薄膜作製技術
タイトル
生産現場・開発現場において役立つ薄膜作製技術
書籍概要
| 書籍番号 | bk3003 |
発刊日 | 2006年11月30日 |
| 体 裁 | A4版 323頁 |
価 格 | 71,400円 (本体：68,000円＋消費税:3,400円) |
| ISBNコード | 4-89808-078-2 |
発 行 | (株)リアライズ理工センター |
販 売 | (株)Ｒ＆Ｄ支援センター |
| 執筆者 | |
草野 英二 金沢工業大学 | |
| ご案内 | |
薄膜作製技術は, 現代の産業を支える基盤技術である。わが国産業の中心である自動車, 高機能家電製品およびコンピュータ分野においては直接的に, そして急激な発展を見せている情報産業の分野においてはハードウェアを形成するデバイスとして間接的に産業を支えている。もちろんわれわれの日常生活も今や薄膜を用いるデバイスが無くては成り立たない。 | |
書籍の内容
第1章 基礎技術
第1節 真空と圧力
1. 真空とは
2. 圧力とは
3. 気体分子密度
4. 気体分子の速さ
5. 平均自由行程
6. 気体分子束の大きさ
7. 粘性流と分子流
8. コンダクタンス
2. 圧力とは
3. 気体分子密度
4. 気体分子の速さ
5. 平均自由行程
6. 気体分子束の大きさ
7. 粘性流と分子流
8. コンダクタンス
第2節 表面
1. 表面の構造
2. 表面の動的過程
3. 真空と表面
4. 基板材料の表面とその洗浄・清浄化技術
4.1 ガラス基板
4.2 セラミック基板
4.3 プラスチック基板
4.4 半導体基板
2. 表面の動的過程
3. 真空と表面
4. 基板材料の表面とその洗浄・清浄化技術
4.1 ガラス基板
4.2 セラミック基板
4.3 プラスチック基板
4.4 半導体基板
第3節 プラズマ
1. プラズマとは
2. 直流グロー放電
3. プラズマパラメータ
4. デバイ長とプラズマシース
5. 原子・分子の電離・励起・解離
6. プラズマ診断
7. マグネトロン放電
8. 高周波放電・マイクロ波放電
2. 直流グロー放電
3. プラズマパラメータ
4. デバイ長とプラズマシース
5. 原子・分子の電離・励起・解離
6. プラズマ診断
7. マグネトロン放電
8. 高周波放電・マイクロ波放電
第4節 薄膜成長
1. はじめに
2. 薄膜結晶成長
3. エピタキシャル成長と成長様式
3.1 Volmer-Weber型成長様式
3.2 Frank-van der Merwe型成長様式
3.3 Stranski-Krastanov型成長様式／成長様式を決める因子］
4. 多元系物質の薄膜成長?熱平衡
5. 薄膜結晶成長のモニタリングと人工結晶
2. 薄膜結晶成長
3. エピタキシャル成長と成長様式
3.1 Volmer-Weber型成長様式
3.2 Frank-van der Merwe型成長様式
3.3 Stranski-Krastanov型成長様式／成長様式を決める因子］
4. 多元系物質の薄膜成長?熱平衡
5. 薄膜結晶成長のモニタリングと人工結晶
第5節 真空装置
1. 真空装置
1.1 真空装置とは
2. 真空ポンプおよび排気システム
2.1 油回転ポンプ
2.2 ドライポンプ
2.3 メカニカルブースターポンプ
2.4 油拡散ポンプ
2.5 ターボ分子ポンプ
2.6 クライオポンプおよびクライオトラップ
2.7 排気システム
2.8 真空排気時の注意
2. 真空計測
1. 全圧計
1.1 全圧真空計の種類
1.2 各種真空計の測定原理
2. 分圧真空計
2.1 分圧真空計としての質量分析計
2.2分圧測定の例
3. 真空材料・真空部品
1. 真空材料・真空部品とは
2. 金属材料
2.1 ステンレス鋼
2.2 アルミニウム, アルミニウム合金
3. 非金属材料
3.1 ガラス, セラミック
3.2 エラストマー
3.3 プラスティック
4. 真空グリース
5. 真空部品
5.1 フランジ, 継手
5.2 真空シール
5.3 バルブ
5.4 フィードスルー
1.1 真空装置とは
2. 真空ポンプおよび排気システム
2.1 油回転ポンプ
2.2 ドライポンプ
