JPS6130403B2 - - Google Patents
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- JPS6130403B2 JPS6130403B2 JP11738980A JP11738980A JPS6130403B2 JP S6130403 B2 JPS6130403 B2 JP S6130403B2 JP 11738980 A JP11738980 A JP 11738980A JP 11738980 A JP11738980 A JP 11738980A JP S6130403 B2 JPS6130403 B2 JP S6130403B2
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- thin film
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- pressure
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Landscapes
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は薄膜の形成方法に係り、特にマグネト
ロン・スパツタリング法により高面積抵抗値の薄
膜あるいは膜厚の薄い薄膜を再現性よく提供でき
る薄膜形成方法を提供するものである。
ロン・スパツタリング法により高面積抵抗値の薄
膜あるいは膜厚の薄い薄膜を再現性よく提供でき
る薄膜形成方法を提供するものである。
従来、タンタル等の難溶性金属を含む薄膜抵抗
器は、窒素、メタン、シラン等の活性ガスとアル
ゴン等の不活性ガスとの混合気体中で活性スパツ
タリングすることにより、窒化物、炭化物、硅化
物等の形態としてガラス、セラミツク、シリコン
ホウロウ等の基体上に付着形成され、薄膜抵抗器
やコンデンサ用基材等を提供するものであり、ス
パツタリング法としては、直流二極スパツタリン
グ、高周波スパツタリング、マグネトロン・スパ
ツタリング等の方法が用いられており、特にマグ
ネトロン・スパツタリング法は低電圧び高速度で
厚い薄膜を付着させることができる利点を有し最
近、急速に実用化研究が進められている。
器は、窒素、メタン、シラン等の活性ガスとアル
ゴン等の不活性ガスとの混合気体中で活性スパツ
タリングすることにより、窒化物、炭化物、硅化
物等の形態としてガラス、セラミツク、シリコン
ホウロウ等の基体上に付着形成され、薄膜抵抗器
やコンデンサ用基材等を提供するものであり、ス
パツタリング法としては、直流二極スパツタリン
グ、高周波スパツタリング、マグネトロン・スパ
ツタリング等の方法が用いられており、特にマグ
ネトロン・スパツタリング法は低電圧び高速度で
厚い薄膜を付着させることができる利点を有し最
近、急速に実用化研究が進められている。
しかしながら、マグネトロン・スパツタリング
法を用いて高面積抵抗値即ち膜厚の薄い薄膜を付
着させる場合、マグネトロン・スパツタリングの
利点である高速度で厚い薄膜を短時間で付着でき
る点が逆に欠点となり、形成される薄膜の厚みの
制御が極めて困難になるものであり、従つて、製
造される薄膜抵抗器等の面積抵抗値あるいは薄い
薄膜の膜厚等も当然再現性に欠けるものであつ
た。例えば、200×10-3cmの厚みの薄膜を付着さ
せる場合、従来の直流二極スパツタリング法にお
いては約60秒を要するがマグネトロン・スパツタ
リング法の場合は僅かに６秒しか要せず、１秒の
誤差によつて膜厚が15％以上も異なる結果となる
ものであつた。
法を用いて高面積抵抗値即ち膜厚の薄い薄膜を付
着させる場合、マグネトロン・スパツタリングの
利点である高速度で厚い薄膜を短時間で付着でき
る点が逆に欠点となり、形成される薄膜の厚みの
制御が極めて困難になるものであり、従つて、製
造される薄膜抵抗器等の面積抵抗値あるいは薄い
薄膜の膜厚等も当然再現性に欠けるものであつ
た。例えば、200×10-3cmの厚みの薄膜を付着さ
せる場合、従来の直流二極スパツタリング法にお
いては約60秒を要するがマグネトロン・スパツタ
リング法の場合は僅かに６秒しか要せず、１秒の
誤差によつて膜厚が15％以上も異なる結果となる
