JPS62117203A - Formation of dielectric thin film - Google Patents

Formation of dielectric thin film

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Publication number
JPS62117203A
JPS62117203A JP25691885A JP25691885A JPS62117203A JP S62117203 A JPS62117203 A JP S62117203A JP 25691885 A JP25691885 A JP 25691885A JP 25691885 A JP25691885 A JP 25691885A JP S62117203 A JPS62117203 A JP S62117203A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
dielectric
target
substrate
sputtering
Prior art date
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Pending
Application number
JP25691885A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
純 桑田
雅博 西川
任田 隆夫
洋介 藤田
富造 松岡
阿部 惇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP25691885A priority Critical patent/JPS62117203A/en
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業との利用分野 本発明は、誘電体材料をターゲットとして用いたスパッ
タリング法による薄膜の形成方法に関する0 従来の技術 従来、誘電体薄膜を形成するには、スパッタリング法や
−1L子ビーム真空蒸着法やイオンビームスパッタリン
グ法などが用いられている。1、とくにスパッタリング
法は、形成された誘電体膜[摸の電気的性質に優れてお
りさらにRFマグネトロンスパッタリング法により誘電
体ターゲットを用いた薄1漠形成が容易に行なえること
より半導体素子1薄膜エレクトロルミネセンスデフイス
プレイ用の誘電体膜の形成に用いられている。
Detailed Description of the Invention Field of Application to Industry The present invention relates to a method for forming a thin film by a sputtering method using a dielectric material as a target. -1L particle beam vacuum evaporation method, ion beam sputtering method, etc. are used. 1. In particular, the sputtering method has excellent electrical properties of the dielectric film formed, and furthermore, it is easy to form a thin film using a dielectric target using the RF magnetron sputtering method. It is used to form dielectric films for electroluminescent displays.

発明が解決しようとする問題点 ところがスパッタリング法を用いて誘電体ターゲットか
ら誘電体薄膜を形成する場合には、以下のような問題が
あった。
Problems to be Solved by the Invention However, when a dielectric thin film is formed from a dielectric target using a sputtering method, there are the following problems.

スパッタリング法で誘電体ターゲットからスパッタ粒子
を発生して基板上に薄膜を形成する際、基板以外の真空
室の内壁やターゲットシールド板に誘電体膜が堆積し、
やがて剥m Lz、基板表面に再付着する。この時、付
着した堆積物は、基板上において異物となり、形成した
誘電体薄膜に欠陥を誘光する。このような異物は、形成
1〜た誘電体簿膜のもれ電流を大きくし、絶縁耐圧を低
下させ、さらにこの上にや導体嘆や蛍)lt体摸分子;
N苔Lテバイスとして構成したときに絶縁破壊などの不
良を発生する原因となる。
When sputtering particles are generated from a dielectric target to form a thin film on a substrate using the sputtering method, the dielectric film is deposited on the inner wall of the vacuum chamber and the target shield plate other than the substrate.
Eventually, it peels off and re-attaches to the substrate surface. At this time, the attached deposit becomes a foreign substance on the substrate and induces defects in the formed dielectric thin film. Such foreign substances increase the leakage current of the formed dielectric film, lower the dielectric strength voltage, and furthermore cause the formation of conductors, fireflies, etc.
When configured as a N moss L device, it may cause defects such as dielectric breakdown.

この異物発生を防止する手段として真空室内における薄
膜付着領域を被付着体以外すべて誘電体ターゲットと同
一物質で覆うような試みもあるが実用的でない。
As a means of preventing the generation of foreign matter, there has been an attempt to cover the thin film deposition area in the vacuum chamber with the same material as the dielectric target except for the object to be deposited, but this is not practical.

本発明は、上記のように、誘電体ターゲットを用いてス
パッタリング法により誘電体薄膜を形成する方法におい
て問題となっていた誘電体膜堆積物あるいは、誘電体膜
の基板への付着を減少させ、電気的特性が良好な誘電体
薄膜を形成する方法を提供することである。
As described above, the present invention reduces dielectric film deposition or adhesion of the dielectric film to a substrate, which has been a problem in the method of forming a dielectric thin film by sputtering using a dielectric target, An object of the present invention is to provide a method for forming a dielectric thin film with good electrical characteristics.

問題点を解決するための手段 誘電体ターゲットを用いて高周波スパッタリング法によ
シ薄膜形成する際、ターゲットと基板の間に、アノード
電極に対して負のバイアス電位を有する補助電極を設け
てスパッタ蒸着する。
Means for solving the problem When forming a thin film by high frequency sputtering using a dielectric target, an auxiliary electrode having a negative bias potential with respect to the anode electrode is provided between the target and the substrate for sputter deposition. do.

作用 誘電体ターゲットを用いてスパッタリング法により薄膜
形成する際、ターゲットと基板の間にアノード電極に対
して負のバイアス電位を加えた補助電極を置くと誘電体
ターゲット周辺に付着していた誘電体膜堆積物は、電気
的に負に帯電しているため同一電位を持つ補助電極によ
り反発され、基板には、ターゲット表面からスパッタガ
スによりただき出された所望の誘電体を構成する中性原
子及び粒子が主に付着し、異物のない均一な誘電体膜を
形成することが可能となる。
When forming a thin film by sputtering using a working dielectric target, if an auxiliary electrode with a negative bias potential applied to the anode electrode is placed between the target and the substrate, the dielectric film that has adhered around the dielectric target will be removed. Since the deposit is electrically negatively charged, it is repelled by the auxiliary electrode with the same potential, and the neutral atoms and the desired dielectric material, which are extracted from the target surface by the sputtering gas, are deposited on the substrate. It becomes possible to form a uniform dielectric film to which particles are mainly attached and free of foreign matter.

実施例 第1図は、本発明にかかる誘電体薄膜の形成方法の一実
施例におけるスパッタリング装置の概略を示したもので
ある。補助電極1には外部の直流電源2によりアースと
同電位のアノード電極に対して一300vから+300
1までの電圧が印加される。ターゲット3としてチタン
酸ストロンチウムセラミックターゲットを用い、ガラス
基板6を設置した基板ホルダー8をターゲット3から5
cmの距離の位置に配設し、補助電極1をターゲyトか
ら3.5cmの距離に配置する。基板をヒーター9によ
って加熱し400’Cに保持する。次にガス導入口6よ
りアルゴン及び酸素の混合ガスをスパッタガスとして真
空室に導入し、ガス圧を6 mTorr とし、RF電
源10により高周波電圧をセラεツクターゲット3に印
加してスパッタリングを行ないチタン酸ストロンチウム
薄膜を形成する。この時補助電極1に印加する電圧V、
をパラメータとし、基板に付着した直径が2μm以との
透電体異物の数Nを測定した結果が第2図である(縦軸
Nの目盛は任意)。ターゲット3に第3図に示すような
1.5 KVの高周波印加電圧の尖頭値が印加された場
合、補助電極に印加される電圧V、がアノード(この場
合アースと同電位)電位に対して正の場合は、VC,の
増加と共に、異物の数Nは増加するが、補助電極電圧V
r、がアノード電位に対し2て負の場合は、VC,の増
加と共にNは減少する。ここで第2図のAは、ストライ
ブ状に補助電極を形成した場合、Bは、格子状に補助電
極を形成した場合である。なお、電極構成に用いた導線
は、0.5mmのタンタル線である。ストライプ状に導
線を配列したときのピッチはsmm程度であり、格子状
の場合も同様で6mmピッチで直角に交差するように構
成した。第2図に示したように、本発明の、補助電極電
圧vGが、ターゲット電位の尖頭値よりも小さな値であ
る10係程度の負の電圧でも異物の数は、極めて少なく
なっていることが確認された。
Embodiment FIG. 1 schematically shows a sputtering apparatus in an embodiment of the dielectric thin film forming method according to the present invention. The auxiliary electrode 1 is supplied with voltage from -300V to +300V with respect to the anode electrode which is at the same potential as the ground by an external DC power supply 2.
A voltage of up to 1 is applied. A strontium titanate ceramic target is used as the target 3, and the substrate holder 8 on which the glass substrate 6 is installed is moved from targets 3 to 5.
The auxiliary electrode 1 is placed at a distance of 3.5 cm from the target. The substrate is heated by a heater 9 and maintained at 400'C. Next, a mixed gas of argon and oxygen is introduced into the vacuum chamber as a sputtering gas through the gas inlet 6, the gas pressure is set to 6 mTorr, and a high frequency voltage is applied to the ceramic target 3 using the RF power source 10 to perform sputtering. Form a strontium oxide thin film. At this time, the voltage V applied to the auxiliary electrode 1,
FIG. 2 shows the results of measuring the number N of electrically conductive foreign particles with a diameter of 2 μm or more adhering to the substrate using as a parameter (the scale of the vertical axis N is arbitrary). When the peak value of the high-frequency applied voltage of 1.5 KV as shown in Fig. 3 is applied to the target 3, the voltage V applied to the auxiliary electrode is equal to the potential of the anode (in this case, the same potential as the ground). If VC is positive, the number N of foreign particles increases as VC increases, but the auxiliary electrode voltage V
If r, is negative with respect to the anode potential, N decreases as VC, increases. Here, A in FIG. 2 is a case where the auxiliary electrodes are formed in a stripe shape, and B in FIG. 2 is a case in which the auxiliary electrodes are formed in a lattice shape. Note that the conducting wire used for the electrode configuration was a 0.5 mm tantalum wire. When the conductive wires are arranged in a stripe shape, the pitch is about smm, and the same is true for the lattice shape, so that they intersect at right angles at a pitch of 6 mm. As shown in FIG. 2, even when the auxiliary electrode voltage vG of the present invention is a negative voltage of about a factor of 10, which is a value smaller than the peak value of the target potential, the number of foreign particles is extremely small. was confirmed.

