JPH0393608A - 酸化物超電導体薄膜の製造方法 - 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】

〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、酸化物超電導体薄膜の製造方法に関する。 （従来の技術） １９８８年にＨａ−Ｌａ−Ｃｕ−０系の層状ペロブス力
イト型の酸化物が４０Ｋ以上の高い臨界温度を有するこ
とが発表されて以来、酸化物系の超電導体が注目を集め
、新材料探索の研究が活発に行われている。 その中でも、液体窒素温度以上の高い臨界温度を有する
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系で代表される欠陥ペロプスカイト
型の酸化物超電導体や、Ｂｌ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系
およびＴＩ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系の酸化物超電導体
は、冷媒として高価な液体ヘリウムに代えて、安価な液
体窒素を利用できるため、工業的にも重要な価値を有し
ている。そして、それらの応用の研究も盛んに行われて
おり、超高速の超電導デバイス、ＳＱＬＩＩＤセンサ、
超電導配線、超電導コイル、送電線など、多数の応用が
考えられている。 たとえば超電導体を各種電子デバイスの配線として使用
すれば、配線による信号の遅延が低減されるため、信号
処理あるいは演算の高速化を可能にする。酸化物超電導
体をこのような超電導配線に応用することを考えた場合
、バルク材に比べて臨界電流密度が一桁以上高い薄膜を
利用することが有利である。 このような超電導特性に優れた酸化物超電導体薄膜は、
多くの場合真空プロセスを利用して作製されており、た
とえばスパッタ法、レーザースパッタ法、真空蒸着法、
ＭＢＥ法、ＭＯＣＶＤ法、　ＪＣＢ蒸着法などの薄膜形
成法が適用されている。 ところで、上記各種薄膜形成法のうち、真空蒸着法、Ｍ
ＢＥ法、ＩＣＢ蒸着法などは、通常ＩＸＩＯ−’Ｔａｒ
ｔ以下の高真空下で行われるため、薄膜への酸素導入量
を充分に高めることができず、良好な超電導特性を示す
薄膜を直接得ることができないという難点があった。 このような問題に対して、酸素をプラズマ化して活性化
したものを供給することにより、酸素導入量を増加させ
て超電導特性を向上させる試みがなされている。具体的
には、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）により電子を
高エネルギー状態に加速し、これを酸素に衝突されてプ
ラズマ化する方法であり、この方法によればＩＸＩＯ’
丁ｏｒｒ以下の真空下、Ｉ　Ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒ以
下の高真空下においてもプラズマを発生させることが可
能である。 しかし、ＥＣＲは反応室内に磁場を形成しなければなら
ず、反応室をコイルや永久磁石で外包する必要があり、
装置が大がかりとなるなど、装置上の制約が大きいとい
う問題があった。また、プラズマを発生させる反応室は
、基板からある程度離れたところに設けなくてはならず
、基板に到達する活性種はＥＣＲ反応室からの漏れ磁界
により引出され、かつ加速されたものであるため、運動
エネルギーは大きいものの密度は低いという欠点があっ
た。つまり、密度の低い酸素の活性種を高い運動エネル
ギーによって薄膜内に導入する方法であるため、高エネ
ルギー粒子によって得られる薄膜にダメージが発生して
