JPS6091504A - 導電性酸化物薄膜の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、電子部品等の電極材料に有効な、電気抵抗率
の小さいＳｒ　１−ＸＢＩＬＸＭＯＯ３で示される導電
性酸化物薄膜の製造方法に関するものである。

〔従来技術〕

従来の導電性酸化物において、電気抵抗率が７×ｌＯΩ
・Ｃｍ以下の酸化物としては、ＲｅＯ３，ＲｕＯ２゜Ｉ
　ｒ０２　、　ＰｔＯ２、５ｒＶＯ３、ＫＯ０ｇ２　Ｍ
ｏＯ３、Ｎａｏ、ｇ３　Ｍｏ０ａ　ｙＳｒｌ−ＸＢａｚ
Ｍｏ０３　（ｘ　＝　０〜／　）などがあった。これら
のうちで、Ｒ＠０３　、　ＲｕＯ２、ＩｒＯ２、ＰｔＯ
２は貴金属の酸化物であるので、非常に高価である。５
ｒＶＯ３ａＫ□１ｇ２　ＭｏＯ３、Ｎｈｏ、ｅ３ＭｏＯ
ａの製造については高圧力が必要であるなどの欠点があ
る。また、Ｓｒ１−ｘＢａｘＭｏ０３は、従来、粉末あ
るいは焼結体の形で得られていた。ところが、Ｓｒｌ−
ｘＢａｚＭｏ０３　材料を電子部品等へ応用する場合に
は、薄膜形状のものが要求されることが多いが、このよ
うな薄膜形状のものは得られていなかった。

〔目　的〕

そこで、本発明の目的は、従来得られていなかったＳｒ
、１−Ｘ　Ｂ　ａアＭｏｂ３の導電性酸化物薄膜Ｙスパ
ッタリング法によって適切に製造する新規な方法を提供
することにある。

〔発明の構成〕

かかる目的音達成するために、本発明では、８ｒ１１Ｂ
ａｘＭ　ＯＯ３で示さね、化学組成Ｘがθ〜１である導
電性酸化物の薄膜を製造するにあたり、ストロンチウム
、バリウム、およびモリブデンＹ含む化合物の原料から
合成した前記化学組成の粉末あるいはその焼結体により
ターゲットを形成し。

該ターゲットに対して、アルゴンガス雰囲気中またはア
ルゴンガスと水素ガスとを含む混合ガス雰囲気中で、ス
パッタリングを行い、該スパッタリングにより絶縁基板
上に前記導電性酸化物の薄膜を形成する。

本発明の他の形態では、　８ｒｌ、ｘＢａＸＭ、ＯＯ３
で示され、化学組成Ｘが０〜ｌである導電性酸化物の薄
膜を製造するにあたり、ストロンチウム、バリウム。

およびモリブデンを含む化合物の原料から合成した前記
化学組成の粉末あるいはその焼結体によりターゲラトラ
形成し、該ターゲットに対して、アルゴンガス雰囲気中
またはアルゴンガスと水素ガスとを含む混合ガス雰囲気
中で、スパッタリングケ行い、該スパッタリングにより
絶縁基板上に前記導電性酸化物の薄膜を形成し１次いで
得られた薄膜に対して還元性雰囲気中で結晶化処理ケ施
す。

まず、スパッタリング用ターゲットは次のようにして製
造する。ターゲットの原料としては、酸化モリブデンと
炭酸ストロンチウムあるいは炭酸バリウムとの混合粉末
、もしくはモリブデン酸アンモニウムとストロンチウム
あるいはバリウムの硝酸塩、硫酸塩、塩化物などの水溶
液とから共沈法で作る粉末など、モリブデン、ストロン
チウムオＪ：　ヒｚ＜リウムを含む化合物Ｙ　、　５５
１−Ｘ）３１ＬｘＭ００３において、Ｘがθ〜ｌの範囲
の任意の組成に配合したものを用いる。この原料Ｙ空気
中あるいは酸素ガス中で約７００℃〜７５０℃の温度で
反応させ、次いで反応物を水嵩ガス中で約７５０℃〜１
０００℃の温度で還元すると、８ｒ１．、Ｂｐ、ＭｏＯ
，の粉末が得られる。この粉末をそのままターゲットと
して用い　゛ることもできるが、膜質の向上および膜の
堆積速度を大きくするためには、塊状のターゲットがよ
い。ここで、所望の化学組成を得るためには、原料粉末
の成形体ケ上述の粉末製造と同様の方法で反応させ、次
いで還元して得られる焼結体あるいは８ｒ　ｔ　７ａＸ
Ｍ６０　ｓ粉末を成形し１次Ｌｌｃ、水素ガス中。

