RF 電力依存性

図 3.4：RF電力とスパッタリング電圧，電流の関係

図 3.5：RF電力と成膜レートの関係

0 100 200 300 400 500 300

400 500 600

0.6 0.8 1

Voltage Current

RF Power (W)

D C S p u tt e ri n g V o lt a g e ( V ) S p u tt e ri n g C u rr e n t (A)

0 200 400

0 10 20 30 40

RF Power (W)

D e p o s it io n R a te ( n m /m in )

RF電力に対する基板の抵抗値分布を見るため，各RF電力で作製したGZO膜のシー ト抵抗分布を測定した．RH2= 0.1，T-S間距離：120 mmにおいて，RF電力を0～500 W まで変化させたときに得られた GZO 膜のシート抵抗分布を図 3.6 に示す．膜のシート 抵抗はRF電力：0 Wのとき，ターゲットのエロージョン直上に相当する中心から20～

40 mmの位置において，中心部分と比較し3桁以上高い値となる．RF電力：100～300 W

では，RF電力の増加と共にエロージョン部分のシート抵抗は減少し，300 Wで最も低い シート抵抗値になる．この時のエロージョンのシート抵抗値は中心部分とほぼ同じ値で ある．さらにRF電力を増加すると膜全体の抵抗値が増加することがわかる．一連のRF 電力の変化で，RF電力：0～300 Wにおいて，中心部分のシート抵抗はほとんど変化が 見られていない．

図 3.6：RF電力を変化させた場合のシート抵抗の面内分布

−50 0 50

10

10

10

10

0W 100W 200W

300W 400W 500W

Location of Substrate (mm)

S h e e t R e s is ta n c e ( Ω /s q .)

得られた膜の中央部分における透過率の分光特性を図 3.7に示す．すべての条件で作 製した膜において，可視光領域では膜の厚みによる干渉が見られる．干渉の違いは成膜 時間を一定としたことで，成膜レートの違いにより膜厚の差としてあらわれたものであ る．RF電力：0～300 Wで作製した膜の透過率はほとんど変化が見られず，400 W以上

において500 nm以短の透過率が減少する傾向が見られる．また，近赤外領域において，

400 WまではRF電力の増加に伴い透過率が減少するが500 Wでは若干上昇している．

この時の各 RF 電力における基板を含む可視光領域，および近赤外領域の平均透過率を 表 3.2にまとめる．

RF電力に対するシート抵抗および透過率の変化から，RF電力が300 W以下の領域に おける比抵抗の減少は，RFプラズマによりキャリア密度，および移動度の増加である可 能性を示している．また，400 W以上では，膜の透過率において短波長側に吸収が見ら れることから，RFプラズマにより過剰に還元が進むことで酸素空孔が過剰となり，有効 なキャリアを生成できないこと，また金属としての Zn が発生することなどが考えられ る．

(a) (b) 図 3.7：RF電力を変化させた場合のターゲット直上のGZO膜の透過率

：(a) 紫外 - 可視 - 近赤外，(b) 紫外 - 可視

500 1000 1500 2000 2500

0 20 40 60 80 100

Wavelength (nm)

Transmittance (%)

0W 200W 300W 400W 500W 100W RF Power

300 400 500 600 700 800 0

20 40 60 80 100

Wavelength (nm)

Transmittance (%)

0W 100W 200W 300W 400W 500W RF Power

表 3.2：可視光および近赤外領域の平均透過率

RF Power (W)

Average Transmittance (%) Visible wavelength range

(400 - 800 nm)

Near Infrared wavelength range (800 - 2500 nm)

0 81.3 81.8

100 83.7 83.2

200 80.3 78.5

300 83.6 80.0

400 71.6 75.9

500 71.9 79.2