しまう。 一方、真空容器内に高周波導入用のコイルを設け、そこ
でグロー放電を起こさせて酸素をプラズマ化させる方法
が提案されているが、実際にはｌＸ　１０４Ｔｏｒｒ以
下の高真空下ではグロー放電は起こらず、したがって真
空蒸着法、ＭＢＥ法、ＩｃＢ蒸着法などに必要とされる
　ｌ　Ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒ以下の高真空下で酸素の
プラズマを発生させつつ蒸着を実施することは現実的な
方法とは言えない。 （発明が解決しようとする課１１！） 酸化物超電導体薄膜にダメージを与えることなく特性を
向上させるためには、運動エネルギーが低くかつ密度の
高い酸素の活性種を成膜面に供給することが必要である
が、現在提案されている方法では真空蒸着法、ＭＢＥ法
、ＩＣＢ蒸着法などに必要とされる真空容器内圧力、す
なわちｔｘｔｏ−’丁ｏｒｒ以下の高真空を維持しつつ
、上述したような酸素の活性種を成膜面に供給すること
は非常に困難を伴うものである。 本発明は、このようなｙＡＩｆｉに対処するためになさ
れたもので、真空蒸着法、ＭＢＥ法、ＩＣＢ蒸着法など
に必要とされる少なくともＩＸ　１０”　Ｔｏｒｒ以下
の真空容器内圧力を満足しつつ、高密度でかつ運動エネ
ルギーの低い酸素の活性種を被着基体の近傍に供給する
ことを可能にすることによって、超電導特性に優れた酸
化物超電導体薄膜を比較的簡易な装置構成で形成するこ
とを可能にした酸化物超電導体薄膜の製造方法を提供す
ることを目的としている。

【発明の構成】

（課題を解決するための手段） すなわち本発明の酸化物超電導体薄膜の製造方法は、Ｉ
Ｘ　１０’　Ｔｏｒｒ以下の減圧状態とされた真空容器
内で、酸化物超電導体を構成する各金属元素を蒸発させ
て基体表面に堆積させ、前記酸化物超電導体の薄膜を作
製するにあたり、罰記真空容器内で開口させた所定口径
のノズルを有する酸素活性種発生容器を前記真空容器内
に配置し、ｌ×１ｏ″”　Ｔｏｒｒ以上の前記真空容器
内圧力より高い圧力の減圧状態とした前記酸素活性種発
生容器内で酸素原子を含む気体分子を高周波電力による
グロー放電によってプラズマ化すると共に、このプラズ
マにより形成された酸素の活性種を前記基体近傍に供給
しつつ、前記酸化物超電導体薄膜を成膜することを特徴
としている。 （作　用） 真空容器内に所定口径のノズルを開口させた酸素活性種
発生容器を真空容器内に配置することによって、真空容
器内を１×　１０’　Ｔｏｒｒ以下の高真空状態に排気
しても、上記酸素活性種発生容器内はノズル部分によっ
てコンダクタンスが低く設定されているため、真空容器
内圧力より高い圧力の減圧状態とすることができる。こ
れにより、真空容器内は酸化物超電導体の構成元素を充
分に蒸発されるのに必要なＩＸ　１０’　Ｔｏｒｒ以下
の高真空状態を実現しつつ、酸素活性種発生容器内で高
周波電力によるグロー放電を起こし、プラズマを発生さ
せることが可能となる。したがって、充分に酸化物超電
導体の構成元素を蒸発させつつ、密度が高くかつ運動エ
ネルギーの低い酸素ラジカルや酸素イオンなどの酸素の
活性種を基体近傍に充分に供給でき、成膜時に蒸着物を
充分に酸化することが可能となる。 （実施例） 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。 第１図は本発明の一実施例の酸化物超電導体薄膜の製造
方法を適用した或膜装置である。 同図において、１は排気系２に接続された真空容器であ
り、この真空容器１内には、被着基板３と目的とする酸
化物超電導体薄膜を構威する各金属元素の単体あるいは
化合物からなる蒸発源４、５、６が対向して配置されて
いる。 上記彼着基板３は、たとえばＭｇＯ　ＳＳｒＴ１（ｈ、
