JPH0959762A - Formation of zinc oxide thin film - Google Patents
Formation of zinc oxide thin filmInfo
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- JPH0959762A JPH0959762A JP21709995A JP21709995A JPH0959762A JP H0959762 A JPH0959762 A JP H0959762A JP 21709995 A JP21709995 A JP 21709995A JP 21709995 A JP21709995 A JP 21709995A JP H0959762 A JPH0959762 A JP H0959762A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＺｎＯ薄膜形成方
法、詳しくは、レーザアブレーション法を利用してガラ
ス基板上に成膜材料を堆積／結晶化してＺｎＯ薄膜を形
成する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a ZnO thin film, and more particularly to a method for forming a ZnO thin film by using a laser ablation method to deposit / crystallize a film forming material on a glass substrate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、良質で高結晶性、高特性の強誘電
体及び圧電体の薄膜を形成する方法の一つとして、レー
ザアブレーション法が注目されている。レーザアブレー
ション法は、レーザ光を固体のターゲットに照射し、放
出された中性原子、分子、イオンを基板上に堆積／結晶
化して薄膜を形成する方法である。2. Description of the Related Art In recent years, laser ablation has attracted attention as one of the methods for forming thin films of ferroelectrics and piezoelectrics of high quality, high crystallinity and high characteristics. The laser ablation method is a method in which a solid target is irradiated with laser light and emitted neutral atoms, molecules, and ions are deposited / crystallized on a substrate to form a thin film.
【０００３】このレーザアブレーション法が注目されて
いるのは、主に以下の理由による。 （１）成膜室の外部からレーザ光が導入されるために成
膜室の内部を結晶の成長に適した雰囲気、圧力に調整で
きる。（２）ターゲットのみから成膜材料が放出される
ために不純物のない薄膜が得られる。（３）圧力、基板
温度、成膜速度等のパラメータを独立に選択できる。The reason why the laser ablation method has received attention is mainly due to the following reasons. (1) Since the laser light is introduced from the outside of the film forming chamber, the inside of the film forming chamber can be adjusted to an atmosphere and pressure suitable for crystal growth. (2) Since the film forming material is released only from the target, a thin film free from impurities can be obtained. (3) Parameters such as pressure, substrate temperature, and film formation rate can be independently selected.
【０００４】一方、薄膜形成方法としては、別にスパッ
タリング法、ＣＶＤ法等が知られている。そして、Ｚｎ
Ｏ薄膜の形成には、従来より、スパッタリング法あるい
はＣＶＤ法が採用されている。On the other hand, as a thin film forming method, a sputtering method, a CVD method and the like are known separately. And Zn
Conventionally, a sputtering method or a CVD method has been adopted for forming the O thin film.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スパッ
タリング法やＣＶＤ法によって形成されるＺｎＯ薄膜
は、膜厚が薄い（具体的には約２００ｎｍ）と、結晶性
及び配向性が悪いという問題があった。特に、基板とし
てガラス基板を使用した場合には、ガラス基板がアモル
ファス基板であるため、膜厚が約２００ｎｍで、かつ配
向性の優れたＺｎＯ薄膜を基板上に形成することは不可
能であった。However, the ZnO thin film formed by the sputtering method or the CVD method has a problem that the crystallinity and orientation are poor when the film thickness is thin (specifically, about 200 nm). . In particular, when a glass substrate was used as the substrate, it was impossible to form a ZnO thin film having a film thickness of about 200 nm and excellent orientation on the substrate because the glass substrate was an amorphous substrate. .
【０００６】そこで、本発明の目的は、配向性が優れて
いる薄膜をガラス基板上に形成することができるＺｎＯ
薄膜形成方法を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to form a thin film of ZnO having excellent orientation on a glass substrate.
