(1)X701.50Not(2013)pp27-32
(研 究 速 報)
MgOス
パ ッタ薄 膜 の 構 造 特 性
絶 縁 破 壊 お よ びス ク ラ ッチ損 傷
江 上
傑*1,村
瀬
史 弥*2,田
端
美 咲*3,小
曾 根
良 介*4,中
野
武 雄*5,馬
場
茂*6
StructuralPropertiesofSputteredMgOFilms:DielectricBreakdownandScratchFailure
TakashiEGAMI*',FumiyaMURASE*Z,MisakiTABATA*3,RyosukeKOSONE*4,
TakeoNAKANO*5,andShigeruBABA*6
ABSTRACT:Structuralpropertiesofmagnesiumoxide(MgO)thinfilmsarediscussedfromthedielectric
breakdownmeasurement.FilmsofMgOofabout80nmin面cknesswerepreparedby㎡ 一sputte血ginan
argonatmosphereatpressuresofO24,1.32and2.85Pa.Thebreakdowntookplacesuddenlyinastaircase
voltage-elevationmeasurement.Filmssputteredatlowpressureshadahighbreakdownstrength.We
observedaslowbreakdownbyemployingthecurrent-limitationmode,andacharacteristicbehavior
appearedintheI-Vprofiles.Asthecurrentincreased,thevoltagewasapttodecreaseinfilmssputteredat
O.24Pa,butitincreasedinfilmspreparedathighpressures.Thedifferencealsoappearedinthesurface
morphologyofthebreakdownpointsandthemechanicaldamageofthefilmsinthescratchtest.The
correlationsuggeststhatthegrainboundarystructureofMgOfilmsplaysanimportantroleonthesefracture
properties.
Keywords:MgO;Dielectricbreakdown;y-effect;Scratchfailure
(ReceivedOctober3,2013)
1.研 究 の 背 景 ・ 目 的
酸化 マ グネ シ ウム(MgO)は,塩
化 ナ トリウム 結 晶 構
造 を もつ 高 融 点 の 絶 縁 体 で あ る。 電 気 抵 抗 率 が 高 く,イ
オ ン衝 撃 に と もな う二 次 電 子 放 出 率(γ 効 果)が 大 き く,
耐 ス パ ッタ 性 に優 れ,可 視 波 長 域 の 光 学 透 過 率 が 高 い こ
とな どか ら,プ ラズ マ 表 示 セ ル 内 壁 で 電 極 保 護 膜 と して
利 用 され て い る。 た だ し,MgO膜
に正 イ オ ンが 入 射 して
電 子 が 出 て い く γ効 果 で は,絶 縁 体 のMgO膜
に正 電 荷 が
溜 ま るば か りで 定 常 的 な 二 次 電 子 放 出は 期 待 で きな い は
ず で あ る。 しか し実 際 には,二 次 電 子 は 捕 集 電 極 に一 定
の 電位 を か け る こ とで 安 定 な 電 流 と して 観 測 で き る。 わ
れ わ れ も これ ま で,Si基 板 上 に製 膜 したMgo膜
にイ オ ン
*1:大 学 院 理 工 学 研 究 科 博 士 前 期 課 程
*2:物 質 生 命 理 工 学 科2012年 度 卒 研 生
*3:物 質 生 命 理 工 学 科2007年 度 卒 研 生
*4:大n理 工学 研究 科修 士(現 在:キ ヤ ノ ンファイ ンテ ック(株))
*5:物 質 生 命 理 工 学 科 助 教
*6:物 質 生 命 理 工 学 科 教 授(baba@st
.seikei.ac.jp)
ビ ー ム を 照 射 し な が ら,試 料 面 に 対 向 し て 配 置 し た コ レ
ク タ ー 電 極 に 電 位VCを 与 え て 二 次 電 子 電 流lsを 測 定 し
て い る1)。VC=0(=基 板 の 電 位)で は 全 く 電 流 が 流 れ な
い が,あ る 程 度 の 正 電 位 に な る と 電 流 が 流 れ 始 め,さ ら
に 電 位 上 昇 と と も に 増 え,や が て 飽 和 す る(Fig.1)。 こ
z.s
z.o
IS/IP
1.5
1.0
o.s
o.0
050100150200250
CollectorVoltage[V]
Fig.lThesecondaryelectroncurrentISfromaMgO
film(78nm‐thick,sputter‐depositedatO.24
Pa)asafunctionofcollectorvoltage.The
ratioofIStotheprimaryioncurrentIPat
thesaturationlevelgivesthesecondary
electronemissioncoefficient.
