JPH06293958A - レーザアブレーション法を用いた成膜方法 - Google Patents
レーザアブレーション法を用いた成膜方法Info
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- JPH06293958A JPH06293958A JP8068293A JP8068293A JPH06293958A JP H06293958 A JPH06293958 A JP H06293958A JP 8068293 A JP8068293 A JP 8068293A JP 8068293 A JP8068293 A JP 8068293A JP H06293958 A JPH06293958 A JP H06293958A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数の層からなる膜および複数の元素が混合
された膜を工業的に成膜することができる、レーザアブ
レーション法を用いた成膜方法を提供する。 【構成】 互いに元素あるいは組成の異なる２種以上の
物質を分割して配置することによりターゲットを作製す
るステップと、基板上に２種以上の異なった膜が積層さ
れるような回転速度、もしくは基板上に２種以上の異な
った元素が混合された膜が形成されるような回転速度
で、ターゲットを回転させながらターゲットにレーザを
照射して、基板上に２種以上の異なった膜を積層して成
膜、もしくは基板上に２種以上の異なった元素が混合さ
れた膜を形成するステップとを備える。
された膜を工業的に成膜することができる、レーザアブ
レーション法を用いた成膜方法を提供する。 【構成】 互いに元素あるいは組成の異なる２種以上の
物質を分割して配置することによりターゲットを作製す
るステップと、基板上に２種以上の異なった膜が積層さ
れるような回転速度、もしくは基板上に２種以上の異な
った元素が混合された膜が形成されるような回転速度
で、ターゲットを回転させながらターゲットにレーザを
照射して、基板上に２種以上の異なった膜を積層して成
膜、もしくは基板上に２種以上の異なった元素が混合さ
れた膜を形成するステップとを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザアブレーション
法を用いた成膜方法に関するものであり、特に、複数の
層からなる膜および複数の元素が混合された膜を、レー
ザアブレーション法を用いて成膜する方法に関するもの
である。
法を用いた成膜方法に関するものであり、特に、複数の
層からなる膜および複数の元素が混合された膜を、レー
ザアブレーション法を用いて成膜する方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、レーザ装置の発達は目覚ましいも
のがあり、それを用いたレーザアブレーション法による
成膜もさかんに行なわれている。レーザアブレーション
法では、ターゲットにレーザを照射することにより、タ
ーゲットの照射部からターゲットを構成する物質の粒子
が原子および分子の状態で飛散し、この飛散した粒子が
基板に到達して、基板上に成膜が行なわれる。
のがあり、それを用いたレーザアブレーション法による
成膜もさかんに行なわれている。レーザアブレーション
法では、ターゲットにレーザを照射することにより、タ
ーゲットの照射部からターゲットを構成する物質の粒子
が原子および分子の状態で飛散し、この飛散した粒子が
基板に到達して、基板上に成膜が行なわれる。
【０００３】レーザアブレーション法による成膜は、ス
パッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の他の気相法に比較
して、成膜速度が非常に速いため、工業的に生産速度を
高めることができる。また、レーザアブレーション法に
よる成膜は、他の気相法に比較して、成膜雰囲気が比較
的自由に変えられるため、酸化物、窒化物等の成膜にも
適している。
パッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の他の気相法に比較
して、成膜速度が非常に速いため、工業的に生産速度を
高めることができる。また、レーザアブレーション法に
よる成膜は、他の気相法に比較して、成膜雰囲気が比較
的自由に変えられるため、酸化物、窒化物等の成膜にも
適している。
【０００４】このようなことから、最近、レーザアブレ
ーション法は、工業的な生産に採用されることが非常に
多くなってきている。
ーション法は、工業的な生産に採用されることが非常に
多くなってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】レーザアブレーション
法では、上述のように、ターゲットにレーザを照射し、
ターゲットを構成する物質の粒子を基板上に堆積させる
ため、ターゲットを構成する１種類の物質しか成膜でき
ない。そのため、複数の元素からなる物質を成膜する際
には、まず、その複数の元素からなるターゲットを作製
する必要がある。しかしながら、元素同士の融点の差が
大きい場合や、比重の差が大きい場合には、均一な１種
類のターゲットを作製することが不可能な場合もあっ
た。そのため、このようなターゲットを作製することが
できない物質については、従来、レーザアブレーション
法による成膜はできなかった。
法では、上述のように、ターゲットにレーザを照射し、
ターゲットを構成する物質の粒子を基板上に堆積させる
ため、ターゲットを構成する１種類の物質しか成膜でき
ない。そのため、複数の元素からなる物質を成膜する際
には、まず、その複数の元素からなるターゲットを作製
する必要がある。しかしながら、元素同士の融点の差が
