JPS6320302B2 - - Google Patents
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- JPS6320302B2 JPS6320302B2 JP10913783A JP10913783A JPS6320302B2 JP S6320302 B2 JPS6320302 B2 JP S6320302B2 JP 10913783 A JP10913783 A JP 10913783A JP 10913783 A JP10913783 A JP 10913783A JP S6320302 B2 JPS6320302 B2 JP S6320302B2
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- C23C14/548—Controlling the composition
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
この発明は、ZnOとSiO2の任意の混合比の膜
を得ることができるようにした薄膜の製造方法に
関する。
を得ることができるようにした薄膜の製造方法に
関する。
(従来技術)
従来、スパツタ装置によりZnOとSiO2の混合
膜を作成する場合第1図に示すように、アルゴン
プラズマ(以下Ar+プラズマ)11が任意の混合
比のZnOとSiO2からなるターゲツト12に衝突
し、その際、生じるスパツタ効果により、ターゲ
ツト物質であるZnO,SiO2がターゲツト12よ
り放出され、基板13上に付着して、ZnOと
SiO2の混合膜14が作成される。
膜を作成する場合第1図に示すように、アルゴン
プラズマ(以下Ar+プラズマ)11が任意の混合
比のZnOとSiO2からなるターゲツト12に衝突
し、その際、生じるスパツタ効果により、ターゲ
ツト物質であるZnO,SiO2がターゲツト12よ
り放出され、基板13上に付着して、ZnOと
SiO2の混合膜14が作成される。
この際基板13上に付着するZnOとSiO2の混
合膜14はターゲツト12の混合比と関係があ
り、種々の混合比(ZnO/SiO2)の薄膜を作成
するには、それぞれの混合比に対応するターゲツ
ト12を用意しなければならず、多数のターゲツ
トを用意するために、多額な費用がかかり、さら
に、それらのターゲツトを交換するために多額の
工数が必要であるという欠点があつた。
合膜14はターゲツト12の混合比と関係があ
り、種々の混合比(ZnO/SiO2)の薄膜を作成
するには、それぞれの混合比に対応するターゲツ
ト12を用意しなければならず、多数のターゲツ
トを用意するために、多額な費用がかかり、さら
に、それらのターゲツトを交換するために多額の
工数が必要であるという欠点があつた。
(発明の目的)
この発明は、上記従来の欠点を解決するために
なされたもので、1種類の混合比の(ZnO/
SiO2)ターゲツトから任意の混合比の薄膜が作
成でき、工数の簡略と費用の削減を期することの
できる薄膜の製造方法を提供することを目的とす
る。
なされたもので、1種類の混合比の(ZnO/
SiO2)ターゲツトから任意の混合比の薄膜が作
成でき、工数の簡略と費用の削減を期することの
できる薄膜の製造方法を提供することを目的とす
る。
(発明の構成)
この発明の薄膜の製造方法は、酸化亜鉛と酸化
硅素を任意の混合比で混合したターゲツトと基板
間に高周波電圧を印加してこの両者間にAr+プラ
ズマを発生させ、このAr+プラズマにより上記タ
ーゲツトから酸化亜鉛と酸化硅素を放出させて上
記基板に酸化亜鉛と酸化硅素の混合薄膜を形成す
るとともに、Ar+プラズマに対してマイナスの直
流バイアス電圧を上記基板に印加して上記Ar+プ
ラズマにより上記混合薄膜を再スパツタリングす
ることにより、該混合薄膜の酸化亜鉛と酸化硅素
の混合比を制御することを特徴とするものであ
る。
硅素を任意の混合比で混合したターゲツトと基板
間に高周波電圧を印加してこの両者間にAr+プラ
ズマを発生させ、このAr+プラズマにより上記タ
ーゲツトから酸化亜鉛と酸化硅素を放出させて上
記基板に酸化亜鉛と酸化硅素の混合薄膜を形成す
るとともに、Ar+プラズマに対してマイナスの直
流バイアス電圧を上記基板に印加して上記Ar+プ
ラズマにより上記混合薄膜を再スパツタリングす
ることにより、該混合薄膜の酸化亜鉛と酸化硅素
の混合比を制御することを特徴とするものであ
る。
(実施例)
以下、この発明の薄膜の製造方法の実施例につ
いて図面に基づき説明する。第2図はその一実施
に適用されるスパツタ装置を示す図である。この
第2図において、21は高周波電源であり、その
一方の電極はアースされ、他方の電極はターゲツ
ト23に接続されている。
いて図面に基づき説明する。第2図はその一実施
に適用されるスパツタ装置を示す図である。この
第2図において、21は高周波電源であり、その
一方の電極はアースされ、他方の電極はターゲツ
ト23に接続されている。
ターゲツト23はZnOとSiO2で構成され、基
板24上に対向しており、この基板24とターゲ
