JPS6315346B2 - - Google Patents
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- JPS6315346B2 JPS6315346B2 JP59235522A JP23552284A JPS6315346B2 JP S6315346 B2 JPS6315346 B2 JP S6315346B2 JP 59235522 A JP59235522 A JP 59235522A JP 23552284 A JP23552284 A JP 23552284A JP S6315346 B2 JPS6315346 B2 JP S6315346B2
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- Metallurgy (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、化合物薄膜を制御性良く安定に得る
ための製造方法に関する。
ための製造方法に関する。
従来の技術
化合物薄膜は従来反応性ガスを導入した熱蒸着
や反応性スパツタ法等により形成されている（例
えば、〓薄膜の基本技術〓金原粲、東京大学出版
会（1976））。
や反応性スパツタ法等により形成されている（例
えば、〓薄膜の基本技術〓金原粲、東京大学出版
会（1976））。
また、イオンビームスパツタ蒸着法において、
２つのイオンソースを用い、１つはターゲツトの
スパツタに、もう１つは基板表面への反応性ガス
イオンの照射に用いる方法も考えられる。
２つのイオンソースを用い、１つはターゲツトの
スパツタに、もう１つは基板表面への反応性ガス
イオンの照射に用いる方法も考えられる。
発明が解決しようとする問題点
熱蒸着や反応性スパツタ法等においては、上記
反応が不十分であつたり、膜中にひずみや応力を
有し膜がはく離したり、膜の密度が小さく緻密性
に欠ける等、安定性、制御性に問題があつた。ま
た、上述のイオンビームスパツタ蒸着法において
は２つのイオンソースを必要とし装置が複雑とな
り、工業的には不十分である。
反応が不十分であつたり、膜中にひずみや応力を
有し膜がはく離したり、膜の密度が小さく緻密性
に欠ける等、安定性、制御性に問題があつた。ま
た、上述のイオンビームスパツタ蒸着法において
は２つのイオンソースを必要とし装置が複雑とな
り、工業的には不十分である。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するため、本発明では、イオ
ンビームスパツタ装置において、反応性ガスを含
むイオンビームを１つ用い、上記イオンビームが
照射される場所に表面がイオンビームとほぼ平行
になるように基板を設置し、このイオンビームに
てターゲツトのスパツタを行うと同時に上記基板
へ上記イオンビームを照射し、イオンビームの反
応性ガスとスパツタされたターゲツト物質を反応
させ、単純な装置で、ターゲツト物質と反応性ガ
スからなる化合物薄膜を制御性、安定性良く製造
する方法を提供する。
ンビームスパツタ装置において、反応性ガスを含
むイオンビームを１つ用い、上記イオンビームが
照射される場所に表面がイオンビームとほぼ平行
になるように基板を設置し、このイオンビームに
てターゲツトのスパツタを行うと同時に上記基板
へ上記イオンビームを照射し、イオンビームの反
応性ガスとスパツタされたターゲツト物質を反応
させ、単純な装置で、ターゲツト物質と反応性ガ
スからなる化合物薄膜を制御性、安定性良く製造
する方法を提供する。
作 用
イオン化されてエネルギーを与えられてイオン
ビームとなつた反応性ガスは、気体状態にある場
合に比べて反応性が非常に高い。この反応性の高
いビームがターゲツト及び基板表面に照射される
と、基板上へは、ターゲツト物質と反応性ガスと
の反応が十分に進んだ膜が形成される。また、膜
中のひずみや応力も、このイオン化されてエネル
ギーを与えられた反応性ガスイオンビームの照射
によつて緩和されて、安定な膜が形成できる。さ
らにイオンビームの照射は、ビームとほぼ平行な
基板表面に行われるため、基板表面の損傷等も少
なく、基板上の膜の密度も増大させ、緻密性、安
定性を向上させる。本発明においては１つの反応
性ガスを含むイオンビームを用いて、ターゲツト
のスパツタと基板への反応性ガスイオンの照射を
同時に行うため、スパツタ用と基板への照射用の
２つのイオンビームを使用する場合に比べて装置
が簡単となり、製造コスト上も有利となる。
ビームとなつた反応性ガスは、気体状態にある場
合に比べて反応性が非常に高い。この反応性の高
いビームがターゲツト及び基板表面に照射される
と、基板上へは、ターゲツト物質と反応性ガスと
の反応が十分に進んだ膜が形成される。また、膜
中のひずみや応力も、このイオン化されてエネル
ギーを与えられた反応性ガスイオンビームの照射
によつて緩和されて、安定な膜が形成できる。さ
らにイオンビームの照射は、ビームとほぼ平行な
基板表面に行われるため、基板表面の損傷等も少
なく、基板上の膜の密度も増大させ、緻密性、安
定性を向上させる。本発明においては１つの反応
性ガスを含むイオンビームを用いて、ターゲツト
のスパツタと基板への反応性ガスイオンの照射を
同時に行うため、スパツタ用と基板への照射用の
２つのイオンビームを使用する場合に比べて装置
が簡単となり、製造コスト上も有利となる。
実施例
第１図に本発明の化合物薄膜の製造方法に用い
たイオンビームスパツタ装置の一実施例を示す。
イオンソース１から反応性ガスを含むイオンビー
