JPH0459606A - 超伝導薄膜作成装置 - Google Patents
超伝導薄膜作成装置Info
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- JPH0459606A JPH0459606A JP2172428A JP17242890A JPH0459606A JP H0459606 A JPH0459606 A JP H0459606A JP 2172428 A JP2172428 A JP 2172428A JP 17242890 A JP17242890 A JP 17242890A JP H0459606 A JPH0459606 A JP H0459606A
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- JP
- Japan
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- thin film
- optical window
- evaporated
- laser beam
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- 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
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
〔概要〕
超伝導薄膜を真空槽中におけるレーザ光照射法によって
作製する装置に関し、 光学芯の交換といった煩わしい作業を必要とせすに、し
かも蒸発粒子が光学窓に付着するのを確実に防止できる
装置を実現することを目的とし、真空槽中に、超伝導薄
膜を作成する基板と、該超伝導薄膜と同し材料から成る
ターゲットを内蔵し、該ターゲットに外部からレーザ光
を導入して照射することにより、ターゲットの材料を蒸
発、イオン化させて基板上に堆積させる装置において、
該真空槽におけるレーザ光導入窓の近傍に、ターゲット
からの蒸発粒子が前記レーザ光導入窓に飛来しないよう
に制御する手段を設けた構成とする。
作製する装置に関し、 光学芯の交換といった煩わしい作業を必要とせすに、し
かも蒸発粒子が光学窓に付着するのを確実に防止できる
装置を実現することを目的とし、真空槽中に、超伝導薄
膜を作成する基板と、該超伝導薄膜と同し材料から成る
ターゲットを内蔵し、該ターゲットに外部からレーザ光
を導入して照射することにより、ターゲットの材料を蒸
発、イオン化させて基板上に堆積させる装置において、
該真空槽におけるレーザ光導入窓の近傍に、ターゲット
からの蒸発粒子が前記レーザ光導入窓に飛来しないよう
に制御する手段を設けた構成とする。
〔産業上の利用分野］
本発明は、超伝導薄膜を真空槽中におけるレーザ光照射
法によって作製する装置に関する。
法によって作製する装置に関する。
［従来の技術］
酸化物超伝導体を用いた電子デバイスは、高速動作が可
能であること、消費電力が小さいことが期待され、現在
盛んに研究が行なわれている。このような電子デバイス
を作製するには、まず良質な酸化物超伝導薄膜を作製す
る技術が不可欠となる。
能であること、消費電力が小さいことが期待され、現在
盛んに研究が行なわれている。このような電子デバイス
を作製するには、まず良質な酸化物超伝導薄膜を作製す
る技術が不可欠となる。
酸化物超伝導薄膜の作製には、スパッタ法、蒸着法、Ｃ
ＶＤ法なとの方法が試みられている。その中でも、レー
ザ光照射ムこよる方法は、ターケント組成と等しい組成
の膜が作れること、平坦な膜が得られること、などの点
で、他の手法よりすくれている。
ＶＤ法なとの方法が試みられている。その中でも、レー
ザ光照射ムこよる方法は、ターケント組成と等しい組成
の膜が作れること、平坦な膜が得られること、などの点
で、他の手法よりすくれている。
第４図は従来のレーザ光照射による超伝導薄膜作成装置
の模式図（水平断面図）である。１は円筒状の真空槽で
あり、拡散ポンプ２およびロータリーポンプ３から成る
真空ポンプによって排気される。この真空槽１中におい
て、基板ホルダー４に基Ｆｉ５が保持されている。６は
、基板加熱用のヒータである。
の模式図（水平断面図）である。１は円筒状の真空槽で
あり、拡散ポンプ２およびロータリーポンプ３から成る
真空ポンプによって排気される。この真空槽１中におい
て、基板ホルダー４に基Ｆｉ５が保持されている。６は
、基板加熱用のヒータである。
また１、基Ｆｉ５に対向してターケント７が配設され、
回転軸８に保持されている。
