JPH06172989A - 金属酸化膜成膜方法 - Google Patents
金属酸化膜成膜方法Info
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- JPH06172989A JPH06172989A JP32929192A JP32929192A JPH06172989A JP H06172989 A JPH06172989 A JP H06172989A JP 32929192 A JP32929192 A JP 32929192A JP 32929192 A JP32929192 A JP 32929192A JP H06172989 A JPH06172989 A JP H06172989A
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- oxide film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スパッタリング等の薄膜形成装置により金属
酸化膜を成膜する際の、酸化の影響を受けず、且つハイ
レートに金属酸化膜を成膜することのできる金属酸化膜
成膜方法を提供する。 【構成】 下地の上に酸化の影響のない酸化金属ターゲ
ットを用い、Ａｒガスを放電ガスとするスパッタリング
方法により薄く酸化金属膜を成膜後、その上に金属酸化
膜に含有される金属ターゲットを用いて、Ｏ2 ガスを反
応性ガス、Ａｒガスを放電ガスとするリアクティブスパ
ッタリング方法により金属酸化膜を成膜すること（異種
成膜法による積層成膜）に依り、酸化の影響なくハイレ
ートに金属酸化膜を成膜することのできる金属酸化膜成
膜方法が提供される。
酸化膜を成膜する際の、酸化の影響を受けず、且つハイ
レートに金属酸化膜を成膜することのできる金属酸化膜
成膜方法を提供する。 【構成】 下地の上に酸化の影響のない酸化金属ターゲ
ットを用い、Ａｒガスを放電ガスとするスパッタリング
方法により薄く酸化金属膜を成膜後、その上に金属酸化
膜に含有される金属ターゲットを用いて、Ｏ2 ガスを反
応性ガス、Ａｒガスを放電ガスとするリアクティブスパ
ッタリング方法により金属酸化膜を成膜すること（異種
成膜法による積層成膜）に依り、酸化の影響なくハイレ
ートに金属酸化膜を成膜することのできる金属酸化膜成
膜方法が提供される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスパッタリング等の薄膜
形成装置によって金属酸化膜を成膜する際の成膜方法に
関する。
形成装置によって金属酸化膜を成膜する際の成膜方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、薄膜は種々の産業に広く利用され
ており、中でも金属酸化膜は、その性質上多種多様な機
能性薄膜として汎用されている。この金属酸化膜を成膜
する方法としてスパッタリング等の薄膜形成方法が用い
られるが、とりわけ成膜方法が比較的容易であることか
らスパッタリング方法がよく使用される。
ており、中でも金属酸化膜は、その性質上多種多様な機
能性薄膜として汎用されている。この金属酸化膜を成膜
する方法としてスパッタリング等の薄膜形成方法が用い
られるが、とりわけ成膜方法が比較的容易であることか
らスパッタリング方法がよく使用される。
【０００３】このスパッタリング方法においては、大別
して同酸化金属をターゲットとし、Ａｒガスを放電ガス
とするスパッタリング方法、並びに、金属酸化膜に含有
される金属をターゲットとして、Ｏ2 ガスを反応性ガ
ス、Ａｒガスを放電ガスとするリアクティブスパッタリ
ング方法の２種類が多用されている。このうち通常は主
に、同酸化金属をターゲットとし、Ａｒガスを放電ガス
とするスパッタリング方法が用いられる。
して同酸化金属をターゲットとし、Ａｒガスを放電ガス
とするスパッタリング方法、並びに、金属酸化膜に含有
される金属をターゲットとして、Ｏ2 ガスを反応性ガ
ス、Ａｒガスを放電ガスとするリアクティブスパッタリ
ング方法の２種類が多用されている。このうち通常は主
に、同酸化金属をターゲットとし、Ａｒガスを放電ガス
とするスパッタリング方法が用いられる。
【０００４】然しながら、この方法では、安定な酸化膜
は得られるものの、酸化金属ターゲットに印加できるPo
wer に制約があるため、成膜速度にも限度を生ずるとい
う問題点がある。従って更にハイレートを目指すには、
金属酸化膜に含有される金属をターゲットとして、Ｏ2
ガスを反応性ガス、Ａｒガスを放電ガスとするリアクテ
