JPH0280553A - 薄膜製造方法 - 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〉 本発明は、基板表面に薄膜を形成する方法に関する。

〈従来の技術〉 薄膜製造方法においては、一般に、基板を真空槽内に入
れる前に、その表面を有機物による洗浄や酸によるエツ
チング等により清浄化することがなされている。

しかしながら、その前処理を施した際、基板表面に酸化
膜が形成されることがどうしても避けられない。このた
め、従来、基板を真空槽内に入れた後、（１）基板を加
熱して酸化膜を蒸発させる（２）Ａｒガスによるイオン
ボンバードにより酸化膜を除去する等の方法が採られて
いる。

なお（１）の方法において、酸化膜を蒸発させるには、
例えばＧａＡｓ基板では６００　’Ｃ程度で約５分間、
また、Ｓｉ基板では８００〜９００　’Ｃで１〜５時間
程度の加熱が必要とされている（古川静二部：格子準整
合形へテロ構造の電子的挙動と低電力・超高速素子への
応用に関する研究：昭和５９年〜６２年度科研費補助金
研究成果報告書）。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上述の（１）の方法によれば、基板が薄膜形
成時の温度よりも高い温度に加熱される場合があり、基
板にそり、転位の成長等の劣化が生じる虞れがある。ま
た、ＧａＡｓ基板等においては、加熱時に基板からＡｓ
が抜けることを防ぐためにＡｓ雰囲気下で基板の加熱を
行わなければならず、このため真空槽内が汚染されると
いう問題がある。

一方、（２）の方法によれば、Ａｒガスを真空槽内に供
給するためのガス供給装置やＡｒガスイオン化用の電極
等が必要で、装置全体が複雑になり、ひいては製品コス
トがアップするという問題がある。

本発明の目的は、基板の劣化、製品のコストアップ等を
招くことなく、薄膜を製造することのできる方法を提供
することにある。

く課題を解決するための手段〉 本発明の薄膜製造方法の特徴とするところは、薄膜を形
成すべき基板表面に、真空雰囲中で少なくとも一種の蒸
着材料の蒸発粒子をその基板表面をスパッタできるエネ
ルギに加速して照射した後、成膜を行うことにある。

〈作用〉 蒸発粒子をイオン化し、そのイオンを数ＫＶ程度で加速
して基板表面に照射すると、基板の表面層は蒸発粒子イ
オンによってスパッタされる。これにより、基板表面上
の酸化膜等を除去することが可能になる。

ここで、数ＫＶで加速した蒸発粒子イオンを基板表面に
照射すると、その衝突エネルギによって基板はある程度
加熱されるものの、その熱によって基板の品質が劣化す
ることはない。

〈実施例〉 本発明の実施例を、以下、図面に基いて説明する。

図面は、本発明方法の実施に使用する薄膜製造装置の概
略構成図である。

真空槽（図示せず）内に二つのイオン源、Ｇａイオン源
１およびＡｓイオン源２が配設されている。

その各イオン源１．２はそれぞれ蒸気発生部１１゜２１
、イオン化部１２．２２および加速電極１３゜２３によ
って構成されており、その各出力イオンビームは、とも
に同一の基板Ｓに到達するよう構成されている。

また、各イオン源１および２の上方にはそれぞれシャッ
タ１４および２４が配設されており、この各シャッタ１
４．２４の操作により各イオン源１．２からのイオンビ
ームの基板Ｓへの進行を選択的に遮断できるようになっ
ている。

蒸気発生部１１．１２は、蒸着材料ＧａまたはＡｓを収
容したるつぼと、その側方周辺を囲ってなる加熱用フィ
ラメント等を備え、るつぼを加熱用フィラメントにより
加熱することによって内部の蒸着材料を蒸気化するよう
構成されている。

イオン化部１２．２２はイオン化フィラメントおよびグ
リッド等を備え、イオン化フィラメントが発生する熱電
子をグリッドにより蒸気発生部１１゜２１からの蒸気へ
と引き寄せ衝突させることによって、その蒸気を陽イオ
ン化するよう構成されている。

加速電極１３．２３は、通常接地電位に置かれており、
またイオン化部１２．２２はその加速電極１３．２３に
対して正の電位が付与されている。

そして、この両者間に形成される電場によって、イオン
化部１２．２２においてイオン化された蒸気は加速され
、イオンビームとなって基板Ｓ表面に衝突する。なお、
基板Ｓも通常接地電位に置かれる。

以上説明した装置において、まず、Ｇａイオン源１およ
びＡｓイオン源２をともに駆動した状態で、Ａｓイオン
源２側のシャッタ２４だけを開いて基板Ｓ表面にＡｓイ
オンビームを照射する。このときのＡｓイオンの加速電
圧は数ＫＶ程度とする。これにより、基板Ｓの表面はＡ
ｓイオンによってスパッタされ、数分間のＡｓイオンビ
ーム照射で基板Ｓの表面層は１００人程変色ツチングさ
れる。ここで、基板Ｓ表面に付着した酸化膜や汚物等の
層は、基板Ｓ表面から高々数ｌＯ変色度であり、Ａｓイ
オンビーム照射により１００人程変色ツチングされた基
板Ｓ表面は充分に洗浄されたことになる。

以上の洗浄工程が終了した後、Ａｓイオン源２のＡｓイ
オン加速電圧を通常の薄膜形成時の所定値に設定し、さ
らにＧａイオン源１側のシャッタ１４を開いて、基板Ｓ
表面上にＧａおよびＡｓイオンビームを照射して、基板
Ｓ表面上にＧａＡｓ薄膜を形成する。

なお、以上はＧａＡｓ薄膜形成に本発明を適用した例に
ついて説明したが、本発明は、例えばＳｔ薄膜等、他の
材料の薄膜形成にも適用できることは言うまでもない。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、基板表面を真空
雰囲中で、薄膜を形成する材料の蒸発粒子イオンによっ
てスパッタクリーニングした後、成膜を行うので、基板
の品質を劣化させることなく所望の薄膜を形成すること
が可能になる。また、真空槽内が薄膜形成に悪影響を及
ぼすガス等によって汚染されることがなく、常に良質な
薄膜を得ることが可能になる。しかも、薄膜製造装置に
Ａｒガス供給装置等を設ける必要もなく、製品コストの
低減化をはかることができる。

ここで、本発明によると、蒸発粒子のスパッタリングに
よって基板の表面層を１００人程変色ツチングすること
が可能で、このことは、従来行われていた有機物による
洗浄、酸によるエツチング等の基板の前処理工程を簡略
化もしくは削除できる可能性を広げる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明方法の実施に使用する装置の概略構成図
である。 １　・　・ ２　・　・ １１゜ １２゜ １３゜ Ｓ　・　・ ・Ｇａイオン源 Ａｓイオン源 ２１・・・蒸気発生部 ２２・・・イオン化部 ２３・・・加速電極 ・基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一種もしくは複数種の蒸着材料を真空雰囲中で加熱する
   ことにより蒸発させ、その蒸発粒子それぞれを基板表面
   に導くことによって、その基板表面上に薄膜を形成する
   方法において、薄膜を形成すべき基板表面に、真空雰囲
   中で上記蒸着材料の少なくとも一種の材料の蒸発粒子を
   その基板表面をスパッタできるエネルギに加速して照射
   した後、成膜を行うことを特徴とする、薄膜製造方法。