大きい場合や、比重の差が大きい場合には、均一な１種
類のターゲットを作製することが不可能な場合もあっ
た。そのため、このようなターゲットを作製することが
できない物質については、従来、レーザアブレーション
法による成膜はできなかった。
【０００６】一方、この１種類の物質しか成膜できない
欠点を解消し、複数種類の物質を積層して成膜する技術
が、実験室レベルでは検討されている。たとえば、３種
類の物質が積層された多層膜を成膜する際には、３種類
のターゲットを３個のターゲット台にそれぞれ載せ、ま
ずレーザの照射位置に１個目のターゲットを移動させて
レーザを照射し、１種類目の物質を成膜する。その後、
レーザの照射位置に２個目のターゲットを移動させてレ
ーザを照射し、２種類目の物質を成膜する。その後さら
に、同様にして、３種類目の物質を成膜する。このよう
にして、実験室レベルでは、レーザアブレーション法を
用いた多層膜を成膜する方法がある。しかしながら、こ
の方法では、ターゲットを移動させるのに時間がかかる
ので、その間レーザの照射が止まり、工業的に応用して
多層膜を成膜するのは困難であった。
欠点を解消し、複数種類の物質を積層して成膜する技術
が、実験室レベルでは検討されている。たとえば、３種
類の物質が積層された多層膜を成膜する際には、３種類
のターゲットを３個のターゲット台にそれぞれ載せ、ま
ずレーザの照射位置に１個目のターゲットを移動させて
レーザを照射し、１種類目の物質を成膜する。その後、
レーザの照射位置に２個目のターゲットを移動させてレ
ーザを照射し、２種類目の物質を成膜する。その後さら
に、同様にして、３種類目の物質を成膜する。このよう
にして、実験室レベルでは、レーザアブレーション法を
用いた多層膜を成膜する方法がある。しかしながら、こ
の方法では、ターゲットを移動させるのに時間がかかる
ので、その間レーザの照射が止まり、工業的に応用して
多層膜を成膜するのは困難であった。
【０００７】この発明の目的は、元素同士の融点や比重
の差からターゲットを作製することができないために、
従来レーザアブレーション法によって得られなかった膜
を、レーザアブレーション法を用いて成膜する方法を提
供することにある。
の差からターゲットを作製することができないために、
従来レーザアブレーション法によって得られなかった膜
を、レーザアブレーション法を用いて成膜する方法を提
供することにある。
【０００８】また、この発明の他の目的は、従来のレー
ザアブレーション法において工業的に１種類の物質から
なる膜しか成膜できなかった欠点を解消し、効率的に多
層膜を得ることができる、レーザアブレーション法を用
いた成膜方法を提供することにある。
ザアブレーション法において工業的に１種類の物質から
なる膜しか成膜できなかった欠点を解消し、効率的に多
層膜を得ることができる、レーザアブレーション法を用
いた成膜方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によるレ
ーザアブレーション法を用いた成膜方法は、互いに元素
あるいは組成の異なる２種以上の物質を分割して配置す
ることによりターゲットを作製するステップと、基板上
に２種以上の異なった膜が積層されるような回転速度で
ターゲットを回転させながら、ターゲットにレーザを照
射して、基板上に２種以上の異なった膜を積層して成膜
するステップとを備えている。
ーザアブレーション法を用いた成膜方法は、互いに元素
あるいは組成の異なる２種以上の物質を分割して配置す
ることによりターゲットを作製するステップと、基板上
に２種以上の異なった膜が積層されるような回転速度で
ターゲットを回転させながら、ターゲットにレーザを照
射して、基板上に２種以上の異なった膜を積層して成膜
するステップとを備えている。
【００１０】請求項２の発明によるレーザアブレーショ
ン法を用いた成膜方法は、互いに元素あるいは組成の異
なる２種以上の物質を分割して配置することによりター
ゲットを作製するステップと、基板上に２種以上の異な
った元素が混合された膜が形成されるような回転速度で
ターゲットを回転させながら、ターゲットにレーザを照
射して、基板上に２種以上の異なった元素が混合された
膜を成膜するステップとを備えている。
ン法を用いた成膜方法は、互いに元素あるいは組成の異
なる２種以上の物質を分割して配置することによりター
ゲットを作製するステップと、基板上に２種以上の異な
った元素が混合された膜が形成されるような回転速度で
ターゲットを回転させながら、ターゲットにレーザを照
射して、基板上に２種以上の異なった元素が混合された
膜を成膜するステップとを備えている。
【００１１】請求項３の発明によるレーザアブレーショ
ン法を用いた成膜方法は、請求項１または請求項２の発
明において、回転の軸がターゲットの外周部より内側に
あることを特徴としている。
ン法を用いた成膜方法は、請求項１または請求項２の発
明において、回転の軸がターゲットの外周部より内側に
あることを特徴としている。
【００１２】請求項４の発明によるレーザアブレーショ
ン法を用いた成膜方法は、請求項１の発明において、分
割の割合を変化させることにより、積層する２種以上の
異なった膜の厚さを変化させることを特徴としている。
ン法を用いた成膜方法は、請求項１の発明において、分
割の割合を変化させることにより、積層する２種以上の
異なった膜の厚さを変化させることを特徴としている。
【００１３】請求項５の発明によるレーザアブレーショ
ン法を用いた成膜方法は、請求項１の発明において、照
射するレーザの照射回数を変えることにより、積層する
２種以上の異なった膜の厚さを変化させることを特徴と
している。
ン法を用いた成膜方法は、請求項１の発明において、照