It is to provide a thin film forming method.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明に係るＺｎＯ薄膜形成方法は、ガス圧が７×
１０-5〜１×１０-2Ｔｏｒｒの酸素ガス雰囲気中で、Ｚ
ｎＯターゲットから放出された成膜材料を、基板温度が
２００〜７００℃のガラス基板上に到達させ、このガラ
ス基板上にＺｎＯ薄膜を形成することを特徴とする。In order to achieve the above object, the method for forming a ZnO thin film according to the present invention has a gas pressure of 7 ×.
Z in an oxygen gas atmosphere of 10 −5 to 1 × 10 −2 Torr
The film-forming material released from the nO target is made to reach a glass substrate having a substrate temperature of 200 to 700 ° C., and a ZnO thin film is formed on this glass substrate.
【０００８】さらに、本発明に係るＺｎＯ薄膜形成方法
は、異種物を混合したＺｎＯターゲットから放出された
成膜材料を、ガラス基板上に到達させ、このガラス基板
上にＺｎＯ薄膜を形成することを特徴とする。異種物と
しては、例えばＣｕ，Ａｌ等が用いられる。Further, in the method of forming a ZnO thin film according to the present invention, a film forming material released from a ZnO target mixed with different kinds of substances is allowed to reach a glass substrate and a ZnO thin film is formed on the glass substrate. Characterize. As the foreign substance, for example, Cu, Al or the like is used.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るＺｎＯ薄膜形
成方法の実施形態について添付図面を参照して説明す
る。 ［第１実施形態］図１はレーザアブレーション装置を示
す。この装置は、成膜室１０内にターゲット１５と基板
１６を所定の間隔で設置し、光源ユニット２０から放射
されたレーザ光Ｌをレンズ２１を介して窓部１１から成
膜室１０内に導入し、ターゲット１５を照射するように
構成されている。成膜室１０には成膜室１０内を真空に
するための排気口１２が設けられており、この排気口１
２に排気装置（図示せず）が連結されている。さらに、
成膜室１０内に酸素ガスを供給するためのガス供給管１
３が成膜室１０に連結されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a ZnO thin film forming method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. [First Embodiment] FIG. 1 shows a laser ablation device. In this apparatus, a target 15 and a substrate 16 are installed in a film forming chamber 10 at a predetermined interval, and a laser beam L emitted from a light source unit 20 is introduced into a film forming chamber 10 through a window 21 from a window 11. Then, the target 15 is irradiated. The film forming chamber 10 is provided with an exhaust port 12 for making the inside of the film forming chamber 10 a vacuum.
An exhaust device (not shown) is connected to 2. further,
Gas supply pipe 1 for supplying oxygen gas into the film forming chamber 10
3 is connected to the film forming chamber 10.
【００１０】ターゲット１５としては、純度が９９．９
９９％のＺｎＯ粉末を約２００ｋｇ／ｃｍ2でプレス成
形した後、１０００℃の温度で２４時間焼成した焼結Ｚ
ｎＯターゲットが使用される。ＺｎＯターゲット１５は
成膜室１０内の中央付近に配置され、基板１６はＺｎＯ
ターゲット１５に平行に向かい合わせて配置される。Ｚ
ｎＯターゲットと基板１６の距離は３０ｍｍである。基
板１６としては、ガラス基板（コーニング社製、品番：
＃７０５９）が使用される。ガラス基板１６は、中性洗
剤にて５分間、純水にて５分間、アセトンにて５分間の
順に超音波洗浄された後、成膜室１０内にセットされ
る。The target 15 has a purity of 99.9.
Sintered Z obtained by press-molding 99% ZnO powder at about 200 kg / cm 2 and then firing at a temperature of 1000 ° C. for 24 hours
nO target is used. The ZnO target 15 is arranged near the center of the film forming chamber 10, and the substrate 16 is made of ZnO.
