2018 Fiscal Year Annual Research Report
New sputter deposition process for hydroxide thin films using water vapor injection
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16K06788
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
阿部 良夫 北見工業大学, 工学部, 教授 (20261399)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金 敬鎬 北見工業大学, 工学部, 准教授 (70608471)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 反応性スパッタ / 高速成膜 / エレクトロクロミック / 金属ターゲット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究により、基板温度を-120～-80℃に冷却し、反応ガスとして水蒸気を供給する低温水蒸気スパッタ法により酸化ニッケル薄膜を35 nm/minの高堆積速度で成膜ができること、またこの酸化ニッケル薄膜が優れたエレクトロクロミック 特性を示すことを見出した。そこで、今年度は、スパッタパワーを増加させることで、さらに成膜速度を向上できないか検討した。
その結果、スパッタパワーを50 Wから150Wに増加させることにより、堆積速度が35 nm/minから81 nm/minへ、約2.3倍に上昇することを確認した。しかし、電気・光学特性、およびX線回折の測定より、堆積速度が81 nm/minで成膜した試料は、完全な酸化ニッケル薄膜ではなく、金属ニッケルと酸化ニッケルの混合膜となっていることがわかった。ターゲットからスパッタされるニッケル原子数と供給された水分子数を比較した結果、ニッケル原子数に比べ、水分子数が不足しているものと推測された。現有設備では、水蒸気の最大供給量が5 cc/minであるため、酸化ニッケル薄膜を高速成膜するには、水蒸気供給量を増やすための設備更新が必要であることがわかった。
酸化クロム薄膜の作製に水蒸気スパッタ法を適用し、酸化ニッケルと同様に高速成膜が可能であることを確認した。ただし、水蒸気流量の大きな領域では、ターゲットの酸化による堆積速度の低下が観察された。ニッケルに比べ、クロムの方が酸化しやすいため、スパッタ率の高い金属状態を維持するのが難しいものと推測される。この結果から、ターゲット材料がスパッタ成膜プロセスに与える影響について、さらに検討する必要があることがわかった。
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