JPH03202468A - 膜形成方法 - Google Patents
膜形成方法Info
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
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、シリコンやセラミック等の基材の表面に金
属膜層、金属窒化物膜層、金属酸化物膜層を形成する膜
形成方法に関するものである。
属膜層、金属窒化物膜層、金属酸化物膜層を形成する膜
形成方法に関するものである。
従来の膜形成方法としては、一般に下記に記述する方法
が行われている。
が行われている。
■ 金属の真空蒸着とイオンビーム照射とを併用して膜
を形成するイオン蒸着薄膜形成法。
を形成するイオン蒸着薄膜形成法。
■ 活性気体中で膜を槽底する材料の高周波プラズマを
発生させて、基材にバイアス電圧を印加して膜を形成す
るイオンブレーティング法。
発生させて、基材にバイアス電圧を印加して膜を形成す
るイオンブレーティング法。
■ プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ等の各種ＣＶＤ法。
■ 不活性ガスのイオンビームをターゲツト材に照射し
てスパッタ効果により膜を形成するイオンビームスパッ
タ法。
てスパッタ効果により膜を形成するイオンビームスパッ
タ法。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら上記のような方法では、つぎのような問題
がある。
がある。
イオン蒸着薄膜形成法やイオンビームスバ、り法では、
蒸着金属のエネルギを広範囲に渡って制御することは不
可能である。また、一般の真空蒸着では、基材に蒸着さ
せる蒸発物質がＣＯ５″θ則に依存した分布をもって蒸
発し基材に対して収束性がないために高価な蒸着物’！
（金２白金等）を蒸着する場合は不経済である。
蒸着金属のエネルギを広範囲に渡って制御することは不
可能である。また、一般の真空蒸着では、基材に蒸着さ
せる蒸発物質がＣＯ５″θ則に依存した分布をもって蒸
発し基材に対して収束性がないために高価な蒸着物’！
（金２白金等）を蒸着する場合は不経済である。
イオンブレーティング法は、ガス圧力が１０−２〜１０
−”Ｔｏｒｒと低いために形成する膜に不純物を多く含
有し易い。また、高周波プラズマで得られるエネルギは
、高々数ｅＶと小さく金属元素のエネルギの制御性が悪
い。
−”Ｔｏｒｒと低いために形成する膜に不純物を多く含
有し易い。また、高周波プラズマで得られるエネルギは
、高々数ｅＶと小さく金属元素のエネルギの制御性が悪
い。
さらに、各種ＣＶＤ法は、結晶性の良い膜を得るために
は、基材を高温に加熱する必要があり利用できる基材材
料に制限がある。
は、基材を高温に加熱する必要があり利用できる基材材
料に制限がある。
この発明の目的は、膜形成の材料の金属イオンビームお
よび気体イオンビームの照射エネルギの制御性が良く、
結晶性の良い膜を経済的にかつ低温で形成することので
きる膜形成方法を提供することである。
よび気体イオンビームの照射エネルギの制御性が良く、
結晶性の良い膜を経済的にかつ低温で形成することので
きる膜形成方法を提供することである。
この発明の請求項（１）の膜形成方法は、金属イオンビ
ームおよび気体イオンビームを、同時または交互に基材
に照射して膜形成を行うものである。
ームおよび気体イオンビームを、同時または交互に基材
に照射して膜形成を行うものである。
請求項（２）の膜形成方法は、請求項（１）記載の膜形
成方法において、金属イオンビームの照射エネルギを１
０ＫｅＶ以下、気体イオンビームの照射エネルギを４０
ＫｅＶ以下とし、イオンビームの少なくともいずれか
一方の基材に照射する入射角を基材の法線に対して６０
°以下とするものである。
成方法において、金属イオンビームの照射エネルギを１
０ＫｅＶ以下、気体イオンビームの照射エネルギを４０
ＫｅＶ以下とし、イオンビームの少なくともいずれか
一方の基材に照射する入射角を基材の法線に対して６０
°以下とするものである。
請求項（３）の膜形成方法は、請求項（１）または（２
）記載の膜形成方法において、気体イオンビームの気体
