スパッタリング薄膜成膜方法及びスパッタリング薄膜成膜装置。
【課題】対向ターゲット式スパッタ法を用いて、プラズマ粒子が存在する領域の外に化合物半導体の付いた基板を置いて、化合物半導体にプラズマ粒子による衝撃を与えないで絶縁性薄膜を形成するとともに、良質の化学量論的に純粋な絶縁性薄膜を形成して、半導体上に耐久性の高い薄膜を付与した素子の製造方法と製造装置を提供する。
【解決手段】対向ターゲットのスパッタリングにより基板上に薄膜を成膜するスパッタリング薄膜成膜方法において、前記対向ターゲット外淵と前記基板との中程に対向した反応性ガス導入口を設け、該反応性ガス導入口の向かっている方向が前記基板面中心部の垂線と概ね直角であって、各反応性ガス導入口の先端から前記垂線までの距離を５０から３００mmに設定し、基板付近での反応性ガス分圧を高めることで化学量論的に純粋な良質の絶縁性薄膜を得る。
【解決手段】対向ターゲットのスパッタリングにより基板上に薄膜を成膜するスパッタリング薄膜成膜方法において、前記対向ターゲット外淵と前記基板との中程に対向した反応性ガス導入口を設け、該反応性ガス導入口の向かっている方向が前記基板面中心部の垂線と概ね直角であって、各反応性ガス導入口の先端から前記垂線までの距離を５０から３００mmに設定し、基板付近での反応性ガス分圧を高めることで化学量論的に純粋な良質の絶縁性薄膜を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向ターゲットを用いたスパッタリングで、反応性ガスで基板上に良質の絶縁性薄膜を生成する方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩｎＳｂやＩｎＡｓなどの化合物半導体を用いたホール素子や磁気抵抗素子は、化合物半導体が表面に出た状態で使用すると、周囲の湿気、酸やアルカリなどの影響を受け性能が劣化してしまうため、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物からなる絶縁膜を保護膜として化合物半導体の周囲を覆い、周囲からの劣化の原因を防いでいる。
Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物からなる絶縁膜を化合物半導体の周囲に保護膜として形成するには、シランガスをプラズマ中で分解させて窒素やアンモニア、酸素などの反応性ガスと反応させて絶縁性保護膜を成膜するＣＶＤ（気相化学蒸着）法や、シリコンやＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物をターゲットとしてプラズマを作り必要に応じて反応性ガスと反応させ、プラズマの上部または下部に基板を置いて絶縁性保護膜を成膜するスパッタ法が用いられている。しかし、これらの方法は、いずれもプラズマ中で絶縁性保護膜を形成するため、絶縁性保護膜を形成する際に、ＩｎＳｂやＩｎＡｓなどの化合物半導体にアルゴンイオンや活性化した高温のアルゴンや電子などのプラズマ粒子が衝突して、化合物半導体の性能を劣化させる問題がある。ＩｎＳｂやＩｎＡｓなどの化合物半導体に直接プラズマ粒子が衝突すると表面の結晶性が悪くなり、電子密度の増加による抵抗の低下や、電子移動度の低下をもたらし、半導体としても特性を落とす。電子移動度が低下するとホール素子や磁気抵抗素子では感度が低下する。また、ＨＥＭＴ（高移動度トランジスタ）では高周波への応答速度が低下し高周波への応用が困難になり、化合物半導体の特徴が生かされない。さらに、このように化合物半導体に直接プラズマ粒子が衝突する成膜方法では、反応性ガスとして窒素ガスや酸素ガスを導入する場合、酸素や窒素が活性化して、ＩｎＳｂやＩｎＡｓなどの化合物半導体表面にインジウム酸化物やインジウム窒化物などを形成して、半導体が絶縁化する場合もあり、半導体の物性を維持することが困難となる。
【０００３】
このような絶縁層成膜時におけるプラズマ衝撃を除く方法として、対向ターゲットを用いたスパッタ方法が挙げられる。対向ターゲット式スパッタ装置では、対向しているターゲット間でプラズマが発生し、プラズマ粒子もその内部に存在するので、プラズマの外部に位置する場所に化合物半導体膜の付いた基板を置くことで、プラズマ粒子が直接化合物半導体面に衝突しない状態で絶縁性保護膜を形成することができる。このような技術の先行文献として特許文献１が知られている。
特許文献１に記載の技術は、対向ターゲットを用いスパッタリングによりターゲットから飛び出させたターゲット粒子と反応性ガスを反応させて基板上に絶縁薄膜を作製する方法と、その装置が記載されている。
【０００４】
しかし、特許文献１の方法で作製した窒化珪素と酸化珪素の混合物からなる膜は、化学量論的に純粋なＳｉ３Ｎ４およびＳｉＯ２膜と比較して光透過率が低く、純粋なＳｉ３Ｎ４およびＳｉＯ２膜が得られない。
つまり、特許文献１の方法では、ターゲットとしてシリコンを用い反応ガスとして窒素と酸素を用い、窒化珪素と酸化珪素の混合物を成膜しているが、光波長５１０ｎｍの光透過率が膜厚３９６１オングストロームでは８７％で、膜厚５２１８オングストロームでは７７％である。理論的な窒化珪素と酸化珪素の混合物の光透過率は、光波長５１０ｎｍで１００％あることから、特許文献１の方法では、化学量論的に純粋な窒化珪素および酸化珪素が得られない。化学量論的に純粋なＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物からなる絶縁膜が得られないと、保護膜としての耐湿性や耐酸および耐アルカリに対する性能が低下する。
【０００５】
このような膜を、化合物半導体素子の保護膜として用いた場合、耐久性試験において化合物半導体の性能低下が問題である。対向ターゲットを用いたスパッタ方法は、プラズマ衝撃は少ない反面、反応性ガスとの反応が充分ではないため、耐久性の高い化学量論的に純粋な絶縁膜ができていないのが現状である。
