JPH04303542A - マグネトロンカソード - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、多元系薄膜の
高速スパッタリング形成に好適に用いることができるマ
グネトロンカソードに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、最も一般的に用いられているマグ
ネトロンカソードは、図５（ａ）に示すようなプレーナ
型マグネトロンカソードである。このカソードは、平板
型のターゲット１の下部に永久磁石２を同心円状に配置
させた基本構造を持つ。この磁石により図５（ｂ）に示
すような磁場９を発生させることができる。このカソー
ドをＡｒガス等の不活性ガス雰囲気中（０．１Ｐａ〜１
００Ｐａ）に置き、直流あるいは交流の電圧を印加する
と、磁場の存在する部分に電子が閉じ込められるため磁
場の存在する部分において優先的に放電が生じる。かか
るカソードを用いた場合には、低電圧放電が可能であり
、適度な薄膜形成速度が得られる特徴があるため、各種
金属、およびその化合物の形成に用いられている。

【０００３】しかしながら、かかるカソードを用いる方
式においては、ターゲットが局部的に消耗しやすく、発
生するプラズマがターゲットのエロージョン領域に集中
し、プラズマの空間的均一性が劣るという、その構造に
由来した欠点がある。

【０００４】この欠点についてより詳細に述べる。すな
わち、上記カソードを用いる方式においては、図５（ｂ
）に示すように、円板状のターゲット１の上面の、磁場
９が印加された部分でリング状にプラズマ放電８が生じ
る。プラズマ放電によりイオン化したスパッタガス原子
（例えばＡｒ＋）はターゲット表面をスパッタし、スパ
ッタされた部分から、ターゲット原子からなる粒子１０
がリング状に飛び出す。この場合、低エネルギーの粒子
は上方を中心とした方向にかなりの広がりをもって飛び
出すのであるが、高エネルギーの粒子は放電面に垂直方
向に集中的に飛び出す。そして、これらの粒子が、ター
ゲットの直上に置かれた基板上に到達することになる。 このような空間分布をもった粒子が基板７に堆積される
ため、基板面内では膜厚や特性の不均一分布が生じやす
い。特に、中性あるいはイオン化した高エネルギーの粒
子が基板表面を直撃（高エネルギー粒子衝撃）するため
、薄膜が著しい損傷を受けたり、特性の劣化を招いたり
する。

【０００５】そこで、面内分布を均一化し、高エネルギ
ーの粒子による衝撃を避けるために、基板位置を変えた
り、基板を自転、公転させたり等の工夫がなされるが、
かかる工夫をなすためには、装置全体を複雑なものにせ
ざるを得ないという欠点がある。また、放電電流ととも
に高エネルギーの粒子が急激に増加してしまうため、放
電電流を高くして、薄膜形成速度を高めることができな
いという欠点がある。

【０００６】また、複数のターゲットを同時にスパッタ
して薄膜形成速度を高めようとしたり、組成の異なる複
数のターゲットを同時にスパッタして薄膜組成を制御し
ようとしても、各ターゲットからのスパッタ粒子の空間
分布が不均一であるというだけでなく、各ターゲットの
プラズマの中心軸を揃えられないという幾何学的制約も
あるために、基板面内において膜厚、組成、特性に著し
い分布が生じてしまい、複数ターゲットの同時スパッタ
に適用できないという欠点がある。

【０００７】さて、高エネルギー粒子衝撃による薄膜特
性の著しい劣化が生ずる例として、液体窒素温度（７７
Ｋ）を越える高い超伝導臨界温度（Ｔｃ）を持つ酸化物
超伝導体が挙げられる。その代表的なものは、Ｙ１Ｂａ
２Ｃｕ３Ｏ７−ｙ（Ｔｃ＝９２Ｋ）、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−Ｏ（Ｔｃ＝１０５Ｋ）、Ｔｌ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−Ｏ（Ｔｃ＝１２０Ｋ）であり、いずれも多元素を含
む複合酸化物超伝導体である。これらの物質の薄膜は、
電子デバイスおよび配線への応用が期待されている。