回転軸８に保持されている。
酸化物超伝導薄膜を作製するため、真空槽１中に酸素を
供給する酸素供給管９が挿入されている。
供給する酸素供給管９が挿入されている。
真空ＦＭ１の側壁には、ターケント７の面に対し所定の
角度（例えば３０度）の位置に、光学窓１０が配設され
、外部からレーザ光を導入できるようになっている。真
空槽１の外部には、エキシマレーザあるいはＹＡＧレー
ザなどのレーザ１１が配設され、該レーザ１１と光学窓
１０との間には、レーザ光を制御するレンズ１２．１３
が配設されている。
角度（例えば３０度）の位置に、光学窓１０が配設され
、外部からレーザ光を導入できるようになっている。真
空槽１の外部には、エキシマレーザあるいはＹＡＧレー
ザなどのレーザ１１が配設され、該レーザ１１と光学窓
１０との間には、レーザ光を制御するレンズ１２．１３
が配設されている。
この装置において、ヒータ６で基板５を例えば６（１０
〜７（１０°Ｃ程度に加熱した状態で、光学窓１０から
レーザ光を導入し、ターゲット７に収束させると、ター
ゲット７の材料が蒸発し、かつイオン化する。そして、
基板５に向けて飛散した蒸発材料が基板５に付着し、酸
化物超伝導体の薄膜が成膜される。膜厚によっても異な
るが、１枚の基板５上に成膜するための所要時間は通常
１０〜２０分程度である。
〜７（１０°Ｃ程度に加熱した状態で、光学窓１０から
レーザ光を導入し、ターゲット７に収束させると、ター
ゲット７の材料が蒸発し、かつイオン化する。そして、
基板５に向けて飛散した蒸発材料が基板５に付着し、酸
化物超伝導体の薄膜が成膜される。膜厚によっても異な
るが、１枚の基板５上に成膜するための所要時間は通常
１０〜２０分程度である。
〔発明が解決しようとする課Ｂ］
ターゲット７からの蒸発粒子は基板５に効率的に堆積す
るように配置されてはいるが、光学窓１０に向けて飛散
することは避けられないため、光学窓１０に蒸発粒子が
付着し、レーザ光の透過率を低下させるという問題があ
る。そのため、ターゲツト面におけるレーザ光強度が低
下し、レーザ光照射の条件が次第に変動するために、基
板上に堆積した膜の組成やレートが変化するという問題
が生じる。また、ターゲット７の蒸発効率が次第に低下
し、生産性も低下する。
るように配置されてはいるが、光学窓１０に向けて飛散
することは避けられないため、光学窓１０に蒸発粒子が
付着し、レーザ光の透過率を低下させるという問題があ
る。そのため、ターゲツト面におけるレーザ光強度が低
下し、レーザ光照射の条件が次第に変動するために、基
板上に堆積した膜の組成やレートが変化するという問題
が生じる。また、ターゲット７の蒸発効率が次第に低下
し、生産性も低下する。
そこで従来は、超伝導薄膜を１枚作製し基板交換するた
びに、気密に取り付けられている光学窓１０も交換する
ということを行なっている。ところが、作業が煩雑にな
り、また多数の光学窓１０を用意しておいたり、取り外
した光学窓１０を清掃しなければならない。しかも、交
換時に光学系の位置ずれを来たす恐れもある。
びに、気密に取り付けられている光学窓１０も交換する
ということを行なっている。ところが、作業が煩雑にな
り、また多数の光学窓１０を用意しておいたり、取り外
した光学窓１０を清掃しなければならない。しかも、交
換時に光学系の位置ずれを来たす恐れもある。
しかしながら、このように基板交換の際に光学窓１０を
交換しても、１枚の基板に蒸着を行なっている間は、光
学窓１０を交換できないので、特に蒸着時間が長い場合
は、蒸着条件の変動、レーザ光の透過効率の低下の問題
りま依然として解決できない。したがって、光学窓の交
換は、根本的な解決とはならない。
交換しても、１枚の基板に蒸着を行なっている間は、光
学窓１０を交換できないので、特に蒸着時間が長い場合
は、蒸着条件の変動、レーザ光の透過効率の低下の問題
りま依然として解決できない。したがって、光学窓の交
換は、根本的な解決とはならない。
本発明の技術的課題は、このような問題に着目し、光学
窓の交換といった煩わしい作業を必要とせすに、しかも
蒸発粒子が光学窓に付着するのを確実に防止できる装置
を実現することにある。
窓の交換といった煩わしい作業を必要とせすに、しかも
蒸発粒子が光学窓に付着するのを確実に防止できる装置
を実現することにある。
〔課題を解決するための手段］
第１図は本発明による超伝導薄膜作成装置の基本原理を
説明する模式図（水平断面図）である。
説明する模式図（水平断面図）である。
超伝導薄膜作成装置自体は、真空槽１中に、超伝導薄膜
を作成する基板５と、該超伝導薄膜と同し材料から成る