2.3 メカニカルブースターポンプ
2.4 油拡散ポンプ
2.5 ターボ分子ポンプ
2.6 クライオポンプおよびクライオトラップ
2.7 排気システム
2.8 真空排気時の注意
2. 真空計測
1. 全圧計
1.1 全圧真空計の種類
1.2 各種真空計の測定原理
2. 分圧真空計
2.1 分圧真空計としての質量分析計
2.2分圧測定の例
3. 真空材料・真空部品
1. 真空材料・真空部品とは
2. 金属材料
2.1 ステンレス鋼
2.2 アルミニウム, アルミニウム合金
3. 非金属材料
3.1 ガラス, セラミック
3.2 エラストマー
3.3 プラスティック
4. 真空グリース
5. 真空部品
5.1 フランジ, 継手
5.2 真空シール
5.3 バルブ
5.4 フィードスルー
第2章 基盤技術・薄膜作製技術
第1節 薄膜作製技術総論
第2節 真空蒸着
1. 真空蒸着とは
2. 蒸発源の種類
2.1 抵抗加熱
2.2 電子銃
2.3 高周波誘導加熱
2.4 レーザ加熱
3. 蒸発物質と蒸気圧
4. 蒸発源からの放射分布と膜厚分布
4.1 点蒸発源
4.2 微小平面蒸発源
4.3 平面蒸発源
4.4 円柱状蒸発源
4.5 環状蒸発源
5. 真空蒸着装置
5.1 真空排気系
5.2 膜厚計
5.3 基板ホルダ
5.4 膜厚分布補正機構
5.5 基板加熱
5.6 ボンバード機構
5.7 ガス導入機構
5.8 システムの制御機構
6. イオンビームアシスト蒸着
7. イオンプレーティング
2. 蒸発源の種類
2.1 抵抗加熱
2.2 電子銃
2.3 高周波誘導加熱
2.4 レーザ加熱
3. 蒸発物質と蒸気圧
4. 蒸発源からの放射分布と膜厚分布
4.1 点蒸発源
4.2 微小平面蒸発源
4.3 平面蒸発源
4.4 円柱状蒸発源
4.5 環状蒸発源
5. 真空蒸着装置
5.1 真空排気系
5.2 膜厚計
5.3 基板ホルダ
5.4 膜厚分布補正機構
5.5 基板加熱
5.6 ボンバード機構
5.7 ガス導入機構
5.8 システムの制御機構
6. イオンビームアシスト蒸着
7. イオンプレーティング
第3節 スパッタリング
1. スパッタリングとは
2. スパッタリング過程
2.1 ターゲットに入射させる高速原子の生成法
2.2 高速原子のターゲット衝突からターゲット原子放出まで（狭義のスパッタリング）
2.3 放出原子の基板到達と基板上での堆積
3. 各種スパッタリング方式
3.1 グロー放電プラズマによるスパッタリング
3.2 電子サイクロトロン共鳴放電プラズマによるスパッタリング
3.3 イオンビームスパッタリング
4. スパッタリング装置の型式
4.1 基板の動きから見た装置構成
4.2 基板の搬送姿勢
4.3 スパッタ室真空保持
4.4 成膜方向
4.5 成膜時の基板の動き
2. スパッタリング過程
2.1 ターゲットに入射させる高速原子の生成法
2.2 高速原子のターゲット衝突からターゲット原子放出まで（狭義のスパッタリング）
2.3 放出原子の基板到達と基板上での堆積
3. 各種スパッタリング方式
3.1 グロー放電プラズマによるスパッタリング
3.2 電子サイクロトロン共鳴放電プラズマによるスパッタリング
3.3 イオンビームスパッタリング
4. スパッタリング装置の型式
4.1 基板の動きから見た装置構成
4.2 基板の搬送姿勢
4.3 スパッタ室真空保持
4.4 成膜方向
4.5 成膜時の基板の動き
第4節 化学気相成長法
1. 化学気相成長法の概要
2. 熱化学気相成長の原理
1. 熱CVDの原理
2. 熱CVD装置と成膜の実際
3. 薄膜の組織と物性
3. プラズマ誘起化学気相成長法
1. プラズマ誘起CVDとは
2. PECVDの特徴
2.1 PECVDの利点と熱CVDとの違い
2.2 熱CVDとPECVDの反応経路の違い
3. PECVDの反応過程
3.1 PECVDのエネルギ移動と反応
3.2 磁場の効果
3.3 ポテンシャル曲線（曲面）と活性種
3.4 PECVDにおける励起と反応］
4. PECVD法の分類
5. PECVD装置と構造
5.1 直流放電型および交流放電型
5.2 高周波誘導結合型
