JPH0445263A - 大面積薄膜の作製方法 - Google Patents
大面積薄膜の作製方法Info
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- JPH0445263A JPH0445263A JP15420990A JP15420990A JPH0445263A JP H0445263 A JPH0445263 A JP H0445263A JP 15420990 A JP15420990 A JP 15420990A JP 15420990 A JP15420990 A JP 15420990A JP H0445263 A JPH0445263 A JP H0445263A
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
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Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- 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
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、大面積薄膜の作製方法に関する。より詳細に
はレーザ蒸着法を用いて大面積薄膜を作製する方法に関
する。
はレーザ蒸着法を用いて大面積薄膜を作製する方法に関
する。
従来の技術
薄膜の作製には、各種の方法が使用されるが、レーザ蒸
着法は、組成の制御がやり易く、成膜速度が速い等の利
点がある。また、−切の電磁場を必要としないので、高
品質の薄膜を作製するのに適した方法と考えられている
。
着法は、組成の制御がやり易く、成膜速度が速い等の利
点がある。また、−切の電磁場を必要としないので、高
品質の薄膜を作製するのに適した方法と考えられている
。
従来、レーザ蒸着法で薄膜を作製する場合は、内部を高
真空に排気可能で、任意の雰囲気ガスを導入できる成膜
室内に基板およびターゲットを配置し、成膜室外部に配
置したレーザ装置の発するレーザ光を光学手段により誘
導し、ターゲットに照射していた。
真空に排気可能で、任意の雰囲気ガスを導入できる成膜
室内に基板およびターゲットを配置し、成膜室外部に配
置したレーザ装置の発するレーザ光を光学手段により誘
導し、ターゲットに照射していた。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、レーザ光の照射面積は、装置の制約上有
限の大きさであり、成膜可能な薄膜の大きさもそれによ
って制限されていた。
限の大きさであり、成膜可能な薄膜の大きさもそれによ
って制限されていた。
すなわち、レーザ蒸着法で薄膜を作製する場合には、レ
ーザ光をターゲットに照射した時に発生するロウツク様
の形状をしたプルームと呼ばれるプラズマ状態の先端部
で成膜を行う。これは、プルームの先端には、酸化され
た活性な成膜粒子が多く存在するため、この部分で成膜
を行うと特性の良好な薄膜が得られるためである。とこ
ろが、プルームの先端は、非常に微小であるため、従来
レーザ蒸着法で作製された薄膜は、膜厚の分布が大きく
かつ膜質の分布も顕著であった。
ーザ光をターゲットに照射した時に発生するロウツク様
の形状をしたプルームと呼ばれるプラズマ状態の先端部
で成膜を行う。これは、プルームの先端には、酸化され
た活性な成膜粒子が多く存在するため、この部分で成膜
を行うと特性の良好な薄膜が得られるためである。とこ
ろが、プルームの先端は、非常に微小であるため、従来
レーザ蒸着法で作製された薄膜は、膜厚の分布が大きく
かつ膜質の分布も顕著であった。
そこで本発明の目的は、レーザ蒸着法の短所である小面
積不均一成膜の問題を解決し７、レーザ蒸着法で、大面
積且つ膜厚および膜質分布の少ない薄膜を作製する方法
を提供することにある。
積不均一成膜の問題を解決し７、レーザ蒸着法で、大面
積且つ膜厚および膜質分布の少ない薄膜を作製する方法
を提供することにある。
課題を解決するための手段
本発明に従うと、ターゲットにレーザ光を照射して、前
記ターゲットに対向して配置した基板上に薄膜を堆積さ
せて作製するレーザ蒸着法により大面積の薄膜を作製す
る方法において、前記基板を変位させ、前記基板の主に
薄膜が堆積する部位を変えながら蒸着を行うことを特徴
とする大面積薄膜の作製方法が提供される。
記ターゲットに対向して配置した基板上に薄膜を堆積さ
せて作製するレーザ蒸着法により大面積の薄膜を作製す
る方法において、前記基板を変位させ、前記基板の主に
薄膜が堆積する部位を変えながら蒸着を行うことを特徴
とする大面積薄膜の作製方法が提供される。
作用
本発明の′方法は、成膜室内の基板を変位させ、基板上
の薄膜が主に堆積する部位を変えながら、蒸着を行うと
