SnO X 薄膜の成膜

基板には，熱SiO2膜厚（tox = 200 nm）のn⁺-Siウエハを用いた．成膜前に基板をアセトンとイソ プロピルアルコールで超音波洗浄し，UV 照射（λ＝172 nm）して有機物残渣を除去した．また，使 用した基板については後述するUV-Vis-NIR分光法を用いた測定では石英ガラス基板に成膜し，

測定を行った．

Fig.2-1 超音波洗浄器の外観

Fig.2-2 UV照射器の外観

32 2.1.2 RF マグネトロンスパッタリング法 2.1.2.1 原理

直流二極スパッタリングはターゲットが絶縁体になると追突する陽イオンや二次電子放出のた めターゲットが帯電してスパッタリングを継続的に行うことができない．そのために RF (Radio

frequency)放電を利用し絶縁体をスパッタするために開発されたのが RF マグネトロンスパッタリ

ングである．RFスパッタにおいて高周波の代わりに直流電源を用いると絶縁体の表面は入ってく るイオンが保持している正の電荷で覆われ，ターゲット（絶縁体）表面はプラズマ準位と同じになり 放電は停止しスパッタができない[2.1] [2.2]．RFは通常13.56 MHzで，高周波電場を希ガスに印 加すると電子と希ガス原子の大きな質量比の違いから電子のみが高周波電場を通して加速度運 動するのに対し，希ガスはほとんど運動することができない[2.2]．そのため電離した陽イオンが陰 極と衝突する二次電子が減少し，電子が電場方向に加速され中性原子に衝突し中性原子を電離 させるα作用が放電の開始・維持に関与することになる[2.1] [2.2]．本研究では室温に近い温度で 成膜を行えるRFマグネトロンスパッタリングを使用した．Fig.2-3に示したのはRFマグネトロンス パッタリングの概略図であり，Fig.2-4は本研究で使用した RFマグネトロンスパッタリングの外観 である．

Fig.2-3 RFマグネトロンスパッタリング装置の構成図[2.1]

33 2.1.2.2 成膜条件

成膜条件は，著者が卒業論文で最適化した成膜条件を基に条件を設定した[2.3]．SnOx薄膜 は，反応性RFマグネトロンスパッタリング装置（CANON ANELVA L-332S-FH）を用いて，ターゲ ット-基板間距離30mm，出発材料として3in.SnO2ターゲット(純度4N)を用いて製作した．RFパワ ー：100W，成膜圧力：0.12Pa，膜厚：100nm，Ar/O2ガス流量は合計10sccmでそれぞれ固定した．

3.1.2項での議論では，スパッタリング成膜中，O2濃度（O2/(Ar + O2)のガス流量比として定義）は 2%〜10%の範囲で変化させた．

2.1.2.3 留意事項

スパッタリング成膜を行うにあたりチャンバー室の真空廃棄をターボ分子ポンプを用いて行う がその背圧は5.0×10^-4Pa以下とした．また，成膜前にターゲットに付着した化学結合酸素等の除 去のためプリスパッタを1分間行った後成膜を行った．

Fig.2-4 本研究で使用したRFマグネトロンスパッタリング装置

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