JPH0759751B2 - 薄膜の製作方法 - Google Patents
薄膜の製作方法Info
- Publication number
- JPH0759751B2 JPH0759751B2 JP61073723A JP7372386A JPH0759751B2 JP H0759751 B2 JPH0759751 B2 JP H0759751B2 JP 61073723 A JP61073723 A JP 61073723A JP 7372386 A JP7372386 A JP 7372386A JP H0759751 B2 JPH0759751 B2 JP H0759751B2
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- substrate
- impurities
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄膜の製作方法に係り、特にイオンビームの注
入と蒸着とを同時に行うダイナミツクミキシングによる
薄膜の製作方法に関する。
入と蒸着とを同時に行うダイナミツクミキシングによる
薄膜の製作方法に関する。
〔従来の技術〕 従来から薄膜の製作方法として、いわゆるダイナミツク
ミキシングによる方法が行なわれている（例えば、第29
回応用物理学連合講演会予稿集1a−Ａ−１（1982）。こ
のダイナミツクミキシングによる薄膜の製作方法は、数
10kV以上のエネルギーを有するイオンビームの基板への
注入と、スパツタリングや蒸発等を利用した基板への蒸
着とを同時に行うことを内容としている。
ミキシングによる方法が行なわれている（例えば、第29
回応用物理学連合講演会予稿集1a−Ａ−１（1982）。こ
のダイナミツクミキシングによる薄膜の製作方法は、数
10kV以上のエネルギーを有するイオンビームの基板への
注入と、スパツタリングや蒸発等を利用した基板への蒸
着とを同時に行うことを内容としている。
しかし従来のダイナミツクミキシングによる薄膜製作方
法では、実際に製作した薄膜中に真空容器中のカーボン
や酸素等の不純物が多量に含まれるという問題があつ
た。このような不純物の発生原因として、油拡散ポンプ
から逆流した作動油蒸気や装置表面に吸着されている水
等があると考えられている。
法では、実際に製作した薄膜中に真空容器中のカーボン
や酸素等の不純物が多量に含まれるという問題があつ
た。このような不純物の発生原因として、油拡散ポンプ
から逆流した作動油蒸気や装置表面に吸着されている水
等があると考えられている。
そこで、いく分でも不純物の影響を少なくするため、高
真空で薄膜形成を可能とするターボやクライオポンプを
使用しなければならなかつた。
真空で薄膜形成を可能とするターボやクライオポンプを
使用しなければならなかつた。
しかし、このようなポンプを利用しても不純物の影響を
なくすことはできず、したがつて薄膜の耐剥離性、強度
等の種々の特性が十分なものとは言えなかつた。
なくすことはできず、したがつて薄膜の耐剥離性、強度
等の種々の特性が十分なものとは言えなかつた。
本発明はこのような問題点を解決するために、不純物の
含有量が少なく、その結果種々の特性において優れた薄
膜の製作を可能とする方法を提供することを目的とす
る。
含有量が少なく、その結果種々の特性において優れた薄
膜の製作を可能とする方法を提供することを目的とす
る。
本発明は、上記目的を達成するために、イオン注入と蒸
着とを同時に行うことにより基板表面に薄膜を形成する
薄膜の製作方法において、イオン注入をイオンエネルギ
ーで10keVより大きくかつ薄膜表面でのイオン電流密度
が0.3mA/cm2以上になるように行うとともに、蒸着を薄
膜表面での蒸着粒子の蒸着速度が３Å/sec以上になるよ
うに行う薄膜の製作方法を提案するものである。
着とを同時に行うことにより基板表面に薄膜を形成する
薄膜の製作方法において、イオン注入をイオンエネルギ
ーで10keVより大きくかつ薄膜表面でのイオン電流密度
が0.3mA/cm2以上になるように行うとともに、蒸着を薄
膜表面での蒸着粒子の蒸着速度が３Å/sec以上になるよ
うに行う薄膜の製作方法を提案するものである。
上記本発明の構成によれば、単位時間あたりに基板表面
に到達する注入イオンと蒸着粒子の量とを、真空容器か
らの不純物が基板表面に到達する量よりも著しく多くで
きる。その結果、薄膜中の不純物含有量を顕著に少なく
することができる。
に到達する注入イオンと蒸着粒子の量とを、真空容器か
らの不純物が基板表面に到達する量よりも著しく多くで
きる。その結果、薄膜中の不純物含有量を顕著に少なく
することができる。
本発明においては、特に、イオン注入をイオンエネルギ
ーで10keVより大きくかつ薄膜表面でのイオン電流密度
が0.3mA/cm2以上になるように行うので、基板内部への
イオンビームの侵入深さが大きく、薄膜の基板への密着
度が大幅に改善される。
ーで10keVより大きくかつ薄膜表面でのイオン電流密度
が0.3mA/cm2以上になるように行うので、基板内部への
イオンビームの侵入深さが大きく、薄膜の基板への密着
度が大幅に改善される。
次に本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明を実施するための装置の一実施例の構成
を示す概略系統図である。第１図において、真空容器１