ム２が照射され、その一部２ａがターゲツト３に
当たる。基板４は図のように基板表面５がイオン
ビームに対してほぼ平行となるように置く。イオ
ンビーム２はある程度の拡がりを持つため基板表
面５にその一部２ｂが当たることとなり、イオン
ビーム２ａにてスパツタされたターゲツト物質３
ａとイオンビーム２ｂの反応性ガスが基板表面５
で反応し、反応性ガスとターゲツト物質の化合物
が基板表面５に得られる。反応性ガスの量及びエ
ネルギーは任意に設定できるため制御性に富み、
ターゲツト３の近くに基板４を置いているため蒸
着レートが高くなり、高速蒸着が可能である。
たイオンビームスパツタ装置の一実施例を示す。
イオンソース１から反応性ガスを含むイオンビー
ム２が照射され、その一部２ａがターゲツト３に
当たる。基板４は図のように基板表面５がイオン
ビームに対してほぼ平行となるように置く。イオ
ンビーム２はある程度の拡がりを持つため基板表
面５にその一部２ｂが当たることとなり、イオン
ビーム２ａにてスパツタされたターゲツト物質３
ａとイオンビーム２ｂの反応性ガスが基板表面５
で反応し、反応性ガスとターゲツト物質の化合物
が基板表面５に得られる。反応性ガスの量及びエ
ネルギーは任意に設定できるため制御性に富み、
ターゲツト３の近くに基板４を置いているため蒸
着レートが高くなり、高速蒸着が可能である。
実施例 １
反応性ガスとして窒素を用い、イオンビーム２
としてはアルゴンと窒素の混合気体を用いる。
Nbのターゲツト３をスパツタして溶融石英基板
４上に蒸着すると、安定なNbN膜が得られた。
たとえば窒素とアルゴンの混合比はN2／Ar＞１
とし、イオンビームのエネルギーは1200eV、電
流は60mAとした。イオンソースはカウフマン型
でホツトフイラメントタイプのものを用いた。こ
の場合、イオンビーム２が照射されない位置（例
えば第１図の６）に基板を置く従来の膜形成によ
ると膜は第３図に示すように荒れ７が認められ
た。本発明の製造方法により膜が安定化されたと
考えられ、第３図のような荒れは見られなく、第
２図のように平滑な表面８となる。
としてはアルゴンと窒素の混合気体を用いる。
Nbのターゲツト３をスパツタして溶融石英基板
４上に蒸着すると、安定なNbN膜が得られた。
たとえば窒素とアルゴンの混合比はN2／Ar＞１
とし、イオンビームのエネルギーは1200eV、電
流は60mAとした。イオンソースはカウフマン型
でホツトフイラメントタイプのものを用いた。こ
の場合、イオンビーム２が照射されない位置（例
えば第１図の６）に基板を置く従来の膜形成によ
ると膜は第３図に示すように荒れ７が認められ
た。本発明の製造方法により膜が安定化されたと
考えられ、第３図のような荒れは見られなく、第
２図のように平滑な表面８となる。
実施例 ２
反応性ガスとして水素を用い、イオンビーム２
としてはアルゴンと水素の混合気体を用いる。炭
素のターゲツト３をスパツタしてａ―Ｃ：Ｈ（水
素化アモルフアス炭素膜）を作製すると、ダイヤ
モンドライクな硬質な高絶縁の（ｉ―Ｃと呼ばれ
ている）膜が得られた。この場合、水素とアルゴ
ンの混合比はH2／Ar＝３程度とすると特に大き
な効果を示した。イオンビームのエネルギーは
1200eV、電流は60mAとし、イオンソースはカ
ウフマン型でホツトフイラメントタイプのものを
用いた。
としてはアルゴンと水素の混合気体を用いる。炭
素のターゲツト３をスパツタしてａ―Ｃ：Ｈ（水
素化アモルフアス炭素膜）を作製すると、ダイヤ
モンドライクな硬質な高絶縁の（ｉ―Ｃと呼ばれ
ている）膜が得られた。この場合、水素とアルゴ
ンの混合比はH2／Ar＝３程度とすると特に大き
な効果を示した。イオンビームのエネルギーは
1200eV、電流は60mAとし、イオンソースはカ
ウフマン型でホツトフイラメントタイプのものを
用いた。
イオンビーム２としてアルゴンのみの気体を用
い、水素をイオンビーム２以外からガスとして導
入した場合には、水素の反応性が弱くなり、この
ような高絶縁の膜は得られなかつた。
い、水素をイオンビーム２以外からガスとして導
入した場合には、水素の反応性が弱くなり、この
ような高絶縁の膜は得られなかつた。
ここでは窒素と水素についてNbと炭素との化
合物についてそれぞれ述べたが、他の物質との化
合物でも同様の効果を示し、酸素との化合物でも
同様である。また、これ以外の反応性ガスについ
ても有効である。
合物についてそれぞれ述べたが、他の物質との化
合物でも同様の効果を示し、酸素との化合物でも
同様である。また、これ以外の反応性ガスについ
ても有効である。
発明の効果
本発明の化合物薄膜の製造方法は、イオンビー
ムスパツタ装置において、反応性ガスを含む１つ
のイオンビームを用い、基板をイオンビームが照
射される場所に表面がイオンビームとほぼ平行に
なるようにてターゲツトのスパツタを行うことに
より、基板表面の不要な損傷等を生じることな
く、反応性ガスとターゲツト物質との反応を十分
に起こさせ複数のイオンソースを用いずに簡単な
装置で高性能の化合物薄膜の形成を行なうことが
できる。この製造方法により安定性の良い化合物
薄膜が制御性良く形成可能となるものであり、本
発明の工業的価値は高い。
ムスパツタ装置において、反応性ガスを含む１つ
のイオンビームを用い、基板をイオンビームが照
射される場所に表面がイオンビームとほぼ平行に
なるようにてターゲツトのスパツタを行うことに
より、基板表面の不要な損傷等を生じることな
く、反応性ガスとターゲツト物質との反応を十分
に起こさせ複数のイオンソースを用いずに簡単な
装置で高性能の化合物薄膜の形成を行なうことが
できる。この製造方法により安定性の良い化合物
