JPS6130025B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属製マスクを用いる真空蒸着法特に
微細加工を行う真空蒸着方法に関するものであ
る。

従来板状の金属製マスクを用いた真空蒸着に際
し、微細パターンの蒸着を行う場合、蒸着に用い
るマスクの微細加工が困難で微細蒸着の実施は容
易でなかつた。

すなわち、金属製マスクを実際の真空蒸着に用
いる場合には、取扱い上ならびに加わる熱による
マスクのたわみを生じないことが加工精度を向上
させるための一条件になる。そしてこの条件を満
足させるためにはマスクの厚さは少なくとも100
ミクロン以上でなければならない。しかるにホト
エツチング法を用いて金属製マスクに蒸着用のパ
ターンを形成する場合、厚さの20％程度のサイド
エツチングが起り、厚さが厚くなるほど加工精度
が悪くなる。したがつてその加工精度の限界はマ
スクの厚さによつて制約を受け、通常マスクの厚
さ以下の微細な加工を精度よく行うことが困難で
あつた。このため、従来、金属製マスクを用いた
真空蒸着法では、100μ以下の微細加工を精度よ
く形成したマスクはなく、100μ以下の蒸着パタ
ーンの正確な形成はできない現状であつた。

ところで、金属製マスクの代わりに真空蒸着用
マスクとして金属製の細いワイヤを用い、狭い間
かくに架張して、その間隙を通して蒸着する方法
がある。しかしこの方法では、微細加工のための
ワイヤは極めて細い線が用いられるため、簡単に
切断をおこしやすく極めて取扱いが困難であつ
て、実用上不都合である。

本発明は従来の斯様な欠点を解消し、多層蒸着
膜を精度よく、作業上も取扱いが問題とならずに
微細加工を行なう真空蒸着方法を提供するもので
ある。

すなわち、本発明は複数の金属マスクを用い複
数の蒸着層を順次精度良く積層形成することを可
能とするもので、金属、絶縁物、半導体物質を蒸
着成することにより、トランジスタ等の能動素
子、容量、抵抗およびインダクタンスを容易に形
成する方法を提供するものである。

本発明はたとえば２枚の板状の金属製マスクを
重ねて設け、２枚のうち少なくとも１枚の金属製
マスクに蒸着パターンが描かれ、これらのマスク
を相対的に移動し、蒸着パターンの蒸着面積を変
更して、被蒸着物表面に、多層蒸着膜を真空蒸着
するものある。

本発明における金属製マスクは、従来の蒸着技
術で知られる金属板材料が用いられる。たとえば
タンタル、モリブデンあるいはステンレスなどの
耐熱性の材料などを用いることがよい。

本発明には、板状の金属製マスクが用いられる
が、渋来金属製マスクの微細加工の限度が100ミ
クロン程度であるので、本発明は100ミクロン程
度の微細加工をした板状金属製マスクを２放重ね
合わせ、該２枚の金属製マスクの少なくとも１枚
を相対的に移動させた結果得られる100ミクロン
以下の微細加工も蒸着方法で行なうことである。

以下、本発明の実施例を図面とともに説明す
る。第１図は本発明の蒸着方法の概要を示すもの
で、セレン化カドミウムよりなる半導体膜を真空
蒸着する方法である。１は耐熱性金属であるモリ
ブデン板よるなる第１の蒸着用マスクでホトエツ
チング法によりたとえば縦横100μｍ×100μｍの
微細パターンよりなる透孔２が形成されている。
ところでこのモリブデン板に巾100μ以下の微細
加工を施すと前述したようにサイドエツチングに
より精度の高い加工が困難であつた。したがつ
て、100μ程度のパターンが限界である。３は１
と同じくモリブデン板からなる第２の蒸着マスク
で第１のマスク１と同じ大きさの透孔部４が形成
されている。５は被蒸着物基物基板でたとえばパ
イレツクスガラスよりなる。これらはすべて、真
空蒸着装置（図示せず）内に設置され、基板５上
に設置されたマスク１，３の基板５と反対側に存
在している蒸着源（図示せず）からマスク１，３
の透孔部２，４を通してAlまたはAuよりなるた
とえば電極用の蒸着金属膜６を形成する（第１図
ａ）。この工程ではマスク１，２は透孔２，４が
重なるように重ね合わせ巾100μのパターンを有
する蒸着金属膜６が得られた。

しかるのち、第１の蒸着マスク１を静止させた
状態で、第２の蒸着マスク３をマイクロメータを
用いて50μだけ相対的に矢印７の方向に移動さ
せ、透孔部２の半分約50μをマスク３にて覆つて
遮へいし、蒸着源からセレン化カドミウムを金属
膜上に蒸着させた。この結果第１図ｂに示すごと
く巾50μを有するセレン化カドミウム半導体着膜
８が精度よく得られた。なお、マイクロメータに
てマスク１，３は直接移動させてもよいし、間接
的に他の移動手段を介してもよい。

