JPH0513335A - 膜形成方法 - Google Patents
膜形成方法Info
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- JPH0513335A JPH0513335A JP16142691A JP16142691A JPH0513335A JP H0513335 A JPH0513335 A JP H0513335A JP 16142691 A JP16142691 A JP 16142691A JP 16142691 A JP16142691 A JP 16142691A JP H0513335 A JPH0513335 A JP H0513335A
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Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 真空蒸着とイオン照射とを併用して基体上に
膜を形成する膜形成方法であって、基体の膜形成面上の
酸化層を取り除き、その後、該膜形成面を大気に曝すこ
となく、引き続き該面上に所望の膜を形成できる膜形成
方法を提供する。 【構成】 膜形成装置の真空容器６内に設置した基体４
の膜形成面Ｓに、膜形成前に、イオン源２から還元性ガ
スをイオン化させ得たイオンを照射することによって該
面を清浄化した後、引き続き該面に所望膜を形成する。
膜を形成する膜形成方法であって、基体の膜形成面上の
酸化層を取り除き、その後、該膜形成面を大気に曝すこ
となく、引き続き該面上に所望の膜を形成できる膜形成
方法を提供する。 【構成】 膜形成装置の真空容器６内に設置した基体４
の膜形成面Ｓに、膜形成前に、イオン源２から還元性ガ
スをイオン化させ得たイオンを照射することによって該
面を清浄化した後、引き続き該面に所望膜を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種機器を構成する基
体上に耐摩耗性の薄膜を形成したり、基体上に各種光学
特性や半導体特性を有する薄膜を形成して光素子や半導
体素子を製作する等に用いる膜形成方法に関する。
体上に耐摩耗性の薄膜を形成したり、基体上に各種光学
特性や半導体特性を有する薄膜を形成して光素子や半導
体素子を製作する等に用いる膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】基体に薄膜を形成させることにより、基
体の耐摩耗性を向上させたり、薄膜の有する光学特性や
半導体特性を利用した各種素子等を作製しようとする試
みが盛んに行われている。その際、薄膜を形成する手法
に、真空蒸着とイオン照射とを併用する手法がある。
体の耐摩耗性を向上させたり、薄膜の有する光学特性や
半導体特性を利用した各種素子等を作製しようとする試
みが盛んに行われている。その際、薄膜を形成する手法
に、真空蒸着とイオン照射とを併用する手法がある。
【０００３】この方法は、基体に薄膜を蒸着させると同
時又は交互に、イオンを基体に照射する。その結果、蒸
着物質がイオンと衝突することにより反跳し、基体内に
侵入し、基体−薄膜層の界面に両者の構成原子よりなる
混合層が形成され、それによって密着性が良好である等
の利点を有する薄膜が基体上に形成される。さらに説明
すると、例えば、膜と基体との密着性を向上させる混合
層の生成や、あるいは、イオン照射の効果によって高温
・高圧相であるダイヤモンド構造の炭素薄膜や立方晶系
の窒化ホウ素膜を、常温下で基体の種類に拘らず前記混
合層上に形成できる等の特徴を有する。
時又は交互に、イオンを基体に照射する。その結果、蒸
着物質がイオンと衝突することにより反跳し、基体内に
侵入し、基体−薄膜層の界面に両者の構成原子よりなる
混合層が形成され、それによって密着性が良好である等
の利点を有する薄膜が基体上に形成される。さらに説明
すると、例えば、膜と基体との密着性を向上させる混合
層の生成や、あるいは、イオン照射の効果によって高温
・高圧相であるダイヤモンド構造の炭素薄膜や立方晶系
の窒化ホウ素膜を、常温下で基体の種類に拘らず前記混
合層上に形成できる等の特徴を有する。
【０００４】この際、基体の膜形成面に汚染物質がある
と、それが前記混合層内に取り込まれ、その結果、混合
層の性質に変化を来たし、密着性が所望した通りに得ら
れないとか、膜の結晶性に変化を及ぼしたり、あるい
