JPH04164821A - 超電導薄膜およびその製造方法 - Google Patents
超電導薄膜およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH04164821A JPH04164821A JP2289782A JP28978290A JPH04164821A JP H04164821 A JPH04164821 A JP H04164821A JP 2289782 A JP2289782 A JP 2289782A JP 28978290 A JP28978290 A JP 28978290A JP H04164821 A JPH04164821 A JP H04164821A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- superconducting thin
- film
- superconducting
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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。
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、超電導薄膜およびその製造方法に関する。
（従来の技術）
高温超電導材料は、銅系の酸化物を中心に開発か進めら
れており、それらのバルク材の合成においては、１気圧
またはそれ以上の高い酸素分圧中で作製する必要があっ
た。
れており、それらのバルク材の合成においては、１気圧
またはそれ以上の高い酸素分圧中で作製する必要があっ
た。
また、これらの超電導材料を産業に用いるためには、薄
膜化することが必要であるが、真空蒸着法やスパッタリ
ング法等の物理的薄膜形成プロセスにおいては、酸素を
充分に膜中に取り込むことが困難で、その結果十分な超
電導特性が得られにくいという問題があ７た。
膜化することが必要であるが、真空蒸着法やスパッタリ
ング法等の物理的薄膜形成プロセスにおいては、酸素を
充分に膜中に取り込むことが困難で、その結果十分な超
電導特性が得られにくいという問題があ７た。
一方、薄膜中に酸素を十分に取り込めるプロセスとして
、高い酸素分圧下での薄膜形成プロセスを採用すると、
安定して再現性よく成膜できないという問題があった。
、高い酸素分圧下での薄膜形成プロセスを採用すると、
安定して再現性よく成膜できないという問題があった。
特に、Ｃａ、 Ｓｒ％Ｂａ等のアルカリ土類金属を真空
蒸着法の蒸発源やスパッタリングターゲットに用いた場
合、その表面が酸化して安定した蒸発レイトやスパッタ
リングレイトか得られず、膜中に取り込まれるアルカリ
土類元素の組成制御が困難となったり、膜中のアルカリ
土類元素の分布か不均一になる等の欠点かあった。
蒸着法の蒸発源やスパッタリングターゲットに用いた場
合、その表面が酸化して安定した蒸発レイトやスパッタ
リングレイトか得られず、膜中に取り込まれるアルカリ
土類元素の組成制御が困難となったり、膜中のアルカリ
土類元素の分布か不均一になる等の欠点かあった。
そこで、アルカリ土類元素の供給源として、酸素ガス中
でも安定なフッ化物（ＢａＦ等）を用いて銅系酸化物超
電導薄膜を作製する方法かＹＢａ２ＣＬＩ３０７につい
て報告されている（Ｍａｎｋｉｅｖｉｃｈ ｅｔ ａｔ
＾ｐｐ１．Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、 Ｖｏｌ、５１．ｐ
、１７５３（１９８７）等参照）か、成膜後に８００℃
以上の温度で熱処理を施し、膜中のフッ素を取り除く必
要があった。これは、銅系酸化物においてはＦが膜中に
残存すると、超電導特性を著しく悪化させるためである
。
でも安定なフッ化物（ＢａＦ等）を用いて銅系酸化物超
電導薄膜を作製する方法かＹＢａ２ＣＬＩ３０７につい
て報告されている（Ｍａｎｋｉｅｖｉｃｈ ｅｔ ａｔ
