配置したプラズマ＠極酸化装置において、前記高周波電
極とは異なる電位状態に接続されたメツシュ電極を前記
基板ホルダと前記高周波電極との間に介在させておくこ
とを特徴とする。
［実施例コ
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明の実施例を示すプラズマ陽極酸化装置の概略
図であって、図中１１は真空容器１２は基板ホルダ、１
３は基板、１４は高周波電極で、この基板ホルダ１２と
高周波を極１４の間に高周波電極１４とは異なる電位（
ここではアース電位）に接続されたメツシュ電極１５を
介在させている。１６はバイアス用定電圧電源で高周波
成分をカットするローパスフィルタ１７な介して接続さ
れている。１８は高周波電源、１９はマツチング回路、
２０はコイル、２１はガス導入口２１はガス排気口であ
る。
図は本発明の実施例を示すプラズマ陽極酸化装置の概略
図であって、図中１１は真空容器１２は基板ホルダ、１
３は基板、１４は高周波電極で、この基板ホルダ１２と
高周波を極１４の間に高周波電極１４とは異なる電位（
ここではアース電位）に接続されたメツシュ電極１５を
介在させている。１６はバイアス用定電圧電源で高周波
成分をカットするローパスフィルタ１７な介して接続さ
れている。１８は高周波電源、１９はマツチング回路、
２０はコイル、２１はガス導入口２１はガス排気口であ
る。
本発明の装置をタンタルのプラズマ陽極酸化を例にとり
説明する。
説明する。
まず、ガラス基板上に形成されたタンタル基板１３を基
板ホルダ１２に設置し、排気口２１に連結した排気装置
によって、容器１１内を〜１Ｏ−６ＴＯｒｒに排気した
後、導入口２１より連結したマスフローコントローラに
より制御した酸素ガスを真空容器１１内に導入して、真
空度を０． Ｉ Ｔ ｏｔｒｒニーにする。この状態で
、高周波電源１８によって高周波電極１４に高周波電力
（１ｘｓ６Ｍａｚ、ｚｏｏＷ）を供給し、酸素プラズマ
を発生させる。
板ホルダ１２に設置し、排気口２１に連結した排気装置
によって、容器１１内を〜１Ｏ−６ＴＯｒｒに排気した
後、導入口２１より連結したマスフローコントローラに
より制御した酸素ガスを真空容器１１内に導入して、真
空度を０． Ｉ Ｔ ｏｔｒｒニーにする。この状態で
、高周波電源１８によって高周波電極１４に高周波電力
（１ｘｓ６Ｍａｚ、ｚｏｏＷ）を供給し、酸素プラズマ
を発生させる。
酸素プラズマは高周波電極１４とメツシネ電極１５との
間の空間に閉じ込められる。基板１３のタンタル膜部に
は直流電源１６により正のバイアス電圧（３５Ｖ）を印
加し、酸化反応の促進とともに膜厚のコントロールを図
るようにする。
間の空間に閉じ込められる。基板１３のタンタル膜部に
は直流電源１６により正のバイアス電圧（３５Ｖ）を印
加し、酸化反応の促進とともに膜厚のコントロールを図
るようにする。
以上の方法で、タンタル薄膜の表面を酸素プラズマに晒
らしておくことにより、２００ｍ角の基板全面にわたっ
て極めて均一な（Ｓ ＯＯＸ（７）膜厚の酸化タンタル
膜が形成された。
らしておくことにより、２００ｍ角の基板全面にわたっ
て極めて均一な（Ｓ ＯＯＸ（７）膜厚の酸化タンタル
膜が形成された。
これに対して、第２図に示すような従来のプラズマ陽極
酸化装置では、本実施例と同じ条件では基板外周部で膜
厚が厚く、中心部で膜厚の薄い酸化膜が形成された。
酸化装置では、本実施例と同じ条件では基板外周部で膜
厚が厚く、中心部で膜厚の薄い酸化膜が形成された。
このことは、従来の装置では、高層゛波電極のエクジ効
果等によるプラズマの分布が大きく、このプラズマ自体
の分布を反映して形成される酸化膜膜厚も基板内でばら
つくが、本発明の装置ではプラズマを高周波電極とメツ
シュ電極との間の空間に閉じ込めるため、この空間内で
プラズマの分布が緩和され、基板へのバイアス電圧印加
による膜厚コントロールが可能に７ｊったことを示して
いる本装置を用いて作ったＴＩＬＯＸ膜の特性を調べる
ために、Ｔａ ／ Ｔ ａ Ｏｘ ／ Ｏｒ構造のＭ工
Ｍダイオードを作り、ニー■特性を評価したところ、基
板内で均一で良好な非Ｍ形特性が得られた。
果等によるプラズマの分布が大きく、このプラズマ自体
の分布を反映して形成される酸化膜膜厚も基板内でばら
つくが、本発明の装置ではプラズマを高周波電極とメツ
シュ電極との間の空間に閉じ込めるため、この空間内で
プラズマの分布が緩和され、基板へのバイアス電圧印加
による膜厚コントロールが可能に７ｊったことを示して
いる本装置を用いて作ったＴＩＬＯＸ膜の特性を調べる
ために、Ｔａ ／ Ｔ ａ Ｏｘ ／ Ｏｒ構造のＭ工
Ｍダイオードを作り、ニー■特性を評価したところ、基
板内で均一で良好な非Ｍ形特性が得られた。
このように、本発明の装置を用いれば、極めて制御性よ
く、高品質で均一な酸化膜を作ることが可能となる。
く、高品質で均一な酸化膜を作ることが可能となる。
［発明の効果］
本発明の装置は、ＳｌやＧａＡｓや、Ｎｂ。
Ｔａなどを酸化して、良質ｒｊ酸化膜を作るのに使用す
ることができる。特に、従来のプラズマ陽極酸化装置に
比べて、大面積にわたって均一な酸化膜を作ることが可
能である。
ることができる。特に、従来のプラズマ陽極酸化装置に
