JPH07211644A - Method and equipment for depositing thin film - Google Patents
Method and equipment for depositing thin filmInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜製造方法およびそ
の製造装置に関し、特にはＣＶＤ（ChemicalVapour De
position）法による薄膜の製造方法およびその製造装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film manufacturing method and its manufacturing apparatus, and more particularly to a CVD (Chemical Vapor Deposition).
position) method for producing a thin film and an apparatus for producing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】プラズマＣＶＤ法によって、アルミ酸ラ
ンタン（ＬａＡｌＯ3 ）基板上にチタン酸バリウム（Ｂ
ａＴｉＯ3 ）膜を形成する方法を説明する。この方法で
は、プラズマによって、気相成長による成膜速度を加速
させている。2. Description of the Related Art Barium titanate (B) is formed on a lanthanum aluminate (LaAlO 3 ) substrate by a plasma CVD method.
A method of forming the aTiO 3 ) film will be described. In this method, plasma accelerates the deposition rate by vapor phase growth.
【０００３】一方、プラズマを用いないでＣＶＤ成膜す
る方法も提案されている。この方法では、バリウム（Ｂ
ａ）の原料にビス−ジピバロイルメタネート−バリウム
（bis-dipivaloylmetanato-barium ）〔Ｂａ（ＤＰＭ）
2 〕を用い、チタン（Ｔｉ）の原料にチタニウムイソプ
ロポキシド（titanium isopropoxide）〔ＴＩＯ〕を用
いる。それぞれの原料はバブラーを通して蒸発させる。
そのとき、Ｂａ（ＤＰＭ）2 は、例えば２１５℃に加熱
して蒸発させる。またＴＩＯは、例えば２３．５℃で蒸
発させる。そして、Ｂａ（ＤＰＭ）2 は流量が１００ｓ
ｃｃｍのアルゴンガスとともに反応室に供給し、ＴＩＯ
は流量が７０ｓｃｃｍのアルゴンガスとともに反応室に
供給する。それとともに、反応室の内部にマイクロ波に
よって励起した酸素プラズマを導入する。このとき基板
温度を６８０℃に設定して、気相成長反応を起こさせる
ことにより、当該基板の表面に、例えば２００ｎｍ／時
間の成膜速度でチタン酸バリウム膜を形成する。この方
法では、Ｂａ（ＤＰＭ）2 が２４０℃のとき、その蒸気
圧が１３３Ｐａと非常に低いために、当該Ｂａ（ＤＰ
Ｍ）2 を２１５℃に加熱して蒸発させている。On the other hand, a method of forming a CVD film without using plasma has been proposed. In this method, barium (B
The raw material of a) is bis-dipivaloylmethanato-barium [Ba (DPM)].
2 ] is used, and titanium isopropoxide [TIO] is used as a raw material of titanium (Ti). Each ingredient is evaporated through a bubbler.
At that time, Ba (DPM) 2 is heated to, for example, 215 ° C. to be evaporated. Further, TIO is evaporated at, for example, 23.5 ° C. And the flow rate of Ba (DPM) 2 is 100 s
Supply to the reaction chamber with ccm of argon gas, and
Is supplied to the reaction chamber together with argon gas having a flow rate of 70 sccm. At the same time, oxygen plasma excited by microwaves is introduced into the reaction chamber. At this time, the substrate temperature is set to 680 ° C. to cause a vapor phase growth reaction to form a barium titanate film on the surface of the substrate at a film forming rate of, for example, 200 nm / hour. According to this method, when Ba (DPM) 2 is 240 ° C., the vapor pressure is very low at 133 Pa, so that the Ba (DP
M) 2 is heated to 215 ° C. and evaporated.
【０００４】なお、上記提案は、Aplied Physics Let
ter (U.S.A),60 [9],(1992) C.S.Chern,J.Zhao,P.Lu,
Y.Q.Li,P.Norris,B.Kear,F.Cosandey,C.J.Maggiore,B.G
allois,and B.J.Wilkens, p.1144-1146に開示されてい
る。The above proposal is based on the Applied Physics Let
ter (USA), 60 [9], (1992) CSChern, J.Zhao, P.Lu,
YQLi, P.Norris, B.Kear, F.Cosandey, CJMaggiore, BG
allois, and BJ Wilkens, p. 1144-1146.
【０００５】次に従来のＣＶＤ装置を説明する。図には
示さないが、ＣＶＤ反応を行う反応室が備えられてい
る。この反応室には、配管を介して反応種貯蔵部が接続
されている。また反応室には、その内部の圧力を調整す
るための真空ポンプが接続されている。この反応室の内
部には試料を保持する試料保持部が設置されている。し
たがって、上記ＣＶＤ装置では、反応室の内部にガス状
態で反応種を供給してＣＶＤ反応を起こさせることによ
って、試料の表面に薄膜を形成するようになっている。
また反応種が液体の場合には、反応種貯蔵部内で反応種
を気化させてから当該反応室内に導入する。Next, a conventional CVD apparatus will be described. Although not shown in the figure, a reaction chamber for performing a CVD reaction is provided. A reactive species storage unit is connected to the reaction chamber via a pipe. Further, a vacuum pump for adjusting the pressure inside the reaction chamber is connected to the reaction chamber. A sample holder for holding a sample is installed inside the reaction chamber. Therefore, in the above-mentioned CVD apparatus, a thin film is formed on the surface of the sample by supplying a reactive species in a gas state into the reaction chamber to cause a CVD reaction.