薄膜が制御性良く形成可能となるものであり、本
発明の工業的価値は高い。
第１図は本発明の製造方法に用いたイオンビー
ムスパツタ装置の概略図、第２図は本発明の製造
方法によるNbN薄膜の表面顕微鏡写真にもとづ
く表面状態を示す図、第３図は従来の製造方法に
よるNbN薄膜の荒れた表面を示す電子顕微鏡写
真にもとづく表面状態を示す図である。 １…イオンソース、２…イオンビーム、３…タ
ーゲツト、４…基板、５…基板表面。
ムスパツタ装置の概略図、第２図は本発明の製造
方法によるNbN薄膜の表面顕微鏡写真にもとづ
く表面状態を示す図、第３図は従来の製造方法に
よるNbN薄膜の荒れた表面を示す電子顕微鏡写
真にもとづく表面状態を示す図である。 １…イオンソース、２…イオンビーム、３…タ
ーゲツト、４…基板、５…基板表面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ イオンビームスパツタ装置内にターゲツトと
基板を設置し、反応性ガスを含む１つのイオンビ
ームを用い、上記イオンビームが照射される場所
に表面が上記イオンビームとほぼ平行になるよう
に上記基板を設置し、上記イオンビームにて上記
ターゲツトのスパツタを行うと同時に上記基板へ
上記イオンビームを照射し、上記ビームの反応性
ガスとスパツタされた上記ターゲツト物質を反応
させ、上記基板上に上記ターゲツト物質と上記反
応性ガスからなる化合物薄膜を形成することを特
徴とする化合物薄膜の製造方法。 ２ 反応性ガスとして酸素、水素又は窒素を用い
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
化合物薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23552284A JPS61124561A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | 化合物薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23552284A JPS61124561A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | 化合物薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61124561A JPS61124561A (ja) | 1986-06-12 |
| JPS6315346B2 true JPS6315346B2 (ja) | 1988-04-04 |
Family
ID=16987219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23552284A Granted JPS61124561A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | 化合物薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61124561A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0266745U (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-21 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61190065A (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 耐摩耗部品およびその製造方法 |
| US20080257715A1 (en) * | 2004-10-13 | 2008-10-23 | Peter Hoghoj | Method of Deposition with Reduction of Contaminants in An Ion Assist Beam and Associated Apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57174459A (en) * | 1981-04-21 | 1982-10-27 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | Formation of thin film |
-
1984
- 1984-11-08 JP JP23552284A patent/JPS61124561A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57174459A (en) * | 1981-04-21 | 1982-10-27 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | Formation of thin film |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0266745U (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-21 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61124561A (ja) | 1986-06-12 |
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