十
十 十 十1
十
十
十
十
十
十
十
↓ ↓
十
十 十
十
1 1 1 1
(2)成 跨i大 学 理 工 学 研 究 報 告
Vo1.50No.2(2013.12)
こで,電 流 の飽 和 す る電 極 電 位 はMgO膜
表 面 に生 じて い
る最 大 の 表 面 電 位 に相 当 し,表 面 か ら速 度 ゼ ロで 飛 び 出
した 電 子 が 捕 集 電 極 に 流 れ 込 ん で い る状 態 に あ る と推 測
で き る。この 電 流一
電圧(ls-Vc)特
性 にお け る横 軸 の 電 圧
を 膜厚 で 除 して 膜 厚 方 向の 電 場 とす る グ ラ フ に直 して み
る と,膜 厚 の異 な るMgO試
料 の 結 果 が お お む ね 一 本
のls-VC曲 線 とな り,二 次 電 子 電 流 は薄 膜 の 表 面 一
基 板 問 に形
成 され た 電 場 に よっ て 支 配 され て い る こ とが 判 明 した 。
こ の 電 子 流 がMgO膜
を通 して 基 板 側 か ら膜 表 面 に 向
か っ て 絶 縁 破 壊 的 に流 れ て い る こ とは,金(Au)の
細 線 を
押 し付 け て 厚 み 方 向に 電 流 を流 す こ とで 確 か め られ た 。
す な わ ち,0.3μAの
電 流 を流 す た め に必 要 な 電圧 は,電
場 値 と して0.5∼0.8GV/mで
あ っ た1・2)。
絶 縁破 壊 の 発 生 す る電 圧 は バ ラつ きが 大 き く,変 動 係
数(=標 準 偏 差 ÷平 均 値)が10∼20%に
も達 す るが,低 圧
で 製膜 したMgo膜
ほ ど高 い 電 場値 を 示 し(Fig.2),絶
縁
破 壊 が 起 き に くい傾 向 に あ っ た3)。この傾 向 に対 応 して,
イ オ ン線 照 射 時 に 生 じ る二 次 電 子 の 測 定 で も,同
じ電 流
を 得 るの に 必 要 な コ レ クタ ー 電位 は(,電 場 に換 算 して),
低 圧 で 製膜 した 試料 は や や 大 き い 値 を 示 した 。
2
8
0
6
0
4
0
︻
E
、>
O
︼
U
一Φ
匡
⊂
≧
O
U
-Φ
Φ
﹂
m
0.20
.51510
SputteringPressure[Pa]
Fig.2Theeffectofsputteringpressureonthe
breakdownfieldofMgOfilms3).