When the reactive species are liquid, the reactive species are vaporized in the reactive species storage unit and then introduced into the reaction chamber.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記製造方法では、原
料の供給速度の安定性に問題がある。その問題は、第３
９回応用物理学関係連合講演会講演予稿集，Ｎｏ．１
（１９９２）杉森由章，小林一三，中井知章，ｐ１３０
２９ｐ−Ｘ−９で提起されている。In the above manufacturing method, there is a problem in the stability of the feed rate of the raw material. The problem is the third
Proceedings of the 9th Joint Lecture on Applied Physics, No. 1
(1992) Yoshiaki Sugimori, Ichizo Kobayashi, Tomoaki Nakai, p130
29p-X-9.
【０００７】すなわち、バリウム原料のＢａ（ＤＰＭ）
2 およびＢａ（ＤＰＭ）2 （ＤＰＥｎ）の気化率の経時
変化を調べると、１５０℃の温度雰囲気に放置した場合
には、１５時間放置することによって気化率が大幅に減
少する。この結果、Ｂａ（ＤＰＭ）2 の供給速度は、２
１５℃の温度では、時々刻々変化することになる。した
がって、Ｂａ（ＤＰＭ）2 を安定した供給速度で供給す
ることは難しいことが判明した。That is, Ba (DPM) as a barium raw material
Examination of changes with time in the vaporization rates of 2 and Ba (DPM) 2 (DPEn) shows that the vaporization rate significantly decreases when left for 15 hours in an atmosphere of 150 ° C. As a result, the supply rate of Ba (DPM) 2 is 2
At a temperature of 15 ° C, it will change from moment to moment. Therefore, it was proved difficult to supply Ba (DPM) 2 at a stable supply rate.
【０００８】一般に、上記原料が高温雰囲気に放置され
ると、その気化率は時々刻々変化することは知られてい
る。常温で固体または液体である原料を気化させてそれ
を供給する場合に、原料の放置温度を制御することでそ
の供給速度を安定化させることは難しい。It is generally known that, when the above raw material is left in a high temperature atmosphere, its vaporization rate changes momentarily. When vaporizing a raw material that is solid or liquid at room temperature and supplying the same, it is difficult to stabilize the supply rate by controlling the standing temperature of the raw material.
【０００９】上記従来のＣＶＤ装置では、ガス状態で反
応種を反応室内に供給するため、反応種が液体のもので
は、反応種貯蔵部内における反応種の気化率の変化によ
って反応室に供給される反応種の濃度が変化する。この
ため、安定したＣＶＤ反応が得られない。In the conventional CVD apparatus described above, the reactive species are supplied into the reaction chamber in a gas state. Therefore, when the reactive species are liquid, they are supplied to the reaction chamber due to a change in the vaporization rate of the reactive species in the reactive species storage section. The concentration of the reactive species changes. Therefore, a stable CVD reaction cannot be obtained.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた薄膜の製造方法およびその製造装
置である。薄膜の製造方法は以下のような方法になって
いる。すなわち、気相成長法に用いる原料を溶媒に溶解
して当該原料を含む溶液を生成し、反応室内に前記溶液
を供給して気化させ、気化させた溶液中の原料を気相成
長反応させることで、試料表面に薄膜を形成する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a thin film manufacturing method and a manufacturing apparatus therefor, which have been made to solve the above problems. The manufacturing method of the thin film is as follows. That is, the raw material used in the vapor phase growth method is dissolved in a solvent to produce a solution containing the raw material, the solution is supplied into the reaction chamber to be vaporized, and the raw material in the vaporized solution is subjected to a vapor phase growth reaction. Then, a thin film is formed on the sample surface.
【００１１】薄膜の製造装置は以下のような構成をなし
ている。すなわち、気相成長の反応雰囲気を生成する反
応室が備えられている。そして、気相成長反応に用いる
原料を含む溶液を供給するもので、上記反応室の内部に
供給端を設けた溶液供給機が備えられている。その反応
室内で溶液供給機の供給端の下方側には加熱器が設けら
れている。さらに反応室内で加熱器にほぼ対向する位置
には試料保持器が設けられているものである。The thin film manufacturing apparatus has the following configuration. That is, a reaction chamber for generating a reaction atmosphere for vapor phase growth is provided. A solution containing a raw material used for the vapor phase growth reaction is supplied, and a solution supply machine having a supply end is provided inside the reaction chamber. A heater is provided below the supply end of the solution supplier in the reaction chamber. Further, a sample holder is provided at a position substantially facing the heater in the reaction chamber.
