JPH0459603A - 高品質酸化物超電導薄膜の作製方法および装置 - Google Patents
高品質酸化物超電導薄膜の作製方法および装置Info
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- JPH0459603A JPH0459603A JP2170991A JP17099190A JPH0459603A JP H0459603 A JPH0459603 A JP H0459603A JP 2170991 A JP2170991 A JP 2170991A JP 17099190 A JP17099190 A JP 17099190A JP H0459603 A JPH0459603 A JP H0459603A
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- thin film
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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
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Landscapes
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
産業上の利用分野
本発明は、高品質の酸化物超電導薄膜の作製方法および
装置に関する。より詳細には、高品質の酸化物超電導薄
膜を基板上に作製する方法およびその方法による成膜を
行うことが可能な装置に関する。
装置に関する。より詳細には、高品質の酸化物超電導薄
膜を基板上に作製する方法およびその方法による成膜を
行うことが可能な装置に関する。
従来の技術
Ｙ ｌＢａ２Ｃｕ３０７−Ｘ系、Ｂｉ２５ｒ２Ｃａ２Ｃ
ｕ３０ｘ系およびＴＩ２Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３０ｗｌ系の
各酸化物超電導体は、臨界温度が高く、実用化が有望と
考えられてヒ）る。これらの酸化物超電導体を、ジョセ
フソン素子、超電導トランジスタ等の電子デバイスに応
用するためには、薄膜化することが必須である。
ｕ３０ｘ系およびＴＩ２Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３０ｗｌ系の
各酸化物超電導体は、臨界温度が高く、実用化が有望と
考えられてヒ）る。これらの酸化物超電導体を、ジョセ
フソン素子、超電導トランジスタ等の電子デバイスに応
用するためには、薄膜化することが必須である。
酸化物超電導体の薄膜作製方法としては、真空蒸着法、
ＭＢＥ法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等が検討されて
いる。最も一般的に用いられている方法は、スパッタリ
ング法であるが、真空蒸着法では電磁場を全く印加しな
いで成膜することが可能であり、ＭＢＥ法では組成の制
御が厳密に行える等、高品質の酸化物超電導薄膜を作製
できる可能性がある。
ＭＢＥ法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等が検討されて
いる。最も一般的に用いられている方法は、スパッタリ
ング法であるが、真空蒸着法では電磁場を全く印加しな
いで成膜することが可能であり、ＭＢＥ法では組成の制
御が厳密に行える等、高品質の酸化物超電導薄膜を作製
できる可能性がある。
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
した高品質の酸化物超電導薄膜を低温で作製する方法お
よび装置を提供することにある。
した高品質の酸化物超電導薄膜を低温で作製する方法お
よび装置を提供することにある。
発明が解決しようとする課題
上述のような、電子デバイスに使用するためには、単結
晶で、かつ平滑性に優れた酸化物超電導薄膜が好ましい
。
晶で、かつ平滑性に優れた酸化物超電導薄膜が好ましい
。
しかしながら、従来の方法では、成膜中の基板温度を高
＜ （７００℃前後）しないと、超電導特性のよい酸化
物超電導薄膜が得るれなか−った。このた約使用可能な
基板は限られており、特に半導体等高温に加熱する上枠
性が変化する材料の基板は使用できなかった。また、高
温で成膜を行うことにより、基板元素の拡散が起こるた
め、酸化物超電導薄膜の基板近傍の部分はその超電導特
性が劣化する。
＜ （７００℃前後）しないと、超電導特性のよい酸化
物超電導薄膜が得るれなか−った。このた約使用可能な
基板は限られており、特に半導体等高温に加熱する上枠
性が変化する材料の基板は使用できなかった。また、高
温で成膜を行うことにより、基板元素の拡散が起こるた
め、酸化物超電導薄膜の基板近傍の部分はその超電導特
性が劣化する。
従って、従来の方法では酸化物超電導体と半導体とを組
み合わせて使用した超電導電子デバイスを作製すること
が困難であった。
み合わせて使用した超電導電子デバイスを作製すること
が困難であった。
課題を解決するための手段
本発明に従うと、酸化物超電導体の薄膜を、物理的蒸着
法で基板上に作製する方法において、前記基板に高周波
振動を印加しながら成膜を行うことを特徴とする酸化物
超電導薄膜の作製方法が提供される。
法で基板上に作製する方法において、前記基板に高周波