今 回 の研 究 で は,絶 縁破 壊 電 圧 だ けで な く,破 壊 にい
た る直 前 にMgO膜
が 示 す 電 圧 と電 流 の 関係(1-V特
性)
に 注 目 した 。 ま た,絶 縁破 壊 した 個 所 の 構 造 的 特 徴 を走
査 電 子 顕微 鏡 で 観 察 した 。 これ らの 問 に,製 膜 圧 力 に よ
る薄膜 構 造 の 違 い に関 連 す る とみ られ る興 味 深 い 特 徴 が
認 め られ た の で 以 下 に 報 告 す る。
2.実 験
一 キ ン グ を 行 っ た
。 冷 却 後 に 流 量7.5sccmの ア ル ゴ ン ガ
ス を 流 し,排 気 バ ル ブ を 絞 っ てP舟=0.24,1.32,2.85Paの
圧 力(Brookslnstruments,CDLD型 静 電 容 量 マ ノ メ ー タ に
よ る)と し た 。 焼 結 成 形 した 直 径80mmのMgO円 板 を タ
ー ゲ ッ ト と し て 用 い ,13.56MHzの 高 周 波 マ グ ネ ト ロ ン
ス パ ッ タ リ ン グ を 行 っ た 。 タ ー ゲ ッ トの 真 上 で60mm離
れ て タ ー ゲ ッ ト に 平 行 に 並 べ た 基 板 上 に,高 周 波 電 力
100Wの も と18∼25分 で 膜 厚76∼82nmのMgO薄 膜 が
堆 積 し た 。Si基 板 と 並 べ て 石 英 ガ ラ ス 基 板 も置 き,光 学
ス ペ ク トル を 測 定 し て 膜 厚 と 屈 折 率 を 求 め た4)。
絶 縁 破 壊 の 測 定 は,直 径80humで 先 端 を 半 径lmm程 度
に カ ー ル させ たAu線 を プ ロ ー ブ と し て,軽 く た わ む 程 度
にMgO膜 表 面 に 押 し付 け,電 圧/電 流 発 生 器Advantest(現
ADC⑬)R6243に よ り電 圧/電 流 を 流 し た 。15×26mm2の
試 料 面 上 で2mm間 隔 の 正 方 マ ス 目 に 並 ん だ55個 の 測 定
点 で 絶 縁 破 壊 を 測 定 し,一 回 の 製 膜 で 得 た 試 料2枚,都
合llO点 で 破 壊 電 場 値 の 分 布 を 調 べ た 。
絶 縁 破 壊 の 傷 跡 を 走 査 電 子 顕 微
鏡(SEM:JEOLJSM-6510)で 観 察 し た 。 ま た,先 端 半 径15humの ダ イ ヤ モ ン
ド針 を 用 い て 振 動 式 マ イ ク ロ ス ク ラ ッ チ 試 験 を 行 い 付 着
強 度(密 着 性)お よ び 膜 質 の 特 徴 を 調 べ る と と も に,生
じ た ス ク ラ ッ チ 痕 をSEM観 察 した 。
3.結
果 と 考 察
3.1絶 縁 破 壊
ま ず,こ れ ま で 行 っ て き た 測 定 法 を 踏 襲 し て,定 電 圧
モ ー ドに 設 定 し た 電 源R6243か ら,Au線 プmブ に 毎 秒
1.OVず つ 階 段 状 に 増 え る 正 電 圧 を 加 え,制 限 電 流(今 回
は0.3μA)が 流 れ た 電 圧 値 を も っ て 絶 縁 破 壊 と し た 。 こ
の 絶 縁 破 壊 電 圧 値 を 試 料 膜 厚 で 除 し て 電 場 に 直 し,こ の
値llO個 を 昇 順 に 並 べ て 累 積 度 数 分 布 と し た 。 グ ラ フ を
Fig.3-(a),(b),(c)に 示 す 。 ど の 分 布 も 高 電 場 側 で 少 し 間
延 び し た 形 状 に な っ て い る。 そ こ で,高 電 場 側 に別 の 機
構 に よ る絶 縁 破 壊 が 起 き て い る と し て,得 ら れ た 累 積 度
数 分 布 を 二 つ の ガ ウ ス 分 布 の 和:
F(x)=・ 。G。(x,オ。,・。)+(1-・,)G,(x,オ,,・,)
TabIe.1 SeparationoftwoGaussiandistributions
GPandGsofbreakdownevents
SputteringPressureO.24Pa 1.32Pa2.85Pa
525um厚 のP添 加 低 抵 抗n型Si(100)ウ ェ ハ ー か ら切 り
出 し た13×26mm2の 基 板 を 希 フ ッ 酸 処 理 に よ り酸 化 膜
を 除 去 し,乾 燥 後 に 真 空 槽 に セ ッ ト した 。 タ ー ボ+油 回
転 ポ ン プ で5×10-5Paま で 排 気 し て,100℃ ×2時 間 の べ
ratioofGFaP
meanオP[GV/m]
std.dev.aP[GV/m]
meanus[GV/m]
std.dev.as[GV/m]
0.82
0.68
0.09
0.89
0.12
0.90
0.56
0.04
0.67
0.02
0.80
0.53
0.08
0.77
0.07
(3)(a)
(b)
(c)
100
90
080
U70
暮60
峯::葦
,。
U20
10
0
100
90
80
0
70
ぎ
雪60
琶50
奎 、。
1・ ・
V20
10
0
100
90
80
0u
70
窒 ・
・
薯 ・
・
奪
40
e
U::
10
0
了
a
P
--420=,-,ーー
り
い---P
脚
:
:
十
I
E
﹁
I
ー
ヒ
0.50.60.70.80.91.01.11.2
ElectricFieldforBreakdownVoltage[GV/m]
aP2
.
