JPH04160155A - ＭｇＯターゲット - Google Patents
ＭｇＯターゲットInfo
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- JPH04160155A JPH04160155A JP2283982A JP28398290A JPH04160155A JP H04160155 A JPH04160155 A JP H04160155A JP 2283982 A JP2283982 A JP 2283982A JP 28398290 A JP28398290 A JP 28398290A JP H04160155 A JPH04160155 A JP H04160155A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野］
この発明はＭｇＯターゲットに関し、特に超伝導薄膜の
下地ＭｇＯ＠のスパッタリングに用いるＭｇＯターゲッ
トに関する。
下地ＭｇＯ＠のスパッタリングに用いるＭｇＯターゲッ
トに関する。
［従来技術］
１９８６年（７）Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏｆｅ［ｉ＃＠４体
の発見を契機として常温超伝導体の研究が進められ、そ
の−環として超伝導体の薄膜化が検討されている。超伝
導薄膜の基板としては格子定数の類似したＭｇＯが有望
であるが、単結晶Ｍｇ○が高価なためＳ］等の基板に結
晶性ＭｇＯ膜を形成し、この上部に超伝導薄膜をエヒリ
キシャル成長させることが寅用的である。
の発見を契機として常温超伝導体の研究が進められ、そ
の−環として超伝導体の薄膜化が検討されている。超伝
導薄膜の基板としては格子定数の類似したＭｇＯが有望
であるが、単結晶Ｍｇ○が高価なためＳ］等の基板に結
晶性ＭｇＯ膜を形成し、この上部に超伝導薄膜をエヒリ
キシャル成長させることが寅用的である。
発明者は軽焼Ｍｇ○を焼結してターゲットとし、ＲＦス
パッタリングでＭｇＯ＠膜を形成した。得られた薄膜は
非晶質であった（第４図）。軽焼ＭｇＯをターゲットと
しｔ；のは焼結性が高く、緻密なターゲットを得るのが
容易なためである。用いたターゲットの相対密度は９９
％で、気孔や比表面積も小さく、吸着水等の不純物も少
ないはずである。緻密で不純物が少ないとの観点からは
結晶性のＭｇＯ薄膜を得るのが容易なはずであるが、結
果は予想を裏切った。発明者は軽焼ＭｇＯに変えＭｇＯ
タリンカー粉体を焼結しターゲットとしたが、やはり非
晶質のＭｇＯ薄膜しか得られなかった。
パッタリングでＭｇＯ＠膜を形成した。得られた薄膜は
非晶質であった（第４図）。軽焼ＭｇＯをターゲットと
しｔ；のは焼結性が高く、緻密なターゲットを得るのが
容易なためである。用いたターゲットの相対密度は９９
％で、気孔や比表面積も小さく、吸着水等の不純物も少
ないはずである。緻密で不純物が少ないとの観点からは
結晶性のＭｇＯ薄膜を得るのが容易なはずであるが、結
果は予想を裏切った。発明者は軽焼ＭｇＯに変えＭｇＯ
タリンカー粉体を焼結しターゲットとしたが、やはり非
晶質のＭｇＯ薄膜しか得られなかった。
軽焼ＭｇＯに変え単結晶ＭｇＯターゲットを用いると、
（２，０，０）方向に配向した薄膜が得られた（第３図
）。ターゲットの結晶性とスパッタリング膜の結晶性と
は本来無関係なはずである。しかしターゲットを単結晶
とすると結晶性のＭｇＯ薄膜が得られ、ターゲットの結
晶性とスパッタリング膜の結晶性とが関係する理由は不
明である。
（２，０，０）方向に配向した薄膜が得られた（第３図
）。ターゲットの結晶性とスパッタリング膜の結晶性と
は本来無関係なはずである。しかしターゲットを単結晶
とすると結晶性のＭｇＯ薄膜が得られ、ターゲットの結
晶性とスパッタリング膜の結晶性とが関係する理由は不
明である。
