(57)【要約】【課題】安全、かつ容易にＮａＴａＯ３膜を作製できる装置および方法を得る。【解決手段】本発明のＮａＴａＯ３膜作製装置は、基材１ａと、基材加熱手段５と、ＴａまたはＴａ酸化物から成るターゲット２ａとを備えた真空スパッタリング方式のもので、基材がＮａを含んだものである。また、基材と、基材加熱手段と、組成の異なる複数のターゲットとを備えた真空スパッタリング方式のＮａＴａＯ３膜作製装置において、ターゲットの少なくとも１つに、Ｎａが含まれているものである。また、基材を負に帯電する基材帯電手段を備えてもよいし、基材上に作製される膜の組成を分析する組成分析手段を備えてもよい。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、基材加熱手段と、ＴａまたはＴａ酸化物から成るターゲットとを備えた真空スパッタリング方式のＮａＴａＯ３膜作製装置において、
前記基材がＮａを含むことを特徴とするＮａＴａＯ３膜作製装置。
【請求項２】
基材と、基材加熱手段と、組成の異なる複数のターゲットとを備えた真空スパッタリング方式のＮａＴａＯ３膜作製装置において、
前記ターゲットの少なくとも１つに、Ｎａが含まれていることを特徴とするＮａＴａＯ３膜作製装置。
【請求項３】
前記基材を負に帯電する基材帯電手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のＮａＴａＯ３膜作製装置。
【請求項４】
前記基材上に作製される膜の組成を分析する組成分析手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のＮａＴａＯ３膜作製装置。
【請求項５】
請求項１記載のＮａＴａＯ３膜作製装置を用いて、
基材加熱手段によって、Ｎａを含む基材を加熱し、酸素を含む雰囲気中でＴａまたはＴａ酸化物であるターゲットをスパッタし、膜を形成することを特徴とするＮａＴａＯ３膜の作製方法。
【請求項６】
請求項２記載のＮａＴａＯ３膜作製装置を用いて、
Ｎａが含まれるターゲットをスパッタして基材上にＮａを含む膜を形成し、
基材加熱手段によって、Ｎａを含む膜が作製された基材を加熱し、酸素を含む雰囲気中でＴａまたはＴａ酸化物であるターゲットをスパッタし、膜を形成することを特徴とするＮａＴａＯ３膜の作製方法。
【請求項７】
請求項３記載のＮａＴａＯ３膜作製装置を用いて、
Ｎａが含まれるターゲットをスパッタして基材上にＮａを含む膜を形成し、
基材加熱手段によって、Ｎａを含む膜が作製された基材を加熱し、基材帯電手段によって、Ｎａを含む膜が作製された基材の表面を負に帯電させ、酸素を含む雰囲気中でＴａまたはＴａ酸化物であるターゲットをスパッタし、膜を形成することを特徴とするＮａＴａＯ３膜の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＮａＴａＯ３膜を作製する装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、化合物膜をスパッタで作製する場合、目的の組成に調整した化合物ターゲットを用いている。また、複数の種類のターゲットを幾何学的に組み合わせた複合ターゲットを用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０７−０９０５６５号公報（第５頁、第１図）
【０００４】
特許文献１では、焼結合金ターゲットに、組成の異なる棒状の焼結合金を埋め込んでいる。このような構成の複合ターゲットをスパッタすることによって、それぞれの合金成分を含む膜を基材上に作製することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の化合物ターゲットを用いる方法では、Ｔａの融点がＮａの昇華温度より高いために、Ｎａが昇華し、ＮａＴａＯ３のターゲットを作製できないという問題があった。また、ＴａとＮａを組み合わせた複合ターゲットを用いる場合、Ｎａの反応性が非常に高いために危険であり、取り扱いが非常に困難であるというような問題も抱えていた。
本発明はこのような様々な問題点に鑑みてなされたものであり、安全、かつ容易にＮａＴａＯ３膜を作製することができる装置および方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたものである。