【００１２】[0012]
【作用】上記薄膜の製造方法では、気相成長法に用いる
原料を溶媒に溶解して当該原料を含む溶液を生成し、反
応室中にその原料を含む溶液を供給して気化させる。そ
して気化させた溶液中の原料を気相成長反応させること
で、試料表面に薄膜を形成することから、反応室内には
液体の状態で原料は供給される。このため、経時変化す
ることなく原料は安定的に供給される。In the method for producing a thin film described above, the raw material used in the vapor phase growth method is dissolved in a solvent to produce a solution containing the raw material, and the solution containing the raw material is supplied into the reaction chamber for vaporization. Then, the raw material in the vaporized solution is subjected to the vapor phase growth reaction to form a thin film on the sample surface, so that the raw material is supplied in a liquid state into the reaction chamber. Therefore, the raw material is stably supplied without changing with time.
【００１３】上記薄膜の製造装置では、気相成長反応に
用いる原料を含む溶液を供給するもので反応室の内部に
供給端を設けた溶液供給機が備えられていて、その供給
端の下方側には加熱器が設けられていることから、溶液
供給機で反応室内に供給された溶液は加熱器上に供給さ
れて気化する。このため、反応室内には、一定量の原料
が気体状態で供給されることになる。The thin film manufacturing apparatus described above is provided with a solution supply machine for supplying a solution containing a raw material used for a vapor phase growth reaction and having a supply end inside the reaction chamber, and a solution supply device is provided below the supply end. Since a heater is provided in the reactor, the solution supplied into the reaction chamber by the solution supplier is supplied onto the heater and vaporized. Therefore, a certain amount of the raw material is supplied in a gaseous state into the reaction chamber.
【００１４】[0014]
【実施例】本発明の実施例を図１の概略構成図により説
明する。図１に示す薄膜の製造装置は、本発明の薄膜の
製造方法を実現するための一製造装置例である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the schematic configuration diagram of FIG. The thin film manufacturing apparatus shown in FIG. 1 is an example of a manufacturing apparatus for realizing the thin film manufacturing method of the present invention.
【００１５】図に示すように、気相成長の反応雰囲気に
なる反応室１１が設けられている。また気相成長反応に
用いる原料を含む溶液８１ａ，８１ｂを供給する溶液供
給機２１ａ，２１ｂが備えられている。As shown in the figure, there is provided a reaction chamber 11 in which a reaction atmosphere for vapor phase growth is established. Further, solution supply machines 21a and 21b for supplying solutions 81a and 81b containing raw materials used for the vapor phase growth reaction are provided.
【００１６】上記溶液供給機２１ａ，２１ｂは以下のよ
うに構成されている。上記溶液供給機２１ａと上記溶液
供給機２１ｂとは同様の構成なので、ここでは代表し
て、溶液供給機２１ａを説明する。なお（）内に示した
符号は溶液供給機２１ｂの構成部品の符号を示す。The solution feeders 21a and 21b are constructed as follows. Since the solution supply device 21a and the solution supply device 21b have the same configuration, the solution supply device 21a will be described here as a representative. In addition, the code | symbol shown in () shows the code | symbol of the component of the solution feeder 21b.
【００１７】すなわち、原料を貯蔵する原料貯蔵部２２
ａ（２２ｂ）が備えられている。この原料貯蔵部２２ａ
（２２ｂ）には配管２３ａ（２３ｂ）を介して原料溜２
４ａ（２４ｂ）が接続されている。この原料溜２４ａ
（２４ｂ）には、原料を含む溶液８１ａ（８１ｂ）の流
路となる配管２５ａ（２５ｂ）が接続されていて、当該
配管２５ａ（２５ｂ）の端部（供給端）２６ａ（２６
ｂ）は上記反応室１１の内部に達している。そしてこの
配管２５ａ（２５ｂ）の途中には溶液８１ａ（８１ｂ）
を供給するポンプ２７ａ（２７ｂ）が設置されている。That is, the raw material storage unit 22 for storing the raw material
a (22b) is provided. This raw material storage 22a
The raw material reservoir 2 is connected to (22b) through a pipe 23a (23b).
4a (24b) is connected. This raw material reservoir 24a
A pipe 25a (25b) serving as a flow path for the solution 81a (81b) containing the raw material is connected to (24b), and an end portion (supply end) 26a (26) of the pipe 25a (25b) is connected.
b) reaches the inside of the reaction chamber 11. The solution 81a (81b) is provided in the middle of the pipe 25a (25b).
A pump 27a (27b) for supplying is installed.
【００１８】さらに上記反応室１１の内部で上記溶液供
給部２１，２２の各供給端２６ａ（２６ｂ）の下方側に
は加熱器３１が設けられている。この加熱器３１の溶液
８１ａ，８１ｂの滴下面３１ａは、例えば、溶液８１
ａ，８１ｂに対して耐腐食性の材料で形成されている。
そして上記加熱器３１の下方側には溶液受け部３２が設
置されている。この溶液受け部３２にはドレイン３３が
接続されていて、そのドレイン３３の一端側は当該反応
室１１の外部に引き出されている。また上記反応室１１
の内部で上記加熱器３１にほぼ対向する位置には、試料
９１を保持する試料保持器４１が備えられている。この
試料保持器４１の内部には、保持される試料９１を加熱
するためのヒータ４２が設けられている。Further, inside the reaction chamber 11, a heater 31 is provided below the supply ends 26a (26b) of the solution supply units 21 and 22. The dropping surfaces 31a of the solutions 81a and 81b of the heater 31 are, for example, the solution 81
It is formed of a material that is corrosion resistant to a and 81b.
