JPH04182303A - 活性酸素発生器 - 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） 本発明は酸化物超伝導薄膜製造装置に関するものである
。

（従来の技術） 超伝導薄膜は、ジョセフソン接合による量子磁気干渉素
子や、超伝導ＬＳＩ配線、超伝導能動素子への応用上欠
かせないものである。近年、１９８７年２月米国ヒユー
ストン大学チュー（Ｃｈｕ）らにより発見された臨界温
度９０に、級のＹ系酸化物超伝導体をはじめとし、金属
材料技術研究所の前出らによる臨界温度１１０に級のＢ
ｉ系酸化物超伝導体、さらに米国アーカンサス大学のジ
エン（Ｚ、　Ｚ、　Ｓｈｅｎｇ）らによる臨界温度１２
０に級のＴＩ系酸化物超伝導体と液体窒素温度を越える
臨界温度を持つ酸化物超伝導体が相次いで発見された。

このことより、従来液体Ｈｅを用いなければならなかっ
た超伝導応用デバイスが液体窒素で実現できることにな
り、特にこれら酸化物超伝導体の薄膜化は液体窒素温度
以上で動くジョセフソン能動デバイスや超伝導ＬＳＩ配
線を実現しその応用は広く利用され得る。

（発明が解決しようとする課題） さて、この酸化物超伝導体薄膜デバイス応用の見地から
成膜後に高温熱処理を必要としないＲｉｎ。

５ｉｔｕ合成″が重要であるが、例えば真空蒸着法やイ
オンビームスパッタ法などの比較的真空度の高い条件で
の成膜法においては薄膜合成時の有効な酸化方法が非常
に重要である。

本発明の目的は容易に有効なかつクリーンな活性酸素が
得られる活性酸素源を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、石英管中に減圧酸素ガスを流しここにマイク
ロ波により酸素プラズマを発生させることにより原子状
活性酸素を生成することを特徴とする活性酸素発生器で
、アルゴン、キセノン、水銀蒸気の減圧ガスを封入した
プラズマ放電管を酸素プラズマ発生管の周囲に設置する
ことを特徴とする活性酸素発生器であり、さらに紫外線
反射板をプラズマ発生管の周囲に設置し、または／およ
び数段のオリフォスをカスケード接続したフィルターを
活性酸素発生器に接続する活性酸素発生器である。

（実施例） 第１図に本発明にかかる活性酸素発生器を示す酸素ガス
は導入口２より酸素ガスフロー石英管１に導入される。

この石英管１は、アルゴン、キセノン、水銀などの減圧
ガスを刺入した放電管４で囲われている。さらに放電管
の外周はアラミニラム等を蒸着した紫外線反射面５によ
りおおわれている。また、放電管の中央には励起用共振
器６が配置されている。共振器には同軸ケーブルもしく
は導波管８を介して高周波発振器７より高周波が供給さ
れる。この活性酸素発生器の動作原理は基本的に酸素ガ
スフロー中に高周波プラズマをたてる事により酸素の活
性種を得るものであり、活性酸素は出口３より取り出す
。この高周波励起による活性種生成法は従来技術として
用いられてきたが、例えば酸素ガスの様に電離しにくい
ガスでは活性種の生成効率が低かった。これに対し本発
明による減圧希ガスのプラズマによる誘導放電を利用す
る事により、酸素プラズマの発生領域が広がり活性酸素
生成効率が良くなる。これらの具体例を第１表に示す。

第１表では高周波として２．４５ＧＨｚのマイクロ波を
用い、活性酸素発生器に流す酸素流量及びマイクロ波パ
ワーを変化させた。本実施例に用いた活性酸素量の定量
は銀薄膜の酸化量を測定する事により行った。銀薄膜は
室温で活性酸素により酸化される。銀薄膜を膜圧センサ
ー用水晶振動子に蒸着し、このセンサーを活性酸素発生
器より約３ｃｍ離れたところに設置する。