Ａｌ２０３、Ｙ安定化Ｚｒ０２　（ＹＳＺ）　、Ｓｌ，
　Ａｇ，　ノｚステロイ、インコネルなどからなるもの
であり、その形状は板状体に限らず、ロッド状、ワイヤ
状、テープ状など形状は任意である。さらに、金属基板
上にＳｒＴ１０３などの薄膜をバッファ層として設けた
ものを使用してもよく、このような披着基体を用いると
、得られた膜のＣ軸配向性がより高くなる。なお、被着
基板３を保持するホルダ７内には基体加熱用のヒータ８
が設置されており、成膜時には披着基板３を４００℃以
上、好ましくは８５０℃以上に加熱する。これによって
結晶性のよい薄膜が得られる。 また、蒸発源４、５、６は形成しようとする酸化物超電
導体薄膜に応じて選択されるものであり、この実施例で
はＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物超電導体の金属構或元素
である、金属Ｙ４、金属Ｂａ５、金属Ｃｕ６がそれぞれ
配置されている。これら蒸発源４、５、６の加熱方式は
いくつか存在するが、たとえば金属Ｙ４や金属Ｃｕ６な
どの高融点物質は電子ビーム加熱により蒸発させ、比較
的融点の低い金属Ｂａ５などは抵抗加熱により蒸発させ
る。そして、これらの方法によって加熱された各蒸発源
４、５、６からの蒸発物質は、被着基板３方向に向かっ
て同時に飛翔する。 なお、本発明に適用される酸化物超電導体としては、Ｙ
−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物超電導体に限らず、各種希土
類元素含有のべロブス力イト型の酸化物超電導体や、Ｂ
１−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系酸化物超電導体、ＴＩ−Ｂ
ａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系酸化物超電導体などが適用される
。 希土類元素を含有しベロブス力イト型構造を有する酸化
物超電導体は、超電導状態を実現できるものであればよ
く、たとえばＲＥＭＣｕＯ　　　系２　８　７−δ （ＲＥは、Ｙ　．　Ｌａ１ＳｃＳＮｄｓ　Ｓｓ，　Ｅｕ
，　Ｇｄｓ　Ｄｙｓ　１１０％Ｅｒｓ　Ｔｍ、Ｗｂ，　
Ｌｕなどの希土類元素から選ばれた少なくとも１種の元
素を、ＨはＨａｓ　Ｓｒ，　Ｃａから選ばれた少なくと
も１種の元素を、δは酸素欠陥を表し通常ｌ以下の数、
Ｃｕの一部はＴｉＳＶ　１Ｃｒｓ　ＭｎｓＦｅｓ　ＣＯ
ＳＮ１％　Ｚｎなどで置換可能。）の酸化物などが例示
される。なお、希土類元素は広義の定義とし、Ｓｃ，　
ＹおよびＬａ系を含むものとする。 また、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系の酸化物超電導体
は、化学式：　Ｂ１２　Ｓｒ２Ｃａｚ　Ｃｕｘ　ＯＸ　
　　　−−−−−−−　（　１　）：Ｂ１ｚ＜Ｓｒ．Ｃ
ａ＞３ｃｕ２０ｘ　　　−・・・・・・・（ＩＩ）（式
中、Ｂｌの一部はｐｂなどで置換可能。）などで表され
るものであり、ＴＩ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系酸化物超
電導体は、 化学式：　ＴＩ２　Ｂａｚ　Ｃａｚ　Ｃｕ３０！１　　
　　−　（Ｉ［［）：　ＴＩ２　（Ｂａ．Ｃａ）　３　
Ｃｕｚ　Ｏｘ　　　−・・・−−　−　（ＩＶ）などで
表されるものである。 そして、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系以外の酸化物超電導体の
薄膜を形成する際には、それぞれに応じた蒸発源を選択
して使川する。 また、真空容器１内の被着基板３の近傍には、一端部の
