JPH062943B2 - Method for forming metal thin film - Google Patents

Method for forming metal thin film

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JPH062943B2
JPH062943B2 JP61049897A JP4989786A JPH062943B2 JP H062943 B2 JPH062943 B2 JP H062943B2 JP 61049897 A JP61049897 A JP 61049897A JP 4989786 A JP4989786 A JP 4989786A JP H062943 B2 JPH062943 B2 JP H062943B2
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thin film
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bis
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子部品などに用いられる元素周期律表第VIII
族金属の薄膜形成方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to the periodic table of elements VIII used in electronic parts and the like.
A method for forming a thin film of a group metal.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

白金などの第VIII族金属の薄膜は、電子部品等に用いら
れている。第VIII族金属の薄膜の形成方法としては、蒸
気法として、例えば、「薄膜ハンドブック」(日本学術
振興会 薄膜 第131委員会編集 オーム社、昭和58年1
2月刊)108頁にパラジウム、白金、ロジウムの蒸着によ
る薄膜形成方法が記載されている。
Thin films of Group VIII metals such as platinum are used in electronic parts and the like. As a method for forming a thin film of a Group VIII metal, there is a vapor method, for example, “Thin Film Handbook” (edited by Japan Society for the Promotion of Science, Thin Film 131 Committee, Ohmsha, 1983, 1).
(February publication) Page 108 describes a method for forming a thin film by vapor deposition of palladium, platinum and rhodium.

また、CVD法としては、例えば、J.Electrochem.So
c.,120(5)686(1973)(著者Myrow J.Rand)には、固体
化合物である、ジクロロビスカルボニル白金(II)(〔P
tCl2(CO)2〕)、テトラキス(トリフルオロホスフィン)
白金(II)(〔Pt(PF3)4〕)を用い、常圧下で600℃に加
熱して金属薄膜を形成する方法が記載され、トリス(ア
セチルアセトナト)ルテニウム(III)(〔Ru(acac)3〕)
を用いるRuの析出方法が特開昭51-141738号に開示さ
れ、またビス(アセチルアセトナト)白金(II)(〔Pt
(acac)2〕)を用いてPt皮膜を形成させる方法が、Vapor
Deposition(C.F.Powell他著John wily&Sons,Inc.,New
York(1966))310〜314頁およびJ.Electrochem.Soc.,120
(5)686(1973)(著者Myrow J.Rand)に記載されている。
As the CVD method, for example, J. Electrochem.
c., 120 (5) 686 (1973) (author Myrow J. Rand), dichlorobiscarbonyl platinum (II) ([P
tCl 2 (CO) 2 ]), tetrakis (trifluorophosphine)
A method for forming a thin metal film by heating platinum (II) ([Pt (PF 3 ) 4 ]) to 600 ° C. under normal pressure is described, and tris (acetylacetonato) ruthenium (III) ([Ru ( acac) 3 ))
A method for depositing Ru using Ru is disclosed in JP-A-51-141738, and bis (acetylacetonato) platinum (II) ([Pt
(Pac film is formed by using (acac) 2 ])
Deposition (CF Powell et al. John wily & Sons, Inc., New
York (1966)) pages 310-314 and J. Electrochem. Soc., 120.
(5) 686 (1973) (author Myrow J. Rand).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、前記の蒸着法は蒸着源となる金属単体材料を10
00〜2000℃の高温に加熱する必要があり、例えば、10-2
Torrの圧力下の融点は、パラジウムは1460℃、白金は20
90℃、ロジウムは2040℃であることから、それぞれこれ
らの温度以上に加熱する必要がある。この様な高温の加
熱は省エネルギーおよび経済性の見地より不利であり、
同時に成膜速度コントロールを困難にし、基体として用
い得る材料が制約されるという問題がある。
However, the vapor deposition method described above uses only a single metal material as a vapor deposition source.
It is necessary to heat to a high temperature of 00-2000 ℃, for example, 10 -2
The melting point under pressure of Torr is 1460 ° C for palladium and 20 for platinum.
Since 90 ° C and 2040 ° C for rhodium, it is necessary to heat above these temperatures. Such high temperature heating is disadvantageous from the viewpoint of energy saving and economy,
At the same time, there is a problem that it becomes difficult to control the deposition rate, and the materials that can be used as the substrate are restricted.

