JPS61190067A - 薄膜の製造方法 - Google Patents
薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPS61190067A JPS61190067A JP60030968A JP3096885A JPS61190067A JP S61190067 A JPS61190067 A JP S61190067A JP 60030968 A JP60030968 A JP 60030968A JP 3096885 A JP3096885 A JP 3096885A JP S61190067 A JPS61190067 A JP S61190067A
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- JP
- Japan
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- gas
- metal
- thin film
- target
- sputtering
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- Pending
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
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
本発明は、光記録用薄膜の製造もしくは産業上一般の薄
膜の製造の方法に関するものである。
膜の製造の方法に関するものである。
従来の技術
従来からＭＯ！薄膜（Ｍ：メタル元素、ｘ：化学当量よ
り小さい値）をスパッター方式で製造するには、２通り
の方法があった。１つは、リアクティブスパッター方法
と呼ばれ、ターゲットは通常純メタル金属を用い、スパ
ッターガスとして、Ａｒガスと酸素ガスを調整後スパッ
ター室に導入し、この雰囲気中でスパッターをおこなう
ことで所望のＭＯｘを作成する方法、他の一つは、ター
ゲットとして所望のＭＯｘ膜がガラス、もしくはプラス
チックの基板上に作成されるようにメタル元素Ｍと、こ
の元素の当量酸化物とからなる材料を用い、Ａｒガス中
でスパッターをおこない所望のＭＯ！を作成する方法で
ある。
り小さい値）をスパッター方式で製造するには、２通り
の方法があった。１つは、リアクティブスパッター方法
と呼ばれ、ターゲットは通常純メタル金属を用い、スパ
ッターガスとして、Ａｒガスと酸素ガスを調整後スパッ
ター室に導入し、この雰囲気中でスパッターをおこなう
ことで所望のＭＯｘを作成する方法、他の一つは、ター
ゲットとして所望のＭＯｘ膜がガラス、もしくはプラス
チックの基板上に作成されるようにメタル元素Ｍと、こ
の元素の当量酸化物とからなる材料を用い、Ａｒガス中
でスパッターをおこない所望のＭＯ！を作成する方法で
ある。
発明が解決しようとする問題点
しかし従来のこれ等の方法には以下に述べる欠点が存在
する。ます純メタル金属を用いるいわゆるリアクティブ
スパッターによりＭＯｘ膜を作成する場合、膜の組成は
全面的にスパッター条件にたよっているため、組成の安
定性に欠けるきらいがある。一方ターゲットとしてＭと
ＭＯからなるターゲットを使用し、Ａｒ雰囲気中でスパ
ッターをおこなう場合、ＭとＭＯとの間にスパッターレ
ートが異なる場合、徐々に組成比がくずれてゆくという
大きな問題点が存在した。又、ＭＯｘ膜に微量添加金属
元素を加えたい場合、前記リアクティブスパッターによ
りＭＯ！膜を作成する方法では、スパッターガスとして
多量のｏ２ガス（通常Ａｒガス分圧とほぼ同程度）が含
まれているので、一部は酸化金属となって添加されてし
まう。特に添加金属のスパッターレートが主金属Ｍのス
パッターレートに比較して著しく低い場合、大部分が酸
化金属となって添加され、所望の特性を有する低酸化膜
が形成されないという欠点が存在する。
する。ます純メタル金属を用いるいわゆるリアクティブ
