JPS6047415A - 化合物薄膜の形成方法及び装置 - Google Patents
化合物薄膜の形成方法及び装置Info
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- JPS6047415A JPS6047415A JP15475383A JP15475383A JPS6047415A JP S6047415 A JPS6047415 A JP S6047415A JP 15475383 A JP15475383 A JP 15475383A JP 15475383 A JP15475383 A JP 15475383A JP S6047415 A JPS6047415 A JP S6047415A
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- substrate
- thin film
- forming
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
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- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02538—Group 13/15 materials
- H01L21/02543—Phosphides
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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】
この発明は化合物薄膜、特に微細なノくターンを有する
化合物薄膜の形成方法縁びそのための装置に関する。
化合物薄膜の形成方法縁びそのための装置に関する。
従来、大規模集積回路の基本である微細ノ（ターンをも
つ薄膜の形成は一般に次のような工程によっている。
つ薄膜の形成は一般に次のような工程によっている。
化合物薄膜、集積回路においてはＳｉＯ２，５ｉ６Ｎ４
゜ＭｏＳｉ２等の薄膜Ｖ形成は、気相成長法によって行
なわれる。気相成長法は、気体の化学反応を高温に維持
された基板安向上で行なわせ、反応生成物を薄膜として
成長させるものである。このようにして基板表面に一様
に形成された薄膜をドライエツチング法によって蝕刻し
パターンを形成する。
゜ＭｏＳｉ２等の薄膜Ｖ形成は、気相成長法によって行
なわれる。気相成長法は、気体の化学反応を高温に維持
された基板安向上で行なわせ、反応生成物を薄膜として
成長させるものである。このようにして基板表面に一様
に形成された薄膜をドライエツチング法によって蝕刻し
パターンを形成する。
この従来方龜は、ｗｔ膜の形成、レジストノ（ターンの
形成、薄膜のドライエツチングと数工程を経、これに伴
い気相成長装置、マスク合せ装置、ドライエツチング装
置を必要とし、建築費維持費の＾価なりリーンルームの
かなシの面積を占めている。これらの製造工程Ｑｖｌ雑
さ、設備投資の大＾さに加え、要求されるパターン■微
細化に伴う技術上の問題点も現れ始めている。
形成、薄膜のドライエツチングと数工程を経、これに伴
い気相成長装置、マスク合せ装置、ドライエツチング装
置を必要とし、建築費維持費の＾価なりリーンルームの
かなシの面積を占めている。これらの製造工程Ｑｖｌ雑
さ、設備投資の大＾さに加え、要求されるパターン■微
細化に伴う技術上の問題点も現れ始めている。
すなわち、気相成長膜の膜厚の均一性、レジストパター
ンｊし成におけるマスク会せｎ度と分解精度の限界、ド
ライエンチングにおけるサイドエツチングによるパター
ン変換差と下層′Ｊ／ｌＪ寅とのエンチングの選択性、
レジストの膨潤、収縮などレジスト自身のもつ限界等を
あけることができる。
ンｊし成におけるマスク会せｎ度と分解精度の限界、ド
ライエンチングにおけるサイドエツチングによるパター
ン変換差と下層′Ｊ／ｌＪ寅とのエンチングの選択性、
レジストの膨潤、収縮などレジスト自身のもつ限界等を
あけることができる。
この発明は集束されたイオンビームのエネルギーとイオ
ンによって生ずる反応を利用することによ）、上り己の
欠点を會まぬ微細パターンを有する薄膜の形成を可能と
するだけでなく、新材料のき収、新しい構造を持つ薄膜
■形成吟、種々の可能性を有する化合！１１２１薄膜の
形成方法及びそのための装置を得ようとするものである
。
ンによって生ずる反応を利用することによ）、上り己の
欠点を會まぬ微細パターンを有する薄膜の形成を可能と
するだけでなく、新材料のき収、新しい構造を持つ薄膜
■形成吟、種々の可能性を有する化合！１１２１薄膜の
形成方法及びそのための装置を得ようとするものである
。
以下、図面を１照してこの発明の詳細な説明する。図は