5.3 高周波容量結合型
5.4 マイクロ波放電型
6. 容量結合型放電と誘導結合型放電
7. まとめ
4. 有機金属化学気相成長法
1. はじめに
2. 原料とその物性
3. 成長機構
4. 装置
5. 成長の実際
5. 化学気相成長法により作製される薄膜の特徴
1. CVD法と薄膜の特徴
2. 下地の結晶性を生かした欠陥の少ない結晶成長
3. 欠陥の少ないアモルファス膜
4. オートドーピングが可能
5. 準安定状態の膜の成膜
6. 微細な凹凸やオーバーハング形状へのカバレッジ良い成膜
7. 下地に依存した成膜
8. まとめ
2. 熱化学気相成長の原理
1. 熱CVDの原理
2. 熱CVD装置と成膜の実際
3. 薄膜の組織と物性
3. プラズマ誘起化学気相成長法
1. プラズマ誘起CVDとは
2. PECVDの特徴
2.1 PECVDの利点と熱CVDとの違い
2.2 熱CVDとPECVDの反応経路の違い
3. PECVDの反応過程
3.1 PECVDのエネルギ移動と反応
3.2 磁場の効果
3.3 ポテンシャル曲線（曲面）と活性種
3.4 PECVDにおける励起と反応］
4. PECVD法の分類
5. PECVD装置と構造
5.1 直流放電型および交流放電型
5.2 高周波誘導結合型
5.3 高周波容量結合型
5.4 マイクロ波放電型
6. 容量結合型放電と誘導結合型放電
7. まとめ
4. 有機金属化学気相成長法
1. はじめに
2. 原料とその物性
3. 成長機構
4. 装置
5. 成長の実際
5. 化学気相成長法により作製される薄膜の特徴
1. CVD法と薄膜の特徴
2. 下地の結晶性を生かした欠陥の少ない結晶成長
3. 欠陥の少ないアモルファス膜
4. オートドーピングが可能
5. 準安定状態の膜の成膜
6. 微細な凹凸やオーバーハング形状へのカバレッジ良い成膜
7. 下地に依存した成膜
8. まとめ
第5節 その他の薄膜作製技術
1. レーザアブレーション
2. アーク蒸着
2.1 アーク蒸着の概要と特徴
2.2 アークPVD法の原理
2.3 アークPVD法による薄膜作成例
3. 分子線エピタキシ
3.1 MBE成長法の概要
3.2 MBE装置
3.3 MBE成長の主な適用例
4. 原子層成長法
4.1 原子層成長法の概要
4.2 ALD装置
4.3 ALD法の適用例］
2. アーク蒸着
2.1 アーク蒸着の概要と特徴
2.2 アークPVD法の原理
2.3 アークPVD法による薄膜作成例
3. 分子線エピタキシ
3.1 MBE成長法の概要
3.2 MBE装置
3.3 MBE成長の主な適用例
4. 原子層成長法
4.1 原子層成長法の概要
4.2 ALD装置
4.3 ALD法の適用例］
第3章 基盤技術・評価技術
第1節 総論
第2節 膜厚測定
1. 膜厚測定方法の概要
2. 段差測定
2.1 触針法
2.2 原子間力顕微鏡
3. 非接触測定
3.1 干渉色法
3.2 蛍光X線法
3.3 X線反射率法
2. 段差測定
2.1 触針法
2.2 原子間力顕微鏡
3. 非接触測定
3.1 干渉色法
3.2 蛍光X線法
3.3 X線反射率法
第3節 膜構造解析
1. 膜構造解析方法の概要
2. 走査型電子顕微鏡
2.1 二次電子像
2.2 反射電子像
2.3 観察例
3.透過型電子顕微鏡
3.1 観察例
4.プローブ顕微鏡
4.1 観察例
2. 走査型電子顕微鏡
2.1 二次電子像
2.2 反射電子像
2.3 観察例
3.透過型電子顕微鏡
3.1 観察例
4.プローブ顕微鏡
4.1 観察例
第4節 結晶性
1. 結晶構造の解析方法の概要
2. X線回折法
2.1 θ-2θスキャン法およびロッキングカーブ（θスキャン法）
2.2 極点図およびΦスキャン
3. 反射高速電子線回折
4. 透過型電子顕微鏡
5. ラマン分光法
2. X線回折法
2.1 θ-2θスキャン法およびロッキングカーブ（θスキャン法）
2.2 極点図およびΦスキャン
3. 反射高速電子線回折
4. 透過型電子顕微鏡
5. ラマン分光法
第5節 組成
1. 組成分析方法の概要
1.1組成分析概要
1.2 薄膜組成分析
2.電子線マイクロアナライザ
2.1 原理