【特許文献１】特開２００５−４８２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、対向ターゲット式スパッタ法を用いて、プラズマ粒子が存在する領域の外に化合物半導体の付いた基板を置いて、化合物半導体にプラズマ粒子による衝撃を与えないで絶縁性薄膜を形成するとともに、良質の化学量論的に純粋な絶縁性薄膜を形成して、半導体上に耐久性の高い薄膜を付与できる薄膜成膜方法と、その製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前記課題を解決するため対向ターゲットのスパッタリング時に、対向ターゲットと、基板と、反応性ガス導入口と、の相対的な位置関係を所定に設定することにより、基板に近い位置に置かれた反応性ガス導入からの反応性ガスの分圧を高めに保つことができ、そのためスパッタにより飛び出したスパッタ粒子が基板の手前で窒素や酸素など反応性ガスと充分結合し、化学量論的に純粋な良質のＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物などの絶縁膜を形成できることを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、対向ターゲットのスパッタリングにより基板上に薄膜を成膜するスパッタリング薄膜成膜方法において、前記対向ターゲット外淵と前記基板との中程に対向した反応性ガス導入口を設け、該反応性ガス導入口の向かっている方向が前記基板面中心部の垂線と概ね直角であって、各反応性ガス導入口の先端から前記垂線までの距離が５０から３００ｍｍであることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜方法です。
【０００８】
また、反応性ガスが窒素ガスで、前記薄膜が窒化物であることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜方法です。
また、前記窒化物が窒化珪素で、その屈折率が１．９から２．１であり、波長４００ｎｍにおける透過率が９０から１００％であることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜方法です。
また、前記基板が化合物半導体であることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜方法です。
また、対向ターゲットのスパッタリングにより基板上に薄膜を成膜するスパッタリング薄膜成膜装置において、前記対向ターゲット外淵と前記基板との中程に対向した反応性ガス導入口を設け、該反応性ガス導入口の向かっている方向が前記基板面中心部の垂線と概ね直角であって、各反応性ガス導入口の先端から前記垂線までの距離が５０から３００ｍｍであることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜装置です。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、ＩｎＳｂやＩｎＡｓなどの化合物半導体上に直接、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物などの絶縁膜を得る方法として、プラズマ衝撃を与えずに化合物半導体上に直接絶縁膜を成膜することができる対向ターゲット式スパッタ法を用い、化学量論的に純粋な良質のＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物などの絶縁膜を形成して、耐久性能の高い化合物半導体素子を提供する効果を有します。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明でいう対向ターゲットのスパッタリングとは、対向ターゲット式スパッタ装置を用いたスパッタリングをいう。本発明では、スパッタリングのためのプラズマの種類を特定しないが、直流または交流高周波電源からなるプラズマがある。本発明で用いる対向ターゲット式スパッタ装置のスパッタ部の概略図を図１に示す。図１における符号は、１が基板。２が基板ホルダー。３、３ａがターゲツトホルダー、４、４ａが磁石、５、５ａがターゲット、６、６ａが反応性ガス導入口、を示す。
対向ターゲット式スパッタ装置のスパッタ部は、同じ形状のターゲットが対向していることに特長があり、ターゲット間に直流または交流の電源をかけることによりターゲット間にアルゴンなどのプラズマを発生させることができる。そのため、概ね図１のＰで示した領域で、アルゴンなどのプラズマ粒子が存在する。そして、そのプラズマ粒子の飛来する軌道を図１のＴに示します。
【００１１】
反応ガス導入口は、図３に示すように、対向ターゲット外淵と基板との中程に対向した位置に設け、反応性ガス導入口の向かっている方向が前記基板面中心部の垂線と概ね直角の位置にある。本発明では、図４に示すように、各反応性ガス導入口の先端から前記垂線までの距離である反応性ガス導入距離が、５０から３００ｍｍであることを特徴とする。
Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２などの絶縁性保護膜を成膜する場合は、この反応性ガス導入距離が３００ｍｍより大きい場合には、光透過性の低い黒ずんだ膜が成膜され、耐久性能が良くない。反応性ガス導入距離が大きい場合に、光透過性の低い黒ずんだ膜ができるのは、ターゲット付近の窒素分子濃度が低めになり、スパッタにより基盤表面に到達するシリコン粒子と窒素分子が基板付近で充分反応できないため、膜のシリコン成分が多くなり、化学量論的に純粋な窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化珪素（ＳｉＯ２）および窒化珪素と酸化珪素の混合物の膜ができないためと考えられる。さらにこのような黒ずんだ膜で、耐久性が良くないのは、保護膜として性能の高い化学量論的に純粋なＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物などの膜ができていないため、化学的に不安定な膜となっていることが考えられる。また、反応性ガス導入距離が５０ｍｍより小さい場合には、成膜される膜の膜厚分布がばらついて、均一な膜厚の成膜が困難である。本発明では、この反応性ガス導入距離を、３０〜３００ｍｍに調整することが好ましく、反応性ガス導入距離を、５０〜２５０ｍｍに調整することがより好ましく、反応性ガス導入距離を、１００〜２００ｍｍに調整することがさらに好ましい。
【００１２】