【０００８】しかしながら、これらの物質は、その超伝
導特性がその構造に非常に敏感であり、高エネルギー粒
子の衝撃を受けやすいという性質を持っている。従って
、これらの薄膜の形成に、プラズマの空間的不均一性が
あり、高エネルギー粒子が部分的に集中しやすいという
欠点を有する従来のプレーナ型マグネトロンカソードを
適用することは困難であった。この場合、高エネルギー
粒子が集中する領域において、基板に到達した堆積粒子
が再スパッタされ、基板上に薄膜が全く形成されないこ
とや、組成ずれが生じたり、薄膜の結晶性が著しく損な
われる等の現象が見い出されている。

【０００９】プレーナ型マグネトロンカソードの欠点を
解決するための技術として、図６に示すように、リング
ターゲット１を用い、その外周部に永久磁石２を配置し
た逆同軸型マグネトロンカソードが開発されている。ま
た、その発展型として複数個のリングターゲットを用い
、その外周部に永久磁石を配置した逆同軸型マグネトロ
ンカソードが提案されている（特願平１ー１２７５２３
号）。

【００１０】この技術では、リングターゲット１の内周
部において、リング状のプラズマ放電８が生じ、リング
ターゲット１の上面（あるいは下面）方向に置かれた基
板７には、リングターゲット内周部からかなりの広がり
をもって飛び出した低エネルギーの粒子１０のみが到達
し、高エネルギーの粒子１１は、放電面に垂直方向（す
なわちリングターゲット内周部から中心軸方向）に集中
的に飛び出すため、基板にはほとんど到達しない。従っ
て、高エネルギーの粒子による基板面衝撃がほとんどな
く、均一性の比較的高い低エネルギーの粒子による薄膜
形成ができる特徴がある。さらに、中心軸の揃った複数
個のリングターゲットを用いることにより、プラズマの
空間的中心が揃うため、それぞれのリングターゲット構
成元素を変え、放電電流を別個に制御すれば、基板面内
分布のない状態で、薄膜組成を自由に制御することも原
理的には可能である。

【００１１】しかしながら、この方式では、リングター
ゲットの内周部の一部のみに磁場９が偏り、放電がこの
部分のみ生じるため、堆積速度を高めることが困難であ
り、ターゲットの利用効率が悪くなるという欠点がある
。さらに、中心軸の揃った複数個のリングターゲットを
用いて薄膜作製を行なう場合、基板までの距離が遠い側
のリングターゲットからの堆積粒子の形成速度が著しく
小さくなってしまうという欠点がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のマグネトロンカソードの欠点を解決し、高品質の多元
系薄膜を高速・均一に形成することが可能なマグネトロ
ンカソードを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の要旨は、磁場の発生源としてリング状
の磁石を用い、そのリング状の磁石をリングターゲット
の上面部及び下面部に配置したことを特徴とするマグネ
トロンカソードに存在する。

【００１４】本発明の第２の要旨は、磁場の発生源とし
てコイルを用い、そのコイルをリングターゲットの外周
部に配置したことを特徴とするマグネトロンカソードに
存在する。

【００１５】なお、本発明においては、複数のリングタ
ーゲットを、リングターゲットの中心軸方向に配置する
ことも可能であり、また、その場合複数個のリングター
ゲットのそれぞれを電気的に絶縁することが好ましい。

【００１６】

【作用】以下に本発明の作用を図面に基づいて説明する
。

【００１７】本発明においては、リングターゲットを用
いるため、有害な高エネルギーの粒子の堆積薄膜表面衝
撃を大幅に低減できる。

【００１８】また、請求項１に係る発明においては、図
１（ｂ）に示すように、磁場の発生源としてリング状の
磁石２ａ，２ｂを用い、そのリング状の磁石をリングタ
ーゲット１の上面部及び下面部に配置しているため、磁
場の磁力線の方向が、リングターゲット１の中心軸方向
と平行であり、リングターゲット１の内周部において均
一な磁場を発生させることができ、ひいてはスパッタ粒
子の空間分布を均一化でき、均一な薄膜を形成すること
ができる。