ころにその主要な特徴がある。ターゲットのレーザ光が
照射された位置には、その上側にプルームといわれる活
性な成膜粒子の集まりであるプラズマが発生し、その先
端付近で最も効率よい反応が起こる。通常レーザ蒸着法
では、プルームの先端が接するような位置に基板を配置
するが、その場合、基板のプルームの先端に接している
部分の近傍の微小な範囲にのみ薄膜が形成される。本発
明の方法では、基板を変位させて、基板のプルームに接
する部分を変えて大きい面積の薄膜を成膜する。
の薄膜が主に堆積する部位を変えながら、蒸着を行うと
ころにその主要な特徴がある。ターゲットのレーザ光が
照射された位置には、その上側にプルームといわれる活
性な成膜粒子の集まりであるプラズマが発生し、その先
端付近で最も効率よい反応が起こる。通常レーザ蒸着法
では、プルームの先端が接するような位置に基板を配置
するが、その場合、基板のプルームの先端に接している
部分の近傍の微小な範囲にのみ薄膜が形成される。本発
明の方法では、基板を変位させて、基板のプルームに接
する部分を変えて大きい面積の薄膜を成膜する。
レーザ蒸着法では、通常レーザ装置の発するレーザ光を
レンズ等により集光し、ミラー等の光学手段で誘導して
照射する。本発明の方法では、例えば、基板をｘＹステ
ージに搭載して、適当な経路に沿って変位させる。本発
明の方法では、レーザ光のターゲットへの入射角は常に
一定であり、基板の位置により成膜条件が異なるような
ことがない。また、本発明の方法では、ターゲットの一
部だけが消耗することを防ぐためにターゲットは回転さ
せて使用することが好ましいが、その場合でも、ターゲ
ット表面の位置により、照射されるレーザ光のエネルギ
密度が異なるようなことがなく、ターゲットの位置によ
り、成膜条件が変化することがない。
レンズ等により集光し、ミラー等の光学手段で誘導して
照射する。本発明の方法では、例えば、基板をｘＹステ
ージに搭載して、適当な経路に沿って変位させる。本発
明の方法では、レーザ光のターゲットへの入射角は常に
一定であり、基板の位置により成膜条件が異なるような
ことがない。また、本発明の方法では、ターゲットの一
部だけが消耗することを防ぐためにターゲットは回転さ
せて使用することが好ましいが、その場合でも、ターゲ
ット表面の位置により、照射されるレーザ光のエネルギ
密度が異なるようなことがなく、ターゲットの位置によ
り、成膜条件が変化することがない。
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説胡するが、
以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明の
技術的範囲を何ら制限するものではない。
以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明の
技術的範囲を何ら制限するものではない。
実施例
第１図に本発明の方法を実施するレーザ蒸着装置の一例
を示す。第１図のレーザ蒸着装置では、レーザ装置ｌＯ
で発生され、集光レンズ９を通ったレーザ光はチャンバ
１のレーザ入射窓７に入射し、チャンバ１内のターンテ
ーブル１１に搭載されている原料ターゲット５を照射す
る。ターンテーブル１１はモータ１４により、任意の回
転速度で回転させることが可能である。チャンバ１の内
部は高真空に排気可能で、ＸＹステージ１２に搭載され
た基板ホルダ３に基板２がターゲット５に対向するよう
に固定されている。基板ホルダ３内には、基板２を加熱
するヒータ４が備えられている。また、チャンバ１内に
酸素を含むガスを供給するノズル６が備えられている。
を示す。第１図のレーザ蒸着装置では、レーザ装置ｌＯ
で発生され、集光レンズ９を通ったレーザ光はチャンバ
１のレーザ入射窓７に入射し、チャンバ１内のターンテ
ーブル１１に搭載されている原料ターゲット５を照射す
る。ターンテーブル１１はモータ１４により、任意の回
転速度で回転させることが可能である。チャンバ１の内
部は高真空に排気可能で、ＸＹステージ１２に搭載され
た基板ホルダ３に基板２がターゲット５に対向するよう
に固定されている。基板ホルダ３内には、基板２を加熱
するヒータ４が備えられている。また、チャンバ１内に
酸素を含むガスを供給するノズル６が備えられている。
本実施例の装置では、レーザ装置１０はパルスレーザ光
を発振する。このパルスに対応して、制御装置１３が、
ＸＹステージ１２に制御信号を送る。ＸＹステージ１２
は、この制御信号ニ基ツキハルス毎に基板２を変位させ
て、パルスレーザ光がターゲット５を照射したときに発
生するプルームの先端が１パルスごとに、基板の異なる
部位に接するようにする。
を発振する。このパルスに対応して、制御装置１３が、
ＸＹステージ１２に制御信号を送る。ＸＹステージ１２
は、この制御信号ニ基ツキハルス毎に基板２を変位させ
て、パルスレーザ光がターゲット５を照射したときに発