＾ｐｐ１．Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、 Ｖｏｌ、５１．ｐ
、１７５３（１９８７）等参照）か、成膜後に８００℃
以上の温度で熱処理を施し、膜中のフッ素を取り除く必
要があった。これは、銅系酸化物においてはＦが膜中に
残存すると、超電導特性を著しく悪化させるためである
。
このように、ＹＢａ２Ｃｕ＊ ０７等の銅系酸化物超
電導体では、アルカリ土類の供給源としてフッ化物を用
いると、余分な熱処理工程か増えると共に、高温（８０
０℃以上）での熱処理により、膜表面の平坦性が著しく
損われるという欠点かあった。
電導体では、アルカリ土類の供給源としてフッ化物を用
いると、余分な熱処理工程か増えると共に、高温（８０
０℃以上）での熱処理により、膜表面の平坦性が著しく
損われるという欠点かあった。
（発明か解決しようとする課題）
上述したように、従来の銅を含む酸化物超電導体薄膜で
は、十分な超電導特性を得るために、高酸素分圧下で薄
膜生成を行うと、特にアルカリ土類元素の組成や分布状
態か不均一になりやすいという問題かあった。また、ア
ルカリ土類元素の供給源として、酸素中でも比較的安定
なフ・フ化物を用いると、余分な熱処理工程か増えると
共に、膜表面の平坦性か著しく損われるという問題かあ
つｔ二。
は、十分な超電導特性を得るために、高酸素分圧下で薄
膜生成を行うと、特にアルカリ土類元素の組成や分布状
態か不均一になりやすいという問題かあった。また、ア
ルカリ土類元素の供給源として、酸素中でも比較的安定
なフ・フ化物を用いると、余分な熱処理工程か増えると
共に、膜表面の平坦性か著しく損われるという問題かあ
つｔ二。
本発明は、上述したような課題に対処してなされたもの
で、低酸素分圧下で合成か可能であると共に、アルカリ
土類元素の組成制御性や濃度分布の均一性を向上させた
超電導薄膜およびその製造方法を提供することを目的と
している。
で、低酸素分圧下で合成か可能であると共に、アルカリ
土類元素の組成制御性や濃度分布の均一性を向上させた
超電導薄膜およびそ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）
すなわち本発明の超電導薄膜は、Ｔｌ、ＡＥ（ＡＥはＣ
ａ、 ＳｒおよびＢａから選ばれた少なくとも １種の
元素を示す）、Ｖ、Ｏを含む組成を有する超電導薄膜に
おいて、前記０元素の一部をＦ元素で置き換えたことこ
とを特徴としている。
ａ、 ＳｒおよびＢａから選ばれた少なくとも １種の
元素を示す）、Ｖ、Ｏを含む組成を有する超電導薄膜に
おいて、前記０元素の一部をＦ元素で置き換えたことこ
とを特徴としている。
また、本発明の超電導薄膜の製造方法は、基体上にＴｌ
、ＡＥ（ＡＥはＣａ、 ＳｒおよびＢａから選ばれた少
なくとも １種の元素を示す）、Ｖ、０を含む組成を有
する超電導薄膜を成膜するに際し、ＴＩまたはＴｌを含
む化合物、ＡＥまたはＡＥのフッ化物、■またはＶを含
む化合物をそれぞれ薄膜形成原料として用い、酸素ガス
を供給しつつ前記ＴＩ、八Ｅおよび■を順に基板上に輸
送し、順に層状に堆積させて前記超電導薄膜を成膜する
ことを特徴としている。
、ＡＥ（ＡＥはＣａ、 ＳｒおよびＢａから選ばれた少
なくとも １種の元素を示す）、Ｖ、０を含む組成を有
する超電導薄膜を成膜するに際し、ＴＩまたはＴｌを含
む化合物、ＡＥまたはＡＥのフッ化物、■またはＶを含
む化合物をそれぞれ薄膜形成原料として用い、酸素ガス
を供給しつつ前記ＴＩ、八Ｅおよび■を順に基板上に輸
送し、順に層状に堆積させて前記超電導薄膜を成膜する
ことを特徴としている。
本発明の超電導薄膜の構成元素のうち、■元素は従来の
Ｃｕ系酸化物超電導薄膜におけるＣｕに代って、酸化物
の主要な構成元素となるものであり、Ｃｕに比べて酸化
され易く、低酸素分圧下での酸化物の形成を可能にする
。
Ｃｕ系酸化物超電導薄膜におけるＣｕに代って、酸化物
の主要な構成元素となるものであり、Ｃｕに比べて酸化
され易く、低酸素分圧下での酸化物の形成を可能にする
。
ＡＥ元素やＴｌ元素は、■と共に酸化物を構成すること
