JPH05139735A - レーザアブレーシヨン法による薄膜形成装置 - Google Patents
レーザアブレーシヨン法による薄膜形成装置Info
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- JPH05139735A JPH05139735A JP3301794A JP30179491A JPH05139735A JP H05139735 A JPH05139735 A JP H05139735A JP 3301794 A JP3301794 A JP 3301794A JP 30179491 A JP30179491 A JP 30179491A JP H05139735 A JPH05139735 A JP H05139735A
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- thin film
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- laser
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】薄膜の組成の均一化に有利なレーザアブレーシ
ョン法による薄膜形成装置を提供する。 【構成】装置は、真空容器１とターゲット２０（酸化物
系超伝導体）とパルスレーザ発振器３（エキシマレー
ザ：ＡｒＦ）と負の電位が与えられる基板４０とドーム
形状のグリッド５とドーム形状のスクリーン６とをも
つ。モータ２１によりターゲット２０を回転させるとと
もにモータ４１により基板４０を回転させた状態で、パ
ルスレーザビームをターゲット２０に照射し、爆発的な
解離であるレーザアブレーションを発生させ、イオン化
された速度が速い物質と、比較的速度の遅い中性物質と
を生じさせる。中性物質は広範囲で飛来し、イオンはス
クリーン６とグリッド５との電界により広い角度に拡散
され、基板４０で成膜される。
ョン法による薄膜形成装置を提供する。 【構成】装置は、真空容器１とターゲット２０（酸化物
系超伝導体）とパルスレーザ発振器３（エキシマレー
ザ：ＡｒＦ）と負の電位が与えられる基板４０とドーム
形状のグリッド５とドーム形状のスクリーン６とをも
つ。モータ２１によりターゲット２０を回転させるとと
もにモータ４１により基板４０を回転させた状態で、パ
ルスレーザビームをターゲット２０に照射し、爆発的な
解離であるレーザアブレーションを発生させ、イオン化
された速度が速い物質と、比較的速度の遅い中性物質と
を生じさせる。中性物質は広範囲で飛来し、イオンはス
クリーン６とグリッド５との電界により広い角度に拡散
され、基板４０で成膜される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザアブレーション法
による薄膜形成装置に関する。本発明は例えば酸化物超
伝導体の薄膜を形成する際に利用できる。
による薄膜形成装置に関する。本発明は例えば酸化物超
伝導体の薄膜を形成する際に利用できる。
【０００２】
【従来の技術】近年、レーザアブレーション法による薄
膜形成装置が開発されつつある。この装置は、極めて高
エネルギ密度のレーザビーム、一般的には、紫外域で高
出力のエキシマレーザのパルスレーザビームを用い、そ
のレーザビームを高真空状態で固体ターゲットに照射
し、その表面で爆発的な解離であるレーザアブレーショ
ンを発生させ、そして、レーザアブレーションで放出さ
れた原子、イオン等の粒子を基板上に堆積させ、薄膜を
成長させる方法である。
膜形成装置が開発されつつある。この装置は、極めて高
エネルギ密度のレーザビーム、一般的には、紫外域で高
出力のエキシマレーザのパルスレーザビームを用い、そ
のレーザビームを高真空状態で固体ターゲットに照射
し、その表面で爆発的な解離であるレーザアブレーショ
ンを発生させ、そして、レーザアブレーションで放出さ
れた原子、イオン等の粒子を基板上に堆積させ、薄膜を
成長させる方法である。
【０００３】上記したレーザアブレーションは、非熱的
な性質をもつとされており、熱的なレーザプロセスに比
較して、イオン化率、放出粒子の運動エネルギも極めて
大きい。上記したレーザアブレーション法による薄膜形
成装置で形成した薄膜は、その組成、厚みが不均一であ
った。その理由は次の様であると考えられている。即
ち、レーザアブレーションでは、ターゲット材料の表面
において、主として、イオン化された速度が速い物質
と、比較的速度の遅い中性物質とが生じ、両者が基板に
向けて飛来する。ここで、中性物質は、照射点の法線方