不活性ガス中もしくヲ言真空中で、約８００℃以上の温
度で焼成することによって製造した焼結体を用いるのが
好都合である。

膜の堆積を行うにあたっては、いかなルメバツタリング
法を採用してもよいが、堆積膜の組成ずれｔ抑えること
および堆積速度を大きくする効果の大きいｒ、ｆ、マグ
ネトロンスパッタリング法？利用するのが好適である。

その場合の雰囲気ガスとしては、アルゴンガスもしくは
アルゴンガスに水素ガスを少量加えた混合ガスを使用す
ることができる。ここで、スパッタリング条件は使用す
る装置に依存して特に定まったもひではないが、大略、
雰囲気ガス圧力を約Ｉ　Ｐａ−ｌ０Ｐａ、入カッくワー
を約１００Ｗ〜４００Ｗ、陽極電圧を約１．２ｋＶ〜３
　ｋＶとすることができる。雰囲気ガス圧力がこの範囲
より著しくずれる場合、および入力パワーが小さい場合
には、堆積する膜の組成ずれが大きくなり、電気抵抗率
が大ぎくなる。他方、入力パワーが大きすぎると薄膜の
表面が荒れるようになる。

基板としてはガラス、酸化物などの絶縁体を用いる。こ
こで、基板温度は堆積膜の性状に大きな影響を及ぼす。

基板温度が低いときには、堆積する膜の結晶化が十分に
起こらず、電気抵抗率が大きいので、基板を水素ガスな
どの還元性雰囲気中で、基板材料に応じて約り００℃〜
１１００℃程度の範囲内の適切な温度で加熱して結晶化
を促進する。

この処理によって電気抵抗率は小さくなる。このように
して本発明により製造した薄膜は多結晶体であり１表面
に出ている結晶面はランダムである。

基板にサファイア、酸化マグネシウム、チタン酸ストロ
ンチウム、塩化ナトリウム、フッ化リチウムなどの単結
晶を用いて、基板温度を高くすると、堆積した膜の結晶
性が向上し、基板温度が約７００℃以上のときにはエピ
タキシャル成長による結晶配向の揃った単結晶性の極め
て平滑な膜が得られる。これらの単結晶基板のうちでは
、機械的強度および化学的安定性の観点から、サファイ
ア基板がすぐれている。

以上のようにして本発明方法で製造した５ｒ１７　Ｂ＠
ｘＭｏ”ｓ薄膜の電気抵抗率＆’！　１　ｏ−５ｎｏ３
　のオーダーである。

〔実施例〕

以下に、本発明を実施例により詳細に説明する。

実施例１ ＳｒＣ０３とＭ　ｑＯ３とを各々等モル当秤量し、十分
混合した粉末Ｙ成型した。この成型物を酸素ガス中で８
００℃で反応させることによってＳｒＭｏＯ４を製造し
、続いて水素ガス中で８００℃で還元することによって
Ｓ　ｒＭｏＯｓの焼結体ターゲットを製造した。次に、
薄膜の堆積は、ブレーナ型ｒ、ｆ、マグネトロンスパッ
タリング装置を用いて行った。その場合の堆積条件とし
て、雰囲気をアルゴンガス。

ガス圧力ｖ３　Ｐａ　、　ｒ、ｆ、パワーＹ２００Ｗと
し。

基板温度２００℃〜３００℃の石英ガラス基板に３０分
間にわたって膜Ｙ堆積させたところ、薄膜は厚さが約１
　ｕｙ（であり、結晶性＆１不十分であった。この薄膜
に対して、水素ガス中で７００℃で結晶化を行つＴこと
ころ、電気抵抗率が約６×ｌＯΩ・Ｃの膜を得ｔこ。

