JPH0959762A - ＺｎＯ薄膜形成方法 - Google Patents
ＺｎＯ薄膜形成方法Info
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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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- thin film
- zno
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- film
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- Surface Treatment Of Glass (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 配向性が優れているＺｎＯ薄膜をガラス基板
上に形成する。 【解決手段】 ガラス基板１６の温度を２００〜７００
℃の範囲内で任意に設定し、かつ成膜室１０内の酸素ガ
ス圧を７×１０-5〜１×１０-2Ｔｏｒｒの範囲内で任意
に設定する。レーザ光Ｌは窓部１１から成膜室１０へ導
入され、ＺｎＯターゲット１５を照射する。ターゲット
１５はレーザ光の照射によって成膜材料（中性原子、分
子、イオン）を放出し、これらの成膜材料はガラス基板
１６上に堆積／結晶化してＺｎＯ薄膜を形成する。
上に形成する。 【解決手段】 ガラス基板１６の温度を２００〜７００
℃の範囲内で任意に設定し、かつ成膜室１０内の酸素ガ
ス圧を７×１０-5〜１×１０-2Ｔｏｒｒの範囲内で任意
に設定する。レーザ光Ｌは窓部１１から成膜室１０へ導
入され、ＺｎＯターゲット１５を照射する。ターゲット
１５はレーザ光の照射によって成膜材料（中性原子、分
子、イオン）を放出し、これらの成膜材料はガラス基板
１６上に堆積／結晶化してＺｎＯ薄膜を形成する。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
−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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
レーザアブレーション装置を示す概略図。
【図２】成膜条件と半値幅の関係を示すグラフ。
【図３】膜厚と半値幅の関係を示すグラフ。
Ｌ…レーザ光 １０…成膜室 １５…ＺｎＯターゲット １６…ガラス基板
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザアブレーション法によって基板上
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。 - 【請求項２】 前記ＺｎＯターゲットが、異種物を混合
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。 - 【請求項３】 レーザアブレーション法によって基板上
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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21709995A JPH0959762A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | ＺｎＯ薄膜形成方法 |
| 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 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | ＺｎＯ薄膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0959762A true JPH0959762A (ja) | 1997-03-04 |
Family
ID=16698837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21709995A Pending JPH0959762A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | ＺｎＯ薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0959762A (ja) |
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 (ja) * | 2022-08-09 | 2024-02-15 | ギガフォトン株式会社 | レーザ加工方法、レーザ加工装置、及び電子デバイスの製造方法 |
-
1995
- 1995-08-25 JP JP21709995A patent/JPH0959762A/ja 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 (ja) * | 2022-08-09 | 2024-02-15 | ギガフォトン株式会社 | レーザ加工方法、レーザ加工装置、及び電子デバイスの製造方法 |
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