JPH0436459A - 薄膜の製造方法 - Google Patents
薄膜の製造方法Info
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- JPH0436459A JPH0436459A JP2143103A JP14310390A JPH0436459A JP H0436459 A JPH0436459 A JP H0436459A JP 2143103 A JP2143103 A JP 2143103A JP 14310390 A JP14310390 A JP 14310390A JP H0436459 A JPH0436459 A JP H0436459A
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- thin film
- heat ray
- substrate
- heat
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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】
産業上の利用分野
本発明（よ 熱線透過基板上に熱線吸収薄膜をたい積す
る薄膜の製造方法に関する。
る薄膜の製造方法に関する。
従来の技術
薄膜形成技術においては 一般に薄膜が形成される基体
を発熱体に固定して、基体の加熱をすることにより、基
体温度を適当な温度に設定し 薄膜形成を行なう。この
薄膜たい積中の基体温度の設定カミ 薄膜の出来映えに
大きく影響する場合が多しも 適当な温度制御により、
真空蒸着法やスパッタリング法を用いた場合でＬ 基体
上にエピタキシャル成長をさせることも可能で、きわめ
て結晶性の優れた薄膜を得ることが可能である。
を発熱体に固定して、基体の加熱をすることにより、基
体温度を適当な温度に設定し 薄膜形成を行なう。この
薄膜たい積中の基体温度の設定カミ 薄膜の出来映えに
大きく影響する場合が多しも 適当な温度制御により、
真空蒸着法やスパッタリング法を用いた場合でＬ 基体
上にエピタキシャル成長をさせることも可能で、きわめ
て結晶性の優れた薄膜を得ることが可能である。
発明が解決しようとする課題
基板を発熱体に固定して加熱し 薄膜形成を行う場合
発熱体と基板間の熱的接触が良好ではなく、基板を比較
的高温に加熱するために（戴 発熱体自身もかなり高温
となり、比較的強い熱線（赤外線）が放射される。した
がって、多くの場合、基板は上記熱線によって加熱され
る傾向にあり、基板およびたい積される薄膜の熱線の吸
収率が基板温度に大きな影響を与える。特に 熱線吸収
薄膜を熱線透過基板上に形成する場合に１衣 薄膜が形
成されることにより、熱線の吸収率が刻々と変化するこ
とになり、実効的な基板温度も薄膜形成中で一定しない
という問題があム そのた八 できた薄膜の結晶性力（
膜の表面と内部で異なったり、また 膜のたい積率が一
定しないなどの問題があも さらに 発熱体と基板間の熱接触を良好にすることが比
較的難しく、そのことによる基板の熱分布の不均一性が
原因で、基板上に形成された薄膜の諸特性が不均一にな
るといった問題かあも本発明は基板温度を均一にし 実
効的な基板温度を測定しながら薄膜を製造する方法の提
供を目的とすム 課題を解決するための手段 上記の目的を達成するためく 本発明の薄膜の製造方法
（友 熱線透過基板の片面に熱線吸収皮膜を形成した基
体を、その熱線吸収皮膜が発熱体に接触しないように固
定し 前記基体の熱線吸収皮膜を形成した面に対向する
他面に熱線吸収薄膜をたい積させも さらに前記基体を
固定した発熱体のもう一方の面＆ミ 熱線透過基板の片
面に熱線吸収皮膜 その対向面に熱線吸収薄膜を形成し
た基体を、その熱線吸収皮膜が発熱体に接触しないよう
に固定し その基体の熱線吸収薄膜の温度を測定しなが
収 前記基体に熱線吸収薄膜を形成するものであも 作用 上記の構成によって、発熱体からの熱線（赤外線）はま
ず熱線吸収皮膜によって吸収されその温度が上昇すａ
熱線吸収皮膜の温度が上昇するとそれに接している熱線
透過基板は伝導で加熱され熱線を輻射するとともに熱線
吸収皮膜からの熱線の一部を透過すム 熱線透過基板上に形成される熱線吸収薄膜は熱線吸収基
板からの輻射熱と透過熱線により均一に加熱されること
になも 発熱体の一方の面に固定した上記基体に対し発熱体のも
