JPS5873765A - 金属アモルフアス薄膜の形成方法 - Google Patents
金属アモルフアス薄膜の形成方法Info
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- JPS5873765A JPS5873765A JP17212281A JP17212281A JPS5873765A JP S5873765 A JPS5873765 A JP S5873765A JP 17212281 A JP17212281 A JP 17212281A JP 17212281 A JP17212281 A JP 17212281A JP S5873765 A JPS5873765 A JP S5873765A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- metal
- substrate
- substrates
- cations
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- Pending
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-
- 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
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
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- Metallurgy (AREA)
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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】
本発明は、真空雰囲気番利用した、所鯖イオンブレーテ
ィング法を大幅に改良して、金属及び金属化合物のアモ
ルファス薄膜を基板表面に形成させる方法に関するもの
ｆある。
ィング法を大幅に改良して、金属及び金属化合物のアモ
ルファス薄膜を基板表面に形成させる方法に関するもの
ｆある。
曹し、ナモル７アス金属は、非晶質の故にグラスメタル
とも俗称され、自°然界には存在ぜず、そのユニークな
特性からエレクトロニクスをはじめ、太陽電池などのエ
ネルギー変換技術や、超耐蝕−−超耐摩耗鋼の開発等、
技術革新の基盤となる新材料として広い産業分野にわた
夛注目ｉ集め研究の対象となっている。
とも俗称され、自°然界には存在ぜず、そのユニークな
特性からエレクトロニクスをはじめ、太陽電池などのエ
ネルギー変換技術や、超耐蝕−−超耐摩耗鋼の開発等、
技術革新の基盤となる新材料として広い産業分野にわた
夛注目ｉ集め研究の対象となっている。
その性質上の特徴としては、下記の様な代表的なものが
あげられる。
あげられる。
（１） 強度、硬度が扁く、靭性も大きいので高度の
耐摩耗性、耐熱性を有する。
耐摩耗性、耐熱性を有する。
（２） 電気抵抗唸大きく、温度変化は小さい。
（蜀 化学的安定性が大きく、高度の耐蝕性、耐候性を
有する。
有する。
（４透磁率が大きい。
（５）放射線に対する耐性が大きい。
更に、従来のドライプロセスに依る薄膜形成法としては
、真空蒸着法、スパッタ法、物□理蒸着法、イオンブレ
ーティング法等が周知であるが、これら周知技術に於け
る問題点として、（１）薄膜の密着力が弱い、 （２） 蒸着工程に方向性が強く、膜厚を均一にする
事が困難である、 （５） 注入オスの影響に依り、薄膜中に不純物が混
入する、 （４）加熱によ−る基板の損傷、変質が、起とや易い、
（５） 付着素材のイオン化率′が充分で無い、等々
が未解決のまま残されている。
、真空蒸着法、スパッタ法、物□理蒸着法、イオンブレ
ーティング法等が周知であるが、これら周知技術に於け
る問題点として、（１）薄膜の密着力が弱い、 （２） 蒸着工程に方向性が強く、膜厚を均一にする
事が困難である、 （５） 注入オスの影響に依り、薄膜中に不純物が混
入する、 （４）加熱によ−る基板の損傷、変質が、起とや易い、
（５） 付着素材のイオン化率′が充分で無い、等々
が未解決のまま残されている。
本発明は、これら周知技術の問題点に％決を与え乍ら、
夢の新材料と云われるアモルファス金属、及びアモルフ
ァス金、−化合唆の薄膜を基板表面に形成させる方法及
びその装置を提供することを目的とする。
夢の新材料と云われるアモルファス金属、及びアモルフ
ァス金、−化合唆の薄膜を基板表面に形成させる方法及
びその装置を提供することを目的とする。
この目的は特許請求の範囲に記−の構成に依り達成され
るが、当該方法は、従来の用銅イオンブレーティング法
を大幅に改良し九もので次に述べる様な特徴が得られる
。
るが、当該方法は、従来の用銅イオンブレーティング法
を大幅に改良し九もので次に述べる様な特徴が得られる
。
形成される薄膜において；