The target 15 is arranged parallel to and facing the target 15. Z
The distance between the nO target and the substrate 16 is 30 mm. As the substrate 16, a glass substrate (manufactured by Corning, product number:
# 7059) is used. The glass substrate 16 is ultrasonically cleaned for 5 minutes with a neutral detergent, 5 minutes with pure water, and 5 minutes with acetone, and then set in the film forming chamber 10.
【００１１】次に、成膜室１０内を１×１０-6Ｔｏｒｒ
まで真空排気した後、酸素ガスを所定の圧力になるまで
成膜室１０内に供給する。酸素ガスを供給することは、
以下の理由による。一般に、レーザアブレーション法に
よってガラス基板上に形成されたＺｎＯ薄膜は、亜鉛と
酸素の割合が１：１になりにくく、酸素が若干不足した
組成を有する。酸素ガス雰囲気中で成膜すると、この酸
素不足を解消することができるからである。さらに、酸
素ガスの一部（約８％）をオゾナイザにてオゾン化し
た。オゾンは活性化されているため、ＺｎＯ薄膜の酸素
不足解消効果が酸素より大きいからである。Next, the inside of the film forming chamber 10 is set to 1 × 10 -6 Torr.
After vacuum evacuation to, oxygen gas is supplied into the film forming chamber 10 until a predetermined pressure is reached. Supplying oxygen gas
For the following reasons. Generally, a ZnO thin film formed on a glass substrate by the laser ablation method has a composition in which the ratio of zinc and oxygen is less likely to be 1: 1 and oxygen is slightly insufficient. This is because if the film is formed in an oxygen gas atmosphere, this lack of oxygen can be eliminated. Furthermore, a part (about 8%) of the oxygen gas was ozonized with an ozonizer. This is because ozone is activated, and the effect of eliminating oxygen deficiency of the ZnO thin film is greater than that of oxygen.
【００１２】次に、ガラス基板１６を図示しないヒータ
にて所定の温度まで加熱した後、レーザ光ＬをＺｎＯタ
ーゲット１５に照射させる。光源ユニット２０として
は、ＡｒＦエキシマレーザが使用され、レーザ光Ｌは周
波数が５Ｈｚのパルスレーザで、ターゲット上でのエネ
ルギー密度が約１Ｊ／ｃｍ2のものである。レーザ光Ｌ
がＺｎＯターゲット１５を照射すると、ＺｎＯターゲッ
ト１５から中性原子、分子、イオン等の成膜材料である
小粒子が放出されプルームＰが形成される。放出された
成膜材料はガラス基板１６上に堆積し結晶化する。成膜
速度は、水晶振動式膜厚計でモニタしながら、４ｎｍ／
分を維持した。こうして、ガラス基板温度を室温〜７０
０℃の範囲内で任意に設定すると共に、酸素ガス圧を７
×１０-5〜１×１０-1Ｔｏｒｒの範囲内で任意に設定し
て、膜厚が２００ｎｍのＺｎＯ薄膜を種々形成した。Next, the glass substrate 16 is heated to a predetermined temperature by a heater (not shown), and then the laser light L is irradiated on the ZnO target 15. An ArF excimer laser is used as the light source unit 20, and the laser light L is a pulse laser having a frequency of 5 Hz and an energy density on the target of about 1 J / cm 2 . Laser light L
When the ZnO target 15 is irradiated with, the small particles that are film forming materials such as neutral atoms, molecules, and ions are emitted from the ZnO target 15, and the plume P is formed. The released film forming material is deposited on the glass substrate 16 and crystallized. The film formation speed is 4 nm /
Hold the minute. In this way, the glass substrate temperature is set to room temperature to 70
Oxygen gas pressure is set to 7 as well as arbitrarily set within the range of 0 ° C.
Various ZnO thin films having a film thickness of 200 nm were formed by arbitrarily setting it within a range of × 10 -5 to 1 × 10 -1 Torr.