発明者は単結晶ターゲットに代わるものとして、電融Ｍ
ｇＯ粉体を焼結しターゲットとした。電融ＭｇＯに着目
したのは、結晶成長が進んでいる点で単結晶に類似の材
料だからである。しかし電融ＭｇＯは焼結性が低く、相
対密度７０％程度のものしか得られなかった。また電融
ＭｇＯはアーク放電を利用して製造するｔ：め、金属成
分の純度は高くはなく、金属成分の純度は軽焼ＭｇＯよ
りも低い。金属成分の純度が低く、気孔が多く多量の吸
着不純物を含む点からは、電融ＭｇＯは好ましいターゲ
ット材料ではない。しかし電融ＭｇＯをターゲットに用
いると、単結晶ターゲットと同等の結晶性を持つＭｇＯ
薄膜が得られた。即ちこの場合にも、ターゲットの結晶
性と得られた薄膜の結晶性との関係が保たれた。
ｇＯ粉体を焼結しターゲットとした。電融ＭｇＯに着目
したのは、結晶成長が進んでいる点で単結晶に類似の材
料だからである。しかし電融ＭｇＯは焼結性が低く、相
対密度７０％程度のものしか得られなかった。また電融
ＭｇＯはアーク放電を利用して製造するｔ：め、金属成
分の純度は高くはなく、金属成分の純度は軽焼ＭｇＯよ
りも低い。金属成分の純度が低く、気孔が多く多量の吸
着不純物を含む点からは、電融ＭｇＯは好ましいターゲ
ット材料ではない。しかし電融ＭｇＯをターゲットに用
いると、単結晶ターゲットと同等の結晶性を持つＭｇＯ
薄膜が得られた。即ちこの場合にも、ターゲットの結晶
性と得られた薄膜の結晶性との関係が保たれた。
［発明の課題］
この発明の課題は、高結晶性のＭｇＯ薄膜の製造が容易
なＭｇＯターゲットを安価な材料で得られるようにする
ことにある。
なＭｇＯターゲットを安価な材料で得られるようにする
ことにある。
［発明の構成］
この発明では、ＭｇＯ成分中の６０ｗｔ％以上を電融Ｍ
ｇＯとしてＭｇＯターゲットを作成する。
ｇＯとしてＭｇＯターゲットを作成する。
このターゲットを用い、高周波スパッタリングしたＭｇ
Ｏ膜は（２，０，０）方向に配向し、結晶性は単結晶Ｍ
ｇＯターゲットを用いた場合と変わらない、電融ＭＥＯ
の含量が７０ｗｔ％と５０ｗｔ％では得られた膜の結晶
性に大差があり、７Ｑｗｔ％では単結晶Ｍ、○ターゲッ
トと同等の薄膜が得られ、５０ｗｔ％ではＸ線回折での
ピーク強度や半値幅が低下する。このことから、電融Ｍ
ｇｏ含量の最低値を６０ｗｔ％とした。
Ｏ膜は（２，０，０）方向に配向し、結晶性は単結晶Ｍ
ｇＯターゲットを用いた場合と変わらない、電融ＭＥＯ
の含量が７０ｗｔ％と５０ｗｔ％では得られた膜の結晶
性に大差があり、７Ｑｗｔ％では単結晶Ｍ、○ターゲッ
トと同等の薄膜が得られ、５０ｗｔ％ではＸ線回折での
ピーク強度や半値幅が低下する。このことから、電融Ｍ
ｇｏ含量の最低値を６０ｗｔ％とした。
［実施例〕
５０メツシユバスで１００メソシユオーバーの電融Ｍｇ
Ｏ粉体（純度９９％程度）を、平均粒径５．６μｍの軽
焼ＭｇＯと混合し、厚さ１０ｍｍ。
Ｏ粉体（純度９９％程度）を、平均粒径５．６μｍの軽
焼ＭｇＯと混合し、厚さ１０ｍｍ。
直径６０ｍｍのディスクに７００ Ｋｇｗ／ ｃ ｍ’
でプレス成型し、空気中１７００°Ｃで１時間焼結した
。主成分の電融 ＭｇＯの粒径は粉体工学的な見地から
２０メツシュ〜２００メツシュ程度が適当である。２０
メソシュ以上の材料では焼結性が低く、２００メツシユ
以下では粉砕が進み比表面積が増加して吸着不純物が増
加する。軽焼Ｍ ｇ Ｏ成分はターゲットの焼結剤であ
り、ＭｇＯタリン力−（水酸化マグネシウムや炭酸マグ
ネシウムを１６００℃程度で焼結したもの）、あるいは
電融ＭｇＯを粒径１０μｍ以下に粉砕したもの等に変え
ても良い。焼結剤の粒径が１０ＩＩｍを越えると焼結性
が低下するので、焼結剤は粒径１ｏμｍ以下が好ましい
。主成分の電融ＭｇＯの粒度が２０メツシユ〜２００メ
ツシユが好ましく、焼結剤の粒径が１０ｐｍ以下が好ま
しい点から、１００％電融ＭｇＯを用いる場合、焼結剤