つぎに第１図の方法を用いた本発明の第２の実
施例を第２図とともに説明する。本実施例は薄膜
の電界効果トランジスタを蒸着形成するものであ
る。まず第２図ａに示すごとく巾100μのパター
ンを有する第１図と同様のマスク１，３を蒸着マ
スクとしてパイレツクスガラス基板５上に巾100
μのAlまたはAu等の金属よりなるドレイン電極
６ｂを形成する。そしてマスク１，３を50μ左の
方向に破線の位置までマイクロメータを用いて移
動して同様に巾100μのソース電極６ａを形成す
る。

つぎにマスク１と２をともに移動し、かつ１と
２の位置を相対的にずらせてマスク１と２により
形成される透孔部１０の巾を70μとし、かつこの
透孔部１０の中心とソース、ドレイン電極間の中
心とほぼ一致させる。こうして、透孔部１０を通
してCdSe，CdSあるいはPbS等の半導体薄膜を
蒸着し、ソース、ドレイン電極６ａ，６ｂ間なら
びソース、ドレイン電極６ａ，６ｂの一部にまた
がつて半導体蒸着膜１１を形成する（第２図
ｂ）。

次にマスク１と３を再び移動させ、マスク１，
３を巾90μの透孔部１２が形成されるような位置
関係とする。そしてこの透孔部１２よりAl₂O₃，
SiO，SiO₂等の酸化物膜１３を蒸着形成する（第
２図ｃ）。この酸化膜１３は半導体蒸着膜１１上
を覆うもので、ゲート絶縁膜としても用いられ
る。

しかるのち、最後にマスク１，２を相対的に移
動させ、同様に巾60μの透孔部１４を形成し、こ
の透孔部１４からソース、ドレイン電極６ａ，６
ｃ間上の酸化物膜１３上にAl，Au又はIn等の金
よりなるゲート電極１５を形成する。この工程に
より第２図ｄに示す絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタが高精度に作成することができた。

このようにして作成された薄膜トランジスタは
液晶、EL、発光ダイオード等よりなるデイスプ
レイ装置の駆動用として用いることができる。

つぎに、本発明の第３の実施例として第２図の
方法により作成されるトランジスタを用いたマト
リツクス型のフラツトデイスプレイを説明する。
第３図は、前述したマスク１，３と同様にモリブ
デン板上にホトエツチ工程により、縦×横にｍ×
ｎ個の透孔部２０を設けた第１のマスク１′と第
２のマスク３′をずらせて配置した状態を示す。

この金属製マスク１′，３′を用いて実施例２で
説明した操作を順次行なうことにより、被蒸着物
基板表面上に縦×横にｍ個×ｎ個の電界効果型ト
ランジスタを同時に形成した。このようにしてｍ
個×ｎ個のトランジスタの形成された被蒸着物基
板表面とたとえば透明基板間に液晶物質を充填
し、上記トランジスタをスイツチング素子として
使用したマトリツクス型のフラツトデイスプレイ
を実現することができる。

以上説明した如く本発明は、従来金属マスク蒸
着法では一般に100μ以下の微細加工が困難であ
つたにもかかわらず、数μ〜数十μの微細加工を
可能にするもので、微細蒸着膜形成に大きく寄与
するものである。更に本発明は、真空蒸着法によ
り安価にかつ大量にトランジスタ等の能動素子を
被蒸着物表面に形成する手段を提供するものであ
り工業上大きな利点となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本発明の第１の実施例にかかる
真空蒸着法の概要工程図、第２図ａ〜ｄは本発明
の第２の実施例にかかる薄膜電界効果トランジス
タの製造工程図、第３図はフラツト型デイスプレ
イの製造に用いる本発明にかかる金属マスクの配
置状態図である。 １，１′……第１の金属製蒸着マスク、３，
３′……第２の金属製蒸着マスク、２，４，１
０，１２，１４……透孔部、６……蒸着金属膜、
６ａ，６ｂ……ソース、ドレイン電極、８，１１
……半導体蒸着膜、１３……酸化物膜、１５……
ゲート電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸着パターンの形成された金属製の第１のマ
   スクと金属製の第２のマスクとを重ねて被蒸着物
   表面上に設置し、上記第１と第２のマスクにて形
   成された第１のマスクパターンを通して第１の蒸
   着膜を形成し、上記第１と第２のマスクを相対的
   に移動させ、上記第１のパターンの面積を変更し
   て第２のマスクパターンを形成し、この第２のマ
   スクパターンを通して上記第１の蒸着膜に重なる
   第２の蒸着膜を形成することを特徴とする蒸着方
   法。 ２ 相対的に移動させる手段として、第１あるい
   は第２のマスクに直接的もしくは間接的に接続さ
   れたマイクロメータを用いたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の蒸着方法。