生するプルームの先端が１パルスごとに、基板の異なる
部位に接するようにする。
上記のレーザ蒸着装置を使用し、本発明の方法で、ＹＩ
ＢＦ１２Ｃｕ、０７−ｘ酸化物超電導薄膜を作製した。
ＢＦ１２Ｃｕ、０７−ｘ酸化物超電導薄膜を作製した。
基板２には、ＭｇＯ単結晶基板および５ｒＴ１０ｈ単結
晶基板を用い、基板温度は６５０℃から７５０℃とした
。ターゲット５には、直径２ ｃｍのＹ１Ｂａ２ＣＬＩ
３０ｔ ｘの焼結体を用いた。また、基板２とターゲッ
ト５間の距離は７ ｃｔｎとした。チャンバ１の内部を
１×１０ ’Ｔｏｒｒに排気したのち酸素ガスを導入し
１００ｍＴｏｒｒにした。
晶基板を用い、基板温度は６５０℃から７５０℃とした
。ターゲット５には、直径２ ｃｍのＹ１Ｂａ２ＣＬＩ
３０ｔ ｘの焼結体を用いた。また、基板２とターゲッ
ト５間の距離は７ ｃｔｎとした。チャンバ１の内部を
１×１０ ’Ｔｏｒｒに排気したのち酸素ガスを導入し
１００ｍＴｏｒｒにした。
レーザは、波長１９３ｎｍのエキシマレーザを使用し、
レーザ出力は３．５ Ｊ ／ ｃｒｌ、レーザ光の照射
面積を２Ｘ４ｍｍ２とし、パルス周波数を５Ｈｚとした
。
レーザ出力は３．５ Ｊ ／ ｃｒｌ、レーザ光の照射
面積を２Ｘ４ｍｍ２とし、パルス周波数を５Ｈｚとした
。
制御装置１３によりＸＹステージ１２上の基板２を変位
させ、基板２の３ ｘ ３ ｃｎｆの領域をプルームが
走査するようにした。また、ターゲット５は、１．５／
秒で回転させた。第２図に、本実施例で基板２にプルー
ムが接した位置の軌跡を示す。
させ、基板２の３ ｘ ３ ｃｎｆの領域をプルームが
走査するようにした。また、ターゲット５は、１．５／
秒で回転させた。第２図に、本実施例で基板２にプルー
ムが接した位置の軌跡を示す。
上記の条件で、３０分間成膜を行ない、得られた酸化物
超電導薄膜の膜厚分布と超電導特性の測定を行なった。
超電導薄膜の膜厚分布と超電導特性の測定を行なった。
その結果、本発明の方法で作製した酸化物超電導薄膜の
膜厚分布は、３５Ｘ３５ｍｍ”の範囲で±１０％であっ
た。一方、他の成膜条件は等しくして、基板を変位させ
ない従来の方法の場合の膜厚分布は１０Ｘ１０Ｘ１０の
範囲で±１０％であった。
膜厚分布は、３５Ｘ３５ｍｍ”の範囲で±１０％であっ
た。一方、他の成膜条件は等しくして、基板を変位させ
ない従来の方法の場合の膜厚分布は１０Ｘ１０Ｘ１０の
範囲で±１０％であった。
本発明の方法で作製した酸化物超電導薄膜の臨界温度と
膜厚の測定結果を、 第１表に示す。
膜厚の測定結果を、 第１表に示す。
第１表
発明の詳細
な説明したように本発明に従うと、従来よりも大面積で
膜厚分布の少ない薄膜を作製することが可能である。こ
れは、本発明の方法に独特な、基板を変位させてレーザ
蒸着を行なう効果である。
膜厚分布の少ない薄膜を作製することが可能である。こ
れは、本発明の方法に独特な、基板を変位させてレーザ
蒸着を行なう効果である。
第１図は、本発明の方法を実現するレーザ蒸着装置の一
例の概略図である。 第２図は、本実施例で基板にプルームが接した位置の軌
跡を示すものである。 〔主な参照番号〕 １・・・チャンバ、 ２・・・基板、 ３・・・基板ホルダ、４・・・ヒータ、５・・・ターゲ
ット、６・・・ノズノペ７・・・入射窓、 ８・・・ミラー ９・・・集光レンズ、 １０・・・レーザ装置、 １１・・・ターンテーブル、 １２・・・ＸＹステージ、 １３・・・制御装置
例の概略図である。 第２図は、本実施例で基板にプルームが接した位置の軌
跡を示すものである。 〔主な参照番号〕 １・・・チャンバ、 ２・・・基板、 ３・・・基板ホルダ、４・・・ヒータ、５・・・ターゲ
ット、６・・・ノズノペ７・・・入射窓、 ８・・・ミラー ９・・・集光レンズ、 １０・・・レーザ装置、 １１・・・ターンテーブル、 １２・・・ＸＹステージ、 １３・・・制御装置
Claims (1)
- ターゲットにレーザ光を照射して、前記ターゲットに
対向して配置した基板上に薄膜を堆積させて作製するレ
ーザ蒸着法により大面積の薄膜を作製する方法において
、前記基板を変位させ、前記基板の主に薄膜が堆積する
部位を変えながら蒸着を行うことを特徴とする大面積薄
膜の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02154209A JP3080096B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 大面積薄膜の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02154209A JP3080096B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 大面積薄膜の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0445263A true JPH0445263A (ja) | 1992-02-14 |