ものであつた。
かくの如きスパツタリング法においいて、従
来、薄膜の付着速度を低下させる方法としてスパ
ツタリング雰囲気中に水分あるいは酸素を導入
し、不活性ガス中に酸素ガス成分を含ませる方法
が知られており、例えば直流二極スパツタリング
法の場合、アルゴン圧20×10-3トール中に酸素ガ
スが５×10-4トール含まれると薄膜の付着速度は
酸素ガスのない場合に比較して約60％の大きさと
なるものであり、また、高周波スパツタリング法
においては１×10-3トールのアルゴン圧に５×
10-5トールの酸素が含まれると、薄膜の付着速度
は酸素ガスのない場合に比較して約70％の大きさ
になるものであつた。従つて、いずれのスパツタ
リング法においても、アルゴン圧と酸素圧との比
は（アルゴン圧）：（酸素圧｝＝１：0.05以下程
度で、薄膜の付着速度が酸素ガスのない場合の付
着速度の70％程度以下になるものであつた。しか
しながら、マグネトロン・スパツタリング法の場
合は、かくの如きアルゴン圧と酸素圧との比では
薄膜の付着速度が殆ど低下せず、薄い薄膜を再現
性よく得ることが極めて困難なものであつた。
来、薄膜の付着速度を低下させる方法としてスパ
ツタリング雰囲気中に水分あるいは酸素を導入
し、不活性ガス中に酸素ガス成分を含ませる方法
が知られており、例えば直流二極スパツタリング
法の場合、アルゴン圧20×10-3トール中に酸素ガ
スが５×10-4トール含まれると薄膜の付着速度は
酸素ガスのない場合に比較して約60％の大きさと
なるものであり、また、高周波スパツタリング法
においては１×10-3トールのアルゴン圧に５×
10-5トールの酸素が含まれると、薄膜の付着速度
は酸素ガスのない場合に比較して約70％の大きさ
になるものであつた。従つて、いずれのスパツタ
リング法においても、アルゴン圧と酸素圧との比
は（アルゴン圧）：（酸素圧｝＝１：0.05以下程
度で、薄膜の付着速度が酸素ガスのない場合の付
着速度の70％程度以下になるものであつた。しか
しながら、マグネトロン・スパツタリング法の場
合は、かくの如きアルゴン圧と酸素圧との比では
薄膜の付着速度が殆ど低下せず、薄い薄膜を再現
性よく得ることが極めて困難なものであつた。
従つて本発明の目的は、マグネトロン・スパツ
タリングの利点である高速度で厚い薄膜を付着で
きる利点と、薄い薄膜を再現性よく製造できる利
点とを兼ね備えたマグネトロン・スパツタリング
法によるタンタル薄膜の形成方法を提供するもの
であり、特に酸素を含む混合物薄膜あるいは化合
物薄膜以下混合物薄膜と記する。）を提供するも
のである。
タリングの利点である高速度で厚い薄膜を付着で
きる利点と、薄い薄膜を再現性よく製造できる利
点とを兼ね備えたマグネトロン・スパツタリング
法によるタンタル薄膜の形成方法を提供するもの
であり、特に酸素を含む混合物薄膜あるいは化合
物薄膜以下混合物薄膜と記する。）を提供するも
のである。
本発明はマグネトロン・スパツタリングにより
タンタル薄膜を付着させる方法において、雰囲気
ガスたるアルゴンの圧力を４×10-4トール乃至20
×10-3トールに保持し、而も酸素ガスの分圧を
（アルゴン圧）：（酸素圧）＝１：0.2〜１：１に
保持することを特徴とするものであり、特に酸素
の分圧を従来の高周波スパツタリング法あるいは
直流二極スパツタリング法の場合の酸素圧の10倍
乃至100倍の高圧とするものである。
タンタル薄膜を付着させる方法において、雰囲気
ガスたるアルゴンの圧力を４×10-4トール乃至20
×10-3トールに保持し、而も酸素ガスの分圧を
（アルゴン圧）：（酸素圧）＝１：0.2〜１：１に
保持することを特徴とするものであり、特に酸素
の分圧を従来の高周波スパツタリング法あるいは
直流二極スパツタリング法の場合の酸素圧の10倍
乃至100倍の高圧とするものである。
以下に本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。
する。
マグネトロン・スパツタリング法において、ス
パツタリング電圧600V，スパツタリング電力
1kW、アルゴン圧４×10-3トールにてタンタル薄
膜を基板上に付着させた場合、薄膜の付着速度は
２×10-5cm／分であつた。このアルゴン雰囲気中