によって、超電導特性を付与するものであり、これらの
元素によって酸化物を構成することにより、０元素の一
部をＦ元素で置換した場合においても、超電導特性を得
ることが可能となる。よって、へＥ元素の薄膜形成原料
として、酸素中でも安定なフッ化物を用いることか可能
となる。また、＾Ｅ元素の一部は、Ｃｅ等の希土類元素
で置き換えることも可能である。
によって、超電導特性を付与するものであり、これらの
元素によって酸化物を構成することにより、０元素の一
部をＦ元素で置換した場合においても、超電導特性を得
ることが可能となる。よって、へＥ元素の薄膜形成原料
として、酸素中でも安定なフッ化物を用いることか可能
となる。また、＾Ｅ元素の一部は、Ｃｅ等の希土類元素
で置き換えることも可能である。
これらへＥ元素やＴｌ元素の組成比は、■元素に対して
原子比でＴｌ元素を０．１〜１の範囲、へＥ元素を０７
〜１．８の範囲とすることが好ましい。また、ＡＥ元素
の一部をＣｅ等の希土類元素で置換する際には、原子比
で２０％以下とすることか好ましい。
原子比でＴｌ元素を０．１〜１の範囲、へＥ元素を０７
〜１．８の範囲とすることが好ましい。また、ＡＥ元素
の一部をＣｅ等の希土類元素で置換する際には、原子比
で２０％以下とすることか好ましい。
Ｆ元素は、０元素の一部置換元素として含まれるもので
あり、上述したようにＴｌ−へＥ−Ｖ系で超電導体を構
成することによって、０元素の一部をＦ元素で置換した
際にも、超電導特性が得られる。
あり、上述したようにＴｌ−へＥ−Ｖ系で超電導体を構
成することによって、０元素の一部をＦ元素で置換した
際にも、超電導特性が得られる。
また、Ｆ元素は超電導薄膜中のキャリア濃度を調整し、
超電導特性の向上にも寄与する。このようなＦ元素によ
る Ｏ元素の置換量は、原子比で５〜４０％とすること
が好ましい。
超電導特性の向上にも寄与する。このようなＦ元素によ
る Ｏ元素の置換量は、原子比で５〜４０％とすること
が好ましい。
次に、本発明の超電導薄膜の製造方法について説明する
。
。
まず、Ｔｌ、ＡＥおよびＶの／１膜形成原料、例えば蒸
着法では蒸発源、スパッタ法てはスパツタタ−ゲットと
して、ＴｌまたはＴｌを含む化合物、ＡＥまたはＡＥの
フッ化物、■または■を含む化合物をそれぞれ用意する
。
着法では蒸発源、スパッタ法てはスパツタタ−ゲットと
して、ＴｌまたはＴｌを含む化合物、ＡＥまたはＡＥの
フッ化物、■または■を含む化合物をそれぞれ用意する
。
ここで、＾Ｅ元累の薄膜形成原料として、ＢａＦ２、Ｃ
ａＦ２、ＳｒＦ２等のＡ２元素のフッ化物を用いること
により、酸素中で成膜した際にも、へＥ元素の組成制御
性や濃度分布の均一性を確保することが可能となる。ま
た、本発明の超電導薄膜は、Ａ２元素の薄膜形成原料と
してフッ化物を用い、薄膜中にＦか残存しても超電導特
性を得ることかできるため、Ｆ除去のための熱処理は必
要としない。
ａＦ２、ＳｒＦ２等のＡ２元素のフッ化物を用いること
により、酸素中で成膜した際にも、へＥ元素の組成制御
性や濃度分布の均一性を確保することが可能となる。ま
た、本発明の超電導薄膜は、Ａ２元素の薄膜形成原料と
してフッ化物を用い、薄膜中にＦか残存しても超電導特
性を得ることかできるため、Ｆ除去のための熱処理は必
要としない。
また、ＴＩおよびＡＥの薄膜形成原料としては、それら
の金属、あるいは酸化物やフッ化物のような化合物等が
用いられる。
の金属、あるいは酸化物やフッ化物のような化合物等が
用いられる。
次に、上記ＴＩ、ＡＥおよびＶの薄膜形成原料を用い、
これら元素もしくは化合物をひとつづつ順に基体上に輸
送すると同時に酸素ガスを供給し、これらの酸化物やフ
ッ化物の層を順に堆積させて積層する。薄膜形成方法と
しては、例えば真空蒸着法、レーザービーム蒸着法、ス
パッタ法、ＣＶＤ法等が用いられる。そして、成膜時に
基体を例えば５００℃〜９００℃程度の温度に加熱して
おくことによって、２次元構造を有するＴＩ−ＡＥ−Ｖ
系の超電導薄膜か得られる。なお、成膜後に必要に応し
て熱処理を施してもよい。このように、超電導薄膜に
