機能性薄膜の新成膜法の開発

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07555504
• 応募区分: 試験
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 林 安徳 九州大学, 工学部, 教授 (80010940)
• 研究分担者: 高木 憲一 日本真空技術株式会社, 超高真空事業部開発部, 部長 ; 常光 幸美 九州大学, 工学部, 助手 (40211974) ; 増田 正孝 九州大学, 工学部, 助教授 (40165725)
• キーワード: 誘導結合型スパッタ / 人工格子 / Fe-Si-H / 磁気薄膜ヘッド

研究概要

1994年に発表された誘導結合型スパッタ装置は、高真空度での高速スパッタが可能な成膜装置として注目を集め、従来のスパッタ装置より極めてクリーンな機能性膜が得られる装置として期待された。しかし、この装置の問題点として、相互汚染、自己汚染が指摘された。これは、ターゲット粒子が遮蔽板を回り込んで基盤や別のターゲットに到達する現象で、原子オーダーで積層制御する必要がある機能性薄膜では、重大な欠陥として対処が必要となった。前年度の研究で、この改良案として、カソード周縁をシールド材料で覆うことを検討し、シールド材料、形状を種々検討の結果、この粒子汚染を検出限界以下まで低減することに成功した。また、誘導発振のためのコイルの特性にも検討を加えコイル巻数を1ターンにまで減少させても正常発振し、プラズマ発振効果がだることを確認した。本年度は、表面磁場の改良を進め、高磁荷の希土類マグネットを使用し、ターゲットにより近接させることにより表面磁場を増加、均質化させ、ターゲット表面のプラズマ密度を増加、スパッタ効率を向上させた。これにより、高真空での成膜が可能となり、よりクリーンな膜が作成可能となった。また、メンテナンス性の向上を図り、カソードの引き出し、ターゲットの取り付けが容易となるような構造に改良した。本年度の成果として、本改良型装置を用い、Fe-Si-H膜を作製し、軟磁性膜の磁気特性に与える結晶構造の影響を調べた。Fe系磁性膜は、磁気薄膜ヘッドなどへの応用に注目されており、情報記録機器への適用に多大の期待が寄せられている。スパッタガスにはArを用い、基板表面に水素ガスを導入することにより、膜の結晶粒径を制御し軟磁気特性の向上を得た。本装置は、このように、スパッタガスと雰囲気ガスを別に制御することも可能であり、特徴ある成膜を可能としている。