JPH09118589A - 酸化物薄膜生成法 - Google Patents
酸化物薄膜生成法Info
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- JPH09118589A JPH09118589A JP7300455A JP30045595A JPH09118589A JP H09118589 A JPH09118589 A JP H09118589A JP 7300455 A JP7300455 A JP 7300455A JP 30045595 A JP30045595 A JP 30045595A JP H09118589 A JPH09118589 A JP H09118589A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0296—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers
- H10N60/0521—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers by pulsed laser deposition, e.g. laser sputtering
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 パーテイクルの少ないきれいな薄膜を大面積
に亙って生成する。 【解決手段】 レーザー光を酸化物材料のターゲットに
照射し、基板上に薄膜を生成する酸化物薄膜生成法にお
いて、レーザー光が照射されるターゲットと基板とを向
かい合わせて配置し、レーザー光をターゲットの中心軸
に垂直な方向にスキャンさせ、かつ基板をターゲットに
対して回転させながら、基板上に薄膜を生成させる。
に亙って生成する。 【解決手段】 レーザー光を酸化物材料のターゲットに
照射し、基板上に薄膜を生成する酸化物薄膜生成法にお
いて、レーザー光が照射されるターゲットと基板とを向
かい合わせて配置し、レーザー光をターゲットの中心軸
に垂直な方向にスキャンさせ、かつ基板をターゲットに
対して回転させながら、基板上に薄膜を生成させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ターゲットにレーザー
光を照射し、基板上に薄膜を生成させる酸化物薄膜生成
法に関する。
光を照射し、基板上に薄膜を生成させる酸化物薄膜生成
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高Ｔｃ酸化物超電導体の発明以降、酸化
物薄膜生成法の研究が大幅に進展している。このなかで
レーザー光を酸化物バルクに照射し、その際蒸発する物
質を基板に堆積し、酸化物薄膜を生成する方法が広く用
いられている。しかし従来の方法では、パーテイクルの
少ないきれいな表面の薄膜の領域はごく限られており、
特に大面積ではパーテイクルの少ない表面をもつ薄膜を
生成することは困難であった。パーテイクルは、ターゲ
ット（例えば、セラミックス試料）がレーザーエネルギ
ーにより高温励起されることによって得られる活性化さ
れた分子の基板上にできるエピタキシャルな成長でない
粒子の塊を意味し、この蒸着粒子を形成するための酸化
物材料等のターゲットを蒸着源という。このパーテイク
ルは薄膜表面を不均一にし、電子デバイスのパターンニ
ングにおいて特に問題となっている。
物薄膜生成法の研究が大幅に進展している。このなかで
レーザー光を酸化物バルクに照射し、その際蒸発する物
質を基板に堆積し、酸化物薄膜を生成する方法が広く用
いられている。しかし従来の方法では、パーテイクルの
少ないきれいな表面の薄膜の領域はごく限られており、
特に大面積ではパーテイクルの少ない表面をもつ薄膜を
生成することは困難であった。パーテイクルは、ターゲ
ット（例えば、セラミックス試料）がレーザーエネルギ
ーにより高温励起されることによって得られる活性化さ
れた分子の基板上にできるエピタキシャルな成長でない
粒子の塊を意味し、この蒸着粒子を形成するための酸化
物材料等のターゲットを蒸着源という。このパーテイク
ルは薄膜表面を不均一にし、電子デバイスのパターンニ
ングにおいて特に問題となっている。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、大
面積にわたりパーテイクルの少ない高品質の酸化物薄膜
を安定的に堆積することができる酸化物薄膜生成法を提