２次元構造を付与することにより、２次元的な電気伝導
性が得られ、超電導特性の向上か図れる。
これら元素もしくは化合物をひとつづつ順に基体上に輸
送すると同時に酸素ガスを供給し、これらの酸化物やフ
ッ化物の層を順に堆積させて積層する。薄膜形成方法と
しては、例えば真空蒸着法、レーザービーム蒸着法、ス
パッタ法、ＣＶＤ法等が用いられる。そして、成膜時に
基体を例えば５００℃〜９００℃程度の温度に加熱して
おくことによって、２次元構造を有するＴＩ−ＡＥ−Ｖ
系の超電導薄膜か得られる。なお、成膜後に必要に応し
て熱処理を施してもよい。このように、超電導薄膜に
２次元構造を付与することにより、２次元的な電気伝導
性が得られ、超電導特性の向上か図れる。
また、例えばへＥ元素の薄膜形成原料として、フッ化物
を用いることにより、本発明の超電導薄膜か得られ、よ
り超電導特性の向上か図れる。
を用いることにより、本発明の超電導薄膜か得られ、よ
り超電導特性の向上か図れる。
（作 用）
本発明においては、Ｃｕよりも酸化され易く、低酸素分
圧下でも酸化物を形成することか可能なＶを主要な構成
元素としているため、へＥ元素の組成制御性や濃度分布
の均一性を向上させた超電導薄膜か得られる。また、Ｔ
Ｉ−へＥ−Ｖ系の酸化物超電導体を用いているため、０
の一部をＦで置換しても超電導特性か得られ、これによ
りＡ２元素の供給源として、金属状より空気中や酸素ガ
ス中で安定なフッ化物を用いた膜形成プロセスを適用す
ることか６エ能となる。よって、安定した蒸発レイトや
スパッタリングレイトか得られ、さらにＡ２元素の組成
制御性や濃度分布の均一性を向上させることができる。
圧下でも酸化物を形成することか可能なＶを主要な構成
元素としているため、へＥ元素の組成制御性や濃度分布
の均一性を向上させた超電導薄膜か得られる。また、Ｔ
Ｉ−へＥ−Ｖ系の酸化物超電導体を用いているため、０
の一部をＦで置換しても超電導特性か得られ、これによ
りＡ２元素の供給源として、金属状より空気中や酸素ガ
ス中で安定なフッ化物を用いた膜形成プロセスを適用す
ることか６エ能となる。よって、安定した蒸発レイトや
スパッタリングレイトか得られ、さらにＡ２元素の組成
制御性や濃度分布の均一性を向上させることができる。
また、成膜後にＦ除去のための熱処理を行う必要かない
γ二め、膜表面の平坦性等を低下させる恐れもない。
γ二め、膜表面の平坦性等を低下させる恐れもない。
一方、超電導薄膜の形成プロセスにおいて、酸素ガスを
供給しつつ、その構成金属元素であるＴｌ、ＡＥおよび
Ｖを順に基体上に輸送することによって、ＴＩ、ＡＥお
よびＶの各陽イオンからなる平面が積み重なった構造（
すなわち ２次元構造）を有する超電導薄膜が得られる
。これにより、２次元的な電気伝導性を有する超電導薄
膜が容易に得られ、超電導特性の向上が図れる。
供給しつつ、その構成金属元素であるＴｌ、ＡＥおよび
Ｖを順に基体上に輸送することによって、ＴＩ、ＡＥお
よびＶの各陽イオンからなる平面が積み重なった構造（
すなわち ２次元構造）を有する超電導薄膜が得られる
。これにより、２次元的な電気伝導性を有する超電導薄
膜が容易に得られ、超電導特性の向上が図れる。
（実施例）
次に、本発明の実施例について説明する。
実施例Ｉ
Ｔｌ、Ｓｒ、 Ｖ、０およびＦを含む超電導薄膜を真
空蒸着法で作製した。
空蒸着法で作製した。
まず、真空チャンバ内をＩＸ １０−’Ｔｏｒｒ以下ま
で排気した後に、この真空チャンバ内て、Ｔｌ金属とＳ
ｒＦをそれぞれ別個の加熱るつほから、またＶ金属を電
子ビームにより同時に蒸発させ、かつこれらの蒸着と同
時に高周波放電で活性化した酸素ガスを基板に照射して
、Ｔｌｏ、 ３ Ｓｒ＋ Ｖｌ ０３ Ｆｏ、
５で表される超電導薄膜を成膜した。
で排気した後に、この真空チャンバ内て、Ｔｌ金属とＳ
ｒＦをそれぞれ別個の加熱るつほから、またＶ金属を電
子ビームにより同時に蒸発させ、かつこれらの蒸着と同
時に高周波放電で活性化した酸素ガスを基板に照射して
、Ｔｌｏ、 ３ Ｓｒ＋ Ｖｌ ０３ Ｆｏ、