は、膜や基体内に汚染物質が不純物として混入し、膜の
特性が変化するといったことが生じる。このため、基体
の膜形成面は清浄に保たれていなければならない。
と、それが前記混合層内に取り込まれ、その結果、混合
層の性質に変化を来たし、密着性が所望した通りに得ら
れないとか、膜の結晶性に変化を及ぼしたり、あるい
は、膜や基体内に汚染物質が不純物として混入し、膜の
特性が変化するといったことが生じる。このため、基体
の膜形成面は清浄に保たれていなければならない。
【０００５】この基体の清浄化は、従来、基体を膜形成
装置内に納める前に水、溶剤等を用いて超音波洗浄を行
ったり、あるいは装置に納められた後、不活性ガスイオ
ンを用いたスパッタ処理によるクリーニングによって表
面を削り取るといったことにより行われている。
装置内に納める前に水、溶剤等を用いて超音波洗浄を行
ったり、あるいは装置に納められた後、不活性ガスイオ
ンを用いたスパッタ処理によるクリーニングによって表
面を削り取るといったことにより行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記超音波洗浄による
と、油膜等の汚染物質は、溶剤等を用いて取り除くこと
ができるが、基体表面の薄い酸化膜層は酸等を用いたエ
ッチングによらなければ除去できない。しかし、たとえ
そのようにして取り除いたとしても、基体の表面酸化層
は、洗浄後基体を大気に曝すことによって再び形成され
てしまう。
と、油膜等の汚染物質は、溶剤等を用いて取り除くこと
ができるが、基体表面の薄い酸化膜層は酸等を用いたエ
ッチングによらなければ除去できない。しかし、たとえ
そのようにして取り除いたとしても、基体の表面酸化層
は、洗浄後基体を大気に曝すことによって再び形成され
てしまう。
【０００７】また、スパッタ処理を行う場合は、たとえ
酸化膜を除去できたとしても基体表面粗さが増し、形成
される膜の平滑性が保てないという問題がある。かかる
表面酸化層は形成される膜と基体の界面構造に悪影響を
及ぼすことが明らかになっている。そこで本発明は、真
空蒸着とイオン照射とを併用して基体上に膜を形成する
膜形成方法であって、基体の膜形成面上の酸化層を取り
除き、その後、該膜形成面を大気に曝すことなく、引き
続き該面上に所望の膜を形成できる膜形成方法を提供す
ることを目的とする。
酸化膜を除去できたとしても基体表面粗さが増し、形成
される膜の平滑性が保てないという問題がある。かかる
表面酸化層は形成される膜と基体の界面構造に悪影響を
及ぼすことが明らかになっている。そこで本発明は、真
空蒸着とイオン照射とを併用して基体上に膜を形成する
膜形成方法であって、基体の膜形成面上の酸化層を取り
除き、その後、該膜形成面を大気に曝すことなく、引き
続き該面上に所望の膜を形成できる膜形成方法を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的に従い本発明
は、真空蒸着とイオン照射とを併用して基体上に膜を形
成する膜形成方法において、膜形成装置内に設置した基
体の膜形成面に、膜形成前に、還元性ガスをイオン化さ
せ得たイオンを照射することによって該面を清浄化した
後、引き続き該面に真空蒸着とイオン照射とを併用して
膜を形成することを特徴とする膜形成方法を提供するも
のである。
は、真空蒸着とイオン照射とを併用して基体上に膜を形
成する膜形成方法において、膜形成装置内に設置した基
体の膜形成面に、膜形成前に、還元性ガスをイオン化さ
せ得たイオンを照射することによって該面を清浄化した
後、引き続き該面に真空蒸着とイオン照射とを併用して
膜を形成することを特徴とする膜形成方法を提供するも
のである。
【０００９】前記還元性ガスとしては、水素元素を含有
するガス、一酸化炭素を含有するガス、ハロゲン元素を
含有するガス、あるいはこれらガスと窒素元素を含有す
るガス（例えば窒素ガス）の混合ガスを例示できる。ハ
ロゲン元素を含有するガスとしてはＦ、Ｃ元素等を含む
ガス、例えばＨＦ、ＣＦ3 、ＮＦ3 を挙げることができ
る。また、還元性を調整するため、それらに既述のとお
り窒素ガス等を混合してもよい。その混合比は、任意に
選択でき、基体表面の酸化層の厚みに応じて調整すれば
よい。
するガス、一酸化炭素を含有するガス、ハロゲン元素を
含有するガス、あるいはこれらガスと窒素元素を含有す
