DCマグネトロンスパッタでTiO2の高配向性薄膜を作成する際の問題

このQ&Aのポイント
  • DCマグネトロンスパッタを使用してTiO2の高配向性薄膜を作成しようとしている大学4回生です。しかし、酸素を入れてスパッタさせると放電電圧が上がりプラズマの色も変化し、道が見えなくなってしまいます。
  • 青白いプラズマが立ち粒子が進んでいく様子が見えるArのみでスパッタするときとは異なり、酸素を入れると放電電圧が上がりピンク色のプラズマになり拡散したように見えます。
  • 酸素流量やDC電力を調整しても問題は解消せず、教授からも質問することができません。質問に答えてくれる方がおりましたらご教示いただきたいです。
回答を見る
  • ベストアンサー

DCマグネトロンスパッタ

上記の装置を利用してTiO2の高配向性薄膜を作成しようとしているところの大学4回生です。 当然そんな簡単にはいくはずもなく苦労しています。 そこで似たような装置を使ったことがある、または詳しい方に質問があるのですが、 Arのみで前スパッタするときには青白いプラズマが立って、粒子が進んでいく(多分) 道が見えるのですが、いざ酸素を入れてスパッタさせようとすると 放電電圧が上がり、プラズマの色もピンク色になってしまいます。しかも 道は見えなくなり拡散したような感じに見えます。これはよいのでしょうか? 酸素流量やDC電力を調整したりしているのですが、なかなか進みません。 しかも今教授は出張で質問できない。。。 誰か何かしらわかる方がおられましたらよろしくお願いいたします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • BCT
  • ベストアンサー率37% (26/69)
回答No.1

TiO2の高配向性薄膜については自信がありませんが。。。 以前、マグネトロンスパッタで酸化膜を製膜していました。 詳しいことはこの文章ではわかりませんが、 > Arのみで前スパッタするときには青白いプラズマが立って、粒子が進んでいく(多分) > 道が見えるのですが、いざ酸素を入れてスパッタさせようとすると > 放電電圧が上がり、プラズマの色もピンク色になってしまいます。しかも > 道は見えなくなり拡散したような感じに見えます。 上記の状態になったことはあります。 酸化膜の場合、酸素抜けを防ぐために酸素をArなどと混合しスパッタを行います。 酸素の量を変えるとわかりますが、酸素が少ないとプラズマは赤っぽく、逆に多いとプラズマは白くなりました。 酸素抜けなどを分析機器で調べながら、適したAr/O2比、DC電圧をさがしてください。

関連するQ&A

  • 絶縁物のスパッタ

    DCマグネトロンスパッタ法を用いて酸化チタン(TiO2)の研究をしている 学生です。 そこで質問なのですが、ターゲットとして絶縁物(TiO2焼結体)を用いたと すると、問題なくプラズマは立つのでしょうか。 RFマグネトロンであれば問題ないと思うのですが、DCだと自信がありません。 よろしくお願いいたします。

  • 結晶成長領域

    今DCマグネトロンスパッタを用いてTiO2薄膜の作製に取り組んでおります。 高配向の薄膜をガラス基板上に作りたいとおもっております。 そこで質問があります。 結晶は大きなところ(基板全面)では高配向結晶の作製は困難であるが、 微小な領域(メッシュをかけるなど)でなら高配向になりやすいということです。 イメージでは納得できるのですが、どなたか科学的に説明できる 方はいらっしゃいますでしょうか。お願いいたします。

  • DCスパッタ装置自作について

    こんにちは、今現在DCスパッタ装置の自作を行っている者です。(自作といっても原理的な物ですが…) チャンバーの中に、スライドガラスを入れてそれに銅を蒸着する、ということをしようとしていたのですが、まずプラズマ放電(グロー放電?)が起きません。放電しても、アーク放電しか起きずに頭を抱えています。 系の構成としてはドライポンプと、自作で作った高圧発生回路、真空チャンバーは厚さ3~4mmの円柱アクリルパイプです。 ドライポンプは、排気速度1L/minで到達真空度6000Paのポンプを使ってます。 自作の高圧発生回路は、タイマーIC555でトランジスタをスイッチングして、イグニッションコイル(自動車の点火装置に使われてるやつです)で12V→20kV程(推定)に昇圧してます。 また電極の距離は、最初の時に放電が起きなかったので、1cmくらいまでに近づけました。(確かその時にアーク放電が起きたと覚えてます) そこで質問なのですが、プラズマ放電が起きないのは、単に真空度が悪い(低真空)だからでしょうか? また、電圧は高すぎるのは良くないのでしょうか? パッシェンの法則から見ると、多少真空度が悪いとはいえ、放電が起きると考えているのですが…。 どうかご教授よろしくお願いします。