として電融ＭｇＯの一部を１０μｍ以下の粒径に粉砕し
ておくのが好ましい。
でプレス成型し、空気中１７００°Ｃで１時間焼結した
。主成分の電融 ＭｇＯの粒径は粉体工学的な見地から
２０メツシュ〜２００メツシュ程度が適当である。２０
メソシュ以上の材料では焼結性が低く、２００メツシユ
以下では粉砕が進み比表面積が増加して吸着不純物が増
加する。軽焼Ｍ ｇ Ｏ成分はターゲットの焼結剤であ
り、ＭｇＯタリン力−（水酸化マグネシウムや炭酸マグ
ネシウムを１６００℃程度で焼結したもの）、あるいは
電融ＭｇＯを粒径１０μｍ以下に粉砕したもの等に変え
ても良い。焼結剤の粒径が１０ＩＩｍを越えると焼結性
が低下するので、焼結剤は粒径１ｏμｍ以下が好ましい
。主成分の電融ＭｇＯの粒度が２０メツシユ〜２００メ
ツシユが好ましく、焼結剤の粒径が１０ｐｍ以下が好ま
しい点から、１００％電融ＭｇＯを用いる場合、焼結剤
として電融ＭｇＯの一部を１０μｍ以下の粒径に粉砕し
ておくのが好ましい。
得られた焼結体をターゲットとし、基板ホルダー温度を
１５０℃、高周波電力を２００Ｗ、スパッタリング雰囲
気をＡｒでＡｒ圧を２０ ｍ Ｔｏｒｒ、流量を１５
ｓ ｃ ｃ ／ ｍ ｉ ｎでシリコン基板に高周波ス
パッタリングした。高周波スパッタリングに変えイオン
ビームスパッタリングを用いても良く、基板はシリコン
の他にサファイアや石英等でも良く、雰囲気はＡｒの他
ｊ：ＸｅやＮ１等でも良い。しかし雰囲気にＯ３を導入
すると、スパッタリング膜の結晶性が低下した。また基
板ホルダー温度は水の吸着を防止するため、例えば１０
０℃以上とすることが好ましい。
１５０℃、高周波電力を２００Ｗ、スパッタリング雰囲
気をＡｒでＡｒ圧を２０ ｍ Ｔｏｒｒ、流量を１５
ｓ ｃ ｃ ／ ｍ ｉ ｎでシリコン基板に高周波ス
パッタリングした。高周波スパッタリングに変えイオン
ビームスパッタリングを用いても良く、基板はシリコン
の他にサファイアや石英等でも良く、雰囲気はＡｒの他
ｊ：ＸｅやＮ１等でも良い。しかし雰囲気にＯ３を導入
すると、スパッタリング膜の結晶性が低下した。また基
板ホルダー温度は水の吸着を防止するため、例えば１０
０℃以上とすることが好ましい。
用いたターゲット組成と（２，０，０）方向の結晶性と
の関係を表１に示す。また電融Ｍｇ０９０ｗｔ％と軽焼
ＭｇＯ１０ｗｔ％のターゲットでの（２，０，０）ピー
クのＸ線回折パターンを＃ｒ１図に、電融Ｍｇ○５Ｑｗ
ｔ％と軽焼Ｍｇ０５Ｑｗｔ％でのＸ線回折パターンを第
２図に、単結晶ＭｇＯターゲ・／トでのパターンを第３
図に、１００％軽焼ＭｇＯターゲットでのＸ線回折パタ
ーンを第４図に示す。
の関係を表１に示す。また電融Ｍｇ０９０ｗｔ％と軽焼
ＭｇＯ１０ｗｔ％のターゲットでの（２，０，０）ピー
クのＸ線回折パターンを＃ｒ１図に、電融Ｍｇ○５Ｑｗ
ｔ％と軽焼Ｍｇ０５Ｑｗｔ％でのＸ線回折パターンを第
２図に、単結晶ＭｇＯターゲ・／トでのパターンを第３
図に、１００％軽焼ＭｇＯターゲットでのＸ線回折パタ
ーンを第４図に示す。
表 １ （結果）
ターゲット ↓／フリユエＩ／ｆｉコ 相対
密度電融Ｍｇ○ 軽焼ＭｇＯ ０１００非晶質 ９９％ ５ ９５ ０．２ ２．０ ９４％５
０ ５０ ０．７ １．５ ７７％７
０ ３０ １．０ １．０ ７３％９
０ １０ １．０ １．０ ７０％１
００ ０ １．０ １．０ ６９％
＊ 電融ＭｇＯ１００％ノ９−ゲットハ、５０−１００
メツシユの電融Ｍｇ０９０ｗｔ％を平均粒径１３μｍに
粉砕しこ電融ＭｇＯＩＱｗｔ％と混合し、１７００℃で
焼結、 ＊ ■。、β。は単結晶ターゲットでの（２，０，０）
方向のＸ線回折ピーク強度と半値幅とを表す。
密度電融Ｍｇ○ 軽焼ＭｇＯ ０１００非晶質 ９９％ ５ ９５ ０．２ ２．０ ９４％５
０ ５０ ０．７ １．５ ７７％７
０ ３０ １．０ １．０ ７３％９
０ １０ １．０ １．０ ７０％１
