JPH02156079A - Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導膜形成用ターゲット材 - Google Patents

Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導膜形成用ターゲット材

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JPH02156079A
JPH02156079A JP63309661A JP30966188A JPH02156079A JP H02156079 A JPH02156079 A JP H02156079A JP 63309661 A JP63309661 A JP 63309661A JP 30966188 A JP30966188 A JP 30966188A JP H02156079 A JPH02156079 A JP H02156079A
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Tadashi Sugihara
杉原　忠
Yukihiro Ouchi
大内　幸弘
Takuo Takeshita
武下　拓夫
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Mitsubishi Metal Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばスパッタリング法により基板表面に
超電導膜を形成する際に用いられるターゲット材にして
、特に冷却効率が高く、かつ抵抗率が低く、さらに機械
的強度にもすぐれたＴｌ　−Ｂａ　−Ｃａ　−Ｃｕ　−
０系超電導膜形成用ターゲット材に関するものである。
〔従来の技術〕
近年、例えばスパッタリング法にて、基板表面にＴＩ　
−Ｂａ　−Ｃａ　−Ｃｕ　−０系超電導膜を形成する試
みがなされている。
このＴ／　−Ｂａ　−Ｃａ　−Ｃｕ　−０系超電導膜の
形成には、ターゲット材が用いられる。
このターゲット材は、まず、原料粉末として、いずれも
ｌ０ＺＺ１１以下の平均粒径を有する’ｌ酸化物、Ｂａ
炭酸塩、Ｃａ炭酸塩、およびＣｕ酸化物の粉末を用意し
、これら原料粉末を所定の割合に配合し、混合した後、
この混合粉末に、Ｔｌ成分の蒸発を抑制するために密封
容器内で８００〜７００℃の範囲内の温度に所定時間保
持の焼成処理と粉砕を２〜３回繰り返し施して、ＴＩ　
−Ｂａ　−Ｃａ　−Ｃｕ−０系超電導セラミツクス粉末
を形成し、ついで、この超電導セラミックス粉末に、雰
　囲　気：　１０’ｔｏｒｒ以下の真空、加熱温度二８
００〜９００℃、 圧　　　　　カニ　１００〜２００　ｋｇ　ｆ　／ａｄ
。
加熱保持時間：１〜４時間、 の条件で真空ホットプレスを施すことによって製造され
ている。
したがって、製造されたターゲット材は、（ａ）　　実
質的にＴＩ　−Ｂａ　−ｃａ　−Ｃｕ　−０系セラミツ
クスからなるか、 （ｂ）　　あるいは２０容量％以下の酸化銅（以下Ｃｕ
Ｏで示す）を含有し、残りが実質的にＴｐ　−Ｂａ　−
Ｃａ　−Ｃｕ　−０系セラミツクスからなる、組成の焼
結体からなっている。
なお、上記従来ターゲット材におけるＣｕＯの含有は、
例えばスパッタリング装置およびスパッタ条件によって
ターゲット材の組成がそのまま薄膜組成とはならず、Ｃ
ｕＯが不足する場合があるので、超電導セラミックス粉
末の製造時に、これが余分のＣｕＯを２０容量％以下の
範囲で含有するように製造していることによるものであ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上記の従来ターゲット材においては、相対的に
冷却効率が低く、このためにスパッタ時のターゲット材
のスパッタ表面と冷却底面の温度差が大きくなることか
ら、ターゲット材に熱応力による割れが発生し易く、ま
た抵抗も高いので、比較的装置が安価な直流２極スペく
ツタリング装置を用いることができず、通常高価な高周
波スパッタリング装置を必要とし、さらに機械的強度が
低く、きわめて脆いので、その取扱いには細心の注意を
はられなければならないなどの問題点がある。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、従来Ｔ
ｌｌ　−Ｂａ　−Ｃａ　−Ｃｕ　−０系超電導膜形成用
ターゲット材のもつ問題点を解決すべく研究を行なった