供することである。
面積にわたりパーテイクルの少ない高品質の酸化物薄膜
を安定的に堆積することができる酸化物薄膜生成法を提
供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ため、レーザー光を蒸着源となる酸化物材料のターゲッ
トに照射することにより、基板上に薄膜を生成する酸化
物薄膜生成法において、ターゲットと基板とを向かい合
わせて配置し、ターゲットに当たるレーザー光を、前記
ターゲットの中心軸に垂直な方向にスキャンさせ、かつ
基板をターゲットに対して回転させながら、基板上に薄
膜を生成させることを特徴とする酸化物薄膜生成法が提
供される。
ため、レーザー光を蒸着源となる酸化物材料のターゲッ
トに照射することにより、基板上に薄膜を生成する酸化
物薄膜生成法において、ターゲットと基板とを向かい合
わせて配置し、ターゲットに当たるレーザー光を、前記
ターゲットの中心軸に垂直な方向にスキャンさせ、かつ
基板をターゲットに対して回転させながら、基板上に薄
膜を生成させることを特徴とする酸化物薄膜生成法が提
供される。
【０００５】
【作用】レーザー光を蒸着源となる酸化物材料のターゲ
ットに照射することにより、基板上に薄膜を生成する酸
化物薄膜生成法においては、レーザーが照射されたター
ゲットから発生する気体状（試料が蒸発したもの）の
炎、即ちプルームの中心近傍には、パーテイクルがわず
かしかできないが、周辺部に向かえば向かう程パーテイ
クルが多くなる。
ットに照射することにより、基板上に薄膜を生成する酸
化物薄膜生成法においては、レーザーが照射されたター
ゲットから発生する気体状（試料が蒸発したもの）の
炎、即ちプルームの中心近傍には、パーテイクルがわず
かしかできないが、周辺部に向かえば向かう程パーテイ
クルが多くなる。
【０００６】本発明によると、ターゲットと基板とを向
かい合わせに配置し、従来固定であったミラーをスキャ
ンさせることにより、ターゲットに当たるレーザー光
を、ターゲットの中心軸に垂直な方向にスキャンさせ、
かつ基板をターゲットに対して回転させることによっ
て、プルームを移動させ、プルームの中心近傍のみを用
いて、基板上に薄膜を生成する。これによって、パーテ
イクルの少ない薄膜が得られる。ここでプルームを移動
すれば、中心部近傍ばかりかパーテイクルの多い周辺部
の基板上の薄膜生成に寄与し、結果的にパーテイクルの
多い薄膜ができるように考えられる。しかし、本発明に
従うと、プルームの中心部分を移動させることによっ
て、プルームの周辺部の影響を相殺し、さらにプルーム
の中心部分のみが基板上に薄膜生成に寄与することが明
らかになった。また、プルームを移動させることによ
り、プルーム内のパーテイクルを少なくすることができ
た。
かい合わせに配置し、従来固定であったミラーをスキャ
ンさせることにより、ターゲットに当たるレーザー光
を、ターゲットの中心軸に垂直な方向にスキャンさせ、
かつ基板をターゲットに対して回転させることによっ
て、プルームを移動させ、プルームの中心近傍のみを用
いて、基板上に薄膜を生成する。これによって、パーテ
イクルの少ない薄膜が得られる。ここでプルームを移動
すれば、中心部近傍ばかりかパーテイクルの多い周辺部
の基板上の薄膜生成に寄与し、結果的にパーテイクルの
多い薄膜ができるように考えられる。しかし、本発明に
従うと、プルームの中心部分を移動させることによっ
て、プルームの周辺部の影響を相殺し、さらにプルーム
の中心部分のみが基板上に薄膜生成に寄与することが明
らかになった。また、プルームを移動させることによ
り、プルーム内のパーテイクルを少なくすることができ
た。
【０００７】
【実施例】図１に示した薄膜生成装置は、レーザー照射
装置１０と、ターゲット支持部材１２と、基板支持装置
１４と、制御装置１６を具備する。
装置１０と、ターゲット支持部材１２と、基板支持装置
１４と、制御装置１６を具備する。
【０００８】レーザー照射装置１０は、レーザー光源１
８と、光学系２０を備えている。レーザー光源１８は、
パルス制御手段１９の出力に従って、Ｋｒ−Ｆエキシマ
レーザー（λ＝２４８ｎｍ）を５Ｈｚでパルス状の光を
照射する。光学系２０は、レンズ２４、ミラー２８、及
びミラー２８のための部分回転スキャン装置３４を備え
ている。
８と、光学系２０を備えている。レーザー光源１８は、
パルス制御手段１９の出力に従って、Ｋｒ−Ｆエキシマ
レーザー（λ＝２４８ｎｍ）を５Ｈｚでパルス状の光を
照射する。光学系２０は、レンズ２４、ミラー２８、及