口径を絞ってノズル９ａが形成された石英管からなる酸
素活性種発生容器９が配置されており、このノズル９ａ
は被着基板３方向に向けられている。この酸素活性種発
生容器９の外周には、マッチングボックス１０を介して
高周波電源１１に接続されたコイル１２が巻装されてい
る。また、酸素活性極発生容器９の他端部には図示を省
略した酸素原子を含むガス、たとえばｏ２、ｏ３、ｃｏ
、ＣＯ２、Ｎ２０などの供給源に図示しないバルプを介
して接続された酸素原子含有ガス供給パイプ１３が接続
されている。 そして、酸素活性種発生容器９先端のノズル９８部分は
、口径を細く絞ってあるためにコンダクタンスが低く設
定されており、たとえば真空容器１内を排気速度ａｏｏ
ｏ，ｇ　／秒程度で排気しつつ、酸素原子含有ガス供給
パイブ１３から２０ＳＣＣＭ程度のガスを供給すると、
真空容器１内圧力がＩＸＩＯ゜４〜１×　１Ｇ’　Ｔｏ
ｒｒの時に、酸素活性種発生容器９内はＩＸ　１０−２
Ｔｏｒｒ程度の減圧状態を実現することができ、この状
態でコイル１２にたとえばＮｌｌｚオーダーの高周波電
力を印加することによってグロー放電を起こすことがで
き、プラズマが発生する。 ノズル９ａの径は、真空容器１内との圧力差を大きく設
定したい場合には小さくし、あまり差圧がいらない場合
には比較的大きくする。たとえば排気速度３０００，ｇ
　／秒、流速２０８ＣＣＨの条件で酸素活性種発生容器
９内がＩ　Ｘ　１Ｇ’　Ｔｏｒｒ以上の圧力になってプ
ラズマが発生する時、ノズル９ａ径をｌａｍとすると、
真空容器１内の圧力はＩ　Ｘ　１０−ｓＴｏｒｒ以下と
なり、またノズル９ａ径を２一一とすると真空容器１内
の圧力はｌ　Ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒ以下となる。 したがって、高真空下で成膜を行う場合にはノズル９ａ
の径を小さくすればよく、一方、できるだけプラズマを
広く発生させるためにはノズル９ａの径を大きくすれば
よい。このように、ノズル９ａの径は、真空の条件、被
着基板３の大きさなどを考慮して任意に選ぶことができ
る。 また、酸素活性種発生容器９を構成する石英管の径によ
りプラズマの発生状態を変化させることもできる。すな
わち石英管の径を大きくすると管内の流速は低下すると
共に、コイル１２の径も大きくなるため、高周波電源１
１からの出力は同じでも、放電領域に印加される電力は
大きくなり、酸素の分解率は高くなる。通常ノズル９ａ
の径をｌｖｉ〜２一一程度に設定した場合は、石英管の
径は１０ｓｍ〜５０ｇ＋ｎ程度とすることが適当である
。ただし、これらの径は排気速度、流速などにより異な
るものであり、絶対的な値ではない。 通常、ノズル９ａの径はｌＯ一一以下が好ましく、さら
に好ましくは５１一以下であり、また管径はｌｏ一回以
下が好ましい。さらに一般的に言うならば、ノズル９ａ
の径は管径のｌ／４以下が好ましく、さらに好ましくは
１／１０以下である。 一方、酸素活性種発生容器９のノズル９ａと被Ｓ基板３
との距離も、成膜時の酸化力に大きく影響を及ぼし重要
な要因となる。本発明の特徴は、被着基板３に近いとこ
ろでプラズマを発生させることができる点にあり、被着
基板３と各蒸発源４、５、６との距離の１／２以下の距
離とすることが好ましく、さらに好ましくは１／１０以
下とすることである。 そして、成膜時の真空容器１内の圧力は、成膜方法によ
っても多少異なるが、各蒸発ｉ［４、５、６からの蒸発
を妨げないようにＩＸ　１０’　Ｔｏｒｒ以下に設定し
、好ましくは５Ｘ　１Ｇ’　Ｔｏｒｒ以下である。 また、酸素活性種発生容器９内の圧力は、真空容器１内
の圧力より高い圧力で、グロー放電を起こし得る　ＩＸ
　ｔｏ’　Ｔｏｒｒ以上に設定する。 また、酸化物超電導体中の酸素は、真空中で高温に加熱