結果、Ｔｆｌ　−Ｂａ　−Ｃａ　−Ｃｕ　−０系セラミ
ツクス（この場合超電導膜形成時にＣｕの補給が可能な
ので、Ｔｆｌ　−Ｂａ　−Ｃａ　−０系セラミツクスで
もよい）の粉末に、必要に応じてＣｕＯを共存させた状
態で、金属Ｃｕ粉末を８〜４０容量％の割合で配合し、
混合した後、例えば真空雰囲気中、温度：４００〜９０
０℃、圧力＝１００〜２００ｋｇ　ｆ　／　ｃ−の条件
で真空ホットプレスすることにより製造したターゲット
材は、金属Ｃｕ索地に、ＴＮ　　−Ｂａ　−Ｃａ　−０
系セラミツクスおよびＴＩ　　−Ｂａ　−Ｃａ　−Ｃｕ
　−０系セラミツクスのうちのいずれか、または両方が
、必要に応じて含有させたＣｕＯとともに均一に分散し
た組織をもつようになり、この結果のＴｐ　−Ｂａ　−
Ｃａ　−Ｃｕ−０系超電導膜形成用ターゲット材は、素
地を構成する金属Ｃｕによって冷却効率が一段と向上す
るばかりでなく、抵抗が著しく低下し、かつ機械的強度
も向上して、高い靭性をもつようになるという知見を得
たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、 金属Ｃｕ：８〜４０容量％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ｃｕ　Ｏ：　２０容量％以下、 を含有し、残りがＴＩとＢａとＣａの複合酸化物を主体
とするＴｆＪ　−Ｂａ　−Ｃａ　−０系セラミツクス、
およびＴｌとＢａとＣａとＣｕの複合酸化物を主体とす
るＴｌ　−Ｂａ　−Ｃａ　−Ｃｕ　−０系セラミツクス
のうちのいずれか、または両方と不可避不純物からなる
組成、 並びに金属Ｃｕの素地に、上記のセラミックス、あるい
は上記のセラミックスとＣｕＯが均一に分散した組織、 を有するＴｆＩ−Ｂａ　−Ｃａ　−Ｃｕ　−０系超電導
膜形成用ターゲット材に特徴を有するものである。
なお、この発明のターゲット材において、金属Ｃｕの含
有量を８〜４０容量％と限定したのは、その含有量が８
容量％未満では、所望の冷却効率、抵抗率、および機械
的強度を確保することができず、一方その含有量が４０
容量％を越えると、別途必要に応じて２０容量％以下の
範囲で含有するＣｕＯとの関係において、Ｃｕの相対量
が多くなりすぎ、所定組成の超電導膜を形成することが
できなくなることから、その含有量を８〜４０容量％と
定めた。
〔実　施　例〕
つぎに、この発明のターゲット材を実施例１により具体
的に説明する。
原料粉末として、いずれも５−以下の平均粒径を有し、
かつそれぞれ第１表に示される組成をもったＴＩ　−Ｂ
ａ　−Ｃａ　−０系セラミツクス粉末およびＴｌ　−Ｂ
ａ　−Ｃａ　−Ｃｕ　−０系セラミツクス粉末、この場
合これらセラミックス粉末の合成時に、必要に応じて第
１表に示される量のＣｕＯも共存させ、さらに金属Ｃｕ
粉末を用意し、これら原料粉末を第１表に示される配合
組成に配合し、混合した後、１０’ｔｏｒｒの真空雰囲
気中、温度＝７５０℃、圧カニ　１５０ｋｇ　ｆ　／　
ｃｄ、保持時間：３時間の条件で真空ホットプレスを施
すことによって実質的に配合組成と同一の成分組成、並
びにいずれも金属Ｃｕの素地に、上記セラミックス、あ
るいは上記セラミックスとＣｕＯが均一に分散した組織
を有し、かつ直径：５ｈ＋ｍＸ厚さ：４ｍｍの寸法をも
った本発明ターゲット材１〜１１および比較ターゲット
材１〜４をそれぞれ製造した。
なお、比較ターゲット材１〜４は、素地を形成する金属
Ｃｕの含有量がこの発明の範囲から外れたものである。
また、比較の目的で、金属Ｃｕ粉末の配合を行なわず、
かつ真空ホットプレスにおける温度を８５０℃に高める
以外は同一の条件で従来ターゲット材１．２を製造した
。
ついで、この結果得られた各種のターゲット材について
、冷却効率を評価する目的で熱伝導率を測定し、また抵
抗率も測定し、さらに機械的強度を評価する目的で抗折
力を測定した。
引続いて、これらの各種ターゲット材を、それぞれ直流
マグネトロンスパッタリング装置（高周波マグネトロン
スパッタリング装置を用いてもよい）に装入し、 雰囲気全体圧カニ　１０’〜１０−’Ｌｏｒｒ、雰　囲
　気：　Ａ　ｒ　ｓまたは酸素を５〜５０％含有のＡｒ
。
供給電力＝１００〜ｅｏｏ　ｗ。
基板材質：平面寸法が１００ｍｊのＭｇＯ単結晶、基板
加熱＝６５０℃または加熱せず、 基板−ターゲット間距離：　５０〜１３０　ｃＩＩＩｓ
薄膜の厚さ：２１Ｅ＠、 の条件でスパッタリングを行ない、スパッタ後の薄膜に