びミラー２８のための部分回転スキャン装置３４を備え
ている。
【０００９】レーザー光源１８から照射されたレーザー
光は、ミラー２８に当たり、反射して、レンズ２４で集
光され、ターゲット支持装置１２上に支持されたターゲ
ット４０に照射される。
光は、ミラー２８に当たり、反射して、レンズ２４で集
光され、ターゲット支持装置１２上に支持されたターゲ
ット４０に照射される。
【００１０】部分回転スキャン装置３４は、をステップ
方式で回転軸４４の回りにミラー２８を部分スキャンせ
しめ、これによって、下記のとおりにレザー光４２をス
キャンせしめる。レザー光４２は、ターゲット４０の表
面上を移動することになり、従って、ターゲット支持部
材１２の回転駆動軸４６の延長方向に延びるターゲット
４０の中心軸に垂直な方向にスキャンされることにな
る。
方式で回転軸４４の回りにミラー２８を部分スキャンせ
しめ、これによって、下記のとおりにレザー光４２をス
キャンせしめる。レザー光４２は、ターゲット４０の表
面上を移動することになり、従って、ターゲット支持部
材１２の回転駆動軸４６の延長方向に延びるターゲット
４０の中心軸に垂直な方向にスキャンされることにな
る。
【００１１】ターゲット支持部材１２は、ＹＢａ2Ｃｕ3
Ｏ7-δのセラミック試料等のターゲット４０を支持す
る。ターゲット支持部材１２には、図示しない回転駆動
装置が連結されていて、回転駆動軸４６の回りにおい
て、従来どおり、所定の回転速度でターゲット４０が回
転駆動されるように構成するのが好ましい。従来どおり
ターゲット４０を回転駆動させるのみでは、レーザー光
の照射した位置が円環状の溝を形成することになって、
一定期間毎に、ターゲットの表面を研磨する必要があ
る。本発明では、レーザー光が、ターゲット４０上でス
キャンされるので、ターゲット４０を回転駆動すること
によって、レーザー光の照射でターゲットの表面が均等
に削られることによって、従来必要であった上記のとお
りの研磨の必要がない。
Ｏ7-δのセラミック試料等のターゲット４０を支持す
る。ターゲット支持部材１２には、図示しない回転駆動
装置が連結されていて、回転駆動軸４６の回りにおい
て、従来どおり、所定の回転速度でターゲット４０が回
転駆動されるように構成するのが好ましい。従来どおり
ターゲット４０を回転駆動させるのみでは、レーザー光
の照射した位置が円環状の溝を形成することになって、
一定期間毎に、ターゲットの表面を研磨する必要があ
る。本発明では、レーザー光が、ターゲット４０上でス
キャンされるので、ターゲット４０を回転駆動すること
によって、レーザー光の照射でターゲットの表面が均等
に削られることによって、従来必要であった上記のとお
りの研磨の必要がない。
【００１２】基板支持装置１４は、基板回転装置５０を
備えており、基板回転装置５０の回転駆動軸５２に連結
された回転板５３上に基板５４を支持し、基板５４を、
例えば毎分１〜５回転、好ましくは毎分２〜３回転の回
転速度で回転せしめる。
備えており、基板回転装置５０の回転駆動軸５２に連結
された回転板５３上に基板５４を支持し、基板５４を、
例えば毎分１〜５回転、好ましくは毎分２〜３回転の回
転速度で回転せしめる。
【００１３】例えば、ターゲット支持部材１２の回転駆
動軸４６の延長方向に延びるターゲットの中心軸と、基
板回転装置５０の回転駆動軸５２の延長方向に延びる基
板５４のの中心軸とが交差するように配置して、ターゲ
ットと基板とを向かい合わせる。
動軸４６の延長方向に延びるターゲットの中心軸と、基
板回転装置５０の回転駆動軸５２の延長方向に延びる基
板５４のの中心軸とが交差するように配置して、ターゲ
ットと基板とを向かい合わせる。
【００１４】制御装置１６は、ＲＯＭに記憶されたデー
タに従って、部分回転スキャン装置３４、基板回転装置
５０等の作動を制御する。
タに従って、部分回転スキャン装置３４、基板回転装置
５０等の作動を制御する。
【００１５】ターゲット４０、回転駆動軸４６、ターゲ
ット支持部材１２、基板５４、回転板５３及び基板回転
装置５０は、チャンバ（図示せず）内に配置される。チ
ャンバには、石英ガラス窓（図示せず）が設けられ、ミ
ラー２８からのレーザー光４２が、レンズ４２を通り、
そして、この石英ガラス窓を介して、チヤンバ内に進
み、ターゲット４０に照射される。チャンバ内は、所望
の雰囲気が維持される。雰囲気は、基板上に成長させる
薄膜の特性に従って、選択される。生成する薄膜が、超
伝導酸化物薄膜である場合には、雰囲気中の酸素の存在