I
I
I
131=
ハりII-1
いP
十FEiI
1
0.30.40.50.60.70.80.91.O
EIectricFieldforBreakdownVoltage[GV/m]
a
・
ー
1
1
1P582=﹄---1
り
いP.III﹁II⊥
5
1
1
1
1
十
L.III﹁III⊥IIII.III-III﹂1.IIIII111111111L
I
I
I
0.30.40.50.60.70.80.91.O
EIectricFieldforBreakdownVoltage[GV/m]
Fig.3Cumulativefrequencyofbreakdownfieldin
MgOfilmssputteredatO.24Pa(a),at1.32
Pa(b),and2.85Pa(c).Eachdistribution
couldwellbeapproximatedbythesumofa
primaryGaussianandasecondaryGaussian
athighelectricfields.
で フ ィ ッ トさ せ る と,Fig.3の 連 続 曲 線 で 示 す よ う に 比
較 的 き れ い に 分 離 で き た 。 い ず れ も 低 電 場 側 で 起 き る 絶
縁 破 壊 が 全 体 の80∼90%を 占 め る よ う な 分 布 で あ る 。
こ れ を 主 お よ び 副 の 分 布 と し て,そ の 平 均 値 μp,μ∫ と
1
0
︻く
ユ
︼
0
0
芒
Φ
ヒ
=
O
o.00i
4042444648505254565860
AppliedVoltage[V]
Fig.4Someobservationsonthecurrentblow‐up
beforethebreakdowntakesplaceinO.24Pa
fiIms.
一 一一
3
…
『
{ 一
十
…
1
--3
+5 一
噛 一27
×31
×35
×41_
X45
十46
…
脚
十
十
1
1
一
…
一 一一+-1十
標 準 偏 差6P,6SをTablelに ま と め た 。こ の よ うな2山
の ガ ウ ス 分 布 に な っ た の は 提 示 し た 試 料 だ け で は な く,
製 造 単 位(ロ ッ ト)毎 に 見 ら れ た 特 徴 で あ る。 し か し そ
の 主 分 布 お よ び 副 分 布 の 平 均 値 は,ロ ッ ト問 で や は りバ
ラ つ き が み られ,全 体 の 傾 向 と し てFig.2に 示 す 特 性 と
ほ と ん ど変 わ ら な い 結 果 で あ っ た 。 ま た,Fig.3(b)に 示
す1.32Paの 試 料 で 分 散 が 小 さ い が,同 圧 力 の も と で 大
き な 分 散 を 示 す 測 定 例 も あ っ た 。 た だ し,こ れ ま で に 取
得 し た,さ ま ざ ま な 成 膜 条 件 や 実 験 条 件 の も と の 実 験 結
果 を 総 合 す る と,低 圧 ス パ ッ タ し た 試 料 ほ ど 変 動 係 数 が
小 さ く な る 傾 向 に あ る。 こ の 傾 向 は,透 過 ス ペ ク トル あ
る い は 原 子 問 力 顕 微 鏡AFMで 測 定 し たMgO膜 の 表 面 粗
さ は 低 圧 で 製 膜 す る ほ ど小 さ く な る1)と い う結 果 と 一
致 す る の で,局 所 的 な 膜 厚 の バ ラ つ き が 絶 縁 破 壊 に 必 要
な 電 場 を 生 む た め に 必 要 な 印 加 電 圧 の バ ラ つ き を も た ら
し て い る と 考 察 す る こ と も で き る 。