スパッターによりＭＯｘ膜を作成する場合、膜の組成は
全面的にスパッター条件にたよっているため、組成の安
定性に欠けるきらいがある。一方ターゲットとしてＭと
ＭＯからなるターゲットを使用し、Ａｒ雰囲気中でスパ
ッターをおこなう場合、ＭとＭＯとの間にスパッターレ
ートが異なる場合、徐々に組成比がくずれてゆくという
大きな問題点が存在した。又、ＭＯｘ膜に微量添加金属
元素を加えたい場合、前記リアクティブスパッターによ
りＭＯ！膜を作成する方法では、スパッターガスとして
多量のｏ２ガス（通常Ａｒガス分圧とほぼ同程度）が含
まれているので、一部は酸化金属となって添加されてし
まう。特に添加金属のスパッターレートが主金属Ｍのス
パッターレートに比較して著しく低い場合、大部分が酸
化金属となって添加され、所望の特性を有する低酸化膜
が形成されないという欠点が存在する。
本発明はこれ等の欠点を克服するためなされたものであ
り、本発明を用いることにより、ＭＯｘ薄膜を安定にか
つ、組成比づれを顕微に低減化出来、添加金属元素が必
要な場合にでも、はぼ純金属の形で添加することを可能
ならしめることが出来る。
り、本発明を用いることにより、ＭＯｘ薄膜を安定にか
つ、組成比づれを顕微に低減化出来、添加金属元素が必
要な場合にでも、はぼ純金属の形で添加することを可能
ならしめることが出来る。
問題点を解決するだめの手段
本発明はＭＯｘ薄膜（Ｍ：金属元素、Ｉ：化学当量より
小さい値）をスパッター方式により製造するに際し、タ
ーゲットとして、所望のＩと同等もしくはこれよりＩが
小さくなるよう金属元素Ｍと前記金属酸化物ＭＯからな
る物質を組み合わせたものを使用し、スパッター用ガス
として、Ａｒガスを用い、これ等のガスのいずれか一方
の分圧を制御することにより所望のＭＯｘ膜を製造する
ことを特徴とする薄膜の製造方法。
小さい値）をスパッター方式により製造するに際し、タ
ーゲットとして、所望のＩと同等もしくはこれよりＩが
小さくなるよう金属元素Ｍと前記金属酸化物ＭＯからな
る物質を組み合わせたものを使用し、スパッター用ガス
として、Ａｒガスを用い、これ等のガスのいずれか一方
の分圧を制御することにより所望のＭＯｘ膜を製造する
ことを特徴とする薄膜の製造方法。
作 用
このような方法を用いることによってＭＯｘを安定にか
つ組成比ずれなく長時間にわたって製造することができ
製造上の歩留まりを飛躍的に向上することができる。
つ組成比ずれなく長時間にわたって製造することができ
製造上の歩留まりを飛躍的に向上することができる。
実施例
まずターゲットは薄膜組成としてＭＯｘ（Ｍ：金属元素
、！：化学当量より小さい値）を形成する場合、ＭとＭ
Ｏとのモル比を１ ： １／（１−りもしくはこれ以下
すなわちターゲットの原子チは、Ｉチと同等もしくはこ
れ以下として、メタル金属比を大きく取り金属リッチと
しておく。このターゲットをもちい、０２ 、 Ａ ｒ
ガス雰囲気中でスパッターをおこなう。特に組成コント
ロールとしてＡｒガスもしくは０２ガスの流量を、サー
ボをかけコントロールする。
、！：化学当量より小さい値）を形成する場合、ＭとＭ
Ｏとのモル比を１ ： １／（１−りもしくはこれ以下
すなわちターゲットの原子チは、Ｉチと同等もしくはこ
れ以下として、メタル金属比を大きく取り金属リッチと
しておく。このターゲットをもちい、０２ 、 Ａ ｒ
ガス雰囲気中でスパッターをおこなう。特に組成コント
ロールとしてＡｒガスもしくは０２ガスの流量を、サー
ボをかけコントロールする。
詳細な説明を第１図を用いておこなう。
今前節で述べたように基板９に薄膜ＭＯｘを形成する場
合、ターゲット１はＭ：ＭＯ比（モル比）で１／（１−
ｘ）か、もしくはこれ以下の比率を有する金属Ｍと化学
当量酸化物ＭＯとからなりたっている。このターゲット
は金属Ｍと酸化物ＭＯを上述の値で混合し、ホットプレ
ス等で容易に製作される。さて、このターゲットをＡｒ
ガスでスパッターした場合、ＭとＭＯとのレートが異