ツト23間にAr+プラズマ22が発生するように
なつている。基板24上にZnOとSiO2の混合薄
膜25が形成されるようになつている。
板24上に対向しており、この基板24とターゲ
ツト23間にAr+プラズマ22が発生するように
なつている。基板24上にZnOとSiO2の混合薄
膜25が形成されるようになつている。
基板24はインダクタンス要素子L1を介して
直流バイアス電源26の負極に接続されていると
ともに、コンデンサC1を介してアースされてい
る。直流バイアス電源26の正極はアースされて
いる。このインダクタンス要素子L1とコンデン
サC1は高周波電源21の高周波成分が直流バイ
アス電圧に印加するのを阻止するためのフイルタ
である。
直流バイアス電源26の負極に接続されていると
ともに、コンデンサC1を介してアースされてい
る。直流バイアス電源26の正極はアースされて
いる。このインダクタンス要素子L1とコンデン
サC1は高周波電源21の高周波成分が直流バイ
アス電圧に印加するのを阻止するためのフイルタ
である。
次に、この第2図に示すスパツタ装置により、
この発明の薄膜の製造方法について説明する。
ZnOとSiO2の混合薄膜25を基板24上に作成
させるためにはまず高周波電源21によりAr+プ
ラズマ22を発生させる。そのAr+プラズマ22
はターゲツト23と衝突する際に生じるスパツタ
効果により、ターゲツト23の構成物質である
ZnOとSiO2を放出する。
この発明の薄膜の製造方法について説明する。
ZnOとSiO2の混合薄膜25を基板24上に作成
させるためにはまず高周波電源21によりAr+プ
ラズマ22を発生させる。そのAr+プラズマ22
はターゲツト23と衝突する際に生じるスパツタ
効果により、ターゲツト23の構成物質である
ZnOとSiO2を放出する。
次に放出されたZnOとSiO2はAr+プラズマ22
中を通過した後、基板24の表面に付着しZnOと
SiO2の混合薄膜25を形成する。
中を通過した後、基板24の表面に付着しZnOと
SiO2の混合薄膜25を形成する。
また、Ar+プラズマ22のAr+イオンは基板2
4に印加した負の直流バイアス電圧により、基板
24の表面にも入射し、基板24の表面に付着し
た混合薄膜(ZnO/SiO2)25を再びスパツタ
効果により放出する。この効果をここでは再スパ
ツタ効果と定義する。
4に印加した負の直流バイアス電圧により、基板
24の表面にも入射し、基板24の表面に付着し
た混合薄膜(ZnO/SiO2)25を再びスパツタ
効果により放出する。この効果をここでは再スパ
ツタ効果と定義する。
この再スパツタ効果が生じる割合、すなわち一
定量のAr+プラズマ22が基板24の表面に単位
エネルギで入射した場合の基板表面の薄膜構成物
質が再スパツタされる割合は、物質により異な
り、その物質特有のものである。
定量のAr+プラズマ22が基板24の表面に単位
エネルギで入射した場合の基板表面の薄膜構成物
質が再スパツタされる割合は、物質により異な
り、その物質特有のものである。
第3図はターゲツト23にZnOを用いた場合の
基板24の表面に付着するZnO薄膜の膜厚と付着
時間の関係の一例を示すものである。同図より、
ZnOの付着する速度は約145Å/分である。
基板24の表面に付着するZnO薄膜の膜厚と付着
時間の関係の一例を示すものである。同図より、
ZnOの付着する速度は約145Å/分である。
第4図は第3図と同条件でターゲツトにSiO2
を用いた場合のSiO2膜の膜厚と付着時間の関係
の一例を示すものである。同図より、SiO2の付
着する速度は約66Å/分である。なお、第4図で
はスパツタ電源としての高周波電源21は、
13.56MHz,250Wのものを使用した場合を示して
いる。
を用いた場合のSiO2膜の膜厚と付着時間の関係
の一例を示すものである。同図より、SiO2の付
着する速度は約66Å/分である。なお、第4図で
はスパツタ電源としての高周波電源21は、
13.56MHz,250Wのものを使用した場合を示して
いる。
第3図、第4図より、ZnOとSiO2が付着する
割合dZnO/dSiO2=2.2となる。この値は、同じ
エネルギ同数のAr+プラズマが入射した場合、
SiO2に比較して、ZnOが2.2倍スパツタされるこ
とを示している。また、この関係は基板24の上
で行なわれる再スパツタ効果でも同様になりた
つ。
割合dZnO/dSiO2=2.2となる。この値は、同じ
エネルギ同数のAr+プラズマが入射した場合、
SiO2に比較して、ZnOが2.2倍スパツタされるこ
とを示している。また、この関係は基板24の上
で行なわれる再スパツタ効果でも同様になりた
つ。
さらに、同一物質が再スパツタされる割合は、
基板に印加する直流バイアス電圧の大きさに比例
することは明白である。したがつて再スパツタ効
果の大きさは基板に印加するバイアス電圧によつ
て制御できることが明白である。
基板に印加する直流バイアス電圧の大きさに比例
することは明白である。したがつて再スパツタ効
果の大きさは基板に印加するバイアス電圧によつ
て制御できることが明白である。
