[其他]化合物薄膜形成裝置

無效

• 申請號: 87107161
• 申請日: 1987-10-21
• 公開（公告）號: CN87107161A
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發明（設計）人: 伊藤弘基
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: C23C14/30
• 分類號: C23C14/30;H01L49/02;H01L27/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 葉凱東,吳秉芬

本發明是關于化合物薄膜形成裝置，特別是關于采用離子束蒸鍍法蒸鍍形成薄膜的化合薄膜形成裝置。

一直以來，TiN、Al₂O₃、SiC等的化合物薄膜都是以噴濺法、化學汽相淀積法等方法而復蓋于各種物品的表面。可是，以這樣的方法復蓋于物品表面的化合物薄膜，其缺點是硬度不足，附著力弱。

于是，在反應性氣體氣氛中，通過離子束蒸鍍法噴出蒸鍍物質的蒸氣以形成化合物薄膜，這種稱做反應性氣體離子束蒸鍍法也被使用著。

圖2是載于《國際離子工程會議論文集》（ISIAT′83????&????IPAT′83）的反應性氣體離子裝置的構成示意圖。圖中，（1）是被保持著所定真空度的真空槽，（2）是將真空槽（1）內的氣體排出的真空排氣系統，（3）是設置在真空槽（1）內的下方的密閉式坩堝，（4）是設置在這坩堝（4）的上部的至少一個的噴嘴，（5）是填充在坩堝（3）內部的蒸鍍物質，（6）是將坩堝（3）加熱的加熱用燈絲，（7）是遮擋這個加熱用燈絲（6）的熱的熱屏蔽板，（8）是將發自坩堝（3）的噴嘴（4）的蒸鍍物質（5）的蒸氣噴出而形成的原子團，（9）是由坩堝（3）、加熱用燈絲（6）以及熱屏蔽板（7）構成的蒸氣發生源。

（10）是放出電子束的電離燈絲，（11）是將來自這個電離燈絲（10）的電離用電子引出并加速的電子束引出電極，（12）是遮擋電離燈絲（10）的熱的熱屏蔽板，（13）是由電離燈絲（10）、電子束引出電極（11）以及熱屏蔽板（12）構成的原子團（8）的電離機構。

（14）是通過電離機構（13）而被電離成正離子的離子團，（15）是以電場加速離子團（14），使離子團（14）獲得功能的加速電極，（16）是襯底（17）是在這襯底的表面上形成的蒸鍍薄膜。

（18）是填充了含有組成化合物的元素，例如氧、氮、碳氫化合物等反應性氣體的儲氣瓶，（19）是從儲氣瓶（18）將反應性氣體導入真空槽（1）時調節流量的流量調節閥，（20）是將通過流量調節閥而被導入的反應性氣體導向坩堝（3）的噴嘴（4）上方的導管，（21）是由儲氣瓶（18）、流量調節閥（19）及導管（20）構成的反應性氣體導入系統。

（22）是將加熱用燈絲（6）加熱的第一交流電源，（23）是將坩堝（3）的電位偏置為正電位的第一直流電源，（24）是加熱電離燈絲（10）的第二交流電源，（25）是將電離燈絲（10）偏置為負電位的第二直流電源，（26）是將電子束引出電極（11）及坩堝（3）偏置使之對于處在接地電位的加速電極（15）保持正電位的第三直流電源，（27）是由第一交流電源（22）、第一直流電源（23）、第二交流電源（24）、第二直流電源（25）及第三直流電源（27）構成的電源裝置。

原來的化合物薄膜形成裝置的構成有如上述，真空槽（1）的真空度通過排氣系統（2）而被排氣至1×10^-6mmHg的程度。從加熱用燈絲（6）放出的電子通過由第一直流電源（23）所附加的電場而被加速，被加速了的電子與坩堝（3）相沖突，使坩堝（3）內的蒸氣壓達到數mmHg進行加熱。通過這個加熱，坩堝（3）內的蒸鍍物質（5）蒸發，從噴嘴（4）向真空槽（1）中噴射。當蒸鍍物質（5）的蒸氣通過噴嘴（4）時，通過由于坩堝（3）與真空槽（1）之間的壓力差而引起的絕熱膨脹而成為過冷狀態，大約100至1000個原子結合成塊狀原子團（8）。這個塊狀原子團（8）的一部分通過從電離燈絲（10）放出的電子束而被電離，成為塊狀離子團（14）。這塊狀離子團（14）與沒有被電離的中性的塊狀原子團（8）一起，通過由加速電極（15）而形成的電場而被加速及控制，使之與襯底（16）相沖突。另一方面，在襯底（16）附近存在著由反應性氣體導入系統（21）導入的反應性氣體。于是，在襯底（16）附近，蒸鍍物質（5）的塊狀原子團（8）及塊狀離子團（14）與反應性氣體進行反應，從而在襯底（16）上蒸鍍出化合物的薄膜，形成蒸鍍薄膜（17）。

再者，各直流電源的作用如下：第一直流電源（23）使坩堝（3）的電位對于加熱用燈絲（6）為正偏壓，從而使由加熱用燈絲（6）放出的熱電子與坩堝（3）相沖突。第二直流電源（25），使由二交流電源（24）加熱的電離燈絲（10）的電位對于電子束引出電極（11）為負偏壓，以便將從電離燈絲（10）放出的熱電子引到引出電極（11）的內部。第三直流電源（26）將電子束引出電極（11）及坩堝（3）偏置，使之對于處在接地電位的加速電極（15）為正電位。