製法の異なるScAl合金スパッタターゲットから発生する負イオンがScAlN薄膜の特性に及ぼす影響－電子ビーム溶融、アーク溶融、焼結ScAl合金ターゲットの比較

摘要

次世代のFBAR (Film Bulk Acoustic Resonator)に用いる圧電材料として，その圧電性の大きさからScAlN 薄膜が注目を集めている.Sc高濃度領域におけるScAlN薄膜の成膜技術の確立には，Sc金属由来の負イオン照射の抑制が欠かせない.本報告では，3種類のScAl合金ターゲット(電子ビーム溶融，アーク溶融，焼結ターゲット）から成膜中に発生する負イオン種の測定を行った.また，これらのターゲットを用いてScAlN薄膜を作製し，結晶配向性と電気機械結合係数を評価した.作製した試料の結晶配向性を示すロッキングカーブ半値幅は，自作電子ビーム溶融ターゲットで2.4°,アーク溶融ターゲットで1.7°,焼結ターゲットでは1.4°であった.また，鼋気機械結合係数は電子ビーム溶融ターゲットでk_t~2=20.3%,アーク溶融ターゲットでk_t~2=20.6%,焼結ターゲットでk_t~2=20.1% と見積もられた.それぞれのターゲットからの負イオンの発生量には違いが見られたが，作製したScAlN薄膜は同等の圧電性を示した.