本発明では、化合物半導体に保護膜を形成する場合、薄膜として、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物などを形成することが好ましい。これらの薄膜を化合物半導体の表面および周囲に形成することにより、化合物半導体が周囲からの湿気、酸やアルカリなどの影響を受け性能が劣化するのを防ぐことができる。Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物などの絶縁性保護膜を成膜する場合は、ターゲット材として純度の高いＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物を用いて、高周波電源をかけてプラズマを発生させる方法があるが、ターゲット材に純度の高いシリコンを用いて直流電源をかけてプラズマを発生させ、図１に示した反応ガス導入口６および６ａから窒素ガスまたは酸素ガスなどの反応性ガスを導入して絶縁性保護膜を形成することが好ましい。
【００１３】
本発明では、成膜時の化合物半導体膜へのプラズマ衝撃を示す指標として、基板上の化合物半導体表面の温度を測定して用いる。プラズマ衝撃となるアルゴンイオンや高温アルゴンガスや電子などのプラズマ粒子が化合物半導体に当たれば化合物半導体表面の温度が高くなることから、化合物半導体の表面温度をサーモラベルを用いて測定して、化合物半導体の表面温度が１００℃以下になるように図２に示すターゲットと基板の距離を調整している。本発明では、化合物半導体に対するプラズマ衝撃を少なくするため、サーモラベルを用いて測定した成膜中の化合物半導体の表面最高温度を２０〜１００℃に調整することが好ましく、表面最高温度を２０〜７０℃に調整することが、より好ましく、表面最高温度を２０〜５０℃に調整することがさらに好ましい。
【００１４】
本発明では、図２に示すターゲットと基板の距離を調整することが好ましい。このターゲットと基板の距離が大きければ大きいほど化合物半導体膜へのプラズマ粒子による衝撃は少なくなるが、その反面、成膜速度が遅くなるため、適度なターゲットと基板の距離が必要となる。本発明では、ターゲットと基板の距離が、２０〜２００ｍｍが好ましく、ターゲットと基板の距離が、４０〜１５０ｍｍがより好ましく、ターゲットと基板の距離が、５０〜１３０ｍｍがさらに好ましい。
本発明での薄膜の成膜速度は、プラズマを形成するアルゴンの流量、スパッタ圧力、反応性ガスの流量、ターゲット／基板距離、反応性ガス導入距離などの要因を受ける。これらの要因を調整して、プラズマ粒子が化合物半導体に直接当たらないで、高い成膜速度を得ている。本発明での絶縁性保護膜の成膜速度を、５〜５０ｎｍ／分に調整することが好ましく、絶縁性保護膜の成膜速度を、１０〜３０ｎｍ／分に調整することがより好ましく、絶縁性保護膜の成膜速度を、１０〜２５ｎｍ／分に調整することがさらに好ましい。
【００１５】
本発明での薄膜の膜厚は、特に限定しないが、化合物半導体を湿気や酸またはアルカリから保護する目的で使用する場合には、薄膜の膜厚が高い方が好ましいが、厚過ぎると成膜時間がかかるし膜応力も大きくなり適当ではない。本発明では、絶縁性保護膜の膜厚を1〜１０００ｎｍが調整することが好ましく、絶縁性保護膜の膜厚を１０〜５００ｎｍに調整することがより好ましく、絶縁性保護膜の膜厚を５０〜５００ｎｍに調整することがさらに好ましい。
本発明では、薄膜を付ける化合物半導体として、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂなどからなる結晶および混晶、およびそれらの化合物半導体混合物からなる結晶および混晶を用いることができる。本発明では、磁気センサなどの高い電子移動度が必要な素子に用いる場合には、化合物半導体として、ＩｎＡｓ１−ｘＳｂｘ（０≦ｘ≦１）からなる化合物半導体が好ましい。化合物半導体の膜厚は、特に限定しないが、化合物半導体の膜厚が薄いほどプラズマ粒子からの衝撃の影響が大きいので、化合物半導体の膜厚が薄いほど本発明の効果が大きく、化合物半導体の膜厚として０．００1〜２ミクロンが好ましく、化合物半導体の膜厚として０．００１〜１ミクロンがより好ましい。
【００１６】
本発明で石英基板上に成膜したＳｉ３Ｎ４膜は、その屈折率が１．９から２．１であり、波長４００ｎｍにおける透過率が９０から１００％であり、化学量論的に純粋なＳｉ３Ｎ４バルクの値である屈折率が２．０と、波長４００ｎｍにおける透過率１００％にほぼ匹敵する。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
［実施例１〜３］
半絶縁性の２インチＧａＡｓ基板の上に、ＭＢＥ法を用いてＩｎＳｂ膜の成長を行った。ＩｎＳｂ膜の厚さは、実施例１では、厚さ０．３ミクロン、実施例２では、厚さ０．６ミクロン、実施例３では、厚さ１．０ミクロンに調整した。それぞれの膜の特性をファンデルポー法により測定した結果を表１に示す。さらに、このＧａＡｓ基板上に形成したＩｎＳｂ膜を用いて、半導体薄膜素子としてホール素子を作製した。フォトリソグラフィーを応用し、ＩｎＳｂをホール素子のパターンに加工した。
【００１８】
ホール素子の絶縁性保護膜として対向ターゲット式スパッタを用いて、Ｓｉ３Ｎ４膜４００ｎｍを成膜した。Ｓｉ３Ｎ４膜の成膜では、ＩｎＳｂ表面にプラズマ粒子が当たらないＩｎＳｂ表面温度４０〜４５℃で成膜した。
表２に対向ターゲット式スパッタの成膜条件を示す。プラズマガスとしてアルゴンガスを用い、反応性ガス導入距離を１５０ｍｍとし、反応性ガスとして窒素ガスを用いた。Ｓｉ３Ｎ４膜成膜中のＩｎＳｂの表面温度は、日油技研工業株式会社製サーモラベル３Ｋ−４０で測定し、４０〜４５℃であった。ホール素子は、ダイシングの後、ダイボンディング、ワイヤーボンディング工程を経て、トランスファーモールド工程により樹脂でパッケージ化して、Ｓｉ３Ｎ４絶縁性保護膜付きホール素子を作製した。
【００１９】
このＳｉ３Ｎ４絶縁性保護膜の成膜速度は、１７ｎｍ／分であった。本実施例と同じ対向ターゲット式スパッタ条件で、石英基板上に成膜したＳｉ３Ｎ４膜４００ｎｍの波長４００ｎｍでの光透過率は、９８％であり、波長５１０ｎｍでの光透過率は、１００％であった。さらに、本実施例と同じ絶縁性保護膜の成膜条件で、シリコン基板上に成膜したＳｉ３Ｎ４膜４００ｎｍの屈折率をエリプソメーターで測定したところ屈折率２．０１であった。