なり、一般に金属Ｍのレートの方が大きいから、著しく
金属リッチとなり望むＩの薄膜が得られない。又、時間
と共に金属Ｍが不足し、徐々にスパッターレートが減少
すると共に、酸化物リッチへと移行してゆく。そこで、
膜厚モニター２により、Ａｒガスもしくは酸素ガスのコ
ントロールをおこなう。
合、ターゲット１はＭ：ＭＯ比（モル比）で１／（１−
ｘ）か、もしくはこれ以下の比率を有する金属Ｍと化学
当量酸化物ＭＯとからなりたっている。このターゲット
は金属Ｍと酸化物ＭＯを上述の値で混合し、ホットプレ
ス等で容易に製作される。さて、このターゲットをＡｒ
ガスでスパッターした場合、ＭとＭＯとのレートが異
なり、一般に金属Ｍのレートの方が大きいから、著しく
金属リッチとなり望むＩの薄膜が得られない。又、時間
と共に金属Ｍが不足し、徐々にスパッターレートが減少
すると共に、酸化物リッチへと移行してゆく。そこで、
膜厚モニター２により、Ａｒガスもしくは酸素ガスのコ
ントロールをおこなう。
例えばＡｒガス分圧をコントロールする場合を考える。
今初期（第２図１５）では、ターゲット上に金属元素Ｍ
が豊富であるから必然的にレートが高い。そこでこれを
水晶振動子を用いて、薄厚をモニターすることにより、
これを検知することが可能となる。よってこれを検知し
、Ａｒ ガス分圧を低下させる。（排気量が一定であれ
ば、Ａｒ流入量を低下させればよい。）この動作により
、Ａｒイオンが減少し、スパッターレートが減少する。
が豊富であるから必然的にレートが高い。そこでこれを
水晶振動子を用いて、薄厚をモニターすることにより、
これを検知することが可能となる。よってこれを検知し
、Ａｒ ガス分圧を低下させる。（排気量が一定であれ
ば、Ａｒ流入量を低下させればよい。）この動作により
、Ａｒイオンが減少し、スパッターレートが減少する。
一方酸素ガス分圧は一定であるから、ターゲット上のＴ
ｏ酸成分酸化が進み、それがＡｒガスによってスパッタ
ーさせるから、基板９上に形成される薄膜は、酸素リッ
チ側になり所望のＭＯｘが得られるようになる。
ｏ酸成分酸化が進み、それがＡｒガスによってスパッタ
ーさせるから、基板９上に形成される薄膜は、酸素リッ
チ側になり所望のＭＯｘが得られるようになる。
逆にターゲット１が長く使用されていると（第２図１６
）、ターゲット１はＭＯリッチ化する。
）、ターゲット１はＭＯリッチ化する。
したがってスパッターレートが低下する。そこでＡｒ
ガス分圧を増加させる。このようなサーボにより、たえ
ず安定に低酸化物薄膜ＭＯｘを作成することが出来るよ
うになった。第３図には酸素ガス分圧にサーボをかける
場合の酸素ガス分圧比の変化を示す。さて第３図中１７
はターゲットとして純金属Ｍを用いた場合の必要酸素分
圧を示す。この場合酸素分圧としてはほぼ３〜１０ ｍ
Ｔｏｒｒ程度が必要であるが本発明のターゲットを用
いた場合０．３−０．５ｍ Ｔｏｒｒとなる。
ガス分圧を増加させる。このようなサーボにより、たえ
ず安定に低酸化物薄膜ＭＯｘを作成することが出来るよ
うになった。第３図には酸素ガス分圧にサーボをかける
場合の酸素ガス分圧比の変化を示す。さて第３図中１７
はターゲットとして純金属Ｍを用いた場合の必要酸素分
圧を示す。この場合酸素分圧としてはほぼ３〜１０ ｍ
Ｔｏｒｒ程度が必要であるが本発明のターゲットを用
いた場合０．３−０．５ｍ Ｔｏｒｒとなる。
又、純金属を添加物として混入したい場合、添加物金属
はＭとＭＯからなるターゲットに混入させるか、いわゆ
るタブレット法として、主ターゲット上に第１図１′に
示したように設置してもよい。本発明による方法では従
来のりアクティブ法に比較し、活性化された０２ガス分
圧は一桁程度低いので大部分が金属として添加されるこ
ととなる。本発明を使用した場合、第２図、第３図に示
されるごとく実際はｏ２ガスもしくはＡｒガスを連続的
に変化させるだめ、添加金属の酸化度も徐々に変化する
。しかし我々の実験によるとＡｒガス圧をコントロール
する場合初期５ ｍ Ｔｏｒｒ、終期７ｍＴｏｒｒと変