５で表される超電導薄膜を成膜した。
なお、成膜時の真空チャンバ内の圧力は、約ＩＸ １０
−’Ｔｏｒｒとし、また成膜基板には５ｒＴｔＯｘまた
はＭｇＯを用い、成膜中は５００℃〜９００℃に加熱し
た。
−’Ｔｏｒｒとし、また成膜基板には５ｒＴｔＯｘまた
はＭｇＯを用い、成膜中は５００℃〜９００℃に加熱し
た。
作製した薄膜の電気抵抗率を室温で測定したところ、１
０ｓΩＣ以下で、導電性を有していた。また、４．２Ｋ
においてマイスナー効果の測定を行った結果、超電導性
が確認された。さらに、表面の平滑性も良好であった。
０ｓΩＣ以下で、導電性を有していた。また、４．２Ｋ
においてマイスナー効果の測定を行った結果、超電導性
が確認された。さらに、表面の平滑性も良好であった。
実施例２
上記実施例１におけるＴｌ金属元素、ＳｒＰおよびＶ金
属元素の飛翔を各蒸発源の上に配置したンヤッタにより
制御し、各シャッタを順に開けることを繰り返し行って
、Ｔｌ金属元素、ＳｒＦおよび■金属元素を順に堆積さ
せて積層膜とする以外は、実施例１と同一条件で超電導
薄膜を成膜した。
属元素の飛翔を各蒸発源の上に配置したンヤッタにより
制御し、各シャッタを順に開けることを繰り返し行って
、Ｔｌ金属元素、ＳｒＦおよび■金属元素を順に堆積さ
せて積層膜とする以外は、実施例１と同一条件で超電導
薄膜を成膜した。
作製した薄膜の電気抵抗率を室温で測定したところ、
１０ｗ０ｃｍ以下で、導電性を有していた。また、４．
２Ｋにおいてマイスナー効果の測定を行った結果、超電
導性か確認された。さらに、表面の平滑性も良好であっ
た。
１０ｗ０ｃｍ以下で、導電性を有していた。また、４．
２Ｋにおいてマイスナー効果の測定を行った結果、超電
導性か確認された。さらに、表面の平滑性も良好であっ
た。
実施例３
Ｔｌ、Ｓ「、Ｃａ、Ｖ、ＯおよびＦを含む超電導薄膜を
真空蒸着法で作製した。
真空蒸着法で作製した。
ます、真空チャンバ内を ＬＸ １０−’Ｔｏｒｒ以下
まで排気した後に、この真空チャンバ内で、Ｔｌ金属と
ＳｒＦとＣａｌ″とをそれぞれ別個の加熱るつほから、
またＶ金属を電子じ一ムにより同時に蒸発させ、かつこ
れらの蒸着と同時に高周波放電で活性化した酸素ガスを
基板に照射して、Ｔｌｏ、 ＋ Ｓｒ＋ Ｃａｏ、 ５
Ｖｌ ０３ Ｆｏ、９で表される超電導薄膜を成膜
した。
まで排気した後に、この真空チャンバ内で、Ｔｌ金属と
ＳｒＦとＣａｌ″とをそれぞれ別個の加熱るつほから、
またＶ金属を電子じ一ムにより同時に蒸発させ、かつこ
れらの蒸着と同時に高周波放電で活性化した酸素ガスを
基板に照射して、Ｔｌｏ、 ＋ Ｓｒ＋ Ｃａｏ、 ５
Ｖｌ ０３ Ｆｏ、９で表される超電導薄膜を成膜
した。
なお、成膜時の真空チャンバ内の圧力は、約ＬＸ １０
″Ｔｏｒｒとし、また成膜基板にはＳｒＴｉＯ３を用い
、成膜中は５００℃〜 ８００℃に加熱した。
″Ｔｏｒｒとし、また成膜基板にはＳｒＴｉＯ３を用い
、成膜中は５００℃〜 ８００℃に加熱した。
作製した薄膜の電気抵抗率を室温でＡ１１定したところ
、 ＩＯｍΩｍ以下で、導電性を有していた。また、４
．２Ｋにおいてマイスナー効果の測定を行った結果、超
電導性か確認された。さらに、表面の下情性は良好であ
った。
、 ＩＯｍΩｍ以下で、導電性を有していた。また、４
．２Ｋにおいてマイスナー効果の測定を行った結果、超
電導性か確認された。さらに、表面の下情性は良好であ
った。
実施例４
上記実施例３におけるＴＩ金属元素、ＳｒＰ、 ＣａＦ
および■金属元素の飛翔を各蒸発源の上に配置したシャ
ッタにより制御し、各ンヤソタを順に開けることを繰り
返し行って、Ｔｌ金属元素、ＳｒＦ、ＣａＦおよびＶ金
属元素を順に堆積させて積層膜とする以外は、実施例３
と同一条件で超電導薄膜を成膜した。
および■金属元素の飛翔を各蒸発源の上に配置したシャ
ッタにより制御し、各ンヤソタを順に開けることを繰り
返し行って、Ｔｌ金属元素、ＳｒＦ、ＣａＦおよびＶ金
属元素を順に堆積させて積層膜とする以外は、実施例３
と同一条件で超電導薄膜を成膜した。