このホール素子１０００個の特性の平均値を表３に示す。定電圧感度は、入力電圧１Ｖ、印加磁束密度５０ｍＴで測定した値である。定電流感度は、入力電流５ｍＡ、印加磁束密度５０ｍＴで測定した値である。
【００２０】
このホール素子１０００個のプレッシャークッカー試験（ＰＣＴ）後の特性評価をし、その特性評価平均値を表４に示す。プレッシャークッカー試験は、１２１℃、湿度９９％、２気圧水蒸気雰囲気で１００時間行った。
実施例１と同じＩｎＳｂ膜厚０．３ミクロン、Ｓｉ３Ｎ４膜４００ｎｍで反応性ガス導入距離のみを３０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍと変えて作製した同じようなホール素子を、上述と同じプレッシャークッカー試験（ＰＣＴ）前後の変化を表５、図５、図６、図７に示す。表５は、それぞれの距離の場合のＰＣＴ前後の変化を、入力抵抗Ｒｉｎ、定電圧感度Ｖｈ（１Ｖ）、定電流感度Ｖｈ（５ｍＡ）の変化量を示す、図５、図６、図７は、それぞれをグラフ化して示している。
これらのデータにより、反応性ガス距離は、５０から３００ｍｍの範囲で変化が少なくＰＣＴに対する信頼性が高いことを示している。
なお、上述の結果は、Ｓｉ３Ｎ４膜を５０ｎｍに、ＩｎＳｂ膜をＩｎＡｓ膜に変えても同じであった。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】
【表４】
【００２５】
【表５】
【００２６】
［実施例４〜６］
実施例１〜３と同様に、半絶縁性の２インチＧａＡｓ基板の上に、ＭＢＥ法を用いてＩｎＳｂ膜の成長を行った。ＩｎＳｂ膜の厚さは、実施例４では、厚さ０．３ミクロン、実施例５では、厚さ０．６ミクロン、実施例６では、厚さ１．０ミクロンに調整した。それぞれの膜の特性をファンデルポー法により測定した結果を表６に示す。さらに、このＧａＡｓ基板上に形成したＩｎＳｂ膜を用いて、絶縁性保護膜としてＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合膜を膜厚４００ｎｍに調整して成膜した以外は実施例１〜３と同じ方法でホール素子を作製した。表７に絶縁性保護膜の成膜条件を示す。この成膜では反応性ガスとして窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを用いた。この成膜中のＩｎＳｂの表面温度は実施例１〜３と同様の方法で測定し、４０〜４５℃であった。
【００２７】
この絶縁性保護膜の成膜速度は、２０ｎｍ／分であった。本実施例と同じ対向ターゲット式スパッタ条件で、石英基板上に成膜した絶縁性保護膜４００ｎｍの波長４００ｎｍでの光透過率は、９８％であり、波長５１０ｎｍでの光透過率は、１００％であった。さらに、本実施例と同じ絶縁性保護膜の成膜条件で、シリコン基板上に成膜した絶縁性保護膜４００ｎｍの屈折率をエリプソメーターで測定したところ屈折率１．８６であった。
このホール素子１０００個に対して、ホール素子作製後の特性の平均値を表８に示す。定電圧感度と定電流感度は、実施例１〜３と同様の方法で測定した値である。
このホール素子１０００個のプレッシャークッカー試験後の特性評価をし、その特性評価平均値を表９に示す。プレッシャークッカー試験は、実施例１〜３と同様の方法で行った。実施例１〜３と同様に変化がなく、信頼性に優れていることが分かる。
【００２８】
【表６】
【００２９】
【表７】
【００３０】
【表８】
【００３１】
【表９】
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のスパッタリング薄膜成膜方法、スパッタリング薄膜成膜装置は、特に半導体素子の製造方法の分野で信頼性に優れた保護絶縁膜の製法、製造装置に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明で用いる成膜装置のスパッタ部の概略図
【図２】基板とターゲットの位置関係を示す概略図
【図３】反応性ガス導入の位置を示す概略図
【図４】反応性ガス導入距離を示す概略図
【図５】反応性ガス導入距離の違いによるＰＣＴ後の入力抵抗の変化図
【図６】反応性ガス導入距離の違いによるＰＣＴ後の定電圧感度の変化図
【図７】反応性ガス導入距離の違いによるＰＣＴ後の定電流感度の変化図
【符号の説明】
【００３４】
１：基板
２：基板ホルダー
3、３ａ： ターゲットホルダー
4、４ａ：磁石
５、５ａ： ターゲット
６、６ａ：反応性ガス導入口
Ｐ：プラズマ粒子のある領域
Ｔ：ターゲット粒子の軌道
ＳＣ：基板の中心部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向ターゲットを用いたスパッタリングで、反応性ガスで基板上に良質の絶縁性薄膜を生成する方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩｎＳｂやＩｎＡｓなどの化合物半導体を用いたホール素子や磁気抵抗素子は、化合物半導体が表面に出た状態で使用すると、周囲の湿気、酸やアルカリなどの影響を受け性能が劣化してしまうため、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物からなる絶縁膜を保護膜として化合物半導体の周囲を覆い、周囲からの劣化の原因を防いでいる。
Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物からなる絶縁膜を化合物半導体の周囲に保護膜として形成するには、シランガスをプラズマ中で分解させて窒素やアンモニア、酸素などの反応性ガスと反応させて絶縁性保護膜を成膜するＣＶＤ（気相化学蒸着）法や、シリコンやＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物をターゲットとしてプラズマを作り必要に応じて反応性ガスと反応させ、プラズマの上部または下部に基板を置いて絶縁性保護膜を成膜するスパッタ法が用いられている。しかし、これらの方法は、いずれもプラズマ中で絶縁性保護膜を形成するため、絶縁性保護膜を形成する際に、ＩｎＳｂやＩｎＡｓなどの化合物半導体にアルゴンイオンや活性化した高温のアルゴンや電子などのプラズマ粒子が衝突して、化合物半導体の性能を劣化させる問題がある。ＩｎＳｂやＩｎＡｓなどの化合物半導体に直接プラズマ粒子が衝突すると表面の結晶性が悪くなり、電子密度の増加による抵抗の低下や、電子移動度の低下をもたらし、半導体としても特性を落とす。電子移動度が低下するとホール素子や磁気抵抗素子では感度が低下する。また、ＨＥＭＴ（高移動度トランジスタ）では高周波への応答速度が低下し高周波への応用が困難になり、化合物半導体の特徴が生かされない。さらに、このように化合物半導体に直接プラズマ粒子が衝突する成膜方法では、反応性ガスとして窒素ガスや酸素ガスを導入する場合、酸素や窒素が活性化して、ＩｎＳｂやＩｎＡｓなどの化合物半導体表面にインジウム酸化物やインジウム窒化物などを形成して、半導体が絶縁化する場合もあり、半導体の物性を維持することが困難となる。
【０００３】
このような絶縁層成膜時におけるプラズマ衝撃を除く方法として、対向ターゲットを用いたスパッタ方法が挙げられる。対向ターゲット式スパッタ装置では、対向しているターゲット間でプラズマが発生し、プラズマ粒子もその内部に存在するので、プラズマの外部に位置する場所に化合物半導体膜の付いた基板を置くことで、プラズマ粒子が直接化合物半導体面に衝突しない状態で絶縁性保護膜を形成することができる。このような技術の先行文献として特許文献１が知られている。
特許文献１に記載の技術は、対向ターゲットを用いスパッタリングによりターゲットから飛び出させたターゲット粒子と反応性ガスを反応させて基板上に絶縁薄膜を作製する方法と、その装置が記載されている。
【０００４】
しかし、特許文献１の方法で作製した窒化珪素と酸化珪素の混合物からなる膜は、化学量論的に純粋なＳｉ３Ｎ４およびＳｉＯ２膜と比較して光透過率が低く、純粋なＳｉ３Ｎ４およびＳｉＯ２膜が得られない。
つまり、特許文献１の方法では、ターゲットとしてシリコンを用い反応ガスとして窒素と酸素を用い、窒化珪素と酸化珪素の混合物を成膜しているが、光波長５１０ｎｍの光透過率が膜厚３９６１オングストロームでは８７％で、膜厚５２１８オングストロームでは７７％である。理論的な窒化珪素と酸化珪素の混合物の光透過率は、光波長５１０ｎｍで１００％あることから、特許文献１の方法では、化学量論的に純粋な窒化珪素および酸化珪素が得られない。化学量論的に純粋なＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物からなる絶縁膜が得られないと、保護膜としての耐湿性や耐酸および耐アルカリに対する性能が低下する。
【０００５】
このような膜を、化合物半導体素子の保護膜として用いた場合、耐久性試験において化合物半導体の性能低下が問題である。対向ターゲットを用いたスパッタ方法は、プラズマ衝撃は少ない反面、反応性ガスとの反応が充分ではないため、耐久性の高い化学量論的に純粋な絶縁膜ができていないのが現状である。
【特許文献１】特開２００５−４８２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、対向ターゲット式スパッタ法を用いて、プラズマ粒子が存在する領域の外に化合物半導体の付いた基板を置いて、化合物半導体にプラズマ粒子による衝撃を与えないで絶縁性薄膜を形成するとともに、良質の化学量論的に純粋な絶縁性薄膜を形成して、半導体上に耐久性の高い薄膜を付与できる薄膜成膜方法と、その製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前記課題を解決するため対向ターゲットのスパッタリング時に、対向ターゲットと、基板と、反応性ガス導入口と、の相対的な位置関係を所定に設定することにより、基板に近い位置に置かれた反応性ガス導入からの反応性ガスの分圧を高めに保つことができ、そのためスパッタにより飛び出したスパッタ粒子が基板の手前で窒素や酸素など反応性ガスと充分結合し、化学量論的に純粋な良質のＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物などの絶縁膜を形成できることを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、対向ターゲットのスパッタリングにより基板上に薄膜を成膜するスパッタリング薄膜成膜方法において、前記対向ターゲット外淵と前記基板との中程に対向した反応性ガス導入口を設け、該反応性ガス導入口の向かっている方向が前記基板面中心部の垂線と概ね直角であって、各反応性ガス導入口の先端から前記垂線までの距離が５０から３００ｍｍであることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜方法です。
【０００８】
また、反応性ガスが窒素ガスで、前記薄膜が窒化物であることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜方法です。
また、前記窒化物が窒化珪素で、その屈折率が１．９から２．１であり、波長４００ｎｍにおける透過率が９０から１００％であることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜方法です。
また、前記基板が化合物半導体であることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜方法です。
