JP2631681B2 - バリウム系薄膜製造法 - Google Patents
バリウム系薄膜製造法Info
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- JP2631681B2 JP2631681B2 JP63032545A JP3254588A JP2631681B2 JP 2631681 B2 JP2631681 B2 JP 2631681B2 JP 63032545 A JP63032545 A JP 63032545A JP 3254588 A JP3254588 A JP 3254588A JP 2631681 B2 JP2631681 B2 JP 2631681B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、化学気相析出法によるバリウム系の薄膜の
製造法に関する。
製造法に関する。
（従来の技術） 各種元素をMgOやAl2O3などのセラミックス,Siなどの
半導体，金属或いは硬質高分子樹脂の基板上に薄膜層と
して蒸着させ、このものを各種センサ、半導体素子、フ
ィルターや磁気シールド材として各方面に利用されてい
る。このように利用分野の多い各種元素の薄膜層は、こ
れ迄、主に真空蒸着やスパッタリングの処理方法によっ
て生成されている。良く知られる如く、真空蒸着やスパ
ッタリングは、不活性ガス中のターゲットにエネルギー
を加え、このターゲットの組成元素を基体上に堆積させ
るものであるが、しかし、この方法は、基体が平坦なも
のという条件が付されることから、テストピースの製作
に好適であったとしても、実用品への応用に不向きな点
がある。
半導体，金属或いは硬質高分子樹脂の基板上に薄膜層と
して蒸着させ、このものを各種センサ、半導体素子、フ
ィルターや磁気シールド材として各方面に利用されてい
る。このように利用分野の多い各種元素の薄膜層は、こ
れ迄、主に真空蒸着やスパッタリングの処理方法によっ
て生成されている。良く知られる如く、真空蒸着やスパ
ッタリングは、不活性ガス中のターゲットにエネルギー
を加え、このターゲットの組成元素を基体上に堆積させ
るものであるが、しかし、この方法は、基体が平坦なも
のという条件が付されることから、テストピースの製作
に好適であったとしても、実用品への応用に不向きな点
がある。
前述した真空蒸着やスパッタリングは、基体形状に制
約を受けるのに対し、化学気相析出法はこのような基体
形状の制約を受けない薄膜製造法である。この化学気相
析出法は、蒸発源原料と生成された薄膜とが異る組成を
一般的に示し、蒸発源原料の加熱による気化をなし、次
いでこの気化分を分解反応させて反応室内で基体上に蒸
着させ薄膜化とするものである。
約を受けるのに対し、化学気相析出法はこのような基体
形状の制約を受けない薄膜製造法である。この化学気相
析出法は、蒸発源原料と生成された薄膜とが異る組成を
一般的に示し、蒸発源原料の加熱による気化をなし、次
いでこの気化分を分解反応させて反応室内で基体上に蒸
着させ薄膜化とするものである。
（本発明が解決しようとする課題） 前述した化学気相析出法は、２元素以上で構成される
原料の組成調整も可能であって、各種セラミックス薄膜
の合成法として注目され、しかも、複雑な形状の基体に
薄膜を被覆できる等の特長がある。この析出法では、よ
り詳しく云えば、目的物質を合成するためには必要な組
成を含む物質又はガス等を原料とする、原料が物質の場
合は蒸気圧が得られる温度にこの原料を加熱し、それら
の熱分解反応や加水分解反応等により基体上に薄膜を生
成する。即ち、この化学気相析出法は、供給される原料
組成とその加熱・分解反応により薄膜の性質が決定され
る。
原料の組成調整も可能であって、各種セラミックス薄膜
の合成法として注目され、しかも、複雑な形状の基体に
薄膜を被覆できる等の特長がある。この析出法では、よ
り詳しく云えば、目的物質を合成するためには必要な組
成を含む物質又はガス等を原料とする、原料が物質の場
合は蒸気圧が得られる温度にこの原料を加熱し、それら
の熱分解反応や加水分解反応等により基体上に薄膜を生
成する。即ち、この化学気相析出法は、供給される原料
組成とその加熱・分解反応により薄膜の性質が決定され
る。
一方、現在、薄膜化が強く期待される物質として、誘
電体であるチタン酸バリウム、酸化物セラミック超電導