が不活性ガスであり、形成される膜が金属膜のものであ
る。
）記載の膜形成方法において、気体イオンビームの気体
が不活性ガスであり、形成される膜が金属膜のものであ
る。
請求項（４）の膜形成方法は、請求項（１１または（２
）記載の膜形成方法において、気体イオンビームの気体
が窒素であり、形成される膜が金属窒化物膜のものであ
る。
）記載の膜形成方法において、気体イオンビームの気体
が窒素であり、形成される膜が金属窒化物膜のものであ
る。
請求項（５）の膜形成方法は、請求項（１）または（２
）記載の膜形成方法において、気体イオンビームの気体
が酸素であり、形成される膜が金属酸化物膜のものであ
る。
）記載の膜形成方法において、気体イオンビームの気体
が酸素であり、形成される膜が金属酸化物膜のものであ
る。
この発明の膜形成方法の請求項（］、）の構威によると
、金属イオンビームおよび気体イオンビームを同時また
は交互に基材に照射することにより、各イオンビームの
照射エネルギを個別かつ広範囲に制御することができ、
イオンビームの照射は方向性が良いので材料の無駄がな
く経済的であり、基材を高温に加熱する必要がない。
、金属イオンビームおよび気体イオンビームを同時また
は交互に基材に照射することにより、各イオンビームの
照射エネルギを個別かつ広範囲に制御することができ、
イオンビームの照射は方向性が良いので材料の無駄がな
く経済的であり、基材を高温に加熱する必要がない。
請求項（２）の構成によると、金属イオンビームの照射
エネルギを１０ ＫｅＶ以下、気体イオンビームの照射
エネルギを４０ ＫｅＶ以下とし、イオンビームの少な
くともいずれか一方の基材に照射する入射角を基材の法
線に対して６０’以下にすることにより、形成される膜
のスパッタ効果を小さくすることができる。
エネルギを１０ ＫｅＶ以下、気体イオンビームの照射
エネルギを４０ ＫｅＶ以下とし、イオンビームの少な
くともいずれか一方の基材に照射する入射角を基材の法
線に対して６０’以下にすることにより、形成される膜
のスパッタ効果を小さくすることができる。
請求項（３）の構成によると、気体イオンビームに用い
られる気体を不活性ガスにすることにより、形成される
膜を金Ｗ！Ａ膜にすることができる。
られる気体を不活性ガスにすることにより、形成される
膜を金Ｗ！Ａ膜にすることができる。
請求項（４）の構成によると、気体イオンビームに用い
られる気体を窒素にすることにより、形成される膜を金
属窒化物膜にすることができる。
られる気体を窒素にすることにより、形成される膜を金
属窒化物膜にすることができる。
請求項（５）の構成によると、気体イオンビームに用い
られる気体を酸素にすることにより、形成される膜を金
属酸化物膜にすることができる。
られる気体を酸素にすることにより、形成される膜を金
属酸化物膜にすることができる。
この発明の膜形成方法の一実施例を第１図に基づいて説
明する。
明する。
この実施例では、ＩＣ基板に用いるＡ ｌ ｚ Ｏｘに
熱伝導性の良いＡｔＮ膜を形成した。
熱伝導性の良いＡｔＮ膜を形成した。
内部の真空度を８ Ｘ １０−５Ｔｏｒｒ以上の高真空
に排気した真空装置内（図示せず）において、ホルダ１
に基材２を固定した。この基材２は、ＩＣ回路基板とな
るＡ Ｌ ｚ Ｏｓセラミック材料である。そして、こ
の基材２の下方にはカウフマン型やカスブ磁場を用いた
バケット型の金属イオン源４と気体イオン源５とが設け
られている。この金属イオン源４は金属を、気体イオン
源５は気体をイオン化して基材２の表面に照射する装置
である。さらに、基材２の前部側方には基材２の表面に
形成される膜の膜厚を測定する膜厚計３が設けられてい
る。
に排気した真空装置内（図示せず）において、ホルダ１
に基材２を固定した。この基材２は、ＩＣ回路基板とな
るＡ Ｌ ｚ Ｏｓセラミック材料である。そして、こ
の基材２の下方にはカウフマン型やカスブ磁場を用いた
バケット型の金属イオン源４と気体イオン源５とが設け
られている。この金属イオン源４は金属を、気体イオン
源５は気体をイオン化して基材２の表面に照射する装置
である。さらに、基材２の前部側方には基材２の表面に
形成される膜の膜厚を測定する膜厚計３が設けられてい
る。