う一方の面に固定した基体の熱線吸収薄膜の温度を測定
することにより上記基体の基板温度を知ることができも 実施例 以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明すも 第１図（ａ）および第１図（ｂ）ζ友 本発明の薄膜の
製造方法の一実施例であり、基体と薄膜製造の際の基体
の発熱体への固定方法を示したものであａ 第１図（ａ
）において１は熱線透過基板２の片面に熱線吸収皮膜３
を形成した基体であム第１図（ｂ）において発熱体４の
内部に１よ カンタル線でできたヒーターが内蔵されて
いも 熱線透過基板２には酸化マグネシウム（ＭｇＯ）
単結晶を利用し その熱線透過基板２の片面に（よ あ
らかじ６ （Ｃａ−Ｃｕ−０）酸化物でできた熱線吸
収皮膜３を直流マグネトロンスパッタリングによって約
１１００ｎ形成し 基体１としていも 基体ホルダー５
．５′を利用し 基体１を発熱体４の表面６に接触しな
いように固定した この構成で高周波マグネトロンスパ
ッタリング法を用１．１． ＭｇＯ単結晶基板２上に
Ｂｉ、 Ｓｒ、 Ｃａ、 Ｃｕ、０の含まれた酸
化物ターゲットを用−入 アルゴン、酸素の混合気体中
（Ａ ｒ： Ｏｅ＝ ２： １、圧力０． ４Ｐａ
）でスパッタリングを行ない熱線吸収薄膜を形成し九 第２図へ スパッタリング時間と形成された熱線吸収薄
膜の膜厚の関係を示す。同図か収 膜のたい積率は約１
３ｎｍ／ｍｉｎで一定していることがわかも また で
きた薄膜の結晶性について叡 いくつかの厚さの膜をＸ
線回折法で測定した結果 はぼ同様に優れた結晶性を示
していｔ２第３図に（よ 熱線透過基板と発熱体を接触
状態で加熱する従来の方法によりＭｇＯ単結晶板にＢ１
−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０薄膜形成を行った場合Ｑ スパ
ッタ時間と、できた膜の膜厚の関係を示す。このよう＆
ミスバッタ時間と膜厚が比例せ哄 膜厚の増加にしたが
って、たい積率が減少していも 通家 スパッタ蒸着に
おいては 基板温度が上昇するとスパツタされた材料の
基板上への付着係数が減少し膜のたい積率が減少するこ
とが知られていも このことか５ Ｂ１−３ｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−０薄膜が形成されることによって、発熱体から
輻射される熱線が基板を透過し たい積した薄膜に吸収
され そのたべ 実効的な基板温度が膜厚の増加ととも
に上昇すると考えられも また たい積された膜の結晶
性についてＬ 膜厚によって変化していることを確認し
ていも 第４図（ａ）および第４図（ｂ）は本発明の他の実施例
を示す図であり、第１図の実施例と相違する点１よ 発
熱体４のもう一方の面７に温度測定用基体８を設ζす、
そこから輻射される熱線９を熱輻射温度計（図示せず）
によって計測しながら基体ｌ上に熱線吸収薄膜を製造す
る点であａ温度測定用基体８は第４図（ｂ）に示すよう
に基体１と同じＭｇＯ単結晶基板２の片面に基体１と同
じ厚さ約１１００ｎのＣａ−Ｃｕ−０酸化物の熱線吸収
皮膜３を形成し もう一方の面に熱線吸収薄膜１０、本
実施例ではＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０酸化物を約２０
０ ｎｍ形成したものを、基体ｌと同じホルダー５、５
′によって固定し 発熱体４の表面７に接触しないよう
に固定し九 この構成で高周波マグネトロンスパッタリング法を用い
、基体１の熱線透過基板２上にＢｉ、 Ｓｒ、 Ｃａ、
Ｃｕ、０の含まれた酸化物ターゲットを用ｔ、Ｘ、アル
ゴン、酸素の混合気体中（Ａｒ：０２＝ ２： １、
圧力０．４Ｐａ）でスパッタリングを行い熱線吸収薄膜
を形成し九 基板温度は 温度測定用基体８から輻射さ
れる熱線を熱輻射温度計によって計測し九 これにより
、発熱体に約２．４Ａの電流を流すことによって、温度
測定用基体８は約６００ ℃に保たれていることが判っ
な この程度の温度で輻射される熱線ＣＬ ＭｇＯ単
結晶中は透過り、Ｂ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０酸化物に
は吸収されることがわかっている。
発熱体と基板間の熱的接触が良好ではなく、基板を比較
的高温に加熱するために（戴 発熱体自身もかなり高温
