JPH03101033A - 薄膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、耐熱性および耐薬品性を必要とする電極、
あるいは耐イオン衝撃性および高二次電子放出率を要求
する陰極に適したＬａＢ６　薄膜の製造方法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来よりＬａＢ６　を薄１１ｆｉ　１１１極として用い
た例としテ、　　Ｊ、Ｊ、　　Ａｐｌｌ、ｐｈｙｓ　、
　２６　Ｕｐ、　１７２２−ｐ。

１７２８（’　ＢＴ）Ｋ示されたものがあり、電子ビー
ム蒸着法によってとのＬａＢ６　薄膜を形成した場合、
電気抵抗が５×１０　０＠ｃＩＲ（嗅厚≧６００ｎｍ）
、その時ノＬ、Ｏ重量比１ｄ　Ｂ　９．９　％　（Ｌ、
Ｂ５．５に相当）で、放電特性も第２図に示したように
通常の陰極（Ｎ１）よりも低い電圧で大きな電流を増り
出せるかなり優れた特性が得られたことが報告されてい
る。また、　　ＬａＢ６　　け結晶構造により二次電子
放出率が異なり、電子ビーム蒸着法により形成された薄
膜は最も二次電子放出率の高い（１００）結晶配向にな
ることも報告されている（仕事関数：　２．　４　３．
　９　ｅＶ）、　　ＬａＢ６　Ｆｉこのように元来優れ
た電子物性を有しているうえ、耐薬品性および耐熱性（
融点：２７００℃）Ｋ優れた性質を備えている事が知ら
れている。

つぎに、　　Ｌ、Ｂ６　薄膜の作用について説明する。

電極材料は一般に通電によって材料固有の抵抗に基づく
ジュール熱が発生するため、電極における熱損失を小さ
くする意味からまず低抵抗であること１次に発熱に対し
て長寿命を保証する目的から耐熱性に優れていること、
基板との剥離などによる断線を避ける意味から基板との
付着力が大きいこと９種々のプロセスに耐える目的から
耐薬品性に優れた材料であることが最適であるとされて
きた。また、放電中電極材料として（４，初期電子に基
づく放電によって形成されたイオンによって雪崩的に二
次電子が増殖されるように作用しなければならず、従っ
て一般の電極材料の条件にさらに耐イオン衝撃性および
二次重子放出率の高い材料と言った要求が付加される。

Ｌ、Ｂ６　け正にこれらの条件をすべて満足した理想的
な材料である。

このように元来蚊々の特長を有したＬａＢ６　　を電極
として使用するためには、基板上に電流密度に応じた厚
さの金属導体パターン上あるいは基板上に直接印刷法あ
るいは蒸着法によりパターンニング形成する方法が一般
的にとられていた。このようにして形成された電極パタ
ーンに通電することにより単なる′Ｎ極として、また電
極が放ＩＩｊ空間にある場合には先に述べたイオンの接
近に伴い二次１子を効率よく放出する陰極として作用す
る。

第２図は、電子ビーム蒸着により、基板を３００℃に加
熱してＮ１　パターン上Ｋ　６００　ｎ　ｍ以上の嘆厚
でＬａＢ６　薄膜を形成してなる電極と、　　ＬａＢ６
を蒸着しないＮ１　のみの陰極を用い、　　Ｎｉ　陽極
との間で放電させた場合の放電［流の特性を示す特性図
で、放電ガス（Ｎｏ＋　Ａｒ）圧力Ｐと陰極・陽極間距
＠ｄの積がＩ　Ｔｏｒｒｍ　ｃｍ　Ｋなるような条件で
放電させた結果を示したものであり、このようにＬ＆Ｂ
６　　を蒸着した電極のほうがはるかに優れた特性を示
すことが報告されている（Ｊ、　Ｊ、　Ａｐｐｌ。

、ｐｈ７ｓ、２６０（ＩＦ、１７２２−１７２６（’　
８７））、なお、上記の蒸着法で薄膜を形成した場合は
。

結晶配向（１００１がかなりの割合で形成されるので仕
事関数も一層小さくなり放電用電極として好ましいこと
も報告づれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のように印刷法でＬａＢ６　を形成する場合は。

基板との付着力を維持するために微量のガラスフリット
をＬａＢ６　　粉末に添加してガラスフリットの溶融温
度で焼き付ける処理が必要になる。この方法の場合、印
刷面が平坦になりに＜＜、二次（子の脱出深さ（数１０
Ａ）まで表面研磨する必要があり、この他、焼成条件に
よりＬａＢ６　膜の抵抗が増加するなど、かなり取扱が
難しいという問題点があった。また、　Ｉｌｊ子ビーム
蒸着法で形成する場合、ビームは収束性があるという性
質上、量産性。

均質大面積薄膜化といった点で問題点があった。

さらに、この方法で形成する場合には化学量論的組成比
を制御する場合二元系蒸着（Ｌ、、Ｂ各々の材料を用意
して同時に蒸発させる）しなければならず、材料自身の
化学的安定性（Ｌ＆　は水蒸気。