射するレーザの照射回数を変えることにより、積層する
２種以上の異なった膜の厚さを変化させることを特徴と
している。
【００１４】請求項６の発明によるレーザアブレーショ
ン法を用いた成膜方法は、請求項２の発明において、分
割の割合を変化させることにより、２種以上の異なった
元素からなる膜の組成を変化させることを特徴としてい
る。
ン法を用いた成膜方法は、請求項２の発明において、分
割の割合を変化させることにより、２種以上の異なった
元素からなる膜の組成を変化させることを特徴としてい
る。
【００１５】請求項７の発明によるレーザアブレーショ
ン法を用いた成膜方法は、請求項２の発明において、照
射するレーザの照射回数を変えることにより、２種以上
の異なった元素からなる膜の組成を変化させることを特
徴としている。
ン法を用いた成膜方法は、請求項２の発明において、照
射するレーザの照射回数を変えることにより、２種以上
の異なった元素からなる膜の組成を変化させることを特
徴としている。
【００１６】請求項８の発明によるレーザアブレーショ
ン法を用いた成膜方法は、請求項２の発明において、照
射するレーザの照射回数を、成膜の進行に伴って変える
ことにより、２種以上の異なった元素からなる膜の組成
を厚さ方向で変化させることを特徴としている。
ン法を用いた成膜方法は、請求項２の発明において、照
射するレーザの照射回数を、成膜の進行に伴って変える
ことにより、２種以上の異なった元素からなる膜の組成
を厚さ方向で変化させることを特徴としている。
【００１７】
【作用】請求項１の発明によれば、互いに元素あるいは
組成の異なる２種類以上の物質を分割して配置すること
によりターゲットを作製し、ターゲットを回転させなが
ら、ターゲットにレーザを照射している。そのため、レ
ーザの照射する位置は一定であっても、順次異なる物質
にレーザが照射されることになる。また、このターゲッ
トの回転は、基板上に２種以上の異なった膜が積層され
るような回転速度で行なわれる。したがって、１個のタ
ーゲットであっても、元素あるいは組成の異なる複数の
物質を次々と成膜することができる。このようにして、
複数の物質からなる膜が積層された積層膜を、容易に得
ることができる。
組成の異なる２種類以上の物質を分割して配置すること
によりターゲットを作製し、ターゲットを回転させなが
ら、ターゲットにレーザを照射している。そのため、レ
ーザの照射する位置は一定であっても、順次異なる物質
にレーザが照射されることになる。また、このターゲッ
トの回転は、基板上に２種以上の異なった膜が積層され
るような回転速度で行なわれる。したがって、１個のタ
ーゲットであっても、元素あるいは組成の異なる複数の
物質を次々と成膜することができる。このようにして、
複数の物質からなる膜が積層された積層膜を、容易に得
ることができる。
【００１８】なお、積層膜の１層ごとの厚さは、ターゲ
ット構成物質を配置する際に分割する割合を変えるか、
１個のターゲットの回転角度を変えるか、または、レー
ザの照射回数を変化させることにより、簡単に調整する
ことが可能である。
ット構成物質を配置する際に分割する割合を変えるか、
１個のターゲットの回転角度を変えるか、または、レー
ザの照射回数を変化させることにより、簡単に調整する
ことが可能である。
【００１９】請求項２の発明によれば、互いに元素ある
いは組成の異なる１種類以上の物質を分割して配置する
ことによりターゲットを作製し、ターゲットを回転させ
ながら、ターゲットにレーザを照射している。そのた
め、レーザの照射する位置は一定であっても、２種類以
上の物質が載った１個のターゲットが回転しているの
で、順次異なる物質にレーザが照射されることになる。
また、このターゲットの回転は、基板上に２種類以上の
異なった元素が混合された膜が形成されるような回転速
度で行なわれる。そのため、異なった元素からなる任意
の組成の物質を、レーザアブレーション法を用いて高い
生産性で成膜することができる。さらに、従来、１個の
ターゲットに作製することが困難であった、融点あるい
は比重の大きく違う複数の元素が混合された膜を、成膜
することが可能となる。したがって、請求項２の発明に
よれば、従来ターゲットの作製ができないために工業的
に得ることが不可能であった組成の膜を、レーザアブレ
ーション法により得ることができるようになる。
いは組成の異なる１種類以上の物質を分割して配置する
ことによりターゲットを作製し、ターゲットを回転させ
ながら、ターゲットにレーザを照射している。そのた
め、レーザの照射する位置は一定であっても、２種類以
上の物質が載った１個のターゲットが回転しているの
で、順次異なる物質にレーザが照射されることになる。
また、このターゲットの回転は、基板上に２種類以上の
異なった元素が混合された膜が形成されるような回転速
度で行なわれる。そのため、異なった元素からなる任意
の組成の物質を、レーザアブレーション法を用いて高い
生産性で成膜することができる。さらに、従来、１個の
ターゲットに作製することが困難であった、融点あるい
は比重の大きく違う複数の元素が混合された膜を、成膜
することが可能となる。したがって、請求項２の発明に
よれば、従来ターゲットの作製ができないために工業的
に得ることが不可能であった組成の膜を、レーザアブレ
ーション法により得ることができるようになる。
【００２０】なお、複数の元素からなる膜の組成は、タ
ーゲット構成物質を配置する際に分割する割合を変える
か、１個のターゲットの回転角度を変えるか、または、
レーザの照射回数を変化させることにより、簡単に調整
することが可能である。
ーゲット構成物質を配置する際に分割する割合を変える
か、１個のターゲットの回転角度を変えるか、または、
