JPH05230625A - 薄膜作製装置及び薄膜作製方法 - Google Patents

薄膜作製装置及び薄膜作製方法

Info

Publication number
JPH05230625A
JPH05230625A JP3115592A JP3115592A JPH05230625A JP H05230625 A JPH05230625 A JP H05230625A JP 3115592 A JP3115592 A JP 3115592A JP 3115592 A JP3115592 A JP 3115592A JP H05230625 A JPH05230625 A JP H05230625A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
thin film
irradiated
growth substrate
vacuum chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP3115592A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidenori Takauchi
英規 高内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP3115592A priority Critical patent/JPH05230625A/ja
Publication of JPH05230625A publication Critical patent/JPH05230625A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜作製装置及び薄膜作製方法に関し,内部
の特性が均一で特性の再現性のよい薄膜を得るための装
置と方法を目的とする。 【構成】 真空チャンバ1と, 真空チャンバ1内に配置
されたターゲット2及び成長基板3と, ターゲット2を
動かす手段と,ターゲット2表面にエネルギービームを
照射して表面物質を飛散させ,成長基板3上に堆積させ
る手段と,ターゲット2表面のエネルギービームが照射
された領域を,真空を破らずに除去して新しい表面を露
出する手段とを備えた薄膜作製装置により構成する。ま
た,前記の薄膜作製装置を使用して,ターゲット2を動
かしながらターゲット2表面にエネルギービームを照射
して表面物質を飛散させ,成長基板3上に堆積し,その
後エネルギービームが照射された表面領域に再びエネル
ギービームが照射される前に,その表面領域を真空を破
らずに除去して新しい表面を露出しておく方法により構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜作製装置及び薄膜作
製方法に関する。高速の電子デバイスあるいは低消費電
力の電子デバイスでは,種々の材料の薄膜が使用されて
いる。このような電子デバイスの特性を改善して行くた
めには,まず均一な薄膜が再現性よく作製される必要が
ある。
【0002】
【従来の技術】例えばレーザアブレーション法により成
長基板上に薄膜を成長する従来例について説明する。図
7は従来例を示す模式図で,1は真空チャンバ,1aは
窓, 1bはガス導入口, 1cは排気口,2はターゲット,3
は成長基板,4はターゲット搭載台,5はレーザ,5aは
レーザ光を表す。
【0003】レーザアブレーション法ではターゲット2
にレーザ光5aを照射して,ターゲット2の構成物をイオ
ンもしくはクラスターとして叩き出し,ターゲット2と
対向する成長基板3上に堆積させて薄膜を成長する。そ
の際,RFマグネトロンスパッタリングのようにある程
度の広がりをもったプラズマによって叩くのと異なり,
ターゲット2の一部分にレーザ光5aを集光させて,そこ
をアブレートすることになる。
【0004】レーザ光5aのエネルギー密度が非常に高い
ため,レーザの照射された部分の劣化は速く,数回のレ
ーザパルス照射で十分に劣化が確認できるほどである。
従来,ターゲット2上で一部分だけの劣化が進まないよ
うに,ターゲット2を回転させる方法がとられている。
【0005】しかし,ターゲット2を回転させていると
はいえ,成長回数を重ねる毎にターゲット2の劣化は進
む。図8は劣化した部分の生じたターゲットを示す平面
図である。図中,2aは劣化した部分, 4aはターゲット搭
載台4を取り付ける穴を表す。一回の成長期間中,ター
ゲットが複数回回転する場合,ターゲット2の同じ場所
が複数回照射されることになり,ターゲット2の劣化と
ともにそこから叩き出される成分組成が変化して行き,
成長した薄膜の層方向に成分組成のばらつきが生じる。
このようにターゲット表面の変質による問題は,レーザ
アブレーション法だけに限らず,RFマグネトロンスパ
ッタリング等ターゲット表面からその構成物を叩き出し
て薄膜を作製する技術においては共通するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑み,薄膜成長時エネルギービームの照射により劣化し
たターゲットの表面を一連の処理の中で回復させ,膜内
部の特性が均一で再現性のよい薄膜を作製する装置と方
法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1は第1の実施例を示
す模式図,図2は第2の実施例を示す模式図,図3はタ
ーゲット表面の劣化部の発生とその除去を示す模式図,
図4は第3の実施例を示す模式図である。
【0008】上記課題は,真空チャンバ1と, 該真空チ
ャンバ1内に配置されたターゲット2及び成長基板3
と, 該ターゲット2を動かす手段と,該ターゲット2表
面にエネルギービームを照射して表面物質を飛散させ,
該成長基板3上に堆積させる手段と,該ターゲット2表
面のエネルギービームが照射された領域2aを,真空を破
らずに除去して新しい表面を露出する手段とを備えた薄
膜作製装置によって解決される。
【0009】また,真空チャンバ1内にターゲット2及
び成長基板3を配置し,該ターゲット2を動かしながら
該ターゲット2表面にエネルギービームを照射して表面
物質を飛散させ,該成長基板3上に堆積し,その後エネ
ルギービームが照射された表面領域2aに再びエネルギー
ビームが照射される前に,該表面領域2aを真空を破らず
に除去して新しい表面を露出しておく薄膜作製方法によ
って解決される。
【0010】
【作用】本発明の薄膜作製装置は, 従来の薄膜作製装置
に加えて,ターゲット2表面のエネルギービームが照射
された領域2aを,真空を破らずに除去して新しい表面を
露出する手段を備えている。
【0011】この薄膜作製装置を使用すれば,ターゲッ
ト2を動かしながらターゲット2表面にエネルギービー
ムを照射して表面物質を飛散させて成長基板3上に堆積
し,その後エネルギービームが照射された表面領域2aに
再びエネルギービームが照射される前に,その表面領域
2aを真空を破らずに除去して新しい表面を露出しておく