動率は４ｏ％程度であり、この程度の添加物の酸化度変
化は一般的にほとんど問題とならなかった。
はＭとＭＯからなるターゲットに混入させるか、いわゆ
るタブレット法として、主ターゲット上に第１図１′に
示したように設置してもよい。本発明による方法では従
来のりアクティブ法に比較し、活性化された０２ガス分
圧は一桁程度低いので大部分が金属として添加されるこ
ととなる。本発明を使用した場合、第２図、第３図に示
されるごとく実際はｏ２ガスもしくはＡｒガスを連続的
に変化させるだめ、添加金属の酸化度も徐々に変化する
。しかし我々の実験によるとＡｒガス圧をコントロール
する場合初期５ ｍ Ｔｏｒｒ、終期７ｍＴｏｒｒと変
動率は４ｏ％程度であり、この程度の添加物の酸化度変
化は一般的にほとんど問題とならなかった。
（、） 低酸化物光記録膜としてＴｏｏ工を本発明の
方法で実施した。ターゲットとして、Ｔｏ金金属酸化物
としてＴａＯ２を用い、ｚｍｌ、１の薄膜を得るため、
モル比１．０の混合ターゲットを使用した。スパッター
ガスとしてはＡｒガス圧５ｍＴｏｒｒ、０２ガス圧は０
、５ｍＴｏｒ ｒに設定し、Ｉの値を１．１に制御す
るため、水晶振動子により、スパッターレートを測定し
、Ａｒガス流を４〜６３ＣＣＭにわたって変化させた。
方法で実施した。ターゲットとして、Ｔｏ金金属酸化物
としてＴａＯ２を用い、ｚｍｌ、１の薄膜を得るため、
モル比１．０の混合ターゲットを使用した。スパッター
ガスとしてはＡｒガス圧５ｍＴｏｒｒ、０２ガス圧は０
、５ｍＴｏｒ ｒに設定し、Ｉの値を１．１に制御す
るため、水晶振動子により、スパッターレートを測定し
、Ａｒガス流を４〜６３ＣＣＭにわたって変化させた。
この方法によりＸの変動率は１チ以下に制御され、２元
蒸着法で作成された光記録膜と完全に同一の特性が得ら
れた。
蒸着法で作成された光記録膜と完全に同一の特性が得ら
れた。
（ｂ） Ｔ ｅ Ｏｘ （ｘ ＝１−１）薄膜に添加
金属としてＣｕを混入させた。この場合ターゲットとし
て、ＴｅとＴ ｅ Ｏ２からなる実施例ａの主ターゲッ
ト上に、面積比１０％程度を有するＣｕｔＪングを設置
した。スパッターガス制御方法としてはｏ２ガス圧を制
御する方法を用いた。この場合０２ガス流を１〜ｏ、ｓ
ｓｃｃＭにわたって変化させた。
金属としてＣｕを混入させた。この場合ターゲットとし
て、ＴｅとＴ ｅ Ｏ２からなる実施例ａの主ターゲッ
ト上に、面積比１０％程度を有するＣｕｔＪングを設置
した。スパッターガス制御方法としてはｏ２ガス圧を制
御する方法を用いた。この場合０２ガス流を１〜ｏ、ｓ
ｓｃｃＭにわたって変化させた。
モニターとして前記実験と同様水晶モニターを用いた。
分析の結果ＣｕＯ工のｚ ＝ ０ 、１となり大部分が
純金属Ｃｕで混入されていることが確認された。
純金属Ｃｕで混入されていることが確認された。
発明の効果
前述の具体例だけではなく、本発明を実施することによ
り、広くＭＯ薄膜を安定に、かつ組成比づれなく長時間
にわたって製造することが出来、製造上の歩留まりを飛
躍的に向上することが可能である。又微量添加金属を純
金属的に添加することが出来る。
り、広くＭＯ薄膜を安定に、かつ組成比づれなく長時間
にわたって製造することが出来、製造上の歩留まりを飛
躍的に向上することが可能である。又微量添加金属を純
金属的に添加することが出来る。
第１図は本発明の薄膜の製造方法を実施した製造装置の
原理図、第２図は第１図による製造装置でＡｒガス分圧
をコントロールした場合のＡｒガス分圧の変動を示す特
性図、第３図は第１図による製造装置でｏ２ガス分圧を
コントロールした場合のｏ２ガス分圧の変動と純金属タ
ーゲットを用いた場合の必要酸素ガス分圧を示す特性図
である。 １・・・・・・ターゲット、１′・・・・・・添加物金
属、６・・・・・・酸素ガス、７・・・・・・Ａｒ ガ
ス、９・・・・・・基板。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 ／７がス分圧 １２スパ１グ一鰐間 第３図 １２７Ｊ（ツタ−薪１間
