スパッタ・イオンプレーティング複合人工格子作製装置の開発研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11555086
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 畑 朋延 金沢大学, 工学部, 教授 (50019767)
• 研究分担者: 岡田 修 アネルバ(株), 開発研究所, 所長代理 ; 佐々木 公洋 金沢大学, 自然科学研究科, 助教授 (40162359)
• キーワード: スパッタリング / 人工超格子 / ヘテロエピタキシャル成長 / 金属モード / 反応性スパッタリング / イットリア安定化ジルコニア / S:Ge(シリコンゲルマニウム)

研究概要

本年度は、スパッタ装置と電子ビーム蒸着装置を同一真空漕内で稼動させるための条件について詳しく検討した。電子銃は真空度が10^<-4>Torr以下にしないと異常放電を引き起こし、使用できない。一方、スパッタ装置はスパッタガスであるArを10^<-4>Torr程度導入しないと堆積速度がかせげないという矛盾した問題がある。そこで、高電圧(-4kV)でバイアスしてある電子銃のフィラメントの周りにイオンコレクターを設置し、スパッタガンから飛来するArイオンを排除することによりこの問題を解決できることを示した。これによりスパッタ法と電子ビーム蒸着法を組み合わせた新しい複合薄膜作製装置を安定して作動させることが可能となった。
さらに、本装置に熱陰極電子源を設置し、電子銃のルツボ(蒸着源)を正にバイアスしこの熱電子を引き込むことにより陽極アーク放電を起こし、蒸発源蒸気を高効率にイオン化できることが可能となった。通常イオン化を促進するためにArガスなどの放電補助ガスを加えるが、本装置では蒸発源そのものがプラズマ化するので放電補助ガスは不要であり、高真空下での動作が可能である。このイオン化方式により、イオンプレーティング環境下における薄膜作製ができるものと期待される。

研究成果

• [文献書誌] J.D.Kim,S.Kawagoe,K.Susaki and T.Hata: "Target for a Pb(Zr.Ti)O_3 Thin Film Deposited at Low Temperature Using a Quasi-Metallic Mode of Reactive Sputtering"Jpn.J.Appl.Phys. 38[12A]. 6882-6886 (1999)
• [文献書誌] M.Nagashima,S.Nakano,K.Sasaki, T.Hata: "Growth Dependence of Reactive Sputtered Yttria-Stabilized Zirconia on Si(100),(110),(111)Substrate"Jpn.J.Appl.Phys. 38[1A/B]. L74-L77 (1999)
• [文献書誌] T.Hata,K.Sasaki et al.: "Surface and Interface of Heteroepitaxial Grown Yttria-Stabilized Zirconia (YSZ) on (100), (110), (111) Si Substrates by reactive sputtering"Abstract of IJC-Si. PI29 (1999)
• [文献書誌] J.D.Kim,S.Kawagoe,K.Sasaki, T.Hata: "Properties of PZT Thin Films Prepared at Various Target with Metallic Mode Reactive Sputtering"Proc.of 1999 Int.Workshop on Advanced LSI's. 252-257 (1999)
• [文献書誌] T.Hata,K.Sasaki et al.: "Mechanisms of Heteroepitaxial grown Yttria-Stabilized Zirconia (YSZ) on Si substrate by reactive sputtering"Proc. of 5th ISSP '99. 5-6 (1999)
• [文献書誌] K.Sasaki,H.Nagai and T.Hata: "Epitaxial Growth Properties of SiGe Films Prepared by Ion Beam Sputtering Process"Proc. 5th ISSP '99. 1-2 (1999)