この銀薄膜は酸素ガスのみをフローさせても酸化されな
い。しかし、活性酸素発生器に高周波を導入し酸素プラ
ズマをたてると同時に銀薄膜の酸化が起こり、膜圧セン
サーの重量変化として膜圧センサー位置での活性酸素密
度が定量できる。

この結果から明らかに希ガス誘導放電管を用いる事によ
り、活性酸素発生の効率が改善される事が分かる。

またプラズマ発光分析によると、例えば２．１５ＧＨｚ
のマイクロ波を用いた場合その活性種の大部分は原子状
の酸素であり、また１３ＭＨｚ程度の高周波を用いた場
合は原子状酸素と０２＋イオンとなる。

さらに、この誘導放電管の周囲を紫外線反射板で囲む事
により活性酸素発生効率が改善される。

反射板としてはアルミニウム等の紫外線反射効率の良い
材料であれば何でも良いが、放電管より発生ずる紫外線
によって空気中の酸素がオゾン化するので、このオゾン
による腐食防止のために例えば、酸化珪素などで反射面
をコーティングしである事が望ましい。この紫外線反射
板は放電管の周囲を放電管に接触しないように設置する
。

以上の活性酸素発生器により発生した活性酸素を含む酸
素ガス中には石英管のエロージョンにより僅かながら、
酸化シリコンが含まれ、その用途上好ましくない場合が
ある。この酸化シリコンを除去するためのフィルターを
第２図に示す。

第２図において、フィルター本体９は第１図の活性酸素
発生器の出口３に接続される。フィルター本体の材質と
しては活性酸素の再結合が少ないテフロン（商標名）も
しくは石英を用いる。フィルター本体の中にはオリフィ
ス１０〜１３が組み込まれている。オリフィスの穴はそ
れぞれの位置が互い違いにじ旧すられでいて、酸素ガス
の流れがフィルター中を通過する際には何度かオリフィ
スの壁にぶつかる事になる。この時、酸素ガス中の酸化
シリコン粒子はオリフィスの壁にトラップされるが、活
性酸素の寿命は比較的長くコノフィルターを通過しても
かなりの活性酸素は生き残っている。

この活性酸素発生器を用いる事により、例えば、Ｂｉ系
酸化物超伝導薄膜の１ｎ−ｓｉｔｕ合成を行う事が可能
となす、ＭｇＯ基板上に合成した Ｂ１２（ＳｒＣａ）３Ｃｕ２０ｘの単結晶膜はａｓ−ｇ
ｒｏｗｎで８０にの超伝導特性が得られた。

（発明の効果） 本発明を適応することにより、コンタミネーションがな
くかつ十分に有効な酸化力が得られる活性酸素発生源が
得られ、酸化物超伝導薄膜の１ｎ−ｓｉｔｕ合成が容易
に行えるようになる。

第１表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にががる活性酸素発生器の概略図である
。第２図は活性酸素発生器用フィルターの概略図である
。 図において １・・・酸素ガスフロー石英管、２・・・酸素ガス導入
口、３・・・活性酸素出口、４９．・低圧希ガス封入管
、５・・・紫外線反射板、６・・・励起用共振器、７・
・・高周波発信器、８・・・導波管、９・・・フィルタ
ー本体、１０〜１３・・・オリフィス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）石英管中に減圧酸素ガスを流しここにマイクロ波
   により酸素プラズマを発生させることにより原子状活性
   酸素を生成することを特徴とする活性酸素発生器で、ア
   ルゴン、キセノン、水銀蒸気の減圧ガスを封入したプラ
   ズマ放電管を酸素プラズマ発生管の周囲に設置すること
   を特徴とする活性酸素発生器。
2. （２）紫外線反射板をプラズマ発生管の周囲に設置する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の活性酸素
   発器。
3. （３）数段のオリフィスをカスケード接続したフィルタ
   ーを活性酸素発生器に接続する事を特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の活性酸素発器。