A solution receiving portion 32 is installed below the heater 31. A drain 33 is connected to the solution receiving portion 32, and one end side of the drain 33 is drawn out of the reaction chamber 11. In addition, the reaction chamber 11
A sample holder 41 for holding a sample 91 is provided at a position substantially opposite to the heater 31 inside. Inside the sample holder 41, a heater 42 for heating the held sample 91 is provided.
【００１９】さらに上記反応室１１には、当該反応室１
１の内部を減圧または真空引きするための真空ポンプ５
１が設けられている。また反応室１１には、酸素プラズ
マを導入するためのプラズマ供給管６１が接続されてい
る。Further, in the reaction chamber 11, the reaction chamber 1
Vacuum pump 5 for decompressing or vacuuming the inside of 1
1 is provided. A plasma supply pipe 61 for introducing oxygen plasma is connected to the reaction chamber 11.
【００２０】上記の如くに、薄膜の製造装置１は構成さ
れている。The thin film manufacturing apparatus 1 is configured as described above.
【００２１】上記薄膜の製造装置１では、気相成長反応
に用いる原料を含む溶液８１ａ，８１ｂを反応室１１の
内部に供給する溶液供給機２１，２２が備えられてい
て、その各溶液供給部２１，２２の各供給端２６ａ，２
６ｂの下方側に加熱器３１が設けられていることから、
溶液供給機２１で反応室１１内に供給された溶液８１
ａ，８１ｂは加熱器３１上に滴下されて気化する。この
ため、反応室１１の内部には、一定量の原料を気体状態
で供給したのと同等になる。しかも液体状態で反応室１
１の内部に供給して、反応室１１の内部で気化するの
で、溶液８１ａ，８１ｂは経時変化することなく、常に
一定量が反応室１１の内部に供給される。The thin film manufacturing apparatus 1 is provided with solution feeders 21 and 22 for feeding the solutions 81a and 81b containing the raw materials used for the vapor phase growth reaction into the reaction chamber 11, and the respective solution feeders. 21 and 22 supply ends 26a and 2
Since the heater 31 is provided on the lower side of 6b,
The solution 81 supplied into the reaction chamber 11 by the solution supply device 21.
The a and 81b are dropped on the heater 31 and vaporized. Therefore, it is equivalent to supplying a fixed amount of the raw material into the reaction chamber 11 in a gaseous state. Moreover, in the liquid state, the reaction chamber 1
1 and is vaporized inside the reaction chamber 11, the solutions 81a and 81b are always supplied to the inside of the reaction chamber 11 in a fixed amount without changing with time.
【００２２】上記製造装置１を用いて、試料９１の表面
にチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）からなる薄膜９２
を形成する方法を以下に説明する。Using the manufacturing apparatus 1 described above, a thin film 92 made of barium titanate (BaTiO 3 ) is formed on the surface of the sample 91.
A method of forming the film will be described below.
【００２３】バリウム（Ｂａ）の原料にはビス−ジピバ
ロイルメタネート−バリウム〔Ｂａ（ＤＰＭ）2 〕をベ
ンゼンまたはキシレンに溶解した溶液８１ａを用いる。
またはジエトキシバリウム〔Ｂａ（ＯＣ2 Ｈ5 ）2 〕を
テトラヒドロフラン〔（ＣＨ2 ）4 Ｏ〕（ＴＨＦ）に溶
かした溶液８１ｂを用いる。またチタン（Ｔｉ）の原料
にはテトライソプロピオキシチタン〔Ｔｉ（ｉ−ＯＣ3
Ｈ7 ）4 〕をベンゼンに溶解したものを用いてもよい。
上記原料には、溶媒に溶けて、１００℃〜３００℃程度
の温度範囲内の所定の温度で気化するようなバリウムの
化合物およびチタンの化合物であれば、上記化合物に限
定されることはない。As a raw material for barium (Ba), a solution 81a in which bis-dipivaloylmethanate-barium [Ba (DPM) 2 ] is dissolved in benzene or xylene is used.
Alternatively, a solution 81b in which diethoxybarium [Ba (OC 2 H 5 ) 2 ] is dissolved in tetrahydrofuran [(CH 2 ) 4 O] (THF) is used. Further, as a raw material of titanium (Ti), tetraisopropoxy titanium [Ti (i-OC 3
H 7 ) 4 ] dissolved in benzene may be used.
The raw material is not limited to the above compounds as long as it is a barium compound and a titanium compound which are dissolved in a solvent and vaporized at a predetermined temperature within a temperature range of about 100 ° C to 300 ° C.