すると特に顕著に脱離が起こり、よって冷却時にも酸素
の脱離が起こり得る。そこで、成膜終了後も酸素プラズ
マにさらしながら徐冷することが好ましい。この冷却時
の酸素プラズマ発生条件は、酸素活性種発生容器９内の
圧力を成膜時よりも高くすることが好ましく、　ＩＸ　
１Ｇ’　Ｔｏｒｒ〜ｌＴｏｒｒ程度とする。また、冷却
速度は４００℃程度まで１−１０℃／分とし、さらに２
００℃程度まで１〜２０℃／分とするように、４００℃
までの冷却速度を２００℃までの冷却速度より大きく設
定することが好ましい。 ところで、グロー放電を起こさせる方法としては、上述
したように酸素活性種発生容器９の周囲にコイル１２を
巻装する方法に限らず、たとえば第２図ないし第５図に
示すような方法を採用してもよい。 第２図は、石英管２１をステンレス鋼管からなる電極２
２で外包し、石英管２１内に接地電極２３を設けたもの
である。なお、接地電極２３は酸素原子含有ガス供給パ
イプ１３を兼ねてもよい。 また、第３図に示すように、２つ割り形状とした電極２
４ａ，２４ｂを用いてもよく、その場合、これら電極２
４ａ，２４ｂは同電位であってもよいし、同図に示すよ
うに、一方の電極２４ａを高周波電位、他方の電極２４
ｂを接地電位としてもよい。 また、第４図に示すように、ステンレス管などの導電性
物質からなる管状体２５の一方を絞ってノズル２５ａを
作製し、酸素活性種発生容器９と高周波電極とを兼ねさ
せることもでき、この場合には、内部に絶縁物２６によ
って管状体２５と絶縁された接地電極２７を挿入する。 このように酸素活性種発生容ｒＡ９を構成することによ
って、石英管の誘電率が低いことに起因するバワーロス
がなく効率がよい。また、第５図は、内側の電極２８を
高周波電位とし、外側の容器を兼ねる電極２つを接地電
極としたものである。 ところで、第１図乃至第４図に示した各酸素活性種発生
容器９は、真空容器１内の圧力が高くなり　ＩＸ　１Ｇ
’　Ｔｏｒｒ台になると、真空容器１が接地されている
ために、外側の高周波電極１２、２２、２４、２５と真
空容器１内壁との間で放電が起こり、真空容器１内でプ
ラズマが発生すると共に、負荷インピーダンスが大きく
変動し、マッチングの調整が必要となり、安定したプラ
ズマが得られにくい。このため、真空チャンバ内の圧力
はｌｘ１０’　Ｔｏｒｒ以下とすることが好ましい。 これに対して第５図に示した酸素活性種発生容器は、常
に真空容器１と外側の電極２９とが同電位であるため、
真空容器１内の圧力にかかわらず、外側では放電は起こ
らない。したがって、管状体２つ内の圧力にのみ負荷イ
ンピーダンスは依存し、マッチングの調整が容易で常に
安定したプラズマを発生させることができる。よって、
真空容器内の圧力はｌＴｏｒｒ台まで上げることが可能
である。 ここで、第１図乃至第５図に示した各酸素活性種発生容
器のグロー放電発生機構を等価回路によって説明する。 第１図に示したコイル１２を用いた機構では、コイル１
２によるＬ成分以外に、コイル１２と接地電位の真空容
器内部治具との間のＣ成分（コンデンサー容量）が存在
する。したがって、第６図に示すような等価回路となり
、コイル１２とコンデンサー３１とが直列接続された形
をとる。このコンデンサー３１によるインピーダンスは
、真空容器１内圧力およびプラズマが発生しているか否
かによっても異なる。なお、図中３２はマツチング回路
である。 また、第２図乃至第５図に示した機構は、容量結合型と
呼ばれ、負荷はコンデンサーだけであるが、第２図乃至
第４図に示した機構の場合、電極と真空容器とのＣ成分
があり、等価回路は第７図に示すようにコンデンサー３
３、３４が並列接続された形をとる。この場合も真空容