るガス（例えば窒素ガス）の混合ガスを例示できる。ハ
ロゲン元素を含有するガスとしてはＦ、Ｃ元素等を含む
ガス、例えばＨＦ、ＣＦ3 、ＮＦ3 を挙げることができ
る。また、還元性を調整するため、それらに既述のとお
り窒素ガス等を混合してもよい。その混合比は、任意に
選択でき、基体表面の酸化層の厚みに応じて調整すれば
よい。
【００１０】これらガスをイオン化させて基体に照射す
るにあたり、照射イオンの加速エネルギーは、過剰なス
パッタによる基体表面の平滑性を失わないよう、４０Ｋ
ｅＶ以下であることか好ましく、さらには、２ＫｅＶ以
下が好ましい。また、イオンが基体の膜形成面へ入射す
る角度は、任意に選択できるが、イオンが基体に過剰に
注入されないよう、膜形成面に立てた法線に対して、４
５度以上になるのが好ましい。
るにあたり、照射イオンの加速エネルギーは、過剰なス
パッタによる基体表面の平滑性を失わないよう、４０Ｋ
ｅＶ以下であることか好ましく、さらには、２ＫｅＶ以
下が好ましい。また、イオンが基体の膜形成面へ入射す
る角度は、任意に選択できるが、イオンが基体に過剰に
注入されないよう、膜形成面に立てた法線に対して、４
５度以上になるのが好ましい。
【００１１】照射イオンの量は基体が過剰に加熱されて
熱変形を起こさない程度とすることが好ましい。膜形成
装置におけるイオン源、真空蒸着用の蒸発源、真空排気
装置等の構造、型式等は特に限定されない。なお、基体
を膜形成装置に設置するに先だって、必要に応じ、膜形
成面を超音波洗浄処理等し、油膜等を除去してもよい。
熱変形を起こさない程度とすることが好ましい。膜形成
装置におけるイオン源、真空蒸着用の蒸発源、真空排気
装置等の構造、型式等は特に限定されない。なお、基体
を膜形成装置に設置するに先だって、必要に応じ、膜形
成面を超音波洗浄処理等し、油膜等を除去してもよい。
【００１２】
【作用】本発明方法によると、基体を膜形成装置に設置
した後、膜形成に先立って、還元性ガスをイオン化させ
て基体の膜形成面に照射し、それによって該面の酸化膜
層を除去する。このとき、イオン照射によるスパッタの
効果により、該面に残存している油膜等も除去される。
した後、膜形成に先立って、還元性ガスをイオン化させ
て基体の膜形成面に照射し、それによって該面の酸化膜
層を除去する。このとき、イオン照射によるスパッタの
効果により、該面に残存している油膜等も除去される。
【００１３】そのあと引き続き、該装置内真空下で、膜
形成面上に所望物質を真空蒸着し、また、これと同時に
又はこれと交互に膜形成用のイオン照射を行うことで所
望の膜を形成する。
形成面上に所望物質を真空蒸着し、また、これと同時に
又はこれと交互に膜形成用のイオン照射を行うことで所
望の膜を形成する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明方法の実施に使用する膜形成装置例
の概略構成を示す図である。この装置において、１は蒸
発源で、基体４の膜形成面Ｓに蒸着させる所望物質を納
めたもの、２はイオン源、３は基体４のホルダ、５はイ
オン電流計測器、６はこれらを収容する真空容器、７は
該容器に接続した真空排気装置、８はイオン源２へのガ
ス導入管である。
する。図１は本発明方法の実施に使用する膜形成装置例
の概略構成を示す図である。この装置において、１は蒸
発源で、基体４の膜形成面Ｓに蒸着させる所望物質を納
めたもの、２はイオン源、３は基体４のホルダ、５はイ
オン電流計測器、６はこれらを収容する真空容器、７は
該容器に接続した真空排気装置、８はイオン源２へのガ
ス導入管である。
【００１５】本発明方法によると、基体４を基体ホルダ
３に設置したのち、真空排気装置７を用いて、容器６内
を所定の真空度に保持する。この際、真空度が低い程、
基体４表面の酸化層を除去するのに好ましく、例えば２
×１０-6ｔｏｒｒより低い値に保持する。次にガス導入
管８より還元性ガスをイオン源２内に導入する。この還
元性ガスをイオン源２にてイオン化させ、基体４の膜形
成面Ｓに照射する。照射イオンの量は、基体４が加熱さ
れて熱変形を起こさないように、イオン電流測定器５を
用いてモニターする。
３に設置したのち、真空排気装置７を用いて、容器６内
を所定の真空度に保持する。この際、真空度が低い程、
基体４表面の酸化層を除去するのに好ましく、例えば２
×１０-6ｔｏｒｒより低い値に保持する。次にガス導入
管８より還元性ガスをイオン源２内に導入する。この還