【００１９】請求項２に係る発明においては、図１（ｃ
）に示すように、磁場の発生源としてコイル２’を用い
、そのコイルをリングターゲット１の外周部に配置して
いるため、このコイル２’に電流を流すことにより、磁
場の磁力線の方向が、リングターゲットの中心軸方向と
平行であり、リングターゲットの内周部において均一な
磁場を発生させることができ、ひいてはスパッタ粒子の
空間分布を均一化でき均一な薄膜を形成することができ
る。

【００２０】いずれの場合にも、リングターゲットの内
周部全面において、プラズマ放電が生じ、リングターゲ
ットの上面（あるいは下面）方向に置かれた基板には、
リングターゲット内周部からかなりの広がりをもって飛
び出した低エネルギーの粒子のみが到達し、高エネルギ
ーの粒子は、放電面に垂直方向、すなわちリングターゲ
ット内周部から中心軸方向に、集中的に飛び出すため、
基板にはほとんど到達しない。このような、均一性の高
い低エネルギーの粒子による薄膜形成ができる点が、従
来プレーナ型マグネトロンカソードとは異なる本発明の
優れた点である。

【００２１】さらに、本発明では、リングターゲット内
周部全面において均一磁場が存在するため、ここで均一
なプラズマ放電が生じる。その結果、非常に高い堆積速
度が得られ、リングターゲットの利用効率が高くなる。 この点も従来のマグネトロンカソードとは異なる本発明
の優れた点である。

【００２２】さらに、請求項２に係わる発明においては
、コイルによる磁場発生方式ではコイルに流す電流を変
えることにより、任意の磁場を発生させることが可能な
ため、磁場を変化させた実験が容易に行えるのみならず
、薄膜堆積時以外の時には、磁場を０にすることができ
、磁場の存在により使用不能となる分析装置［例えば、
電子線をプローブとした分析装置（反射電子線回折（Ｒ
ＨＥＥＤ）等）］を同一真空装置中に装備することがで
きるという利点も有する。

【００２３】また、本発明ではリングの中心軸が揃った
複数個のリングターゲットの使用も可能であり、その場
合であっても、それぞれのリングターゲットにおいて、
磁場の磁力線の方向が、リングターゲットの中心軸方向
と平行であり、リングターゲットの内周部において均一
な磁場を発生させることができるため、全体としても薄
膜の形成速度を高くすることができる。

【００２４】なお、複数個のリングターゲットは相互に
電気的に絶縁しておくことが好ましい。リングターゲッ
ト相互を電気的に絶縁しておけば、それぞれのリングタ
ーゲットに独立したＤＣ電圧を印加することが可能とな
り、薄膜の組成制御を容易に行うことが可能となる。

【００２５】

【実施例】以下に本発明の実施例を詳細に説明する。な
お、当然のことではあるが、本発明範囲は以下の実施例
に限定されるものではない。

【００２６】（実施例１）図１（ｂ）に基づき請求項１
に係る発明の実施例を説明する。

【００２７】本例のマグネトロンカソードにおいては、
磁場の発生源としてリング状の磁石２ａ，２ｂを用い、
そのリング状の磁石２ａをリングターゲット１の上面部
に、また、リング状の磁石２ｂをリングターゲット１の
下面部にそれぞれ配置している。

【００２８】なお、図１（ｂ）において４は、リングタ
ーゲット１とリング状の磁石２ａ，２ｂとを固定するた
めの固定部であり、水により冷却を行っている。なお、
リングターゲット１、磁石２ａ，２ｂの固定は、例えば
インジウム等を用いて、固定部４に接着することにより
行えばよい。