内には、基板３を装着し回転させるための基板ホルダー
２が設けられている。真空容器１には、容器内の基板３
にイオンビーム４を注入するためのイオン源５が設けら
れている。また、真空容器１内には基板３表面に蒸着膜
を形成するための電子ビーム蒸着装置７が設けられてい
る。
を示す概略系統図である。第１図において、真空容器１
内には、基板３を装着し回転させるための基板ホルダー
２が設けられている。真空容器１には、容器内の基板３
にイオンビーム４を注入するためのイオン源５が設けら
れている。また、真空容器１内には基板３表面に蒸着膜
を形成するための電子ビーム蒸着装置７が設けられてい
る。
上記真空容器１には、容器内を真空にするための真空ポ
ンプ６が設けられている。上記基板ホルダー２は冷却水
が循環されるようになつている。
ンプ６が設けられている。上記基板ホルダー２は冷却水
が循環されるようになつている。
次に本実施例の動作について説明する。
基板３は、例えば直径90mmのアルミシリコン合金円板で
ある。この基板３に、20kVで加速された窒素イオンビー
ム４を３分間照射し、当該基板３表面をスパツタ作用で
クリーニングする。そののち、電子ビーム蒸着装置３で
例えばチタンを蒸着すると同時に、上記窒素イオンビー
ム４を基板３表面に注入する。
ある。この基板３に、20kVで加速された窒素イオンビー
ム４を３分間照射し、当該基板３表面をスパツタ作用で
クリーニングする。そののち、電子ビーム蒸着装置３で
例えばチタンを蒸着すると同時に、上記窒素イオンビー
ム４を基板３表面に注入する。
イオンビームの加速電圧を20kV一定にした状態で、窒素
イオンビーム４の電流密度を変化させる。同時に電子ビ
ーム蒸着装置７の電子銃の出力を変化させることによ
り、チタンの蒸着速度を変化させる。
イオンビーム４の電流密度を変化させる。同時に電子ビ
ーム蒸着装置７の電子銃の出力を変化させることによ
り、チタンの蒸着速度を変化させる。
薄膜の膜厚は0.5μｍ一定とし、窒素イオンビームの電
流密度と、チタンの蒸着速度を変化させた場合の酸素ま
たはカーボン等の不純物量を測定した。不純物量の測定
にあたつては、オージエ電子分光法で、表面の影響を受
けないように0.2μｍまで表面層を除去した後、スペク
トルの強度比で、酸素とカーボンの不純物量を測定し
た。その結果を第２図に示す。第２図からわかるよう
に、不純物量はカーボンに比べ酸素の方が多いことがわ
かる。薄膜表面での蒸着速度を３Å/sec以上とし、かつ
薄膜表面での窒素イオンビーム電流密度を0.3mA/cm2以
上とすることにより、酸素不純物量を10％以下とするこ
とができる。と同時にカーボン不純物をほぼ５％以下と
することができる。
流密度と、チタンの蒸着速度を変化させた場合の酸素ま
たはカーボン等の不純物量を測定した。不純物量の測定
にあたつては、オージエ電子分光法で、表面の影響を受
けないように0.2μｍまで表面層を除去した後、スペク
トルの強度比で、酸素とカーボンの不純物量を測定し
た。その結果を第２図に示す。第２図からわかるよう
に、不純物量はカーボンに比べ酸素の方が多いことがわ
かる。薄膜表面での蒸着速度を３Å/sec以上とし、かつ
薄膜表面での窒素イオンビーム電流密度を0.3mA/cm2以
上とすることにより、酸素不純物量を10％以下とするこ
とができる。と同時にカーボン不純物をほぼ５％以下と
することができる。
従来のいわゆるダイナミツクミキシングによる薄膜の製
作方法では、薄膜中の酸素の濃度が原子濃度にして30％
以上含まれていた。したがつて、本実施例による薄膜の
製作方法によれば、酸素不純物量を従来の1/3以下にす
ることができる。このことは他の不純物例えばカーボン
等においても同様である。本発明者は、不純物量を従来
の1/3以下にすることにより薄膜の特性例えば耐剥離
性、強度等において著しい向上を示すことを確認してい
る。
作方法では、薄膜中の酸素の濃度が原子濃度にして30％
以上含まれていた。したがつて、本実施例による薄膜の
製作方法によれば、酸素不純物量を従来の1/3以下にす
ることができる。このことは他の不純物例えばカーボン
等においても同様である。本発明者は、不純物量を従来
の1/3以下にすることにより薄膜の特性例えば耐剥離
性、強度等において著しい向上を示すことを確認してい
る。
上記本実施例では、真空ポンプとして通常の油拡散ポン
プを使用し、液体窒素のトラツプも使用しなかつた。し
かも、使用条件は、通常の油拡散ポンプの使用範囲であ
る真空度５×10-6Torr以下とした。このように真空度が
低くても、イオン注入のイオン電流密度が0.3mA/cm2以
上かつ蒸着速度を３Å/sec以上とすることにより、単位
時間あたりに基板表面上に到達する注入イオンと蒸着粒
子との量を、真空容器からのカーボンや酸素等の不純物
の到達量より著しく大きくすることができる。したがつ
て、高価な例えばターボポンプ等を使用しなくても、迅
速かつ確実に薄膜中の不純物量を著しく低減することが
できる。
プを使用し、液体窒素のトラツプも使用しなかつた。し
かも、使用条件は、通常の油拡散ポンプの使用範囲であ
る真空度５×10-6Torr以下とした。このように真空度が
低くても、イオン注入のイオン電流密度が0.3mA/cm2以
上かつ蒸着速度を３Å/sec以上とすることにより、単位
時間あたりに基板表面上に到達する注入イオンと蒸着粒
子との量を、真空容器からのカーボンや酸素等の不純物