００ ０ １．０ １．０ ６９％
＊ 電融ＭｇＯ１００％ノ９−ゲットハ、５０−１００
メツシユの電融Ｍｇ０９０ｗｔ％を平均粒径１３μｍに
粉砕しこ電融ＭｇＯＩＱｗｔ％と混合し、１７００℃で
焼結、 ＊ ■。、β。は単結晶ターゲットでの（２，０，０）
方向のＸ線回折ピーク強度と半値幅とを表す。
結晶質のＭｇＯ薄膜が得られる場合、ＭｇＯは（２，０
，０）方向に配向し、他の方向でのＸ線回折ピークは得
られなかった。電子顕微鏡観察では結晶質のＭｇＯ膜に
クラックは見出されず、膜表面は鏡面で全体に均一な膜
である。これらのことは電融ＭｇＯターゲットで製造し
た結晶質ＭｇＯ膜が、（２，０，０）方向に配向した膜
で、エピタキシャル成長の下地に適していることを示し
ている。ターゲット材料について検討すると、電融Ｍｇ
０９０ｗｔ％や単結晶ＭｇＯターゲットでは（２，０，
０）方向に強く配向したＭ ｇ ＯＮ膜が得られた。一
方軽焼ＭｇＯが１００％では非晶質の薄膜が得られ、基
板ホルダー温度を室温から３００°Ｃの範囲で変化させ
ても結晶質の薄膜は得られなかった。゛電融ＭｇＯが７
０ｗｔ％では単結晶ターゲットと同等の薄膜が得られる
が、５Ｑｗｔ％では結晶性の低下した膜となる。このこ
とから、ターゲット中の電融ＭｇＯ含量は６０％以上が
好ましい。なおこれ以外に軽焼ＭｇＯをＭｇＯクリンカ
ー（平均粒径９μｍ）に変えて１７００°Ｃ焼結でター
ゲットを調整したが、ＭｇＯクリンカー単味では非晶質
の薄膜しか得られず、電融ＭｇＯ量を７０ｗｔ％以上と
すると単結晶ターゲットと同等の薄膜が得られた。
，０）方向に配向し、他の方向でのＸ線回折ピークは得
られなかった。電子顕微鏡観察では結晶質のＭｇＯ膜に
クラックは見出されず、膜表面は鏡面で全体に均一な膜
である。これらのことは電融ＭｇＯターゲットで製造し
た結晶質ＭｇＯ膜が、（２，０，０）方向に配向した膜
で、エピタキシャル成長の下地に適していることを示し
ている。ターゲット材料について検討すると、電融Ｍｇ
０９０ｗｔ％や単結晶ＭｇＯターゲットでは（２，０，
０）方向に強く配向したＭ ｇ ＯＮ膜が得られた。一
方軽焼ＭｇＯが１００％では非晶質の薄膜が得られ、基
板ホルダー温度を室温から３００°Ｃの範囲で変化させ
ても結晶質の薄膜は得られなかった。゛電融ＭｇＯが７
０ｗｔ％では単結晶ターゲットと同等の薄膜が得られる
が、５Ｑｗｔ％では結晶性の低下した膜となる。このこ
とから、ターゲット中の電融ＭｇＯ含量は６０％以上が
好ましい。なおこれ以外に軽焼ＭｇＯをＭｇＯクリンカ
ー（平均粒径９μｍ）に変えて１７００°Ｃ焼結でター
ゲットを調整したが、ＭｇＯクリンカー単味では非晶質
の薄膜しか得られず、電融ＭｇＯ量を７０ｗｔ％以上と
すると単結晶ターゲットと同等の薄膜が得られた。
［発明の効果］
この発明では安価な電融ＭｇＯを主成分とし、結晶性の
高いＭｇＯ薄膜が得られるターゲットを得る。この発明
のターゲットは一般に多孔質で、金属成分の純度も高く
はないが、それにもかかわらず結晶性の高いＭｇＯ薄膜
を得ることができる。
高いＭｇＯ薄膜が得られるターゲットを得る。この発明
のターゲットは一般に多孔質で、金属成分の純度も高く
はないが、それにもかかわらず結晶性の高いＭｇＯ薄膜
を得ることができる。
第１図は５１！施偶の電融Ｍｇ０９０ｗｔ％、軽焼Ｍｇ
Ｏ１０ｗｔ％の焼結ターゲットを用いたＭｇＯ薄膜のＸ
線回折図、 第２図は従来例の電融Ｍｇ０５０ｗｔ％、軽焼ＭｇＯ５
０ｗ ｔ％の焼結ターゲットを用いたＭｇＯ薄膜のＸ線
回折図、 第３図は従来例の単結晶ＭｇＯターゲットを用いたＭｇ
Ｏ薄膜のＸ線回折図、 第４図は従来例の軽焼ＭｇＯの焼結ターゲットを用いた
ＭｇＯ薄膜のＸ線回折図である。
Ｏ１０ｗｔ％の焼結ターゲットを用いたＭｇＯ薄膜のＸ
線回折図、 第２図は従来例の電融Ｍｇ０５０ｗｔ％、軽焼ＭｇＯ５
０ｗ ｔ％の焼結ターゲットを用いたＭｇＯ薄膜のＸ線