【００１３】形成されたＺｎＯ薄膜は、Ｘ線回折法（θ
−２θ法、ロッキングカーブ法）により結晶構造と配向
性が評価された。その結果、形成された全てのＺｎＯ薄
膜は、ガラス基板１６上に〈００１〉軸が垂直に配向し
ているＣ軸配向膜であった。さらに、Ｃ軸配向性良さを
評価するため、ガラス基板１６面に垂直な方向に対する
〈００１〉軸方向の揺らぎを、（００２）面からの回折
ピークのロッキングカーブ半値幅の値で評価した。図２
は成膜条件（基板温度、酸素ガス圧）と半値幅の関係を
示すグラフである。図２より、基板温度が２００〜７０
０℃で、かつ酸素ガス圧が７×１０-5〜１×１０-2Ｔｏ
ｒｒの条件を満足すれば、半値幅が４〜５．９゜以下の
Ｃ軸配向性の良好なＺｎＯ薄膜が形成されることがわか
る。そして、基板温度が３６０〜６００℃で、かつ酸素
ガス圧が２×１０-4〜２．５×１０-3Ｔｏｒｒの条件を
満足すれば、半値幅が３．９゜以下のＣ軸配向性の良好
なＺｎＯ薄膜が形成されることがわかる。さらに、基板
温度が５００〜６００℃で、かつ酸素ガスが２×１０-4
〜６×１０-4Ｔｏｒｒの条件を満足すれば、半値幅が
１．９゜以下のＣ軸配向性が著しく良好なＺｎＯ薄膜が
形成されることがわかる。The formed ZnO thin film was analyzed by the X-ray diffraction method (θ
The crystal structure and orientation were evaluated by the -2θ method and the rocking curve method). As a result, all the formed ZnO thin films were C-axis oriented films in which the <001> axis was vertically oriented on the glass substrate 16. Further, in order to evaluate the C-axis orientation goodness, the fluctuation in the <001> axis direction with respect to the direction perpendicular to the surface of the glass substrate 16 was evaluated by the rocking curve half value width of the diffraction peak from the (002) plane. FIG.
3 is a graph showing the relationship between film forming conditions (substrate temperature, oxygen gas pressure) and half-width. From FIG. 2, the substrate temperature is 200 to 70.
Oxygen gas pressure is 7 × 10 −5 to 1 × 10 −2 To at 0 ° C.
It can be seen that if the condition of rr is satisfied, a ZnO thin film having a full width at half maximum of 4 to 5.9 ° or less and good C-axis orientation is formed. If the substrate temperature is 360 to 600 ° C. and the oxygen gas pressure is 2 × 10 −4 to 2.5 × 10 −3 Torr, the C-axis orientation with a half width of 3.9 ° or less is obtained. It can be seen that a favorable ZnO thin film of Further, the substrate temperature is 500 to 600 ° C., and the oxygen gas is 2 × 10 −4.
It can be seen that if the condition of ˜6 × 10 −4 Torr is satisfied, a ZnO thin film having a full width at half maximum of 1.9 ° or less and excellent C-axis orientation is formed.
【００１４】図３は膜厚と半値幅の関係を示すグラフで
ある。酸素ガス圧は６×１０-4Ｔｏｒｒで、基板温度が
３６０℃の場合（実線２６）と基板温度が５００℃の場
合（実線２７）が示されている。ただし、この場合には
膜厚が３３０〜５００ｎｍのものまで形成した。この条
件であれば、膜厚が５０ｎｍという薄い膜から既に配向
性の良好なＺｎＯ膜が得られる。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the film thickness and the half width. The oxygen gas pressure is 6 × 10 −4 Torr, and the case where the substrate temperature is 360 ° C. (solid line 26) and the substrate temperature is 500 ° C. (solid line 27) are shown. However, in this case, a film having a film thickness of 330 to 500 nm was formed. Under this condition, a ZnO film having a good orientation can be obtained from a thin film having a film thickness of 50 nm.