作製した薄膜の電気抵抗率を室温てＭｊ定したところ、
１０Ｉ１１Ω口以下で、導電性を有していた。また、
４．２Ｋにおいてマイスナー効果の測定を行った結果、
超電導性か確認された。さらに、表面の平滑性も良好で
あった。
１０Ｉ１１Ω口以下で、導電性を有していた。また、
４．２Ｋにおいてマイスナー効果の測定を行った結果、
超電導性か確認された。さらに、表面の平滑性も良好で
あった。
実施例５
Ｔｌ、Ｓｒ、■、ＯおよびＦを含む超電導薄膜をスパッ
タ？去てイ乍製した。
タ？去てイ乍製した。
ます、スバノタターケソトとして、ＳｒＦ、金属Ｔｌ、
金属Ｖをそれぞれ用意し、これらを真空チャンバ内に配
置した。次いて、真空チャンバ内をＩＸ １ｏ−Ｉ′Ｔ
ｏｒｒ以下まで排気した後に、スパッタリンクカスとし
て酸素ガスを１％混合した＾「ガスを５ｍＴｏｒｒ導入
し、３元同時スパッタリングを行って、Ｔｌｏ、 ２
Ｓｒ＋４Ｖｌ ０３ ＦＯ，−ｒて表される超電導
薄膜を成膜した。
金属Ｖをそれぞれ用意し、これらを真空チャンバ内に配
置した。次いて、真空チャンバ内をＩＸ １ｏ−Ｉ′Ｔ
ｏｒｒ以下まで排気した後に、スパッタリンクカスとし
て酸素ガスを１％混合した＾「ガスを５ｍＴｏｒｒ導入
し、３元同時スパッタリングを行って、Ｔｌｏ、 ２
Ｓｒ＋４Ｖｌ ０３ ＦＯ，−ｒて表される超電導
薄膜を成膜した。
なお、成膜基板には、５ｒＴｉ０３またはＭｇＯを用い
、成膜中は５００℃〜９００℃に加熱した。
、成膜中は５００℃〜９００℃に加熱した。
作製した薄膜の電気抵抗率を室温で測定したところ、１
０ｉΩ印以下で、導電性を有していた。また、４，２Ｋ
においてマイスナー効果の測定を行った結果、超電導性
か確認された。さらに、表面の平滑性も良好であった。
０ｉΩ印以下で、導電性を有していた。また、４，２Ｋ
においてマイスナー効果の測定を行った結果、超電導性
か確認された。さらに、表面の平滑性も良好であった。
実施例６
上記実施例５におけるＴｌ金属元素、ＳｒＦおよび■金
属元素の飛翔を各スパッタターゲットの上に配置したン
ヤソタにより制御し、各シャッタを順に開けることを繰
り返し行って、Ｔｌ金属元素、Ｓ「１゛および■金属元
素を順に堆積させて積層膜とする以外は、実施例６と同
一条件で超電導薄膜を成膜した。
属元素の飛翔を各スパッタターゲットの上に配置したン
ヤソタにより制御し、各シャッタを順に開けることを繰
り返し行って、Ｔｌ金属元素、Ｓ「１゛および■金属元
素を順に堆積させて積層膜とする以外は、実施例６と同
一条件で超電導薄膜を成膜した。
作製した薄膜の電気抵抗率を室温で測定したところ、
ＬＯｍＱｅｍ以下で、導電性を有していた。また、４．
２Ｋにおいてマイスナー効果の測定を行った結果、超電
導性か確認された。さらに、表面の平滑性も良好であっ
た。
ＬＯｍＱｅｍ以下で、導電性を有していた。また、４．
２Ｋにおいてマイスナー効果の測定を行った結果、超電
導性か確認された。さらに、表面の平滑性も良好であっ
た。
比較例１
実施例１と同し真空蒸着装置を用いて、Ｂｉ、 Ｓｒ、
Ｃａ、 Ｃｕ、 ０を含む薄膜を作製した。
Ｃａ、 Ｃｕ、 ０を含む薄膜を作製した。
まず、真空チャンバ内をＬＸ １ｏ−７Ｔｏｒｒ以下ま
て排気した後に、真空チャンバー内て、Ｂｉ、 Ｓｒ、
Ｇａ５Ｃｕをそれぞれ別個のるつほから蒸発させて同
時に堆積させ、かつ高周波放電で活性化した酸素ガスを
同時に照射して成膜した。基板には５ｒＴｌ（ｈを用い
、成膜中は約８００℃に加熱した。
て排気した後に、真空チャンバー内て、Ｂｉ、 Ｓｒ、
Ｇａ５Ｃｕをそれぞれ別個のるつほから蒸発させて同
時に堆積させ、かつ高周波放電で活性化した酸素ガスを
同時に照射して成膜した。基板には５ｒＴｌ（ｈを用い
、成膜中は約８００℃に加熱した。
得られた薄膜の４．２Ｋにおけるマイスナー効果を１１
１１定したところ、成膜中のチャンバ内圧力がＩＸ１Ｏ
−５Ｔｏｒｒ未病の場合には、超電導性を持った薄膜を
得ることかてきす、また成膜中のチャレ内入力圧力をＩ
Ｘ １０−’Ｔｏｒｒとした場合には、超電導薄膜か得
られたものの、膜組成の再現性に劣るものであった。