が重要であることが知られている。
ット支持部材１２、基板５４、回転板５３及び基板回転
装置５０は、チャンバ（図示せず）内に配置される。チ
ャンバには、石英ガラス窓（図示せず）が設けられ、ミ
ラー２８からのレーザー光４２が、レンズ４２を通り、
そして、この石英ガラス窓を介して、チヤンバ内に進
み、ターゲット４０に照射される。チャンバ内は、所望
の雰囲気が維持される。雰囲気は、基板上に成長させる
薄膜の特性に従って、選択される。生成する薄膜が、超
伝導酸化物薄膜である場合には、雰囲気中の酸素の存在
が重要であることが知られている。
【００１６】レーザーエネルギーの強さは、ターゲット
４０への入射角度によって異なる。入射角度を余り小さ
くすると、ターゲット４０のスキャンされる範囲の一端
と他端との間でエネルギー差が生じ、蒸発物質量が異な
ってしまい好ましくない。スキャン範囲で入射角度の変
化を小さくする目的で、レーザー照射装置１０（図示し
た実施例では、特にミラー２８）とターゲット４０との
距離を大きくすることが有利である。しかし、この距離
は、チヤンバの大きさによって制限され、例えば、ター
ゲット４０のスキャン領域における入射角が、４０〜６
０°の範囲になるように、ミラー２８とターゲット４０
との距離が決めれらる。このようにスキャン領域におい
て入射角をできるだけ一定にするなど光学系を適切に選
定して、ターゲット４０に照射されるレーザー光のエネ
ルギ強度ができるだけ一定になるように調整する。
４０への入射角度によって異なる。入射角度を余り小さ
くすると、ターゲット４０のスキャンされる範囲の一端
と他端との間でエネルギー差が生じ、蒸発物質量が異な
ってしまい好ましくない。スキャン範囲で入射角度の変
化を小さくする目的で、レーザー照射装置１０（図示し
た実施例では、特にミラー２８）とターゲット４０との
距離を大きくすることが有利である。しかし、この距離
は、チヤンバの大きさによって制限され、例えば、ター
ゲット４０のスキャン領域における入射角が、４０〜６
０°の範囲になるように、ミラー２８とターゲット４０
との距離が決めれらる。このようにスキャン領域におい
て入射角をできるだけ一定にするなど光学系を適切に選
定して、ターゲット４０に照射されるレーザー光のエネ
ルギ強度ができるだけ一定になるように調整する。
【００１７】また、レーザー光のスキャン及び基板の回
転の有無による基板表面に堆積する薄膜の模式図を示す
図２に示したとおり、○で囲まれたパーテイクルの少な
い領域からなる薄膜形成に寄与するプルームの中心×が
基板５４の中心から約１０ｍｍ偏心した直線上を進み
（図２（ｂ））、基板５４が回転することによって、プ
ルームは２次元平面上を相対的に移動する（図２
（ｄ））。プルームが、基板５４の中心を通る直線上を
進むよりも、中心から若干偏心した直線上を進む方が、
より均質な薄膜を形成することができる。
転の有無による基板表面に堆積する薄膜の模式図を示す
図２に示したとおり、○で囲まれたパーテイクルの少な
い領域からなる薄膜形成に寄与するプルームの中心×が
基板５４の中心から約１０ｍｍ偏心した直線上を進み
（図２（ｂ））、基板５４が回転することによって、プ
ルームは２次元平面上を相対的に移動する（図２
（ｄ））。プルームが、基板５４の中心を通る直線上を
進むよりも、中心から若干偏心した直線上を進む方が、
より均質な薄膜を形成することができる。
【００１８】レーザー光４２を、スキャン幅１０〜７０
ｍｍで１分間に３０〜１５０サイクルで順次移動せしめ
る。レーザー光４２がターゲット４０を照射する領域の
幅（即ち、スキャン幅）は、大きい方が有利であるが、
ターゲットの直径よりわずかに小さくなければならな
い。例えば、ターゲットが直径２０ｍｍの円形であるな
らば、スキャン幅は、１６〜１８ｍｍであることが好ま
しい。このように、レーザー光４２は、ターゲット４０
上をスキャン幅（例えば、１６〜１８ｍｍ）を直線的に
等速度で移動し、元の位置に戻り、また直線的に移動す
るという運動を、１分間に３０〜１５０回繰り返す。
ｍｍで１分間に３０〜１５０サイクルで順次移動せしめ
る。レーザー光４２がターゲット４０を照射する領域の
幅（即ち、スキャン幅）は、大きい方が有利であるが、
ターゲットの直径よりわずかに小さくなければならな
い。例えば、ターゲットが直径２０ｍｍの円形であるな
らば、スキャン幅は、１６〜１８ｍｍであることが好ま
しい。このように、レーザー光４２は、ターゲット４０
上をスキャン幅（例えば、１６〜１８ｍｍ）を直線的に