向に対してｃｏｓθの分布で放出されるので、かなり広
い範囲で基板に向けて飛来する。一方、イオン化された
物質は、照射点の法線方向に対してｃｏｓn θ（ｎ＞＞
１）の分布で放出されるので、照射点からほとんど広が
らずに基板に向けて集中的に飛来する。そのため、基板
の薄膜形成面で形成された薄膜のうち、中央部ではイオ
ン化された物質が増し、周辺部では中性物質が相対的に
増し、薄膜の組成に不均一が生じる。
な性質をもつとされており、熱的なレーザプロセスに比
較して、イオン化率、放出粒子の運動エネルギも極めて
大きい。上記したレーザアブレーション法による薄膜形
成装置で形成した薄膜は、その組成、厚みが不均一であ
った。その理由は次の様であると考えられている。即
ち、レーザアブレーションでは、ターゲット材料の表面
において、主として、イオン化された速度が速い物質
と、比較的速度の遅い中性物質とが生じ、両者が基板に
向けて飛来する。ここで、中性物質は、照射点の法線方
向に対してｃｏｓθの分布で放出されるので、かなり広
い範囲で基板に向けて飛来する。一方、イオン化された
物質は、照射点の法線方向に対してｃｏｓn θ（ｎ＞＞
１）の分布で放出されるので、照射点からほとんど広が
らずに基板に向けて集中的に飛来する。そのため、基板
の薄膜形成面で形成された薄膜のうち、中央部ではイオ
ン化された物質が増し、周辺部では中性物質が相対的に
増し、薄膜の組成に不均一が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した実情
に鑑みなされたものであり、その目的は、膜の組成の均
一化に有利なレーザアブレーション法による薄膜形成装
置を提供することを目的とする。
に鑑みなされたものであり、その目的は、膜の組成の均
一化に有利なレーザアブレーション法による薄膜形成装
置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるレーザア
ブレーション法による薄膜形成装置は、真空室をもつ真
空容器と、真空室に配置されターゲットを保持するター
ゲット保持部と、ターゲットにレーザアブレーションを
生じさせる高エネルギ密度のレーザビームを照射するレ
ーザ発振器と、真空室に配置され負の電位が与えられる
薄膜形成面をもつ基板を保持する基板保持部と、基板保
持部とターゲット保持部との間に位置しレーザアブレー
ションで生成した粒子が通る通路に配置され負の電位が
与えられるグリッドとで構成され、レーザアブレーショ
ンで生成されたイオンをグリッドで基板に向けて拡散飛
来させる様にしたことを特徴とするものである。
ブレーション法による薄膜形成装置は、真空室をもつ真
空容器と、真空室に配置されターゲットを保持するター
ゲット保持部と、ターゲットにレーザアブレーションを
生じさせる高エネルギ密度のレーザビームを照射するレ
ーザ発振器と、真空室に配置され負の電位が与えられる
薄膜形成面をもつ基板を保持する基板保持部と、基板保
持部とターゲット保持部との間に位置しレーザアブレー
ションで生成した粒子が通る通路に配置され負の電位が
与えられるグリッドとで構成され、レーザアブレーショ
ンで生成されたイオンをグリッドで基板に向けて拡散飛
来させる様にしたことを特徴とするものである。
【０００６】レーザ発振器は、一般に、紫外域で高出力
のエキシマレーザ、あるいは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザをＱ
−スイッチ等によりパルス的に発振するものとする。エ
キシマレーザはＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌなどを採用で
きる。ターゲットとしては、金属、非金属、半導体、絶
縁体、多成分系の酸化物超伝導体を採用できる。多成分
系の酸化物超伝導体としては、ＹＢａ2 Ｃｕ3 ０ 7-x、
Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏ8 がある。グリッドは、グ
リッド曲率半径の小さなものをターゲットに近接した位
置に配置することが好ましい。ターゲットに近い位置で
イオンを効果的に拡散できるため、イオンの拡散性を大
きくすることができるからである。但し、グリッドをタ
ーゲットに近接しすぎると、レーザビームでグリッドが
損傷する可能性が高くなるので、留意する必要がある。
のエキシマレーザ、あるいは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザをＱ
−スイッチ等によりパルス的に発振するものとする。エ
キシマレーザはＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌなどを採用で
きる。ターゲットとしては、金属、非金属、半導体、絶
縁体、多成分系の酸化物超伝導体を採用できる。多成分
系の酸化物超伝導体としては、ＹＢａ2 Ｃｕ3 ０ 7-x、
Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏ8 がある。グリッドは、グ
リッド曲率半径の小さなものをターゲットに近接した位
置に配置することが好ましい。ターゲットに近い位置で
イオンを効果的に拡散できるため、イオンの拡散性を大
きくすることができるからである。但し、グリッドをタ
ーゲットに近接しすぎると、レーザビームでグリッドが
損傷する可能性が高くなるので、留意する必要がある。
【０００７】
【作用】レーザアブレーションで生成されたイオン、中
性物質（クラスタも含む）は基板に向けて飛来するが、
イオンはグリッドで拡散される。そのため、イオンは広
範囲で基板に向けて飛来する。
性物質（クラスタも含む）は基板に向けて飛来するが、
イオンはグリッドで拡散される。そのため、イオンは広
範囲で基板に向けて飛来する。
【０００８】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。本実施例に
かかる薄膜形成装置は、図１に示す様に、真空室１０を
もつ真空容器１と、ターゲット２０を保持するターゲッ
ト保持部２と、パルスレーザ発振器３と、ターゲット２
０の真上に位置して真空室１０に配置され負の電位が与
えられる基板４０を保持する基板保持部４と、基板保持
部４とターゲット保持部２との間に位置するドーム形状
のグリッド５と、グリッド５に近接するドーム形状のス
クリーン６とで構成されている。グリッド５の電位は可
変電圧源５３により付与される。スクリーン６の電位は
可変電圧源６３により付与される。グリッド５の開口と
スクリーン６の開口とは互いに対面する様に設定されて
いる。レーザアブレーションで発生したイオン、中性物
質の通過性を確保し、半球面状の電界を印加するため等
である。さらに、真空容器１０には凸レンズ１１、光学
窓１２が設けられ、凸レンズ１１、光学窓１２を通して
レーザビームＬがターゲット２０に向けて照射される。
ターゲット２０の材質は固体のＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x で
ある。ターゲット保持部２はモータ２１により回転され
る。基板保持部４はモータ４１により回転される。
かかる薄膜形成装置は、図１に示す様に、真空室１０を
もつ真空容器１と、ターゲット２０を保持するターゲッ
ト保持部２と、パルスレーザ発振器３と、ターゲット２
０の真上に位置して真空室１０に配置され負の電位が与
えられる基板４０を保持する基板保持部４と、基板保持
部４とターゲット保持部２との間に位置するドーム形状
のグリッド５と、グリッド５に近接するドーム形状のス
クリーン６とで構成されている。グリッド５の電位は可
変電圧源５３により付与される。スクリーン６の電位は
可変電圧源６３により付与される。グリッド５の開口と
スクリーン６の開口とは互いに対面する様に設定されて
いる。レーザアブレーションで発生したイオン、中性物
質の通過性を確保し、半球面状の電界を印加するため等
である。さらに、真空容器１０には凸レンズ１１、光学
窓１２が設けられ、凸レンズ１１、光学窓１２を通して
レーザビームＬがターゲット２０に向けて照射される。
ターゲット２０の材質は固体のＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x で
ある。ターゲット保持部２はモータ２１により回転され
る。基板保持部４はモータ４１により回転される。
【０００９】パルスレーザ発振器３は紫外域のエキシマ
レーザビーム（ＡｒＦ、発振波長：１９３ｎｍ、パル
ス：１０〜３００Ｈｚ、ピーク出力：１００Ｗ（３００
ｍＪ））を発振する。ここで本実施例では、スクリーン
６の中心Ｋとターゲット２０との距離ｄ0 は１０〜３０
ｍｍとされている。スクリーン６の半径ｒは１５〜３０
０ｍｍとされている。グリッド５とスクリーン６との間
隔距離は２〜１０ｍｍとされている。
レーザビーム（ＡｒＦ、発振波長：１９３ｎｍ、パル
ス：１０〜３００Ｈｚ、ピーク出力：１００Ｗ（３００
ｍＪ））を発振する。ここで本実施例では、スクリーン
６の中心Ｋとターゲット２０との距離ｄ0 は１０〜３０
ｍｍとされている。スクリーン６の半径ｒは１５〜３０
０ｍｍとされている。グリッド５とスクリーン６との間
隔距離は２〜１０ｍｍとされている。