同様の方法でターゲット組成Ｖ変えて製造した薄膜の電
気抵抗率を次の第１表に示す。

ｗｃ１表 実施例２ 実施例１と同様のスパッタリング条件で、基板温度約８
２０″Ｃのサファイア基板の（１１０２）面上Ｋ　Ｓｒ
ＭｏＯ３の薄膜を堆積させた。この薄膜の電気抵抗率は
約２　Ｘ　ｌ　Ｏ”−’Ω・口となった。この薄膜は（
１００）方向に配向しており、単結晶に近いものであっ
た。

第１図はこの薄膜のＸ線回折線を示したもので７　あり
、この第１図かられかるように、（１００）および（２
００）面以外からの回折線はみられなかった。

〔効　果〕

以上述べたように１本発明によれば、ｒ、ｆ。

マグネトロンスパッタリングによって導電性の８７１、
Ｂ％ＸＭ９０３（Ｘ−０〜ｌ　）の薄膜を製造すること
ができる。この薄膜の電気抵抗率は小さいので、電子部
品等の安価な電極材料に用いることができる。特に、サ
ファイアなどの単結晶基板を用いて本発明により薄膜を
形成した場合には、エピタキシャル成長による配向の揃
った単結晶性の薄膜が得られる。したがって、この薄膜
を電極に用いて。

さらにこの薄膜上に８　ｒｌｌＢ　＠ｘｕ　６ｏ　３と
同じペロプスカイト型結晶構造の化合物薄膜あるいは結
晶面Ｖ）原子配列が正方形の物質の薄膜な堆積させる構
造の電子部品において、Ｓｒ１．ＢａＸＭ００３電極の
界面近傍のこれら薄膜の結晶の乱れを小さくでき、以て
良質の薄膜を形成できるので、部品特性ケ向上させるこ
とができる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例においてサファイア基板上に
堆積したｂ　ｒｈｏ　Ｏａ　薄膜についてのＸ線回折図
である。 （１１） 手続補正書 昭和５８年２月３日 １、事件の表示 特願昭５８−１８７５１８号 ２、発明の名称 導電性酸化物薄膜の製造方法 ３、補正をする者 本件との関係　特許出願人 （４２２）日本電信電話公社 ４、代理人〒１０７ 東京都港区赤坂６丁目９番５号 氷用アネックス２号館４０５号 ６、補正の対象　願書および出願審査請求書７、補正の
内容　別紙の通り １、願書の「特許願」の右となりに「特許法第３８条た
だし書きの規定による特許出願」を加入する。 ２、願書のｒｌ、発明の名称」と「２０発明者」との間
にｒ　１７特許請求の範囲に記載された発明の数」の項
を設け、発明の数２を加入する。 ３、　出願審査請求書を別紙の通り訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　８ｙ１．、ｘＢａＸＭｏ０３で示され、化学組成
   Ｉが０〜１である導電性酸化物の薄膜を製造するにあた
   り、ストロンチウム、バリウム、およびモリブデンな含
   む化合物の原料から合成した前記化学組成の粉末あるい
   はその焼結体によりターゲットな形成し、該ターゲット
   に対して、アルゴンガス雰囲気中またはアルゴンガスと
   水素ガスとを含む混合ガス雰囲気中で、スパッタリング
   を行い、該スパッタリングにより絶縁基板上に前記導電
   性酸化物の薄膜を形成することを特徴とする導電性酸化
   物薄膜の製造方法。 ２）　５ｒ１１””ｘ”Ｏｓで示され、化学組成ＩがＯ
   〜ｌである導電性酸化物の薄膜を製造するにあたり、ス
   トロンチウム、バリウム、およびモリブデンを含む化合
   物の原料から合成した前記化学組成の粉末あるいはその
   焼結体によりターゲットを形成し、該ターゲットに対し
   て、アルゴンガス雰囲気中またはアルゴンガスと水素ガ
   スとを含む混合ガス雰囲気中で、スノくツタリングを行
   い、該スパッタリングにより絶縁基板上に前記導電性酸
   化物の薄膜を形成し、次いで得られた薄膜に対して還元
   性雰囲気中で結晶化処理を施すことを特徴とする導電性
   酸化物薄膜の製造方法。 （以下余白）