2.2 装置
2.3 応用
2.4蛍光X線分析法
3. 光電子分光法
3.1 原理
3.2 装置
3.3応用
4. オージェ電子分光法
4.1 原理
4.2 装置
4.3 応用
5. 二次イオン質量分析法
5.1 原理
5.2 装置
5.3 応用
1.1組成分析概要
1.2 薄膜組成分析
2.電子線マイクロアナライザ
2.1 原理
2.2 装置
2.3 応用
2.4蛍光X線分析法
3. 光電子分光法
3.1 原理
3.2 装置
3.3応用
4. オージェ電子分光法
4.1 原理
4.2 装置
4.3 応用
5. 二次イオン質量分析法
5.1 原理
5.2 装置
5.3 応用
第6節 電気的特性
1. 電気測定の基礎
1.1 電気伝導
1.2 ホール効果
1.3 誘電率
2. 電気測定の実際
2.1 抵抗率測定
2.2 移動度とキャリア密度測定
2.3 誘電率測定
1.1 電気伝導
1.2 ホール効果
1.3 誘電率
2. 電気測定の実際
2.1 抵抗率測定
2.2 移動度とキャリア密度測定
2.3 誘電率測定
第7節 機械的特性
1. はじめに
2. 硬さとヤング率
2.1 用語の定義
2.2 試験機・試験方法
2.3 分析評価
3. 応力
3.1 用語の定義
3.2 試験機・試験方法
3.3 分析評価
4. 付着力
4.1 用語の定義
4.2 試験機・試験方法
4.3 分析評価
5. 摩擦摩耗
5.1 用語の定義
5.2 試験機・試験方法
5.3 分析評価
6. 薄膜の機械的特性評価
7. おわりに
2. 硬さとヤング率
2.1 用語の定義
2.2 試験機・試験方法
2.3 分析評価
3. 応力
3.1 用語の定義
3.2 試験機・試験方法
3.3 分析評価
4. 付着力
4.1 用語の定義
4.2 試験機・試験方法
4.3 分析評価
5. 摩擦摩耗
5.1 用語の定義
5.2 試験機・試験方法
5.3 分析評価
6. 薄膜の機械的特性評価
7. おわりに
第8節 光学的特性
1. 分光光度計による測定
1.1 原理
1.2 測定の方法
1.3 シミュレーションソフトウェアを用いた算出例
2. 光学式膜厚計による測定
2.1 原理
2.2 測定の方法
3. 分光エリプソメトリ
3.1 原理 3.2測定の方法
1.1 原理
1.2 測定の方法
1.3 シミュレーションソフトウェアを用いた算出例
2. 光学式膜厚計による測定
2.1 原理
2.2 測定の方法
3. 分光エリプソメトリ
3.1 原理 3.2測定の方法
第4章 応用技術
第1節 切削工具材料の技術動向
1. 切削工具材料の技術動向
2. コーティング膜への要求特性
3. コーティング超硬におけるコーティング方法と用途
4.PVDコーティング技術へのニーズと開発の経過
4.1 PVDコーティング膜材種の開発
4.2 PVDコーティングプロセスの開発
4.3 残留応力の制御
4.4 生産性の向上
2. コーティング膜への要求特性
3. コーティング超硬におけるコーティング方法と用途
4.PVDコーティング技術へのニーズと開発の経過
4.1 PVDコーティング膜材種の開発
4.2 PVDコーティングプロセスの開発
4.3 残留応力の制御
4.4 生産性の向上
第2節 装飾用コーティング
1. 概要
2. コーティング技術とポイント
2.1 イオンプレーティング法によるコーティング技術
2.2 スパッタ法によるコーティング技術
2.3 イオンプレーティング法やスパッタ法で被膜形成後, 電解で発色させる技術
2.4 蒸着重合によるコーティング被膜
3. まとめ
2. コーティング技術とポイント
2.1 イオンプレーティング法によるコーティング技術
2.2 スパッタ法によるコーティング技術
2.3 イオンプレーティング法やスパッタ法で被膜形成後, 電解で発色させる技術
2.4 蒸着重合によるコーティング被膜
3. まとめ
第3節 包装用分野
1. ガスバリアフィルム
1.1 アルミニウム蒸着フィルム
1.2 透明蒸着フィルム
2. ボトル用バリアフィルム
3. まとめ
1.1 アルミニウム蒸着フィルム
1.2 透明蒸着フィルム
2. ボトル用バリアフィルム
3. まとめ
第4節 光学膜
