JPH0312312A - 超伝導薄膜の製造方法 - Google Patents

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〉 本発明は、超伝導薄膜の製造方法にかかり、特に、成膜
後の焼成工程での処理手法に改良を加えた技術に関する
。

〈従来の技術〉 近年、超伝導材を薄膜化する技術が種々研究されている
。その手法としては、薄膜化の対象となる所定の物質を
、その組成が所定の比率となるように試料に堆積させる
成膜工程と、所定の雰囲気中において前記試料を加熱す
る焼成工程とで構成されている。

そして、焼成工程においては、チャンバ内に活性ガスを
供給し、試料に堆積した薄膜を雰囲気ガス中にさらした
ままの状態で、試料およびチャンバ内を所定の温度条件
で加熱することを行う。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来の手法では、次のような不都合
がある。

焼成工程において、処理温度を高温とするため、温度上
昇に伴い、成膜工程で各元素の組成を合わせたにもかか
わらず、薄膜を構成する物質の一部が欠乏して薄膜の組
成ずれを起こすことが往々にしてあり、製作した薄膜が
超伝導特性を示さなくなってしまうことがある。この現
象は、比較的高温で超伝導特性を示す超伝導材料として
の酸化物系高温超伝導材のように構成物質が多元系のも
のの場合に顕著に表れる。

このように、従来手法では、所定の超伝導特性を持つ薄
膜を安定的に製作することが困難であるなど、超伝導薄
膜の製造技術が未だ確立できていない。

本発明はこのような事情に鑑みて創案されたもので、超
伝導特性を示す薄膜を安定的に製作できるようにするこ
とを目的としている。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、薄膜化の
対象となる所定の物質を、その組成が所定の比率となる
ように試料に堆積させる成膜工程と、所定の雰囲気中に
おいて前記試料を加熱する焼成工程とを具備した超伝導
薄膜の製造方法において、次のような構成をとる。

本発明の超伝導薄膜の製造方法は、被焼成薄膜とほぼ同
じ構成の薄膜を形成した部材を用意しておき、前記焼成
工程で、前記用意した部材の薄膜を試料の被焼成薄膜に
対して重ね合わせた状態として、焼成処理を行うことに
特徴を有する。

〈作用〉 上記構成において、被焼成薄膜の表面を、それと同様構
成の薄膜によって覆うことにより、被焼成薄膜を焼成雰
囲気から隔絶させるから、温度上昇させたときに薄膜の
構成物質が欠乏するといった現象が発生しにくくなる。

しかも、被焼成薄膜を覆う、別の薄膜についてもその構
成要素をほぼ同じにしているから、両者間での化学反応
による表面品質変化が起きにくくなる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図および第２図に本発明の一実施例を示している。

ここでは、試料として例えばＭｇＯなどの基板の表面全
面に酸化物系高温超伝導材の薄膜を形成する例とする。

まず、基板Ａを図示しないスパッタ装置のチャンバ内に
配置し、基板Ａおよびチャンバ内の温度をｉＡ節すると
ともに、チャンバ内を酸素雰囲気とする。このスパッタ
装置の各ターゲットとして薄膜化する対象の物質、例え
ばＢｉ、　　Ｐｂ、　５ｒＣａ、Ｃｕを用意しておいて
、それら各組成が所望の比率に近くなるように成膜条件
を制御しながら基板Ａに堆積させる〔成膜工程〕。この
ようにして、基板Ａの表面に、例えばＢ　ｉ　＋、ｓ　
　Ｐ　ｂｏ、５Ｓｒｚ　　Ｃａｔ　　Ｃｕ３−０８から
なる薄膜１を形成する。

ここで、前記基板Ａとほぼ同一の外形を有し、かつ前記
薄膜１とほぼ同一の構成を持つ薄膜２が表面全面に形成
された別の基板Ｂを用意する。

この一方の基板Ｂを、スパッタ装置内に配置しである基
板へに対して、両薄膜１．２が密接するように重ね合わ
せておき、スパッタ装置のチャンバ内を例えばＡｒなど
の活性ガス雰囲気とし、基板Ａを例えば５００℃に、ま
た、チャンバ内を例えば９００℃に加熱する〔焼成工程
〕。これにより、薄膜２が結晶化されることになる。

次いで、前記状態のまま、基板Ａおよびそれに形成の薄
膜１を冷却する〔冷却工程〕。

ところで、予め成膜工程で、二つの基板に同一の条件で
薄膜をそれぞれ形成しておき、この二つの基板の各薄膜
を上述したように焼成工程で重ね合わせて、二つの基板
の薄膜について同時に焼成処理するようにしてもよい。

勿論、重ね合わせる基板Ｂについては、重ね合わせ専用
として用意しておいてもよい。

以上のようにして得た薄膜１についての焼成前と焼成後
との組成分析結果を、従来例のものと対比して第３図に
示す。なお、図はＣａに対する各元素の組成比を表して
いる。図の結果から明らかなように、従来例のものでは
、どの物質についても焼成後に組成ずれが発生している
ことが判り、本実施例のものでは、従来例のような著し
い組成ずれがなく、焼成前の組成のまま、はぼ維持でき
ていることが判る。このように、焼成過程で、被焼成薄
膜１をチャンバ内の雰囲気にさらさないようにしたから
、上述したように組成ずれを極く小さく抑えることがで
きるとともに、結晶化が適正に行われる結果、超伝導特
性を示す薄膜１を得ることができるようになる。

なお、本発明は上述した例のみに限定されず、酸化物系
の構成要素からなる超伝導薄膜の製造に適用できること
は言うまでもない。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、焼成過程におい
て被焼成薄膜の組成ずれを防止できるから、被焼成薄膜
を適正に結晶化することができ、その結果として、超伝
導特性を示す薄膜を安定的に得ることができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例にかかす、第１
図は焼成過程での処理形態を示す模式図、第２図は超伝
導薄膜の焼成前と焼成後の組成分析結果を示す図である
。 Ａ・・・基板（試料）、　　　■・・・薄膜、Ｂ・・・
基板（部材）、　　　２・・・薄膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）薄膜化の対象となる所定の物質を、その組成が所
   定の比率となるように試料に堆積させる成膜工程と、所
   定の雰囲気中において前記試料を加熱する焼成工程とを
   具備した超伝導薄膜の製造方法において、 被焼成薄膜とほぼ同じ構成の薄膜を形成した部材を用意
   しておき、前記焼成工程で、前記用意した部材の薄膜を
   試料の被焼成薄膜に対して重ね合わせた状態として、焼
   成処理を行うことを特徴とする超伝導薄膜の製造方法。