【００１０】本実施例では、スクリーン６はアースに対
し負のＶSgの電位が付与され、グリッド５はアースに対
し負のＶ ag の電位が付与され、基板４０はアースに対
し負のＶsub （〜５００Ｖ）の電位が付与される。ま
た、ターゲット保持部２はアースになる。そして成膜時
には、真空室１０内を１０-7から１０-8Ｔｏｒｒの超高
真空状態にし、モータ２１によりターゲット２０を回転
させるとともにモータ４１により基板４０を回転させ
る。その状態で、凸レンズ１１、光学窓１２を通してパ
ルスレーザ発振器３からパルスレーザビームＬがターゲ
ット２０に向けて照射される。レーザビームの最大強度
は１０8 Ｗ／ｃｍ2 程度である。これにより、ターゲッ
ト２０の表面に爆発的な解離であるレーザアブレーショ
ンが発生し、イオン化された速度が速い物質と、比較的
速度の遅い中性物質とが飛来する。ここで、中性物質
は、グリッド５、スクリーン６の電位による吸引効果を
基本的には受けることがない。即ち、中性物質は、一部
がグリッド５、スクリーン６に付着するものの、残りの
大部分は広範囲で真っ直ぐ基板４０の薄膜形成面４０ａ
に向けて飛来する。
し負のＶSgの電位が付与され、グリッド５はアースに対
し負のＶ ag の電位が付与され、基板４０はアースに対
し負のＶsub （〜５００Ｖ）の電位が付与される。ま
た、ターゲット保持部２はアースになる。そして成膜時
には、真空室１０内を１０-7から１０-8Ｔｏｒｒの超高
真空状態にし、モータ２１によりターゲット２０を回転
させるとともにモータ４１により基板４０を回転させ
る。その状態で、凸レンズ１１、光学窓１２を通してパ
ルスレーザ発振器３からパルスレーザビームＬがターゲ
ット２０に向けて照射される。レーザビームの最大強度
は１０8 Ｗ／ｃｍ2 程度である。これにより、ターゲッ
ト２０の表面に爆発的な解離であるレーザアブレーショ
ンが発生し、イオン化された速度が速い物質と、比較的
速度の遅い中性物質とが飛来する。ここで、中性物質
は、グリッド５、スクリーン６の電位による吸引効果を
基本的には受けることがない。即ち、中性物質は、一部
がグリッド５、スクリーン６に付着するものの、残りの
大部分は広範囲で真っ直ぐ基板４０の薄膜形成面４０ａ
に向けて飛来する。
【００１１】一方、イオン化された物質（速度：〜３×
１０5 ｍ／ｓ程度）は、本来的にはレーザ照射位置の法
線Ｐにそって集中的に飛来するものであるが、本実施例
ではグリッド５、スクリーン６の電位による吸引を受け
て拡散し、ドーム形状のグリッド５方向に集まる。この
とき本実施例ではＶ ag ＝−１０〜１００Ｖとすること
により、効率よく、グリッド５を損傷することなく、グ
リッド５にイオンを集めることができる。また本実施例
では、Ｖ ag −ＶSg＝−１００〜−２００Ｖの電位を付
与しているため、イオンはスクリーン６とグリッド５と
の電界により加速されつつ、広い角度に拡散される。そ
のため、中性物質と同様に、イオンも広範囲で基板４０
に向けて飛来し、その結果、基板４０の薄膜形成面４０
ａ全体で堆積され、厚み１０００Å程度の均一組成の薄
膜が形成される。
１０5 ｍ／ｓ程度）は、本来的にはレーザ照射位置の法
線Ｐにそって集中的に飛来するものであるが、本実施例
ではグリッド５、スクリーン６の電位による吸引を受け
て拡散し、ドーム形状のグリッド５方向に集まる。この
とき本実施例ではＶ ag ＝−１０〜１００Ｖとすること
により、効率よく、グリッド５を損傷することなく、グ
リッド５にイオンを集めることができる。また本実施例
では、Ｖ ag −ＶSg＝−１００〜−２００Ｖの電位を付
与しているため、イオンはスクリーン６とグリッド５と
の電界により加速されつつ、広い角度に拡散される。そ
のため、中性物質と同様に、イオンも広範囲で基板４０
に向けて飛来し、その結果、基板４０の薄膜形成面４０
ａ全体で堆積され、厚み１０００Å程度の均一組成の薄
膜が形成される。
【００１２】図２はイオン、中性物質の拡散の度合いを
示す。図２の横軸は角度θ、縦軸は相対数を示す。ここ
で、相対数とは、｛（角度θにおいて飛来する粒子の数
ｎθ／（角度θ＝０において飛来する粒子の数ｎ０）｝
を意味する。図２において○印は中性物質を示し、△印
はイオン（グリッド５なし）を示し、◇印はイオン（グ
リッド５あり、ｒ＝５０ｍｍ、Ｖ ag ＝−１５０Ｖ）を
示し、□印はイオン（グリッド５あり、ｒ＝２５ｍｍ、
Ｖ ag ＝−２００Ｖ）を示す。
示す。図２の横軸は角度θ、縦軸は相対数を示す。ここ
で、相対数とは、｛（角度θにおいて飛来する粒子の数
ｎθ／（角度θ＝０において飛来する粒子の数ｎ０）｝