1. 光学部品への薄膜
1. 反射防止膜
2. 反射増加膜
3. フィルタ
3.1 エッジフィルタ
3.2 帯域フィルタ
3.3 ビームスプリッタ
3.4 ルゲートフィルタ
2. 建築用エネルギ制御薄膜
1. はじめに
2. 熱線反射ガラスおよび熱線遮蔽ガラス
3. 低放射ガラス
4. 調光ガラス
5. おわりに
3. フォトマスクブランクス
1. フォトリソグラフィ技術とフォトマスク
2. フォトマスクブランクスの技術
2.1 バイナリー型
2.2 位相シフト型
1. 反射防止膜
2. 反射増加膜
3. フィルタ
3.1 エッジフィルタ
3.2 帯域フィルタ
3.3 ビームスプリッタ
3.4 ルゲートフィルタ
2. 建築用エネルギ制御薄膜
1. はじめに
2. 熱線反射ガラスおよび熱線遮蔽ガラス
3. 低放射ガラス
4. 調光ガラス
5. おわりに
3. フォトマスクブランクス
1. フォトリソグラフィ技術とフォトマスク
2. フォトマスクブランクスの技術
2.1 バイナリー型
2.2 位相シフト型
第5節 記録デバイス
1. ハードディスクドライブ
1. はじめに
2. 磁気記録媒体の基本構造
3. 磁気抵抗ヘッドの基本構造
4. 磁性多層薄膜のスパッタ成膜時のキーポイント
5. 磁気記録媒体および磁気抵抗ヘッドの装置構成例
2. デジタル多用途ディスク
1. DVDの種類
2. DVDの製造方法
2.1 原盤工程
2.2 複製工程
3. DVD製造のポイント
1. はじめに
2. 磁気記録媒体の基本構造
3. 磁気抵抗ヘッドの基本構造
4. 磁性多層薄膜のスパッタ成膜時のキーポイント
5. 磁気記録媒体および磁気抵抗ヘッドの装置構成例
2. デジタル多用途ディスク
1. DVDの種類
2. DVDの製造方法
2.1 原盤工程
2.2 複製工程
3. DVD製造のポイント
第6節 ディスプレイ
1. 液晶ディスプレイ
1. はじめに
2. スパッタリング装置
2.1 装置形態
2.2 スパッタリングカソード
3. 化学気相成長法装置
3.1 装置構成と形態
3.2 化学気相成長法で形成される薄膜に要求される特性
2. プラズマディスプレイパネル
1. PDPの原理・構造と製造工程
2. PDP用の薄膜製造装置
2.1 スパッタリング装置
2.2 電子ビーム蒸着装置とイオンプレーティング装置
3. 有機EL
1. はじめに
2. 真空蒸着成膜
3. 有機EL薄膜作製技術
3.1 有機EL材料の蒸着特性
3.2 有機EL薄膜作製
3.3 陰極薄膜作製
4.有機EL薄膜のパターン形成と膜厚制御
4.1 パターン形成
4.2 膜厚の制御
5. 有機EL薄膜の蒸着性能評価
6. 最後に
1. はじめに
2. スパッタリング装置
2.1 装置形態
2.2 スパッタリングカソード
3. 化学気相成長法装置
3.1 装置構成と形態
3.2 化学気相成長法で形成される薄膜に要求される特性
2. プラズマディスプレイパネル
1. PDPの原理・構造と製造工程
2. PDP用の薄膜製造装置
2.1 スパッタリング装置
2.2 電子ビーム蒸着装置とイオンプレーティング装置
3. 有機EL
1. はじめに
2. 真空蒸着成膜
3. 有機EL薄膜作製技術
3.1 有機EL材料の蒸着特性
3.2 有機EL薄膜作製
3.3 陰極薄膜作製
4.有機EL薄膜のパターン形成と膜厚制御
4.1 パターン形成
4.2 膜厚の制御
5. 有機EL薄膜の蒸着性能評価
6. 最後に
第7節 半導体
1. 大規模集積回路で使用される薄膜
2. ゲート絶縁膜
2.1 ゲート絶縁膜
2.2キャパシタ絶縁膜
3. トランジスタ配線間絶縁膜
4. 配線工程絶縁膜
5. メタライズ
5.1 電極配線の分類
5.2 電極配線のスケーリング
5.3 ゲート電極配線技術
5.4 コンタクト電極
5.5 低抵抗配線
2. ゲート絶縁膜
2.1 ゲート絶縁膜
2.2キャパシタ絶縁膜
3. トランジスタ配線間絶縁膜
4. 配線工程絶縁膜
5. メタライズ
5.1 電極配線の分類
5.2 電極配線のスケーリング
5.3 ゲート電極配線技術
5.4 コンタクト電極
5.5 低抵抗配線
第8節 太陽電池