また、対向ターゲットのスパッタリングにより基板上に薄膜を成膜するスパッタリング薄膜成膜装置において、前記対向ターゲット外淵と前記基板との中程に対向した反応性ガス導入口を設け、該反応性ガス導入口の向かっている方向が前記基板面中心部の垂線と概ね直角であって、各反応性ガス導入口の先端から前記垂線までの距離が５０から３００ｍｍであることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜装置です。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、ＩｎＳｂやＩｎＡｓなどの化合物半導体上に直接、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物などの絶縁膜を得る方法として、プラズマ衝撃を与えずに化合物半導体上に直接絶縁膜を成膜することができる対向ターゲット式スパッタ法を用い、化学量論的に純粋な良質のＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物などの絶縁膜を形成して、耐久性能の高い化合物半導体素子を提供する効果を有します。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明でいう対向ターゲットのスパッタリングとは、対向ターゲット式スパッタ装置を用いたスパッタリングをいう。本発明では、スパッタリングのためのプラズマの種類を特定しないが、直流または交流高周波電源からなるプラズマがある。本発明で用いる対向ターゲット式スパッタ装置のスパッタ部の概略図を図１に示す。図１における符号は、１が基板。２が基板ホルダー。３、３ａがターゲツトホルダー、４、４ａが磁石、５、５ａがターゲット、６、６ａが反応性ガス導入口、を示す。
対向ターゲット式スパッタ装置のスパッタ部は、同じ形状のターゲットが対向していることに特長があり、ターゲット間に直流または交流の電源をかけることによりターゲット間にアルゴンなどのプラズマを発生させることができる。そのため、概ね図１のＰで示した領域で、アルゴンなどのプラズマ粒子が存在する。そして、そのプラズマ粒子の飛来する軌道を図１のＴに示します。
【００１１】
反応ガス導入口は、図３に示すように、対向ターゲット外淵と基板との中程に対向した位置に設け、反応性ガス導入口の向かっている方向が前記基板面中心部の垂線と概ね直角の位置にある。本発明では、図４に示すように、各反応性ガス導入口の先端から前記垂線までの距離である反応性ガス導入距離が、５０から３００ｍｍであることを特徴とする。
Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２などの絶縁性保護膜を成膜する場合は、この反応性ガス導入距離が３００ｍｍより大きい場合には、光透過性の低い黒ずんだ膜が成膜され、耐久性能が良くない。反応性ガス導入距離が大きい場合に、光透過性の低い黒ずんだ膜ができるのは、ターゲット付近の窒素分子濃度が低めになり、スパッタにより基盤表面に到達するシリコン粒子と窒素分子が基板付近で充分反応できないため、膜のシリコン成分が多くなり、化学量論的に純粋な窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化珪素（ＳｉＯ２）および窒化珪素と酸化珪素の混合物の膜ができないためと考えられる。さらにこのような黒ずんだ膜で、耐久性が良くないのは、保護膜として性能の高い化学量論的に純粋なＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物などの膜ができていないため、化学的に不安定な膜となっていることが考えられる。また、反応性ガス導入距離が５０ｍｍより小さい場合には、成膜される膜の膜厚分布がばらついて、均一な膜厚の成膜が困難である。本発明では、この反応性ガス導入距離を、３０〜３００ｍｍに調整することが好ましく、反応性ガス導入距離を、５０〜２５０ｍｍに調整することがより好ましく、反応性ガス導入距離を、１００〜２００ｍｍに調整することがさらに好ましい。
【００１２】
本発明では、化合物半導体に保護膜を形成する場合、薄膜として、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物などを形成することが好ましい。これらの薄膜を化合物半導体の表面および周囲に形成することにより、化合物半導体が周囲からの湿気、酸やアルカリなどの影響を受け性能が劣化するのを防ぐことができる。Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物などの絶縁性保護膜を成膜する場合は、ターゲット材として純度の高いＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合物を用いて、高周波電源をかけてプラズマを発生させる方法があるが、ターゲット材に純度の高いシリコンを用いて直流電源をかけてプラズマを発生させ、図１に示した反応ガス導入口６および６ａから窒素ガスまたは酸素ガスなどの反応性ガスを導入して絶縁性保護膜を形成することが好ましい。
【００１３】
本発明では、成膜時の化合物半導体膜へのプラズマ衝撃を示す指標として、基板上の化合物半導体表面の温度を測定して用いる。プラズマ衝撃となるアルゴンイオンや高温アルゴンガスや電子などのプラズマ粒子が化合物半導体に当たれば化合物半導体表面の温度が高くなることから、化合物半導体の表面温度をサーモラベルを用いて測定して、化合物半導体の表面温度が１００℃以下になるように図２に示すターゲットと基板の距離を調整している。本発明では、化合物半導体に対するプラズマ衝撃を少なくするため、サーモラベルを用いて測定した成膜中の化合物半導体の表面最高温度を２０〜１００℃に調整することが好ましく、表面最高温度を２０〜７０℃に調整することが、より好ましく、表面最高温度を２０〜５０℃に調整することがさらに好ましい。
【００１４】
本発明では、図２に示すターゲットと基板の距離を調整することが好ましい。このターゲットと基板の距離が大きければ大きいほど化合物半導体膜へのプラズマ粒子による衝撃は少なくなるが、その反面、成膜速度が遅くなるため、適度なターゲットと基板の距離が必要となる。本発明では、ターゲットと基板の距離が、２０〜２００ｍｍが好ましく、ターゲットと基板の距離が、４０〜１５０ｍｍがより好ましく、ターゲットと基板の距離が、５０〜１３０ｍｍがさらに好ましい。
本発明での薄膜の成膜速度は、プラズマを形成するアルゴンの流量、スパッタ圧力、反応性ガスの流量、ターゲット／基板距離、反応性ガス導入距離などの要因を受ける。これらの要因を調整して、プラズマ粒子が化合物半導体に直接当たらないで、高い成膜速度を得ている。本発明での絶縁性保護膜の成膜速度を、５〜５０ｎｍ／分に調整することが好ましく、絶縁性保護膜の成膜速度を、１０〜３０ｎｍ／分に調整することがより好ましく、絶縁性保護膜の成膜速度を、１０〜２５ｎｍ／分に調整することがさらに好ましい。
【００１５】