上記のような構成において、室温（約２３°Ｃ）の条件
下で、基材２の表面に金属イオンａ４からアルミニウム
（Ａｔ ）のＡＩ イオンビーム４′と気体イオン源５
から窒素（Ｎ２）の窒素イオンビーム５′とを基材２の
表面の法線に対して各々Ｏ０】０°の角度にしてＩＫｅ
νの照射エネルギで照射した。なお、このときＡｔ イ
オンビーム４′と窒素イオンビーム５′とは同時に照射
して、その照創量の比は、Ａｔ／Ｎ＝１とした。そして
、基材２の表面に膜厚が１００００人の窒化アルミニウ
ム（ＡＩＮ）の膜を形成した。
下で、基材２の表面に金属イオンａ４からアルミニウム
（Ａｔ ）のＡＩ イオンビーム４′と気体イオン源５
から窒素（Ｎ２）の窒素イオンビーム５′とを基材２の
表面の法線に対して各々Ｏ０】０°の角度にしてＩＫｅ
νの照射エネルギで照射した。なお、このときＡｔ イ
オンビーム４′と窒素イオンビーム５′とは同時に照射
して、その照創量の比は、Ａｔ／Ｎ＝１とした。そして
、基材２の表面に膜厚が１００００人の窒化アルミニウ
ム（ＡＩＮ）の膜を形成した。
このようにして高真空度、低温度の条件下で、基材２と
なるＡ１．Ｏ，セラミンク材料との密着性が良く、良好
な結晶性で熱伝導性の良いＡ Ｉ Ｎ Ｉｌｌを形成す
ることができた。
なるＡ１．Ｏ，セラミンク材料との密着性が良く、良好
な結晶性で熱伝導性の良いＡ Ｉ Ｎ Ｉｌｌを形成す
ることができた。
（発明の効果〕
この発明の請求項（１）の膜形成方法は、金属イオンビ
ームおよび気体イオンビームを同時または交互に基材に
照射することにより、各イオンビームの照射エネルギを
個別かつ広範囲に制御することができ、イオンビームの
照射は方向性が良いので材料の無駄がなく経済的であり
、基材を高温に加熱する必要かなく、形成される膜の不
純物を少なくして組成を良くすることができる。
ームおよび気体イオンビームを同時または交互に基材に
照射することにより、各イオンビームの照射エネルギを
個別かつ広範囲に制御することができ、イオンビームの
照射は方向性が良いので材料の無駄がなく経済的であり
、基材を高温に加熱する必要かなく、形成される膜の不
純物を少なくして組成を良くすることができる。
請求項（２）の膜形成方法は、金属イオンビームの照射
エネルギを１ＱＫｅＶ以下、気体イオンビームの照射エ
ネルギを４０ ＫｅＶ以下とし、イオンビームの少なく
ともいずれか一方の基体に照射する入射角を基材の法線
に対して６０°以下にして各イオンビームを同時または
交互に基材に照射することにより、照射エネルギの制御
性が良く、形成される膜のスパッタ効果を小さくするこ
とができる。
エネルギを１ＱＫｅＶ以下、気体イオンビームの照射エ
ネルギを４０ ＫｅＶ以下とし、イオンビームの少なく
ともいずれか一方の基体に照射する入射角を基材の法線
に対して６０°以下にして各イオンビームを同時または
交互に基材に照射することにより、照射エネルギの制御
性が良く、形成される膜のスパッタ効果を小さくするこ
とができる。
請求項（３）の膜形成方法は、気体イオンビームに用い
られる気体を不活性ガスにすることにより、基材の表面
に金属膜を形成することができる。
られる気体を不活性ガスにすることにより、基材の表面
に金属膜を形成することができる。
請求項（４）の膜形成方法は、気体イオンビームに用い
られる気体を窒素にすることにより、基材の表面に金属
窒化物膜を形成することができる。
られる気体を窒素にすることにより、基材の表面に金属
窒化物膜を形成することができる。
請求項（５）の構成によると、気体イオンビームに用い
られる気体を酸素にすることにより、基材の表面に金属
酸化物膜を形成することができる。
られる気体を酸素にすることにより、基材の表面に金属
酸化物膜を形成することができる。
第１図はこの発明の膜形成方法を説明するための膜形成
装置の概念図である。 ２・・・基材、３・・・膜厚計、４・・・金属イオン源
、４′・・・ＡＩイオンビーム、５・・・気体イオン源
、５′・・・窒素イオンビーム 第１図
装置の概念図である。 ２・・・基材、３・・・膜厚計、４・・・金属イオン源
、４′・・・ＡＩイオンビーム、５・・・気体イオン源
、５′・・・窒素イオンビーム 第１図
Claims (5)