また、前記CVD法の場合には、いずれも基体温度を35
0℃以上、多くは500〜600℃の高温に加熱する必要があ
る為、やはり省エネルギーおよび経済性の点で問題があ
る。さらに、成膜速度が0.001〜0.01μm/minと遅かった
り、形成された薄膜に炭素不純物が含まれるなどの問題
が生じることもある。なお、通常、CVD法には、気体
または液体の原料を用いることが多いが、その場合には
気体の近傍へ原料を集中的に供給することが困難であ
り、原料の利用効率が悪いという問題もある。
In the case of the above-mentioned CVD method, the substrate temperature is 35
Since it is necessary to heat it to a high temperature of 0 ° C or higher, most of which is 500 to 600 ° C, there is still a problem in energy saving and economical efficiency. In addition, there are cases in which the film formation rate is as slow as 0.001 to 0.01 μm / min, and the formed thin film contains carbon impurities. In general, a gas or liquid raw material is often used in the CVD method, but in that case, it is difficult to intensively supply the raw material in the vicinity of the gas, resulting in poor raw material utilization efficiency. There is also.

第VIII族金属薄膜の形成法としてスパッタ法の利用が考
えられるが、一般に、スパッタ法では、基体の温度上昇
が激しいので、上記従来法の問題点を解決することがで
きず、さらに成膜速度が遅く、装置が極めて高価である
という等の問題がある。
Sputtering may be used as a method for forming a Group VIII metal thin film, but in general, since the temperature of the substrate rises sharply in sputtering, the problems of the above-mentioned conventional methods cannot be solved, and the deposition rate is further increased. However, there is a problem that the device is slow and the device is extremely expensive.

そこで本発明の目的は、原料温度および気体温度とも低
温で実施でき、成膜のコントロールが容易で成膜速度が
比較的速く、さらに原料の利用効率が高く、高価な装置
を必要としない、高純度の第VIII族金属薄膜を形成でき
る方法を提供することにある。本発明者らは、第VIII族
金属元素を含有する特定の有機金属化合物を原料として
選択し、特定の条件下で分解させることにより前記従来
技術の問題点を解決し得ることを見出した。
Therefore, an object of the present invention is that both the raw material temperature and the gas temperature can be carried out at a low temperature, the control of the film formation is easy, the film formation rate is relatively fast, the material utilization efficiency is high, and an expensive apparatus is not required. It is to provide a method capable of forming a Group VIII metal thin film having high purity. The present inventors have found that a specific organometallic compound containing a Group VIII metal element can be selected as a raw material and decomposed under specific conditions to solve the above-mentioned problems of the prior art.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

即ち、本発明は、前記問題点を解決するものとして、原
料として、有機金属化合物を用い、基体の表面に元素周
期律表第VIII族の金属の薄膜を形成する方法であって、
前記有機金属化合物が、第VIII族の金属元素の少なくと
も一種とカルボニル又は炭素原子数1〜4の炭化水素の
少なくとも一つとを含有する固体有機金属化合物、トリ
ス(アセチルアセトナト)ロジウム、ビス(アセチルア
セトナト)パラジウム、ビス(シクロペンタジエニル)
パラジウム、ビス(シクロペンタジエニル)コバルト、
ビス(シクロペンタジエニル)ニッケルおよびビス(シ
クロペンタジエニル)ルテニウムから選ばれる少なくと
も1種であり、圧力10-1Torr以下、原料温度300℃以
下、そして基体温度300℃以下において、前記有機金属
化合物を気化させ、その蒸気に熱、プラズマおよび光の
少なくとも一つを作用させることからなる金属薄膜形成
方法を提供するものである。
That is, the present invention is a method for forming a thin film of a metal of Group VIII of the Periodic Table of the Elements on the surface of a substrate by using an organometallic compound as a raw material for solving the above problems.
The organometallic compound is a solid organometallic compound containing at least one metal element of Group VIII and at least one of carbonyl or a hydrocarbon having 1 to 4 carbon atoms, tris (acetylacetonato) rhodium, bis (acetyl). Acetonato) palladium, bis (cyclopentadienyl)
Palladium, bis (cyclopentadienyl) cobalt,
At least one selected from bis (cyclopentadienyl) nickel and bis (cyclopentadienyl) ruthenium, the organometallic compound at a pressure of 10 -1 Torr or less, a raw material temperature of 300 ° C or less, and a substrate temperature of 300 ° C or less. It is intended to provide a method for forming a metal thin film, which comprises vaporizing a compound and causing at least one of heat, plasma and light to act on the vapor.

本発明の方法に原料として用いられる有機金属化合物
は、元素周期律表第VIII族元素の少なくとも一種含有す
るものであり、第VIII族元素としては、鉄(Fe)、コバル
ト(Co)、ニッケル(Ni)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(R
h)、パラジウム(Pd)、オスミウム(Os)、イリジウム(I
r)、白金(Pt)があげられる。
The organometallic compound used as a raw material in the method of the present invention contains at least one of Group VIII elements of the Periodic Table of Elements, and as Group VIII elements, iron (Fe), cobalt (Co), nickel ( Ni), ruthenium (Ru), rhodium (R
h), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (I
r) and platinum (Pt).