本発明での薄膜の膜厚は、特に限定しないが、化合物半導体を湿気や酸またはアルカリから保護する目的で使用する場合には、薄膜の膜厚が高い方が好ましいが、厚過ぎると成膜時間がかかるし膜応力も大きくなり適当ではない。本発明では、絶縁性保護膜の膜厚を1〜１０００ｎｍが調整することが好ましく、絶縁性保護膜の膜厚を１０〜５００ｎｍに調整することがより好ましく、絶縁性保護膜の膜厚を５０〜５００ｎｍに調整することがさらに好ましい。
本発明では、薄膜を付ける化合物半導体として、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂなどからなる結晶および混晶、およびそれらの化合物半導体混合物からなる結晶および混晶を用いることができる。本発明では、磁気センサなどの高い電子移動度が必要な素子に用いる場合には、化合物半導体として、ＩｎＡｓ１−ｘＳｂｘ（０≦ｘ≦１）からなる化合物半導体が好ましい。化合物半導体の膜厚は、特に限定しないが、化合物半導体の膜厚が薄いほどプラズマ粒子からの衝撃の影響が大きいので、化合物半導体の膜厚が薄いほど本発明の効果が大きく、化合物半導体の膜厚として０．００1〜２ミクロンが好ましく、化合物半導体の膜厚として０．００１〜１ミクロンがより好ましい。
【００１６】
本発明で石英基板上に成膜したＳｉ３Ｎ４膜は、その屈折率が１．９から２．１であり、波長４００ｎｍにおける透過率が９０から１００％であり、化学量論的に純粋なＳｉ３Ｎ４バルクの値である屈折率が２．０と、波長４００ｎｍにおける透過率１００％にほぼ匹敵する。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
［実施例１〜３］
半絶縁性の２インチＧａＡｓ基板の上に、ＭＢＥ法を用いてＩｎＳｂ膜の成長を行った。ＩｎＳｂ膜の厚さは、実施例１では、厚さ０．３ミクロン、実施例２では、厚さ０．６ミクロン、実施例３では、厚さ１．０ミクロンに調整した。それぞれの膜の特性をファンデルポー法により測定した結果を表１に示す。さらに、このＧａＡｓ基板上に形成したＩｎＳｂ膜を用いて、半導体薄膜素子としてホール素子を作製した。フォトリソグラフィーを応用し、ＩｎＳｂをホール素子のパターンに加工した。
【００１８】
ホール素子の絶縁性保護膜として対向ターゲット式スパッタを用いて、Ｓｉ３Ｎ４膜４００ｎｍを成膜した。Ｓｉ３Ｎ４膜の成膜では、ＩｎＳｂ表面にプラズマ粒子が当たらないＩｎＳｂ表面温度４０〜４５℃で成膜した。
表２に対向ターゲット式スパッタの成膜条件を示す。プラズマガスとしてアルゴンガスを用い、反応性ガス導入距離を１５０ｍｍとし、反応性ガスとして窒素ガスを用いた。Ｓｉ３Ｎ４膜成膜中のＩｎＳｂの表面温度は、日油技研工業株式会社製サーモラベル３Ｋ−４０で測定し、４０〜４５℃であった。ホール素子は、ダイシングの後、ダイボンディング、ワイヤーボンディング工程を経て、トランスファーモールド工程により樹脂でパッケージ化して、Ｓｉ３Ｎ４絶縁性保護膜付きホール素子を作製した。
【００１９】
このＳｉ３Ｎ４絶縁性保護膜の成膜速度は、１７ｎｍ／分であった。本実施例と同じ対向ターゲット式スパッタ条件で、石英基板上に成膜したＳｉ３Ｎ４膜４００ｎｍの波長４００ｎｍでの光透過率は、９８％であり、波長５１０ｎｍでの光透過率は、１００％であった。さらに、本実施例と同じ絶縁性保護膜の成膜条件で、シリコン基板上に成膜したＳｉ３Ｎ４膜４００ｎｍの屈折率をエリプソメーターで測定したところ屈折率２．０１であった。
このホール素子１０００個の特性の平均値を表３に示す。定電圧感度は、入力電圧１Ｖ、印加磁束密度５０ｍＴで測定した値である。定電流感度は、入力電流５ｍＡ、印加磁束密度５０ｍＴで測定した値である。
【００２０】
このホール素子１０００個のプレッシャークッカー試験（ＰＣＴ）後の特性評価をし、その特性評価平均値を表４に示す。プレッシャークッカー試験は、１２１℃、湿度９９％、２気圧水蒸気雰囲気で１００時間行った。
実施例１と同じＩｎＳｂ膜厚０．３ミクロン、Ｓｉ３Ｎ４膜４００ｎｍで反応性ガス導入距離のみを３０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍと変えて作製した同じようなホール素子を、上述と同じプレッシャークッカー試験（ＰＣＴ）前後の変化を表５、図５、図６、図７に示す。表５は、それぞれの距離の場合のＰＣＴ前後の変化を、入力抵抗Ｒｉｎ、定電圧感度Ｖｈ（１Ｖ）、定電流感度Ｖｈ（５ｍＡ）の変化量を示す、図５、図６、図７は、それぞれをグラフ化して示している。
これらのデータにより、反応性ガス距離は、５０から３００ｍｍの範囲で変化が少なくＰＣＴに対する信頼性が高いことを示している。
なお、上述の結果は、Ｓｉ３Ｎ４膜を５０ｎｍに、ＩｎＳｂ膜をＩｎＡｓ膜に変えても同じであった。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】
【表４】
【００２５】
【表５】
【００２６】
［実施例４〜６］
実施例１〜３と同様に、半絶縁性の２インチＧａＡｓ基板の上に、ＭＢＥ法を用いてＩｎＳｂ膜の成長を行った。ＩｎＳｂ膜の厚さは、実施例４では、厚さ０．３ミクロン、実施例５では、厚さ０．６ミクロン、実施例６では、厚さ１．０ミクロンに調整した。それぞれの膜の特性をファンデルポー法により測定した結果を表６に示す。さらに、このＧａＡｓ基板上に形成したＩｎＳｂ膜を用いて、絶縁性保護膜としてＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の混合膜を膜厚４００ｎｍに調整して成膜した以外は実施例１〜３と同じ方法でホール素子を作製した。表７に絶縁性保護膜の成膜条件を示す。この成膜では反応性ガスとして窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを用いた。この成膜中のＩｎＳｂの表面温度は実施例１〜３と同様の方法で測定し、４０〜４５℃であった。
【００２７】
この絶縁性保護膜の成膜速度は、２０ｎｍ／分であった。本実施例と同じ対向ターゲット式スパッタ条件で、石英基板上に成膜した絶縁性保護膜４００ｎｍの波長４００ｎｍでの光透過率は、９８％であり、波長５１０ｎｍでの光透過率は、１００％であった。さらに、本実施例と同じ絶縁性保護膜の成膜条件で、シリコン基板上に成膜した絶縁性保護膜４００ｎｍの屈折率をエリプソメーターで測定したところ屈折率１．８６であった。