（１） 付着素材のイオンが強力なエネルギーに依い
範囲の金属、及び金属化合物のアモルファス薄膜が、高
度の密層力を呈して形成される。
範囲の金属、及び金属化合物のアモルファス薄膜が、高
度の密層力を呈して形成される。
（２） イオンの基板に対する衡突は方向性が極めて
少ないので、複雑な凹凸表面、或は穴や曲面の内壁等の
表面にも、その形状に沿って均一なアモルファス薄膜が
形成される。
少ないので、複雑な凹凸表面、或は穴や曲面の内壁等の
表面にも、その形状に沿って均一なアモルファス薄膜が
形成される。
（３） 付層工種において、イオン化の為に、現行の
イオンブレーティング法では必要とされているアルゴン
ガスの様な不活性ガスを使用しないので、純−１□：′
ｌ：なアモルファへ薄膜が形成さ“・。
イオンブレーティング法では必要とされているアルゴン
ガスの様な不活性ガスを使用しないので、純−１□：′
ｌ：なアモルファへ薄膜が形成さ“・。
れる。
（４） 付着された金属及び金属化合物の分子補遺は
アモルファス化されるので、その薄膜はピンホールの無
い連続膜を呈する。
アモルファス化されるので、その薄膜はピンホールの無
い連続膜を呈する。
（呻 付着素材としてはテｉ、Ｏｒ、Ｉｉ等の単一金属
元素をはじめ各種の合金および金属化合物等が対象とな
る。
元素をはじめ各種の合金および金属化合物等が対象とな
る。
（２） 導電体、非導電体に拘わらず、広範囲の基板
表面に、損傷、変質、変形を与える事無くアモルファス
薄膜を形成ｆきる。
表面に、損傷、変質、変形を与える事無くアモルファス
薄膜を形成ｆきる。
（３） 不活性ガスを必要としないので、従来状困難
とされてき丸高真空雰囲気中アの薄膜形成が容易に可能
である。
とされてき丸高真空雰囲気中アの薄膜形成が容易に可能
である。
本発明の具体的な工法及“び実施の丸めの装置について
、アモルファス薄膜形成工程の時系列的な順序と呼応し
て、添付図面を参照し乍ら以下に詳述する。
、アモルファス薄膜形成工程の時系列的な順序と呼応し
て、添付図面を参照し乍ら以下に詳述する。
電気接続部ジが取〕付けられてシシ、其の一部或は全部
が真空装置の本体４より取り社ずしが出来る様になって
−る。真空タンク自体も開閉取シはずしがｏＪ能になっ
ており、真空タンクは竪型、又は横型、或はどの様な型
であっても、またどの様な素材から造られていても良い
。
が真空装置の本体４より取り社ずしが出来る様になって
−る。真空タンク自体も開閉取シはずしがｏＪ能になっ
ており、真空タンクは竪型、又は横型、或はどの様な型
であっても、またどの様な素材から造られていても良い
。
真空タンク底板１６には、電気接続部３、ガス導入管５
、減圧管用主弁６を、それぞれの用途に応じた手−が取
シ付けられておシ、タンクカ゛″密閉された状態の時、
その内部の雰囲気の状態は制御が可能になっている。
、減圧管用主弁６を、それぞれの用途に応じた手−が取
シ付けられておシ、タンクカ゛″密閉された状態の時、
その内部の雰囲気の状態は制御が可能になっている。
ガス導入管、５は処理室内から真空タンク底板１６を経
て導入回路に連結されており、導入されるガスの量はガ
ス制御弁１０によシ制御される。
て導入回路に連結されており、導入されるガスの量はガ
ス制御弁１０によシ制御される。
減圧ポンプ系統状、制御弁６を通じてう連室に連結され
ておυ、真空装置４中の密閉管１１及び真空タンク底板
１６並びに真空タンク１により真空状態を形成する。
ておυ、真空装置４中の密閉管１１及び真空タンク底板
１６並びに真空タンク１により真空状態を形成する。
無ｌｓ局ｆ１発振器１２及び直流電！１５はその出力を
、それぞれの電気接続一部３又は３′を通じ、基板ホル
ダー８及び蒸発源９に接続されている。
、それぞれの電気接続一部３又は３′を通じ、基板ホル
ダー８及び蒸発源９に接続されている。
基板７は基板ホルダー８に依り支持されており、そのホ
ルダー自体いかなる形状にもする事が出来、又固定式に
ても、可動式にでも、本発明の基本原理からはずれない
範囲において、自、由な形状形成が可能である。
ルダー自体いかなる形状にもする事が出来、又固定式に
ても、可動式にでも、本発明の基本原理からはずれない
範囲において、自、由な形状形成が可能である。
蒸発源９は、参照図面に於てはフィラメントを使用した
抵抗加熱方式を示すが、ポート式、るつぼ式、誘導コイ
ル式、電子ビーム銃式、其の他本発明の基本原理からは
ずれない範囲において、いかなる蒸発源でも利用可能で
ある。
抵抗加熱方式を示すが、ポート式、るつぼ式、誘導コイ
ル式、電子ビーム銃式、其の他本発明の基本原理からは
ずれない範囲において、いかなる蒸発源でも利用可能で
ある。
ａ 減圧工程
処理車である真空タンク１は真−空装置４により減圧さ
れる。次に真°空中での基板表面の洗浄工程が望まれる
場合には、アルゴンガスの様な不活性ガス、又は真空洗
浄に適した他のｍ類のガスを処理室内に導入し、同時に
直流負バイアス又は、無線周波の員バイアスを印加し、