の到達量より著しく大きくすることができる。したがつ
て、高価な例えばターボポンプ等を使用しなくても、迅
速かつ確実に薄膜中の不純物量を著しく低減することが
できる。
本発明の薄膜の製作方法によれば、イオン注入を薄膜表
面でのイオン電流密度が0.3mA/cm2以上になるように行
うとともに、蒸着を薄膜表面での蒸着粒子の蒸着速度が
３Å/sec以上になるように行うことで、薄膜中に混入す
る不純物量を著しく低減できる。
面でのイオン電流密度が0.3mA/cm2以上になるように行
うとともに、蒸着を薄膜表面での蒸着粒子の蒸着速度が
３Å/sec以上になるように行うことで、薄膜中に混入す
る不純物量を著しく低減できる。
また、イオン注入をイオンエネルギーで10keVより大き
くして行うので、基板内部へのイオンビームの侵入深さ
が大きく、薄膜の基板への密着度が大幅に改善される。
くして行うので、基板内部へのイオンビームの侵入深さ
が大きく、薄膜の基板への密着度が大幅に改善される。
その結果として、耐剥離性，強度等の種々の特性に優れ
た薄膜を基板上に製作できる。
た薄膜を基板上に製作できる。
第１図は本発明に係る薄膜製作方法を実施するための薄
膜製作装置の一実施例概略系統図、第２図は蒸着速度お
よびイオンビームの電流密度の変化と、薄膜中に含まれ
る不純物原子濃度との関係を示すグラフである。 １……真空容器、２……基板ホルダー、３……基板、４
……イオンビーム、５……イオン源、６……真空ポン
プ、７……電子ビーム蒸着装置。
膜製作装置の一実施例概略系統図、第２図は蒸着速度お
よびイオンビームの電流密度の変化と、薄膜中に含まれ
る不純物原子濃度との関係を示すグラフである。 １……真空容器、２……基板ホルダー、３……基板、４
……イオンビーム、５……イオン源、６……真空ポン
プ、７……電子ビーム蒸着装置。
Claims (1)
- 【請求項１】イオン注入と蒸着とを同時に行うことによ
り基板表面に薄膜を形成する薄膜の製作方法において、 前記イオン注入をイオンエネルギーで10keVより大きく
かつ薄膜表面でのイオン電流密度が0.3mA/cm2以上にな
るように行うとともに、 前記蒸着を薄膜表面での蒸着粒子の蒸着速度が３Å/sec
以上になるように行うことを特徴とする薄膜の製作方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61073723A JPH0759751B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 薄膜の製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61073723A JPH0759751B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 薄膜の製作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62230965A JPS62230965A (ja) | 1987-10-09 |
| JPH0759751B2 true JPH0759751B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=13526431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61073723A Expired - Fee Related JPH0759751B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 薄膜の製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0759751B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0676660B2 (ja) * | 1989-05-19 | 1994-09-28 | スターロイ産業株式会社 | 成形用金型およびその製法 |
| JP2550720B2 (ja) * | 1989-08-28 | 1996-11-06 | 松下電工株式会社 | イオンビームアシスト蒸着方法 |
| JP2696758B2 (ja) * | 1989-08-31 | 1998-01-14 | 東芝硝子株式会社 | 多層光干渉膜 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS621121A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-07 | Fuji Photo Film Co Ltd | 磁気記録媒体の製造方法 |
| JPS62161952A (ja) * | 1986-01-08 | 1987-07-17 | Kobe Steel Ltd | 立方晶窒化硼素薄膜の形成方法 |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP61073723A patent/JPH0759751B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62230965A (ja) | 1987-10-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |