JP2600610B2 - Method for producing intercalation compound thin film - Google Patents
Method for producing intercalation compound thin filmInfo
- Publication number
- JP2600610B2 JP2600610B2 JP6131732A JP13173294A JP2600610B2 JP 2600610 B2 JP2600610 B2 JP 2600610B2 JP 6131732 A JP6131732 A JP 6131732A JP 13173294 A JP13173294 A JP 13173294A JP 2600610 B2 JP2600610 B2 JP 2600610B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- intercalation compound
- compound thin
- ions
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 37
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 title claims description 36
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims description 35
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 title claims description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 49
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 45
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 43
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 19
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 17
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 4
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 42
- 239000010408 film Substances 0.000 description 31
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 13
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 6
- -1 thallium ions Chemical class 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 5
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 4
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 4
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 3
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001419 rubidium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- HAYXDMNJJFVXCI-UHFFFAOYSA-N arsenic(5+) Chemical compound [As+5] HAYXDMNJJFVXCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- CKHJYUSOUQDYEN-UHFFFAOYSA-N gallium(3+) Chemical compound [Ga+3] CKHJYUSOUQDYEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 239000011364 vaporized material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、インターカレーション
化合物薄膜の製造方法に関し、特にイオン化共蒸着法を
用いるインターカレーション化合物薄膜の製造方法に関
する。The present invention relates to a method for producing an intercalation compound thin film, and more particularly to a method for producing an intercalation compound thin film using an ionization codeposition method.
【0002】[0002]
【従来の技術】インターカレーション化合物薄膜の製造
方法としては、基板上に反応物質を交互あるいは同時に
蒸着し、蒸着終了後、基板を加熱する事により蒸着した
物質同士を反応させる方法が主に用いられていた。数種
の物質を原材料とするインターカレーション化合物薄膜
は、各種基板材料、超伝導体などとして電子産業分野を
主として広く利用されている。2. Description of the Related Art As a method for producing an intercalation compound thin film, a method is mainly used in which reactive substances are alternately or simultaneously deposited on a substrate, and after the deposition is completed, the deposited substances are reacted by heating the substrate. Had been. Intercalation compound thin films using several kinds of materials as raw materials are widely used mainly in the field of the electronics industry as various substrate materials, superconductors and the like.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】これまでの多元素混合
インターカレーション化合物薄膜の製造方法は、原料と
なる物質を同時に蒸着し、基板上に堆積させた後あるい
は堆積中に基板を加熱する事で原料となる物質の反応性
を高める方法が用いられていた。A conventional method for producing a multi-element mixed intercalation compound thin film is to simultaneously vapor-deposit a material as a raw material and heat the substrate after or during the deposition. Thus, a method of increasing the reactivity of a material serving as a raw material has been used.
【0004】しかし、このような方法では、高融点材料
などで原料の物質の反応性が乏しい場合、元となる薄膜
中に反応させたい物質のクラスタが存在するような混合
薄膜を作成する事はできるが、原料物質同士が原子・分
子状態で結合したインターカレーション化合物薄膜を得
る事は難しい。However, in such a method, when the reactivity of the raw material is poor due to a high melting point material or the like, it is difficult to form a mixed thin film in which a cluster of the substance to be reacted exists in the original thin film. Although it is possible, it is difficult to obtain an intercalation compound thin film in which raw materials are bonded in an atomic / molecular state.
【0005】殊に、C60を代表とするフラーレン類は、
ドーパントとして非常に反応力の強いアルカリ金属を用
いた場合は、加熱だけによってC60と反応を起こす事が
できるが、他の反応性の乏しい物質では容易に反応を起
こさないため、これらの物質によるインターカレーショ
ン化合物薄膜を得る事はできない。In particular, fullerenes represented by C 60 are:
Because as the case of using a highly reactive force strong alkali metal dopant, but can cause a reaction with C 60 by heating only, which does not cause easily reaction with other reactive poor material, with these materials Intercalation compound thin films cannot be obtained.
【0006】本発明の目的は、このような状況から生ま
れたもので、イオン化できるあらゆる物質を原料とし、
これまで作製不可能であったインターカレーション化合
物薄膜をも作製可能にする手法を提供することにある。[0006] The object of the present invention was born from such a situation, and any material that can be ionized is used as a raw material.
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an intercalation compound thin film which has been impossible to manufacture.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】インターカレーション化
合物薄膜を作製する為の基板に向かって、幾つかの原料
となる物質を蒸発させるセル・ヒーターなどを配置し、
その蒸発源と基板との間に蒸発源と同じ数量のコイルな
どのイオン化源を設ける。数種の原料となる物質を熱な
どにより気化させた後、それぞれが異なる符号の電荷を
有するようにイオン化源によりイオン化させる。原料と
なる物質が種々のイオン価数をとり得る場合コイル等の
イオン化源にかける力を制御することで反応に用いたい
イオン価数を持ったイオンを作る。これらのイオンは基
板付近で異なる符号のイオン同士が反応し、反応した物
質が基板に付着してインターカレーション化合物薄膜を
形成する。Means for Solving the Problems A cell heater or the like for evaporating some raw materials is arranged toward a substrate for forming an intercalation compound thin film,
An ionization source such as a coil having the same number as the evaporation source is provided between the evaporation source and the substrate. After several kinds of raw materials are vaporized by heat or the like, they are ionized by an ionization source so that each has a charge of a different sign. When the raw material can have various ionic valences, ions having the ionic valence desired to be used in the reaction are produced by controlling the force applied to an ionization source such as a coil. These ions react with ions having different signs near the substrate, and the reacted substance adheres to the substrate to form an intercalation compound thin film.
【0008】[0008]
【作用】各種物質同士を反応させ、インターカレーショ
ン化合物を作るには、反応させる物質が反応を起こすた
めのエネルギー障壁を越えなければならない。一般に、
各種インターカレーション化合物を作製するには、原材
料を混合蒸着し、それを熱によってエネルギー障壁を越
えさせて反応させたり、一種類の材料の薄膜を作成した
後にドーパントを作製した薄膜中に加速して打ち込む方
法が行われていた。このような従来の方法では、熱によ
り反応障壁を越えさせる場合には、物質の凝集エネルギ
ーが反応エネルギーよりも高い場合が多く、反応が生じ
ない事があった。また、加速したドーパントを打ち込む
場合には、ドーパントを打ち込んだ衝撃で特に有機物な
どの原材料は破壊される事があった。In order to react various substances with each other to form an intercalation compound, the substances to be reacted must cross an energy barrier for causing a reaction. In general,
In order to produce various intercalation compounds, the raw materials are mixed and vapor-deposited, and they are allowed to react by crossing the energy barrier with heat, or after a thin film of one type of material is formed, the dopant is accelerated into the prepared thin film. The method of driving was done. In such a conventional method, when the reaction barrier is crossed by heat, the cohesive energy of the substance is often higher than the reaction energy, and the reaction may not occur. When an accelerated dopant is implanted, raw materials such as organic substances are sometimes destroyed by the impact of the implantation of the dopant.
【0009】発明者はこのような問題を解決して、反応
を起こし易くかつ原材料を壊さずにインターカレーショ
ン化合物薄膜を作製できるように鋭意研究を進めた結
果、原材料を異なる符号のイオンにし、それらを反応さ
せる手法を見出した。実際には、原材料を蒸発気化させ
た後、あるいは蒸発気化させつつ、お互いに異なる符号
で様々な価数のイオンにし、それらが蒸着基板に付着す
る際に混合し反応させる。この場合に、正イオンと負イ
オンは反応を起こし易く、強固なイオン結合をおこす。
また、イオン符号とイオン価数と膜厚を制御する事によ
り非常に精度よく定量的に組成を制御する事ができるた
め所望の組成を有するインターカレーション化合物薄膜
が得られる。The inventor of the present invention has solved this problem, and has conducted intensive studies to produce an intercalation compound thin film that easily causes a reaction and does not destroy the raw material. We found a way to make them react. In practice, after the raw material is vaporized or vaporized, ions of various valences with different signs are mixed and reacted when they adhere to the deposition substrate. In this case, the positive ion and the negative ion easily react with each other, and form a strong ionic bond.
Further, by controlling the ionic code, the ionic valence, and the film thickness, the composition can be controlled very accurately and quantitatively, so that an intercalation compound thin film having a desired composition can be obtained.
【0010】[0010]
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図1
は本発明の実施例を説明するための蒸着装置の構成図で
ある。真空容器(図示せず)内には、蒸着基板5を保持
する基板ホルダー11と、この基板ホルダー11に対向
するよう設けられた原料を気化する為のセル1,2と、
気化物質をイオン化するコイル3,4と、気化物質の堆
積膜の膜厚をモニターする膜厚モニター8,9とが設け
られている。尚、真空容器中の真空度が各物質の気化に
必要な真空度(10-8〜10-10 Torr)になるよう
に排気系が設けられている。Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a vapor deposition apparatus for describing an embodiment of the present invention. In a vacuum vessel (not shown), there are provided a substrate holder 11 for holding the deposition substrate 5, cells 1 and 2 provided to face the substrate holder 11 for vaporizing raw materials,
There are provided coils 3 and 4 for ionizing a vaporized substance and film thickness monitors 8 and 9 for monitoring the thickness of a deposited film of the vaporized substance. In addition, an exhaust system is provided so that the degree of vacuum in the vacuum container becomes a degree of vacuum (10 -8 to 10 -10 Torr) necessary for vaporization of each substance.
【0011】次に図1に基づいて以下の実施例1を説明
する。セル1より膜厚モニター8で膜厚を確認し、フラ
ックス量を制御しつつ蒸着基板5上にC60薄膜を蒸発気
化させる。この時、セル1と蒸着基板5の間にマイナス
イオン化用のコイル3を配置し、コイル3に高周波電流
を流してC60分子をイオン化しC60 - のイオン6を作
る。Next, a first embodiment will be described with reference to FIG. The film thickness was confirmed by a film thickness monitor 8 from the cell 1, the C 60 film is vaporized on the deposition substrate 5 while controlling the amount of flux. At this time, the coil 3 for negative ionization disposed between the cell 1 and the deposition substrate 5, a C 60 molecules ionized by applying a high-frequency current to the coil 3 C 60 - Making of ions 6.
【0012】また、C60を蒸着しつつ、イッテルビウム
をセル2より薄膜モニター9で膜厚を確認し、フラック
ス量を制御しつつ蒸着基板5に向けて蒸発気化させる。
これと同時に蒸着基板5とセル2の間に配置したプラス
イオン化用のコイル4に高周波電流を流し、イッテルビ
ウム原子をイオン化しYb+ のイオン7を作る。C60 -
イオンとイッテルビウムイオンのビームが蒸着基板5に
達するところで混合し、容易に反応し蒸着基板5へと付
着する。これにより、イッチルビウムとC60の量論比が
1:1のインターカレーション化合物薄膜10が得られ
た。Further, while depositing the C 60, ytterbium confirm the thickness of a thin film monitor 9 from the cells 2, is vaporized toward the deposition substrate 5 while controlling the amount of flux.
At the same time, a high-frequency current is applied to the plus ionization coil 4 disposed between the deposition substrate 5 and the cell 2 to ionize ytterbium atoms to form Yb + ions 7. C 60 -
When the ion and ytterbium ion beams reach the deposition substrate 5, they are mixed and easily reacted and adhere to the deposition substrate 5. As a result, an intercalation compound thin film 10 having a stoichiometric ratio of ytterbium to C 60 of 1: 1 was obtained.