、この発明の装置の１実織ドｕｖ）概念図であシ、金＠
吟のイオンのビームを放出するイオン源１、該イオンビ
ームを集束、偏向する電磁レンズ２及び偏向コイル３、
基板を収納しその六回に薄膜を形成させる反応室４から
なる。
、この発明の装置の１実織ドｕｖ）概念図であシ、金＠
吟のイオンのビームを放出するイオン源１、該イオンビ
ームを集束、偏向する電磁レンズ２及び偏向コイル３、
基板を収納しその六回に薄膜を形成させる反応室４から
なる。
反応室中には薄膜を形成させる基板５を載置する設置台
６が設けられ、サーボモータ７によって基板５上をイオ
ンビームで走奔するために精確に駆動される。また、反
応室４には、基板５表面近傍を所定のガスにより１０〜
ｌ Ｏ” ｔｏｒｒの圧力に維持するため、イオンビー
ムが通過する１０〜２０μｍ（４の穴８が設けられてい
る。
６が設けられ、サーボモータ７によって基板５上をイオ
ンビームで走奔するために精確に駆動される。また、反
応室４には、基板５表面近傍を所定のガスにより１０〜
ｌ Ｏ” ｔｏｒｒの圧力に維持するため、イオンビー
ムが通過する１０〜２０μｍ（４の穴８が設けられてい
る。
必要に［じじ、反応室４円の圧力とイオンビーム源及び
その加速、収束を行なうビーム通路の圧力との差を維持
するため、２鼠或い性３重の隔壁９が設けられる。図に
は２重の隔壁による同を示し、それぞれの部分の圧力を
Ｐｌ、Ｐ２、Ｐ５とすれば、勿論Ｐ１〉Ｐ２〉Ｐ５ で
ある。そして、それぞれの家へは所定の圧力でガスを導
入するための擲入口１０．１０’が設けられる。
その加速、収束を行なうビーム通路の圧力との差を維持
するため、２鼠或い性３重の隔壁９が設けられる。図に
は２重の隔壁による同を示し、それぞれの部分の圧力を
Ｐｌ、Ｐ２、Ｐ５とすれば、勿論Ｐ１〉Ｐ２〉Ｐ５ で
ある。そして、それぞれの家へは所定の圧力でガスを導
入するための擲入口１０．１０’が設けられる。
この装置は次のように作動する。すなわち、化合物ＡＢ
の薄膜を形成する場合、Ａは常温において固体の金属元
素であるとすると、イオン源によって融解し、針先から
イオンを放出させる。発生したＡ＋、ｔオンビームを加
速し、￥ｌＬ磁レンズで基板表面に集束する。基板表面
に吸着され、或いは表面近傍に存在するＢＱ化合物ガス
ＢＣが、Ａ＋イオンのエネルギーによってＢラジカルま
たはＢ−イオンに分解し、Ａ＋４オンと反応してＡＢが
基板上につくられる。
の薄膜を形成する場合、Ａは常温において固体の金属元
素であるとすると、イオン源によって融解し、針先から
イオンを放出させる。発生したＡ＋、ｔオンビームを加
速し、￥ｌＬ磁レンズで基板表面に集束する。基板表面
に吸着され、或いは表面近傍に存在するＢＱ化合物ガス
ＢＣが、Ａ＋イオンのエネルギーによってＢラジカルま
たはＢ−イオンに分解し、Ａ＋４オンと反応してＡＢが
基板上につくられる。
この反応は、Ａ＋イオンで照射される領域においての合
併じるので、イオンビームを絞シ、基板５を走斉しつつ
、同時にブランキング操作を行なえば、基板上に化合＊
ＡＢの薄膜パターンを形成することが出来る。図中１１
はブランキングコイルである。
併じるので、イオンビームを絞シ、基板５を走斉しつつ
、同時にブランキング操作を行なえば、基板上に化合＊
ＡＢの薄膜パターンを形成することが出来る。図中１１
はブランキングコイルである。
以下、実施例を示す◇
（実施ｆｐＩ０１ ）
ｌ吉イオンをビーム電かｆ；２００ｎＡ 、加速電圧１
０ＫＶで基板上に１０μｍ ｗに製束照射する。
０ＫＶで基板上に１０μｍ ｗに製束照射する。
一方基板近傍に酸素ガスｆ Ｑ、 １ ｔｏｒｒ で導
入した。基板を短資することによシ、１０μｍ幅の”１
２０３のＭＡが基板上に形成された。成長速度σ０・２
３μｒｌ／ＳｅＣであり、得られた膜の透明度は０９で
あった。
入した。基板を短資することによシ、１０μｍ幅の”１
２０３のＭＡが基板上に形成された。成長速度σ０・２
３μｒｌ／ＳｅＣであり、得られた膜の透明度は０９で
あった。
（実施例２）
サファイア基板上に２０ＯＡ厚のＡ８膜を真空蒸着した
。この基板上を、ビーム電流３００ｎＡ加速電圧２０Ｋ
Ｖ、スポット［１０μｍＶ）Ｇａ＋０．２ｍｍ イオンビームで走をした。走を速ｆ ／ｓ ｅ ｃにお
いて、ビーム軌跡に沿って１０μｍ幅のＧａＡ、化合物
Ｑ線パターンが得られた。膜は多結晶膜であった。
。この基板上を、ビーム電流３００ｎＡ加速電圧２０Ｋ
Ｖ、スポット［１０μｍＶ）Ｇａ＋０．２ｍｍ イオンビームで走をした。走を速ｆ ／ｓ ｅ ｃにお
いて、ビーム軌跡に沿って１０μｍ幅のＧａＡ、化合物
Ｑ線パターンが得られた。膜は多結晶膜であった。
（実施例３）
Ｇ、Ａ８６板上にＧａ＋イオンをビーム電流２５０ｎＡ
、加速亀圧ｓＫＶで１０μｍ匝に集束させた。一方、基
板表面近傍にＡ、Ｈ，ガスをＱ、 ｇ ｔｏｒｒで導入