また、用いられる有機金属化合物の一種は常温、常圧に
おいて固体であり、カルボニル又は炭素原子数1〜4の
炭化水素を少なくとも一つ含有する。すべての炭化水素
の炭素原子数が5以上の炭化水素であると、後記化合物
を除いて、300℃以下で蒸気化困難であったり、形成さ
れる薄膜に炭素や有機不純物が取り込まれる恐れが大き
い。この様な炭素原子数1〜4の炭化水素としては、例
えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、アリル、エ
チレン等があげられる。該有機金属化合物は、カルボニ
ル及び炭素原子数1〜4の炭化水素以外の配位子を有す
ることは任意であり、その様は配位子として、例えば、
アセチルアセトナト、シクロペンタジエニル、シクロオ
クタテトラエン、1,4,5‐η‐4‐シクロオクテン‐1
‐イル、ふっ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン等が
あげられる。カルボニル又は炭素原子数1〜4の炭化水
素を少なくとも一つと第VIII族の金属元素を含有する固
体の有機金属化合物の具体例としては、トリカルボニル
(シクロオクタテトラエン)鉄(〔Fe(CO)3(C8H8)〕、エ
ンネアカルボニル二鉄(〔Fe2(CO)9〕)、オクタカルボニ
ル二コバルト(〔Co2(CO)8〕)、ドデカカルボニル四コバ
ルト(〔Co4(CO)12〕)、ドデカカルボニル三コバルトロ
ジウム(〔Co3Rh(CO)12〕)、ドデカカルボニル三ルテニ
ウム(〔Ru(CO)12〕)、ドデカカルボニル鉄
二ルテニウム(〔FeRu2(CO)12〕)、ドデカカルボニル四
ロジウム(〔Rh4(CO)12〕)、ヘキサデカカルボニル六ロ
ジウム(〔Rh6(CO)16〕)、ジカルボニル(アセチルアセ
トナト)ロジウム(〔Rh(CO)2(acac)〕)、ジアリル(ア
セチルアセトナト)ロジウム(〔Rh(C3H5)2(acac)〕)、
ビス(エチレン)シクロペンタジエニルロジウム(〔Rh
(C2H4)2(C5H5)〕)、テトラカルボニルパラジウム(〔Pd
(CO)4〕)、トリス(エチレン)パラジウム(〔Pd(C
2H4)3〕)、アリル(シクロペンタジエニル)パラジウム
(〔Pd(C3H5)(C5H5)〕)、ジカルボニル(アセチルアセト
ナト)白金(〔Pt(CO)2(acac)〕)、ジアリル白金(〔Pt(C
3H5)2〕)、トリメチル(アセチルアセトナト)白金(〔P
t(CH3)3(acac)〕)等があげられる。なお、原料とする化
合物は前記の様にハロゲンを含有してもよいが、この場
合には排ガスにハロゲンが含まれるので環境衛生、安全
上注意を要する。本発明の方法はハロゲンを含まない原
料を選択できる利点がある。
One kind of the organometallic compound used is a solid at room temperature and atmospheric pressure, and contains at least one carbonyl or a hydrocarbon having 1 to 4 carbon atoms. If all the hydrocarbons are hydrocarbons having 5 or more carbon atoms, it is difficult to vaporize at 300 ° C or lower except for the compounds mentioned below, and carbon and organic impurities are likely to be incorporated into the formed thin film. . Examples of the hydrocarbon having 1 to 4 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, butyl, allyl, ethylene and the like. The organometallic compound may optionally have a ligand other than carbonyl and a hydrocarbon having 1 to 4 carbon atoms, and such ligands include, for example,
Acetylacetonato, cyclopentadienyl, cyclooctatetraene, 1,4,5-η-4-cyclooctene-1
-Halogen such as yl, fluorine, chlorine, bromine and iodine. Specific examples of solid organometallic compounds containing at least one carbonyl or a hydrocarbon having 1 to 4 carbon atoms and a Group VIII metal element include tricarbonyl (cyclooctatetraene) iron ([Fe (CO) 3 (C 8 H 8 )], enneacarbonyldiiron ((Fe 2 (CO) 9 )), octacarbonyldicobalt ((Co 2 (CO) 8 )), dodecacarbonyltetracobalt ((Co 4 (CO)) 12 ]), dodecacarbonyl tricobalt rhodium ([Co 3 Rh (CO) 12 ]), dodecacarbonyl triruthenium ([Ru 3 (CO) 12 ]), dodecacarbonyl iron diruthenium ([FeRu 2 (CO) 12 ]) , Dodecacarbonyl tetrarhodium ([Rh 4 (CO) 12 ]), hexadecacarbonyl hexarhodium ([Rh 6 (CO) 16 ]), dicarbonyl (acetylacetonato) rhodium ((Rh (CO) 2 (acac) ], Diallyl (acetylacetonato) rhodium ([Rh (C 3 H 5 ) 2 (acac)]) ,
Bis (ethylene) cyclopentadienyl rhodium ((Rh
(C 2 H 4 ) 2 (C 5 H 5 )]), tetracarbonylpalladium ((Pd
(CO) 4 ]), tris (ethylene) palladium ((Pd (C
2 H 4 ) 3 ]), allyl (cyclopentadienyl) palladium
((Pd (C 3 H 5 ) (C 5 H 5 ))), dicarbonyl (acetylacetonato) platinum ((Pt (CO) 2 (acac))), diallyl platinum ((Pt (C
3 H 5 ) 2 ]), trimethyl (acetylacetonato) platinum ((P
t (CH 3 ) 3 (acac)]) and the like. The raw material compound may contain halogen as described above, but in this case, since exhaust gas contains halogen, attention must be paid to environmental hygiene and safety. The method of the present invention has the advantage that raw materials containing no halogen can be selected.