【0013】なお、蒸着時に蒸着基板を200℃程度で
加熱しておくとより反応がうまく行くことが分かった。
イッテルビウムは一価のプラスイオンの他に二価,三価
のプラスイオン、C60は一価のマイナスイオンの他に二
価,三価のマイナスイオンも作製可能であり、他の量論
比のインターカレーション化合物薄膜の作製も可能であ
る。It has been found that the reaction is more successful when the deposition substrate is heated at about 200 ° C. during the deposition.
Ytterbium in addition to the divalent positive ions monovalent, trivalent positive ions, C 60 is in addition to bivalent negative ions monovalent, even trivalent negative ions are possible making, other stoichiometric ratio Preparation of an intercalation compound thin film is also possible.
【0014】次に実施例2について説明する。イオン化
用コイル3に高周波電流を流しつつ、セル1より膜厚モ
ニター8で膜厚を確認しながら蒸着基板5にC60を蒸発
気化させる。この時C60はマイナス一価のC60 - イオン
6になっている。C60の蒸着と同時に、コイル4に高周
波電流を流しつつ、セル2より膜厚モニター9で膜厚を
確認しフラックス量を制御しつつ蒸着基板5に向けてタ
リウムを蒸発気化させる。この時タリウムはプラス三価
のTl3+イオン7になっている。Next, a second embodiment will be described. While a high-frequency current is applied to the ionization coil 3, C 60 is evaporated and vaporized on the deposition substrate 5 while checking the film thickness from the cell 1 with the film thickness monitor 8. In this case C 60 is C 60 minus monovalent - have become ions 6. Simultaneously with the deposition of C 60 , thallium is evaporated toward the deposition substrate 5 while a high-frequency current is applied to the coil 4, the film thickness is confirmed from the cell 2 by the film thickness monitor 9, and the amount of flux is controlled. At this time, the thallium has become the positive trivalent Tl 3+ ion 7.
【0015】C60イオンとタリウムイオンのイオンビー
ムが蒸着基板5に達するところで混合し、タリウムイオ
ン1個とC60イオン3個が反応し、蒸着基板5へ付着す
る。これにより、タリウムとC60の量論比が1:3のイ
ンターカレーション化合物薄膜10が得られた。なお、
蒸着時に蒸着基板を200℃程度で加熱しておくとより
反応がうまく行くことが分かった。タリウムは三価のプ
ラスイオンの他に一価のプラスイオン、C60は一価のマ
イナスイオンの他に二価,三価のマイナスイオンも作製
可能であり、他の量論比のインターカレーション化合物
薄膜の作製も可能である。When the ion beams of C 60 ions and thallium ions reach the deposition substrate 5, they are mixed, and one thallium ion and three C 60 ions react and adhere to the deposition substrate 5. As a result, an intercalation compound thin film 10 having a stoichiometric ratio of thallium to C 60 of 1: 3 was obtained. In addition,
It was found that the reaction was more successful when the deposition substrate was heated at about 200 ° C. during the deposition. Thallium in addition to monovalent positive ions trivalent positive ion, C 60 is in addition to bivalent negative ions monovalent, trivalent negative ions also can be made, intercalation of other stoichiometric ratio Preparation of a compound thin film is also possible.
【0016】次に実施例3について説明する。イオン化
用コイル3に高周波電流を流しつつ、セル1より膜厚モ
ニター8で膜厚を確認しながら蒸着基板5にC70を蒸発
気化させる。この時C70はマイナス一価のC70 - イオン
6になっている。C70の蒸着と同時に、コイル4に高周
波電流を流しつつ、セル2より膜厚モニター9で膜厚を
確認しつつ、蒸着基板5に向けてユーロピウムを蒸発気
化させる。この時ユーロピウムはプラス三価のEu3+イ
オン7になっている。Next, a third embodiment will be described. While a high-frequency current is applied to the ionization coil 3, C 70 is evaporated and vaporized on the deposition substrate 5 while checking the film thickness from the cell 1 with the film thickness monitor 8. In this case C 70 is C 70 minus monovalent - have become ions 6. Simultaneously with the vapor deposition of C 70 , europium is vaporized and vaporized toward the vapor deposition substrate 5 while a high-frequency current is applied to the coil 4 and the film thickness is confirmed by the film thickness monitor 9 from the cell 2. At this time, europium has become a positive trivalent Eu 3+ ion 7.
