JPH04311563A - 薄膜作製方法 - Google Patents
薄膜作製方法Info
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- JPH04311563A JPH04311563A JP7507091A JP7507091A JPH04311563A JP H04311563 A JPH04311563 A JP H04311563A JP 7507091 A JP7507091 A JP 7507091A JP 7507091 A JP7507091 A JP 7507091A JP H04311563 A JPH04311563 A JP H04311563A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜作製方法、更に詳
しく言えば、スパッタリング法を用いた薄膜作製方法に
関する。
しく言えば、スパッタリング法を用いた薄膜作製方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のスパッタリング法による薄膜作製
は、例えばアルゴン（以下Ａｒ）のプラスイオンを加速
してタ−ゲットに衝突させ、そのＡｒ＋イオンと運動量
を交換してタ−ゲット表面から原子，分子をはじき出し
基板に成膜していた。
は、例えばアルゴン（以下Ａｒ）のプラスイオンを加速
してタ−ゲットに衝突させ、そのＡｒ＋イオンと運動量
を交換してタ−ゲット表面から原子，分子をはじき出し
基板に成膜していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のよ
うなスパッタリング法による薄膜作製は、一般にスパッ
タリングされて飛び出した原子，分子が高エネルギ−を
有し、基板や膜へのダメ−ジが大きい。従って、その場
結晶成長は難しく、また得られる膜の表面は粗く、量子
効果サイズの電子デバイス等の素子作製は困難であると
いう問題点を有する。
うなスパッタリング法による薄膜作製は、一般にスパッ
タリングされて飛び出した原子，分子が高エネルギ−を
有し、基板や膜へのダメ−ジが大きい。従って、その場
結晶成長は難しく、また得られる膜の表面は粗く、量子
効果サイズの電子デバイス等の素子作製は困難であると
いう問題点を有する。
【０００４】そこで本発明はこのような従来の問題点を
解決するもので、その目的とするところはスパッタリン
グ法を用いた薄膜作製において、原子，分子のエネルギ
−を調整することによりその場結晶成長を可能とし、さ
らには膜表面に平坦性を持たせ量子効果サイズのデバイ
ス作製をも可能とする薄膜作製方法を提供することにあ
る。
解決するもので、その目的とするところはスパッタリン
グ法を用いた薄膜作製において、原子，分子のエネルギ
−を調整することによりその場結晶成長を可能とし、さ
らには膜表面に平坦性を持たせ量子効果サイズのデバイ
ス作製をも可能とする薄膜作製方法を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜作製方法は
、スパッタリング法を用いた薄膜作製方法において、ス
パッタリングでタ−ゲットから飛び出した原子，分子を
イオン化させ、該イオン化させた原子，分子を基板近傍
で電圧を印加したリングを通して基板に供給することを
特徴とする。
、スパッタリング法を用いた薄膜作製方法において、ス
パッタリングでタ−ゲットから飛び出した原子，分子を
イオン化させ、該イオン化させた原子，分子を基板近傍
で電圧を印加したリングを通して基板に供給することを
特徴とする。
【０００６】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。ここ
では高周波（１３．５６ＭＨｚ）マグネトロン・スパッ
タリング法によりＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｙ超伝導薄膜を作製
した。図１に本発明の一実施例である装置の概略図を示
す。
では高周波（１３．５６ＭＨｚ）マグネトロン・スパッ
タリング法によりＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｙ超伝導薄膜を作製
した。図１に本発明の一実施例である装置の概略図を示
す。
【０００７】薄膜作製であるが具体的には、先ずＹＢａ
ＣｕＯ系超伝導体の各構成元素の酸化物粉末を混合し、