比べて、大面積にわたって均一な酸化膜を作ることが可
能である。
第１図は本発明のプラズマ陽極酸化装置の概略構成を示
す断面図。 第２図は従来のプラズマ陽極酸化装置の概略構成を示す
断面図。 １１・・・・・・・・・真空容器 １２・・・・・・・・・基板ホルダ １３・・・・・・・・・基 板 １４・・・・−・・・・高周波電極 １５・・・・・・・・・メヅシュ電極 １６・・・・・・・・・バイアス用定電圧電源１７・・
・・・・・・・ローパスフィルタ１８・−・・・・・・
・高周波電源 １９・・・・・・・・・マツチング回路２０・・・・・
・・・・コイル ２１・・・・・・・・・ガス導入口 ２２・・・・・・・・・ガス排気口 ３１・・・・・・・・・真空容器 ３２・・・・・・・・・基板ホルダ ３３・・・・・・・・・基 板 ４・・・・・・・・・高周波電極 ５・・・・・・・・・バイアス用定電圧電源６・・・・
・・・・・ローパスフィルタ７・・・・・・・・・高周
波電源 ８・・・・・・・・・マツチング回路 ９・・・・・・・・・コイル ０・・・・−・・・・ガス導入口 １・・・・・・・・・ガス排気口
す断面図。 第２図は従来のプラズマ陽極酸化装置の概略構成を示す
断面図。 １１・・・・・・・・・真空容器 １２・・・・・・・・・基板ホルダ １３・・・・・・・・・基 板 １４・・・・−・・・・高周波電極 １５・・・・・・・・・メヅシュ電極 １６・・・・・・・・・バイアス用定電圧電源１７・・
・・・・・・・ローパスフィルタ１８・−・・・・・・
・高周波電源 １９・・・・・・・・・マツチング回路２０・・・・・
・・・・コイル ２１・・・・・・・・・ガス導入口 ２２・・・・・・・・・ガス排気口 ３１・・・・・・・・・真空容器 ３２・・・・・・・・・基板ホルダ ３３・・・・・・・・・基 板 ４・・・・・・・・・高周波電極 ５・・・・・・・・・バイアス用定電圧電源６・・・・
・・・・・ローパスフィルタ７・・・・・・・・・高周
波電源 ８・・・・・・・・・マツチング回路 ９・・・・・・・・・コイル ０・・・・−・・・・ガス導入口 １・・・・・・・・・ガス排気口
Claims (1)
- 真空容器内に被酸化試料を保持しかつ正電圧を印加す
る基板ホルダと高周波電力を印加しプラズマを発生させ
る高周波電極とを対向配置したプラズマ陽極酸化装置に
おいて、前記高周波電極とは異なる電位状態に接続され
たメッシュ電極を前記基板ホルダと前記高周波電極との
間に介在させておくことを特徴とするプラズマ陽極酸化
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5834190A JPH03260050A (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | プラズマ陽極酸化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5834190A JPH03260050A (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | プラズマ陽極酸化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03260050A true JPH03260050A (ja) | 1991-11-20 |
Family
ID=13081619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5834190A Pending JPH03260050A (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | プラズマ陽極酸化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03260050A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008115422A (ja) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Parker Netsu Shori Kogyo Kk | プラズマ窒化装置および窒化方法 |
| CN108779555A (zh) * | 2016-03-11 | 2018-11-09 | Beneq有限公司 | 设备和方法 |
-
1990
- 1990-03-09 JP JP5834190A patent/JPH03260050A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008115422A (ja) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Parker Netsu Shori Kogyo Kk | プラズマ窒化装置および窒化方法 |
| CN108779555A (zh) * | 2016-03-11 | 2018-11-09 | Beneq有限公司 | 设备和方法 |
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