元性ガスをイオン源２にてイオン化させ、基体４の膜形
成面Ｓに照射する。照射イオンの量は、基体４が加熱さ
れて熱変形を起こさないように、イオン電流測定器５を
用いてモニターする。
【００１６】かくして、膜形成に先立ち、適当な時間イ
オンを照射して基体の膜形成面Ｓを清浄化した後、蒸発
源１を用いて膜形成面Ｓに真空蒸着を行うと同時、又該
蒸着と交互に膜形成用イオンでイオン照射を行い、所望
の膜を得る。膜形成用イオンはそのためのガスを導入管
８よりイオン源２へ導入することにより得る。以下、さ
らに具体的な実施例を説明する。
オンを照射して基体の膜形成面Ｓを清浄化した後、蒸発
源１を用いて膜形成面Ｓに真空蒸着を行うと同時、又該
蒸着と交互に膜形成用イオンでイオン照射を行い、所望
の膜を得る。膜形成用イオンはそのためのガスを導入管
８よりイオン源２へ導入することにより得る。以下、さ
らに具体的な実施例を説明する。
【００１７】実施例１
超硬金属工具（Ｋ１０種）の基体４をアセトン等を用い
た超音波洗浄した後、図１に示す装置内に納めた。装置
内を５×１０-7ｔｏｒｒ以下にクライオポンプを用いて
保持した。その後、イオン源２に水素３０％と窒素７０
％の混合ガスを導入し、イオン化させた後、基体に対し
て１ＫｅＶの加速エネルギーで照射させた。
た超音波洗浄した後、図１に示す装置内に納めた。装置
内を５×１０-7ｔｏｒｒ以下にクライオポンプを用いて
保持した。その後、イオン源２に水素３０％と窒素７０
％の混合ガスを導入し、イオン化させた後、基体に対し
て１ＫｅＶの加速エネルギーで照射させた。
【００１８】この時、イオン入射角度θは、基体４の膜
形成面Ｓの法線Ｌに対して７０度であり、イオンの電流
密度は０．１５ｍＡ／ｃｍ2 であり、約１分間照射し
た。その後、面Ｓに対して、アルミニウムの蒸着（１μ
ｍ厚）と同時にアルゴンイオン照射を行った。この時、
アルゴンイオンの加速エネルギーは１０ＫｅＶ、基体に
到達するアルミニウムとアルゴンイオンの比は１０であ
った。
形成面Ｓの法線Ｌに対して７０度であり、イオンの電流
密度は０．１５ｍＡ／ｃｍ2 であり、約１分間照射し
た。その後、面Ｓに対して、アルミニウムの蒸着（１μ
ｍ厚）と同時にアルゴンイオン照射を行った。この時、
アルゴンイオンの加速エネルギーは１０ＫｅＶ、基体に
到達するアルミニウムとアルゴンイオンの比は１０であ
った。
【００１９】かくして得た膜の表面は平滑であり、スク
ラッチ試験により膜の密着性を測定したところ、膜の剥
離に３０Ｎ荷重も要し、膜の密着性は良好であった。 比較例１ 超硬金属工具（Ｋ１０種）の基体をアセトン等を用いた
超音波洗浄した後、図１に示す装置内に納めた。装置内
を５×１０-7ｔｏｒｒ以下にクライオンポンプを用いて
保持した。その後、基体に対して、アルミニウムの蒸着
（１μｍ厚）と同時にアルゴンイオン照射を行った。こ
の時、アルゴンイオンの加速エネルギーは１０ＫｅＶ、
基体に到達するアルミニウムとアルゴンイオンの比は１
０であった。
ラッチ試験により膜の密着性を測定したところ、膜の剥
離に３０Ｎ荷重も要し、膜の密着性は良好であった。 比較例１ 超硬金属工具（Ｋ１０種）の基体をアセトン等を用いた
超音波洗浄した後、図１に示す装置内に納めた。装置内
を５×１０-7ｔｏｒｒ以下にクライオンポンプを用いて
保持した。その後、基体に対して、アルミニウムの蒸着
（１μｍ厚）と同時にアルゴンイオン照射を行った。こ
の時、アルゴンイオンの加速エネルギーは１０ＫｅＶ、
基体に到達するアルミニウムとアルゴンイオンの比は１
０であった。
【００２０】かかる成膜後、スクラッチ試験により膜の
密着性を測定したところ、１０Ｎ荷重で膜は剥離した。
密着性を測定したところ、１０Ｎ荷重で膜は剥離した。
【００２１】
【発明の効果】本発明膜形成方法によると次のような利
点がある。 還元性ガスをイオン化させて基体の膜形
成面に照射させるため、該面の酸化膜層が容易に除去さ
れる。 イオン照射によるスパッタの効果により、膜
形成面に残存している油膜等も除去される。 還元性
ガスのイオンを利用して、基体の膜形成面の酸化層を取
り除くので、該面の酸化層除去に要するスパッタさせる
厚みが少なく済み、該面の平滑性を保つことができる。
真空下で、連続的に基体面の清浄化と膜形成が行わ
れるので、基体の膜形成面が再酸化されたり、汚染され
たりすることなく、膜を形成できる。 以上により、