器１内の圧力により、合或インピーダンスは変化する。 第５図に示した機構は、負荷がコンデンサー１つのみと
なり、第８図に示す等価回路となる。 この場合、コンデンサー３５の容量は容器の大きさと管
内の圧力のみで決まり、真空容器１内の圧力に依存しな
い。したがって、マッチングもとりやすく、最も安定し
てプラズマを発生させることができる方法である。 なお、以上いずれの方法においても、成膜時に充分な酸
化力を得ることができる。 次に、上記構成の成膜装置を用いて、実際にＹ系酸化物
超電導体薄膜を作製した例について説明する。 まず、被看基板３として直径１００ａ＋一のＳｒＴＩ（
ｈ基板をホルダー７にセットすると共に、酸素活性種発
生容器９として、管径２０■園、ノズル径２１一の第１
図に示した機構のものを採用し、それを真空容器１内に
ノズル９ａが被着基板３から３０１１のところに位置す
るよう配置した。また、蒸発源として金属Ｙ４、金属Ｂ
ａ５、金属Ｃｕ６をそれぞれ被着基板３から３００■の
ところに配置した。なお、被着基板３は８００℃に加熱
した。 そして、真空容器１内を３０００，ｅ　／秒で排気して
、真空容器１内を２Ｘ　１０’　Ｔｏｒｒに設定した。 またこれによって、酸素活性種発生容器９内をｔｘｔｏ
’Ｔｏｒｒとすると共に酸素を２０８ＣＣＭで供給し、
１３．５８Ｍｌｌｚの高周波電力を印加してプラズマを
発生させて酸素の活性種を被着基板３近傍に供給しつつ
、各蒸発源４、５、６を蒸発させて三元同時蒸着を行っ
た。この後、２℃／分の条件で４００℃まで冷却して４
００℃で１時間保持し、次いで５℃／分の条件で２００
℃まで冷却した後、１気圧の酸素中で５０℃以下まで冷
却して、酸化物超電導体薄膜を作製した。なお、冷却時
の真空容器１内の圧力は、２Ｘ　１Ｇ−″Ｔｏｒｒとし
た。 得られた酸化物超電導体薄膜は、膜厚が５０００入で、
徐冷後の状態でＹｌ　”１．９５０ｕ３．０５０Ｂ．８
の組成を有し、臨界温度は８５Ｋ以上、臨界電流密度は
ＩＸ　１Ｇ’　Ａ／ｃｊと良好な値を示した。また、Ｘ
線回折の結果からＣ軸配向していることを確認した。 なお、被着基板３として上述した各種基体を用いて、同
様に酸化物超電導体薄膜を作製したところ、特性の基板
依存性はあるものの、いずれの基体においても超電導特
性を示す薄膜が得られた。 次に、各蒸発物質をイオン化クラスタービームとする以
外は、前述の蒸着法と同一条件で酸化物超電導体薄膜を
作製したところ、さらに良好な結果が得られた。その一
つの理由は、ＩＣＢではエミッションによる電子あるい
はイオン化されたクラスターなどの荷電粒子が飛んでく
ることにより、酸素プラズマがより安定していることに
あり、本発明ではＩＣＢ蒸着法が最も好ましい。 Ｘ線回折の結果では、同一条件下での成膜でありながら
、回折パターンのピーク強度は前述した蒸着法によるも
のに比べてｌ桁大きく、結晶性が向上していることが分
った。したがって、臨界電流密度は１×　１０’　Ｔｏ
ｒｒ台まで向上した。 さらに、この方法では、金属基板上での配向性がよ＜、
Ａｇ基板では多結晶でありながら、Ｃ軸強配向した膜が
得られた。これは、イオン化されたクラスターが電場で
加速され、基板に衝突した時に起こるマイグレーション
効果が、通常の蒸着法と比較して大きいことに起因する
ものと考えられる。 次に、このＩＣＢ蒸着法を用いると金属基板上に配向し
た膜が得られやすいことを利用し、Ａｇ，・＾Ｕのテー
プまたはワイヤ、Ａｇメッキを施したＳＵＳ　，Ｎ１，
ニクロム、インコネルのテープまたはワイヤ、メッキを
施していない上記各金属のテープまたはワイヤを用い、
ｌ　ｃ−／分の速度で移動させつつ連続的に酸化物超電
導体薄膜を形成すると共に、或膜後にそれを巻き取って