焼成してタ−ゲット１を作製した。化学量論組成比のタ
−ゲットを用いると組成ずれが起こるので、ここでタ−
ゲット組成比は補正した値とした。スパッタリングガス
としてはＡｒと酸素の混合ガスを用いた。混合比は１：
１とした。この時のガス圧力は１０−２Ｔｏｒｒ台であ
った。
ＣｕＯ系超伝導体の各構成元素の酸化物粉末を混合し、
焼成してタ−ゲット１を作製した。化学量論組成比のタ
−ゲットを用いると組成ずれが起こるので、ここでタ−
ゲット組成比は補正した値とした。スパッタリングガス
としてはＡｒと酸素の混合ガスを用いた。混合比は１：
１とした。この時のガス圧力は１０−２Ｔｏｒｒ台であ
った。
【０００８】高周波パワ−を印加し、Ａｒのプラズマ化
はタ−ゲット１と電極５の間で行いタ−ゲットをスパッ
タリングした。スパッタリングされて飛び出したＹ，Ｂ
ａ，Ｃｕ等の原子，分子をタ−ゲットの真上に備えたイ
オン化装置３を通してイオン化させた。なお、スパッタ
リングされた原子，分子は電極５間から飛び出しイオン
化装置を通るようにしてある。
はタ−ゲット１と電極５の間で行いタ−ゲットをスパッ
タリングした。スパッタリングされて飛び出したＹ，Ｂ
ａ，Ｃｕ等の原子，分子をタ−ゲットの真上に備えたイ
オン化装置３を通してイオン化させた。なお、スパッタ
リングされた原子，分子は電極５間から飛び出しイオン
化装置を通るようにしてある。
【０００９】しかし、このイオン化された原子，分子は
このままでは従来のスパッタリングと同様に高エネルギ
−で基板に達してしまう。そこで、基板直下に備えたリ
ング４にこれらのスパッタリングされたイオンと同符号
の電圧をかけた。こうすることによってイオンとリング
の間に反発力が働き、イオンのエネルギ−が低下し基板
に到達する。なお、電圧を変えることによって基板到達
時のイオンのエネルギ−を変えることができる。すなわ
ち、このリングはスパッタリングされた原子，分子のエ
ネルギ−調整の役割を果し、適度にマイグレ−ション・
エネルギ−を付与できる。但し、電圧をかけすぎてイオ
ンが基板に到達しなくならないよう注意しなければなら
ない。また、電圧をかけることによって成膜中の膜の逆
スパッタを抑えることもできる。さらに成膜前に電圧の
符号を調整すれば逆スパッタにより基板のクリ−ニング
もできる。ここでリングの大きさは基板よりも大きくな
ければならない。
このままでは従来のスパッタリングと同様に高エネルギ
−で基板に達してしまう。そこで、基板直下に備えたリ
ング４にこれらのスパッタリングされたイオンと同符号
の電圧をかけた。こうすることによってイオンとリング
の間に反発力が働き、イオンのエネルギ−が低下し基板
に到達する。なお、電圧を変えることによって基板到達
時のイオンのエネルギ−を変えることができる。すなわ
ち、このリングはスパッタリングされた原子，分子のエ
ネルギ−調整の役割を果し、適度にマイグレ−ション・
エネルギ−を付与できる。但し、電圧をかけすぎてイオ
ンが基板に到達しなくならないよう注意しなければなら
ない。また、電圧をかけることによって成膜中の膜の逆
スパッタを抑えることもできる。さらに成膜前に電圧の
符号を調整すれば逆スパッタにより基板のクリ−ニング
もできる。ここでリングの大きさは基板よりも大きくな
ければならない。
【００１０】基板２にはＳｒＴｉＯ３（１００）単結晶
を用い、基板温度は６５０℃とした。成膜中リングに電
圧を印加し、膜厚が１０００Åになったところでスパッ
タを止め、酸素のみを供給して基板温度から室温まで徐
冷した。その結果、ゼロ抵抗温度（Ｔｃ）が８５Ｋとい
う配向した超伝導薄膜がその場成長で得られた。なお、
化学量論組成からの組成ずれは±３％以内であった。さ
らに走査型トンネル電子顕微鏡（ＳＴＭ）により表面の
凹凸の大きさを観察したところ従来のものより半分以下
に抑えられた。ここで膜を取り出してから測定するまで
の条件，測定時の条件は従来のときとすべて同じとした
。
を用い、基板温度は６５０℃とした。成膜中リングに電
圧を印加し、膜厚が１０００Åになったところでスパッ
タを止め、酸素のみを供給して基板温度から室温まで徐
冷した。その結果、ゼロ抵抗温度（Ｔｃ）が８５Ｋとい
う配向した超伝導薄膜がその場成長で得られた。なお、
化学量論組成からの組成ずれは±３％以内であった。さ
らに走査型トンネル電子顕微鏡（ＳＴＭ）により表面の
凹凸の大きさを観察したところ従来のものより半分以下
に抑えられた。ここで膜を取り出してから測定するまで
の条件，測定時の条件は従来のときとすべて同じとした