膜と基体との密着性が著しく向上するとともに、膜が基
体の酸化層や汚染物質に汚染されることがないので、結
晶性や膜特性の劣化を防ぐことができる。
点がある。 還元性ガスをイオン化させて基体の膜形
成面に照射させるため、該面の酸化膜層が容易に除去さ
れる。 イオン照射によるスパッタの効果により、膜
形成面に残存している油膜等も除去される。 還元性
ガスのイオンを利用して、基体の膜形成面の酸化層を取
り除くので、該面の酸化層除去に要するスパッタさせる
厚みが少なく済み、該面の平滑性を保つことができる。
真空下で、連続的に基体面の清浄化と膜形成が行わ
れるので、基体の膜形成面が再酸化されたり、汚染され
たりすることなく、膜を形成できる。 以上により、
膜と基体との密着性が著しく向上するとともに、膜が基
体の酸化層や汚染物質に汚染されることがないので、結
晶性や膜特性の劣化を防ぐことができる。
【図１】本発明方法の実施に使用する膜形成装置例の概
略構成を示す図である。
略構成を示す図である。
１ 蒸発源
２ イオン源
３ 基体ホルダ
４ 基体
５ イオン電流計測器
６ 真空容器
７ 真空排気装置
８ ガス導入管
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 鞍谷 直人
京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機
株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 真空蒸着とイオン照射とを併用して基体
上に膜を形成する膜形成方法において、膜形成装置内に
設置した基体の膜形成面に、膜形成前に、還元性ガスを
イオン化させ得たイオンを照射することによって該面を
清浄化した後、引き続き該面に真空蒸着とイオン照射と
を併用して膜を形成することを特徴とする膜形成方法。 - 【請求項２】 前記還元性ガスが、水素元素を含有する
ガス、一酸化炭素を含有するガス、ハロゲン元素を含有
するガス、又はこれらガスと窒素元素含有ガスとを混合
させたガスであることを特徴とする請求項１記載の膜形
成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16142691A JPH0513335A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16142691A JPH0513335A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513335A true JPH0513335A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=15734883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16142691A Withdrawn JPH0513335A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0513335A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115161600A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-10-11 | 扬州纳力新材料科技有限公司 | 铝复合集流体及其制备方法、正极片、电池和用电装置 |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP16142691A patent/JPH0513335A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115161600A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-10-11 | 扬州纳力新材料科技有限公司 | 铝复合集流体及其制备方法、正极片、电池和用电装置 |
| CN115161600B (zh) * | 2022-07-14 | 2023-07-28 | 扬州纳力新材料科技有限公司 | 铝复合集流体及其制备方法、正极片、电池和用电装置 |
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