対して、Ｔｌ蒸気含有雰囲気中、温度：８４０℃に５０
時間保持後炉冷の条件で焼鈍処理を施し、この状態で４
端子法により臨界温度（Ｔｃ）を測定した。こ−れらの
測定結果を第１表に示した。
〔発明の効果〕
第１表に示される結果から、本発明−ターゲット材１〜
１１は、いずれも従来ターゲット材１，２に比して一段
と高い熱伝導率（冷却効率）および抗折力（機械的強度
）を示し、かつ抵抗率も低く、しかも従来ターゲット材
と同等の特性をもった超電導膜を形成することができ、
また比較ターゲット材１〜４に見られるように、Ｃｕ含
有量がこの発明の範囲から低い方に外れると、上記の特
性に所望の向上効果が得られず、一方その含有量が高い
方に外れると、所望の超電導膜を形成することができな
いことが明らかである。
上述のように、この発明のターゲット材は、超電導膜形
成に組成的問題はなく、その上ですぐれた冷却効率をも
つので、高速スパッタを行なっても熱応力による割れの
発生がなく、かつ抵抗率が著しく低いので、高周波スパ
ッタリングは勿論のこと、直流２極スパツタリングによ
る薄膜形成も可能であり、さらに機械的強度も高いので
、取扱いが容易であるなど工業上有用な特性を有するの
である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）金属Ｃｕ：８〜４０容量％、 を含有し、残りが、ＴｌとＢａとＣａの複合酸化物、お
    よびＴｌとＢａとＣａとＣｕの複合酸化物のうちのいず
    れか、または両方を主体とするセラミックスと不可避不
    純物からなる組成、 並びに金属Ｃｕの素地に、上記セラミックスが均一に分
    散した組織、 を有することを特徴とするＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ
    系超電導膜形成用ターゲット材。
  2. （２）金属Ｃｕ：８〜４０容量％、 を含有し、さらに、 酸化銅：２０容量％以下、 を含有し、残りが、ＴｌとＢａとＣａの複合酸化物、お
    よびＴｌとＢａとＣａとＣｕの複合酸化物のうちのいず
    れか、または両方を主体とするセラミックスと不可避不
    純物からなる組成、 並びに金属Ｃｕの素地に、上記セラミックスと酸化銅が
    均一に分散した組織、 を有することを特徴とするＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ
    系超電導膜形成用ターゲット材。
JP63309661A 1988-12-07 1988-12-07 Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導膜形成用ターゲット材 Pending JPH02156079A (ja)

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EP19890110307 EP0377073A3 (en) 1988-12-07 1989-06-07 Sputtering target used for forming quinary superconductive oxide
US07/363,011 US5077269A (en) 1988-12-07 1989-06-08 Sputtering target used for forming quinary superconductive oxide
KR1019890010109A KR950007087B1 (ko) 1988-12-07 1989-07-15 Tl-Ba-Ca-Cu-O계 초전도막형성용 타아겟재

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63255367A (ja) * 1987-04-13 1988-10-21 Agency Of Ind Science & Technol 酸化物超電導体のスパツタ薄膜製造方法およびスパツタリング用タ−ゲツト

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63255367A (ja) * 1987-04-13 1988-10-21 Agency Of Ind Science & Technol 酸化物超電導体のスパツタ薄膜製造方法およびスパツタリング用タ−ゲツト

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