また、カルボニル及び炭素原子数1〜4の炭化水素を有
しないが、トリス(アセチルアセトナト)ロジウム(II
I)(〔Rh(acac)3〕)、ビス(アセチルアセトナト)パラ
ジウム(II)(〔Pd(acac)2〕)、ビス(シクロペンタジ
エエニル)パラジウム(〔Pd(C5H5)2〕)、ビス(シクロ
ペンタジエニル)コバルト(〔Co(C5H5)2〕)、ビス(シ
クロペンタジエニル)ニッケル(〔Ni(C5H5)2〕)および
ビス(シクロペンタジエニル)ルテニウム(〔Ru(C
5H5)2〕)は、本発明の方法に用いることができる。これ
ら化合物も、比較的蒸気圧は高いが、常温、常圧におい
て固体である。
In addition, although it has no carbonyl and hydrocarbon having 1 to 4 carbon atoms, it does not contain tris (acetylacetonato) rhodium (II
I) ([Rh (acac) 3 ]), bis (acetylacetonato) palladium (II) ([Pd (acac) 2 ]), bis (cyclopentadienyl) palladium ([Pd (C 5 H 5 ) 2 ]), bis (cyclopentadienyl) cobalt ([Co (C 5 H 5) 2]), bis (cyclopentadienyl) nickel ([Ni (C 5 H 5) 2]) and bis (Shikuropentaji (Enyl) ruthenium ((Ru (C
5 H 5 ) 2 ]) can be used in the method of the present invention. These compounds also have a relatively high vapor pressure, but are solid at room temperature and atmospheric pressure.

上記の有機金属化合物は、目的とする薄膜の組成に応じ
て一種単独でも二種以上の組み合わせでも使用すること
ができる。
The above organometallic compounds may be used alone or in combination of two or more, depending on the intended composition of the thin film.

本発明の方法は、圧力10-1Torr以下、好ましくは10-2To
rr以下、特に好ましくは10-3Torr以下において、原料で
ある前記の有機金属化合物の温度300℃以下、好ましく
は室温から200℃、そして基体温度300℃以下、好ましく
は200℃以下において実施される。圧力が10-1Torrを超
えると、原料を気化する為に原料温度を300℃より高く
しなければならない。原料温度が300℃を超えると、低
温化を図る本発明の目的に反し、また原料化合物が蒸気
になる前に分解したり、基体上への成膜速度が遅くな
る。基体の温度を300℃より高くすることも本発明の目
的に反するし、また、前記の有機金属化合物を使用する
限り、300℃で十分に金属薄膜を形成することができる
ので300℃より高くする必要はない。
The method of the present invention comprises a pressure of 10 -1 Torr or less, preferably 10 -2 Tor
rr or less, particularly preferably 10 -3 Torr or less, the temperature of the organometallic compound as a raw material is 300 ° C or less, preferably room temperature to 200 ° C, and the substrate temperature is 300 ° C or less, preferably 200 ° C or less. . If the pressure exceeds 10 -1 Torr, the raw material temperature must be higher than 300 ° C in order to vaporize the raw material. When the raw material temperature exceeds 300 ° C., it is against the object of the present invention to lower the temperature, and the raw material compound is decomposed before becoming vapor or the film forming rate on the substrate becomes slow. It is also against the object of the present invention to raise the temperature of the substrate higher than 300 ° C. Further, as long as the above-mentioned organometallic compound is used, it is possible to sufficiently form a metal thin film at 300 ° C., so it is higher than 300 ° C. No need.