レーザの照射回数を変化させることにより、簡単に調整
することが可能である。
【００２１】請求項３の発明によれば、ターゲットを回
転させる際の回転の軸が、ターゲットの外周部より内側
にある。そのため、レーザの照射する位置が一定である
場合に、照射部がターゲットからはずれることがないた
め、レーザの照射を連続的に行なうことができる。
転させる際の回転の軸が、ターゲットの外周部より内側
にある。そのため、レーザの照射する位置が一定である
場合に、照射部がターゲットからはずれることがないた
め、レーザの照射を連続的に行なうことができる。
【００２２】
（実施例１）図１は、本発明による成膜方法の一工程で
作製されたターゲットの一例を示す斜視図である。
作製されたターゲットの一例を示す斜視図である。
【００２３】図１を参照して、このターゲットは、直径
５０ｍｍのステンレス製の円盤１と、円盤１の中心部に
設けられた回転軸２とからなるターゲット保持機構上
に、ターゲット構成物質３としてアルミニウム（Ａｌ）
と、ターゲット構成物質４としてニオブ（Ｎｂ）が、半
分ずつに分割して載せられている。
５０ｍｍのステンレス製の円盤１と、円盤１の中心部に
設けられた回転軸２とからなるターゲット保持機構上
に、ターゲット構成物質３としてアルミニウム（Ａｌ）
と、ターゲット構成物質４としてニオブ（Ｎｂ）が、半
分ずつに分割して載せられている。
【００２４】このターゲットを用いて、本発明に従い、
以下のようにレーザアブレーション法による成膜を行な
った。
以下のようにレーザアブレーション法による成膜を行な
った。
【００２５】まず、真空容器内に、図１に示すターゲッ
トとＭｇＯ基板を配置した。ＭｇＯ基板は、ターゲット
の上部に、ターゲットと対向するように配置した。
トとＭｇＯ基板を配置した。ＭｇＯ基板は、ターゲット
の上部に、ターゲットと対向するように配置した。
【００２６】次に、真空容器内を、１０- 6 ｔｏｒｒ以
下の真空にした。続いて、円盤１の中心部に設けられた
回転軸２を中心にして、１秒間に２回の回転速度でター
ゲットを矢印５の向きに回転させながら、エキシマレー
ザを４Ｈｚの周波数でこのターゲットに１時間照射し
た。
下の真空にした。続いて、円盤１の中心部に設けられた
回転軸２を中心にして、１秒間に２回の回転速度でター
ゲットを矢印５の向きに回転させながら、エキシマレー
ザを４Ｈｚの周波数でこのターゲットに１時間照射し
た。
【００２７】その結果、基板上に、アルミニウム（Ａ
ｌ）とニオブ（Ｎｂ）の組成比が１：１で、厚さが１μ
ｍの膜を得ることができた。
ｌ）とニオブ（Ｎｂ）の組成比が１：１で、厚さが１μ
ｍの膜を得ることができた。
【００２８】（実施例２）図２は、本発明による成膜方
法の一工程で作製されたターゲットの他の例を示す斜視
図である。
法の一工程で作製されたターゲットの他の例を示す斜視
図である。
【００２９】図２を参照して、このターゲットは、直径
５０ｍｍのステンレス製の円盤１と、円盤１の中心部に
設けられた回転軸２とからなるターゲット保持機構上
に、ターゲット構成物質６として銅（Ｃｕ）と、ターゲ
ット構成物質７としてチタン（Ｔｉ）が、１：３に分割
して載せられている。
５０ｍｍのステンレス製の円盤１と、円盤１の中心部に
設けられた回転軸２とからなるターゲット保持機構上
に、ターゲット構成物質６として銅（Ｃｕ）と、ターゲ
ット構成物質７としてチタン（Ｔｉ）が、１：３に分割
して載せられている。
【００３０】このターゲットを用いて、本発明に従い、
以下のようにレーザアブレーション法による成膜を行な
った。
以下のようにレーザアブレーション法による成膜を行な
った。
【００３１】まず、真空容器内に、図２に示すターゲッ
トとＭｇＯ基板を配置した。ＭｇＯ基板は、ターゲット
の上部に、ターゲットと対向するように配置した。
トとＭｇＯ基板を配置した。ＭｇＯ基板は、ターゲット
の上部に、ターゲットと対向するように配置した。
【００３２】次に、真空容器内を、１０- 6 ｔｏｒｒ以
下の真空にした。続いて、円盤１の中心部に設けられた
回転軸２を中心にして、１秒間に１回の回転速度でター
ゲットを矢印５の向きに回転させながら、エキシマレー
ザを４Ｈｚの周波数でこのターゲットに１時間照射し
た。
下の真空にした。続いて、円盤１の中心部に設けられた
回転軸２を中心にして、１秒間に１回の回転速度でター
ゲットを矢印５の向きに回転させながら、エキシマレー
ザを４Ｈｚの周波数でこのターゲットに１時間照射し
た。
【００３３】その結果、基板上に、銅（Ｃｕ）とチタン
（Ｔｉ）の組成比が１：３で、厚さが１μｍの膜を得る
ことができた。
（Ｔｉ）の組成比が１：３で、厚さが１μｍの膜を得る
ことができた。
【００３４】（実施例３）図３は、本発明による成膜方
法の一工程で作製されたターゲットのさらに他の例を示
す斜視図である。
法の一工程で作製されたターゲットのさらに他の例を示
す斜視図である。
【００３５】図３を参照して、このターゲットは、直径
５０ｍｍのステンレス製の円盤１と、円盤１の中心部に
設けられた回転軸２とからなるターゲット保持機構上
の、中心部から直径２０ｍｍより外側の部分に、ターゲ
ット構成物質８としてニッケル（Ｎｉ）と、ターゲット
構成物質９として銀（Ａｇ）が、１：３に分割してドー
ナツ盤状に載せられている。
５０ｍｍのステンレス製の円盤１と、円盤１の中心部に
設けられた回転軸２とからなるターゲット保持機構上
の、中心部から直径２０ｍｍより外側の部分に、ターゲ
ット構成物質８としてニッケル（Ｎｉ）と、ターゲット
構成物質９として銀（Ａｇ）が、１：３に分割してドー
ナツ盤状に載せられている。
【００３６】このターゲットを用いて、本発明に従い、
以下のようにレーザアブレーション法による成膜を行な
った。