。
【００１１】これらのことから、多元スパッタにより例
えばＰｒＢａ２Ｃｕ４Ｏｙを第２のタ−ゲットとして用
いれば、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｙ／ＰｒＢａ２Ｃｕ３Ｏｙ／
ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｙのトンネル接合も作製することがで
きる。
えばＰｒＢａ２Ｃｕ４Ｏｙを第２のタ−ゲットとして用
いれば、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｙ／ＰｒＢａ２Ｃｕ３Ｏｙ／
ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｙのトンネル接合も作製することがで
きる。
【００１２】以上のことは、酸化物超伝導体だけでなく
他の物質にも応用できる。また、上記の方法は、タ−ゲ
ット間でプラズマを発生させる対向タ−ゲットを用いた
スパッタリング法にも有効である。
他の物質にも応用できる。また、上記の方法は、タ−ゲ
ット間でプラズマを発生させる対向タ−ゲットを用いた
スパッタリング法にも有効である。
【００１３】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、スパ
ッタリング法を用いた薄膜作製方法において、タ−ゲッ
トから飛び出した原子，分子をイオン化させ、イオン化
させた原子，分子を基板近傍で電圧を印加したリングを
通しイオンのエネルギ−を調整することにより、その場
結晶成長が可能となり、さらには平坦な表面を有する膜
を得ることができ量子効果サイズの電子デバイス等の素
子作製にも応用できる薄膜作製方法を提供できるという
効果を有する。
ッタリング法を用いた薄膜作製方法において、タ−ゲッ
トから飛び出した原子，分子をイオン化させ、イオン化
させた原子，分子を基板近傍で電圧を印加したリングを
通しイオンのエネルギ−を調整することにより、その場
結晶成長が可能となり、さらには平坦な表面を有する膜
を得ることができ量子効果サイズの電子デバイス等の素
子作製にも応用できる薄膜作製方法を提供できるという
効果を有する。
【図１】本発明の実施例における薄膜作製装置を示す図
。
。
１ ＹＢａ２Ｃｕ４Ｏｙタ−ゲット
２ ＳｒＴｉＯ３基板
３ イオン化装置
４ リング
５ 電極
６ 真空ポンプ
７ シャッタ−
８ ヒ−タ−
９ ア−ス
１０電極
Claims (1)
- 【請求項１】 スパッタリング法を用いた薄膜作製方
法において、スパッタリングでタ−ゲットから飛び出し
た原子，分子をイオン化させ、該イオン化させた原子，
分子を基板近傍で電圧を印加したリングを通して基板に
供給することを特徴とする薄膜作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7507091A JPH04311563A (ja) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | 薄膜作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7507091A JPH04311563A (ja) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | 薄膜作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04311563A true JPH04311563A (ja) | 1992-11-04 |
Family
ID=13565571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7507091A Pending JPH04311563A (ja) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | 薄膜作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04311563A (ja) |
-
1991
- 1991-04-08 JP JP7507091A patent/JPH04311563A/ja active Pending
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