を意味する。図２において○印は中性物質を示し、△印
はイオン（グリッド５なし）を示し、◇印はイオン（グ
リッド５あり、ｒ＝５０ｍｍ、Ｖ ag ＝−１５０Ｖ）を
示し、□印はイオン（グリッド５あり、ｒ＝２５ｍｍ、
Ｖ ag ＝−２００Ｖ）を示す。
【００１３】図２の特性線Ａ０に示す様に、中性物質の
場合には、角度θが大きくなっても相対数の低下は比較
的小さく、即ち中性物質は広範囲で飛来することがわか
る。またイオンの場合には、図２の特性線Ａ１に示す様
に、グリッド５無しの場合には、角度θが大きくなるに
つれて相対数が小さくなる。即ちイオンは狭い範囲で飛
来する。また、図２の特性線Ａ２に示す様に、グリッド
５有りの場合には、角度θが大きくなっても相対数の低
下は少なくなり、即ち、イオンは比較的広範囲に飛来す
ることがわかる。更にまた、図２の特性線Ａ３に示す様
に、グリッド５有りで、しかもｒ＝２５ｍｍ、Ｖ ag ＝
−２００Ｖとした場合には、グリッド５の曲率半径が小
さく、かつ電位による吸引力が強いので、角度θが大き
くなっても相対数の低下は一層少なくなり、即ち、特性
線Ａ３と特性線Ａ０との比較で理解できる様に、イオン
は中性物質よりも広範囲に飛来できることがわかる。そ
のため、グリッド５を設けた場合には薄膜の組成比を均
一化するのに有利であることがわかる。なお、上記試験
例では、中性物質はＹＯ2 -x、ＢａＯ1-x 、Ｃｕ2 Ｏ
1-x などであり、イオンはＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x -1、Ｙ
Ｏ-1 2-x などと考えられている。
場合には、角度θが大きくなっても相対数の低下は比較
的小さく、即ち中性物質は広範囲で飛来することがわか
る。またイオンの場合には、図２の特性線Ａ１に示す様
に、グリッド５無しの場合には、角度θが大きくなるに
つれて相対数が小さくなる。即ちイオンは狭い範囲で飛
来する。また、図２の特性線Ａ２に示す様に、グリッド
５有りの場合には、角度θが大きくなっても相対数の低
下は少なくなり、即ち、イオンは比較的広範囲に飛来す
ることがわかる。更にまた、図２の特性線Ａ３に示す様
に、グリッド５有りで、しかもｒ＝２５ｍｍ、Ｖ ag ＝
−２００Ｖとした場合には、グリッド５の曲率半径が小
さく、かつ電位による吸引力が強いので、角度θが大き
くなっても相対数の低下は一層少なくなり、即ち、特性
線Ａ３と特性線Ａ０との比較で理解できる様に、イオン
は中性物質よりも広範囲に飛来できることがわかる。そ
のため、グリッド５を設けた場合には薄膜の組成比を均
一化するのに有利であることがわかる。なお、上記試験
例では、中性物質はＹＯ2 -x、ＢａＯ1-x 、Ｃｕ2 Ｏ
1-x などであり、イオンはＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x -1、Ｙ
Ｏ-1 2-x などと考えられている。
【００１４】また図３に他の試験例を示す。この試験例
では基本的には前記した試験例と同じ条件で行った。こ
の場合には、ターゲット２０は酸化物超伝導体（ＹＢａ
2 Ｃｕ3 ０ 7-x）である。したがって、ターゲット２０
でレーザアブレーションが生じると、基本的には、Ｙ原
子１個、Ｂａ原子２個、Ｃｕ原子３個の割合でターゲッ
ト２０から基板４０の薄膜形成面４０ａに向けてイオ
ン、中性物質が飛来することになる。よって本来的に
は、薄膜中におけるＣｕ／Ｙは３、Ｂａ／Ｙは２、Ｃｕ
／Ｂａ１．５の比率となるものである。なお、Ｙ、Ｃ
ｕ、Ｂａともにイオン、中性物質になるものと考えられ
ている。この試験例では、レーザ強度は５０Ｊ／ｃ
ｍ2 、グリッド５の半径Ｒ＝５０ｍｍ、ＶSg＝−５０
Ｖ、Ｖ ag ＝−１５０Ｖ、Ｖsub ＝−１００Ｖの条件で
行った。
では基本的には前記した試験例と同じ条件で行った。こ
の場合には、ターゲット２０は酸化物超伝導体（ＹＢａ
2 Ｃｕ3 ０ 7-x）である。したがって、ターゲット２０
でレーザアブレーションが生じると、基本的には、Ｙ原
子１個、Ｂａ原子２個、Ｃｕ原子３個の割合でターゲッ
ト２０から基板４０の薄膜形成面４０ａに向けてイオ
ン、中性物質が飛来することになる。よって本来的に
は、薄膜中におけるＣｕ／Ｙは３、Ｂａ／Ｙは２、Ｃｕ
／Ｂａ１．５の比率となるものである。なお、Ｙ、Ｃ
ｕ、Ｂａともにイオン、中性物質になるものと考えられ
ている。この試験例では、レーザ強度は５０Ｊ／ｃ
ｍ2 、グリッド５の半径Ｒ＝５０ｍｍ、ＶSg＝−５０
Ｖ、Ｖ ag ＝−１５０Ｖ、Ｖsub ＝−１００Ｖの条件で
行った。
【００１５】試験結果を図３に示す。ここで図３の縦軸
は組成比及び超伝導現象の臨界温度を示し、横軸は角度