以下のようにレーザアブレーション法による成膜を行な
った。
【００３７】まず、真空容器内に、図３に示すターゲッ
トと、ＭｇＯ基板を配置した。ＭｇＯ基板は、ターゲッ
トの上部に、ターゲットと対向するように配置した。
トと、ＭｇＯ基板を配置した。ＭｇＯ基板は、ターゲッ
トの上部に、ターゲットと対向するように配置した。
【００３８】次に、真空容器内を、１０- 6 ｔｏｒｒ以
下の真空にした。続いて、円盤１の中心部に設けられた
回転軸２を中心にして、１秒間に１回の回転速度でター
ゲットを矢印５の向きに回転させながら、エキシマレー
ザを４Ｈｚの周波数でこのターゲットに１時間照射し
た。
下の真空にした。続いて、円盤１の中心部に設けられた
回転軸２を中心にして、１秒間に１回の回転速度でター
ゲットを矢印５の向きに回転させながら、エキシマレー
ザを４Ｈｚの周波数でこのターゲットに１時間照射し
た。
【００３９】その結果、基板上に、ニッケル（Ｎｉ）と
銀（Ａｇ）の組成比が１：３で、厚さが１μｍの膜を得
ることができた。
銀（Ａｇ）の組成比が１：３で、厚さが１μｍの膜を得
ることができた。
【００４０】（実施例４）上述の実施例１〜実施例３に
おいては、ステンレス製の台の上にターゲット構成物質
を載せてターゲットを作製したが、以下に示すように、
ターゲット構成物質を一体化して形成することにより、
台を不要とすることも可能である。
おいては、ステンレス製の台の上にターゲット構成物質
を載せてターゲットを作製したが、以下に示すように、
ターゲット構成物質を一体化して形成することにより、
台を不要とすることも可能である。
【００４１】アルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）
を、直径５０ｍｍの円盤を半分に分割した形に成形し、
このアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）の半分の円
盤同士を電子ビーム溶接して円盤状にし、中心に回転軸
を設けてターゲットを作製した。
を、直径５０ｍｍの円盤を半分に分割した形に成形し、
このアルミニウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）の半分の円
盤同士を電子ビーム溶接して円盤状にし、中心に回転軸
を設けてターゲットを作製した。
【００４２】このターゲットを用いて、本発明に従い、
以下のようにレーザアブレーション法による成膜を行な
った。
以下のようにレーザアブレーション法による成膜を行な
った。
【００４３】まず、真空容器内に、上述のようにして作
製されたターゲットとＭｇＯ基板を配置した。ＭｇＯ基
板は、ターゲットの上部に、ターゲットと対向するよう
に配置した。
製されたターゲットとＭｇＯ基板を配置した。ＭｇＯ基
板は、ターゲットの上部に、ターゲットと対向するよう
に配置した。
【００４４】次に、真空容器内を、１０- 6 ｔｏｒｒ以
下の真空にした。続いて、円盤の中心部に設けられた回
転軸を中心にして、１秒間に２回の回転速度でターゲッ
トを一方向に回転させながら、エキシマレーザを４Ｈｚ
の周波数でこのターゲットに１時間照射した。
下の真空にした。続いて、円盤の中心部に設けられた回
転軸を中心にして、１秒間に２回の回転速度でターゲッ
トを一方向に回転させながら、エキシマレーザを４Ｈｚ
の周波数でこのターゲットに１時間照射した。
【００４５】その結果、基板上に、アルミニウム（Ａ
ｌ）とニオブ（Ｎｂ）の組成比が１：１で、厚さが１μ
ｍの膜を得ることができた。
ｌ）とニオブ（Ｎｂ）の組成比が１：１で、厚さが１μ
ｍの膜を得ることができた。
【００４６】（実施例５）実施例１と同様に、ターゲッ
ト構成物質３としてＳｉ3 Ｎ4 と、ターゲット構成物質
４としてＴｉＮを、直径５０ｍｍのステンレス製の円盤
の上に半分ずつに分割して載せて、図１に示すようなタ
ーゲットを作製した。
ト構成物質３としてＳｉ3 Ｎ4 と、ターゲット構成物質
４としてＴｉＮを、直径５０ｍｍのステンレス製の円盤
の上に半分ずつに分割して載せて、図１に示すようなタ
ーゲットを作製した。
【００４７】このターゲットを用いて、本発明に従い、
以下のようにレーザアブレーション法による成膜を行な
った。
以下のようにレーザアブレーション法による成膜を行な
った。
【００４８】まず、真空容器内に、ターゲットとＭｇＯ
基板を配置した。ＭｇＯ基板は、ターゲットの上部に、
ターゲットと対向するように配置した。
基板を配置した。ＭｇＯ基板は、ターゲットの上部に、
ターゲットと対向するように配置した。
【００４９】次に、真空容器内を、窒素ガスの圧力が３
００ｍｔｏｒｒとなるようにした。続いて、円盤の中心
部に設けられた回転軸を中心にして、１０秒間に１回の
回転速度でターゲットを一方向に回転させながら、エキ
シマレーザを１０Ｈｚの周波数でこのターゲットに１時
間照射した。
００ｍｔｏｒｒとなるようにした。続いて、円盤の中心
部に設けられた回転軸を中心にして、１０秒間に１回の
回転速度でターゲットを一方向に回転させながら、エキ
シマレーザを１０Ｈｚの周波数でこのターゲットに１時
間照射した。
【００５０】その結果、基板上に、厚さ７０ÅのＳｉ3
Ｎ4 層と厚さ７０ÅのＴｉＮ層が交互に積層した、厚さ
が２．５μｍの膜を得ることができた。
Ｎ4 層と厚さ７０ÅのＴｉＮ層が交互に積層した、厚さ
が２．５μｍの膜を得ることができた。
【００５１】（実施例６）実施例１と同様に、Ｓｉ3 Ｎ
4 とＴｉＮを、直径５０ｍｍのステンレス製の円盤の上
に半分ずつに分割して載せて、図１に示すようなターゲ
ットを作製した。
4 とＴｉＮを、直径５０ｍｍのステンレス製の円盤の上
に半分ずつに分割して載せて、図１に示すようなターゲ