これにより、基板24上に形成される混合薄膜
25の混合比(ZnO/SiO2)は基板24に印加
するバイアス電圧により制御が可能となる。
25の混合比(ZnO/SiO2)は基板24に印加
するバイアス電圧により制御が可能となる。
以上のように、第1の実施例では、基板24に
印加するバイアス電圧により基板24上に形成さ
れる混合薄膜25の混合比(ZnO/SiO2)が任
意に制御できるため、次のように利点がある。
印加するバイアス電圧により基板24上に形成さ
れる混合薄膜25の混合比(ZnO/SiO2)が任
意に制御できるため、次のように利点がある。
(1) 混合薄膜25の混合比(ZnO/SiO2)がバ
イアス電圧により制御できるため、従来のよう
に要求される混合比の種類だけターゲツト23
を用意する必要がなくなり、費用の面で有利と
なる。
イアス電圧により制御できるため、従来のよう
に要求される混合比の種類だけターゲツト23
を用意する必要がなくなり、費用の面で有利と
なる。
(2) 要求される混合薄膜25の混合比に対応する
ターゲツト23を作る必要がないため、ターゲ
ツト23を作る工数が省略できる。
ターゲツト23を作る必要がないため、ターゲ
ツト23を作る工数が省略できる。
(3) ターゲツト23により混合薄膜の混合比
(ZnO/SiO2)が決定されていた従来法は混合
比がデイジタルで変化したのに対して、この発
明では、アナログで混合比の制御が可能とな
り、より精密な制御が可能となる。
(ZnO/SiO2)が決定されていた従来法は混合
比がデイジタルで変化したのに対して、この発
明では、アナログで混合比の制御が可能とな
り、より精密な制御が可能となる。
なお、基板温度により再スパツタリング条件が
異なるが、基板を積極的に加熱する場合を除い
て、基板表面の温度はArプラズマの副射熱によ
りほぼ決定される。Arプラズマを発生させるの
に必要な高周波電流を任意の値に決めれば、基板
表面温度はバイアス電圧に関係なく一定となるた
め、バイアス電圧により膜厚(組成)を制御する
ことが可能である。
異なるが、基板を積極的に加熱する場合を除い
て、基板表面の温度はArプラズマの副射熱によ
りほぼ決定される。Arプラズマを発生させるの
に必要な高周波電流を任意の値に決めれば、基板
表面温度はバイアス電圧に関係なく一定となるた
め、バイアス電圧により膜厚(組成)を制御する
ことが可能である。
本発明者は、上記この発明について実験を行つ
ている。すなわち、高周波電源13.56MHz,250W
で、ターゲツトにZnO/SiO2=1:3の焼結体
を用いてスパツタを行つた。基板は加熱せずにお
き、通常のスパツタ装置による基板の水冷のみ行
つた。
ている。すなわち、高周波電源13.56MHz,250W
で、ターゲツトにZnO/SiO2=1:3の焼結体
を用いてスパツタを行つた。基板は加熱せずにお
き、通常のスパツタ装置による基板の水冷のみ行
つた。
また、基板にGaAs基板を用い、基板へのバイ
アス電圧のみをパラメータとして膜形成を行つ
た。膜厚は5000Å、基板とターゲツト間隔は250
mm、基板の大きさは2インチ径の円形、ターゲツ
トは約10cmの円形であり、チエンバ内圧力は2.5
×10-3torrである。膜を形成したGaAs基板をN2
雰囲気の電気炉により加熱した。加熱により、膜
中のZnがGaAs基板中に拡散する。拡散する深さ
は、加熱時間と温度、膜厚が一定ならば、膜中の
Zn濃度と単純に比例する。加熱温度660℃、時間
1時間の場合、バイアス電圧を印加しない膜を用
いた基板では拡散深さ1.6μmであつたのに対し
て、バイアス電圧を−60V印加すると拡散深さ
1.4μm、−90V印加すると1.3μmであつた。したが
つて、バイアス電圧により拡散深さが制御でき、
それは膜組成を制御できていたことを示してい
る。
アス電圧のみをパラメータとして膜形成を行つ
た。膜厚は5000Å、基板とターゲツト間隔は250
mm、基板の大きさは2インチ径の円形、ターゲツ
トは約10cmの円形であり、チエンバ内圧力は2.5
×10-3torrである。膜を形成したGaAs基板をN2
雰囲気の電気炉により加熱した。加熱により、膜
中のZnがGaAs基板中に拡散する。拡散する深さ
は、加熱時間と温度、膜厚が一定ならば、膜中の
Zn濃度と単純に比例する。加熱温度660℃、時間
1時間の場合、バイアス電圧を印加しない膜を用
いた基板では拡散深さ1.6μmであつたのに対し
て、バイアス電圧を−60V印加すると拡散深さ
1.4μm、−90V印加すると1.3μmであつた。したが
つて、バイアス電圧により拡散深さが制御でき、
それは膜組成を制御できていたことを示してい
る。
(発明の効果)
以上のように、この発明の薄膜の製造方法によ
れば、酸化亜鉛と酸化硅素を任意の混合比で混合
したターゲツトと基板間に高周波電圧を印加し
て、このターゲツトと基板間にAr+プラズマを生
成させ、このプラズマによりターゲツトから酸化
亜鉛と酸化硅素を放出させて基板上に混合薄膜を
形成するとともに、この混合薄膜に上記Ar+プラ
ズマにより再スパツタリングを行なうようにした
ので、1種類の混合比(ZnO/SiO2)のターゲ