となり、比較的強い熱線（赤外線）が放射される。した
がって、多くの場合、基板は上記熱線によって加熱され
る傾向にあり、基板およびたい積される薄膜の熱線の吸
収率が基板温度に大きな影響を与える。特に 熱線吸収
薄膜を熱線透過基板上に形成する場合に１衣 薄膜が形
成されることにより、熱線の吸収率が刻々と変化するこ
とになり、実効的な基板温度も薄膜形成中で一定しない
という問題があム そのた八 できた薄膜の結晶性力（
膜の表面と内部で異なったり、また 膜のたい積率が一
定しないなどの問題があも さらに 発熱体と基板間の熱接触を良好にすることが比
較的難しく、そのことによる基板の熱分布の不均一性が
原因で、基板上に形成された薄膜の諸特性が不均一にな
るといった問題かあも本発明は基板温度を均一にし 実
効的な基板温度を測定しながら薄膜を製造する方法の提
供を目的とすム 課題を解決するための手段 上記の目的を達成するためく 本発明の薄膜の製造方法
（友 熱線透過基板の片面に熱線吸収皮膜を形成した基
体を、その熱線吸収皮膜が発熱体に接触しないように固
定し 前記基体の熱線吸収皮膜を形成した面に対向する
他面に熱線吸収薄膜をたい積させも さらに前記基体を
固定した発熱体のもう一方の面＆ミ 熱線透過基板の片
面に熱線吸収皮膜 その対向面に熱線吸収薄膜を形成し
た基体を、その熱線吸収皮膜が発熱体に接触しないよう
に固定し その基体の熱線吸収薄膜の温度を測定しなが
収 前記基体に熱線吸収薄膜を形成するものであも 作用 上記の構成によって、発熱体からの熱線（赤外線）はま
ず熱線吸収皮膜によって吸収されその温度が上昇すａ
熱線吸収皮膜の温度が上昇するとそれに接している熱線
透過基板は伝導で加熱され熱線を輻射するとともに熱線
吸収皮膜からの熱線の一部を透過すム 熱線透過基板上に形成される熱線吸収薄膜は熱線吸収基
板からの輻射熱と透過熱線により均一に加熱されること
になも 発熱体の一方の面に固定した上記基体に対し発熱体のも
う一方の面に固定した基体の熱線吸収薄膜の温度を測定
することにより上記基体の基板温度を知ることができも 実施例 以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明すも 第１図（ａ）および第１図（ｂ）ζ友 本発明の薄膜の
製造方法の一実施例であり、基体と薄膜製造の際の基体
の発熱体への固定方法を示したものであａ 第１図（ａ
）において１は熱線透過基板２の片面に熱線吸収皮膜３
を形成した基体であム第１図（ｂ）において発熱体４の
内部に１よ カンタル線でできたヒーターが内蔵されて
いも 熱線透過基板２には酸化マグネシウム（ＭｇＯ）
単結晶を利用し その熱線透過基板２の片面に（よ あ
らかじ６ （Ｃａ−Ｃｕ−０）酸化物でできた熱線吸
収皮膜３を直流マグネトロンスパッタリングによって約
１１００ｎ形成し 基体１としていも 基体ホルダー５
．５′を利用し 基体１を発熱体４の表面６に接触しな
いように固定した この構成で高周波マグネトロンスパ
ッタリング法を用１．１． ＭｇＯ単結晶基板２上に
Ｂｉ、 Ｓｒ、 Ｃａ、 Ｃｕ、０の含まれた酸
化物ターゲットを用−入 アルゴン、酸素の混合気体中
（Ａ ｒ： Ｏｅ＝ ２： １、圧力０． ４Ｐａ
）でスパッタリングを行ない熱線吸収薄膜を形成し九 第２図へ スパッタリング時間と形成された熱線吸収薄
膜の膜厚の関係を示す。同図か収 膜のたい積率は約１
３ｎｍ／ｍｉｎで一定していることがわかも また で
きた薄膜の結晶性について叡 いくつかの厚さの膜をＸ
線回折法で測定した結果 はぼ同様に優れた結晶性を示
していｔ２第３図に（よ 熱線透過基板と発熱体を接触
状態で加熱する従来の方法によりＭｇＯ単結晶板にＢ１
−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０薄膜形成を行った場合Ｑ スパ
ッタ時間と、できた膜の膜厚の関係を示す。このよう＆
ミスバッタ時間と膜厚が比例せ哄 膜厚の増加にしたが
って、たい積率が減少していも 通家 スパッタ蒸着に
おいては 基板温度が上昇するとスパツタされた材料の
基板上への付着係数が減少し膜のたい積率が減少するこ
とが知られていも このことか５ Ｂ１−３ｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−０薄膜が形成されることによって、発熱体から
輻射される熱線が基板を透過し たい積した薄膜に吸収
