[发明专利]化合物膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及化合物膜的制造方法。

背景技术

以往，利用溅射法制造氮氧化钛膜(例如，参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]日本特开2000-140636号公报

发明内容

发明所要解决的问题

作为形成金属或半金属的氮氧化物膜的方法，有形成单层氮氧化物膜的方法。此外也有通过交替层叠氧化物层和氮化物层来形成氮氧化物膜的方法。例如，为了形成钛的氮氧化物膜，有的方法形成单层的氮氧化钛膜。此外，也有通过交替层叠氧化钛层和氮化钛层来形成氮氧化钛膜的方法。

形成单层的氮氧化钛膜的情况下，通常采用真空蒸镀法、溅射法和离子镀法等成膜法中的一种方法。但是与氮钛键相比，氧钛键的热化学稳定。所以形成单层的氮氧化钛膜的情况下，氮比氧更难以进入至氮氧化钛膜中。因此难以任意控制氮氧化钛膜中的氮含量和带隙大小。

此外，通过交替层叠氧化钛层和氮化钛层来形成氮氧化钛膜的情况下，考虑使用原子层堆积(Atomic Layer Deposition)法。但是与氮钛键相比，氧钛键的热化学稳定，所以氮化钛层的氮容易在形成氧化钛层时被置换为氧。因此氮比氧更难以进入至氮氧化钛膜中。所以难以任意控制氮氧化钛膜中的氮含量和带隙大小。

用于解决问题的手段

在本发明的第1方式中，提供了一种化合物膜的制造方法，其为在载置于成膜室的基板上形成化合物膜的化合物膜的制造方法，其中，在基板上交替层叠第1化合物层和第2化合物层，所述第1化合物层含有选自金属元素和半金属元素中的1种以上的元素和氧元素，其利用过滤电弧离子镀法形成，所述第2化合物层含有所述1种以上的元素和氮元素，其利用溅射法形成。

在本发明的第2方式中，提供了一种化合物膜，其为形成于基板上的化合物膜，其含有钛、氧和氮，带隙为1.0eV以上且为3.1eV以下。

需要说明的是，上述发明内容列举的并不都是本发明的必要特征。此外，这些特征组的子组合也可以构成发明。

附图说明

[图1]为示出第1实施方式中的覆膜形成物的截面的图。

[图2]为示出在第1实施方式中用于形成覆膜形成物的成膜装置的图。

[图3]为示出在第1实施方式中形成第1化合物层的方法的图。

[图4]为示出在第1实施方式中形成第2化合物层的方法的图。

[图5]为示出在第1实施方式中形成覆膜形成物的流程的图。

[图6]为使用扫描型透射电子显微镜(STEM)观察到的在实施例1中形成的化合物膜的截面的图。

[图7]为示出利用电子能量损失分光法(EELS法)测定的在实施例1中形成的化合物膜的元素分布结果的图。

[图8]为示出形成第1化合物层的方法的其他例的图。

[图9]为示出第2实施方式中的覆膜形成物的截面的图。

[图10]为示出氧化钛层和氮化钛层的膜厚比不同的样品的氧比例(x)和氮比例(y)的图。

[图11]为示出氧化钛层和氮化钛层的膜厚比不同的样品的带隙的图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明进行说明，但是以下实施方式并不对权利要求范围的发明构成限定。此外，并没有限定发明的解決手段需要在实施方式中所说明的所有特征的组合。

图1为示出第1实施方式中的覆膜形成物100的截面的图。覆膜形成物100具有基板102和化合物膜110。化合物膜110中，作为第1化合物层的氧化钛层104和作为第2化合物层的氮化钛层106在基板102上交替层叠。在本例中，基板102为硅基板。需要说明的是，基板102也可以为石英基板、氧化铝基板、SiC基板、GaAs基板、金属基板或树脂基板等。需要说明的是，图1为示意性地说明化合物膜110中的第1化合物层和第2化合物层的层叠顺序，并不是说第1化合物层和第2化合物层之间存在明确的界面。