酸素との反応性が高い）及び蒸着面全体の膜の均質性が
悪いなどといった成膜上の問題点もあった。

また、この問題を無視して単一蒸着源で電子ビーム蒸着
すると、化学量論的組成比が十分に制御されない結果も
報告されている。（先の文献で。

ＬａＢ５．５） この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、を産性向上、及び大面積薄膜の形成を可能に
すると共に、化学量論的組成比も制御可能にする薄膜形
成方法を得る事を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 この発明に係るり、Ｂ６　薄膜の製造方法は、　　Ａｒ
ガス雰囲気中で放電人力１ないし４Ｗ／ｃｒ／ｌでＬａ
Ｂ６を蒸着するとともに、その時のＡｒ　圧力％　２Ｘ
１０−２ないし５ｘ１ｏ−”ｘｏｒｒ　Ｋｌ、、たもの
である。

〔作用〕

この発明におけるＬａＢ６　薄膜の製造方法は、放電人
力１ないし４Ｗ／ｃＩＩの範囲でＡｒ　ガス雰囲気中で
蒸着することにより他の形成方法に比べ均質で−様な厚
さの膜が形成される上、蒸着時のＡｒの雰囲気を２×１
０　　ないし６×１０　　ＴＯｒｒの範囲にすることに
より、容易に組成を制御でき。

電極として、あるいけＤＣ放電陰極として適した性能を
有する薄膜を形成できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は、　　ＬａＢ６　　ターゲット（純度９９．５
％）を用いてＲＦマグネトロンスパッタリング装置によ
り蒸着する際の放電ガス（Ａｒ）　圧力を１０−１〜１
０−４の範囲に設定して形成した薄膜における電気抵抗
率（Ω・ｃｍ）および組成比Ｂ　／　Ｌａ　　に示す特
性図である。

薄膜の組成比Ｂ　／　Ｌａ　が６に近いほど耐熱性。

耐イオン衝撃性に優れた特性を示し、電気抵抗が低いほ
ど電極における電力損失が低下し且つ電気的耐久性が向
上するなどの利点があり、これらの物性変化を調べる目
的で第１図を見ることができる。第１図によれば、ター
ゲットに対する放電エネルギー密度１〜４Ｗ／ｉで蒸着
されたＬａＢ、５　薄、漠の物性として、蒸着雰囲気で
あるＡｒ　の圧力が１０−５〜１Ｏ−２Ｔｏｒｒ近辺の
範囲において電気抵抗率は極小値を示し、このとき薄膜
の組成はＢ／Ｌａ＝６　　Ｋなり、極めて電極物質とし
て優れた特性の薄膜を得られることがわかる。

同様の実証をスパッタリング蒸着のＡｒ　圧力として、
２×１０−２〜６×１０　Ｔｏｒｒ　の範囲で変えなが
ら実験を行った結果、実用の範囲内で同様の傾向を確認
することが出来た。

尚、蒸着雰囲気と薄膜の電気抵抗および組成比について
述べたが上記実施例の範囲で蒸着された薄膜は幕板への
付着力も青火になるうえ、薄膜の内部応力は減少する傾
向にあり、さらにＸ　−ｒ＊７回折から結晶構造として
ＬａＢ６　配向面は仕事関数の小さい［１００’ｌの存
在比が奇人になるなど多くの優れた物性を示すことは言
うまでもない。

以上、Ｗ気抵抗を下げる為の蒸着条件について記述した
が、第１図に従いＡｒ圧力を変えることにより任意の抵
抗値が得られることから、耐熱性の優れた薄膜抵抗体上
して応用する事も可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に依ればスパッタリング蒸晴に
おいて、Ａｒ　圧力、Ｔ−２Ｘ１０−２〜６Ｘ１０−４
’ｒＯｒｒ　の範囲とすることにより電気物性および力
学物性に優れた薄膜を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

ｙｇ１図はこの発明の一実施例によるＲＦスパンタリン
グ蒸着時のＡｒ　圧力と蒸着された薄膜の電気抵抗率お
よび組成ＣＢ／Ｌ、）の関係を示した特性図、第２図は
従来の１子ビーム蒸着法で形成した薄膜電極（組成推定
＠　：　Ｌ、Ｂｓ、ｓ　）の放電電流特性を示す特性図
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上にＬ＿ａＢ＿６薄膜を形成する方法において、蒸
   着時の放電ガス雰囲気をＡ＿ｒガスとし、Ｌ＿ａＢ＿６
   ターゲットに対する放電入力を１ないし４Ｗ／ｃｍ＾２
   の範囲とするとともに、上記Ａ＿ｒガスの圧力を２×１
   ０＾−＾２ないし６×１０＾−＾４Ｔ＿ｏ＿ｒ＿ｒの範
   囲として基板にＬ＿ａＢ＿６をスパッタリングすること
   を特徴とする薄膜の製造方法。