θを示す。また、△印はグリッド５無しの場合のＣｕ／
Ｙを示し、▲印はグリッド有りの場合のＣｕ／Ｙを示
す。○印はグリッド５無しの場合のＢａ／Ｙを示し、●
印はグリッド５有りの場合のＢａ／Ｙを示す。□印はグ
リッド５無しの場合のＣｕ／Ｂａを示し、■印はグリッ
ド５有りの場合のＣｕ／Ｂａを示す。
は組成比及び超伝導現象の臨界温度を示し、横軸は角度
θを示す。また、△印はグリッド５無しの場合のＣｕ／
Ｙを示し、▲印はグリッド有りの場合のＣｕ／Ｙを示
す。○印はグリッド５無しの場合のＢａ／Ｙを示し、●
印はグリッド５有りの場合のＢａ／Ｙを示す。□印はグ
リッド５無しの場合のＣｕ／Ｂａを示し、■印はグリッ
ド５有りの場合のＣｕ／Ｂａを示す。
【００１６】Ｃｕ／Ｙについて説明する。即ち、グリッ
ド５無しの場合には、△印で示す様に、θが０から２０
度程度の域ではＣｕ／Ｙが３程度であるが、θが３０
度、４０度になると、Ｃｕ／Ｙが２．５程度に低下す
る。一方、グリッド５有りの場合には、▲印で示す様
に、θが３０度程度の域であってもＣｕ／Ｙが３程度で
あり、θが４０度でもＣｕ／Ｙは２．８程度に維持され
る。
ド５無しの場合には、△印で示す様に、θが０から２０
度程度の域ではＣｕ／Ｙが３程度であるが、θが３０
度、４０度になると、Ｃｕ／Ｙが２．５程度に低下す
る。一方、グリッド５有りの場合には、▲印で示す様
に、θが３０度程度の域であってもＣｕ／Ｙが３程度で
あり、θが４０度でもＣｕ／Ｙは２．８程度に維持され
る。
【００１７】Ｂａ／Ｙについて説明する。即ち、グリッ
ド５無しの場合には、〇印に示す様に、θが０から２０
度程度の域ではＢａ／Ｙが２程度であるが、θが３０
度、４０度になると、Ｂａ／Ｙが１．６から１．５程度
に低下する。一方、グリッド５有りの場合には、●印で
示す様に、θが３０度程度の域でもＢａ／Ｙが２程度で
あり、θが４０度でもＢａ／Ｙは１．８〜１．９程度に
維持される。
ド５無しの場合には、〇印に示す様に、θが０から２０
度程度の域ではＢａ／Ｙが２程度であるが、θが３０
度、４０度になると、Ｂａ／Ｙが１．６から１．５程度
に低下する。一方、グリッド５有りの場合には、●印で
示す様に、θが３０度程度の域でもＢａ／Ｙが２程度で
あり、θが４０度でもＢａ／Ｙは１．８〜１．９程度に
維持される。
【００１８】Ｃｕ／Ｂａについて説明する。即ち、□印
に示すグリッド５無しの場合と、■印に示すグリッド５
有りの場合とは、Ｃｕ／Ｂａともに１．５程度であり、
変わらない。その理由は、主としてＣｕ、Ｂａとも飛来
量が減少するためであると推定される。また、図３にお
いて特性線Ｗ１はグリッド５無しの場合における臨界温
度を示し、特性線Ｗ２はグリッド５有りの場合における
臨界温度を示す。特性線Ｗ１、特性線Ｗ１に示す様に、
角度θが２０°程度までの領域では、グリッド５無しの
場合、グリッド５有りの場合ともに、臨界温度は大差な
いものの、角度θが３０度、４０度に至ると、組成比が
所定値からずれるグリツド５無しの場合には臨界温度は
大きく低下するものの、組成比のずれが少ないグリッド
５が有りの場合には臨界温度の低下は少ないことがわか
る。
に示すグリッド５無しの場合と、■印に示すグリッド５
有りの場合とは、Ｃｕ／Ｂａともに１．５程度であり、
変わらない。その理由は、主としてＣｕ、Ｂａとも飛来
量が減少するためであると推定される。また、図３にお
いて特性線Ｗ１はグリッド５無しの場合における臨界温
度を示し、特性線Ｗ２はグリッド５有りの場合における
臨界温度を示す。特性線Ｗ１、特性線Ｗ１に示す様に、
角度θが２０°程度までの領域では、グリッド５無しの
場合、グリッド５有りの場合ともに、臨界温度は大差な
いものの、角度θが３０度、４０度に至ると、組成比が
所定値からずれるグリツド５無しの場合には臨界温度は
大きく低下するものの、組成比のずれが少ないグリッド
５が有りの場合には臨界温度の低下は少ないことがわか
る。
【００１９】上記した試験結果からも理解できる様に、
グリッド５が無い場合には薄膜の組成比が所定の値から
ずれ、超伝導現象を示す臨界温度Ｔｃも降下する。この
点、本実施例にかかるグリッド５によるイオン拡散作用
は、薄膜の組成比の均一化に有効であり、超伝導現象を
示す臨界温度を高温に維持するのに有利であることがわ
かる。
グリッド５が無い場合には薄膜の組成比が所定の値から
ずれ、超伝導現象を示す臨界温度Ｔｃも降下する。この
点、本実施例にかかるグリッド５によるイオン拡散作用
は、薄膜の組成比の均一化に有効であり、超伝導現象を
示す臨界温度を高温に維持するのに有利であることがわ
かる。
【００２０】なお図２に示す試験結果、図３に示す試験