体であるBa2YCU3O7-y等があげられる。このような物質
の薄膜を生成するために、たとえば、塩化バリウムを原
料とすると、必要な蒸気圧を得るためには1200〜1300℃
の気化温度が必要であり、またこの原料から目的とする
酸化バリウムを析出させるには、1300℃以上の高温に基
体を加熱する必要がある。それでも1300℃付近では塩化
バリウムの分解は完全ではなく、一部塩化バリウムが生
成した膜中に共析出し目的とする性質に悪影響をおよぼ
す。また、他のバリウムのハロゲン系化合物を原料とし
た場合も塩化物と同様に1300℃以上の高温に原料を加熱
する事を必要とする高温プロセスとなり、未分解物の析
出による性質劣化から、バリウムを含む化合物の薄膜化
の手法として、化学気相析出法の実用化は成功していな
かった。
電体であるチタン酸バリウム、酸化物セラミック超電導
体であるBa2YCU3O7-y等があげられる。このような物質
の薄膜を生成するために、たとえば、塩化バリウムを原
料とすると、必要な蒸気圧を得るためには1200〜1300℃
の気化温度が必要であり、またこの原料から目的とする
酸化バリウムを析出させるには、1300℃以上の高温に基
体を加熱する必要がある。それでも1300℃付近では塩化
バリウムの分解は完全ではなく、一部塩化バリウムが生
成した膜中に共析出し目的とする性質に悪影響をおよぼ
す。また、他のバリウムのハロゲン系化合物を原料とし
た場合も塩化物と同様に1300℃以上の高温に原料を加熱
する事を必要とする高温プロセスとなり、未分解物の析
出による性質劣化から、バリウムを含む化合物の薄膜化
の手法として、化学気相析出法の実用化は成功していな
かった。
それ故に、本発明は、原料組成並びに原料加熱温度条
件を改良することにより、化学気相析出法による高品質
のバリウム系薄膜製造法を提供することを解決すべき課
題とする。
件を改良することにより、化学気相析出法による高品質
のバリウム系薄膜製造法を提供することを解決すべき課
題とする。
（課題を解決するための手段とその作用） 本発明は、前述した課題を解決するために、バリウム
系原料を蒸発源とした化学気相析出法により約1000℃〜
300℃の基体温度で基体上に薄膜を形成する技術的手段
を用いる。さらに、本発明において、蒸発源の原料とし
て、少くともバリウムの2,2,6,6−テトラメチル−3,5−
ヘプタンデオナト錯体を用いる。
系原料を蒸発源とした化学気相析出法により約1000℃〜
300℃の基体温度で基体上に薄膜を形成する技術的手段
を用いる。さらに、本発明において、蒸発源の原料とし
て、少くともバリウムの2,2,6,6−テトラメチル−3,5−
ヘプタンデオナト錯体を用いる。
より具体的には、本発明の製造方法は第１図を参照し
て説明すると、１は原料容器であり、容器１の内部２に
バリウム系供給原料を入れる。バリウム系供給原料は、
2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンデオナト錯体
（以下β−ジケトン錯体と記す）であり、蒸気圧が小さ
いので容器内で分解することがなく、安定、確実に基体
上に原料蒸気を供給でき、且つフッ素を含まないので、
生成した膜のフッ素の混入及びフッ素による腐食を生じ
ないので特性の優れた膜を形成することが出来る。
て説明すると、１は原料容器であり、容器１の内部２に
バリウム系供給原料を入れる。バリウム系供給原料は、
2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンデオナト錯体
（以下β−ジケトン錯体と記す）であり、蒸気圧が小さ
いので容器内で分解することがなく、安定、確実に基体
上に原料蒸気を供給でき、且つフッ素を含まないので、
生成した膜のフッ素の混入及びフッ素による腐食を生じ
ないので特性の優れた膜を形成することが出来る。
β−ジケトン錯体をヒータ３により加熱し不活性ガス
導入口４からキャリアガスを導入して、β−ジケトン錯
体蒸気を反応管５に送る。反応管５には別の導入口６か
ら酸素ガスが導入され、反応管５内で２成分の原料ガス
が混合され別のヒータ７によって加熱された基体上に供
給される。基体８上では分解、重合などの反応によりバ
リウム系薄膜が析出する。基体加熱のヒータ７は反応管
の外部にあるが反応管の内部で基体を直接加熱してもよ
く、さらに高周波等により基体を加熱してもよい。反応
管５内のガスは、排気口９を通して排気される。反応室
