Subject   : スパッタリング法

カテゴリー  : 半導体 


 スパッタリング法
  スパッタリング法では,高真空中で金属やシリサイド(Siとメタルの合金)のターゲットと呼ばれる円盤に高エネルギーのアルゴン(Ar)原子をぶつけ(スパッタする),アルゴン原子にたたかれて飛び出してくる(反跳)原子をウエーハ表面に付着させることで成膜します。  スパッタリングにも各種の装置があります。 最近では,スパッタリング法による被着性を改善するため,ウエーハとターゲットの間の距離を長くしたロングスロー・スパッタやウエーハとターゲットの間に穴の開いたシールド板を挿入したコリメート・スパッタなども実用化されています。これらの方法を使うと,被着原子のウエーハへの垂直入射成分を増やすことにより被着性を改善することができますが,その分だけ成膜速度が犠牲になります。

○ プレーナマグネトロン法
 プレーナマグネトロン法では,高真空チャンバ内に,ウエーハと,薄膜材料円盤をCuなどのプレートに張り付けたターゲットとを対向させて置きます。ターゲットには,マイナスの高電圧を印加します。このチャンバ内に,アルゴン・ガスを吹き込むと,高電界によりアルゴン・ガスはプラズマ状態になり,イオン化します。

 ターゲット側を陰極,ウエーハ側を陽極にして直流電圧を印加すると,高速に加速されたアルゴン・イオンがターゲットに衝突します。その際アルゴン・イオンに玉突きのように反跳されて,ターゲット材料の原子が飛び出し,それがウエーハ上に被着し,薄膜を成長させるという仕組みです。

 この時,陰極側の磁石による磁場はスパッタリング効率を上げる役目をします。スパッタリングはCVD法と異なり,化学反応を利用せず,物理的に被着・成膜しますので,下地材料の種類によらず,良好な密着性が得やすいという特徴があります。ただし,下地の形状に凹凸がある場合には段差部での薄膜の被着性は化学的なCVD法に比べて劣ります。
 ⇒ 膜形成方法(deposition)
 ⇒ エピタキシー(epitaxy)

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