【００１５】［第２実施形態］第２実施形態に使用され
るレーザアブレーション装置は、前記第１実施形態に使
用した装置と同様のものであるため、構造についての詳
細な説明は省略する。ターゲット１５としては、純度が
９９．９９９％のＺｎＯ粉末に、純度が９９％のＣｕ2
Ｏ粉末を約１．３ｍｏｌ％混ぜたものを約２００ｋｇ／
ｃｍ2でプレス成形した後、１０００℃の温度で２４時
間焼成した焼結ＺｎＯターゲットが使用される。基板１
６としては、ガラス基板（コーニング社製、品番：＃７
０５９）が使用される。このガラス基板１６の表面は前
記第１実施形態と同様の洗浄工程を経て処理される。[Second Embodiment] Since the laser ablation apparatus used in the second embodiment is the same as the apparatus used in the first embodiment, detailed description of the structure will be omitted. As the target 15, ZnO powder having a purity of 99.999% and Cu 2 having a purity of 99% are used.
Approximately 200 kg / of O powder mixed at approximately 1.3 mol%
A sintered ZnO target is used, which is press-formed at cm 2 and then fired at a temperature of 1000 ° C. for 24 hours. Board 1
6 is a glass substrate (manufactured by Corning, product number: # 7
059) is used. The surface of the glass substrate 16 is processed through the same cleaning process as in the first embodiment.
【００１６】次に、ガラス基板１６の温度を５００℃、
酸素ガス圧を６×１０-4Ｔｏｒｒに設定した後、レーザ
光ＬをＺｎＯターゲット１５に照射してＺｎＯターゲッ
ト１５から成膜材料である小粒子を放射する。放射され
た成膜材料はガラス基板１６上に堆積し結晶化する。成
膜速度は４ｎｍ／分であり、ＺｎＯ薄膜の膜厚は２００
ｎｍとした。Next, the temperature of the glass substrate 16 is set to 500.degree.
After setting the oxygen gas pressure to 6 × 10 −4 Torr, the ZnO target 15 is irradiated with the laser beam L, and the ZnO target 15 emits small particles as a film forming material. The emitted film forming material is deposited on the glass substrate 16 and crystallized. The deposition rate is 4 nm / min, and the ZnO thin film has a thickness of 200.
nm.
【００１７】形成されたＺｎＯ薄膜は、Ｘ線回折法によ
り結晶構造と配向性が評価された。その結果、形成され
たＺｎＯ薄膜は、ガラス基板１６上に〈００１〉軸が垂
直に配向しているＣ軸配向膜であった。さらに、Ｃ軸配
向性良さを評価するため、ガラス基板１６面に垂直な方
向に対する〈００１〉軸方向の揺らぎを（００２）面か
らの回折ピークのロッキングカーブ半値幅の値で評価し
た。評価結果は、半値幅が３．０゜のＣ軸配向性の良好
なＺｎＯ薄膜であった。また、形成されたＺｎＯ薄膜は
抵抗率が１０7Ωｃｍ以上であり、抵抗値の高い薄膜で
あった。一般に、ＺｎＯ薄膜は、酸素欠陥や格子間Ｚｎ
が原因でドナ性の伝導作用を有するため、高抵抗な薄膜
になり難い。ところが、第２実施形態の方法で形成され
たＺｎＯ薄膜は、薄膜中にＣｕがアクセプタとして取り
込まれることで電荷が打ち消され、高抵抗薄膜になった
と考えられる。しかも、異種物であるＣｕを薄膜中に取
り込んでも、Ｃ軸配向性が殆んど悪くならなかった。こ
の結果、圧電性を利用した表面弾性波素子に適したＺｎ
Ｏ薄膜が得られる。The formed ZnO thin film was evaluated for crystal structure and orientation by X-ray diffraction method. As a result, the formed ZnO thin film was a C-axis oriented film in which the <001> axis was vertically oriented on the glass substrate 16. Further, in order to evaluate the goodness of the C-axis orientation, the fluctuation in the <001> axis direction with respect to the direction perpendicular to the surface of the glass substrate 16 was evaluated by the rocking curve half value width of the diffraction peak from the (002) plane. The evaluation result was a ZnO thin film having a C-axis orientation with a full width at half maximum of 3.0 °. Further, the formed ZnO thin film had a resistivity of 10 7 Ωcm or more, and was a thin film having a high resistance value. Generally, a ZnO thin film has oxygen defects and interstitial Zn.
