JPS6260871A - 真空化学反応装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、気相中で金属の薄膜を成長させる装置に関
する。特に純度の高い活性な金属の薄膜を作成させる場
合に適し、中でも純金属あるいはそれらの化合物、混合
物の薄膜を作成する場合に適用して特に効果があるもの
である。

（従来技術とその問題点） 気相中で薄膜を作成する装置（以下単に気相成長装置）
は、一般に高温度下で薄膜を作成し、膜の成長が基板の
表面との反応によって行われるので、スパッタリング装
置などで作られる膜と較べると、膜の付着強度が大きい
、ステップカバレージがよい、などの秀れた特徴を持っ
ている。近年特にステップカバレージの良さが改めて見
直され、半導体などマイクロエレクトロニクスの絶縁物
や電極薄ｊ摸作成用として見直されつＮある。

しかし一般にこの装置で作成された薄膜には、純度が低
い、界面に不純物が混入する、電気抵抗が高い、膜が硬
いなどの欠点がある。これらの欠点は周期律表上でアル
ミニウムに代表されるＩ［［Ｂ族、Ｔｉに代表されるＩ
ＶＡ族、Ｎｂに代表されるＶＡ族、ＭＯに代表されるＶ
ＩＡ族などの化学的に活性な金属やその化合物の膜作成
のときよく表われる。

一般にこれらの金属薄膜はその塩化物や弗化物の蒸気を
真空室に送り込みこれを反応させ薄膜を作ることが多い
。薄膜が成長する空間にはこれら塩化物あるいは弗化物
の分解生成物が大量に存在し、これらが薄膜と反応し膜
の中に塩素系あるいは弗素系の化合物を存在させるため
に前述の欠点を発生させている。

（発明の目的） この発明の目的は、前述の欠点を除き、電気抵抗が低い
などのすぐれた特性をもつ良質の膜を作成することので
きる装置の提供にある。

この発明の別の目的は、深い穴の内部にもはシ一様な良
質の薄膜を作成することのできる装置の提供にある。

（発明の構成） この発明は、気相成長装置で熱ＣＶＤ法によりステップ
カバレージの良い薄膜を作成させながら、この薄膜を帯
電体で衝撃することで、高純度・低抵抗などの特性を有
する良質な薄膜を作成し、前記目的を達成するものであ
る。

（実　施　例） 次にこの発明を図面により詳しく説明する。

第１図の実施例において、１０は真空室で、１１は反応
室、１２は排気系２０（矢印で示す）を取付ける排気管
、１３は予備排気室１５と反応室１１を区分する弁、１
４は排気系２１を取付ける排気管、１６は扉で矢印２２
で示すように開閉し、矢印１７で示すように基板を出し
入れする。１８と１９は絶縁物である。３０は基板保持
機構で、３１が基板、３２が基板ホルダー、３３が熱Ｃ
ＶＤ法により薄膜を析出するに十分な温度にまで基板３
１を加熱することのできる加熱手段、矢印３４は基板ホ
ルダー３２を上下させ、基板表面の帯電体による衝撃の
強さを変化させる手段である。

４０はガス導入系で、４１はミキサーを兼ねたガス吹き
出し機構である。４２はガスの吹き出す有様を示してい
る。４３はバリアプルリーク、４４は流量制御系、４５
はガスボンベ、４６は別のリング状のガス吹き出し機構
を略示するもの、５０は電源で、５１は基板電源、５２
が陽極電源である。

この装置は次のように運転する。基板３１を予備排気室
１５に入れて排気した後、弁１３を開け、あらかじめ動
作状態に調整されている反応室１１の中の基板ホルダー
３２の上に前記基板３１を設置する。基板ホルダー３２
の加熱手段３３を動作させ、基板３１の温度を上げる。