１１定したところ、成膜中のチャンバ内圧力がＩＸ１Ｏ
−５Ｔｏｒｒ未病の場合には、超電導性を持った薄膜を
得ることかてきす、また成膜中のチャレ内入力圧力をＩ
Ｘ １０−’Ｔｏｒｒとした場合には、超電導薄膜か得
られたものの、膜組成の再現性に劣るものであった。
比較例２
実施例５と同しスパッタ装置を用いて、Ｙ、 Ｂａ、Ｃ
ｕ、０を含む薄膜を作製した。
ｕ、０を含む薄膜を作製した。
まず、金属Ｖ ５Ｂａ２Ｃｕ ０３および金属Ｃｕをス
パッタターゲットとしてそれぞれ用意し、これらを真空
チャンバ内に配置した。次いで、真空チャンバ内を Ｉ
Ｘ １Ｏ−６Ｔｏｒｒ以下まで排気した後に、スパッタ
リングガスとして酸素ガスを混合したＡｒガスを５ｉＴ
ｏｒｒ導入し、３元同時スパッタリングを行って成膜し
た。なお、成膜基板にはＳｒ７ＭＯ３を用い、成膜中は
約７００℃に加熱した。
パッタターゲットとしてそれぞれ用意し、これらを真空
チャンバ内に配置した。次いで、真空チャンバ内を Ｉ
Ｘ １Ｏ−６Ｔｏｒｒ以下まで排気した後に、スパッタ
リングガスとして酸素ガスを混合したＡｒガスを５ｉＴ
ｏｒｒ導入し、３元同時スパッタリングを行って成膜し
た。なお、成膜基板にはＳｒ７ＭＯ３を用い、成膜中は
約７００℃に加熱した。
得られた薄膜の４．２Ｋにおけるマイスナー効果を測定
したところ、成膜時のスパッタリングガス中の酸素ガス
含有量が１駕以下の場合には、超電導性を持った薄膜を
得ることかできず、また成膜時のスパッタリングガス中
の酸素ガス含有量か５０％の場合には、超電導薄膜か得
られたものの、膜組成の再現性に劣るものであった。
したところ、成膜時のスパッタリングガス中の酸素ガス
含有量が１駕以下の場合には、超電導性を持った薄膜を
得ることかできず、また成膜時のスパッタリングガス中
の酸素ガス含有量か５０％の場合には、超電導薄膜か得
られたものの、膜組成の再現性に劣るものであった。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、Ｖを主要な構成元
素として用いているため、低酸素分圧下で合成でき、か
っＦを含む際にも超電導特性が得られるため、アルカリ
土類元素の供給源として空気中や酸素ガス中で安定なフ
ッ化物を用いることが可能となり、アルカリ土類元素の
組成制御性や濃度分布の均一性の向上か図れ、さらにＦ
除去のための高温熱処理も必要でない。したかって、均
一かつ平坦で超電導特性に優れた超電導薄膜を再現性よ
く提供することが可能となる。
素として用いているため、低酸素分圧下で合成でき、か
っＦを含む際にも超電導特性が得られるため、アルカリ
土類元素の供給源として空気中や酸素ガス中で安定なフ
ッ化物を用いることが可能となり、アルカリ土類元素の
組成制御性や濃度分布の均一性の向上か図れ、さらにＦ
除去のための高温熱処理も必要でない。したかって、均
一かつ平坦で超電導特性に優れた超電導薄膜を再現性よ
く提供することが可能となる。
出願人 株式会社 東芝
代理人 弁理士 須 山 佐 −
Claims (2)
- （１）Ｔｌ、ＡＥ（ＡＥはＣａ、ＳｒおよびＢａから選
ばれた少なくとも１種の元素を示す）、Ｖ、Ｏを含む組
成を有する超電導薄膜において、 前記Ｏ元素の一部をＦ元素で置き換えたことを特徴とす
る超電導薄膜。 - （２）基体上にＴｌ、ＡＥ（ＡＥはＣａ、ＳｒおよびＢ
ａから選ばれた少なくとも１種の元素を示す）、Ｖ、Ｏ
を含む組成を有する超電導薄膜を成膜するに際し、Ｔｌ
またはＴｌを含む化合物、ＡＥまたはＡＥのフッ化物、
ＶまたはＶを含む化合物をそれぞれ薄膜形成原料として
用い、酸素ガスを供給しつつ前記Ｔｌ、ＡＥおよびＶを
順に基板上に輸送し、順に層状に堆積させて前記超電導