内の圧は大気圧でもよく減圧下でもよい。大気圧では均
一核成長により粉が生成しやすいので減圧下が好まし
い。
導入口４からキャリアガスを導入して、β−ジケトン錯
体蒸気を反応管５に送る。反応管５には別の導入口６か
ら酸素ガスが導入され、反応管５内で２成分の原料ガス
が混合され別のヒータ７によって加熱された基体上に供
給される。基体８上では分解、重合などの反応によりバ
リウム系薄膜が析出する。基体加熱のヒータ７は反応管
の外部にあるが反応管の内部で基体を直接加熱してもよ
く、さらに高周波等により基体を加熱してもよい。反応
管５内のガスは、排気口９を通して排気される。反応室
内の圧は大気圧でもよく減圧下でもよい。大気圧では均
一核成長により粉が生成しやすいので減圧下が好まし
い。
以上のような製造方法によれば、バリウム系薄膜はハ
ロゲン系バリウム化合物を用いた製造方法に比べ原料加
熱温度が低く、またその基体温度も低い条件でバリウム
系薄膜を合成できる。さらに析出したバリウム系薄膜は
約800℃で１気圧の蒸気圧を持ち容易に他の化合物と反
応するので複合化合物膜の合成も可能である。
ロゲン系バリウム化合物を用いた製造方法に比べ原料加
熱温度が低く、またその基体温度も低い条件でバリウム
系薄膜を合成できる。さらに析出したバリウム系薄膜は
約800℃で１気圧の蒸気圧を持ち容易に他の化合物と反
応するので複合化合物膜の合成も可能である。
（実施例） 以下本発明の実施例を説明する。第１図の装置により
原料容器２にバリウムのβ−ジケトン錯体〔Ba（C11H19
O2）２〕を入れヒータ３で250℃に加熱する。キャリア
ガスとしてArガスを用い、Arガスの流量60ML/min、酸素
ガス流量100ML/minとして基体上の析出物のＸ線回折に
よる膜の同定を行った。結果を表１に示す。
原料容器２にバリウムのβ−ジケトン錯体〔Ba（C11H19
O2）２〕を入れヒータ３で250℃に加熱する。キャリア
ガスとしてArガスを用い、Arガスの流量60ML/min、酸素
ガス流量100ML/minとして基体上の析出物のＸ線回折に
よる膜の同定を行った。結果を表１に示す。
基体温度600〜900℃において、BaCO3が得られ700℃以
上ではBaCO4（又は、BaO2・CO2）も得られている。
上ではBaCO4（又は、BaO2・CO2）も得られている。
次に第２の実施例を示す。第２図に示す製造方法によ
りバリウム、銅の化合物の合成を行った。第２図は第１
図に銅の原料容器を付加したものであり、銅のβ−ジケ
トン錯体を原料容器10にバリウムは第１の実施例と同様
な方法で入れArガス60ML/min、O2ガス100ML/minとして
基体上の析出物のＸ線回折による膜の同定を行った。結
果を表２に示す。
りバリウム、銅の化合物の合成を行った。第２図は第１
図に銅の原料容器を付加したものであり、銅のβ−ジケ
トン錯体を原料容器10にバリウムは第１の実施例と同様
な方法で入れArガス60ML/min、O2ガス100ML/minとして
基体上の析出物のＸ線回折による膜の同定を行った。結
果を表２に示す。
基体温度800〜900℃で、バリウム・銅の複合酸化物が
得られた。
得られた。
次に第３の実施例を示す。第２の実施例と同様の方法
で銅のβ−ジケトン錯体のかわりにイットリウムのβ−
ジケトン錯体を用いて同条件で基体上の析出物のＸ線回
折による膜の同定を行った。結果を表３に示す。実施例
２と同様に基体温度800〜900℃においてイットリウム・
バリウムの複合酸化物が得られた。
で銅のβ−ジケトン錯体のかわりにイットリウムのβ−
ジケトン錯体を用いて同条件で基体上の析出物のＸ線回
折による膜の同定を行った。結果を表３に示す。実施例
２と同様に基体温度800〜900℃においてイットリウム・
バリウムの複合酸化物が得られた。
尚、本実施例では、反応時間を２時間とし、約２−３
μｍの薄膜を得ている。
μｍの薄膜を得ている。
（効 果） 化学気相析出法により、高品度のバリウム系の薄膜を
任意形状の基体に生成可能となったことから、この薄膜
を各種の素子などとして多方面に応用可能となった。
任意形状の基体に生成可能となったことから、この薄膜
を各種の素子などとして多方面に応用可能となった。
第１図は本発明の方法を実施するための装置の側断面
図、第２図は別の装置の側断面図である。 図中:1……容器、２……容器内部、3,7……ヒータ、４
……不活性ガス導入口、５……反応管、６……酸素ガス
