JPH0610333B2 - Method for producing lead lanthanum zirconate titanate thin film - Google Patents
Method for producing lead lanthanum zirconate titanate thin filmInfo
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- JPH0610333B2 JPH0610333B2 JP10737885A JP10737885A JPH0610333B2 JP H0610333 B2 JPH0610333 B2 JP H0610333B2 JP 10737885 A JP10737885 A JP 10737885A JP 10737885 A JP10737885 A JP 10737885A JP H0610333 B2 JPH0610333 B2 JP H0610333B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電気光学材料として有用な、チタン酸ジルコン
酸鉛ランタン薄膜を製造する方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a lead lanthanum zirconate titanate thin film useful as an electro-optical material.
従来の技術 チタン酸ジルコン酸鉛ランタン（以下ＰＬＺＴと略称す
る）は優れた電気光学材料として知られている。このＰ
ＬＺＴの薄膜を製造する方法として、スパッタ蒸着法が
よく用いられている。これは、放電によって生じたイオ
ンをターゲットと呼ばれる原料固体の表面に照射してス
パッタ蒸発させ、基板上に薄膜を形成する方法である。
この方法によりＰＬＺＴ薄膜を形成する場合、各成分の
比率を精密に制御したり、また形成中に組成を変化させ
るために、各成分をそれぞれ独立したターゲットから印
加電力を個別に制御しつつスパッタ蒸発させる多元スパ
ッタ法が用いられることがある（例えば、第３２回応用
物理学関係連合講演会、講演予稿集（昭６０，３，２
９）、Ｐ、２８１）。2. Description of the Related Art Lead lanthanum zirconate titanate (hereinafter abbreviated as PLZT) is known as an excellent electro-optical material. This P
A sputter deposition method is often used as a method for producing a thin film of LZT. This is a method of irradiating the surface of a raw material solid called a target with ions generated by electric discharge to evaporate by sputtering and form a thin film on a substrate.
When a PLZT thin film is formed by this method, in order to precisely control the ratio of each component and to change the composition during formation, each component is controlled by an independent target and the applied power is individually controlled by sputtering evaporation. The multi-source sputtering method may be used (for example, the 32nd Joint Lecture on Applied Physics, Proceedings of the Lectures (Sho 60, 3, 2).
9), P, 281).
発明が解決しようとする問題点 このような多元スパッタ法によってＰＬＺＴ薄膜を形成
する場合、各成分のうち鉛のスパッタ率が他に比べて著
しく大きいため、適切た成分比を得るには鉛のターゲッ
トに印加する電力を著しく小さくしなければならない。
その結果、放電が不安定になって組成比と制御性が低下
し、良好な薄膜を再現性よく得ることが難かしいという
問題点があった。Problems to be Solved by the Invention When a PLZT thin film is formed by such a multi-source sputtering method, the sputter rate of lead in each component is remarkably larger than that of the other components, and therefore a lead target is required to obtain an appropriate component ratio. The power applied to the must be significantly reduced.
As a result, the discharge becomes unstable, the composition ratio and the controllability are lowered, and it is difficult to obtain a good thin film with good reproducibility.
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、簡易な構成
により良好なＰＬＺＴ薄膜を安定に精度よく形成する方
法を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a method for stably and accurately forming a good PLZT thin film with a simple structure.
問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、上記の多元スパッ
タ法において、鉛ターゲットの表面の一部をチタンまた
はジルコンで覆うことにより、安定に精度よくＰＬＺＴ
薄膜を形成することを可能にするものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention employs the multi-source sputtering method described above, in which a part of the surface of the lead target is covered with titanium or zircon, so that PLZT can be stably and accurately manufactured.
It makes it possible to form a thin film.
作用 本発明は上記した構成により、スパッタ率の高い鉛の実
効的なターゲット面積を減少せしめ、放電を安定に維持
できる程度の電力を印加しても、各成分の蒸発量比が適
切に保たれる。Effect The present invention has the above-described configuration to reduce the effective target area of lead having a high sputtering rate, and the evaporation amount ratio of each component is appropriately maintained even if power is applied to such an extent that discharge can be stably maintained. Be done.
実施例 第１図は本発明の一実施例において用いられるスパッタ
装置の構成を示す概略図である。第１図において、１，
２，３，４はそれぞれチタン，ジルコン，鉛，ランタン
からなるターゲットである。この場合、鉛ターゲット３
の表面の一部は、チタンまたはジルコンからなる補助タ
ーゲット５で覆れている、また各ターゲットには独立し
た高圧電源９が接続されている。このような構成におい
て、装置内に例えば１０-2Torr程度の圧力のアルゴンと
酸素の混合ガスを満たし、各ターゲットに適切な電力を
印加すると、放電により各成分がスパッタ蒸発し、基板
６の表面に目的とするＰＬＺＴ薄膜が形成される。この
場合、鉛ターゲットのスパッタ率が著しく高くても、補
助ターゲットの面積を十分に大きくしておくことによ
り、鉛の蒸発量が適切に抑制される。その結果、鉛ター
ゲットに対し放電を安定に維持し得る十分に大きな電力
を印加しても、適切な成分比を有するＰＬＺＴ薄膜を得
ることができる。またこのような状態において、各ター
ゲットに印加する電力の比を調節することにより、いっ
そう薄膜の成分比を精密に制御することができる。Embodiment FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a sputtering apparatus used in an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1,
2, 3 and 4 are targets made of titanium, zircon, lead and lanthanum, respectively. In this case, lead target 3
A part of the surface of is covered with an auxiliary target 5 made of titanium or zircon, and an independent high voltage power source 9 is connected to each target. In such a configuration, when the apparatus is filled with a mixed gas of argon and oxygen at a pressure of, for example, about 10 -2 Torr and appropriate power is applied to each target, each component is sputter-evaporated by discharge and the surface of the substrate 6 is discharged. Then, the desired PLZT thin film is formed. In this case, even if the sputter rate of the lead target is extremely high, the amount of lead evaporated can be appropriately suppressed by making the area of the auxiliary target sufficiently large. As a result, it is possible to obtain a PLZT thin film having an appropriate component ratio even when a sufficiently large electric power capable of maintaining stable discharge is applied to the lead target. Further, in such a state, by adjusting the ratio of the power applied to each target, the component ratio of the thin film can be controlled more precisely.
