JP2011157584A - 薄膜製造方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】真空容器11内にプラズマ生成ガスを導入し、真空容器11内に配置されたウルツ鉱型結晶のターゲットTをスパッタすることによる生成されたスパッタ粒子をターゲットTに対向して真空容器11内に配置された基板ホルダ15に取り付けられた基板Sに堆積させることにより薄膜を製造する際に、基板ホルダ15と真空容器11の壁の間に高周波電圧を印加する。これにより、基板Sの表面においてプラズマシースが形成され、プラズマ生成ガスが電離して生じる陽イオンの量を増加させると共に、このプラズマシースによって陽イオンが加速され、十分なエネルギーをもって成膜中の薄膜に入射するため、ウルツ鉱型結晶の最密面が基板に平行に成長しにくくなる。その結果、全体としてウルツ鉱型結晶のc軸が面内方向に配向した面内配向薄膜を得ることができる。
【選択図】図1
Description
真空容器内の基板ホルダに取り付けられた基板上でウルツ鉱型結晶薄膜を製造する方法において、ウルツ鉱型結晶薄膜材料を該基板上に堆積させる際、
前記基板ホルダの近傍にプラズマ生成ガスを導入し、
前記基板ホルダと前記真空容器の壁との間に高周波電圧を印加し、
前記高周波電圧の印加により前記プラズマ生成ガスの原子又は分子から電離された陽イオンを、前記基板表面に形成されるプラズマシースにより加速させ、該基板上に形成される薄膜の表面に入射する、
ことを特徴とする。
真空容器内の基板ホルダに取り付けられた基板上でウルツ鉱型結晶薄膜を製造する製造装置において、
ウルツ鉱型結晶薄膜材料を該基板上に堆積させて薄膜を形成する薄膜形成手段と、
前記基板ホルダの近傍にプラズマ生成ガスを導入するプラズマ生成ガス導入手段と、
前記プラズマ生成ガスの原子又は分子を電離させ、前記電離により生成された陽イオンを前記基板上で形成途中の前記薄膜に入射するために、前記基板ホルダと前記真空容器の壁との間に高周波電圧を印加する高周波電圧印加手段と、
を備えることを特徴とする。
まず、基板ホルダ15と真空容器の壁111の間への高周波電圧の印加により、基板Sの近傍に高周波電界が形成される。これにより、基板Sの近傍に存在するガス分子が陽イオンと電子に電離する。こうして電離した電子により基板Sの表面にプラズマシース22が形成される。そして陽イオンは、プラズマシース22によって生成される電界により加速され、基板Sの表面に形成されつつあるZnOの薄膜21の表面に入射する。この陽イオンの入射により、原子が最も密に詰まったA層及びB層(図1)の面が基板に平行になるように結晶成長しにくくなり、その結果、c軸が基板に平行な方向に配向する。
11…真空容器
111…真空容器の壁
12…マグネトロンスパッタ用磁石
121…円形磁石
122…方形磁石
13…ターゲットホルダ兼第1電極
14…ターゲットホルダ用高周波電源
15…基板ホルダ
151…基板取付部
152…第2電極
153…冷却装置
16…基板ホルダ用高周波電源(高周波電圧印加手段)
17…プラズマ生成ガス導入手段
21…薄膜
22…プラズマシース
31…極点図における極
41、41A、41B…面内1方向配向薄膜
42…板状電極
43…櫛形電極
51…磁界印加手段
S…基板
T…ターゲット
Claims (9)
- 真空容器内の基板ホルダに取り付けられた基板上でウルツ鉱型結晶薄膜を製造する方法において、ウルツ鉱型結晶薄膜材料を該基板上に堆積させる際、
前記基板ホルダの近傍にプラズマ生成ガスを導入し、
前記基板ホルダと前記真空容器の壁との間に高周波電圧を印加し、
前記高周波電圧の印加により前記プラズマ生成ガスの原子又は分子から電離された陽イオンを、前記基板表面に形成されるプラズマシースにより加速させ、該基板上に形成される薄膜の表面に入射する、
ことを特徴とする薄膜製造方法。 - 前記基板表面の近傍に静磁界を印加することを特徴とする請求項1に記載の薄膜製造方法。
- 前記薄膜材料の堆積がマグネトロンスパッタ法によるものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の薄膜製造方法。
- 真空容器内の基板ホルダに取り付けられた基板上でウルツ鉱型結晶薄膜を製造する製造装置において、
ウルツ鉱型結晶薄膜材料を該基板上に堆積させて薄膜を形成する薄膜形成手段と、
前記基板ホルダの近傍にプラズマ生成ガスを導入するプラズマ生成ガス導入手段と、
前記プラズマ生成ガスの原子又は分子を電離させ、前記電離により生成された陽イオンを前記基板上で形成途中の前記薄膜に入射するために、前記基板ホルダと前記真空容器の壁との間に高周波電圧を印加する高周波電圧印加手段と、
を備えることを特徴とする薄膜製造装置。 - 更に、前記基板表面の近傍に静磁界を印加する磁界印加手段を備えることを特徴とする請求項4に記載の薄膜製造装置。
- 前記薄膜形成手段が、マグネトロンスパッタ法により薄膜を形成するものであることを特徴とする請求項4又は5に記載の薄膜製造装置。
- 請求項3に記載の方法又は請求項6に記載の装置を用いて作製された、c軸が基板に平行な面の中において1方向に配向したウルツ鉱型結晶薄膜と、該ウルツ鉱型結晶薄膜を挟むように設けられた1対の板状電極とを備えることを特徴とする横波モード薄膜共振子。
- 請求項3に記載の方法又は請求項6に記載の装置を用いて作製された、c軸が基板に平行な面の中において1方向に配向したウルツ鉱型結晶薄膜と、該ウルツ鉱型結晶薄膜の表面に設けられた櫛形電極とを備えることを特徴とする横波型弾性表面波デバイス。
- 請求項3に記載の方法又は請求項6に記載の装置を用いて作製された、c軸が基板に平行な面の中において1方向に配向したウルツ鉱型結晶薄膜を、隣接する層の極性ベクトルの方向が互いに180°異なるように交互に複数積層したものであることを特徴とする擬似位相整合波長変換デバイス。
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JP2010019574A JP2011157584A (ja) | 2010-01-29 | 2010-01-29 | 薄膜製造方法及び装置 |
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2010
- 2010-01-29 JP JP2010019574A patent/JP2011157584A/ja active Pending
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