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ガスクラスターイオン援用酸化物薄膜形成方法

シーズコード S090001249
掲載日 2010年3月5日
研究者
  • 山田 公
  • 松尾 二郎
  • 豊田 紀章
技術名称 ガスクラスターイオン援用酸化物薄膜形成方法
技術概要 本発明の技術を以下のとおり説明する。その原理はガスクラスターイオン援用酸化物薄膜形成方法である。蒸着源から金属、金属酸化物もしくは半導体酸化物を蒸発して固体基板上に酸化物薄膜を形成させる過程において、酸化物薄膜形成を一時停止して、基板に酸素ガスまたは酸素化合物ガスのいずれかのガスクラスターイオンを間歇的に照射することが特徴である。これにより酸化物皮膜表面はエッチングを受け、所定の膜厚を得る事ができる。ガスクラスターイオンビームの加速電圧は3~10kVの範囲とし、成膜速度を0.1Å~500Å/sとし、電流密度を0.5×成膜速度(Å/sec)μA/cm以上とする。すなわち、加速電圧、成膜速度および電流密度の範囲を限定することによって、ガスクラスターイオンのエッチング/平坦化効果を利用し、酸化物薄膜形成後に酸化物薄膜の膜厚を数Åの誤差で制御することができ、柱状構造やドーム構造を持たない極めて均一な非晶質構造の酸化物薄膜を形成することが可能となる。酸化物皮膜の表面は極めて平坦であり、その平均表面粗さは1.0nm以下である。
画像

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S090001249_01SUM.gif
研究分野
  • 薄膜成長技術・装置
  • 金属薄膜
  • 酸化物薄膜
展開可能なシーズ 電子ビームやスパッタを用いた蒸着法では緻密な酸化物薄膜を形成できない。分子およびクラスターイオンビーム援用酸化物薄膜形成法においても皮膜の品質向上の点で課題があった。また、ガスクラスターイオン援用酸化物薄膜形成法では、薄膜形成の最適条件が明確でなく利用が限定している。本発明はこれら従来技術の課題を解消し、超平坦で、高精度に膜厚を制御でき、特性の経時変化の少ない酸化物薄膜を製造する方法を提供する。
本発明のガスクラスターイオン援用酸化物薄膜形成方法を用いることによって、表面平坦性の優れた酸化物薄膜を形成させる事ができ、しかも皮膜は光学特性および対環境性が極めて優れている。この酸化物薄膜形成方法を用いて多層酸化物薄膜を形成した場合、各々の酸化物薄膜の平均表面粗さは1.0nm以下となり、また、高屈折率である多層酸化物薄膜の形成が可能である事から、光学フィルタ用多層酸化物薄膜としての応用が期待できる。
用途利用分野 電子デバイス、光学デバイス、磁気デバイス、光学フィルタ多層酸化物薄膜
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立研究開発法人科学技術振興機構, . 山田 公, 松尾 二郎, 豊田 紀章, . ガスクラスターイオン援用酸化物薄膜形成方法. 特開2004-043874. 2004-02-12
  • C23C  14/22     
  • C23C  14/32     
  • G02B   5/28     

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