【0017】C70イオンとユーロピウムイオンのイオン
ビームが蒸着基板5に達するところで混合し、ユーロピ
ウムイオン1個とC70イオン3個が反応し、蒸着基板5
へ付着する。これにより、ユーロピウムとC70の量論比
が1:3のインターカレーション化合物薄膜10が得ら
れた。なお、この場合も蒸着時に蒸着基板を200℃程
度で加熱しておくとより反応がうまく行く。ユーロピウ
ムは三価のプラスイオンの他に二価のプラスイオン、C
70は一価のマイナスイオンの他に二価,三価のマイナス
イオンも作製可能であり、他の量論比のインターカレー
ション化合物薄膜の作製も可能である。When the ion beams of C 70 ions and europium ions reach the deposition substrate 5, they are mixed, and one europium ion and three C 70 ions react with each other.
Adhere to Thus, an intercalation compound thin film 10 having a stoichiometric ratio of europium to C 70 of 1: 3 was obtained. Note that, in this case, if the deposition substrate is heated at about 200 ° C. during the deposition, the reaction is more successful. Europium is a trivalent positive ion and a divalent positive ion, C
70 can also produce divalent and trivalent anions in addition to monovalent anions, and can also produce thin films of intercalation compounds having other stoichiometric ratios.
【0018】次に実施例4について説明する。イオン化
用コイル3に高周波電流を流しつつ、セル1より膜厚モ
ニター8で膜厚を確認しながら蒸着基板5にひ素を蒸発
気化させる。この時ひ素はマイナス三価のAs3-イオン
6になっている。ひ素の蒸着と同時に、コイル4に高周
波電流を流しつつ、セル2より膜厚モニター9で膜厚を
確認しつつ、蒸着基板5に向けてガリウムを蒸発気化さ
せる。この時ガリウムはプラス三価のGa3+イオン7に
なっている。Next, a fourth embodiment will be described. Arsenic is vaporized and evaporated on the vapor deposition substrate 5 while a film thickness is monitored by the film thickness monitor 8 from the cell 1 while applying a high-frequency current to the ionization coil 3. At this time, arsenic is converted into minus trivalent As3 - ion 6. Simultaneously with the deposition of arsenic, gallium is vaporized and vaporized toward the deposition substrate 5 while a high-frequency current is applied to the coil 4 and the film thickness is checked on the film thickness monitor 9 from the cell 2. At this time, the gallium is in the form of plus trivalent Ga 3+ ions 7.
【0019】ひ素イオンとガリウムイオンのイオンビー
ムが蒸着基板5に達するところで混合し、ガリウムイオ
ン1個とひ素イオン1個が反応し、蒸着基板5へ付着す
る。これにより、ガリウムとひ素の量論比が1:1のイ
ンターカレーション化合物薄膜10が得られた。なお、
蒸着時に蒸着基板を600℃程度で加熱しておくとより
反応がうまく行くことが分かった。ガリウムは三価のプ
ラスイオンの他に一価のプラスイオンも作製可能であ
り、他の量論比のインターカレーション化合物薄膜の作
製も可能である。The arsenic ion and the gallium ion beam are mixed when they reach the deposition substrate 5, and one gallium ion and one arsenic ion react and adhere to the deposition substrate 5. Thus, an intercalation compound thin film 10 having a stoichiometric ratio of gallium to arsenic of 1: 1 was obtained. In addition,
It was found that the reaction was more successful when the deposition substrate was heated at about 600 ° C. during the deposition. Gallium can produce monovalent positive ions in addition to trivalent positive ions, and can also produce intercalation compound thin films having other stoichiometric ratios.