され そのたべ 実効的な基板温度が膜厚の増加ととも
に上昇すると考えられも また たい積された膜の結晶
性についてＬ 膜厚によって変化していることを確認し
ていも 第４図（ａ）および第４図（ｂ）は本発明の他の実施例
を示す図であり、第１図の実施例と相違する点１よ 発
熱体４のもう一方の面７に温度測定用基体８を設ζす、
そこから輻射される熱線９を熱輻射温度計（図示せず）
によって計測しながら基体ｌ上に熱線吸収薄膜を製造す
る点であａ温度測定用基体８は第４図（ｂ）に示すよう
に基体１と同じＭｇＯ単結晶基板２の片面に基体１と同
じ厚さ約１１００ｎのＣａ−Ｃｕ−０酸化物の熱線吸収
皮膜３を形成し もう一方の面に熱線吸収薄膜１０、本
実施例ではＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０酸化物を約２０
０ ｎｍ形成したものを、基体ｌと同じホルダー５、５
′によって固定し 発熱体４の表面７に接触しないよう
に固定し九 この構成で高周波マグネトロンスパッタリング法を用い
、基体１の熱線透過基板２上にＢｉ、 Ｓｒ、 Ｃａ、
Ｃｕ、０の含まれた酸化物ターゲットを用ｔ、Ｘ、アル
ゴン、酸素の混合気体中（Ａｒ：０２＝ ２： １、
圧力０．４Ｐａ）でスパッタリングを行い熱線吸収薄膜
を形成し九 基板温度は 温度測定用基体８から輻射さ
れる熱線を熱輻射温度計によって計測し九 これにより
、発熱体に約２．４Ａの電流を流すことによって、温度
測定用基体８は約６００ ℃に保たれていることが判っ
な この程度の温度で輻射される熱線ＣＬ ＭｇＯ単
結晶中は透過り、Ｂ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０酸化物に
は吸収されることがわかっている。
基体１について耘 温度測定用基体８と同じ状態で発熱
体に固定されており、上記温度測定用基体８と同じ温度
になっていることを確認している。
体に固定されており、上記温度測定用基体８と同じ温度
になっていることを確認している。
このようへ 温度測定用基体８からの輻射を用いて基板
温度を測定すること１よ 温度測定が薄膜のたい積と同
時番ミ さらく 非接触で行えることか収 真空チャ
ンバーの外から温度計測ができ、また 熱電対などを利
用する場合に問題であべ高周波電源からの雑音の影響な
ども防ぐことができるなどの特徴があム な耘 上記実施例では 熱線透過基板として単結晶Ｍｇ
Ｑ、 熱線吸収皮膜としてＣａ−Ｃｕ−０酸化物 熱
線吸収薄膜としてＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０酸化物を
例に取って述べた力丈 これら材料に限ることはなく、
熱線透過基板としては発熱体から輻射される熱線が透過
する材料を用し＼ さらに熱線吸収薄膜として熱線を吸
収する材料を用いた場合に本発明の有効性が発揮されも また 熱線吸収皮膜として、上記実施例では酸化皮膜を
用いたカミ これ以外へ 窒化法 炭化物などで発熱体
の温度よりも融点が高く、熱線吸収率が高（、かつ熱伝
導率の高い材料を利用することは特に有効性が高−一 発明の効果 以上のように本発明の薄膜の製造方法によれは複雑な構
造を有する化合物薄膜の形成の際には特に重要な因子で
ある薄膜形成中の基板温度を均一に保つことができるの
で、酸化物超伝導薄膜などに代表されＬ 複雑な構造を
有する高機能材料の薄膜形成にとって、きわめて有効で
、工業的価値は非常に高ｔ〜
温度を測定すること１よ 温度測定が薄膜のたい積と同
時番ミ さらく 非接触で行えることか収 真空チャ
ンバーの外から温度計測ができ、また 熱電対などを利
用する場合に問題であべ高周波電源からの雑音の影響な
ども防ぐことができるなどの特徴があム な耘 上記実施例では 熱線透過基板として単結晶Ｍｇ
Ｑ、 熱線吸収皮膜としてＣａ−Ｃｕ−０酸化物 熱
線吸収薄膜としてＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０酸化物を
例に取って述べた力丈 これら材料に限ることはなく、
熱線透過基板としては発熱体から輻射される熱線が透過
する材料を用し＼ さらに熱線吸収薄膜として熱線を吸
収する材料を用いた場合に本発明の有効性が発揮されも また 熱線吸収皮膜として、上記実施例では酸化皮膜を
用いたカミ これ以外へ 窒化法 炭化物などで発熱体