  • 金属薄膜について教えてください

     ご教授下さい!何日か前に私は高純度なインジウムのスパッタリングを試みました。Si基板上にスパッタを行ったのですが、期待していた膜の色(金属色)にはならず、やや黒っぽい灰色の膜が形成されていました。顕微鏡で内部を見るとインジウム粒子が光沢を放っている部分はあるのですが、Siと合金になってしまったような部分(黒い粒子)も見受けられます。  そこで、インジウムをSi上にスパッタした事のある方、又は薄膜形成に詳しい方、教えてください。内部に金属光沢があっても、薄膜表面の色(干渉色)が金属色でなければスパッタされたとは言えないでしょうか?また、インジウムをSi上に直接スパッタすると何らかの合金になってしまうのでしょうか?教えてください!

  • スパッタリングの成膜条件

    マグネトロンスパッタリング装置で鉄(Fe)を飛ばそうとしています。 鉄は磁性を示すので放電が起こるかどうか心配していましたが、うまく起ってくれません。 Ar流量、放電パワーはどのくらいが必要なのでしょうか。 どなたかマグネトロンスパッタリングに長けた方、教えていただけないでしょうか。

  •  インジウムに関して・・・

     お願いします。教えてください。    実は私は、インジウムの薄膜形成をスパッタリングで行っているのですが、膜はできるもものの、その膜の色が金属色を呈さずに、黒い灰色になってしまいます。また、顕微鏡で見ると、個々のIn粒子が真っ黒になっていました。酸化ではないかと言われますが、 どうも違うような気がします。何かの合金にはなっていないようです。もう何がなんだか分かりません。  お願いします。どなたか教えてください。又は、インジウムをスパッタしている方はいませんか?

  • SiO2薄膜の色の違いについて

    はじめまして,私はスパッタ装置を用いてSiO2薄膜を成膜しているのですが,成膜条件を変化させてみたところ,基板上に黒い薄膜が形成される場合と黄色い薄膜が形成される場合がありました. そこで質問なのですが,このSiO2薄膜の色の違いは何によるものなのでしょうか? 天然の水晶ですと他の不純物によって色の違いが出てくると思いますが,私の場合不純物の混入が原因だとは思えません. SiO2の結晶構造の違いで色が変化したりしているのでしょうか? どなたかご意見を頂けるとありがたいです. よろしくお願いします.

  • プラズマ洗浄について

    よろしくお願いします。 プラズマ洗浄について勉強しており、ネットにて調べてたのですが、微妙にニュアンスの違う解釈や説明があり分からないことが出てきたので以下に質問させていただいております。 1、 プラズマとは電極に高電圧をかけて放電を持続させた状態であり、且つ「電子と正イオンが同じ数で電気的に中性」な空間のことと認識してよいのでしょうか? 2、 プラズマ中(放電中?)はその空間が紫色に見えるのは正イオンの色と認識してよいのでしょうか? 3、 洗浄面は、「イオン」の衝突によってエネルギーをもらうことで活性化されると認識して用のでしょうか? 4、 活性化された表面は濡れ性が何倍にもなるという仕組みは、具体的に(原子レベルで?)どう考えればよいのでしょうか? 5、 プラズマ空間に酸素とアルゴンを注入している場合、電離しているのはどちらなのでしょうか?不活性ガスのArはプラズマになる(?)のでしょうか? どうぞよろしくお願いいたします。

  • プラズマスパッタリング

    大学の卒研で、プラズマスパッタリング装置でガラス基板に薄膜を合成しているんですが、今までは装置の真空容器内には酸素ガスを入れて行っていました。 それで、今回、先生から酸素ガスとアルゴンガスを入れてみろと言われました。 これにはどういった意味があるのでしょうか? 先輩に聞くと、酸素よりアルゴンの方が原子番号(原子)が大きくてターゲット(ガラス基板につける材料)をよく削れるからと言わたのですが、どなたか、わかる方いたら教えて下さい。

  • 酸素プラズマ

    酸素プラズマでアッシングしようとしたら、青紫のプラズマが発生しました(いつもは無色)原因は酸素ガスを注入していなかったため(?)です。 なぜ、青紫色になったか(真空度がいいと放電しにくいのではないのでしょうか?)。なぜ、ガス注入をしてからプラズマを起こさなくてはいけないのかが、わかりません。真空度は1Pa強でした。 ぜひ教えてください。