【0020】次に実施例5について説明する。イオン化
用コイル3に高周波電流を流しつつ、セル1より膜厚モ
ニター8で膜厚を確認しながら蒸着基板5に鉛を蒸発気
化させる。この時鉛はマイナス四価のPb4-イオン6に
なっている。鉛の蒸着と同時に、コイル4に高周波電流
を流しつつ、セル2より膜厚モニター9で膜厚を確認し
つつ、蒸着基板5に向けて銀を蒸発気化させる。この時
銀はプラス一価のAg+ イオン7になっている。Next, a fifth embodiment will be described. While a high-frequency current is applied to the ionization coil 3, lead is evaporated and vaporized on the vapor deposition substrate 5 while confirming the film thickness on the film thickness monitor 8 from the cell 1. At this time, the lead is converted to minus tetravalent Pb 4− ions 6. At the same time as the lead is deposited, silver is evaporated toward the deposition substrate 5 while a high-frequency current is applied to the coil 4 and the film thickness is checked on the film thickness monitor 9 from the cell 2. At this time, silver is positively monovalent Ag + ion 7.
【0021】鉛イオンと銀イオンのイオンビームが蒸着
基板5に達するところで混合し、銀イオン1個と鉛イオ
ン3個が反応し、蒸着基板5へ付着する。これにより、
銀と鉛の量論比が4:1のインターカレーション化合物
薄膜10が得られた。なお、蒸着時に蒸着基板を500
℃程度で加熱しておくとより反応がうまく行くことが分
かった。銀は一価のプラスイオンの他に二価のプラスイ
オンも作製可能であり、他の量論比のインターカレーシ
ョン化合物薄膜の作製も可能である。When the ion beams of the lead ions and the silver ions reach the deposition substrate 5, they are mixed, and one silver ion and three lead ions react and adhere to the deposition substrate 5. This allows
An intercalation compound thin film 10 having a stoichiometric ratio of silver to lead of 4: 1 was obtained. In addition, the vapor deposition substrate is 500
It was found that the reaction was more successful when heating was performed at about ° C. Silver can produce divalent cations in addition to monovalent cations, and can also produce intercalation compound thin films having other stoichiometric ratios.
【0022】次に実施例6として3種類の原料を用いた
場合について説明する。この場合の装置は図1において
更に1組の蒸着用セルとイオン化用コイルと膜厚モニタ
ーとを備えたものを用いる。Next, a case where three kinds of raw materials are used will be described as a sixth embodiment. In this case, the apparatus shown in FIG. 1 further includes one set of vapor deposition cells, an ionization coil, and a film thickness monitor.
【0023】イオン化用コイル3に高周波電流を流しつ
つ、セル1より膜厚モニター8で膜厚を確認しながら蒸
着基板5にC60を蒸発気化させる。この時C60はマイナ
ス二価のC60 2-イオン6になっている。また、コイル4
に高周波電流を流しつつ、セル2より膜厚モニター9で
膜厚を確認しながら、蒸着基板5に向けてタリウムを蒸
発気化させる。この時タリウムはプラス一価のTl+ イ
オン7になっている。更に、C60,タリウムの蒸着と同
時に第3のイオン化用コイルに高周波電流を流し、第3
の膜厚モニターで膜厚を確認しながら第3のセルよりル
ビジウムを蒸着基板5に向けて蒸発気化させる。この
時、ルビジウムはプラス一価のRb+ イオンになってい
る。While a high-frequency current is passed through the ionization coil 3, C 60 is evaporated and vaporized on the vapor deposition substrate 5 while checking the film thickness from the cell 1 with the film thickness monitor 8. At this time, C 60 is minus divalent C 60 2− ion 6. In addition, coil 4
The thallium is evaporated toward the deposition substrate 5 while a high-frequency current is passed through the cell 2 and the film thickness is checked by the film thickness monitor 9 from the cell 2. At this time, the thallium has become positively monovalent Tl + ions 7. Further, a high-frequency current is applied to the third ionization coil simultaneously with the deposition of C 60 and thallium, and
While checking the film thickness with the film thickness monitor, rubidium is vaporized and vaporized from the third cell toward the deposition substrate 5. At this time, rubidium is a positive monovalent Rb + ion.