基板表面に負バイアス電界を発生せしめ、アルゴンガス
プラズマに依る所謂逆スパッターにより基板表面を洗浄
する。当該ガスは、次の蒸発工程に入る前に抜ｌ！取ら
れる。
れる。次に真°空中での基板表面の洗浄工程が望まれる
場合には、アルゴンガスの様な不活性ガス、又は真空洗
浄に適した他のｍ類のガスを処理室内に導入し、同時に
直流負バイアス又は、無線周波の員バイアスを印加し、
基板表面に負バイアス電界を発生せしめ、アルゴンガス
プラズマに依る所謂逆スパッターにより基板表面を洗浄
する。当該ガスは、次の蒸発工程に入る前に抜ｌ！取ら
れる。
ｂ、ｃ、Ａ、・蒸発、イオン化、薄膜形成工程蒸発源の
中の付！；ｇ材は、ｌｌＧ空雰空気囲気中加熱され、蒸
発せしめられ、処理室内、特に基板表面周辺、及び蒸発
源周辺において、当該素材の純粋なプラズマ雰囲気を形
成する。
中の付！；ｇ材は、ｌｌＧ空雰空気囲気中加熱され、蒸
発せしめられ、処理室内、特に基板表面周辺、及び蒸発
源周辺において、当該素材の純粋なプラズマ雰囲気を形
成する。
次に、無線周波発振器１２より無線周波が、また直流電
源１５より直流正バイアスが蒸発源９に印加され、蒸発
せしめられた付着素材は、無線周波電界１８に依りイオ
ン化されて陽イオン１７となり、直流正バイアスの反発
作用により加速されて基板７に同かつて衝突して行く。
源１５より直流正バイアスが蒸発源９に印加され、蒸発
せしめられた付着素材は、無線周波電界１８に依りイオ
ン化されて陽イオン１７となり、直流正バイアスの反発
作用により加速されて基板７に同かつて衝突して行く。
同時に、基板７に対してそのホルダー８を通じ、無線周
波及び直流負バイアスがそれぞれ印加され、加速された
陽イオン１７は、基板表面に発生している負バイアス電
界の誘引作用に依−１□− リ、さらにその術、壺速度が増幅された状態で基板に衝
突しその表面に付着素材の金属又は金属化合物のアモル
ファス薄膜を形成する。
波及び直流負バイアスがそれぞれ印加され、加速された
陽イオン１７は、基板表面に発生している負バイアス電
界の誘引作用に依−１□− リ、さらにその術、壺速度が増幅された状態で基板に衝
突しその表面に付着素材の金属又は金属化合物のアモル
ファス薄膜を形成する。
との際、無−周波発振器１２と直流ｌ１ｌＥ源１３とは
、その供給回路上に設けられた直Ｒｍ止用コンデンサー
１４及び無−周波用チョーク１５に依りそれぞれ保護さ
れている。
、その供給回路上に設けられた直Ｒｍ止用コンデンサー
１４及び無−周波用チョーク１５に依りそれぞれ保護さ
れている。
実施例によれば
（１） 基板が非導電体の場合においては、□無線周
波が基板表面において、畔続的に形成する負のセルフバ
イアス電界をして、薄膜素材の一陽イオンを誘引せしめ
る事が出来るので、ヒれを利用して、非導電体の表面に
おけるアモルファス薄膜の形成を可能にする。
波が基板表面において、畔続的に形成する負のセルフバ
イアス電界をして、薄膜素材の一陽イオンを誘引せしめ
る事が出来るので、ヒれを利用して、非導電体の表面に
おけるアモルファス薄膜の形成を可能にする。
（２） また、極端に繊細な表面を持つ基板上にアモ
ルファス簿膜を形成させる場合には、蒸発源９と基板表
面７０間に！蔽物を置□゛き、基板表面にかかるエネル
ギーを弱める事が望ましい、ヒＯ場合でも、付着素材の
陽イオン線容易に基板表面に到達する。
ルファス簿膜を形成させる場合には、蒸発源９と基板表
面７０間に！蔽物を置□゛き、基板表面にかかるエネル
ギーを弱める事が望ましい、ヒＯ場合でも、付着素材の
陽イオン線容易に基板表面に到達する。
（３） さらに、本発ｉの方法においては、イオン化
の為にアルゴンガスの様な不活性ガスの介在は必要とし
ないのであるが、複雑な表面を呈している基板表面に形
成されるアモルファス薄膜Ｉ膜の均一性が特に要請され
る場合には、極〈少量の不活性ガスを導入して、付ｆ素
材の原子を処理室内に拡散させる事により、そ□の均一
性をより安定させる事が出来る。この場合においても、
導入される不活性ガスの量は、無線周波の存在無しに社
付層素材のイオシ化が率可能な根、また形成されるアモ
ルファス薄膜の性質に影響を与えない程度の微量なもの
である。
の為にアルゴンガスの様な不活性ガスの介在は必要とし
ないのであるが、複雑な表面を呈している基板表面に形
成されるアモルファス薄膜Ｉ膜の均一性が特に要請され
る場合には、極〈少量の不活性ガスを導入して、付ｆ素
材の原子を処理室内に拡散させる事により、そ□の均一
性をより安定させる事が出来る。この場合においても、
導入される不活性ガスの量は、無線周波の存在無しに社
付層素材のイオシ化が率可能な根、また形成されるアモ
ルファス薄膜の性質に影響を与えない程度の微量なもの
である。
ガス”導入が考えられる其他の状況としては簿１［Ｋ化
学反応を起ヒさせる場合、例えば、酸化アルミニウムの
アモルファス薄膜を形成する際に一酸素を補給する様な
場合である。
学反応を起ヒさせる場合、例えば、酸化アルミニウムの
アモルファス薄膜を形成する際に一酸素を補給する様な
場合である。
以上、本発明に関し、様々な状況、条件につ□ いて詳
述したが、本発明の基本原理から離れない範囲に？いて
、多くの部分的な改良、変更は可能セあ６゜
述したが、本発明の基本原理から離れない範囲に？いて
、多くの部分的な改良、変更は可能セあ６゜
添付図面は、本発明にかかるアモルファス薄膜形成法を
実施するための装置を示すものであリ、装置の各機能、
時系列的な工程、については前項で詳述した通りである
。 なお、添付図中の参照符号の対応は次の通りである。 ３．５′・・・電気接続部 ４・・・真空装置 ５・・・ガス導入管 ６・・・減圧管用主弁 ７・・・基板 ８・・・基板ホルダー ９、・・・蒸発源 １０・・・ガス制御弁 １１・・・密閉管 １２・・・無線周波発振器 １５・・・直ＩＬ◆源 、４−−−ヨｙ岬しナ １５・・・チョークコイル １６・・・真蝋タンク底板 １７・・・付着素材の陽イオン １Ｂ・・・無線周波電界 １９・・・遮蔽物
実施するための装置を示すものであリ、装置の各機能、
時系列的な工程、については前項で詳述した通りである
。 なお、添付図中の参照符号の対応は次の通りである。 ３．５′・・・電気接続部 ４・・・真空装置 ５・・・ガス導入管 ６・・・減圧管用主弁 ７・・・基板 ８・・・基板ホルダー ９、・・・蒸発源 １０・・・ガス制御弁 １１・・・密閉管 １２・・・無線周波発振器 １５・・・直ＩＬ◆源 、４−−−ヨｙ岬しナ １５・・・チョークコイル １６・・・真蝋タンク底板 １７・・・付着素材の陽イオン １Ｂ・・・無線周波電界 １９・・・遮蔽物
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 真空雰囲気中で、金属、又は金属化合物を蒸発、イ１オ
ン化せしら、基板表面にその金属又は金属化合物のアモ
ルファス薄膜を形成させる方法にお−て、 ａ 薄膜形成のための一理室を減圧して真空状態にし、 ｂ 金属又は金属化合物の付着素材を蒸発せしめ、 Ｃ基板上、及び蒸発源に無線局波°−界を印加して蒸発
せしめられた付着素材を陽イオン化せしめ、 ｄ 基板キに直流負バイアスを印加して、ｉ。 陽イオンの基板表面への置引を図シ、同時に蒸発源に直
流正バイアスを印加して、陽イオンの基板表面への衝突
を加速せしめ、 ｅ 基板表面に付着素材である金属又は金属化合物のア
モルファス薄膜を形成させる、各１楊から成る前記方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17212281A JPS5873765A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | 金属アモルフアス薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17212281A JPS5873765A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | 金属アモルフアス薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5873765A true JPS5873765A (ja) | 1983-05-04 |
Family
ID=15935957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17212281A Pending JPS5873765A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | 金属アモルフアス薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5873765A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995028508A1 (de) * | 1994-04-14 | 1995-10-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und einrichtung für die ionengestützte vakuumbeschichtung |
-
1981
- 1981-10-29 JP JP17212281A patent/JPS5873765A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995028508A1 (de) * | 1994-04-14 | 1995-10-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und einrichtung für die ionengestützte vakuumbeschichtung |
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