請求項１記載の発明は、基材と、基材加熱手段と、ＴａまたはＴａ酸化物から成るターゲットとを備えた真空スパッタリング方式のＮａＴａＯ３膜作製装置において、基材がＮａを含んでいるものである。
このようになっているため、基材のＮａが作製される膜中に拡散し、ＮａＴａＯ３膜を作製することができる。
【０００７】
また、請求項２記載の発明は、基材と、基材加熱手段と、複数のターゲットとを備えた真空スパッタリング方式のＮａＴａＯ３膜作製装置において、前記ターゲットの少なくとも１つに、Ｎａが含まれたものである。
このようになっているため、基材にＮａが含まれていない場合でもＮａＴａＯ３膜を作製することができる。
【０００８】
また、請求項３記載の発明は、基材を負に帯電することができる基材帯電手段を備えたものである。
このようになっているため、作製される膜中にＮａを効率よく拡散させることができ、ＮａＴａＯ３膜を効率よく作製することができる。
【０００９】
また、請求項４記載の発明は、基材上に作製される膜の組成を分析する組成分析手段を備えたものである。
このようになっているため、作製中の膜の組成を監視でき、組成のずれを低減することができる。
また、請求項５記載の発明は、請求項１記載のＮａＴａＯ３膜作製装置を用いて、基材加熱手段によって、Ｎａを含む基材を加熱し、酸素を含む雰囲気中でＴａまたはＴａ酸化物であるターゲットをスパッタするものである。
このようになっているため、基材のＮａが作製される膜中に拡散し、ＮａＴａＯ３膜を作製することができる。
【００１０】
また、請求項６記載の発明は、請求項２記載のＮａＴａＯ３膜作製装置を用いて、Ｎａが含まれるターゲットをスパッタして基材上にＮａを含む膜を形成し、基材加熱手段によって、Ｎａを含む膜が作製された基材を加熱し、酸素を含む雰囲気中でＴａまたはＴａ酸化物であるターゲットをスパッタするものである。
このようになっているため、基材にＮａが含まれていない場合でもＮａＴａＯ３膜を作製することができる。
【００１１】
また、請求項７記載の発明は、請求項３記載のＮａＴａＯ３膜作製装置を用いて、Ｎａが含まれるターゲットをスパッタして基材上にＮａを含む膜を形成し、
基材加熱手段によって、Ｎａを含む膜が作製された基材を加熱し、基材帯電手段によって、Ｎａを含む膜が作製された基材の表面を負に帯電させ、酸素を含む雰囲気中でＴａまたはＴａ酸化物であるターゲットをスパッタするものである。
このようになっているため、作製される膜中にＮａを効率よく拡散させることができ、ＮａＴａＯ３膜を効率よく作製することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。
（第一実施例）
図１は、本発明の第一実施例を示すＮａＴａＯ３膜作製装置の概略構成図である。図において、基材（Ｎａを含む）１ａは、基材加熱手段５に取り付けられており、ターゲット２ａ（Ｔａを含む）の対面に設置されている。ターゲット２ａ（Ｔａを含む）には、ＲＦ電源７が接続されている。
つぎに、本発明の動作について説明する。
▲１▼  先ず、基材加熱手段５によって基材１ａを加熱する。次に、ガス導入口６からＡｒとＯ２の混合ガスをチャンバ８内に導入し、チャンバ８内を所定の圧力に調整する。
▲２▼その後、ターゲット２ａ（Ｔａを含む）にＲＦ電源７で電圧を印加し、スパッタリングを行う。
このように、Ｎａを含む基材２を加熱しながら基材上に膜を作製するので、基材中のＮａが膜中に拡散し、ＮａＴａＯ３膜が作製できる。
なお、Ｎａを含む基材２として、ソーダガラスを用いることができる。また、ここでは、ＲＦ電源を用いているが、ＤＣ電源でも良く、ターゲットもＴａでなく、Ｔａ２Ｏ５などのＴａ酸化物を用いても良い。
【００１３】
（第二実施例）
図２は、本発明の第二実施例を示すＮａＴａＯ３膜作製装置の概略構成図である。図において、基材１の対面にＮａを含むターゲット２とターゲット２ａ（Ｔａを含む）が設置されている。
つぎに、本発明の第二実施例の動作について説明する。
▲１▼先ず、ガス導入口６からＡｒガスをチャンバ８内に導入し、チャンバ８内を所定の圧力に調整する。次に、ＲＦ電源７ａによってＮａを含むターゲット２に電圧を印加し、スパッタリングを行い、基材１上にＮａを含む膜を作製する。
▲２▼次に、ガス導入口６からＡｒとＯ２の混合ガスをチャンバ８内に導入し、チャンバ８内を所定の圧力に調整する。その後、基材加熱手段５によってＮａを含む膜を作製した基材１を加熱しながらターゲット２ａ（Ｔａを含む）にＲＦ電源７で電圧を印加し、スパッタリングを行う。