以 上 で 行 っ たlVス テ ッ プ の 電 圧 印 加 で は,あ る 電 圧
に 達 す る と急 に 制 限 電 流 が 流 れ て 絶 縁 破 壊 が 生 じ た が,
電 圧 ス テ ッ プ を 毎 秒0.lVに 設 定 し た と こ ろ,測 定 点 の
一 部 で0
.001μAか ら0.3μAま で の 範 囲 で,電 圧 一 電 流
の デ ー タ を 取 得 で き る も の が あ っ た(Fig.4)。
そ こ で,電 源R6243の 動 作 を 定 電 流 モ ー ド と し て,ま
ず 最 小 値lnAに 設 定 し,出 力 電 圧 を 制 限(主 と し て
10.OV)し た う え で,出 力 ボ タ ン[operate]を 押 し て 試 料
に 電 圧 を 加 え る こ と に し た 。 通 常 は こ こ で 出 力 電 圧 が 制
限 電 圧 に な っ た こ と を 示 すLimitを 表 示 す る の で,た だ
ち に 出 力 を 切 る 。 制 限 電 圧 をlV増 や し た の ち,再 度 出
力 ボ タ ン を 押 す 。 こ の 作 業 を 繰 り返 す う ち に,多 く の 場
合 は,突 然 に 電 圧 表 示 がLimitで は な くIV以 下(導 通 状
態)に な る 。 こ れ は 絶 縁 破 壊 が 起 き た こ と を 意 味 し,こ
の 時 点 で 測 定 は 終 了 と な る。し か し,一 部 の 測 定 点 で は,
lnAの 電 流 が 流 れ て 数10Vの 出 力 電 圧 値 が 表 示 さ れ る
こ と が あ る 。 こ れ は 安 定 に 電 流 が 流 れ て い る の で,電 流
出 力 の 値 を 増 や し て 電 圧 を 測 定 す る。 こ の 作 業 を繰 り返
し な が ら,最 終 的 に 導 通 状 態(絶 縁 破 壊)に 至 る ま で,
(4)成 跨i大 学 理 工 学 研 究 報 告
Vo1.50No.2(2013.12)
電 流 一 電 圧 の 値 を 記 録 し た 。lnA以 上 の 電 流 を 流 す こ と
が で き た 測 定 点 は,0.24∼1.32Paで 製 膜 した 試 料 で 全 体
のU9∼U8の 程 度 で あ っ た が,高 圧2.85Pa試 料 で は1/3
ほ ど も あ っ た 。 絶 縁 破 壊 に 至 ら な い 範 囲 で 流 す こ と の で
き た 電 流 の 最 大 値 や そ の 観 測 頻 度 を,最 大 電 流 値 と 測 定
点 数 の 分 布 と してFig.5の ヒ ス ト グ ラ ム に 示 す 。 縦 軸 は
1試 料 上 の55測 定 点 に 対 す る 観 測 個 数 を あ らわ して い
る 。 な お,lnA以 下 で 絶 縁 破 壊 した 測 定 点 は 多 い の で 約
U7に 圧 縮 し て あ る。す ぐ に 見 て とれ る 特 徴 は,高 圧 で ス
パ ッ タ し たMgO膜 で は 大 き な 電 流 が 流 れ た こ と で あ る 。
と く に10μA以 上 も 流 す こ と の で き た 測 定 点 は,低 圧 ス
パ ッ タ 膜 の 数 倍 以 上 も あ る。
io
O
︻く
三
芒
①
ピ
コ
O
122024Paif4
介
暑
↑
49.07
6
>.5
U
c4
d
量:
二
///!∼
∼
°'BreakdownCurrent[NA]
Fig.5Criticalcurrentforthebreakdownandthe
observationfrequency.