【００２４】それぞれの原料はポンプ２７ａ，２７ｂに
よって原料溜２４ａ，２４ｂから配管２５ａ，２５ｂを
通して反応室１１の内部に導入される。このとき、各溶
液８１ａ，８１ｂは、液体の状態で、反応室１１の内部
に導入される。そのとき、加熱器３１は、２００℃〜３
００℃の温度範囲の所定の温度に加熱されている。そし
てこの加熱器３１上に上記溶液８１ａと上記溶液８１ｂ
とを一定量ずつ滴下して気化させる。このとき、溶液８
１ａと溶液８１ｂとは、例えば交互に加熱器３１上に滴
下する。The respective raw materials are introduced into the reaction chamber 11 from the raw material reservoirs 24a and 24b through the pipes 25a and 25b by the pumps 27a and 27b. At this time, each of the solutions 81a and 81b is introduced into the reaction chamber 11 in a liquid state. At that time, the heater 31 is 200 ° C. to 3 ° C.
It is heated to a predetermined temperature in the temperature range of 00 ° C. The solution 81a and the solution 81b are placed on the heater 31.
And are added dropwise in constant amounts to vaporize. At this time, solution 8
For example, 1a and the solution 81b are alternately dropped on the heater 31.
【００２５】それとともに、反応室１１の内部にマイク
ロ波によって励起した酸素プラズマをプラズマ供給管６
１から反応室１１の内部に導入する。また反応室１１内
の雰囲気を真空ポンプ５１によって排気することによ
り、当該反応室１１の内部を所定の圧力に保つ。このと
き試料保持部４１によって、試料９１は６００℃〜８０
０℃の温度範囲における所定の温度に加熱されている。At the same time, oxygen plasma excited by microwaves is introduced into the reaction chamber 11 to form a plasma supply pipe 6.
1 to the inside of the reaction chamber 11. Further, by exhausting the atmosphere in the reaction chamber 11 by the vacuum pump 51, the inside of the reaction chamber 11 is maintained at a predetermined pressure. At this time, the sample 91 is held at 600 ° C. to 80 ° C.
It is heated to a predetermined temperature in the temperature range of 0 ° C.
【００２６】ここで上記溶液８１ａ，溶液８１ｂの滴下
シーケンスの一例を、図２によって説明する。図は
（１）に溶液８１ａの滴下シーケンスを示し、（２）に
溶液８１ｂの滴下シーケンスを示す。また各縦軸は溶液
８１ａ，溶液８１ｂの供給速度を示し、横軸は滴下タイ
ミングを示す。An example of the dropping sequence of the solution 81a and the solution 81b will be described with reference to FIG. In the figure, (1) shows the dropping sequence of the solution 81a, and (2) shows the dropping sequence of the solution 81b. The vertical axis represents the supply rate of the solution 81a and the solution 81b, and the horizontal axis represents the dropping timing.
【００２７】図に示すように、Δｔa の間に所定の滴下
速度で溶液８１ａを供給する。そしてΔＴa だけ間隔を
置いてから溶液８１ｂを滴下する。この溶液８１ｂは、
Δｔb の間に所定の滴下速度で供給される。その後、Δ
Ｔb だけ間隔を置いてから、上記同様にして溶液８１ａ
を滴下する。このようにして、溶液８１ａと溶液８１ｂ
の滴下を繰り返し行う。上記Δｔa は、試料９１の表面
に酸化バリウム（ＢａＯ）が一原子層だけ堆積されるだ
けの溶液８１ａの量が供給される時間に設定される。同
様に、上記Δｔb は、試料９１の表面に酸化チタン（Ｔ
ｉＯ）が一原子層だけ堆積される量だけの溶液８１ｂの
量が供給される時間に設定される。As shown in the figure, the solution 81a is supplied at a predetermined dropping rate during Δt a . Then, the solution 81b is dropped after a gap of ΔT a . This solution 81b is
It is supplied at a predetermined dropping rate during Δt b . Then Δ
After an interval of T b, the solution 81a
Is dripped. In this way, the solution 81a and the solution 81b
Is repeatedly added. The Δt a is set to a time for which the amount of the solution 81a for depositing only one atomic layer of barium oxide (BaO) on the surface of the sample 91 is supplied. Similarly, the above Δt b is the same as that of titanium oxide (T
The time is set such that iO) is supplied in an amount of the solution 81b in such an amount that only one atomic layer is deposited.
【００２８】そして、気相成長反応を起こさせて、原子
層レベルの制御を行いながら酸化バリウム層と酸化チタ
ン層を堆積して、当該試料９１の表面にチタン酸バリウ
ムからなる薄膜９２を形成する。Then, a vapor phase growth reaction is caused to deposit a barium oxide layer and a titanium oxide layer while controlling the atomic layer level to form a thin film 92 made of barium titanate on the surface of the sample 91. .