原料化合物の気化は、上記の圧力下で原料を300℃以下
の、多くは200℃以下の適当な温度に調整すればよく、
必要に応じて加熱する。具体的な温度は、圧力および原
料化合物の種類により異なるが容易に選定できる。
For the vaporization of the raw material compound, the raw material may be adjusted to an appropriate temperature of 300 ° C. or lower, often 200 ° C. or lower under the above pressure,
Heat if necessary. The specific temperature varies depending on the pressure and the kind of the raw material compound, but can be easily selected.

本発明の方法は、こうして蒸気化した原料化合物を基体
表面の近傍、例えば基体から1〜10cmの位置に導き、
熱、プラズマおよび光の少なくとも一種を作用させる。
これにより、原料化合物は基体の表面に第VIII族元素の
金属またはその合金からなる薄膜が形成される。
The method of the present invention introduces the vaporized raw material compound into the vicinity of the surface of the substrate, for example, at a position of 1 to 10 cm from the substrate,
Apply at least one of heat, plasma and light.
As a result, the raw material compound forms a thin film made of a Group VIII element metal or its alloy on the surface of the substrate.

熱を作用させるには、通常基体を加熱すればよく、この
場合、基体温度が300℃を超えないように加熱する。
In order to apply heat, the substrate is usually heated, and in this case, the substrate is heated so that the temperature does not exceed 300 ° C.

また、プラズマを反応容器内に生起させる方法は特に制
約はなく、例えば高周波放電、マグネトロン型放電、EC
R放電等を利用することができる。プラズマ励起に用い
る気体は、通常空気でよく特に制約はない。基体上のエ
ネルギー密度は0.1〜100W/cm2の範囲が好ましい。
The method for generating plasma in the reaction vessel is not particularly limited, and examples include high frequency discharge, magnetron type discharge, EC
R discharge or the like can be used. The gas used for plasma excitation is usually air and is not particularly limited. The energy density on the substrate is preferably in the range of 0.1 to 100 W / cm 2 .

また、光を作用させる際に用いらる光としては、例え
ば、CO2レーザー(10.59μm)、Ar+レーザー(0.1257
μm)等のレーザー光をあげることができる。
In addition, as the light used when applying light, for example, CO 2 laser (10.59 μm), Ar + laser (0.1257
Laser light such as (μm) can be used.

熱、プラズマおよび光は、必要に応じて二種以上組み合
わせて作用させることができる。
Heat, plasma, and light may be used in combination of two or more, if necessary.

本発明に用いられる気体の形状、材質には特に制約はな
く、材質としては、例えば、セラミック、金属、ガラ
ス、樹脂等が可能である。なお、基体と金属薄膜との密
着強度を向上させる為、プライマーコーティング、予備
加熱、イオンボンバード処理、プラズマ処理等の各種前
処理を行なってもよい。
The shape and material of the gas used in the present invention are not particularly limited, and examples of the material include ceramic, metal, glass, resin and the like. Note that various pretreatments such as primer coating, preheating, ion bombardment treatment, and plasma treatment may be performed in order to improve the adhesion strength between the substrate and the metal thin film.

本発明の方法によれば、厚さ約5μm程度までの第VIII
族金属の薄膜を高純度で形成することができる。
According to the method of the present invention, the VIII-thickness up to about 5 μm
A thin film of a group metal can be formed with high purity.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.

実施例1 第1図に概略を示す高周波プラズマ用コイルを備えた蒸
着装置を使用した。該装置はベルジャー型反応器1内に
ヒーターを備えた試料台2を備え、試料台2の真上約6
cm離れた位置に基板3を取りけることができ、基板3も
ヒーター(図示略)により加熱することができる。反応
器1の内部はバルブ4を備えた排気管5により排気で
き、内部の真空度は真空計6により測定でき、調節可能
である。また、試料台2の上に置かれる原料化合物7お
よび基板3の温度は熱電対(図示略)で測定することが
できる。反応器1の外側には反応器内にプラズマを励起
するための高周波用コイル8が設けられている。
Example 1 A vapor deposition apparatus equipped with a coil for high-frequency plasma, the outline of which is shown in FIG. 1, was used. The apparatus is provided with a sample table 2 equipped with a heater in a bell jar type reactor 1, and the sample table 2 is provided directly above the sample table 2.
The substrate 3 can be placed at a position separated by cm, and the substrate 3 can also be heated by a heater (not shown). The inside of the reactor 1 can be exhausted by an exhaust pipe 5 equipped with a valve 4, and the degree of vacuum inside can be measured by a vacuum gauge 6 and can be adjusted. The temperatures of the raw material compound 7 and the substrate 3 placed on the sample table 2 can be measured with a thermocouple (not shown). A high frequency coil 8 for exciting plasma in the reactor is provided outside the reactor 1.

