スパッタ成膜で作製したPZT薄膜の熱処理に伴う剥離の抑制に関する検討

摘要

複合プロセスにおいて，後熱処理後の基板とスパッタ成膜されたPZT薄膜の密着強度の低下を抑制するために，成膜温度に注目して実験を行った。その結果，成膜温度によつて後熱処理後の密着強度の低下を抑制できることを確認した。特に，成膜温度100～200°C付近のとき，後熟処理後の密着強度の低下の抑制に効果的であった。しかし，300°C以上の成膜温度では，後熱処理に関わらず密着強度が低くなる結果となった。これは，成膜温度が高いためにスパッタリングと同時に基板上で結晶粒成長が始まっているためだと考えられる。また，成膜温度の結晶形成密度への影響から，密着強度抑制に効果のあった温度領域（100〜200°C付近）では，その後の水熱合成プロセスにおける結晶形成密度の改善にも効果があることを明らかにした.特に，成膜温度240°Cでは結晶形成密度が高く，かつ結晶粒が微粒化されていることが確認できた。これらの結果から，スパッタリング時の成膜温度を300°C以下とすることで，密着強度の低下を抑制しつつ高密度なPZT薄膜を作製することができることを明らかにした。したがって，本複合プロセスにおいて，成膜温度は後熱処理後のPZT薄膜の密着強度の低下の抑制に有用であることを確認した。