【００２９】上記構造を有するマグネトロンカソードに
つき、その各種特性試験を以下のように行った。

【００３０】まず、マグネトロンカソードの磁場分布を
ガウスメータにより測定した。その際、リングターゲッ
ト１の上面部および下面部にそれぞれリング状の磁石２
ａ，２ｂを配置した逆同軸マグネトロンカソード（リン
グターゲット１外径８０ｍｍφ、内径６０ｍｍφ、高さ
３０ｍｍ、リングターゲット１内周部磁場８００Ｇａｕ
ｓｓ）を用いた。

【００３１】なお、比較のため、図６（ａ）に示す従来
のマグネトロンカソードについても同様の測定を行った
。すなわち、リングターゲット１外周部に磁石２を配置
した逆同軸マグネトロンカソード（リングターゲット１
外径８０ｍｍφ、内径６０ｍｍφ、高さ３０ｍｍ）を用
いた。

【００３２】図２にそれぞれのマグネトロンカソードの
リングターゲット内周部表面における磁場の高さ方向で
の分布を示す。従来例のマグネトロンカソードでは、タ
ーゲットの高さ方向の中心部から、上下３ｍｍの位置の
みで４００〜６００Ｇａｕｓｓ程度の磁場が偏在するの
に対し、本発明の実施例カソードでは、上下１４ｍｍの
位置まで、すなわちほぼリングターゲット全面にわたっ
て、５００Ｇａｕｓｓの均一な磁場が存在することが分
かる。

【００３３】次に、これらのマグネトロンカソードを用
いてＺｎＯ２薄膜を形成した場合におけるその堆積速度
を以下のように比較した。

【００３４】リングターゲットの直上６ｃｍの距離の位
置に２インチ径のシリコン基板を配置した。ここで、放
電条件は、スパッタガス：１０Ｐａ−９０％Ａｒ＋１０
％０２、基板温度：室温と一定にし、入力する直流電流
を変化させてスパッタリングすることによりＺｎＯ２薄
膜を形成した。堆積速度は、堆積前後の基板の重量変化
と堆積時間から算出した。

【００３５】図３に従来例及び本実施例の場合の堆積速
度のグラフを示す。本実施例では、同一の入力電流では
、従来方例よりも５倍程度堆積速度が速いことが分かる
。これは、上記で述べたようなマグネトロンカソードの
磁場分布に対応しており、ターゲット内周部の一部のみ
でプラズマ放電が生じる従来例とは異なり、リングター
ゲット内周部全面でプラズマ放電が生じている本発明の
特徴によるものである。

【００３６】（実施例２）本例では、マグネトロンカソ
ードとして実施例１と同じ構造のものを使用し、以下に
述べる条件により基板上にＮｂ３Ａｌ薄膜を形成した。 形成したＮｂ３Ａｌ薄膜につき基板面内の組成分布を調
べた。なお、比較のため、従来例のマグネトロンカソー
ドについてもＮｂ３Ａｌ薄膜を形成し、基板面内の組成
分布を調べた。

【００３７】まず、従来例の平板型マグネトロンカソー
ド（リングターゲット１径８０ｍｍφ）を用い、ターゲ
ット直上４ｃｍの距離の位置に２インチ径のサファイア
基板を配置した。放電条件は、ＤＣ電圧：１５０Ｖ、放
電電流：０．５Ａ、スパッタガス：１０Ｐａ−Ａｒ、基
板温度：８５０℃と一定にし、６０分間薄膜をスパッタ
リング形成した。また、本実施例のリングターゲットの
外周部にコイルを配置した逆同軸マグネトロンカソード
（ターゲット外径８０ｍｍφ、内径６０ｍｍφ、ターゲ
ット内周部磁場２０００Ｇａｕｓｓ）を用い同一条件で
Ｎｂ３Ａｌ薄膜を形成した。ここで、薄膜の組成はエネ
ルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）により求めた。

