レーザー蒸着(PLD)法

PLD法ではレーザーの当たった表面で瞬間的(〜ns)に蒸発が起こるので、原料(ターゲット)の組成をほぼ1:1で基板に転写することが可能。多成分系の酸化物の薄膜成長に適しています。

エネルギーの供給源が外部にあるので、チャンバー内部を比較的高い酸素圧にすることが可能です。(K-Cellは酸素に弱い。)

装置の基本構成は蒸着チャンバーとエキシマレーザーから成り立っています。レーザー光源はKrFエキシマレーザー(Lambda Physik社製COMPex301型:波長248nm、出力1000mJ)です。

レーザー蒸着プロセスの概念図です。パルス状のレーザー光をレンズで集光してチャンバー内に導入し、ターゲット表面に照射します。レーザーの当たっ部分は瞬間的に蒸発し基板に向かって飛んで行き、基板に堆積します。反射高速電子線回折(RHEED)装置が取り付けられていて、薄膜成長をその場観察することができます。RHEED振動をモニターすることでユニットセル単位での結晶成長が可能です。蒸着中あるいは蒸着後にオゾンガスあるはマイクロ波酸素プラズマを基板に向かって照射し、薄膜を強力に酸化できるようになっています。
実際にターゲットにレーザーが当たった瞬間の写真です。青白く光って見えるのが蒸発粒子です。