ィブスパッタリング方法が必須の手段となる。
は得られるものの、酸化金属ターゲットに印加できるPo
wer に制約があるため、成膜速度にも限度を生ずるとい
う問題点がある。従って更にハイレートを目指すには、
金属酸化膜に含有される金属をターゲットとして、Ｏ2
ガスを反応性ガス、Ａｒガスを放電ガスとするリアクテ
ィブスパッタリング方法が必須の手段となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、金属酸化
膜に含有される金属ターゲットを用い、Ｏ2 ガスを反応
性ガス、Ａｒガスを放電ガスとするリアクティブスパッ
タリング方法では、Ｏ2ガスを反応性ガスとして使用す
ることから成膜室内が酸素雰囲気化するのは不可避とな
る。この場合、下地膜が酸化の影響を直接受けるという
問題が起こり、このような傾向は下地膜が酸化されやす
い材質であればあるほど顕著になる。
膜に含有される金属ターゲットを用い、Ｏ2 ガスを反応
性ガス、Ａｒガスを放電ガスとするリアクティブスパッ
タリング方法では、Ｏ2ガスを反応性ガスとして使用す
ることから成膜室内が酸素雰囲気化するのは不可避とな
る。この場合、下地膜が酸化の影響を直接受けるという
問題が起こり、このような傾向は下地膜が酸化されやす
い材質であればあるほど顕著になる。
【０００６】又、たとえ成膜過程で酸化されなくても、
その後の高温成膜時、或いはアニール等の過程で酸化さ
れる可能性は否定できない。このような酸化が発生する
と、膜の性質上大きな問題となり、機能性薄膜としての
役割を果たさなくなる。
その後の高温成膜時、或いはアニール等の過程で酸化さ
れる可能性は否定できない。このような酸化が発生する
と、膜の性質上大きな問題となり、機能性薄膜としての
役割を果たさなくなる。
【０００７】本発明は、上記の酸化の影響を受けること
なく、且つハイレートに金属酸化膜を成膜することので
きる金属酸化膜の成膜方法を提供することを目的とす
る。
なく、且つハイレートに金属酸化膜を成膜することので
きる金属酸化膜の成膜方法を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の酸
化の影響を阻止して、且つハイレートな金属酸化膜を成
膜するために、異種の成膜方法により積層成膜する方法
に着目し、鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに
至った。
化の影響を阻止して、且つハイレートな金属酸化膜を成
膜するために、異種の成膜方法により積層成膜する方法
に着目し、鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに
至った。
【０００９】即ち本発明は、スパッタリング等による薄
膜形成装置を用いる金属酸化膜の成膜方法において、下
地の上に同酸化金属ターゲットを用い、酸化薄膜を成膜
後、金属酸化膜に含有される金属ターゲットを用いて、
リアクティブスパッタにより金属酸化膜を成膜すること
を特徴とする、金属酸化膜成膜方法を提供するものであ
って、更には前記、酸化金属ターゲットにより成膜した
金属酸化膜の膜厚が、少なくとも２ｎｍであることを特
徴とする、前記金属酸化膜の成膜方法をも提供するもの
である。
膜形成装置を用いる金属酸化膜の成膜方法において、下
地の上に同酸化金属ターゲットを用い、酸化薄膜を成膜
後、金属酸化膜に含有される金属ターゲットを用いて、
リアクティブスパッタにより金属酸化膜を成膜すること
を特徴とする、金属酸化膜成膜方法を提供するものであ
って、更には前記、酸化金属ターゲットにより成膜した
金属酸化膜の膜厚が、少なくとも２ｎｍであることを特
徴とする、前記金属酸化膜の成膜方法をも提供するもの
である。
【００１０】金属酸化膜に含有される金属ターゲットを
用い、Ｏ2 ガスを反応性ガス、Ａｒガスを放電ガスとす
るリアクティブスパッタリング方法では、その成膜過程
において、下地と金属酸化膜との界面で酸化が起こって
いるのであるから、下地の上には酸化の影響のない、酸
化金属ターゲットを用い、Ａｒガスを放電ガスとするス
パッタリング方法により薄く酸化金属膜を成膜後、その
上に金属酸化膜に含有される金属ターゲットを用い、Ｏ
2 ガスを反応性ガス、Ａｒガスを放電ガスとするリアク
ティブスパッタリング方法により金属酸化膜を成膜する
ことによって、酸化の影響を防ぎ、且つハイレートで金
属酸化膜を成膜することができる。
用い、Ｏ2 ガスを反応性ガス、Ａｒガスを放電ガスとす
るリアクティブスパッタリング方法では、その成膜過程