【００３８】従来例で形成した薄膜では、基板の中心か
ら＋１．５ｃｍ及び−１．５ｃｍの位置でＮｂ／Ａｌ比
が５程度になり、Ａｌ原子が著しく減少していることが
分かった。一方、本実施例により形成した薄膜では、Ｎ
ｂ／Ａｌ比は３で、基板全面にわたって一定であり、組
成の面内分布がないことが分かった。この結果は、カソ
ードで発生するプラズマ中には、有害な高エネルギーの
粒子がほとんど含まれていないことを示すものである。

【００３９】（実施例３）図１（ｃ）に請求項２の実施
例に係るマグネトロンカソードを示す。

【００４０】本実施例のマグネトロンカソードは、磁場
の発生源としてコイル２’を用い、このコイル２’をリ
ングターゲット１の外周部に配置してある。他の点は実
施例１と同様である。

【００４１】このマグネトロンカソードを用いてＹ１Ｂ
ａ２Ｃｕ３Ｏ７超伝導薄膜を以下に述べる条件で形成し
、その特性を比較した。なお、比較のため従来例のマグ
ネトロンカソードを用いてＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７超伝導
薄膜を形成した。

【００４２】まず、真空装置中に従来例の平板型マグネ
トロンカソード（ターゲット外径１００ｍｍφ、ターゲ
ット組成Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７）と本実施例、すなわち
、リングターゲットの外周部にコイルを配置した逆同軸
マグネトロンカソード（リングターゲット１外径８０ｍ
ｍφ、内径６０ｍｍφ、リングターゲット１内周部磁場
２０００Ｇａｕｓｓリングターゲット１ターゲット組成
Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７）を取り付け、リングターゲット
の直上３ｃｍの距離の位置に２インチ角の酸化マグネシ
ウム基板を配置した。ここで、放電条件は、ＤＣ電圧：
１２０Ｖ、放電電流：０．７Ａ、スパッタガス：８Ｐａ
−８０％Ａｒ＋２０％Ｏ２、基板温度：６５０℃と一定
にし、それぞれ１２０分間薄膜をスパッタリング形成し
た。

【００４３】薄膜の特性を、ＥＤＸによる組成分析、Ｘ
線回折による結晶性評価、及び４端子法による電気抵抗
測定から調べた。従来方式で形成した薄膜は、基板面内
で、Ｂａ／Ｙの原子比が０．８〜１．６、Ｃｕ／Ｙの原
子比が１．５〜２．３の範囲で分布しており、全体にＢ
ａとＣｕがターゲット組成から減少しており、結晶性も
弱いＣ軸配向性を示すことが分かった。この薄膜におい
て、電気抵抗が０になる超伝導転移温度は、２０〜５０
Ｋの範囲で面内分布があった。一方、本実施例で形成し
た薄膜は、基板面内で、Ｂａ／Ｙの原子比が１．９〜２
．０、Ｃｕ／Ｙの原子比が２．９〜３．０の範囲にあり
ターゲット組成からのずれがほとんどなくＣ軸に強く配
向したエピタキシャル膜であった。この薄膜の超伝導転
移温度は、９０〜９３Ｋの範囲にあり、良好な超伝導特
性を示した。

【００４４】（実施例４）本例では、実施例３と同じ構
造のマグネトロンカソードを用い、以下に述べるような
薄膜の形成を行った。

【００４５】本実施例においては、リングターゲットの
外周部にコイルを配置した逆同軸型マグネトロンカソー
ド（リングターゲットの外径８０ｍｍφ、内径５０ｍｍ
φ、高さ２０ｍｍ、ターゲット組成Ｅｕ１Ｂａ２Ｃｕ３
Ｏ７）を用い、リングターゲットの直上３ｃｍの距離の
位置に２インチ角の酸化マグネシウム基板を配置した。 放電条件は、ＤＣ電圧：１２０Ｖ、放電電流：０．４Ａ
、スパッタガス：８Ｐａ〜９５％Ａｒ＋５％Ｏ２、基板
温度：６５０℃と一定にし、１２０分間薄膜をスパッタ
リング形成した。薄膜の特性を、同一真空装置内に装備
した反射電子線回折による結晶性評価、および４端子法
による電気抵抗測定から調べた。