薄膜を成膜することを特徴とする超電導薄膜の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2289782A JPH04164821A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 超電導薄膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2289782A JPH04164821A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 超電導薄膜およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04164821A true JPH04164821A (ja) | 1992-06-10 |
Family
ID=17747698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2289782A Pending JPH04164821A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 超電導薄膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04164821A (ja) |
-
1990
- 1990-10-26 JP JP2289782A patent/JPH04164821A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2711253B2 (ja) | 超伝導膜及びその形成方法 | |
| JPS63274032A (ja) | 基板上に超伝導層を形成する方法 | |
| JP2588985B2 (ja) | 酸化物薄膜の成膜方法 | |
| JPS63224116A (ja) | 薄膜超電導体の製造方法 | |
| JPH04164821A (ja) | 超電導薄膜およびその製造方法 | |
| JPS63241824A (ja) | 超電導体の製造方法 | |
| JPS63310515A (ja) | 超伝導体薄膜の製造方法 | |
| US5462921A (en) | Method of forming Hg-containing oxide superconducting films | |
| JPH0365502A (ja) | 超電導薄膜の作製方法 | |
| US4914080A (en) | Method for fabricating superconductive film | |
| JP2783845B2 (ja) | 酸化物超電導薄膜の製造方法 | |
| US5306703A (en) | Method of forming smooth, uniform thallium-based superconducting films | |
| EP0298933A2 (en) | Method for the manufacture of copper oxide superconducting films | |
| JPS63241825A (ja) | 超電導体の製造方法 | |
| JPH06216417A (ja) | ＣｕＯ超電導体製造方法 | |
| JPH02192403A (ja) | 超伝導薄膜の製造方法 | |
| CA1313087C (en) | Methods for high t _superconductor film deposition | |
| CA1281247C (en) | Methods for high tc superconductor film deposition | |
| JP2961852B2 (ja) | 薄膜超電導体の製造方法 | |
| JPS63289725A (ja) | 化合物超電導薄膜の作製方法 | |
| JPH01317122A (ja) | 超伝導体とその製造方法 | |
| JPH05170448A (ja) | セラミックス薄膜の製造方法 | |
| JP3068916B2 (ja) | 超電導薄膜の製造方法 | |
| JP2835235B2 (ja) | 酸化物超電導体薄膜の形成方法 | |
| JP2736062B2 (ja) | 酸化物超電導体薄膜の製造方法 |