Since it has a dona-type conduction effect, it is difficult to form a high-resistance thin film. However, it is considered that the ZnO thin film formed by the method of the second embodiment became a high-resistance thin film because Cu was taken into the thin film as an acceptor to cancel the charge. Moreover, even if Cu, which is a different kind, was incorporated into the thin film, the C-axis orientation was not deteriorated. As a result, Zn suitable for a surface acoustic wave device utilizing piezoelectricity
An O thin film is obtained.
【００１８】［第３実施形態］第３実施形態に使用され
るレーザアブレーション装置は、前記第１実施形態に使
用した装置と同様のものであるため、構造についての詳
細な説明は省略する。ターゲット１５としては、純度が
９９．９９９％のＺｎＯ粉末に、純度が９９．９％のＡ
ｌ2Ｏ3粉末を約１．０ｍｏｌ％混ぜたものを約２００ｋ
ｇ／ｃｍ2でプレス成形した後、１０００℃の温度で２
４時間焼成した焼結ＺｎＯターゲットが使用される。基
板１６としては、ガラス基板（コーニング社製、品番：
＃７０５９）が使用される。このガラス基板１６の表面
は前記第１実施形態と同様の洗浄工程を経て処理され
る。[Third Embodiment] Since the laser ablation apparatus used in the third embodiment is the same as the apparatus used in the first embodiment, detailed description of the structure will be omitted. As the target 15, ZnO powder having a purity of 99.999% and A having a purity of 99.9% were used.
A mixture of about 1.0 mol% of l 2 O 3 powder and about 200 k
After press forming at g / cm 2 , 2 at 1000 ° C
A sintered ZnO target fired for 4 hours is used. As the substrate 16, a glass substrate (manufactured by Corning, product number:
# 7059) is used. The surface of the glass substrate 16 is processed through the same cleaning process as in the first embodiment.
【００１９】次に、ガラス基板１６の温度を５００℃、
酸素ガス圧を６×１０-4Ｔｏｒｒに設定した後、レーザ
光ＬをＺｎＯターゲット１５に照射してＺｎＯターゲッ
ト１５から成膜材料である小粒子を放射する。放射され
た成膜材料はガラス基板１６上に堆積し結晶化する。成
膜速度は４ｎｍ／分であり、ＺｎＯ薄膜の膜厚は２００
ｎｍとした。Next, the temperature of the glass substrate 16 is set to 500.degree.
After setting the oxygen gas pressure to 6 × 10 −4 Torr, the ZnO target 15 is irradiated with the laser beam L, and the ZnO target 15 emits small particles as a film forming material. The emitted film forming material is deposited on the glass substrate 16 and crystallized. The deposition rate is 4 nm / min, and the ZnO thin film has a thickness of 200.
nm.