等速度で移動し、元の位置に戻り、また直線的に移動す
るという運動を、１分間に３０〜１５０回繰り返す。
【００１９】この薄膜生成装置は、次のとおりに作動す
る。
る。
【００２０】まず、チヤンバ内を所定の雰囲気にして、
基板回転装置５０を始動して、例えば、基板支持装置１
４に支持された基板５４を毎分３回転の一定の回転速度
で回転せめる。次いで、レーザー照射装置１０を始動し
て、レーザー光源１８からレーザー光を照射すると共
に、部分回転スキャン装置３４によって、ミラー２８
は、所定の角度間隔だけ連続的に一方向に回転し、レー
ザー光４２をスキャンし、元に位置に戻る。これによっ
て、ターゲット４０に照射されたレーザー光４２を、例
えば、スキャン幅１８ｍｍで１分間５５サイクルで順次
移動せしめる。レーザー光４２のターゲット４０上の照
射位置は、直線上において、基板の幅と略等しいスキャ
ン幅だけ移動し、元の位置に戻る。この運動を例えば３
０分間繰り返えし、照射を終了する。
基板回転装置５０を始動して、例えば、基板支持装置１
４に支持された基板５４を毎分３回転の一定の回転速度
で回転せめる。次いで、レーザー照射装置１０を始動し
て、レーザー光源１８からレーザー光を照射すると共
に、部分回転スキャン装置３４によって、ミラー２８
は、所定の角度間隔だけ連続的に一方向に回転し、レー
ザー光４２をスキャンし、元に位置に戻る。これによっ
て、ターゲット４０に照射されたレーザー光４２を、例
えば、スキャン幅１８ｍｍで１分間５５サイクルで順次
移動せしめる。レーザー光４２のターゲット４０上の照
射位置は、直線上において、基板の幅と略等しいスキャ
ン幅だけ移動し、元の位置に戻る。この運動を例えば３
０分間繰り返えし、照射を終了する。
【００２１】図２は、レーザー光のスキャン及び基板の
回転の有無のそれぞれの組合せのもとで基板上に薄膜を
生成させた場合、それぞれの基板表面に堆積する薄膜の
模式図を示す。
回転の有無のそれぞれの組合せのもとで基板上に薄膜を
生成させた場合、それぞれの基板表面に堆積する薄膜の
模式図を示す。
【００２２】図２（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、基板５
４を下から見た状態を示し、×は、基板回転の中心であ
り、○は、パーテイクルの少ない領域を示す。この領域
は、ターゲット４０と基板５４とが向かい合わせに配置
されていることからターゲット４０のレーザー光の照射
位置に対向した基板５４上の位置である。
４を下から見た状態を示し、×は、基板回転の中心であ
り、○は、パーテイクルの少ない領域を示す。この領域
は、ターゲット４０と基板５４とが向かい合わせに配置
されていることからターゲット４０のレーザー光の照射
位置に対向した基板５４上の位置である。
【００２３】図２（ａ）は、従来の方法、即ち、レーザ
ー光のスキャンがなく、且つ基板の回転がない場合であ
り、この場合には、ターゲットのレーザー光が照射され
た位置に対向する、基板上の一カ所の位置が、パーテイ
クルの少ない領域となる。
ー光のスキャンがなく、且つ基板の回転がない場合であ
り、この場合には、ターゲットのレーザー光が照射され
た位置に対向する、基板上の一カ所の位置が、パーテイ
クルの少ない領域となる。
【００２４】図２（ｂ）は、本発明による場合と同様に
レーザー光のスキャンがあり、基板の回転のない場合で
あり、この場合には、ターゲットのレーザー光が照射さ
れた位置に対向する、基板上の帯状の部分が、パーテイ
クルの少ない領域となる。
レーザー光のスキャンがあり、基板の回転のない場合で
あり、この場合には、ターゲットのレーザー光が照射さ
れた位置に対向する、基板上の帯状の部分が、パーテイ
クルの少ない領域となる。
【００２５】図２（ｃ）は、本発明と異なりレーザー光
のスキャンがなく、基板の回転がある場合であり、この
場合には、ターゲットのレーザー光が照射された位置に
対向する、基板上の円環状の部分が、パーテイクルの少
ない領域となる。
のスキャンがなく、基板の回転がある場合であり、この
場合には、ターゲットのレーザー光が照射された位置に
対向する、基板上の円環状の部分が、パーテイクルの少
ない領域となる。
【００２６】図２（ａ）〜（ｃ）はいずれも、基板上の
一部のみが、パーテイクルの少ない領域となる。
一部のみが、パーテイクルの少ない領域となる。
【００２７】図２（ｄ）は、本発明に従って、レーザー
光のスキャンがあり、且つ基板の回転がある場合であ
り、この場合には、基板上のほぼ全体が、パーテイクル