振動を印加しながら成膜を行うことを特徴とする酸化物
超電導薄膜の作製方法が提供される。
また、本発明では、上記の方法を実施する装置として、
内部を高真空に排気可能なチャンバと、該チャンバ内に
任意のガスを導入できるガス供給手段と、前記チャンバ
内で基板を保持する基板ホルダと、前記基板を加熱する
加熱手段と、前記チャンバ内の薄膜原料にエネルギを印
加するエネルギ手段とを具備し、酸化物超電導体の薄膜
を基板上に作製する装置において、前記基板に高周波振
動を印加する高周波発生手段を具備することを特徴とす
る酸化物超電導薄膜を作製する装置が提供される。
内部を高真空に排気可能なチャンバと、該チャンバ内に
任意のガスを導入できるガス供給手段と、前記チャンバ
内で基板を保持する基板ホルダと、前記基板を加熱する
加熱手段と、前記チャンバ内の薄膜原料にエネルギを印
加するエネルギ手段とを具備し、酸化物超電導体の薄膜
を基板上に作製する装置において、前記基板に高周波振
動を印加する高周波発生手段を具備することを特徴とす
る酸化物超電導薄膜を作製する装置が提供される。
一作Ｊ
本発明の方法は、酸化物超電導薄膜を基板上に形成する
場合に、基板温度を低くする代わりに基板に高周波振動
を与えて基板表面における反応に必要なエネルギを供給
し、結晶性のよい高品質な酸化物超電導薄膜を作製する
ところにその主要な特徴がある。
場合に、基板温度を低くする代わりに基板に高周波振動
を与えて基板表面における反応に必要なエネルギを供給
し、結晶性のよい高品質な酸化物超電導薄膜を作製する
ところにその主要な特徴がある。
本発明の方法に従えば、低い基板温度で酸化物超電導薄
膜が作製可能なので、半導体等の基板上にも高品質の酸
化物超電導薄膜を作製できる。
膜が作製可能なので、半導体等の基板上にも高品質の酸
化物超電導薄膜を作製できる。
本発明の方法で基板に与える上記高周波振動は、１０ｋ
Ｈｚ〜５ ＧＨｚが好ましい。上記高周波振動が、１Ｑ
ｋＨｚ未満ではその効果がなく、５ ＧＨｚを超える振
動を高周波振動を加えても、効果は変わらない。
Ｈｚ〜５ ＧＨｚが好ましい。上記高周波振動が、１Ｑ
ｋＨｚ未満ではその効果がなく、５ ＧＨｚを超える振
動を高周波振動を加えても、効果は変わらない。
本発明の装置は、上記の高周波振動を基板に印加する高
周波発生手段を具備する。高周波発生手段としては、例
えば圧電素子を使用することが可能である。高周波発生
手段に圧電素子を使用する場合には、基板から熱的に絶
縁して配置することが好ましい。
周波発生手段を具備する。高周波発生手段としては、例
えば圧電素子を使用することが可能である。高周波発生
手段に圧電素子を使用する場合には、基板から熱的に絶
縁して配置することが好ましい。
以下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明するが
、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明
の技術的範囲をなんら制限するものではない。
、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明
の技術的範囲をなんら制限するものではない。
実施例
第１図に、本発明の装置の一例の概略図を示す。
第１図の装置は、高周波（ＲＦ）スパッタリング装置で
あり、内部を高真空に排気可能なチャンバ１と、チャン
バ１内で基板２を保持する基板ホルダ３と、基板２に対
向して配置されたターゲット５と、基板２を加熱する赤
外線ランプ９と、ターゲット５に高周波電力を印加する
高周波電源６とを具備する。また、チャンバ１には、内
部に反応ガスを供給するパイプ８が設けられている。
あり、内部を高真空に排気可能なチャンバ１と、チャン
バ１内で基板２を保持する基板ホルダ３と、基板２に対
向して配置されたターゲット５と、基板２を加熱する赤
外線ランプ９と、ターゲット５に高周波電力を印加する
高周波電源６とを具備する。また、チャンバ１には、内
部に反応ガスを供給するパイプ８が設けられている。
基板ホルダ３には、基板２の熱が伝わらないように断熱
材７を介して圧電素子４が具備される。
材７を介して圧電素子４が具備される。
圧電素子４により基板２に高周波振動が印加される。
上記第１図の装置を使用して、本発明の方法でＹ ｌＢ
ａ２Ｃｕ＋ ０７−Ｘ酸化物超電導薄膜を作製した。タ
ーゲットにはＹ、ＢａおよびＣυを原子比１：２：３で
含む焼結体を用いた。典型的なスパッタ条件を以下に示
す。
ａ２Ｃｕ＋ ０７−Ｘ酸化物超電導薄膜を作製した。タ
ーゲットにはＹ、ＢａおよびＣυを原子比１：２：３で
含む焼結体を用いた。典型的なスパッタ条件を以下に示
す。
基板
基板温度
ＲＦ電力密度
基板−ターゲット間距離
スパンクリングガス 八ｒ
圧力
印加振動周波数
膜厚
ｇ０
５００℃
２、５ Ｗ ／ ｃｔｌ
５ ｍｍ
８ＳＣＣ’、１
４ＳＣ口λ）
５ Ｘｌ０−２Ｔｏｒｒ
００ｋＨｚ
００ ｎｍ
また、第２図に基板温度、その温度で最適な印加振動周
波数および得られた薄膜のＴｃの関係をグラフで示す。
波数および得られた薄膜のＴｃの関係をグラフで示す。
尚、比較のために基板に高周波振動を印加しな□ハ従来
の方法により、他の条件を等しくして基板温度５００℃
てＹ、Ｂａ２Ｃｕ＋０７−Ｘ酸化物超電導４嘆を作製し
た。それぞれの方法；二より得られた薄膜ＯＴｃ、Ｊｃ
を測定した結果を以下に示す。
の方法により、他の条件を等しくして基板温度５００℃
てＹ、Ｂａ２Ｃｕ＋０７−Ｘ酸化物超電導４嘆を作製し
