LFB超音波材料解析システムによる石英ガラス上のZnO多結晶薄膜の評価

概要

論文の詳細を見る
DCスパッタリング法およびRFマグネトロンスパッタリング法により合成石英ガラス基板上に作製した複数の異なる膜厚のZnO多結晶薄膜に対して直線集束ビーム超音波材料解析(LFB-UMC)システムにより漏洩弾性表面波(LSAW)の速度の周波数依存性を測定した。その測定結果は、周波数fと膜厚Hの積fHの依存性の数値計算値と同様な傾向を示した。しかし、膜厚が厚くなるほどLSAW速度の測定値は計算値より小さくなり、fH=1680Hz・mでは計算値(2672.1m/s)に対してRF-ZnO filmで27.2m/s、DC-ZnO filmで42.6m/sの速度低下が検出された。これは多結晶構造に起因した弾性定数c^E_<44>の低下によるものと考えられ、DC-ZnO filmで約6%、RF-ZnO filmで約3%の低下に相当すると見積もられた。また、225MHzでLSAW速度の分布測定を行ったところ、4-μm厚のDC-ZnO filmにおいて特に大きな速度分布(約22m/s)を検出した。LSAW速度のfH依存性を用いて得られた速度分布の結果から膜厚分布を見積もると、DC-ZnO filmは約0.66μm、RF-ZnO filmは約0.04μmであった。以上のように、本超音波法により、異なる製法のZnO薄膜に対する特性の違いを検出できることを実証した。
2009-09-22