の少ない領域となる。
光のスキャンがあり、且つ基板の回転がある場合であ
り、この場合には、基板上のほぼ全体が、パーテイクル
の少ない領域となる。
【００２８】本発明によると、このようにスキャンと基
板の回転とを組み合わせることによりパーテイクルの少
ない領域を大幅により広げることができる。
板の回転とを組み合わせることによりパーテイクルの少
ない領域を大幅により広げることができる。
【００２９】実施例１ レーザーの光軸をミラーでスキャンさせターゲット上の
直径２２ｍｍの円形の照射領域をスキャン幅１８ｍｍで
１分間に５５回スキャンさせ、直径５０ｍｍのＬａＡｌ
Ｏ3基板の回転数を毎分３回転させた。ターゲットとし
てＹＢａ2Ｃｕ３Ｏ7-δのセラミック試料を用いた。レ
ーザーはＫｒ−Ｆエキシマレーザー（λ＝２４８ｎｍ）
を５Ｈｚでターゲット上に０．１ Ｊ／ｃｍ２で照射さ
せるようパワーを調整した。基板温度７００℃、酸素分
圧１００ｍＴｏｒｒで３０分間薄膜を堆積させた。
直径２２ｍｍの円形の照射領域をスキャン幅１８ｍｍで
１分間に５５回スキャンさせ、直径５０ｍｍのＬａＡｌ
Ｏ3基板の回転数を毎分３回転させた。ターゲットとし
てＹＢａ2Ｃｕ３Ｏ7-δのセラミック試料を用いた。レ
ーザーはＫｒ−Ｆエキシマレーザー（λ＝２４８ｎｍ）
を５Ｈｚでターゲット上に０．１ Ｊ／ｃｍ２で照射さ
せるようパワーを調整した。基板温度７００℃、酸素分
圧１００ｍＴｏｒｒで３０分間薄膜を堆積させた。
【００３０】この直径５０ｍｍの基板に堆積した１μｍ
以上のパーテイクルの数は１．０２×１０３個／ｍｍ２
でスキャンも回転もしない時の５．０８×１０３個／ｍ
ｍ２の約５分の１に減少させることができた。パーテイ
クルの数の結果を表１に示す。これらのパーテイクルの
個数は、生成された薄膜の表面の顕微鏡写真を取り、半
径上の５つのポイント、即ち、中心、中心から７ｍｍ、
１４ｍｍ、２０ｍｍ、２４ｍｍ離れた位置の７０ミクロ
ン×５０ミクロンの範囲のパーテイクルの数を計数し、
その平均値で示したものである。
以上のパーテイクルの数は１．０２×１０３個／ｍｍ２
でスキャンも回転もしない時の５．０８×１０３個／ｍ
ｍ２の約５分の１に減少させることができた。パーテイ
クルの数の結果を表１に示す。これらのパーテイクルの
個数は、生成された薄膜の表面の顕微鏡写真を取り、半
径上の５つのポイント、即ち、中心、中心から７ｍｍ、
１４ｍｍ、２０ｍｍ、２４ｍｍ離れた位置の７０ミクロ
ン×５０ミクロンの範囲のパーテイクルの数を計数し、
その平均値で示したものである。
【００３１】
【表１】
【００３２】実施例２ レーザーの光軸をミラーでスキャンさせターゲットの直
径２２ｍｍの円形の照射領域をスキャン幅を１８ｍｍ、
１分間に５５回のスキャンさせ、１辺２０ｍｍの正方形
のＭｇＯ基板を毎分２．５回で回転させた。ターゲット
としてＹＢａ２Ｃｕ3Ｏ7-δのセラミック試料を用い
た。レーザーはＫｒ−Ｆエキシマレーザー（λ＝２４８
ｎｍ）を５Ｈｚでターゲット上に０．１ Ｊ／ｃｍ２で
照射させるようにパワーを調整した。基板温度７００
℃、酸素分圧１００ｍＴｏｒｒで３０分間薄膜を堆積さ
せた。
径２２ｍｍの円形の照射領域をスキャン幅を１８ｍｍ、
１分間に５５回のスキャンさせ、１辺２０ｍｍの正方形
のＭｇＯ基板を毎分２．５回で回転させた。ターゲット
としてＹＢａ２Ｃｕ3Ｏ7-δのセラミック試料を用い
た。レーザーはＫｒ−Ｆエキシマレーザー（λ＝２４８
ｎｍ）を５Ｈｚでターゲット上に０．１ Ｊ／ｃｍ２で
照射させるようにパワーを調整した。基板温度７００
℃、酸素分圧１００ｍＴｏｒｒで３０分間薄膜を堆積さ
せた。
【００３３】この一辺２０ｍｍＭｇＯ基板に堆積した１
μ以上のパーテイクルの数は、５．１×１０２個／ｍｍ
２でスキャンも回転もしない時の１６４×１０２個／ｍ
ｍ２の約３０分の１に減少させることができた。１μ以
上のパーテイクルの数を表２に示す。
μ以上のパーテイクルの数は、５．１×１０２個／ｍｍ
２でスキャンも回転もしない時の１６４×１０２個／ｍ
ｍ２の約３０分の１に減少させることができた。１μ以
上のパーテイクルの数を表２に示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】表１及び表２に示されているとおり、レー
ザー光のスキャンがある場合は、ない場合に比べ、パー
テイクルの数が約１／２となっている。即ち、ターゲッ
ト上でのパーテイクルの発生する位置を変化させ、プル
ームの立つ位置を分散させることによって、一義的にパ