【0024】C60イオン,タリウムイオン,ルビジウム
イオンのイオンビームが蒸着基板5に達するところで混
合し、C60イオン1個とタリウムイオン1個およびルビ
ジウムイオン1個が反応し、蒸着基板5へ付着する。こ
れにより、C60とタリウムとルビジウムの量論比が1:
1:1のイターカレーション化合物薄膜10が得られ
た。なお、蒸着時に蒸着基板5を100℃程度で加熱し
ておくとより反応がうまく行くことが分かった。C60は
二価のマイナスイオンの他に一価および三価のマイナス
イオン、タリウムは一価のプラスイオンの他に三価のプ
ラスイオンも作製可能であり、他の量論比のインターカ
レーション化合物薄膜の作製も可能である。When the ion beams of C 60 , thallium and rubidium ions reach the deposition substrate 5, they are mixed, and one C 60 ion reacts with one thallium ion and one rubidium ion, and adheres to the deposition substrate 5. . Thus, the stoichiometric ratio of C 60 to thallium and rubidium is 1:
A 1: 1 intercalation compound thin film 10 was obtained. In addition, it turned out that the reaction is more successful when the deposition substrate 5 is heated at about 100 ° C. during the deposition. C 60 divalent besides monovalent and trivalent negative ions negative ions, thallium is also possible to produce positive ions in addition to trivalent positive ions of monovalent, intercalation of other stoichiometric ratio Preparation of a compound thin film is also possible.
【0025】尚、上記各実施例では気化物質のイオン化
にコイルを用いた場合について説明したが、気化物質に
プラズマ源よりプラズマを照射する方法等を用いること
もできる。又、セル等を4個以上設けることにより、4
種類以上の物質からなるインターカレーション化合物薄
膜を形成することが可能である。In each of the above embodiments, the case where the coil is used for ionizing the vaporized substance has been described. However, a method of irradiating the vaporized substance with plasma from a plasma source may be used. Also, by providing four or more cells, etc., 4
It is possible to form an intercalation compound thin film composed of more than two kinds of substances.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上述べたように本発明は、蒸発気化し
た原料物質をイオン化して基板に蒸着するため、インタ
ーカレーション化合物薄膜を簡単かつ精度よく作製する
事ができる。この方法によると、従来の方法ではインタ
ーカレーション化合物を作る事ができながった物質でも
インターカレーション化合物薄膜を作る事が可能であ
り、また、イオン符号と価数および蒸発気化の割合を制
御・選択する事により組成を自由に制御する事ができ
る。各種物質のインターカレートするバリエーションが
増える事で、各種新物性が期待されエレクトロニクスデ
バイスなどの工業的応用が期待でき、その意義は大き
い。As described above, according to the present invention, since the vaporized material is ionized and vapor-deposited on the substrate, an intercalation compound thin film can be produced simply and accurately. According to this method, it is possible to form an intercalation compound thin film even with a substance that could not produce an intercalation compound by the conventional method. The composition can be freely controlled by controlling and selecting. By increasing the number of intercalating variations of various substances, various new physical properties can be expected, and industrial applications such as electronic devices can be expected, which is significant.
【図1】本発明の実施例を説明するための蒸着装置の構
成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a vapor deposition apparatus for explaining an embodiment of the present invention.