以とのような方法で形成したチタン酸ストロンチウム薄
膜は、薄膜エレクトロルミネセンス素子として、マンガ
ン賦活硫化亜鉛薄膜と組み合わせ−で使用した場合、誘
電体薄膜付着時に発生する2μm以との異物が原因とな
る絶縁破壊がなく、安定に発光した。
When the strontium titanate thin film formed by the method described above is used in combination with a manganese-activated zinc sulfide thin film as a thin-film electroluminescent device, it has been found that foreign particles of 2 μm or larger are generated when the dielectric thin film is attached. There was no dielectric breakdown and the light emitted stably.

発明の効果 以とのように、本発明によれば、スパッタリング法によ
る誘電体薄膜を形成する際に、アノード電極(了−スミ
位)に対して負にバイアスされた補助電極を使用するこ
とにより、特性の良い薄膜を容易に形成することができ
る。
As described above, according to the present invention, when forming a dielectric thin film by sputtering, by using an auxiliary electrode that is negatively biased with respect to the anode electrode (at the end and end positions), , a thin film with good properties can be easily formed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明による誘電体薄膜の形成方法に用いる
スパッタリング装置の概略1図、第2図は、本発明の詳
細な説明するための′持性図、第3図は本発明の一実施
例に用いるスパッタリング装置のターゲット電位を示す
信号波形図である。 1・・・・補助電極、2・・・・直流電源、3・・・・
ターゲット、4・・−・・マグネット、5・・・・・・
基板、6・・・・・・カス導入口、7・・・排気系、8
・・・・・・基板ホルダー、9・・ ・ヒーター、10
・・・・・・RF主電源代理人の氏名 弁理士 中 尾
 敏 男 ほか1名第1図
FIG. 1 is a schematic diagram of a sputtering apparatus used in the method of forming a dielectric thin film according to the present invention, FIG. 2 is a performance diagram for explaining the present invention in detail, and FIG. FIG. 3 is a signal waveform diagram showing a target potential of a sputtering apparatus used in an example. 1... Auxiliary electrode, 2... DC power supply, 3...
Target, 4...Magnet, 5...
Board, 6... Scrap inlet, 7... Exhaust system, 8
・・・・・・Substrate holder, 9... ・Heater, 10
・・・・・・Name of RF main power supply agent Patent attorney Toshio Nakao and one other person Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  誘電体をターゲットとする高周波スパッタリング法に
よる薄膜形成において、前記ターゲットと基板との間に
、ターゲットが設置されているカソード電極に印加され
る高周波印加電圧の尖頭値の0.1倍以上のアノード電
極に対して負の電位を有するリング状、格子状あるいは
ストライプ状の補助電極を設けてスパッタ蒸着すること
を特徴とする誘電体薄膜の形成方法。
In forming a thin film by a high frequency sputtering method using a dielectric as a target, an anode with a peak value of 0.1 times or more of the high frequency applied voltage applied to the cathode electrode on which the target is placed between the target and the substrate. A method for forming a dielectric thin film, characterized in that sputter deposition is performed by providing a ring-shaped, grid-shaped or striped auxiliary electrode having a negative potential with respect to the electrode.
JP25691885A 1985-11-15 1985-11-15 Formation of dielectric thin film Pending JPS62117203A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05508143A (en) * 1991-04-26 1993-11-18 ハイランド、サプライ、コーポレーション Carton for transporting bouquets

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05508143A (en) * 1991-04-26 1993-11-18 ハイランド、サプライ、コーポレーション Carton for transporting bouquets

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