ーテイクルの少ないプルームが得られる。従って、この
パーテイクルの少ないプルームが基板に対して横切る方
向に直角に移動し、且つ基板を回転させることによっ
て、所望の効果を得ることができる。
ザー光のスキャンがある場合は、ない場合に比べ、パー
テイクルの数が約１／２となっている。即ち、ターゲッ
ト上でのパーテイクルの発生する位置を変化させ、プル
ームの立つ位置を分散させることによって、一義的にパ
ーテイクルの少ないプルームが得られる。従って、この
パーテイクルの少ないプルームが基板に対して横切る方
向に直角に移動し、且つ基板を回転させることによっ
て、所望の効果を得ることができる。
【００３６】表１及び２の結果に示されてるパーテイク
ルの数を見ると、スキャンありで、基板の回転ありの場
合、これら２つの動きの相乗効果によってパーテイクル
の数が大きく減少し、現象として、パーテイクルの少な
いプルームの中心近傍が主に酸化物薄膜生成に寄与して
いることが分かり、相対的にパーテイクルの多いプルー
ム周辺部の影響を受けるものでなく、ビームのスキャン
による効果を減少せしめるものでないことが結果として
示されている。
ルの数を見ると、スキャンありで、基板の回転ありの場
合、これら２つの動きの相乗効果によってパーテイクル
の数が大きく減少し、現象として、パーテイクルの少な
いプルームの中心近傍が主に酸化物薄膜生成に寄与して
いることが分かり、相対的にパーテイクルの多いプルー
ム周辺部の影響を受けるものでなく、ビームのスキャン
による効果を減少せしめるものでないことが結果として
示されている。
【００３７】
【発明の効果】以上のとおりであるので、本発明のレー
ザースキャンと基板回転を組み合わせることにより、表
面のパーテイクルの少ない領域を広げ結果的にパーテイ
クルの少ないきれいな薄膜がパルスドレーザー堆積法で
作成することができる。このことにより電子デバイス生
成においてより細線化、多数個取りが可能となる。
ザースキャンと基板回転を組み合わせることにより、表
面のパーテイクルの少ない領域を広げ結果的にパーテイ
クルの少ないきれいな薄膜がパルスドレーザー堆積法で
作成することができる。このことにより電子デバイス生
成においてより細線化、多数個取りが可能となる。
【図１】本発明の酸化物薄膜生成法を実施するのに適し
た薄膜生成装置の簡略図。
た薄膜生成装置の簡略図。
【図２】スキャン及び基板の回転の有無による基板表面
に堆積する薄膜の模式図。
に堆積する薄膜の模式図。
１０ レーザー照射装置 １８ レーザー光源 ２０ 光学系 ２８ ミラー ３４ 部分回転スキャン装置 ４０ ターゲット ４２ レーザー光 ５０ 基板回転装置 ５４ 基板
フロントページの続き (72)発明者 頼 文一 東京都江東区東雲１丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 榎本 陽一 東京都江東区東雲１丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザー光を蒸着源となる酸化物材料の
ターゲットに照射することにより、基板上に薄膜を生成
する酸化物薄膜生成法において、 前記レーザー光が照射されるターゲットと基板とを向か
い合わせて配置し、ターゲットに当たるレーザー光を、
前記ターゲットの中心軸に垂直な方向にスキャンさせ、
かつ基板をターゲットに対して回転させながら、基板上
に薄膜を生成させることを特徴とする酸化物薄膜生成
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7300455A JPH09118589A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 酸化物薄膜生成法 |
| EP96117151A EP0770700A1 (en) | 1995-10-26 | 1996-10-25 | Process for formation of oxide thin film |