の温度よりも融点が高く、熱線吸収率が高（、かつ熱伝
導率の高い材料を利用することは特に有効性が高−一 発明の効果 以上のように本発明の薄膜の製造方法によれは複雑な構
造を有する化合物薄膜の形成の際には特に重要な因子で
ある薄膜形成中の基板温度を均一に保つことができるの
で、酸化物超伝導薄膜などに代表されＬ 複雑な構造を
有する高機能材料の薄膜形成にとって、きわめて有効で
、工業的価値は非常に高ｔ〜
第１図（ａ）は本発明の実施例における基体の断面図
第１図（ｂ）は第１の実施例における薄膜の製造方法の
斜視医 第２図は本発明における熱線吸収薄膜のたい積
降間とたい積された膜の膜厚の関係医 第３図は従来法
における熱線吸収薄膜のたい積降間とたい積された膜厚
の関係医 第木 基体の断面図であム ト・・基体 ２・・・熱線透過基板 ３・・・熱線吸収
皮膜 ４・・・発熱俟 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 他１名第 図 発Ｙ体 第 図 第 図
第１図（ｂ）は第１の実施例における薄膜の製造方法の
斜視医 第２図は本発明における熱線吸収薄膜のたい積
降間とたい積された膜の膜厚の関係医 第３図は従来法
における熱線吸収薄膜のたい積降間とたい積された膜厚
の関係医 第木 基体の断面図であム ト・・基体 ２・・・熱線透過基板 ３・・・熱線吸収
皮膜 ４・・・発熱俟 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 他１名第 図 発Ｙ体 第 図 第 図
Claims (2)
- （１）熱線透過基板の片面に熱線吸収皮膜を形成した基
体を用い、前記熱線吸収皮膜が発熱体に接触しないよう
に固定し、前記基体の熱線吸収皮膜を形成した面に対向
する他面に熱線吸収薄膜をたい積させる薄膜の製造方法
。 - （２）発熱体の一方の面に、熱線透過基板の片面に熱線
吸収皮膜、その対向面に熱線吸収薄膜を形成した基体を
、その熱線吸収皮膜が発熱体に接触しないように固定し
、発熱体のもう一方の面に熱線透過基板の片面に熱線吸
収皮膜を形成した基体を、その熱線吸収皮膜が発熱体に
接触しないように固定し、前記発熱体の一方の面に固定
した基体の熱線吸収薄膜の温度を測定しながら、前記発
熱体のもう一方の面に固定した基体の熱線透過基板上に
熱線吸収薄膜をたい積させる請求項１記載の薄膜の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2143103A JPH0436459A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2143103A JPH0436459A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0436459A true JPH0436459A (ja) | 1992-02-06 |
Family
ID=15330979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2143103A Pending JPH0436459A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0436459A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05193935A (ja) * | 1992-01-21 | 1993-08-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | １枚の基板の両面に酸化物超電導薄膜を成膜する方法 |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP2143103A patent/JPH0436459A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05193935A (ja) * | 1992-01-21 | 1993-08-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | １枚の基板の両面に酸化物超電導薄膜を成膜する方法 |
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