した口基板を４００℃に加熱し、基板を走査することに
よって１０μｍｍＶ）＊結晶ＧＪ８パターンｔ−得た。
、加速亀圧ｓＫＶで１０μｍ匝に集束させた。一方、基
板表面近傍にＡ、Ｈ，ガスをＱ、 ｇ ｔｏｒｒで導入
した口基板を４００℃に加熱し、基板を走査することに
よって１０μｍｍＶ）＊結晶ＧＪ８パターンｔ−得た。
膜は［１００］エピタキシヤル成長膜であり、成長速糺
は０．３２μ”／ｓｅｅであった。
は０．３２μ”／ｓｅｅであった。
（夾施丙４）
Ｉｎｐ ＊結晶基板上に１ｎ＋イオンを、ビーム電流２
００ ｎＡ、加速電圧５ＫＶで８μｍ匝に集束照射させ
た。基板翫（６）近傍にＡ８）１５カスＱ、 ３ ｔｏ
ｒｒＰｆ１５ガスＱ、 ５ ｔｏｒｒ Ｔ導入した。基
板ｔｌ−３００℃に加熱し、走査することによって１０
μｍ幅の単結晶”ｎＡ８Ｘ”１−Ｘ膜を得た。成長速度
は０．２５ ”／ ａ ｅ ｃであった。また Ａｓ／
ｐ の原子比はほぼＡ８）Ｉ、ガスとＰＨ，カスの圧力
比に等しく、すなわち、 Ｘ／Ｉ Ｘζ３７５であった。
００ ｎＡ、加速電圧５ＫＶで８μｍ匝に集束照射させ
た。基板翫（６）近傍にＡ８）１５カスＱ、 ３ ｔｏ
ｒｒＰｆ１５ガスＱ、 ５ ｔｏｒｒ Ｔ導入した。基
板ｔｌ−３００℃に加熱し、走査することによって１０
μｍ幅の単結晶”ｎＡ８Ｘ”１−Ｘ膜を得た。成長速度
は０．２５ ”／ ａ ｅ ｃであった。また Ａｓ／
ｐ の原子比はほぼＡ８）Ｉ、ガスとＰＨ，カスの圧力
比に等しく、すなわち、 Ｘ／Ｉ Ｘζ３７５であった。
これらの実験結果から、次のような結論が得られた。
■ 膜の成長速度はイオン電流密度によって決定さｉＬ
る。
る。
■ 生成される膜の原子比は導入されるガス圧によって
自由に制御できる。
自由に制御できる。
■ 叫結晶のエピタキシャル成長温紋は３００℃以上下
げることができる。これはイオンによる結晶促進効果と
、イオンゆη撃による基板１ｒｆＪの局部加熱によるも
のと考えられる。
げることができる。これはイオンによる結晶促進効果と
、イオンゆη撃による基板１ｒｆＪの局部加熱によるも
のと考えられる。
以上のように、この発明の化合物薄膜の形成方法は、中
結晶、多結晶及び非晶質膜の合成に利用でき、イオンの
エネルギーを利用して良質の絶縁膜、半導体膜の成長が
可能でめシ、その成長速度、化合物成分比告υ制両が容
易である０＋ならず、イオンビームの足止によって、所
望のパターンに、つｉ望Ｖ）４娶に自由に薄膜をｌし収
できるという顕著な効果を倚するものである。
結晶、多結晶及び非晶質膜の合成に利用でき、イオンの
エネルギーを利用して良質の絶縁膜、半導体膜の成長が
可能でめシ、その成長速度、化合物成分比告υ制両が容
易である０＋ならず、イオンビームの足止によって、所
望のパターンに、つｉ望Ｖ）４娶に自由に薄膜をｌし収
できるという顕著な効果を倚するものである。
図１この発明υ薄膜ル改装置の概念図であるＣ１：イオ
ン源 ２：１４Ｌ磁レンズ ３：偏向コイル ４：反し
ム室 ５：基＆ ６：基板設置台７：ｖ−ボモータ ８
：ビーム怒 ９：隔壁１０：カス尋人口 １１ニブラン
キングコイル船＃１−１ｉＪ細人 杭技術臼発事東団出
願人代理人 弁理士 佐 膝 文 男７１２
ン源 ２：１４Ｌ磁レンズ ３：偏向コイル ４：反し
ム室 ５：基＆ ６：基板設置台７：ｖ−ボモータ ８
：ビーム怒 ９：隔壁１０：カス尋人口 １１ニブラン
キングコイル船＃１−１ｉＪ細人 杭技術臼発事東団出
願人代理人 弁理士 佐 膝 文 男７１２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）化合物を構成する元素の少なくとも１種の原子をイ
オン化し、該イオンのビームを基板異面に集果走査し、
基板表面近傍の池の化合物構成元素と反応させることに
よシ、基板表面に化合物薄膜を形成させることを特徴と
する薄膜形成方法 ２）基板表面近傍の化合物！成元素は、基板表面近傍の
雰囲気ガスとして導入されることを特徴とする特許請求
のφａ囲第１項の化合物薄膜の形成方法 ３）基板表面近傍の化合物構成元素は、基板表面に薄膜
層として配設されることを特徴とする特許請求の範囲第
１ＪＡｇ）化合物薄膜の形成方法 ４）上記基板又は／及びイオンビームを短資することに
よシ、基板上に化合物薄膜のパターンを形成することを
特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
かの化合物薄膜のパターン形成方法 ５） 化合物を構成する元素の少なくとも１種の原子を
イオン化するイオン源、該イオンをビームとして取出し
加速する装置、該イオンビームを集束する電磁レンズ系
、イオンビームのブランキング装置及び偏向装置、及び
基板表面近傍に曲り化合物構成元素を保持すると共に基
板の変位陵構を備えた反応室とから成ることを特徴とす