【００４６】ここで、コイルに投入する電流値により、
リングターゲットの内周部の磁場（Ｈｔ）を１０〜１０
０００Ｇａｕｓｓの範囲で変化させ、放電特性、堆積速
度、薄膜品質への影響を調べた。Ｈｔが１０〜５０Ｇａ
ｕｓｓの時には、放電が不安定で、堆積速度は１０〜２
０Å／ｍｉｎと小さく、形成した薄膜は、Ｃ軸配向性が
弱く、超伝導転移温度は、５０〜８０Ｋの範囲で十分な
特性を示さなかった。Ｈｔが５０〜５０００Ｇａｕｓｓ
の時には、安定した放電が得られ、堆積速度は１００〜
２００Å／ｍｉｎと大きく、形成した薄膜は、強いＣ軸
配向を示し、超伝導移転温度は、８５〜９３Ｋの範囲に
あり、優れた特性を有していた。Ｈｔが５０００〜１０
０００Ｇａｕｓｓの時には、安定した放電が得られるも
のの、堆積速度は５０〜８０Å／ｍｉｎと比較的小さく
、形成した薄膜にはｃ軸配向以外の配向が混在しており
、超伝導移転温度は７５〜８５Ｋの範囲にあり、わずか
に劣化した特性を有していた。

【００４７】以上の結果から、本実施例のマグネトロン
カソードでは、適切な磁場強度に設定することにより高
品質な薄膜が形成できること、ならびに堆積終了後、磁
場を０にすることで、同一真空装置内に装備した反射電
子線回折による結晶性評価が可能なことが分かった。

【００４８】（実施例５）次に、図４に基づき、請求項
３の発明の実施例を説明する。

【００４９】すなわち、本例では、複数連のリングター
ゲットを用いた例を示す。なお、図４には、これらの内
、３連の逆同軸マグネトロンカソードの概略図を示す。 すなわち、図３に示す例では、３つのリングターゲット
１ａ，１ｂ，１ｃを、リングターゲット１ａ，１ｂ，１
ｃの中心軸方向に配置してある。なお、図において、２
ａ，２ｂはｅ永久磁石、３ａ，３ｂは絶縁基板、４は固
定板、６はアノードリング、７は基板である。

【００５０】上記構造を有するマグネトロンカソードに
つき、その各種特性試験を以下のように行った。

【００５１】まずリングターゲット１を２連とした場合
について述べる。

【００５２】真空中に、本実施例のリングターゲット上
面部及び下面部にリングマグネットを配置した２連逆同
軸マグネトロンカソード（リングターゲットの組成と内
径とがそれぞれＢｉ−Ｓｒ合金，１２０ｍｍφ、Ｃａ−
Ｃｕ，９０ｍｍφ）を取り付け、リングターゲットの直
上６ｃｍの距離の位置に配置した１インチ角の酸化マグ
ネシウム基板に薄膜の堆積を行った。ここで、各リング
ターゲット間は絶縁基板により絶縁されており、それぞ
れのリングターゲットに独立にＤＣ電圧を印加し、薄膜
組成がＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１：１：２：３になる
ようにそれぞれの印加電圧を制御した。

【００５３】その後、この薄膜に８８０℃の酸素雰囲気
中で熱処理を施しＢｉＳｒＣａ２Ｃｕ３ＯＸ薄膜の超伝
導特性を、４端子法による電気抵抗測定から調べた結果
、超伝導転移温度は、１００〜１１０Ｋの範囲にあり、
基板面内で均一の超伝導特性を示すことがわかった。

【００５４】さらに、ターゲットを３連とし、第１のタ
ーゲットの組成、内径をＢｉ−Ｓｒ，１２０ｍｍφ、第
２のターゲットの組成、内径をＣａ，９０ｍｍφ、第３
のターゲットの組成、内径をＣｕ，６０ｍｍφとして同
様な実験を行なったが、同様な結果が得られた。