上記の装置を用い、しかし、プラズマは励起させずに、
真空度2×10-3Torr、基板温度150℃、試料温度20℃に
おいて、〔Ru3(CO)12〕を試料として用い、ガラス基板
上にルテニウム金属薄膜を形成した。
Using the above device, but without exciting the plasma,
A ruthenium metal thin film was formed on a glass substrate using [Ru 3 (CO) 12 ] as a sample at a vacuum degree of 2 × 10 −3 Torr, a substrate temperature of 150 ° C., and a sample temperature of 20 ° C.

得られた1μm厚の薄膜のピーリング試験による密着強
度は良好であり、成膜速度は0.2μm/minであった。ま
た、金属薄膜は殆ど基板表面にのみ形成され、原料の利
用効率が高かった。
The obtained 1 μm thick thin film had a good adhesion strength by a peeling test, and the film forming rate was 0.2 μm / min. Further, the metal thin film was formed almost only on the surface of the substrate, and the utilization efficiency of the raw material was high.

実施例2 実施例1と同じ装置を用い、真空度5×10-4Torr、基板
温度150℃、試料温度200℃において、〔Rh4(CO)12〕を
試料として用いた以外は実施例1と同様にして、ガラス
基板上にロジウム金属薄膜を形成した。
Example 2 Example 1 was repeated, except that [Rh 4 (CO) 12 ] was used as a sample at the vacuum degree of 5 × 10 −4 Torr, the substrate temperature of 150 ° C., and the sample temperature of 200 ° C. In the same manner as above, a rhodium metal thin film was formed on the glass substrate.

得られた0.5μm厚の薄膜のピーリング試験による密着
強度は良好であり、成膜速度は0.1μm/minであった。
The adhesion strength of the obtained 0.5 μm-thick thin film was good by a peeling test, and the film formation rate was 0.1 μm / min.

実施例3 実施例1と同じ装置を用い、真空度5×10-4Torr、基板
温度150℃、試料温度150℃において、〔Pt(CO)2(aca
c)〕を試料として用いた以外は実施例1と同様にして、
ガラス基板上に白金金属薄膜を形成した。
Example 3 Using the same apparatus as in Example 1, using a vacuum degree of 5 × 10 −4 Torr, a substrate temperature of 150 ° C., and a sample temperature of 150 ° C., [Pt (CO) 2 (aca
c)] was used as a sample in the same manner as in Example 1,
A platinum metal thin film was formed on a glass substrate.

得られた0.5μm厚の薄膜のピーリング試験による密着
強度は良好であり、成膜速度は0.1μm/minであった。
The adhesion strength of the obtained 0.5 μm-thick thin film was good by a peeling test, and the film formation rate was 0.1 μm / min.

実施例4 実施例1と同じ装置を用い、真空度5×10-4Torr、基板
温度室温℃、試料温度200℃において、〔Pd(acac)2〕を
試料として用いた以外は実施例1と同様にして、ガラス
基板上にパラジウム金属薄膜を形成した。
Example 4 The same apparatus as in Example 1 was used, except that [Pd (acac) 2 ] was used as a sample at a vacuum degree of 5 × 10 −4 Torr, a substrate temperature of room temperature of 200 ° C., and a sample temperature of 200 ° C. Similarly, a palladium metal thin film was formed on the glass substrate.

得られた0.5μm厚の薄膜のピーリング試験による密着
強度は良好であり、成膜速度は0.1μm/minであった。
The adhesion strength of the obtained 0.5 μm-thick thin film was good by a peeling test, and the film formation rate was 0.1 μm / min.

実施例5 実施例1と同じ装置を用い、真空度5×10-2Torr、基板
温度150℃、試料温度室温において、〔Co2(CO)8〕を試
料として用いた以外は実施例1と同様にして、ガラス基
板上にコバルト金属薄膜を形成した。
Example 5 The same apparatus as in Example 1 was used, except that [Co 2 (CO) 8 ] was used as a sample at a vacuum degree of 5 × 10 −2 Torr, a substrate temperature of 150 ° C., and a sample temperature of room temperature. Similarly, a cobalt metal thin film was formed on the glass substrate.

得られた0.5μm厚の薄膜のピーリング試験による密着
強度は良好であり、成膜速度は0.1μm/minであった。
The adhesion strength of the obtained 0.5 μm-thick thin film was good by a peeling test, and the film formation rate was 0.1 μm / min.

実施例6 実施例1と同じ装置を用い、真空度5×10-4Torr、基板
温度室温、試料温度室温において、〔Ru3(CO)12〕を試
料として用い、基板上のエネルギー密度が10W/cm2であ
る高周波プラズマを作用させて、ガラス基板上にルテニ
ウム金属薄膜を形成した。
Example 6 Using the same apparatus as in Example 1, at a vacuum degree of 5 × 10 −4 Torr, a substrate temperature of room temperature, and a sample temperature of room temperature, [Ru 3 (CO) 12 ] was used as a sample, and the energy density on the substrate was 10 W. A ruthenium metal thin film was formed on a glass substrate by applying a high frequency plasma of / cm 2 .