ットを作製した。
【００５２】このターゲットを用いて、本発明に従い、
以下のようにレーザアブレーション法による成膜を行な
った。
以下のようにレーザアブレーション法による成膜を行な
った。
【００５３】まず、真空容器内に、ターゲットとＭｇＯ
基板を配置した。ＭｇＯ基板は、ターゲットの上部に、
ターゲットと対向するように配置した。
基板を配置した。ＭｇＯ基板は、ターゲットの上部に、
ターゲットと対向するように配置した。
【００５４】次に、真空容器内を、窒素ガスの圧力が３
００ｍｔｏｒｒとなるようにした。続いて、円盤の中心
部に設けられた回転軸を中心にして、Ｓｉ3 Ｎ4 のター
ゲット部分にレーザが照射されているときは毎秒６０
度、ＴｉＮのターゲット部分にレーザが照射されている
ときは毎秒３０度の割合で回転させるように調整しなが
ら、エキシマレーザを１０Ｈｚの周波数でこのターゲッ
トに１時間照射した。
００ｍｔｏｒｒとなるようにした。続いて、円盤の中心
部に設けられた回転軸を中心にして、Ｓｉ3 Ｎ4 のター
ゲット部分にレーザが照射されているときは毎秒６０
度、ＴｉＮのターゲット部分にレーザが照射されている
ときは毎秒３０度の割合で回転させるように調整しなが
ら、エキシマレーザを１０Ｈｚの周波数でこのターゲッ
トに１時間照射した。
【００５５】その結果、基板上に、厚さ４０ÅのＳｉ3
Ｎ4 層と厚さ８０ÅのＴｉＮ層が交互に積層した、厚さ
が２．５μｍの膜を得ることができた。
Ｎ4 層と厚さ８０ÅのＴｉＮ層が交互に積層した、厚さ
が２．５μｍの膜を得ることができた。
【００５６】（実施例７）実施例１と同様に、Ｓｉ3 Ｎ
4 とＴｉＮを、直径５０ｍｍのステンレス製の円盤の上
に半分ずつに分割して載せて、図１に示すようなターゲ
ットを作製した。
4 とＴｉＮを、直径５０ｍｍのステンレス製の円盤の上
に半分ずつに分割して載せて、図１に示すようなターゲ
ットを作製した。
【００５７】このターゲットを用いて、本発明に従い、
以下のようにレーザアブレーション法による成膜を行な
った。
以下のようにレーザアブレーション法による成膜を行な
った。
【００５８】まず、真空容器内に、ターゲットとＭｇＯ
基板を配置した。ＭｇＯ基板は、ターゲットの上部に、
ターゲットと対向するように配置した。
基板を配置した。ＭｇＯ基板は、ターゲットの上部に、
ターゲットと対向するように配置した。
【００５９】次に、真空容器内を、窒素ガスの圧力が３
００ｍｔｏｒｒとなるようにした。続いて、円盤の中心
部に設けられた回転軸を中心にして、１０秒間に１回の
回転速度でターゲットを一方向に回転させながら、Ｓｉ
3 Ｎ4 のターゲット部分に照射するときは７Ｈｚの周波
数で、ＴｉＮのターゲット部分に照射するきは１４Ｈｚ
の周波数になるように調整しながら、このターゲットに
エキシマレーザを２時間照射した。
００ｍｔｏｒｒとなるようにした。続いて、円盤の中心
部に設けられた回転軸を中心にして、１０秒間に１回の
回転速度でターゲットを一方向に回転させながら、Ｓｉ
3 Ｎ4 のターゲット部分に照射するときは７Ｈｚの周波
数で、ＴｉＮのターゲット部分に照射するきは１４Ｈｚ
の周波数になるように調整しながら、このターゲットに
エキシマレーザを２時間照射した。
【００６０】その結果、基板上に、厚さ４０ÅのＳｉ3
Ｎ4 層と厚さ８０ÅのＴｉＮ層が交互に積層した、厚さ
が６μｍの膜を得ることができた。
Ｎ4 層と厚さ８０ÅのＴｉＮ層が交互に積層した、厚さ
が６μｍの膜を得ることができた。
【００６１】（実施例８）実施例１と同様に、アルミニ
ウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）を、直径５０ｍｍのステ
ンレス製の円盤の上に半分ずつに分割して載せて、図１
に示すようなターゲットを作製した。
ウム（Ａｌ）とニオブ（Ｎｂ）を、直径５０ｍｍのステ
ンレス製の円盤の上に半分ずつに分割して載せて、図１
に示すようなターゲットを作製した。
【００６２】このターゲットを用いて、本発明に従い、
以下のようにレーザアブレーション法による成膜を行な
った。
以下のようにレーザアブレーション法による成膜を行な
った。
【００６３】まず、真空容器内に、ターゲットとＭｇＯ
基板を配置した。ＭｇＯ基板は、ターゲットの上部に、
ターゲットと対向するように配置した。
基板を配置した。ＭｇＯ基板は、ターゲットの上部に、
ターゲットと対向するように配置した。
【００６４】次に、真空容器内を、１０- 6 ｔｏｒｒ以
下の真空にした。続いて、円盤の中心部に設けられた回
転軸を中心にして、１秒間の２回の回転速度でターゲッ
トを一方向に回転させながら、このターゲットにエキシ
マレーザを１時間照射した。なお、このときのエキシマ
レーザの周波数は、アルミニウム（Ａｌ）のターゲット
部分に照射するときについては最初は４Ｈｚで１時間後
に９６Ｈｚとなるように徐々に上げていき、一方、ニオ
ブ（Ｎｂ）の部分に照射するときについては最初は９６
Ｈｚで１時間後に４Ｈｚとなるように徐々に下げていく
ように調整した。
下の真空にした。続いて、円盤の中心部に設けられた回
転軸を中心にして、１秒間の２回の回転速度でターゲッ
トを一方向に回転させながら、このターゲットにエキシ
マレーザを１時間照射した。なお、このときのエキシマ
レーザの周波数は、アルミニウム（Ａｌ）のターゲット
部分に照射するときについては最初は４Ｈｚで１時間後
に９６Ｈｚとなるように徐々に上げていき、一方、ニオ
ブ（Ｎｂ）の部分に照射するときについては最初は９６
Ｈｚで１時間後に４Ｈｚとなるように徐々に下げていく
ように調整した。
【００６５】その結果、基板上に、アルミニウム（Ａ
ｌ）とニオブ（Ｎｂ）の混合された膜であり、アルミニ