結果ともに、薄膜中における元素の同定はオージェ電子
分光ＥＳＣＡ等により行った。 （他の実施例）真空室の別室に駆動モータを配置すると
ともに、駆動モータで移動する可動体にグリッド及びタ
ーゲットの一方を装備し、駆動モータにより可動体を移
動させ、これによりグリッドとターゲットとの間隔距離
を調整する構成にもできる。この場合には、グリッドと
ターゲットとの間隔距離を調整できるので、ターゲット
表面で発生したイオンをグリッドで拡散するイオン拡散
度合いを調整できる効果が得られる。
結果ともに、薄膜中における元素の同定はオージェ電子
分光ＥＳＣＡ等により行った。 （他の実施例）真空室の別室に駆動モータを配置すると
ともに、駆動モータで移動する可動体にグリッド及びタ
ーゲットの一方を装備し、駆動モータにより可動体を移
動させ、これによりグリッドとターゲットとの間隔距離
を調整する構成にもできる。この場合には、グリッドと
ターゲットとの間隔距離を調整できるので、ターゲット
表面で発生したイオンをグリッドで拡散するイオン拡散
度合いを調整できる効果が得られる。
【００２１】
【発明の効果】本発明のレーザアブレーション法による
薄膜形成装置によれば、集中飛来しがちのイオンを拡散
できるので薄膜の組成の均一化に有利である。更に、拡
散作用をもつグリッドをターゲットに近接させれば、タ
ーゲット近くで拡散できるので、イオンの拡散の度合い
を大きくするのに有利であり、薄膜の組成の均一化に一
層有利である。本発明装置を超伝導材料からなる薄膜の
形成に適用すれば、超伝導材料の組成の均一化を図り
得、そのため超伝導現象を示す臨界温度を高温に維持す
るのに有利である。また、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉ
ｎ Ｏｘｉｄｅ）膜のような多成分系の透明導電極に用
いた場合、光の透過率、膜の導電率の向上に寄与でき
る。
薄膜形成装置によれば、集中飛来しがちのイオンを拡散
できるので薄膜の組成の均一化に有利である。更に、拡
散作用をもつグリッドをターゲットに近接させれば、タ
ーゲット近くで拡散できるので、イオンの拡散の度合い
を大きくするのに有利であり、薄膜の組成の均一化に一
層有利である。本発明装置を超伝導材料からなる薄膜の
形成に適用すれば、超伝導材料の組成の均一化を図り
得、そのため超伝導現象を示す臨界温度を高温に維持す
るのに有利である。また、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉ
ｎ Ｏｘｉｄｅ）膜のような多成分系の透明導電極に用
いた場合、光の透過率、膜の導電率の向上に寄与でき
る。
【図１】装置の要部の構成図である。
【図２】グリッドを設けた場合と設けない場合とにおけ
るイオン及び中性物質の飛来の広がりの度合いを示すグ
ラフである。
るイオン及び中性物質の飛来の広がりの度合いを示すグ
ラフである。
【図３】他の試験例における組成比と角度との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
図中、１０は真空室１０、１は真空容器、２０はターゲ
ット２０、２はターゲット保持部、３はパルスレーザ発
振器、４は基板保持部、４０は基板、５はグリッド、６
はスクリーンを示す。
ット２０、２はターゲット保持部、３はパルスレーザ発
振器、４は基板保持部、４０は基板、５はグリッド、６
はスクリーンを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ３０Ｂ 29/22 ５０１ Ｈ 7821−4Ｇ // Ｈ０１Ｂ 12/06 8936−5Ｇ
Claims (1)
- 【請求項１】 真空室をもつ真空容器と、該真空室に配
置されターゲットを保持するターゲット保持部と、該タ
ーゲットにレーザアブレーションを生じさせる高エネル
ギ密度のレーザビームを照射するレーザ発振器と、該真
空室に配置され負の電位が与えられる薄膜形成面をもつ
基板を保持する基板保持部と、該基板保持部と該ターゲ
ット保持部との間に位置しレーザアブレーションで生成
した粒子が通る通路に配置され負の電位が与えられるグ
リッドとで構成され、レーザアブレーションで生成され
たイオンを該グリッドで該基板に向けて拡散飛来させる
様にしたことを特徴とするレーザアブレーション法によ
る薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3301794A JPH05139735A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | レーザアブレーシヨン法による薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3301794A JPH05139735A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | レーザアブレーシヨン法による薄膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05139735A true JPH05139735A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=17901258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3301794A Pending JPH05139735A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | レーザアブレーシヨン法による薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05139735A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5660746A (en) * | 1994-10-24 | 1997-08-26 | University Of South Florida | Dual-laser process for film deposition |
| US6872649B2 (en) | 1999-04-15 | 2005-03-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing transparent conductor film and compound semiconductor light-emitting device with the film |
| JP2006255533A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | ガス浄化材料及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-11-18 JP JP3301794A patent/JPH05139735A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5660746A (en) * | 1994-10-24 | 1997-08-26 | University Of South Florida | Dual-laser process for film deposition |
| US6872649B2 (en) | 1999-04-15 | 2005-03-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing transparent conductor film and compound semiconductor light-emitting device with the film |
| US6876003B1 (en) | 1999-04-15 | 2005-04-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor light-emitting device, method of manufacturing transparent conductor film and method of manufacturing compound semiconductor light-emitting device |
| KR100688006B1 (ko) * | 1999-04-15 | 2007-02-27 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 투명전도막의 제조방법 및 화합물반도체발광소자의제조방법 |
| KR100721643B1 (ko) * | 1999-04-15 | 2007-05-23 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 반도체발광소자 |
| JP2006255533A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | ガス浄化材料及びその製造方法 |
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