る化合物薄膜＃成装置６）上記化合物構成元素○医持除
構祉、反応室中に一定圧力で原料ガスを保持する除構で
あることを特徴とする特許請求の範囲第５項の化合物薄
膜形成装置 ７）上記イオンビーム偏向装置及び基板の変位礪構によ
シ基板上にパターン状に薄膜を形成することを特徴とす
る化合物薄膜パターン形説装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15475383A JPS6047415A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 化合物薄膜の形成方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15475383A JPS6047415A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 化合物薄膜の形成方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6047415A true JPS6047415A (ja) | 1985-03-14 |
Family
ID=15591150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15475383A Pending JPS6047415A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 化合物薄膜の形成方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6047415A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60169141A (ja) * | 1984-02-13 | 1985-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜パタ−ンの形成方法 |
| US8551569B2 (en) | 2001-09-26 | 2013-10-08 | Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co. Kg | Method for producing a metal base material provided with a sliding layer, and the use thereof |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5376752A (en) * | 1976-12-20 | 1978-07-07 | Hitachi Ltd | Production of semionductor device |
| JPS5499561A (en) * | 1978-01-23 | 1979-08-06 | Nec Corp | Manufacture of binary chemical semiconductor thin film |
-
1983
- 1983-08-26 JP JP15475383A patent/JPS6047415A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5376752A (en) * | 1976-12-20 | 1978-07-07 | Hitachi Ltd | Production of semionductor device |
| JPS5499561A (en) * | 1978-01-23 | 1979-08-06 | Nec Corp | Manufacture of binary chemical semiconductor thin film |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60169141A (ja) * | 1984-02-13 | 1985-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜パタ−ンの形成方法 |
| US8551569B2 (en) | 2001-09-26 | 2013-10-08 | Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co. Kg | Method for producing a metal base material provided with a sliding layer, and the use thereof |
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