ことができる。従ってターゲット2の劣化した部分にエ
ネルギービームが照射されることがなくなるから,膜内
部の特性が均一で,特性再現性のよい薄膜が得られる。
【0012】
【実施例】図1は第1の実施例を示す模式図で,1は真
空チャンバ,1aは窓で例えば石英製の窓, 1bはガス導入
口, 1cは排気口, 2はターゲット,3は成長基板,4は
ターゲット搭載台,5はレーザ,5aはレーザ光,6はロ
ードロック,7は真空チャンバ,7aはガス導入口, 7bは
排気口, 8は電極,9はRF電源を表す。
【0013】この例は薄膜成長の真空チャンバ1と別に
ターゲットの劣化部分を除去するための真空チャンバ7
を設け,高周波プラズマを用いてターゲットの劣化部分
を除去している。
【0014】この薄膜作製装置により成長基板上に絶縁
体薄膜を形成する例について説明する。ターゲット2と
して,NdGaO3 なる組成の円板を用い,成長基板3
として,SrTiO3 基板を用いる。
【0015】KrFエキシマレーザ(λ=248 nm)を用
いて,10mTorr の酸素雰囲気中でレーザアブレーショ
ンを行う。ターゲット2は1rpmで回転する。レーザ
光の照射によりターゲット2表面は劣化するが,劣化し
た部分が戻ってくる直前で一度成長を止める。
【0016】次いで,ロードロック6を開けてターゲッ
ト2を真空チャンバ7内に搬送し,周波数13.56MHz, 電
力約 250W,圧力 200mTorr のAr+20%O2 雰囲気
でプラズマをたて,プラズマエッチングによりターゲッ
ト2表面をたたき落とす。ターゲット2に新しい表面が
露出する。
【0017】次いで,ターゲット2を真空チャンバ1内
に戻し,前と同様にして再びレーザアブレーションを行
う。このレーザアブレーションを10回繰り返して成長
基板3上に厚さ0.15μmのNdGaO3 膜を成長した。
【0018】このようにして,真空を破らずにターゲッ
ト2表面の劣化した部分を除去することができ,薄膜内
部の特性の均一性が向上した。図2は第2の実施例を示
す模式図である。符号は第1の実施例と共通で,さらに
10はイオンガン, 10a はイオンビームを表す。
【0019】この例は,薄膜成長とターゲット2表面の
劣化した部分の除去を同じ真空チャンバ内でイオンビー
ムを用いて行うものである。図示されていないが,イオ
ンビームにより表面から削りとられた蒸発物を吸着する
液体窒素トラップが設けられている。
【0020】図3はターゲット表面の劣化部の発生とそ
の除去を示す模式図であり,2aは劣化した部分, 2bは新
しい表面の露出した部分を表す。ターゲット2として,
例えば高温超伝導体のYBa2 Cu3 7-y なる組成の
円板を用い,成長基板3として,SrTiO3 基板を用
いる。
【0021】KrFエキシマレーザ(λ=248 nm)を用
いて,10mTorr の酸素雰囲気中でレーザアブレーショ
ンを行う。ターゲット2は1rpmで回転する。レーザ
光の照射によりターゲット2表面は劣化するが,劣化し
た部分は半回転した位置でイオンビーム10a が照射され
る。イオンビーム10a は例えば加速電圧2KV程度のも
ので,ターゲット2表面の劣化した部分を削りとって新
しい表面を露出する。
【0022】ターゲット2を10回転することにより,
成長基板3上に厚さ 0.1μmの高温超伝導膜YBa2
3 7-y を成長した。このようにして,膜内部の特性
の均一な高温超伝導膜を得た。
【0023】第1の実施例の高周波プラズマに比べる
と,第2の実施例はイオンビームを絞ることができるた
め,除去する部分を限定することができ,そのため,タ
ーゲットの劣化していない部分及びターゲット以外の部
分からの再付着を考慮しなくてもよい。また,真空チャ
ンバ内のガス圧に関係なくイオンビームを作り出せるの
で,高周波プラズマを使用するときよりも広い条件で適
用できる。
【0024】図4は第3の実施例を示す模式図である。
符号は第1の実施例と共通で,さらに11は砥石を表す。
この例も,第2の実施例と同様,薄膜成長とターゲット
2表面の劣化した部分の除去を同じ真空チャンバ内で行
うものである。
【0025】ターゲット2として,例えば高温超伝導体
のYBa2 Cu3 7-y なる組成の円板を用い,成長基
板3として,SrTiO3 基板を用いる。KrFエキシ
マレーザ(λ=248 nm)を用いて,10mTorr の酸素雰
囲気中でレーザアブレーションを行う。ターゲット2は
1rpmで回転する。レーザ光の照射によりターゲット
2表面は劣化するが,劣化した部分は半回転した位置で
砥石11により削り落とされる。砥石11は例えば#500 前
後のダイヤモンド砥石で,それをターゲット2に圧接
し,ターゲット2の回転による力を利用して削り落とし
て新しい表面を露出する。ターゲット2を10回転する
ことにより,成長基板3上に厚さ 0.1μmの高温超伝導
膜YBa2 Cu3 7-y を成長した。
【0026】図5はこのようにダイヤモンド砥石研削に
より修復したターゲットを用いて堆積した上記の薄膜の
特性である。この図は4端子法により間隔3mmで測定し
た薄膜の抵抗の温度依存性を示す。この薄膜は予定通り
80k以下で抵抗がゼロとなり,膜質の良好なることが
示された。
【0027】図6に比較のため劣化したターゲットを用
いて堆積した薄膜の特性(従来例)を示す。ターゲット
2として,例えば高温超伝導体のYBa2 Cu3 7-y
なる組成の円板を用い,成長基板3として,SrTiO
3 基板を用い,ターゲットの劣化を考慮せずにそのまま
回転を続け,10回転することにより得た厚さ0.08μm
の薄膜の特性である。この場合は80k以下で抵抗がゼ
ロとなることはなく,薄膜は所定の成分組成を有してい
ない。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
ターゲットの劣化部分を真空を破らずに除去して成膜を
行うことにより,内部の組成が均一で特性が均一な薄膜
を得ることができる。また,作製時期の異なる複数の薄
膜の特性の再現性をよくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例を示す模式図である。
【図2】第2の実施例を示す模式図である。
【図3】ターゲット表面の劣化部の発生とその除去を示
す模式図である。
【図4】第3の実施例を示す模式図である。
【図5】修復したターゲットを用いて堆積した薄膜の特
性である。
【図6】劣化したターゲットを用いて堆積した薄膜の特
性である。
【図7】従来例を示す模式図である。
【図8】劣化した部分の生じたターゲットを示す平面図
である。
【符号の説明】
1は真空チャンバ 1aは窓であって石英窓 1bはガス導入口 1c排気口 2はターゲット 2aは劣化した部分 2bは新しい表面の露出した部分 3は成長基板 4はターゲット搭載台 4aは穴 5はレーザ 5aはレーザ光 6はロードロック 7は真空チャンバ 7aはガス導入口 7bは排気口 8は電極 9はRF電源 10はイオンガン 10a はイオンビーム 11は砥石