- （１）金属イオンビームおよび気体イオンビームを、同
時または交互に基材に照射して膜形成を行う膜形成方法
。 - （２）前記金属イオンビームの照射エネルギを１０Ｋｅ
Ｖ以下、前記気体イオンビームの照射エネルギを４０Ｋ
ｅＶ以下とし、前記イオンビームの少なくともいずれか
一方の前記基材に照射する入射角を前記基材の法線に対
して６０゜以下とする請求項（１）記載の膜形成方法。 - （３）前記気体イオンビームの気体が不活性ガスであり
、形成される前記膜が金属膜である請求項（１）または
（２）記載の膜形成方法。 - （４）前記気体イオンビームの気体が窒素であり、形成
される前記膜が金属窒化物膜である請求項（１）または
（２）記載の膜形成方法。 - （５）前記気体イオンビームの気体が酸素であり、形成
される前記膜が金属酸化物膜である請求項（１）または
（２）記載の膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34277889A JP2844779B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34277889A JP2844779B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03202468A true JPH03202468A (ja) | 1991-09-04 |
| JP2844779B2 JP2844779B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=18356425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34277889A Expired - Fee Related JP2844779B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2844779B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002065537A3 (en) * | 2001-02-09 | 2003-05-01 | Micron Technology Inc | Formation of metal oxide gate dielectric |
| EP1318209A1 (en) * | 2001-10-30 | 2003-06-11 | Anelva Corporation | Sputtering apparatus and film forming method |
-
1989
- 1989-12-29 JP JP34277889A patent/JP2844779B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002065537A3 (en) * | 2001-02-09 | 2003-05-01 | Micron Technology Inc | Formation of metal oxide gate dielectric |
| US6608378B2 (en) | 2001-02-09 | 2003-08-19 | Micron Technology, Inc. | Formation of metal oxide gate dielectric |
| EP1318209A1 (en) * | 2001-10-30 | 2003-06-11 | Anelva Corporation | Sputtering apparatus and film forming method |
| US7156961B2 (en) | 2001-10-30 | 2007-01-02 | Anelva Corporation | Sputtering apparatus and film forming method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2844779B2 (ja) | 1999-01-06 |
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