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多成分系複合ペ ロブス カイ ト化合物か らな る薄膜 を作 製する際,予 め所定の化学組成 に調整 された粉末な り, セ ラ ミックスな りを一 元で スパ ッタす る場 合1,2)や構成 元素数に応 じ,複 数 ターゲッ トに より多元でスパ ッタす る場合が考え られ る3).前 者は装置上 は比較的簡便 であ るが,化 学量論 の膜組成を得るためのターゲ ット組成の 調整 とか基板 とターゲ ッ トの位置関係 の調整4)が一般 に 困難である.一 方,後 者は複雑 な装置構造 とな るが,各 ターゲッ トの成膜速度 をRFパ ワーで個別 に制御で きる ので膜組成 の微妙 な調整が可能 と考 えられてい る. しか し,こ れ まで多元スパ ッタでの膜組成の制御は, RFパ ワー,ス パ ッタガス圧,Ar/02比 率,基 板温 度等 の諸条件 を変 えて作製 した膜 を誘導結合 プラズマ発光分 析法(ICP)な どに よ り組成分析 し,そ の結果 を次の実 験 に フィー ドバ ックす る,い わゆ る“Trial and Error" で行われてきた.一 方,ス パ ッタ時に各元素の成膜 量を 直接測定できれぱ,成 膜実験効率 の大幅 な向上やスパ ッ タ時に膜組成 の微調整が可能 となる. 本研究では,膜 組成の変動 が超伝導特性に大 きな影響 を与 え るYBCO膜 の作 製に おい て4),ス パ ッタプ ラズ マ発光 分光法(OES)に よる成 膜状態 の リアル タイ ム での解析を試み るとともに膜組成 の制御 について検討を 行 った5).

Control of YBCO Film Compositions using Optical Emission Spectroscopy of the RF Sputtering Plasma.