に、第１図に結果を示すように、従来の高周波ス
パツタリング法で用いられている５×10-5トール
即ち（アルゴン圧）：（酸素圧）＝１：0.013程度
の酸素圧を導入した場合の薄膜付着速度は、酸素
を導入しない場合の薄膜の付着速度の99％以上で
あり、酸素ガスの影響は殆ど認められなかつた。
高周波スパツタリング１の場合は同条件で薄膜の
付着速度が急激に30％程度も低下することを比較
して、マグネトロン・スパツタリング２の場合は
不純物ガスの影響が極めて小さくなることが判明
した。酸素の導入量を増加して（アルゴン圧）：
（酸素圧）＝１：0.4とした場合、高周波スパツタ
リング法の場合は付着される混合物薄膜がほぼ完
全な絶縁物である五酸化タンタル薄膜となるのに
対し、マグネトロン・スパツタリング法の場合は
比抵抗が400μΩ―cm程度の良好な薄膜抵抗器用
皮膜を提供するものであり、而も薄膜の付着速度
はアルゴンガスのみの場合の付着速度の60％程度
となり、付着される薄膜の付着速度及び膜厚の制
御も極めて容易となるものである。
パツタリング電圧600V，スパツタリング電力
1kW、アルゴン圧４×10-3トールにてタンタル薄
膜を基板上に付着させた場合、薄膜の付着速度は
２×10-5cm／分であつた。このアルゴン雰囲気中
に、第１図に結果を示すように、従来の高周波ス
パツタリング法で用いられている５×10-5トール
即ち（アルゴン圧）：（酸素圧）＝１：0.013程度
の酸素圧を導入した場合の薄膜付着速度は、酸素
を導入しない場合の薄膜の付着速度の99％以上で
あり、酸素ガスの影響は殆ど認められなかつた。
高周波スパツタリング１の場合は同条件で薄膜の
付着速度が急激に30％程度も低下することを比較
して、マグネトロン・スパツタリング２の場合は
不純物ガスの影響が極めて小さくなることが判明
した。酸素の導入量を増加して（アルゴン圧）：
（酸素圧）＝１：0.4とした場合、高周波スパツタ
リング法の場合は付着される混合物薄膜がほぼ完
全な絶縁物である五酸化タンタル薄膜となるのに
対し、マグネトロン・スパツタリング法の場合は
比抵抗が400μΩ―cm程度の良好な薄膜抵抗器用
皮膜を提供するものであり、而も薄膜の付着速度
はアルゴンガスのみの場合の付着速度の60％程度
となり、付着される薄膜の付着速度及び膜厚の制
御も極めて容易となるものである。
実験によれば、アルゴン圧が４×10-4トール乃
至20×10-3トールで、アルゴン圧て酸素圧との比
が（アルゴン圧）：（酸素圧）＝１：0.2乃至１：
１で良好な結果が得られた。従つて酸素の分圧は
従来の直流二極スパツタリング法あるいは高周波
スパツタリング法の場合の10倍乃至100倍の高圧
であり、それ故この酸素圧領域で従来の直流二極
スパツタリング法あるいは高周波スパツタリング
法により基体上に付着される酸素との混合物薄膜
は、ほぼ完全な絶縁物となるのに対し、本発明の
薄膜形成方法により付着される混合物薄膜は良好
な抵抗器用薄膜をも提供できるものであり、而も
本発明の場合は適度に低い薄膜付着速度を具備す
ることにより、薄膜の膜厚を精度良く制御でき、
比較的短時間で所望の厚さの薄膜を得ることがで
きるものである。
至20×10-3トールで、アルゴン圧て酸素圧との比
が（アルゴン圧）：（酸素圧）＝１：0.2乃至１：
１で良好な結果が得られた。従つて酸素の分圧は
従来の直流二極スパツタリング法あるいは高周波
スパツタリング法の場合の10倍乃至100倍の高圧
であり、それ故この酸素圧領域で従来の直流二極
スパツタリング法あるいは高周波スパツタリング
法により基体上に付着される酸素との混合物薄膜
は、ほぼ完全な絶縁物となるのに対し、本発明の
薄膜形成方法により付着される混合物薄膜は良好
な抵抗器用薄膜をも提供できるものであり、而も
本発明の場合は適度に低い薄膜付着速度を具備す
ることにより、薄膜の膜厚を精度良く制御でき、
比較的短時間で所望の厚さの薄膜を得ることがで
きるものである。
従つて前記タンタル薄膜形成方法はほんの一例
を示したものであり、スパツタリング雰囲気とし
ては純粋なアルゴンガスと、活性ガスとしての酸
素のみに限定されるべきものではなく、活性ガス
としては酸素あるいは水分に加えて窒素、シラ
ン、メタン等のガスも当然添加できるものである