コイルを作製した。 成膜装置は、第９図に示すように、被着線材４１がＩＣ
Ｂイオン源４２、４３、４４と対向する位置を通過する
よう、線材供給ローラ４５と巻き取りローラ４６とを配
置すると共に、線材通過部の後方に加熱用ヒータ４７を
配置する以外は、第１図と同一構成とした。ただし、威
膜位置は絞り４８によって均一な膜が得られる領域だけ
とし、またシャッタ４９を成膜領域前方に設けた。 このようにして得られた超電導コイルは、臨界電流密度
が７７ＫでＩＸ　１０’　ｋｉｄと良好な値を示した。 このように、この実施例においては、先端開口部を絞っ
てインダクタンスを小さく設定した管を酸素活性種発生
容器として真空容器内に設置しているため、真空容器内
を所定の真空度まで排気した際に、酸素活性種発生容器
内の圧力を高く設定することが可能となる。したがって
、この酸素活性種発生容器内でグロー放電を起こしてプ
ラズマを発生させることができ、密度が高くかつ運動エ
ネルギーの小さい酸素の活性種を被＠基体近傍に供給し
つつ、酸化物超電導体を成膜することが可能となる。よ
って、超電導特性に優れた酸化物超電導体薄膜が安定し
て得られる。 なお、上記実施例では、Ｖ系酸化物超電導体の成膜につ
いて説明したが、Ｂ１系酸化物超電導体、ＴＩ系酸化物
超電導体、ｐｂを添加したＢｌ系酸化物超電導体など、
各種酸化物超電導体に適用でき、同様に良好な結果を得
ることができる。 また、酸素活性種の原料としては、０２ガス以外に０３
、Ｎ２　０　、ＮＯ２　、ＣＯ、ｃｏ２などによっても
同様な効果が得られ、特に０３、Ｎ２０は０２ガスより
酸素ラジカルや酸素イオンになる率が高く好ましい。 【発明の効果］ 以上説明したように本発明の酸化物超電導体薄膜の製造
方法によれば、成膜を行う真空容器内の真空度を低下さ
せることなく、運動エネルギーは低いが活性度が高い酸
素ラジカルや酸素イオンなどの酸素の活性種を高密度で
被着基体近傍に供給することが可能となる。したがって
、成膜後の熱処理を施すことなく、良好な超電導特性を
示す酸化物超電導体薄膜を形或することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の酸化物超電導体薄膜の製造
方法を適用した成膜装置の構或を示す図、第２図乃至第
５図はその酸素プラズマ発生機構の変形例をそれぞれ示
す図、第６図乃至第８図は第１図乃至第５図の酸素プラ
ズマ発生機構を等価回路で示す図、第９図は本発明の他
の実施例を適用した成膜装置の構成を示す図である。 １・・・・・・真空容器、２・・・・・・排気系、３・
・・・・・被着基板、４、５、６・・・・・・蒸発源、
９・・・・・・酸素活性種発生容器、９ａ・・・・・・
ノズル、１０・・・・・・マッチングボックス、１１・
・・・・・高周波電源、１２・・・・・・コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　１×１０＾−＾３Ｔｏｒｒ以下の減圧状態とさ
   れた真空容器内で、酸化物超電導体を構成する各金属元
   素を蒸発させて基体表面に堆積させ、前記酸化物超電導
   体の薄膜を作製するにあたり、 前記真空容器内で開口させた所定口径のノズルを有する
   酸素活性種発生容器を前記真空容器内に配置し、１×１
   ０＾−＾３Ｔｏｒｒ以上の前記真空容器内圧力より高い
   圧力の減圧状態とした前記酸素活性種発生容器内で酸素
   原子を含む気体分子を高周波電力によるグロー放電によ
   ってプラズマ化すると共に、このプラズマにより形成さ
   れた酸素の活性種を前記基体近傍に供給しつつ、前記酸
   化物超電導体薄膜を成膜することを特徴とする酸化物超
   電導体薄膜の製造方法。