た。それぞれの方法；二より得られた薄膜ＯＴｃ、Ｊｃ
を測定した結果を以下に示す。
Ｔｃ （Ｋ） Ｊｃ（Ａ／’ｃｍ） （７７にで測
定）本発明 ８２ １６Ｘ１０’ 従来法 ３４ 本発明の方法で作製した薄膜は、外観上も平滑性が高く
、結晶性もより高い高品質な薄膜であっ発明の効果 以上膜すしたように本発明の方法に従うと、従来よりも
低い基板温度で高品質の酸化物薄膜を作製することが可
能である。これは、本発明の方法に独特な、基板に高周
波振動を印加しながら成膜を行うことの効果である。
定）本発明 ８２ １６Ｘ１０’ 従来法 ３４ 本発明の方法で作製した薄膜は、外観上も平滑性が高く
、結晶性もより高い高品質な薄膜であっ発明の効果 以上膜すしたように本発明の方法に従うと、従来よりも
低い基板温度で高品質の酸化物薄膜を作製することが可
能である。これは、本発明の方法に独特な、基板に高周
波振動を印加しながら成膜を行うことの効果である。
また、本発明の装置を使用すると上記の本発明の方法を
実現することが可能になる。
実現することが可能になる。
第１図は、本発明の装置の一例の概略図である。
第２図は、本発明の方法で基板に高周波振動を印加する
場合の基板温度、その温度で最適な印加振動周波数およ
び得られた薄膜のＴｃの関係のグラフである。 〔主な参照番号〕 １・・・チャンバ、 ２・・・基板、３・・・基板ホ
ルダ、４・・・圧電素子、５・ ・ ・ターゲット、 ６・・・高周波電源、 ７・・・断熱材、 ８・・・ガス供給パイプ、 ９・・・赤外線ランプ、 特許出願人 住友電気工業株式会社
場合の基板温度、その温度で最適な印加振動周波数およ
び得られた薄膜のＴｃの関係のグラフである。 〔主な参照番号〕 １・・・チャンバ、 ２・・・基板、３・・・基板ホ
ルダ、４・・・圧電素子、５・ ・ ・ターゲット、 ６・・・高周波電源、 ７・・・断熱材、 ８・・・ガス供給パイプ、 ９・・・赤外線ランプ、 特許出願人 住友電気工業株式会社
Claims (2)
- （１）酸化物超電導体の薄膜を、物理的蒸着法で基板上
に作製する方法において、前記基板に高周波振動を印加
しながら成膜を行うことを特徴とする酸化物超電導薄膜
の作製方法。 - （２）内部を高真空に排気可能なチャンバと、該チャン
バ内に任意のガスを導入できるガス供給手段と、前記チ
ャンバ内で基板を保持する基板ホルダと、前記基板を加
熱する加熱手段と、前記チャンバ内の薄膜原料にエネル
ギを印加するエネルギ手段とを具備し、酸化物超電導体
の薄膜を基板上に作製する装置において、前記基板に高
周波振動を印加する高周波発生手段を具備することを特
徴とする酸化物超電導薄膜を作製する装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2170991A JPH0459603A (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 高品質酸化物超電導薄膜の作製方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2170991A JPH0459603A (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 高品質酸化物超電導薄膜の作製方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0459603A true JPH0459603A (ja) | 1992-02-26 |
Family
ID=15915096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2170991A Pending JPH0459603A (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 高品質酸化物超電導薄膜の作製方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0459603A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104947049A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-09-30 | 宁波时代全芯科技有限公司 | 镀膜装置 |
| CN105195236A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-30 | 河海大学 | 用于多孔陶瓷材料表面负载光催化膜的高压振动镀膜装置 |
-
1990
- 1990-06-28 JP JP2170991A patent/JPH0459603A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104947049A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-09-30 | 宁波时代全芯科技有限公司 | 镀膜装置 |
| CN105195236A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-30 | 河海大学 | 用于多孔陶瓷材料表面负载光催化膜的高压振动镀膜装置 |
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