このように、基材１上にＮａを含む膜を作製した後に、基材１を加熱しながらターゲット２ａ（Ｔａを含む）をスパッタするので、基材にＮａが含まれていない場合でもＮａＴａＯ３膜が作製できる。
なお、Ｎａを含むターゲット２には、ソーダガラス、ＮａＦ、Ｎａ３ＡｌＦ６などを用いることができる。
【００１４】
（第三実施例）
図３は、本発明の第三実施例を示すＮａＴａＯ３膜作製装置の概略構成図である。図において、Ｎａを含む基材１ａに電子を供給できるように、電子銃３が設置されている。
第三実施例では、電子銃３によってＮａを含む基材１ａに電子を供給し、Ｎａを含む基材１ａを負に帯電させた状態で、第一実施例と同様な方法でＴａターゲットをスパッタする。
このように、Ｎａを含む基材１ａが負に帯電した状態で、Ｎａを含む基材１ａを加熱しながら膜を作製するので、第一実施例より効率的にＮａが膜中に拡散し、ＮａＴａＯ３膜が作製できるのである。ここでは、Ｎａを含む基材１ａを負に帯電させる手段として電子銃３を用いたが、Ｎａを含む基材１ａに、Ｎａを含む基材１ａからターゲット２ａ（Ｔａを含む）に向かう電界を印加しても良い。
また、第三実施例で述べた方法は、第二実施例にも適用できる。
【００１５】
（第四実施例）
図４は、本発明の第四実施例を示すＮａＴａＯ３膜作製装置の概略構成図である。
第四実施例では、第三実施例と同様な方法で、Ｎａを含む基材１ａ上に膜を作製しながら、その膜の原子組成を元素分析器４によって監視することができる。このように、原子組成を監視しながら膜を作製することができるので組成ずれの小さいＮａＴａＯ３膜を作製することができる。
なお、元素分析器４は、Ｎａを含む基材１ａ上に作製される膜の原子組成が測定できるものであれば、特に限定されるものではなく、Ｘ線光電子分光分析装置、オージェ分光分析装置、エネルギー分散型Ｘ線分析装置などを用いることができる。
また、第四実施例で述べた方法は、第二実施例および第三実施例にも適用できる。
【００１６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の装置によれば、基材にＮａを含んでいるので、基材上にＴａ酸化物膜を作製するときに、Ｎａが膜中に拡散し、ＮａＴａＯ３膜を作製することができるという効果がある。
また、請求項２に記載の装置によれば、Ｎａを含む膜を基材上に作製することができるので、基材にＮａが含まれていない場合でも、ＮａＴａＯ３膜を作製することができるという効果がある。
また、請求項３記載の装置によれば、基材の表面を負に帯電させることができるので、Ｎａを膜中に効率よく拡散させることができ、ＮａＴａＯ３膜を効率よく作製することができる。
また、請求項４記載の装置によれば、基材上に作製される膜の組成を分析することができるので、作製中の膜の組成を監視でき、作製する膜の組成のずれを低減することができる。
また、請求項５記載の方法によれば、基材を加熱することで、基材上に作製されるＴａ酸化物膜中にＮａが拡散し、ＮａＴａＯ３膜を作製することができる。
また、請求項６記載の方法によれば、基材上にＮａを含む膜を形成した後に、基材を加熱しながらＴａ酸化物膜を作製するので、Ｎａが含まれていない場合でもＮａＴａＯ３膜を作製することができる。
また、請求項７記載の方法によれば、基材上にＮａを含む膜を形成した後に、基材を加熱し、かつ、基材を負に帯電させながらＴａ酸化物膜を作製するので、Ｎａを効率よくＴａ酸化物膜中に拡散させることができ、基材にＮａが含まれていない場合でも、ＮａＴａＯ３膜を効率よく作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例を示すＮａＴａＯ３膜作製装置の概略構成図
【図２】本発明の第二実施例を示すＮａＴａＯ３膜作製装置の概略構成図
【図３】本発明の第三実施例を示すＮａＴａＯ３膜作製装置の概略構成図
【図４】本発明の第四実施例を示すＮａＴａＯ３膜作製装置の概略構成図
【符号の説明】
１  基材
１ａ  基材（Ｎａを含む）
２  ターゲット（Ｎａを含む）
２ａ  ターゲット（Ｔａを含む）
３  電子銃
４  元素分析器
５  基材加熱手段
６  ガス導入口
７、７ａ  ＲＦ電源
８  チャンバ
【図１】
2004307982.tif 000003
【図２】
2004307982.tif 000004
【図３】
2004307982.tif 000005
【図４】
2004307982.tif 000006