| JP3080096B2 JP3080096B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=15579232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02154209A Expired - Fee Related JP3080096B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 大面積薄膜の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3080096B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5622567A (en) * | 1992-11-30 | 1997-04-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film forming apparatus using laser |
| WO2007096440A1 (es) * | 2006-02-24 | 2007-08-30 | Universidad De Cádiz | Método y aparato para el registro de estructuras ópticas difractivas |
| WO2007101895A1 (es) * | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Universidad De Cádiz | Método y aparato para la fabricación de estructuras ópticas puramente refractivas |
-
1990
- 1990-06-13 JP JP02154209A patent/JP3080096B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5622567A (en) * | 1992-11-30 | 1997-04-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film forming apparatus using laser |
| US5760366A (en) * | 1992-11-30 | 1998-06-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film forming apparatus using laser and magnetic field |
| US6033741A (en) * | 1992-11-30 | 2000-03-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film forming apparatus using laser |
| US6110291A (en) * | 1992-11-30 | 2000-08-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film forming apparatus using laser |
| WO2007096440A1 (es) * | 2006-02-24 | 2007-08-30 | Universidad De Cádiz | Método y aparato para el registro de estructuras ópticas difractivas |
| ES2325894A1 (es) * | 2006-02-24 | 2009-09-23 | Universidad De Cadiz | Metodo y aparato para la fabricacion de elementos opticos difractivos. |
| WO2007101895A1 (es) * | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Universidad De Cádiz | Método y aparato para la fabricación de estructuras ópticas puramente refractivas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3080096B2 (ja) | 2000-08-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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