ウム（Ａｌ）の組成が、基板近傍では４原子％であり、
膜の表面に近くなるにしたがって連続的に多くなってい
き、膜の表面近傍では９６原子％となっている膜を、得
ることができた。
ｌ）とニオブ（Ｎｂ）の混合された膜であり、アルミニ
ウム（Ａｌ）の組成が、基板近傍では４原子％であり、
膜の表面に近くなるにしたがって連続的に多くなってい
き、膜の表面近傍では９６原子％となっている膜を、得
ることができた。
【００６６】なお、以上の実施例に関する開示は、本発
明の単なる具体例に過ぎず、本発明の技術的範囲を何ら
制限するものではない。
明の単なる具体例に過ぎず、本発明の技術的範囲を何ら
制限するものではない。
【００６７】たとえば、従来、融点または比重の差が大
きいため均一な１個のターゲットの作製が困難であった
が、本発明を適用することによりレーザアブレーション
法による成膜が可能となった物質の組合わせとしては、
上述の実施例で用いた物質の他に、ニッケル（Ｎｉ）と
錫（Ｓｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）とアルミニウム（Ａ
ｌ）、銅（Ｃｕ）とタンタル（Ｔａ）、タングステン
（Ｗ）と銅（Ｃｕ）等も挙げられる。
きいため均一な１個のターゲットの作製が困難であった
が、本発明を適用することによりレーザアブレーション
法による成膜が可能となった物質の組合わせとしては、
上述の実施例で用いた物質の他に、ニッケル（Ｎｉ）と
錫（Ｓｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）とアルミニウム（Ａ
ｌ）、銅（Ｃｕ）とタンタル（Ｔａ）、タングステン
（Ｗ）と銅（Ｃｕ）等も挙げられる。
【００６８】また、本発明において、回転する１個のタ
ーゲットは、円盤状あるいは多角形盤状でもよいし、多
角形に近い曲線で構成される盤形状でもよい。
ーゲットは、円盤状あるいは多角形盤状でもよいし、多
角形に近い曲線で構成される盤形状でもよい。
【００６９】さらに、本発明において、成膜中の基板温
度は、いかなる温度でも目的に合わせて設定することか
可能であり、たとえば、加熱されていてもよいし、常温
でもよい。
度は、いかなる温度でも目的に合わせて設定することか
可能であり、たとえば、加熱されていてもよいし、常温
でもよい。
【００７０】また、本発明による成膜後、基板を加熱す
ることも可能であり、成膜後の基板加熱により、元素の
拡散、結晶の配向性の向上等が図られる場合もある。
ることも可能であり、成膜後の基板加熱により、元素の
拡散、結晶の配向性の向上等が図られる場合もある。
【００７１】さらに、本発明による成膜は、大気中、真
空中、あるいは窒素、炭素、不活性ガス等の雰囲気であ
らゆる圧力でも可能である。
空中、あるいは窒素、炭素、不活性ガス等の雰囲気であ
らゆる圧力でも可能である。
【００７２】
【発明の効果】この発明によれば、元素同士の融点や比
重の差からターゲットを作製することかできないため
に、従来レーザアブレーション法によって得られなかっ
た膜を、レーザアブレーション法を用いて成膜すること
が可能となる。
重の差からターゲットを作製することかできないため
に、従来レーザアブレーション法によって得られなかっ
た膜を、レーザアブレーション法を用いて成膜すること
が可能となる。
【００７３】また、この発明によれば、複数のターゲッ
トを用いることによる装置の複雑さ、取扱の煩雑さを解
消するとともに、複数のターゲットをレーザの照射位置
に移動させる時間の損失をなくし、２種以上の異なる膜
が積層された多層膜を、工業的に生産することが可能と
なる。
トを用いることによる装置の複雑さ、取扱の煩雑さを解
消するとともに、複数のターゲットをレーザの照射位置
に移動させる時間の損失をなくし、２種以上の異なる膜
が積層された多層膜を、工業的に生産することが可能と
なる。
【図１】本発明による成膜方法の一工程で作製されたタ
ーゲットの一例を示す斜視図である。
ーゲットの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明による製造方法の一工程で作製されたタ
ーゲットの他の例を示す斜視図である。
ーゲットの他の例を示す斜視図である。
【図３】本発明による製造方法の一工程で作製されたタ
ーゲットのさらに他の例を示す斜視図である。
ーゲットのさらに他の例を示す斜視図である。
１ 円盤 ２ 回転軸 ３，４，６，７，８，９ ターゲット構成物質 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (8)
- 【請求項１】 レーザアブレーション法を用いた成膜方
法であって、 互いに元素あるいは組成の異なる２種以上の物質を分割
して配置することによりターゲットを作製するステップ
と、 基板上に２種以上の異なった膜が積層されるような回転
速度で前記ターゲットを回転させながら、前記ターゲッ
トにレーザを照射して、基板上に２種以上の異なった膜
を積層して成膜するステップとを備える、レーザアブレ
ーション法を用いた成膜方法。 - 【請求項２】 レーザアブレーション法を用いた成膜方
法であって、 互いに元素あるいは組成の異なる２種以上の物質を分割
して配置することによりターゲットを作製するステップ
と、 基板上に２種以上の異なった元素が混合された膜が形成
されるような回転速度で前記ターゲットを回転させなが
ら、前記ターゲットにレーザを照射して、基板上に２種
以上の異なった元素が混合された膜を成膜するステップ
とを備える、レーザアブレーション法を用いた成膜方
法。 - 【請求項３】 前記回転の軸が、ターゲットの外周部よ
り内側にあることを特徴とする、請求項１または請求項