【００２９】上記薄膜の製造装置１を用いて薄膜９２を
形成する薄膜の製造方法では、気相成長法に用いる原料
を溶媒に溶解して当該原料を含む溶液８１ａ，８１ｂを
生成し、反応室１１中にその原料を含む溶液８１ａ，８
１ｂを供給して気化させる。そして気化させた溶液８１
ａ，８１ｂ中の各原料を気相成長反応させることで、試
料９１の表面に薄膜９２を形成することから、反応室１
１内には液体の状態で原料が供給される。このため、気
化率が変化することなく、原料は反応室１１の内部に安
定的に供給される。In the thin film manufacturing method for forming the thin film 92 using the thin film manufacturing apparatus 1 described above, the raw materials used in the vapor phase epitaxy method are dissolved in a solvent to produce solutions 81a and 81b containing the raw materials, and the reaction chambers are prepared. Solutions 81a, 8 containing the raw material in 11
1b is supplied and vaporized. And vaporized solution 81
Since the thin film 92 is formed on the surface of the sample 91 by causing each of the raw materials in a and 81b to undergo a vapor phase growth reaction, the reaction chamber 1
The raw material is supplied to the inside of 1 in a liquid state. Therefore, the raw material is stably supplied to the inside of the reaction chamber 11 without changing the vaporization rate.
【００３０】また上記薄膜の製造装置１では、溶液供給
機２１ａ，２１ｂが備えられていて、その供給端２６
ａ，２６ｂの下方側に加熱器３１が設けられていること
から、溶液供給機２１ａ，２１ｂで供給された溶液８１
ａ，８１ｂは加熱器３１上に供給されて気化される。こ
のため、反応室１１の内部には、一定量の原料が気体状
態で供給されるのと同等になる。The thin film manufacturing apparatus 1 is equipped with solution feeders 21a and 21b, and the feed end 26 thereof is provided.
Since the heater 31 is provided below the a and 26b, the solution 81 supplied from the solution supply devices 21a and 21b
The a and 81b are supplied onto the heater 31 and vaporized. For this reason, it becomes equivalent to supplying a fixed amount of the raw material into the reaction chamber 11 in a gaseous state.
【００３１】次に薄膜の製造装置の別の実施例を、図３
の概略構成図によって説明する。なお、上記図１で説明
した薄膜の製造装置１と同様の構成部品の詳細な説明は
省略するとともにその構成部品には同一符号を付す。Next, another embodiment of the thin film manufacturing apparatus will be described with reference to FIG.
Will be described with reference to the schematic configuration diagram of FIG. Detailed description of the same components as those of the thin film manufacturing apparatus 1 described with reference to FIG. 1 will be omitted and the same reference numerals will be given to the components.
【００３２】図に示すように、薄膜の製造装置２は、上
記薄膜の製造装置１において、溶液供給機２１ａ，２１
ｂの各供給端２６ａ，２６ｂのそれぞれの下方に加熱器
３４，３５を設けたものである。すなわち、気相成長の
反応雰囲気になる反応室１１が設けられている。この反
応室１１には、上記説明したと同様の溶液供給機２１
ａ，２１ｂが接続されている。各溶液供給機２１ａ，２
１ｂの供給端２６ａ，２６ｂは反応室１１の内部に設置
される。As shown in the figure, the thin film manufacturing apparatus 2 is the same as the thin film manufacturing apparatus 1 except that the solution feeders 21a, 21
The heaters 34 and 35 are provided below the respective supply ends 26a and 26b of b. That is, the reaction chamber 11 that provides a reaction atmosphere for vapor phase growth is provided. The reaction chamber 11 includes a solution supply device 21 similar to that described above.
a and 21b are connected. Each solution feeder 21a, 2
The supply ends 26a and 26b of 1b are installed inside the reaction chamber 11.
【００３３】上記それぞれの供給端２６ａ，２６ｂの下
方側には加熱器３１，３５が設けられている。各加熱器
３４，３５の溶液の滴下面３４ａ，３５ａは、反応室１
１の上部側に設置されている試料保持部４１に保持され
る試料９１側に向けられている。その角度は、適宜選択
される。Heaters 31 and 35 are provided below the respective supply ends 26a and 26b. The solution dropping surfaces 34a and 35a of the heaters 34 and 35 are the reaction chamber 1
It is directed to the sample 91 side held by the sample holding section 41 installed on the upper side of 1. The angle is appropriately selected.
【００３４】また各加熱器３４，３５の下方側には溶液
受け部３６，３７が設置されている。この溶液受け部３
６，３７にはドレイン３８，３９が接続されていて、そ
のドレイン３８，３９の一端側は当該反応室１１の外部
に引き出されている。また上記試料保持器４１の内部に
は、保持される試料９１を加熱するためのヒータ４２が
設けられている。Solution receivers 36 and 37 are installed below the heaters 34 and 35, respectively. This solution receiving part 3
Drains 38 and 39 are connected to 6 and 37, and one ends of the drains 38 and 39 are drawn out of the reaction chamber 11. A heater 42 for heating the sample 91 to be held is provided inside the sample holder 41.
【００３５】さらに上記反応室１１には、当該反応室１
１の内部を減圧または真空引きするための真空ポンプ５
１が設けられている。また反応室１１には、酸素プラズ
マを導入するためのプラズマ供給管６１が接続されてい
る。Further, in the reaction chamber 11, the reaction chamber 1
Vacuum pump 5 for decompressing or vacuuming the inside of 1
1 is provided. A plasma supply pipe 61 for introducing oxygen plasma is connected to the reaction chamber 11.
【００３６】上記の如くに、薄膜の製造装置２は構成さ
れている。The thin film manufacturing apparatus 2 is configured as described above.