1 蒸着セル 2 蒸着セル 3 イオン化用コイル 4 イオン化用コイル 5 蒸着基板 6 イオン化した物質 7 イオン化した物質 8 膜厚モニター 9 膜厚モニター 10 インターカレーション化合物薄膜 11 基板ホルダー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Deposition cell 2 Deposition cell 3 Ionization coil 4 Ionization coil 5 Deposition substrate 6 Ionized substance 7 Ionized substance 8 Film thickness monitor 9 Film thickness monitor 10 Intercalation compound thin film 11 Substrate holder
Claims (3)
あるいは蒸発気化させた後、この気化物質をイオン化源
を制御しイオン価数を制御しながら正イオンおよび負イ
オンにイオン化させ、フラックス量を制御しながら基板
へ蒸着し、イオン化したそれぞれの物質を基板上におい
て異なる電荷を有するイオン同士を結合させることを特
徴とするインターカレーション化合物薄膜の製造方法。At least two kinds of raw materials are vaporized or vaporized, and thereafter, the vaporized substance is ionized into positive ions and negative ions while controlling an ionization source to control an ion valence, thereby obtaining a flux amount. A method for producing an intercalation compound thin film, comprising depositing ions having different charges on a substrate by vapor-depositing the same on a substrate while controlling the temperature.
記載のインターカーレーション化合物薄膜の製造方法。2. One of the raw materials is fullerene.
A method for producing the intercalation compound thin film according to the above.
インターカレーション化合物薄膜の製造方法。3. The method for producing an intercalation compound thin film according to claim 2, wherein the fullerene is C 60 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6131732A JP2600610B2 (en) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | Method for producing intercalation compound thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6131732A JP2600610B2 (en) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | Method for producing intercalation compound thin film |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07330320A JPH07330320A (en) | 1995-12-19 |
| JP2600610B2 true JP2600610B2 (en) | 1997-04-16 |
Family
ID=15064905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6131732A Expired - Fee Related JP2600610B2 (en) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | Method for producing intercalation compound thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2600610B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12098918B2 (en) | 2020-08-25 | 2024-09-24 | Corning Incorporated | In-situ deposition thickness monitoring |
-
1994
- 1994-06-14 JP JP6131732A patent/JP2600610B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07330320A (en) | 1995-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4920094A (en) | Process for producing superconducting thin films | |
| US5316802A (en) | Method of forming copper film on substrate | |
| JP2600610B2 (en) | Method for producing intercalation compound thin film | |
| JPS63137159A (en) | Formation of thin crystalline metallic film | |
| KR900019219A (en) | Beam deposition method and apparatus for performing the same | |
| JPH0320007A (en) | Method for manufacturing magnetic thin film | |
| JPS63114966A (en) | Thin film manufacturing equipment | |
| JPH02160609A (en) | Target for forming oxide superconductor | |
| JPH02163366A (en) | Formation of chromium layer onto iron or steel product surface | |
| JPS61186472A (en) | Apparatus for producing non-crystalline film deposited by evaporation | |
| JPS61210615A (en) | Thin film formation equipment | |
| JP2671350B2 (en) | Method for manufacturing TiN film | |
| Sakai et al. | Crystal structure of aluminum films prepared by ion beam assisted technology | |
| JPH05271909A (en) | Production of zinc oxide film | |
| JPH01244402A (en) | Production of optical film | |
| JPH03274257A (en) | Method and apparatus for producing thin oxide film | |
| JPH0778000B2 (en) | Method for manufacturing oxide superconducting thin film | |
| JPH02197565A (en) | Target for laser vapor deposition apparatus | |
| JPH01255660A (en) | Production of thin silicon phthalocyanine polymer film | |
| JPS6116731B2 (en) | ||
| JPS63262457A (en) | Preparation of boron nitride film | |
| JP2603933B2 (en) | Method of forming compound thin film | |
| JPS6311661A (en) | Production of molybdenum nitride | |
| JPH0387364A (en) | Formation of thin film and device | |
| JPS62232938A (en) | Method and apparatus for forming thin film |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961119 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |