[發明專利]在襯底表面上淀積膜的方法和由該方法制造的襯底

無效

• 申請號: 00108625.1
• 申請日: 2000-04-22
• 公開（公告）號: CN1271784A
• 公開（公告）日: 2000-11-01
• 發明（設計）人: 安崎利明;荻野悅男;豐島隆之
• 申請（專利權）人: 日本板硝子株式會社
• 主分類號: C23C14/40
• 分類號: C23C14/40;C23C14/06
• 代理公司: 柳沈知識產權律師事務所
• 代理人: 范明娥

本發明涉及在襯底上淀積涂敷膜的方法，它是通過在能夠控制減壓氣氛的真空裝置中的濺射而進行的。

已經嘗試的現有的技術包括：緊靠著安放的二個陰極，分別在陰極上放置由不同材料制成的靶，并且，通過濺射，在襯底上淀積包含靶材料的涂敷膜。在這種情況下，使用給每一個陰極提供負電壓的電源。換言之，這種技術要為各自的陰極使用獨立的電路。

在上述的濺射方法中，為了濺射靶材料而生成的輝光放電是不穩定的，即：不正常的放電頻繁發生。因此，現有的技術有這樣一個問題：不能獲得具有所需厚度的涂敷膜，或者淀積的涂敷膜有針孔，或者粘附外來的雜質。

在這種技術中，由不同材料制成的靶被分別安放在二個相互鄰接安置的陰極上，并且，包含二種靶材料的涂敷膜將被淀積在襯底表面上，陰極緊靠著安放是必需的。在這種情況下，由于磁控管的磁場的影響，在各個靶表面上產生的輝光放電等離子體是互相緊靠著的。結果，由一個靶射出的靶成分累積在鄰接的靶表面上，用電絕緣膜覆蓋要被正離子轟擊靶的區域(腐蝕區域)。這一覆蓋導致輝光放電等離子體不穩定和不能持續。換言之，有這樣一個問題：穩定和連續的膜淀積是不可能的。當氧化涂敷膜或半導體涂敷膜要被淀積在襯底上時，這個問題是特別嚴重的，并會帶來毀滅性的后果。尤其是，不正常的放電頻繁發生和輝光放電隨時停止，使它不可能繼續進行涂敷膜的淀積。

通過以相互間距較大的方式安放二個陰極，這個問題可以被克服。然而，增加陰極之間的距離會產生一個實質性的問題：分別由二個靶射出的靶材料不能夠被同時濺射為涂敷膜。

本發明的目的是要提供一種方法，其中，成分或組分有區別的靶被安放在二個緊靠著安置的極陰上，并且，通過使用穩定的輝光放電的濺射，靶材料的原子、分子、或粒子被同時累積在襯底表面上，并因此淀積包含二種材料或組分的涂敷膜。

本發明已經達到了消除上述問題的目的，并提供一種在襯底表面上淀積膜的方法，它包括：在真空裝置中緊靠著安放一對陰極，在該真空裝置中，能夠制備具有減壓的大氣，分別給陰極提供電壓，同時交替地轉換極性，以致使得：當陰極之一被用作負極或正極時，另一個陰極被用作正極或負極，在分別安置在二個陰極上的靶上產生輝光放電，并且，同時用由輝光放電產生的正離子轟擊靶，由此，在襯底的表面上濺射包含靶材料的涂敷膜，其中，安放在陰極之一上的靶材料不同于安放在另一個陰極上的靶的材料，并且，淀積在襯底表面上的膜包括這二種靶材料。

在本發明方法的一個實施例中，一對陰極是平面陰極，它們被這樣安置：使得陰極之一的較長的邊平行于另一個陰極較長的邊，并且，按照以垂直于陰極的較長邊的方向橫過陰極這樣的方式，使襯底通過陰極的前面，因此，淀積的涂敷膜在厚度方向上，相對于每一種不同的靶材料的濃度而言，具有濃度梯度。

在本發明的方法的另一個實施例中，二個陰極要這樣安排：使得一個被另一個圍繞，因此，淀積的涂敷膜中的不同的靶材料呈現為兩者的混合物。

在本發明的方法的又一個實施例中，每一種靶材料是金屬。

在本發明的方法的另一個實施例中，每一種靶材料是導電的金屬氧化物。

圖1是說明在實施本發明中可使用的成對的陰極的一個實施例的示意剖面圖。

圖2是說明在實施本發明中可使用的成對的陰極的另一個實施例的示意圖。

圖3是說明由本發明獲得的涂敷膜的曲線圖，該膜具有一個有組分梯度的邊界。

圖4是說明由本發明獲得的涂敷膜的曲線圖，該膜由混合的成分組成。

圖5是說明在實施本發明中可使用的成對的陰極的排列的另一個實施例的示意圖。

圖6是說明通過實施本發明獲得的半鏡面的涂敷膜的厚度方向的折射率分布的曲線圖。

圖7是說明通過實施本發明獲得的半鏡面的光譜反射率和透射率的曲線圖。

(引用數字和符號的說明)

1A，1B：陰極

2A：由成分A制成的靶

2B：由成分B制成的靶

3：交替轉換放電等離子體

4：襯底

5：濺射氣體進料管

6：屏蔽件

7：磁控管的電源

8：振蕩器

9：襯底夾持器