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空チャンバ(1) と,該真空チャンバ(1)
    内に配置されたターゲット(2) 及び成長基板(3) と,該
    ターゲット(2) を動かす手段と,該ターゲット(2) 表面
    にエネルギービームを照射して表面物質を飛散させ,該
    成長基板(3) 上に堆積させる手段と,該ターゲット(2)
    表面のエネルギービームが照射された領域(2a)を,真空
    を破らずに除去して新しい表面を露出する手段とを備え
    たことを特徴とする薄膜作製装置。
  2. 【請求項2】 真空チャンバ(1) 内にターゲット(2) 及
    び成長基板(3) を配置し,該ターゲット(2) を動かしな
    がら該ターゲット(2) 表面にエネルギービームを照射し
    て表面物質を飛散させ,該成長基板(3) 上に堆積し,そ
    の後エネルギービームが照射された表面領域(2a)に再び
    エネルギービームが照射される前に,該表面領域(2a)を
    真空を破らずに除去して新しい表面を露出しておくこと
    を特徴とする薄膜作製方法。
JP3115592A 1992-02-19 1992-02-19 薄膜作製装置及び薄膜作製方法 Withdrawn JPH05230625A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3115592A JPH05230625A (ja) 1992-02-19 1992-02-19 薄膜作製装置及び薄膜作製方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3115592A JPH05230625A (ja) 1992-02-19 1992-02-19 薄膜作製装置及び薄膜作製方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05230625A true JPH05230625A (ja) 1993-09-07