得られた1μm厚の薄膜のピーリング試験による密着強
度は良好であり、成膜速度は0.2μm/minであった。
The obtained 1 μm thick thin film had a good adhesion strength by a peeling test, and the film forming rate was 0.2 μm / min.

実施例7 実施例1と同じ装置を用い、真空度5×10-4Torr、基板
温度150℃、試料温度室温において、〔Co2(CO)8〕と〔R
u3(CO)12〕の混合物を試料として用いた以外は実施例1
と同様にして、ガラス基板上に金属薄膜を形成した。
Example 7 Using the same apparatus as in Example 1, at a vacuum degree of 5 × 10 −4 Torr, a substrate temperature of 150 ° C., and a sample temperature of room temperature, [Co 2 (CO) 8 ] and [R 2
Example 3 except that a mixture of u 3 (CO) 12 ] was used as a sample.
Similarly to the above, a metal thin film was formed on the glass substrate.

得られた薄膜は、析出比率がCo:Ru=70:30(重量比)
のCo-Ru合金皮膜であった。得られた1μm厚の薄膜ピ
ーリング試験による密着強度は良好であり、成膜速度は
0.2μm/minであった。
The obtained thin film has a deposition ratio of Co: Ru = 70: 30 (weight ratio).
It was a Co-Ru alloy film. The obtained 1 μm thick thin film peeling test showed good adhesion strength, and the film formation rate was
It was 0.2 μm / min.

実施例8 実施例1と同じ装置を用い、真空度1×10-4Torr、基板
温度150℃、試料温度150℃において、[Pt(CH3)3(acac)]
を試料として用いた以外は実施例1と同様にして、ガラ
ス基板上に白金金属薄膜(膜厚0.5μm)を形成した。
Example 8 [Pt (CH 3 ) 3 (acac)] using the same apparatus as in Example 1 at a vacuum degree of 1 × 10 −4 Torr, a substrate temperature of 150 ° C., and a sample temperature of 150 ° C.
A platinum metal thin film (film thickness 0.5 μm) was formed on a glass substrate in the same manner as in Example 1 except that was used as a sample.

得られた薄膜のピーリング試験による密着強度は良好で
あり、成膜速度は0.1μm/minであった。
The adhesion strength of the obtained thin film by the peeling test was good, and the film formation rate was 0.1 μm / min.

実施例9 実施例1と同じ装置を用い、真空度5×10-4Torr、基板
温度150℃、試料温度200℃において、[Rh(C3H5)2(aca
c)]を試料として用いた以外は実施例1と同様にして、
ガラス基板上にロジウムの薄膜(膜厚0.5μm)を形成
した。
Example 9 Using the same apparatus as in Example 1, using a vacuum degree of 5 × 10 −4 Torr, a substrate temperature of 150 ° C., and a sample temperature of 200 ° C., [Rh (C 3 H 5 ) 2 (aca
c)] was used as a sample in the same manner as in Example 1,
A thin film of rhodium (film thickness 0.5 μm) was formed on a glass substrate.

得られた薄膜のピーリング試験による密着強度は良好で
あり、成膜速度は0.1μm/minであった。
The adhesion strength of the obtained thin film by the peeling test was good, and the film formation rate was 0.1 μm / min.

比較例1(蒸着法) 実施例1と同じ装置を用い、真空度5×10-5Torr、基板
温度150℃、試料温度2100℃において、Ptを試料として
用い、蒸着によりガラス基板上に白金金属薄膜を形成し
た。
Comparative Example 1 (Vapor Deposition Method) Pt was used as a sample at the vacuum degree of 5 × 10 −5 Torr, substrate temperature of 150 ° C. and sample temperature of 2100 ° C. using the same apparatus as in Example 1, and platinum metal was deposited on a glass substrate by vapor deposition. A thin film was formed.

得られた0.5μm圧の薄膜のピーリング試験による密着
強度は良好であり、成膜速度は0.1μm/minであった。
The adhesion strength of the obtained thin film having a pressure of 0.5 μm as determined by a peeling test was good, and the film formation rate was 0.1 μm / min.

比較例2(スパッタ法) 高周波スパッタ装置を用い、キャリヤーガスとしてアル
ゴンを用い、真空度5×10-2Torrで、基板温度200℃、
試料温度室温において、Ptを試料として用い、高周波二
極スパッタ法により、ガラス基板上に白金金属薄膜を作
成した。
Comparative Example 2 (Sputtering Method) Using a high frequency sputtering apparatus, argon was used as a carrier gas, a vacuum degree was 5 × 10 -2 Torr, and a substrate temperature was 200 ° C.
A platinum metal thin film was formed on a glass substrate by a high frequency bipolar sputtering method using Pt as a sample at a sample temperature of room temperature.