【００３７】上記薄膜の製造装置２では、二つの溶液供
給機２１ａ，２１ｂと二つの加熱器３４，３５を備えた
ものを説明したが、その設置数は上記二つに限定される
ことはなく、溶液の種類に応じて、三つ以上の溶液供給
機および三つ以上の加熱器を設けることは差し支えな
い。The thin film manufacturing apparatus 2 has been described as having the two solution feeders 21a and 21b and the two heaters 34 and 35, but the number of installations is not limited to the above two. Depending on the type of solution, three or more solution feeders and three or more heaters may be provided.
【００３８】また、複数の加熱器を設置したものでは、
上記試料保持部４１に図示はしないが、当該試料保持部
４１を回動させる回動駆動部を設けてもよい。このよう
に回動駆動部を設けたことによって、成膜時に試料保持
部４１を回動させることが可能になる。試料保持部４１
が回動することによって、成膜の均一性は高められる。Also, in the case where a plurality of heaters are installed,
Although not shown, the sample holder 41 may be provided with a rotation drive unit for rotating the sample holder 41. By providing the rotation driving unit in this manner, the sample holding unit 41 can be rotated during film formation. Sample holder 41
By rotating the, the uniformity of film formation is enhanced.
【００３９】上記薄膜の製造装置２では、溶液供給機２
１ａ，２１ｂのそれぞれに対して加熱器３４，３５を設
けたので、気化温度、熱分解温度等が大きく異なるよう
な溶液を用いることが可能になる。また、溶液８１ａ，
８１ｂを交互に供給する必要がないので、溶液８１ａ，
８１ｂの供給が間断なく行える。したがって、ＣＶＤ反
応種の生成がさらに安定になる。In the thin film manufacturing apparatus 2 described above, the solution feeder 2 is used.
Since the heaters 34 and 35 are provided for the respective 1a and 21b, it becomes possible to use solutions having greatly different vaporization temperatures, thermal decomposition temperatures and the like. In addition, the solution 81a,
Since it is not necessary to alternately supply 81b, the solution 81a,
81b can be supplied without interruption. Therefore, the production of CVD reactive species becomes more stable.
【００４０】上記説明した薄膜の製造方法では、原料が
常温で固体のようなものでも、液化して反応室１１の内
部に供給することによって、加熱器３４（３５）で気化
させることができる。このため、例えば、ジルコン酸チ
タン鉛〔ＰｂＴｉx Ｚｒ1-xＯ3 〕、チタンジルコン酸
ランタン鉛〔Ｐｂx Ｌａ1-x （Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3 〕等か
らなる強誘電体膜やＹＢＣＯ（ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x ）
のような酸化物超伝導膜を形成することが可能になる。In the thin film manufacturing method described above, even if the raw material is a solid at room temperature, it can be vaporized by the heater 34 (35) by liquefying it and supplying it to the inside of the reaction chamber 11. Therefore, for example, a ferroelectric film made of lead titanium zirconate [PbTi x Zr 1-x O 3 ] or lead lanthanum titanium zirconate [Pb x La 1-x (Ti, Zr) O 3 ] or YBCO ( YBa 2 Cu 3 O 7-x )
It is possible to form an oxide superconducting film such as
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上、説明したように本発明の製造方法
によれば、気相成長法に用いる原料を溶液に含ませて反
応室内に供給し、そして気化させるので、反応室内に原
料を安定的に供給することができる。このため、試料表
面に形成される薄膜の組成が安定するので、むらのない
良質な薄膜を形成することができる。As described above, according to the production method of the present invention, the raw material used in the vapor phase growth method is contained in the solution and supplied into the reaction chamber and vaporized, so that the raw material is stabilized in the reaction chamber. Can be supplied to the customer. For this reason, the composition of the thin film formed on the surface of the sample is stabilized, and a thin film of good quality without unevenness can be formed.
【００４２】本発明に薄膜の製造装置によれば、気相成
長反応に用いる原料を含む溶液を反応室の内部で気化さ
せる加熱器を設けたので、原料を溶液状態で反応室の内
部に供給することが可能になる。According to the apparatus for producing a thin film of the present invention, since the heater for vaporizing the solution containing the raw material used for the vapor phase growth reaction inside the reaction chamber is provided, the raw material is supplied in the solution state inside the reaction chamber. It becomes possible to do.
【図１】本発明の実施例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention.
【図２】滴下シーケンスの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a dropping sequence.
【図３】別の実施例の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of another embodiment.
