超高純度金属薄膜作製用非質量分離型 IBD 装置 の開発
De v e l o pme nto fNo n‑ Ma s s ‑ Se pa r a t e dI o nBe a mDe po s i t i o nS y s t e m f o rUl t r a ‑ hi g h‑ pur i t yMe t a l Fi l mFo r ma t i o n
三宅 潔1*､谷敷 学2､山下 睦雄2､亀井 龍一郎2､亀井 其悟2
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3 1埼玉大学大学院理 工学研究科環境制御 工学専攻GraduateSchoolofScienceandEngineering,SaitamaUniversity
2誠商工業株式会社 Seinan IndustriesCo.,Ltd.
1.は じめに
IT革命 を支 える電子情報機器 は今 もなお急速 な進化 を続 けてい る｡デー タ ･映像 を記録す るための
‑‑ ドデ ィスク装置の高密度化 ､映像 出力 を映 し出す液晶デ ィスプ レー装置の高精細化 と高速化､光通 信 を行 うための光セ ンサー ･発光素子 な どオプ トエ レク トロニクス素子の高性能化 と環境低負荷化 な ど､
極 めて難 しい課題 を解決す るために新 しい材料 の開発 が要求 されてい る｡
本共同研究は､上記 の産業的要求 を背景 として､｢環境半導体製造用高純度イオ ン成膜装置の開発｣と い うテーマで､埼玉大学 と誠南工業株式会社 とで開始 した ものである｡ その中で､我 々は超高純度金属 薄膜作製用非質量分離型IBD装置 を開発 した｡ これ は､液 晶用TFT素子 の重要 な構成材料である多 結晶 シ リコン薄膜 を低温で作製す るために､高純度 のシ リコンイオ ン源 を備 えた ものである｡ また､三 宅 らが これまで行 ってきた高純度高耐食性鉄薄膜 を作製す る機能 も備 えてい るものである｡
2.共 同研究の内容
今 回､開発 した超高純度金属薄膜作製用非質量分離型IBD装置の概略図 と写真 を図1と図2に示す｡
本装置は､多結晶シ リコンな どの薄膜 を作製す る成膜室 と､直径 が2イ ンチの基板 を3枚装着 して､真 空 を破 らないで基板 を交換す ることができるロー ドロック室 とよ りな りたってい る｡ いずれの真空容器 もターボ分子ポンプ とロー タ リーポンプによ り排気 されてお り､到達真空度 は10 6paである｡成膜室の 下部 に､高純度 シ リコン棒 をターゲ ッ トとした高周波 スパ ッタ型金属イオ ン源 を備 えた｡
このイオ ン源 の動作原理 は､周波数 13.56MHzの高周波電力 を水冷 された銅 コイル に印加 し､同時に､
高純度アル ゴンガスを導入 し､まず アル ゴンプラズマ を生成す る｡次 に､ コイル 中心 に配置 されたシ リ コン棒 ターゲ ッ トに､負 のバイアス電圧 を印加 し､プ ラズマ 中のアル ゴンイオ ンによ りシ リコン棒 ター ゲ ッ トをスパ ッタす る とともに､加熱 してシ リコンの蒸気 を発生 させ る｡ これ らのシ リコン棒か ら発生 す る中性 のシ リコン金属 は､アル ゴンプラズマ 中で､効率的に励起アル ゴン原子 との衝突 によ りベニ ン グイオ ン化 され シ リコンイオン となる｡ この時､銅 コイル はシ リコン原子で コーテ ィングされ ることで 不純物 の発生 を防 ぐ｡
現在 ､イオ ン源 の特性評価 を行いなが ら､シ リコン薄膜 の作製 を行 ってい る ところである｡
3.今後の課題
本共同研究の実施 によ り､平成12年度､ 日本学術振興会 よ り大学 とベ ンチ ャー 中小企業 の共 同研究 を促進す る ｢ベ ンチャー ･中小企業支援共同研究推進事業｣の2000年度実施 プ ロジェク トの1つに 選 ばれ､継続 して研究 を遂行 中である｡本装置 を基 に しなが ら､シ リコンだけでな く､鉄 な ど他 の金属 の成膜 にも技術 を広 げ､環境半導体 として精力的に研 究が行 われてい る鉄 シ リサイ ド半導体薄膜 の作製 も試み る予定である｡
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図 1 非質量分離型イオ ン ビームデポジシ ョン装置の構成
図 2 非質量分離型イオ ン ビームデポジシ ョン装置
参考文献 樽井将邦､加 田智史､埼玉大学卒業論文(2001.3)､
樽井将邦 ら､加 田智史 ら :平成13年応用物理学会春期講演会予稿 31a‑P16‑7,28ai1‑21
*〒338‑8570浦和市 下大久保255電話 :048‑858‑3873 FAX:048‑858‑3818 Email:kmi yake@d‑kiki.ees.saitama‑u.ac.jp
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