導入口、８……基体、９……排出口。
図、第２図は別の装置の側断面図である。 図中:1……容器、２……容器内部、3,7……ヒータ、４
……不活性ガス導入口、５……反応管、６……酸素ガス
導入口、８……基体、９……排出口。
フロントページの続き (72)発明者 黒澤 秀行 埼玉県熊谷市大字熊谷810番地 株式会 社リケン熊谷事業所内 (72)発明者 平井 敏雄 宮城県仙台市高森３丁目４番地の91 (72)発明者 山根 久典 宮城県仙台市霊屋下10番地27号 （ロジ ユあいはら201号室) (56)参考文献 特開 昭61−287032（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−292524（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−104774（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】バリウム系材料を蒸発源とした化学気相析
出法により1000℃から300℃の温度領域で基体上にバリ
ウム系薄膜を製造する方法であって、該バリウム系材料
がバリウムの2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンデ
オナト錯体である薄膜製造法。 - 【請求項２】原料としてバリウムの2,2,6,6−テトラメ
チル−3,5−ヘプタンデオナト錯体外の他の金属の2,2,
6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンデオナト錯体を付加
した請求項（１）のバリウム系薄膜製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63032545A JP2631681B2 (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | バリウム系薄膜製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63032545A JP2631681B2 (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | バリウム系薄膜製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01208468A JPH01208468A (ja) | 1989-08-22 |
| JP2631681B2 true JP2631681B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=12361902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63032545A Expired - Lifetime JP2631681B2 (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | バリウム系薄膜製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2631681B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0664738B2 (ja) * | 1985-06-12 | 1994-08-22 | 松下電器産業株式会社 | 磁性体薄膜の製造方法 |
| JPS63292524A (ja) * | 1987-05-25 | 1988-11-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超電導薄膜の製造方法 |
| JPH01104774A (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化物超伝導体薄膜の製造方法 |
-
1988
- 1988-02-15 JP JP63032545A patent/JP2631681B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01208468A (ja) | 1989-08-22 |
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