一
0 .24P48
.1
一
目1
一
曽 4.5
Q2
一
.
一 一
一
一
≡
層
一
ニ ≡ 一
=
一 二 一 一 二
次 に 定 電 流 モ ー ドで 観 測 され た,絶 縁破 壊 直 前 の 電 流
一 電圧 特性 の例 をFig .6(a),(b),(c)に 示す。低圧で製膜
したMgO膜
で は,電 流 の 増加 に と もな う電 圧 の 変 化 が ど
ち らか と言 え ば 減 少 す る傾 向を 示 して い るの に対 し,高
圧 で製 膜 した 試 料 は,電 流 増加 と と もに 電 圧 が 増 え る傾
向 を 示 して い る。 す な わ ち 低 圧 で 作 製 した 試 料 で は,絶
縁破 壊 に移 行 す る過 程 で 抵 抗 の 減 少 す る速 度 が 非 常 に大
き い。 各 測 定 点 で 横 に 延 び た 点 線 は,定 電 流 通 電 時 の 数
∼10秒 間 に印 加 電 圧 が 低 下 す る様 子 を示 して い る。
定 電 流 測 定 は もち ろん 絶 縁破 壊 の標 準 的 な 測 定 法5)の
ひ とつ で あ るが,MgO膜
で は 膜 質 の 違 い を大 き く反 映 す
る評価 法 とな る こ とが わ か っ た。
3.2SEMに よ る 構 造 観 察
MgO膜 で 絶 縁 破 壊 を 生 じ た 個 所 の 損 傷 状 況 をSEM観
察 し た 。 観 測 され た1-V特 性 の 結 果 と比 較 し た が,電 流
値 と 損 傷 の 大 き さ や 形 状 と は ほ と ん ど 相 関 が な か っ た 。
一 方
,製 膜 圧 力 に よ る 違 い は 顕 著 で あ っ た 。 典 型 的 な 傷
跡 をFig.7(a),(b),(c)に 示 す 。 低 圧 製 膜 し たMgO膜 で は
バ タ ー を 塗 りつ け た よ うな 傷 と な っ て い る の に 対 し,高
圧 製 膜 し たMgO膜 で は 溶 け て 破 裂 し た よ う な 傷 跡 が み
ら れ た 。
(a)
0.01
o.00i
O
io
0
︻
く
三
芒
Φ
ヒ
⊃
O
(b)。 。1
0001
0
io
O
[
く
邑
ビ
Φ
ヒ
⊃
O
(c)。01
10 20 30405060
AppliedVoltageM
12112132Pa7t4
o.00i
O
io 20 304050
AppliedVoltage[V]
60
12n42.85Pa#d
P
==
.宴
、
概
一毒
鼠;
E
竃.董
『フ;
._一 葦::三1難
.一.Y≡_一_
』
筆
卜
・
雛_藝
費
…
…
葦…
…
ζ
三
葺
is zo 304050
AppliedVoltage[V]
60
Fig.6Breakdownprocessesinconstantcurrentmode
observedinMgOfilmssputteredatO.24Pa
(a),at1.32Pa(b),and2.85Pa(c).FiIms
sputteredatlowpressuresdonotshow
voltageelevationwiththecurrentincrease.
MgO薄 膜 の 基 板 に 対 す る 付 着 強 度 を 調 べ る た め に マ
イ ク ロ ス ク ラ ッ チ 試 験6)を 行 っ た 。 先 端 半 径15μmの
ダ イ ヤ モ ン ド針 を 用 い,励 振 振 幅(全 幅)100humと し て,
30Hzで 試 料 面 に 平 行 に 振 動 させ な が ら,荷 重 を 漸 増 させ
た が,は く 離 な ど の 臨 界 現 象 は と く に 観 察 さ れ ず,ど の
試 料 も,荷 重 負 荷 と と も に 徐 々 に 摩 耗 が 進 行 し た 。ま た,
摩 擦 信 号 の 交 流 平 均 電 圧 値 に は 大 き な 違 い は な く,2.85
Paの 膜 の 走 査 す る と き の 速 度 信 号 に は,数mNの 荷 重 以
(5)(a)
(b)
(c)
匪.III「r・1=5・ ・り㌧7珈川1
Fig.7SEMmicrographsofbreakdownpointsinMgO
filmssputteredatO.24Pa(a),at1.32Pa
(b),and2.85Pa(c).ThescaIeindicates
10μm.