| CA002188902A CA2188902A1 (en) | 1995-10-26 | 1996-10-25 | Process for formation of oxide thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7300455A JPH09118589A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 酸化物薄膜生成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09118589A true JPH09118589A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=17885007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7300455A Pending JPH09118589A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 酸化物薄膜生成法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0770700A1 (ja) |
| JP (1) | JPH09118589A (ja) |
| CA (1) | CA2188902A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009527644A (ja) * | 2006-02-23 | 2009-07-30 | ピコデオン・リミテッド・オサケユキテュア | コーティング方法 |
| JP2009527642A (ja) * | 2006-02-23 | 2009-07-30 | ピコデオン・リミテッド・オサケユキテュア | 高品質の表面を製造するための方法および高品質の表面を有する製品 |
| JP2014133907A (ja) * | 2013-01-08 | 2014-07-24 | Mitsubishi Electric Corp | 成膜装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6120857A (en) * | 1998-05-18 | 2000-09-19 | The Regents Of The University Of California | Low work function surface layers produced by laser ablation using short-wavelength photons |
| DE102010021444B4 (de) * | 2010-05-25 | 2017-08-24 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Verfahren und Vorrichtungen zum Aufbringen von Feststoffschichten |
-
1995
- 1995-10-26 JP JP7300455A patent/JPH09118589A/ja active Pending
-
1996
- 1996-10-25 EP EP96117151A patent/EP0770700A1/en not_active Withdrawn
- 1996-10-25 CA CA002188902A patent/CA2188902A1/en not_active Abandoned
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009527644A (ja) * | 2006-02-23 | 2009-07-30 | ピコデオン・リミテッド・オサケユキテュア | コーティング方法 |
| JP2009527642A (ja) * | 2006-02-23 | 2009-07-30 | ピコデオン・リミテッド・オサケユキテュア | 高品質の表面を製造するための方法および高品質の表面を有する製品 |
| JP2014133907A (ja) * | 2013-01-08 | 2014-07-24 | Mitsubishi Electric Corp | 成膜装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2188902A1 (en) | 1997-04-27 |
| EP0770700A1 (en) | 1997-05-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050909 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050920 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060314 |