１ 薄膜の製造装置 ２ 薄膜の製造装置 １１ 反応室 ２１ａ，２１ｂ 溶液供給機 ２６ａ，２６ｂ 供給端 ３１ 加熱器 ３４，３５ 加熱器 ４１ 試料保持器 ８１ａ，８１ｂ 溶液 ９１ 試料 ９２ 薄膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thin film manufacturing apparatus 2 Thin film manufacturing apparatus 11 Reaction chambers 21a, 21b Solution feeders 26a, 26b Supply ends 31 Heaters 34, 35 Heaters 41 Sample holders 81a, 81b Solutions 91 Samples 92 Thin films
Claims (5)
に薄膜を形成する薄膜の製造方法において、 気相成長法に用いる原料を溶媒に溶解して当該原料を含
む溶液を生成し、前記反応室内に前記溶液を供給して気
化させ、気化させた溶液中の原料を気相成長反応させる
ことで、前記試料表面に薄膜を形成することを特徴とす
る薄膜の製造方法。1. A method for producing a thin film, wherein a thin film is formed on a sample surface in a reaction chamber by a vapor phase growth method, a raw material used in the vapor phase growth method is dissolved in a solvent to form a solution containing the raw material, and the reaction is performed. A method for producing a thin film, which comprises forming the thin film on the surface of the sample by supplying the solution to a chamber to vaporize the same and causing a raw material in the vaporized solution to undergo a vapor phase growth reaction.
て、 気相成長法に用いる複数の原料をそれぞれに溶媒に溶解
して複数種類の溶液を生成し、前記反応室内に前記複数
種類の溶液を供給して気化させ、気化させた各溶液中の
原料を気相成長反応させることで、前記試料表面に薄膜
を形成することを特徴とする薄膜の製造方法。2. The method for producing a thin film according to claim 1, wherein a plurality of raw materials used in the vapor phase growth method are dissolved in a solvent to produce a plurality of types of solutions, and the plurality of types of solutions are provided in the reaction chamber. Is supplied to vaporize, and the vaporized raw materials in each vaporized solution are subjected to a vapor phase growth reaction to form a thin film on the surface of the sample.
て、 気相成長法に用いる複数の原料をそれぞれに溶媒に溶解
して複数種類の溶液を生成し、前記反応室内に前記複数
種類の溶液を１種または複数種毎に交互に供給して気化
させ、気化させた各溶液中の原料を気相成長反応させる
ことで、前記試料表面に薄膜を形成することを特徴とす
る薄膜の製造方法。3. The method for producing a thin film according to claim 2, wherein a plurality of raw materials used in the vapor phase growth method are dissolved in respective solvents to produce a plurality of types of solutions, and the plurality of types of solutions are provided in the reaction chamber. A method for producing a thin film, characterized in that a thin film is formed on the surface of the sample by alternately supplying one or more of the above to cause vaporization, and subjecting the vaporized raw materials in each solution to a vapor phase growth reaction. .
前記反応室の内部に供給端を設けた複数の溶液供給機
と、 前記反応室内で前記各溶液供給機の供給端の下方側に設
けた加熱器と、 前記反応室内で前記加熱器にほぼ対向する位置に設けた
試料保持器とを備えたことを特徴とする薄膜の製造装
置。4. A reaction chamber which becomes a reaction atmosphere for vapor phase growth, and a plurality of solution feeders for supplying a solution containing a raw material used for the vapor phase growth reaction and having supply ends inside the reaction chamber, A thin film comprising a heater provided in the reaction chamber below a supply end of each solution feeder, and a sample holder provided in a position substantially opposite to the heater in the reaction chamber. Manufacturing equipment.
て、 気相成長の反応雰囲気になる反応室と、 気相成長反応に用いる原料を含む溶液を供給するもので
前記反応室の内部に供給端を設けた複数の溶液供給機
と、 前記反応室内で前記各溶液供給機のそれぞれの供給端の
下方側に設けた加熱器と、 前記反応室内で前記各加熱器にほぼ向かい合う状態に設
けた試料保持器とを備えたことを特徴とする薄膜の製造
装置。5. The thin film manufacturing apparatus according to claim 4, wherein a reaction chamber that becomes a reaction atmosphere for vapor phase growth, and a solution that contains a raw material used for the vapor phase growth reaction are supplied into the reaction chamber. A plurality of solution feeders provided with ends, heaters provided below the respective feed ends of the solution feeders in the reaction chamber, and provided in a state of substantially facing the heaters in the reaction chamber A thin film manufacturing apparatus comprising a sample holder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2473394A JPH07211644A (en) | 1994-01-26 | 1994-01-26 | Method and equipment for depositing thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2473394A JPH07211644A (en) | 1994-01-26 | 1994-01-26 | Method and equipment for depositing thin film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07211644A true JPH07211644A (en) | 1995-08-11 |
Family
ID=12146358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2473394A Pending JPH07211644A (en) | 1994-01-26 | 1994-01-26 | Method and equipment for depositing thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07211644A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005229129A (en) * | 2000-06-08 | 2005-08-25 | Genitech Inc | Method of forming thin film |
| WO2009104620A1 (en) * | 2008-02-19 | 2009-08-27 | 東京エレクトロン株式会社 | Film production method and storage medium |
| JPWO2013077321A1 (en) * | 2011-11-21 | 2015-04-27 | 株式会社日立国際電気 | Semiconductor device manufacturing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and recording medium |
-
1994
- 1994-01-26 JP JP2473394A patent/JPH07211644A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005229129A (en) * | 2000-06-08 | 2005-08-25 | Genitech Inc | Method of forming thin film |
| JP4684706B2 (en) * | 2000-06-08 | 2011-05-18 | ジニテック インク． | Thin film formation method |
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