において、下地と金属酸化膜との界面で酸化が起こって
いるのであるから、下地の上には酸化の影響のない、酸
化金属ターゲットを用い、Ａｒガスを放電ガスとするス
パッタリング方法により薄く酸化金属膜を成膜後、その
上に金属酸化膜に含有される金属ターゲットを用い、Ｏ
2 ガスを反応性ガス、Ａｒガスを放電ガスとするリアク
ティブスパッタリング方法により金属酸化膜を成膜する
ことによって、酸化の影響を防ぎ、且つハイレートで金
属酸化膜を成膜することができる。
【００１１】又、この酸化金属ターゲットを用い、Ａｒ
ガスを放電ガスとするスパッタリング方法によって成膜
する金属酸化膜の膜厚は、厚さ２ｎｍ未満であると役割
を果たさなくなり、従って２ｎｍ以上の厚さが必要とな
る。
ガスを放電ガスとするスパッタリング方法によって成膜
する金属酸化膜の膜厚は、厚さ２ｎｍ未満であると役割
を果たさなくなり、従って２ｎｍ以上の厚さが必要とな
る。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の実施例を例示するが、本発明
がこれらによって何ら限定されるものではない。
がこれらによって何ら限定されるものではない。
【００１３】実施例１ 本実施例１は金属酸化膜をＺｎＯ、下地膜をＡｌとした
場合の層構成膜の例であるが、この場合のＺｎＯ膜の成
膜条件及び層構成を以下に示す。 ａ）ターゲット：ＺｎＯ／放電ガス：Ａｒ／層構成：Ａ
ｌ＋ＺｎＯ（１μｍ） ｂ）ターゲット：Ｚｎ／放電ガス：Ａｒ＋Ｏ2／層構
成：Ａｌ＋リアクティブＺｎＯ（１μｍ） ｃ）ターゲット：ＺｎＯ／放電ガス：Ａｒ／層構成：Ａ
ｌ＋ＺｎＯ（１０ｎｍ）＋リアクティブＺｎＯ（９９０
ｎｍ） ターゲット：Ｚｎ／放電ガス：Ａｒ＋Ｏ2 。
場合の層構成膜の例であるが、この場合のＺｎＯ膜の成
膜条件及び層構成を以下に示す。 ａ）ターゲット：ＺｎＯ／放電ガス：Ａｒ／層構成：Ａ
ｌ＋ＺｎＯ（１μｍ） ｂ）ターゲット：Ｚｎ／放電ガス：Ａｒ＋Ｏ2／層構
成：Ａｌ＋リアクティブＺｎＯ（１μｍ） ｃ）ターゲット：ＺｎＯ／放電ガス：Ａｒ／層構成：Ａ
ｌ＋ＺｎＯ（１０ｎｍ）＋リアクティブＺｎＯ（９９０
ｎｍ） ターゲット：Ｚｎ／放電ガス：Ａｒ＋Ｏ2 。
【００１４】図１は、本実施例に関わる薄膜形成装置を
示す概念図である。図１において、１０１は成膜室、１
０２はガス導入バルブ、１０３はＳＵＳ（ステンレスス
チール）基板、１０４は成膜室を排気するための真空バ
ルブ、１０５は排気装置、１０６はターゲット、１０７
は電源である。
示す概念図である。図１において、１０１は成膜室、１
０２はガス導入バルブ、１０３はＳＵＳ（ステンレスス
チール）基板、１０４は成膜室を排気するための真空バ
ルブ、１０５は排気装置、１０６はターゲット、１０７
は電源である。
【００１５】まず、成膜室１０１を真空バルブ１０４及
び排気装置１０５を用いて所定の圧力まで真空吸引した
後、ガス導入バルブ１０２よりガスを導入し、スパッタ
リング方式により所定の基板１０３を成膜する。上記し
た成膜条件は以下の通りである。 １）ＺｎＯ膜：ＤＣ Power１kw，Ａｒ流量１００sccm，
圧力１Pa ２）リアクティブＺｎＯ膜：ＤＣ Power１kw，Ａｒ流量
２０sccm，Ｏ2 流量８０sccm，圧力１Pa ３）ＺｎＯ膜：ＤＣ Power１kw，Ａｒ流量１００sccm，
圧力１Pa リアクティブＺｎＯ膜：ＤＣ Power１kw，Ａｒ流量２０
sccm，Ｏ2 流量８０sccm，圧力１Pa 上記の成膜条件により成膜した酸化膜の縦方向の比抵
抗、及びＺｎＯ膜１μｍの成膜時間を表１に示す。
び排気装置１０５を用いて所定の圧力まで真空吸引した
後、ガス導入バルブ１０２よりガスを導入し、スパッタ
リング方式により所定の基板１０３を成膜する。上記し
た成膜条件は以下の通りである。 １）ＺｎＯ膜：ＤＣ Power１kw，Ａｒ流量１００sccm，
圧力１Pa ２）リアクティブＺｎＯ膜：ＤＣ Power１kw，Ａｒ流量
２０sccm，Ｏ2 流量８０sccm，圧力１Pa ３）ＺｎＯ膜：ＤＣ Power１kw，Ａｒ流量１００sccm，
圧力１Pa リアクティブＺｎＯ膜：ＤＣ Power１kw，Ａｒ流量２０
sccm，Ｏ2 流量８０sccm，圧力１Pa 上記の成膜条件により成膜した酸化膜の縦方向の比抵
抗、及びＺｎＯ膜１μｍの成膜時間を表１に示す。
【００１６】
【表１】 成膜条件 成膜時間（min ） 比抵抗（Ωｃｍ） １） ７２ ５×１０Ｅ＋２ ２） ２．２ ７×１０Ｅ＋６ ３） ３．０ ５×１０Ｅ＋２ 表１から判るように、成膜条件１）では、低抵抗の酸化
膜ができるが、レートが遅く、かなり長い成膜時間を必