第２図は本発明の他の実施例において用いられるスパッ
タ装置の構成を示す概略図である。本実施例では各ター
ゲットの裏側に磁石７を備えた、いわゆるマグネトロ
ン．カソード方式がとられている。この場合、ターゲッ
ト表面付近に集中して発生する磁界８の付近に放電が生
じるため、スパッタ蒸発も主としてこの磁界集中領域に
おいて生じる。このため、チタンまたはジルコンからな
る補助ターゲット５は鉛ターゲット３上の磁界集中領域
を覆うように配置されており、その結果鉛の蒸発量が有
効に抑制される。本実施例でもその作用．効果は前述の
実施例と同様であり、ＰＬＺＴ薄膜の成分比を精密に制
御することができる。FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of a sputtering apparatus used in another embodiment of the present invention. In this embodiment, a so-called magnetron. The cathode method is adopted. In this case, since discharge is generated in the vicinity of the magnetic field 8 which is concentrated near the surface of the target, sputter evaporation mainly occurs in this magnetic field concentrated region. Therefore, the auxiliary target 5 made of titanium or zircon is arranged so as to cover the magnetic field concentrated region on the lead target 3, and as a result, the evaporation amount of lead is effectively suppressed. The operation is also performed in this embodiment. The effect is similar to that of the above-mentioned embodiment, and the component ratio of the PLZT thin film can be precisely controlled.
なお上記の実施例では補助ターゲット５にチタンまたは
ジルコンを用いているが、これらに代えてランタンを用
いることも可能である。しかし通常使用されるＰＬＺＴ
薄膜におけるランタンの組成比は鉛に対して１０％（原
子比）程度であり、チタンおよびジルコンに比べて少量
であるため、補助ターゲットにランタンを用いることは
好ましくない。Although titanium or zircon is used for the auxiliary target 5 in the above embodiment, lanthanum may be used instead of titanium or zircon. However, PLZT normally used
Since the composition ratio of lanthanum in the thin film is about 10% (atomic ratio) with respect to lead, which is smaller than that of titanium and zircon, it is not preferable to use lanthanum as the auxiliary target.
また上記の実施例で述べたＰＬＺＴ薄膜の特殊な場合と
して、ジルコンを含まないチタン酸鉛ランタン薄膜が要
求されることがあるが、この場合も同様の手法により良
好な薄膜を得ることができる。As a special case of the PLZT thin film described in the above embodiment, a lead lanthanum titanate thin film containing no zircon may be required. In this case, a good thin film can be obtained by the same method.
発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば、良好な特性を
有するＰＬＺＴ薄膜を安定かつ精密に成分比を制御しつ
つ形成することができ、実用的にきわめて有用である。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, a PLZT thin film having good characteristics can be formed stably and precisely while controlling the component ratio, which is extremely useful in practice.
第１図は本発明の一実施例において用いられるスパッタ
装置の構成を示す概略図、第２図は本発明の他の実施例
において用いられるスパッタ装置を示す概略図である。 １……チタンターゲット、２……ジルコンターゲット、
３……鉛ターゲット、４……ランタンターゲット、５…
…補助ターゲット、６……基板、７……磁石、８……磁
界、９……高圧電源。FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a sputtering apparatus used in an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a sputtering apparatus used in another embodiment of the present invention. 1 ... Titanium target, 2 ... Zircon target,
3 ... Lead target, 4 ... Lantern target, 5 ...
… Auxiliary target, 6… Substrate, 7… Magnet, 8… Magnetic field, 9… High-voltage power supply.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 41/24 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display area H01L 41/24
Claims (2)
ンからなる４個のターゲットを用い、前記鉛からなるタ
ーゲットの表面の一部をチタンまたはジルコンで覆うと
ともに、各ターゲットに印加する電力を独立に制御しつ
つスパッタ蒸着を行なうことを特徴とするチタン酸ジル
コン酸鉛ランタン薄膜の製造方法。1. Four targets each made of titanium, zircon, lead, and lanthanum are used, a part of the surface of the lead target is covered with titanium or zircon, and the electric power applied to each target is independent. A method for producing a lead lanthanum zirconate titanate thin film, which comprises performing sputter deposition while controlling.
に設け、鉛からなるターゲットの表面のうち、前記マグ
ネトロン．カソードによる磁界集中領域の少なくとも一
部を含む部分をチタンまたはジルコンで覆うことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のチタン酸ジルコン酸
鉛ランタン薄膜の製造方法。2. Each target is a magnetron. Of the surface of the target made of lead provided on the cathode, the magnetron. The method for producing a lead lanthanum zirconate titanate thin film according to claim 1, wherein a portion including at least a part of the magnetic field concentration region by the cathode is covered with titanium or zircon.
Priority Applications (1)
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| JP10737885A JPH0610333B2 (en) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | Method for producing lead lanthanum zirconate titanate thin film |
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| JPS61266565A JPS61266565A (en) | 1986-11-26 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2688872B2 (en) * | 1992-03-30 | 1997-12-10 | アネルバ株式会社 | Method for producing PZT thin film and sputtering apparatus |
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1985
- 1985-05-20 JP JP10737885A patent/JPH0610333B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JPS61266565A (en) | 1986-11-26 |
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