回折図、 第３図は従来例の単結晶ＭｇＯターゲットを用いたＭｇ
Ｏ薄膜のＸ線回折図、 第４図は従来例の軽焼ＭｇＯの焼結ターゲットを用いた
ＭｇＯ薄膜のＸ線回折図である。
Claims (1)
- （１）ＭｇＯ中の６０ｗｔ％以上を電融ＭｇＯとした、
ＭｇＯターゲット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2283982A JP3021601B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | ＭｇＯターゲット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2283982A JP3021601B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | ＭｇＯターゲット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04160155A true JPH04160155A (ja) | 1992-06-03 |
| JP3021601B2 JP3021601B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=17672755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2283982A Expired - Fee Related JP3021601B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | ＭｇＯターゲット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3021601B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006069811A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Tateho Chem Ind Co Ltd | 単結晶酸化マグネシウム焼結体及びプラズマディスプレイパネル用保護膜 |
| JP2009065181A (ja) * | 2006-03-03 | 2009-03-26 | Canon Anelva Corp | 磁気抵抗効果素子の製造方法 |
| JP2012096951A (ja) * | 2010-11-01 | 2012-05-24 | Ryukoku Univ | 酸化マグネシウム薄膜の製造方法 |
-
1990
- 1990-10-22 JP JP2283982A patent/JP3021601B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006069811A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Tateho Chem Ind Co Ltd | 単結晶酸化マグネシウム焼結体及びプラズマディスプレイパネル用保護膜 |
| JP2009065181A (ja) * | 2006-03-03 | 2009-03-26 | Canon Anelva Corp | 磁気抵抗効果素子の製造方法 |
| JP2012096951A (ja) * | 2010-11-01 | 2012-05-24 | Ryukoku Univ | 酸化マグネシウム薄膜の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3021601B2 (ja) | 2000-03-15 |
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