要とする。又、成膜条件２）では成膜レートが速く短時
間で成膜できるが、リアクティブスパッタのため、下地
が酸化され高抵抗の酸化膜となっている。
膜ができるが、レートが遅く、かなり長い成膜時間を必
要とする。又、成膜条件２）では成膜レートが速く短時
間で成膜できるが、リアクティブスパッタのため、下地
が酸化され高抵抗の酸化膜となっている。
【００１７】これに対し、成膜条件３）では、成膜速度
が速く、且つ低抵抗の酸化膜を成膜することのできるこ
とが判る。即ち、下地の上に、酸化金属ターゲットを用
い、Ａｒガスを放電ガスとするスパッタリング方法によ
り薄く酸化金属膜を成膜後、その上に金属ターゲットを
用い、Ｏ2 ガスを反応性ガス、Ａｒガスを放電ガスとす
るリアクティブスパタリング方法により同金属酸化膜を
成膜することによって酸化の影響を防ぎ、且つハイレー
トで金属酸化膜を成膜することができる。
が速く、且つ低抵抗の酸化膜を成膜することのできるこ
とが判る。即ち、下地の上に、酸化金属ターゲットを用
い、Ａｒガスを放電ガスとするスパッタリング方法によ
り薄く酸化金属膜を成膜後、その上に金属ターゲットを
用い、Ｏ2 ガスを反応性ガス、Ａｒガスを放電ガスとす
るリアクティブスパタリング方法により同金属酸化膜を
成膜することによって酸化の影響を防ぎ、且つハイレー
トで金属酸化膜を成膜することができる。
【００１８】実施例２ 実施例１の成膜条件３）において、酸化金属ターゲット
を用い、Ａｒガスを放電ガスとするスパッタリング方法
により、成膜する酸化金属膜の膜厚を変化させた場合を
以下に示す。
を用い、Ａｒガスを放電ガスとするスパッタリング方法
により、成膜する酸化金属膜の膜厚を変化させた場合を
以下に示す。
【００１９】Ａｌ下地の上に酸化金属ターゲットを用
い、ＺｎＯ膜を各々１、２、５、１０ｎｍと変化させて
成膜し、その上に金属ターゲットを用いたリアクティブ
スパッタによりＺｎＯ膜を成膜した。成膜条件は前記の
通りである。この場合の縦方向の比抵抗値の結果を表２
に示す。
い、ＺｎＯ膜を各々１、２、５、１０ｎｍと変化させて
成膜し、その上に金属ターゲットを用いたリアクティブ
スパッタによりＺｎＯ膜を成膜した。成膜条件は前記の
通りである。この場合の縦方向の比抵抗値の結果を表２
に示す。
【００２０】
【表２】 膜厚（ｎｍ） 比抵抗（Ωｃｍ） １ ２×１０Ｅ＋６ ２ ７×１０Ｅ＋３ ５ ５×１０Ｅ＋２ １０ ４×１０Ｅ＋２ 表２から判るように、酸化金属ターゲットを用いて成膜
したＺｎＯ膜は、１ｎｍ以下の膜厚であると酸化防止膜
としての役割を果たさず、Ａｌ下地の上にリアクティブ
スパッタによりＺｎＯ膜を成膜した場合のように、下地
膜が酸化され高抵抗となる。従って中間層となるＺｎＯ
膜は、適切な膜厚（２ｎｍ以上）を必要とすることは明
らかである。
したＺｎＯ膜は、１ｎｍ以下の膜厚であると酸化防止膜
としての役割を果たさず、Ａｌ下地の上にリアクティブ
スパッタによりＺｎＯ膜を成膜した場合のように、下地
膜が酸化され高抵抗となる。従って中間層となるＺｎＯ
膜は、適切な膜厚（２ｎｍ以上）を必要とすることは明
らかである。
【００２１】
【発明の効果】上記のように本発明によれば、スパッタ
リングによって金属酸化膜を成膜する際、下地金属の上
に同酸化金属ターゲットにより、酸化金属薄膜を成膜
後、更にその上に、酸化金属ターゲットに含有される金
属ターゲットを用い、Ｏ2 ガスを導入したリアクティブ
スパッタを行い成膜することにより、下地基板を酸化さ
せることなく且つハイレートの成膜を行うことが可能と
なる。
リングによって金属酸化膜を成膜する際、下地金属の上
に同酸化金属ターゲットにより、酸化金属薄膜を成膜
後、更にその上に、酸化金属ターゲットに含有される金
属ターゲットを用い、Ｏ2 ガスを導入したリアクティブ
スパッタを行い成膜することにより、下地基板を酸化さ
せることなく且つハイレートの成膜を行うことが可能と
なる。
【図１】本実施例に関わる薄膜形成装置を示す概念図。
１０１ 成膜室 １０２ ガス導入バルブ １０３ ＳＵＳ（ステンレススチール）基板 １０４ 真空バルブ １０５ 排気装置 １０６ ターゲット １０７ 電源
Claims (2)
- 【請求項１】 スパッタリング等による薄膜形成装置を
用いる金属酸化膜の成膜方法において、下地の上に同酸
化金属ターゲットを用いて、酸化薄膜を成膜後、金属酸
化膜に含有される金属ターゲットを用いて、リアクティ
ブスパッタにより金属酸化膜を成膜することを特徴とす
る、金属酸化膜成膜方法。 - 【請求項２】 前記、酸化金属ターゲットにより成膜し