【００２０】形成されたＺｎＯ薄膜は、Ｘ線回折法によ
り結晶構造と配向性が評価された。その結果、形成され
たＺｎＯ薄膜は、ガラス基板１６上に〈００１〉軸が垂
直に配向しているＣ軸配向膜であった。さらに、Ｃ軸配
向性良さを評価するため、ガラス基板１６面に垂直な方
向に対する〈００１〉軸方向の揺らぎを（００２）面か
らの回折ピークのロッキングカーブ半値幅の値で評価し
た。評価結果は、半値幅が２．８゜のＣ軸配向性の良好
なＺｎＯ薄膜であった。また、形成されたＺｎＯ薄膜は
抵抗率が５×１０-3Ωｃｍであり、抵抗値の低い薄膜で
あった。一般に、ＺｎＯ薄膜は、酸素欠陥や格子間Ｚｎ
が原因でドナ性の伝導作用を有するが、抵抗率を１０-2
Ωｃｍ以下にすることは難しく、薄膜形成後にアニーリ
ング処理等を行なっても容易でない。第３実施形態の方
法で形成されたＺｎＯ薄膜は、薄膜中にＡｌがドナとし
て取り込まれることで低抵抗薄膜になったと考えられ
る。しかも、異種物であるＡｌを薄膜中に取り込んで
も、Ｃ軸配向性が殆んど悪くならなかった。この結果、
透明電極として利用可能なＺｎＯ薄膜が得られる。The crystal structure and orientation of the formed ZnO thin film were evaluated by the X-ray diffraction method. As a result, the formed ZnO thin film was a C-axis oriented film in which the <001> axis was vertically oriented on the glass substrate 16. Further, in order to evaluate the goodness of the C-axis orientation, the fluctuation in the <001> axis direction with respect to the direction perpendicular to the surface of the glass substrate 16 was evaluated by the rocking curve half value width of the diffraction peak from the (002) plane. The evaluation result was a ZnO thin film having a C-axis orientation with a full width at half maximum of 2.8 °. Further, the formed ZnO thin film had a resistivity of 5 × 10 −3 Ωcm and was a thin film having a low resistance value. Generally, a ZnO thin film has oxygen defects and interstitial Zn.
Has a dona-like conductive effect, but has a resistivity of 10 -2
It is difficult to reduce the resistance to Ωcm or less, and it is not easy to perform annealing treatment after forming the thin film. It is considered that the ZnO thin film formed by the method of the third embodiment became a low resistance thin film by incorporating Al as a donor in the thin film. Moreover, even if Al, which is a foreign substance, was incorporated into the thin film, the C-axis orientation was not deteriorated. As a result,
A ZnO thin film that can be used as a transparent electrode is obtained.
【００２１】［他の実施形態］なお、本発明に係るＺｎ
Ｏ薄膜形成方法は前記実施形態に限定するものではな
く、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
特に、光源ユニットとしては、ＫｒＦエキシマレーザ、
ＸｅＣｌエキシマレーザ、ＸｅＦエキシマレーザ等であ
ってもよく、また、レーザ光の周波数やエネルギー密度
等は成膜条件に応じて任意に選択できる。[Other Embodiments] Zn according to the present invention
The O thin film forming method is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified within the scope of the gist.
In particular, as the light source unit, a KrF excimer laser,
It may be a XeCl excimer laser, a XeF excimer laser, or the like, and the frequency and energy density of the laser light can be arbitrarily selected according to the film forming conditions.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、酸素ガス圧を７×１０-5〜１×１０-2Ｔｏｒｒ
に設定し、かつ、ガラス基板温度を２００〜７００℃に
設定することにより、ガラス基板上にレーザアブレーシ
ョン法によって配向性が優れているＺｎＯ薄膜を形成す
ることができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the oxygen gas pressure is 7 × 10 −5 to 1 × 10 −2 Torr.
And the glass substrate temperature is set to 200 to 700 ° C., a ZnO thin film having excellent orientation can be formed on the glass substrate by the laser ablation method.