ついでガス導入系４０より所定の気体を導入し基板３１
の上に熱ＣＶＤ法により薄膜を析出させる。同時に基板
電源５１を動作させ、基板３１の表面近くに所要の強度
の放電を起し、所要の強度で基板３１を帯電体により？
＃撃する。基板電源５１は交流でも直流でも高周波（Ｒ
Ｆ）でも何でもよいが、イオンで衝撃したい場合にはＲ
Ｆあるいは負の直流電源を用いるとよい。電子で衝撃し
たい場合は陽極電源５２を動作させて放電を起し、基板
ホルダー３２を正に保つとよい。これらは必要により別
々に、また両方同時に行ってもよい。薄膜作成終了後は
、ガスの導入をやめ、弁１３を開は基板３１を予備排気
室１５に移し、通常の予備排気室つきの装置と同様にし
て大気の空間に取出す。

この装置においては、薄膜の成長は熱ＣＶＤ法によって
行われるので、薄膜のステップカバレージは極めて良好
で深い穴の中にも良質の薄膜を成長させることができる
。さらに適度な帯電体による衝撃を行っているので、薄
膜中に不純物の混入が極小化され良質な薄膜を成長させ
ることが出来る。

なお、この実施例においては、予備排気室１５を設けで
あるが、これは特に良質な薄膜を作りたい場合であり、
必須条件ではない。またミキサーなどの形状ついても詳
しく述べてないが、これらに関しては従来のＣＶＤ法に
用いられてきたあらゆる方法が適用でき、目的に添うよ
うに使いわけられる。

第２図には、別の実施例の要部を示しである。

この実施例では、帯電体として電子を用いるために、熱
電子放射機構６０を用いている。６１がフィラメント電
源、６２が電子放射量制御機構、６３が熱陰極である。

第３図には多数の熱電子放射機構６３を併設した実施例
の要部の平面図を示しである。

第４図にはさらに別の実施例の要部を示しである。この
実施例においては、帯電体の放射を銃７０によって行う
。７１は銃で、帯電体を矢印７２の方向に打ち出し基板
３１を衝撃する。帯電体として電子を用いたいときは電
子銃、イオンを用いたい時にはイオン銃を用いる。銃そ
のものとしては従来知られている各種の方式を用いるこ
とが出来る。例えばカウフマン形あるいはＥＣＲ形など
がその代表的なもので、各電極の電位を適当に選べば、
夫々イオンや電子あるいは両方で衝撃を行うことが出来
る。

以上は何ら限定的な意味をもつものではなく多数の変形
が可能であることは云う迄もない。

特に基板の保持機構については、これまでに述べた実施
例を並行平板形とするならば同軸形（筒状基板ホルダー
の内側面あるいは外側面を使用）、放射状形（例えば同
一出願人の出願になる特願昭６０−１６４４７０　’″
真空化学反応装置″に述べるような形状）に基板保持機
構を配置するなど多数の方式が可能である。重要なこと
は気相成長装発明者著「薄膜作成の基礎」　（日刊工業
新聞社発行）第２版５，６項（１１９頁）などに述べら
れている方式、６章から１０章に述べである基板の配置
や基板の搬送機構などが、全て適用でき、あるいは、そ
れらと同じ形式の装置を用いて本発明を実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す正面断面略図、第２図
は別の実施例の要部を示す正面図、第３図は他の実施例
の要部を示す平面図。第４図は別の実施例の要部を示す
正面図である。 図中１０が真空室、２０が排気系、４０がガス導入系、
３１が基板、３０が基板保持機構である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空室と、その内部を所定の圧力まで排気する排気系と
   、排気後所定の反応気体を導入するガス導入系と、基板
   を保持し、前記基板の表面に熱ＣＶＤ法により薄膜を析
   出するに十分な温度にまでこれを加熱することの出来る
   手段を備えた基板保持機構と、少くとも前記基板の表面
   を帯電体で衝撃することの出来る手段とを備えたことを
   特徴とする真空化学反応装置。