上 で 数loOHzの ス ク ラ ッチ ノ イ ズ(Fig.8(b)○ 部)が
発 生 す る よ う に な っ た 。 そ こ で,ス ク ラ ッ チ の 傷 跡 を
SEM観 察 す る と(Fig.9),2.85Paの 膜 の 表 面 に は 低 圧 膜
と 比 べ,10倍 ほ ど の 大 き さ の 黒 い 擦 過 痕 が 認 め ら れ た 。
絶 縁 破 壊 特 性 の 違 い も含 め て 膜 構 造 を 考 察 す る と,高 圧
で ス パ ッ タ したMgO膜 は,欠 陥 を 多 く 含 ん だ 大 き な 粒 状
構 造 を して い る と推 測 され る 。 な お,ど の 試 料 もXPSに
よ る組 成 測 定 で は 差 が ほ と ん ど な か っ た 。
Fig.8DifferenceinthefrictionalresponseofMgO
filmssputteredatO.24Pa(a)andat2.85
Pa(b)inthemicroscratchtest.Films
preparedat1.32Pashowedthesameresponse
asthatof(a).
Fig.9SEMmicrographsofthescratchedchannelof
MgOfilmssputteredatO.24Pa(a),andat
2.85Pa(b).ThescaIeindicates50gym.
4.結 論
高 周 波 ス パ ッ タ で 作 製 したMgO膜
は製 膜 時 の 圧 力 に
よっ て微 視 的構 造 が 大 き く変化 す る。 そ の構 造 特 性 は,
定電 流 モ ー ドの絶 縁破 壊 に お ける抵 抗 変 化 の激 しさの 違
い と して現 れ る と同 時 に,そ の破 壊 痕 の 形 状 や ス ク ラ ッ
チ試 験 で観 測 され る摩 擦 特 性 お よび 力 学 的 損 傷 痕 と強 い
相 関 を示 す こ とが わ か っ た。
参考文献
)
1
)
2
)
3
)
4
)
5
)
6
T.Nakano,TFujimoto,D.Nakada,S.Baba,"Dielectric
breakdownphenomenaduringsecondaryelectron
emissionmeasurementofsputter-depositedMgOfilms,"
Jpn.J.Appl.Phys.45(2006)pp.7875-7878.
RKosone,T.Nakano,S.Baba,"Electricalbreakdown
characteristicsofMgOfilmsdepositedbyrf-magnetron
sputteringanditsdependenceonprocessgaspressure,"
15thInt'1Conf.onThinFilms,P-S17-OS(KyotoTerrsa,
Japan)Nov.10,2011.
KArai,T.Sekiya,T.Nakano,S.Baba,"Secondary
electronemissionandelectricalbreakdownpropertiesof
sputteredMgOfilmsatlowgaspressures,"18thInt'1
VacuumCongressP3-TF1-4,17ff6e2d-e,Beijing2010.
S.Baba,LMori,T.Nakano,"Precisedeterminationofthe
refractiveindexofsputteredMgOthinfilmsinthevisible
lightrange,"Vacuum59(2000)pp.531-537.
犬 石 嘉 雄,中 島 達 二,家 田 正 之 他,電 気 学 会 編"誘
電 体 現 象 論"電 気 学 会(オ ー ム 社,1973).
S.Baba,MOgawa,YYamaguchi,T.Nakano,"Two
criticaleventsobservedonCufilmsonglasssubstratein
themicroscratchtest,"AdhesionAspectsofThinFilms:
vol.2(2005)pp.203-213.