た金属酸化膜の膜厚が、少なくとも２ｎｍであることを
特徴とする、請求項１記載の金属酸化膜成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32929192A JPH06172989A (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 金属酸化膜成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32929192A JPH06172989A (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 金属酸化膜成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06172989A true JPH06172989A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=18219820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32929192A Pending JPH06172989A (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 金属酸化膜成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06172989A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009009802A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体電解質形燃料電池及びその製造方法 |
| JP2010123516A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Fujikura Ltd | 酸化物超電導導体用基材の製造方法と酸化物超電導導体の製造方法及び酸化物超電導導体用キャップ層の形成装置 |
| JP2012109247A (ja) * | 2011-11-21 | 2012-06-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体電解質形燃料電池用接合部材 |
| US9790590B2 (en) | 2012-05-31 | 2017-10-17 | Tokyo Electron Limited | Vacuum-processing apparatus, vacuum-processing method, and storage medium |
| JP2019085482A (ja) * | 2017-11-06 | 2019-06-06 | トヨタ自動車株式会社 | 赤外線反射顔料の粉末を製造する方法 |
-
1992
- 1992-12-09 JP JP32929192A patent/JPH06172989A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009009802A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体電解質形燃料電池及びその製造方法 |
| JP2010123516A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Fujikura Ltd | 酸化物超電導導体用基材の製造方法と酸化物超電導導体の製造方法及び酸化物超電導導体用キャップ層の形成装置 |
| JP2012109247A (ja) * | 2011-11-21 | 2012-06-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体電解質形燃料電池用接合部材 |
| US9790590B2 (en) | 2012-05-31 | 2017-10-17 | Tokyo Electron Limited | Vacuum-processing apparatus, vacuum-processing method, and storage medium |
| JP2019085482A (ja) * | 2017-11-06 | 2019-06-06 | トヨタ自動車株式会社 | 赤外線反射顔料の粉末を製造する方法 |
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