このホール素子１０００個に対して、ホール素子作製後の特性の平均値を表８に示す。定電圧感度と定電流感度は、実施例１〜３と同様の方法で測定した値である。
このホール素子１０００個のプレッシャークッカー試験後の特性評価をし、その特性評価平均値を表９に示す。プレッシャークッカー試験は、実施例１〜３と同様の方法で行った。実施例１〜３と同様に変化がなく、信頼性に優れていることが分かる。
【００２８】
【表６】
【００２９】
【表７】
【００３０】
【表８】
【００３１】
【表９】
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のスパッタリング薄膜成膜方法、スパッタリング薄膜成膜装置は、特に半導体素子の製造方法の分野で信頼性に優れた保護絶縁膜の製法、製造装置に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明で用いる成膜装置のスパッタ部の概略図
【図２】基板とターゲットの位置関係を示す概略図
【図３】反応性ガス導入の位置を示す概略図
【図４】反応性ガス導入距離を示す概略図
【図５】反応性ガス導入距離の違いによるＰＣＴ後の入力抵抗の変化図
【図６】反応性ガス導入距離の違いによるＰＣＴ後の定電圧感度の変化図
【図７】反応性ガス導入距離の違いによるＰＣＴ後の定電流感度の変化図
【符号の説明】
【００３４】
１：基板
２：基板ホルダー
3、３ａ： ターゲットホルダー
4、４ａ：磁石
５、５ａ： ターゲット
６、６ａ：反応性ガス導入口
Ｐ：プラズマ粒子のある領域
Ｔ：ターゲット粒子の軌道
ＳＣ：基板の中心部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向ターゲットのスパッタリングにより基板上に薄膜を成膜するスパッタリング薄膜成膜方法において、前記対向ターゲット外淵と前記基板との中程に対向した反応性ガス導入口を設け、該反応性ガス導入口の向かっている方向が前記基板面中心部の垂線と概ね直角であって、各反応性ガス導入口の先端から前記垂線までの距離が５０から３００mmであることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜方法。
【請求項２】
請求項１記載のスパッタリング薄膜成膜方法において、反応性ガスが窒素ガスで、前記薄膜が窒化物であることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜方法。
【請求項３】
請求項２記載のスパッタリング薄膜成膜方法において、前記窒化物が窒化珪素で、その屈折率が１．９から２．１であり、波長４００ｎｍにおける透過率が９０から１００％であることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜方法。
【請求項４】
請求項１乃至３記載のスパッタリング薄膜成膜方法において、前記基板が化合物半導体であることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜方法。
【請求項５】
対向ターゲットのスパッタリングにより基板上に薄膜を成膜するスパッタリング薄膜成膜装置において、前記対向ターゲット外淵と前記基板との中程に対向した反応性ガス導入口を設け、該反応性ガス導入口の向かっている方向が前記基板面中心部の垂線と概ね直角であって、各反応性ガス導入口の先端から前記垂線までの距離が５０から３００mmであることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜装置。
【請求項１】
対向ターゲットのスパッタリングにより基板上に薄膜を成膜するスパッタリング薄膜成膜方法において、前記対向ターゲット外淵と前記基板との中程に対向した反応性ガス導入口を設け、該反応性ガス導入口の向かっている方向が前記基板面中心部の垂線と概ね直角であって、各反応性ガス導入口の先端から前記垂線までの距離が５０から３００mmであることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜方法。
【請求項２】
請求項１記載のスパッタリング薄膜成膜方法において、反応性ガスが窒素ガスで、前記薄膜が窒化物であることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜方法。
【請求項３】
請求項２記載のスパッタリング薄膜成膜方法において、前記窒化物が窒化珪素で、その屈折率が１．９から２．１であり、波長４００ｎｍにおける透過率が９０から１００％であることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜方法。
【請求項４】
請求項１乃至３記載のスパッタリング薄膜成膜方法において、前記基板が化合物半導体であることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜方法。
【請求項５】
対向ターゲットのスパッタリングにより基板上に薄膜を成膜するスパッタリング薄膜成膜装置において、前記対向ターゲット外淵と前記基板との中程に対向した反応性ガス導入口を設け、該反応性ガス導入口の向かっている方向が前記基板面中心部の垂線と概ね直角であって、各反応性ガス導入口の先端から前記垂線までの距離が５０から３００mmであることを特徴とするスパッタリング薄膜成膜装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−３２９４２０（Ｐ２００７−３２９４２０Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６１５０５（Ｐ２００６−１６１５０５）
【出願日】平成１８年６月９日（２００６．６．９）
【出願人】（０００００００３３）旭化成株式会社 (901)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月９日（２００６．６．９）
【出願人】（０００００００３３）旭化成株式会社 (901)
【Ｆターム（参考）】
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