ツトから、要求される混合比(ZnO/SiO2)の
薄膜が任意に作成できる利点がある。これにより
種々な混合比が要求される製造工程に利用するこ
とができる。
れば、酸化亜鉛と酸化硅素を任意の混合比で混合
したターゲツトと基板間に高周波電圧を印加し
て、このターゲツトと基板間にAr+プラズマを生
成させ、このプラズマによりターゲツトから酸化
亜鉛と酸化硅素を放出させて基板上に混合薄膜を
形成するとともに、この混合薄膜に上記Ar+プラ
ズマにより再スパツタリングを行なうようにした
ので、1種類の混合比(ZnO/SiO2)のターゲ
ツトから、要求される混合比(ZnO/SiO2)の
薄膜が任意に作成できる利点がある。これにより
種々な混合比が要求される製造工程に利用するこ
とができる。
第1図は従来の薄膜の製造方法を説明するため
の模式図、第2図はこの発明の薄膜の製造方法の
一実施例を説明するための模式図、第3図は、タ
ーゲツトにZnOを用いた場合の基板表面に付着す
るZnO薄膜の膜厚と付着時間の関係の一例を示す
図、第4図は第3図と同条件で、ターゲツトに
SiO2を用いた場合のSiO2薄膜の膜厚と付着時間
の関係の一例を示す図である。 21…高周波電源、22…Ar+プラズマ、23
…ターゲツト、24…基板、25…薄膜、26…
直流バイアス電圧。
の模式図、第2図はこの発明の薄膜の製造方法の
一実施例を説明するための模式図、第3図は、タ
ーゲツトにZnOを用いた場合の基板表面に付着す
るZnO薄膜の膜厚と付着時間の関係の一例を示す
図、第4図は第3図と同条件で、ターゲツトに
SiO2を用いた場合のSiO2薄膜の膜厚と付着時間
の関係の一例を示す図である。 21…高周波電源、22…Ar+プラズマ、23
…ターゲツト、24…基板、25…薄膜、26…
直流バイアス電圧。
Claims (1)
- 1 酸化亜鉛と酸化硅素を任意の混合比で混合し
たターゲツトと基板間に高周波電圧を印加してこ
の両者間にAr+プラズマを発生させ、このAr+プ
ラズマにより上記ターゲツトから酸化亜鉛と酸化
硅素を放出させて上記基板に酸化亜鉛と酸化硅素
の混合薄膜を形成するとともに、Ar+プラズマに
対してマイナスの直流バイアス電圧を上記基板に
印加して上記Ar+プラズマにより上記混合薄膜を
再スパツタリングすることにより、該混合薄膜の
酸化亜鉛と酸化硅素の混合比を制御することを特
徴とする薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10913783A JPS602663A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10913783A JPS602663A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 薄膜の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS602663A JPS602663A (ja) | 1985-01-08 |
JPS6320302B2 true JPS6320302B2 (ja) | 1988-04-27 |
Family
ID=14502525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10913783A Granted JPS602663A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS602663A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07105303B2 (ja) * | 1985-02-25 | 1995-11-13 | 株式会社東芝 | 薄膜形成方法 |
JPS62287071A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-12 | Tadahiro Omi | 薄膜の形成装置および形成方法 |
US9051211B2 (en) | 2004-04-27 | 2015-06-09 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Effects of methods of manufacturing sputtering targets on characteristics of coatings |
JP2007238107A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Kyodo Printing Co Ltd | 開封補助帯 |
-
1983
- 1983-06-20 JP JP10913783A patent/JPS602663A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS602663A (ja) | 1985-01-08 |
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