【００２３】また、ＺｎＯターゲットに異種物を混合さ
せることによってＺｎＯ薄膜の抵抗率を調整することが
できる。例えば、ＺｎＯにＣｕを混合して成るＺｎＯタ
ーゲットを使用して形成されるＺｎＯ薄膜の抵抗率は高
くなり、表面弾性波素子に適したＺｎＯ薄膜となる。ま
た、ＺｎＯにＡｌを混合して成るＺｎＯターゲットを使
用して形成されるＺｎＯ薄膜の抵抗率は低くなり、透明
電極に適したＺｎＯ薄膜となる。Further, the resistivity of the ZnO thin film can be adjusted by mixing a different substance with the ZnO target. For example, the resistivity of a ZnO thin film formed by using a ZnO target formed by mixing ZnO with Cu is high, and the ZnO thin film is suitable for a surface acoustic wave device. Moreover, the resistivity of the ZnO thin film formed by using the ZnO target formed by mixing ZnO with Al becomes low, and the ZnO thin film suitable for the transparent electrode is obtained.
【図１】本発明に係るＺｎＯ薄膜形成方法に使用される
レーザアブレーション装置を示す概略図。FIG. 1 is a schematic view showing a laser ablation apparatus used in a ZnO thin film forming method according to the present invention.
【図２】成膜条件と半値幅の関係を示すグラフ。FIG. 2 is a graph showing the relationship between film forming conditions and half-width.
【図３】膜厚と半値幅の関係を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing the relationship between film thickness and half width.
Ｌ…レーザ光 １０…成膜室 １５…ＺｎＯターゲット １６…ガラス基板 L ... Laser light 10 ... Film forming chamber 15 ... ZnO target 16 ... Glass substrate
Claims (3)
に成膜材料を堆積／結晶化して薄膜を形成する方法にお
いて、 ガス圧が７×１０-5〜１×１０-2Ｔｏｒｒの酸素ガス雰
囲気中で、ＺｎＯターゲットから放出された成膜材料
を、基板温度が２００〜７００℃のガラス基板上に到達
させ、このガラス基板上にＺｎＯ薄膜を形成することを
特徴とするＺｎＯ薄膜形成方法。1. A method of depositing / crystallizing a film forming material on a substrate by a laser ablation method to form a thin film, in an oxygen gas atmosphere having a gas pressure of 7 × 10 −5 to 1 × 10 −2 Torr, A method for forming a ZnO thin film, which comprises causing a film forming material released from a ZnO target to reach a glass substrate having a substrate temperature of 200 to 700 ° C. and forming a ZnO thin film on the glass substrate.
したＺｎＯターゲットであることを特徴とする請求項１
記載のＺｎＯ薄膜形成方法。2. The ZnO target is a ZnO target containing a mixture of different kinds of substances.
The method for forming a ZnO thin film described.
に成膜材料を堆積／結晶化して薄膜を形成する方法にお
いて、 異種物を混合したＺｎＯターゲットから放出された成膜
材料を、ガラス基板上に到達させ、このガラス基板上に
ＺｎＯ薄膜を形成することを特徴とするＺｎＯ薄膜形成
方法。3. A method of depositing / crystallizing a film-forming material on a substrate by a laser ablation method to form a thin film, wherein the film-forming material released from a ZnO target mixed with different substances is made to reach a glass substrate. A method for forming a ZnO thin film, which comprises forming a ZnO thin film on this glass substrate.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21709995A JPH0959762A (en) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Formation of zinc oxide thin film |
| US08/696,149 US5741580A (en) | 1995-08-25 | 1996-08-13 | Crystalline thin film and producing method thereof, and acoustooptic deflection element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21709995A JPH0959762A (en) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Formation of zinc oxide thin film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0959762A true JPH0959762A (en) | 1997-03-04 |
Family
ID=16698837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21709995A Pending JPH0959762A (en) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Formation of zinc oxide thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0959762A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| WO2024034035A1 (en) * | 2022-08-09 | 2024-02-15 | ギガフォトン株式会社 | Laser processing method, laser processing device, and production method for electronic device |
-
1995
- 1995-08-25 JP JP21709995A patent/JPH0959762A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| WO2024034035A1 (en) * | 2022-08-09 | 2024-02-15 | ギガフォトン株式会社 | Laser processing method, laser processing device, and production method for electronic device |
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