【００５５】さらに、リングターゲットを４連とし、第
１のリングターゲットの組成、内径をＢｉ，１２０ｍｍ
φ、第２のリングターゲットの組成、内径をＢａ，９０
ｍｍφ、第３のリングターゲットの組成、内径をＣａ，
６０ｍｍφ、第４のリングターゲットの組成、内径をＣ
ｕ，３０ｍｍφとして同様な実験を行なったが、同様な
結果が得られた。

【００５６】また、ここで上記のカソードを、コイルを
用いた逆同軸カソードに変えて実験を行なったが、同様
な結果が得られた。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマグネト
ロンカソードを用いれば、リングターゲット内周部に均
一なプラズマ放電が生じることから、非常に高い堆積速
度が得られ、ターゲットの利用効率が高いという利点が
ある。

【００５８】また本発明では、従来のリングターゲット
では困難であった、中心軸が揃った複数個のリングター
ゲットの使用も容易となり、多元系薄膜や多層膜の作製
にも適用できる。さらに、コイルによる磁場発生方式で
は磁場の強さを制御することや、薄膜堆積時以外の時に
は、磁場を０にすることが、可能なため、広汎な応用が
期待できる。また、本発明のマグネトロンカソードは、
例えば高Ｔｃ酸化物超伝導薄膜の形成に非常に有利であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】　（ａ）は、リングターゲット面でのプラズマ
放電の様子を示す概念図であり、（ｂ）、（ｃ）は、本
発明の実施例に係わるカソードの基本構造を示す概念図
である。

【図２】　　従来例及び本発明の実施例に係わるカソー
ドのリングターゲットの内周部表面における磁場の高さ
方向での分布を示すグラフである。

【図３】　　従来例及び本発明の実施例に係わるマグネ
トロンカソードを用いて形成したＺｎＯ２　薄膜の堆積
速度を比較した結果を示すグラフである。

【図４】　　本発明の他の実施例を示すマグネトロンカ
ソードの概念図である。

【図５】　　（ａ）は、従来技術の一般的な平板型マグ
ネトロンカソードの基本構造を示す概念図であり、（ｂ
）は、（ａ）の場合のターゲット面でのプラズマ放電の
様子を示す概念図である。

【図６】　　（ａ）は、従来の逆同軸マグネトロンカソ
ードの基本構造を示す概念図。（ｂ）は、（ａ）の場合
のターゲット面でのプラズマ放電の様子を示す概念図。

【符号の説明】 １　　　　　　　　　　　　　　　　　　ターゲット（
リングターゲット）１ａ，１ｂ，１ｃ　　　　リングタ
ーゲット、２，２ａ，２ｂ　　　　　　磁石、 ２’　　　　　　　　　　　　　　　　コイル、３ａ，
３ｂ　　　　　　　　　　絶縁基板、４　　　　　　　
　　　　　　　　　　　固定板、５　　　　　　　　　
　　　　　　　　　水冷ボックス、６　　　　　　　　
　　　　　　　　　　アノードリング、７　　　　　　
　　　　　　　　　　　　基板、８　　　　　　　　　
　　　　　　　　　プラズマ、９　　　　　　　　　　
　　　　　　　　磁場、１０，１１　　　　　　　　　
　　　粒子。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁場の発生源としてリング状の磁石を
   用い、そのリング状の磁石をリングターゲットの上面部
   及び下面部に配置したことを特徴とするマグネトロンカ
   ソード。
2. 【請求項２】　　磁場の発生源としてコイルを用い、そ
   のコイルをリングターゲットの外周部に配置したことを
   特徴とするマグネトロンカソード。
3. 【請求項３】　　複数のリングターゲットを、リングタ
   ーゲットの中心軸方向に配置したことを特徴とする請求
   項１または請求項２記載のマグネトロンカソード。
4. 【請求項４】　　複数個のリングターゲットのそれぞれ
   が電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項３記
   載のマグネトロンカソード。