２記載のレーザアブレーション法を用いた成膜方法。 - 【請求項４】 前記分割の割合を変化させることによ
り、前記積層する２種以上の異なった膜の厚さを変化さ
せることを特徴とする、請求項１記載のレーザアブレー
ション法を用いた成膜方法。 - 【請求項５】 前記照射するレーザの照射回数を変える
ことにより、前記積層する２種以上の異なった膜の厚さ
を変化させることを特徴とする、請求項１記載のレーザ
アブレーション法を用いた成膜方法。 - 【請求項６】 前記分割の割合を変化させることによ
り、前記２種以上の異なった元素からなる膜の組成を変
化させることを特徴とする、請求項２記載のレーザアブ
レーション法を用いた成膜方法。 - 【請求項７】 前記照射するレーザの照射回数を変える
ことにより、前記２種以上の異なった元素からなる膜の
組成を変化させることを特徴とする、請求項２記載のレ
ーザアブレーション法を用いた成膜方法。 - 【請求項８】 前記照射するレーザの照射回数を、成膜
の進行に伴って変えることにより、前記２種以上の異な
った元素からなる膜の組成を、厚さ方向で変化させるこ
とを特徴とする、請求項２記載のレーザアブレーション
法を用いた成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8068293A JPH06293958A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | レーザアブレーション法を用いた成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8068293A JPH06293958A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | レーザアブレーション法を用いた成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06293958A true JPH06293958A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=13725124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8068293A Pending JPH06293958A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | レーザアブレーション法を用いた成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06293958A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6491759B1 (en) * | 2000-03-14 | 2002-12-10 | Neocera, Inc. | Combinatorial synthesis system |
| JP2003037469A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電薄膜振動子及びその周波数調整方法 |
| JP2005171269A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-30 | Noritake Co Ltd | 複合材料の製造方法 |
| WO2011147730A1 (de) * | 2010-05-25 | 2011-12-01 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Verfahren und vorrichtung zum aufbringen von feststoffschichten |
-
1993
- 1993-04-07 JP JP8068293A patent/JPH06293958A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6491759B1 (en) * | 2000-03-14 | 2002-12-10 | Neocera, Inc. | Combinatorial synthesis system |
| JP2003037469A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電薄膜振動子及びその周波数調整方法 |
| JP2005171269A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-30 | Noritake Co Ltd | 複合材料の製造方法 |
| WO2011147730A1 (de) * | 2010-05-25 | 2011-12-01 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Verfahren und vorrichtung zum aufbringen von feststoffschichten |
| CN102985586A (zh) * | 2010-05-25 | 2013-03-20 | 马克斯普朗克科学促进协会 | 用于涂覆固体涂层的方法和装置 |
| US9441297B2 (en) | 2010-05-25 | 2016-09-13 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. | Process and apparatus for the application of solid layers |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030325 |