得られた0.1μm厚の薄膜のピーリング試験による密着
強度は良好であり、成膜速度は0.01μm/minであった。
The obtained 0.1 μm thick thin film had a good adhesion strength by a peeling test, and the film forming rate was 0.01 μm / min.

比較例3(CVD法) CVD装置を用い、キャリヤーガスとして水素を用い、
常圧(1気圧)で、基板温度600℃、試料温度150℃にお
いて、〔Pt(PF3)4〕を試料として用い、ガラス基板上に
白金金属薄膜を作成した。なお、排出ガスは、塩素系除
去剤を有する排ガス処理装置に通した後、水スクラバー
(NaOH含有)に通して処理を行なった。
Comparative Example 3 (CVD method) Using a CVD apparatus, using hydrogen as a carrier gas,
A platinum metal thin film was formed on a glass substrate using [Pt (PF 3 ) 4 ] as a sample at a normal temperature (1 atm), a substrate temperature of 600 ° C., and a sample temperature of 150 ° C. The exhaust gas was passed through an exhaust gas treatment device having a chlorine-based remover and then passed through a water scrubber (containing NaOH) for treatment.

得られた0.1μm厚の薄膜のピーリング試験による密着
強度は良好であり、成膜速度は0.01μm/minであった。
The obtained 0.1 μm thick thin film had a good adhesion strength by a peeling test, and the film forming rate was 0.01 μm / min.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の方法によると、原料および基体の温度が300℃
以下の低温において第VIII族金属の薄膜を形成すること
ができ、しかも、成膜速度が速いとともにその速度を原
料化合物の加熱を調節することで容易にコントロールす
ることができる。また、原料化合物が固体であるので反
応器内で原料と基体の間隔を随意に調節でき、原料を基
体の近傍に設置することができる為、薄膜形成への利用
効率が高い。さらに、高価な装置や原料を必要としない
利点がある。
According to the method of the present invention, the temperature of the raw material and the substrate is 300 ° C.
A Group VIII metal thin film can be formed at the following low temperatures, and the film formation rate is fast and the rate can be easily controlled by adjusting the heating of the raw material compound. Further, since the raw material compound is a solid, the distance between the raw material and the substrate can be arbitrarily adjusted in the reactor, and the raw material can be installed in the vicinity of the substrate, so that the utilization efficiency for forming a thin film is high. Furthermore, there is an advantage that expensive equipment and raw materials are not required.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、実施例で用いた蒸着装置の概略を示す縦断面
図である。 1.反応器 3.基板 7.原料化合物 8.高周波用コイル
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the outline of the vapor deposition apparatus used in the examples. 1. Reactor 3. Substrate 7. Raw material compound 8. High frequency coil

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】原料として、有機金属化合物を用い、基体
の表面に元素周期律表第VIII族の金属の薄膜を形成する
方法であって、前記有機金属化合物が、第VIII族の金属
元素の少なくとも一種とカルボニル又は炭素原子数1〜
4の炭化水素の少なくとも一つとを含有する固体有機金
属化合物、トリス(アセチルアセトナト)ロジウム、ビ
ス(アセチルアセトナト)パラジウム、ビス(シクロペ
ンタジエニル)パラジウム、ビス(シクロペンタジエニ
ル)コバルト、ビス(シクロペンタジエニル)ニッケル
およびビス(シクロペンタジエニル)ルテニウムから選
ばれる少なくとも1種であり、圧力10-1Torr以下、原料
温度300℃以下、そして基体温度300℃以下において、前
記有機金属化合物を気化させ、その蒸気に熱、プラズマ
および光の少なくとも一つを作用させることからなる金
属薄膜の形成方法。
1. A method for forming a thin film of a metal of Group VIII of the Periodic Table of Elements using an organometallic compound as a raw material, wherein the organometallic compound is a metal element of Group VIII. At least one and carbonyl or 1 to 1 carbon atoms
A solid organometallic compound containing at least one of hydrocarbons of 4, tris (acetylacetonato) rhodium, bis (acetylacetonato) palladium, bis (cyclopentadienyl) palladium, bis (cyclopentadienyl) cobalt, At least one selected from bis (cyclopentadienyl) nickel and bis (cyclopentadienyl) ruthenium, the organometallic compound at a pressure of 10 -1 Torr or less, a raw material temperature of 300 ° C or less, and a substrate temperature of 300 ° C or less. A method for forming a metal thin film, which comprises vaporizing a compound and causing at least one of heat, plasma and light to act on the vapor.
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