原理図、第２図は第１図による製造装置でＡｒガス分圧
をコントロールした場合のＡｒガス分圧の変動を示す特
性図、第３図は第１図による製造装置でｏ２ガス分圧を
コントロールした場合のｏ２ガス分圧の変動と純金属タ
ーゲットを用いた場合の必要酸素ガス分圧を示す特性図
である。 １・・・・・・ターゲット、１′・・・・・・添加物金
属、６・・・・・・酸素ガス、７・・・・・・Ａｒ ガ
ス、９・・・・・・基板。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 ／７がス分圧 １２スパ１グ一鰐間 第３図 １２７Ｊ（ツタ−薪１間
Claims (3)
- （１）ＭＯ＿ｘ薄膜（Ｍ：金属元素、ｘ：化学当量より
小さい値）をスパッター方式により製造するに際し、タ
ーゲットとして、所望のｘと同等もしくはこれよりｘが
小さくなるよう金属元素Ｍと前記金属酸化物ＭＯからな
る物質を組み合わせたものを使用し、スパッター用ガス
として、ＡｒガスとＯ＿２ガスを用い、これ等のガスの
いずれか一方の分圧を制御することにより、所望のＭＯ
＿ｘ膜を製造することを特徴とする薄膜の製造方法。 - （２）ＭＯ＿ｘはＴｅＯ＿ｘ（０＜ｘ＜２）の光記録膜
であり、ＭとしてＴｅ金属、ＭＯはＴｅＯ＿２であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜の製造
方法。 - （３）Ａｒガスもしくは酸素ガス分圧を水晶モニターに
より連続的に制御することを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60030968A JPS61190067A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60030968A JPS61190067A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61190067A true JPS61190067A (ja) | 1986-08-23 |
Family
ID=12318465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60030968A Pending JPS61190067A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61190067A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63142541A (ja) * | 1986-12-04 | 1988-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学情報記録再生消去部材 |
| JPH02228472A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-11 | Shinku Kikai Kogyo Kk | スパッタリング装置 |
-
1985
- 1985-02-19 JP JP60030968A patent/JPS61190067A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63142541A (ja) * | 1986-12-04 | 1988-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学情報記録再生消去部材 |
| JPH02228472A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-11 | Shinku Kikai Kogyo Kk | スパッタリング装置 |
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