2014 Fiscal Year Annual Research Report
大電力パルススパッタにおけるパルスオフ期間のターゲット電位を用いた薄膜構造制御
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24560063
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| Research Institution | Seikei University |
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Principal Investigator |
中野 武雄 成蹊大学, 理工学部, 准教授 (40237342)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 大電力パルススパッタリング / プラズマ電位 / 薄膜構造制御 / 堆積粒子エネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請研究は、イオン化スパッタの一手法である大電力パルススパッタ（HPPMS）において、プラズマ電位を制御して接地基板との間に電位差を設け、堆積粒子のエネルギーを通して薄膜の構造を変化させることを目的とした。当初はHPPMSの放電間欠期間のターゲット電位を正の値とし、アフターグロー期間のプラズマ電位上昇を試みていたが、プラズマに接する第三の電極を装置に追加し、大電力パルスのon/off両方を通してプラズマ電位を上昇させるという着想に至った。追加電極へ正の電位を印加すると、実際にプラズマ電位が上昇することがプローブ測定によって確認でき、また堆積したCu膜が平坦化・緻密化することが観察できた。
最終年度には、本手法をSpindt型微小電子源のエミッタ作製に援用する研究を行った。産業技術総合研究所ナノエレクトロニクス研究部門との共同研究で、二層のフォトレジストで作製したキャビティ構造に、上部に開けたホールを通して膜を堆積させ、穴の閉塞を利用して錐状構造を形成させる手法である。実際に我々の三極型HPPMSによってMoの堆積を行い、錐状構造の形成を確認した。高融点金属であるMoは電子放出源として有利だが、真空蒸着では強い引っ張り性の応力を示すため、フォトレジストのキャビティを壊してしまう問題があった。三極型HPPMSによるプラズマ電位制御は、錐状陰極の形成に要求される法線方向に揃った粒子束を実現しただけでなく、入射エネルギーによって引っ張り応力を緩和する効果があったものと考えている。また、平坦な基板上に作製したMo膜を、前年度までのCu膜と比較したところ、平坦化・緻密化への一定の効果は見られたが、Cuの場合ほど顕著でなかった。これはAndersによる構造ゾーンモデルと対応付けることによって説明でき、本手法の有効範囲について議論できた。
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