ことは論を持たない。また付着されるタンタル薄
膜は抵抗器やコンデンサ等の受動素子に限定され
べきものではなく、MOS半導体等に使用できる
ものであり、薄膜の用途も特に限定されるべきも
のではない。
を示したものであり、スパツタリング雰囲気とし
ては純粋なアルゴンガスと、活性ガスとしての酸
素のみに限定されるべきものではなく、活性ガス
としては酸素あるいは水分に加えて窒素、シラ
ン、メタン等のガスも当然添加できるものである
ことは論を持たない。また付着されるタンタル薄
膜は抵抗器やコンデンサ等の受動素子に限定され
べきものではなく、MOS半導体等に使用できる
ものであり、薄膜の用途も特に限定されるべきも
のではない。
第１図はマグネトロン・スパツタリング法及び
高周波スパツタリング法により薄膜を付着させた
場合の薄膜付着速度を示した特性図で、縦軸は
（混合ガス中の薄膜付着速度）／（アルゴン中の
薄膜付着速度）を示し、横軸は（酸素圧）／（ア
ルゴン圧）を示したものである。 尚図において、１……高周波スパツタリングの
場合の特性、２……マグネトロン・スパツタリン
グの場合の特性を示す。
高周波スパツタリング法により薄膜を付着させた
場合の薄膜付着速度を示した特性図で、縦軸は
（混合ガス中の薄膜付着速度）／（アルゴン中の
薄膜付着速度）を示し、横軸は（酸素圧）／（ア
ルゴン圧）を示したものである。 尚図において、１……高周波スパツタリングの
場合の特性、２……マグネトロン・スパツタリン
グの場合の特性を示す。
Claims (1)
- １ 雰囲気ガスたるアルゴンの圧力が４×10-4ト
ール乃至20×10-3トールに保持され、活性ガスと
して少なくとも酸素が含まれ、該酸素のガス圧力
と該アルゴンのガス圧力との比が（0.2乃至
1.0）：1.0である雰囲気中において、タンタルを
マグネトロン・スパツタリングすることを特徴と
するタンタル薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11738980A JPS5740902A (en) | 1980-08-26 | 1980-08-26 | Methdo of forming thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11738980A JPS5740902A (en) | 1980-08-26 | 1980-08-26 | Methdo of forming thin film |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5740902A JPS5740902A (en) | 1982-03-06 |
| JPS6130403B2 true JPS6130403B2 (ja) | 1986-07-14 |
Family
ID=14710434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11738980A Granted JPS5740902A (en) | 1980-08-26 | 1980-08-26 | Methdo of forming thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5740902A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62246310A (ja) * | 1986-04-21 | 1987-10-27 | 松下電工株式会社 | ヘア−ドライヤ |
-
1980
- 1980-08-26 JP JP11738980A patent/JPS5740902A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62246310A (ja) * | 1986-04-21 | 1987-10-27 | 松下電工株式会社 | ヘア−ドライヤ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5740902A (en) | 1982-03-06 |
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