Family

ID=12323556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3115592A Withdrawn JPH05230625A (ja) 1992-02-19 1992-02-19 薄膜作製装置及び薄膜作製方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05230625A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007060143A1 (de) * 2005-11-25 2007-05-31 Aixtron Ag Cvd-reaktor mit auswechselbarer prozesskammerdecke
JP2013182685A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Toshiba Corp レーザイオン源

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007060143A1 (de) * 2005-11-25 2007-05-31 Aixtron Ag Cvd-reaktor mit auswechselbarer prozesskammerdecke
DE102005056324A1 (de) * 2005-11-25 2007-06-06 Aixtron Ag CVD-Reaktor mit auswechselbarer Prozesskammerdecke
JP2013182685A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Toshiba Corp レーザイオン源
US9251991B2 (en) 2012-02-29 2016-02-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Laser ion source

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4310614A (en) Method and apparatus for pretreating and depositing thin films on substrates
US5411772A (en) Method of laser ablation for uniform thin film deposition
CA1130476A (en) Pretreatment of substrates prior to thin film deposition
US5501911A (en) Copper crystal film coated organic substrate
JPH05230625A (ja) 薄膜作製装置及び薄膜作製方法
US5178738A (en) Ion-beam sputtering apparatus and method for operating the same
Ishiguro et al. MgO (200) highly oriented films on Si (100) synthesized by ambient-controlled pulsed KrF excimer laser deposition method
JP3639453B2 (ja) 化合物半導体薄膜の製造装置およびこれを用いた化合物半導体薄膜の製造方法
CN110534429B (zh) 一种超导薄膜及其制备方法
JPH02303371A (ja) 超音波モータ用圧電素子の電極パターンの形成方法
JP3025743B2 (ja) 硬質炭素被膜形成装置
JP2875892B2 (ja) 立方晶窒化ほう素膜の形成方法
JP2613935B2 (ja) セラミック回路基板の製造方法
JPH04331795A (ja) 多結晶薄膜の製造方法
JP3176089B2 (ja) セラミック回路基板の製造方法
JP2777543B2 (ja) 硬質炭素被膜基板及びその形成方法
JPS63206471A (ja) 炭素皮膜形成方法および装置
JP2003073823A (ja) スパッタ方法及びスパッタ装置
US5496772A (en) Method of manufacturing film carrier type substrate
JP3080096B2 (ja) 大面積薄膜の作製方法
JPH08261897A (ja) 透過型電子顕微鏡の試料作製方法及び試料作製装置
SU1708919A1 (ru) Способ вакуумного нанесени тонких пленок
JPH01319673A (ja) レーザビームスパッタ法
JPH0494179A (ja) 酸化物超伝導薄膜デバイスの作製方法
JPH04232262A (ja) スパッタリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990518