ターゲット７を内蔵し、該ターゲット７に外部からレー
ザ光を導入照射することによって、ターゲットの材料を
蒸発、イオン化させて基板５上に堆積させる構成になっ
ている。
を作成する基板５と、該超伝導薄膜と同し材料から成る
ターゲット７を内蔵し、該ターゲット７に外部からレー
ザ光を導入照射することによって、ターゲットの材料を
蒸発、イオン化させて基板５上に堆積させる構成になっ
ている。
このようなレーザ光照射式の真空槽ｌの内部において、
レーザ光導入窓（光学ｇ）ｔｏの近傍に、ターケントか
らの蒸発粒子が前記レーザ光導入窓１０Ｑこ飛来しない
ように制御する手段Ｃを設けた構成を採っている。この
制御手段Ｃは、ターケアドアからの蒸発粒子を吸着する
ものであってもよく、蒸発粒子が光学窓１０に到達しな
いように他方に逸らすよっに作用するものでもよい。通
常は、電界の作用によって、あるいは磁界の作用によっ
て、このような制御が可能となる。したがって、制御手
段Ｃには、電源が接続される。
レーザ光導入窓（光学ｇ）ｔｏの近傍に、ターケントか
らの蒸発粒子が前記レーザ光導入窓１０Ｑこ飛来しない
ように制御する手段Ｃを設けた構成を採っている。この
制御手段Ｃは、ターケアドアからの蒸発粒子を吸着する
ものであってもよく、蒸発粒子が光学窓１０に到達しな
いように他方に逸らすよっに作用するものでもよい。通
常は、電界の作用によって、あるいは磁界の作用によっ
て、このような制御が可能となる。したがって、制御手
段Ｃには、電源が接続される。
［作用］
レーザ光照射によってターゲット７から蒸発した粒子は
、イオン化されているため、ｆ発粉子制御手段Ｃで発生
した電界あるいは磁界の作用によって、光学窓１０の近
傍に到達した蒸発粒子は、蒸発粒子制御手段Ｃに吸着さ
れる。あるいは、光学窓１０に到達しないように、他方
に案内されることで、光学窓１０から他方に逸らされる
。
、イオン化されているため、ｆ発粉子制御手段Ｃで発生
した電界あるいは磁界の作用によって、光学窓１０の近
傍に到達した蒸発粒子は、蒸発粒子制御手段Ｃに吸着さ
れる。あるいは、光学窓１０に到達しないように、他方
に案内されることで、光学窓１０から他方に逸らされる
。
その結果、蒸発粒子が光学窓ｌＯに到達して付着し、光
学窓１０が汚れるために、レーザ光の透過率が低下した
り、レーザ光の照射条件が変動するなどの問題が解消さ
れる。また、光学窓の交換のために位置ずれを来すよう
な問題も発生じない。
学窓１０が汚れるために、レーザ光の透過率が低下した
り、レーザ光の照射条件が変動するなどの問題が解消さ
れる。また、光学窓の交換のために位置ずれを来すよう
な問題も発生じない。
〔実施例］
次に本発明による超伝導薄膜作成装置が実際上どのよう
に具体化されるかを実施例で説明する。
に具体化されるかを実施例で説明する。
ターゲットからの蒸発粒子を吸着したり、他方に逸らす
などの制御を行なうには、電界を利用する手法と磁界を
利用する手法とに大別できる。
などの制御を行なうには、電界を利用する手法と磁界を
利用する手法とに大別できる。
第２図は電界を印加する装置であり、蒸発粒子制御手段
として、電極板１４．１５を使用している。
として、電極板１４．１５を使用している。
すなわち、真空槽ｌの内部において、光学窓１０とター
ゲット７との間の空間を挟むように、２枚の電極板１４
と１５が対向配置されている。
ゲット７との間の空間を挟むように、２枚の電極板１４
と１５が対向配置されている。
電極板１４．１５は、片方を負極に、他方を正極に接続
することで、正の電荷をもった蒸発粒子は、負の電極板
１４に吸着され、負の電荷をもった蒸発粒子は、正の電
極板１５に吸着されるようになっている。このように、
蒸発粒子は、その極性のいかんに係わらず、電極板１４
か１５に吸着されるので、光学窓１０に到達して光学窓
１０に堆積するようなことは解消される。
することで、正の電荷をもった蒸発粒子は、負の電極板
１４に吸着され、負の電荷をもった蒸発粒子は、正の電
極板１５に吸着されるようになっている。このように、
蒸発粒子は、その極性のいかんに係わらず、電極板１４
か１５に吸着されるので、光学窓１０に到達して光学窓
１０に堆積するようなことは解消される。
ターゲット７の組成が、例えばＹ １ Ｂａ ２Ｃｕ
３０ｘなどの場合は、金属の蒸発粒子は正にイオン化し
、酸素か負乙こイオン化するため、電極板１４．１５は
両方とも負極に接続すれば、両方の電極板１４．１５に
蒸発粒子が吸着される。光学窓１０の光透過率を低下さ
せる蒸発粒子はすべて金属なため、このようニこして金
属の蒸発粒子のみを排除し、光学窓１０に到達しないよ
うにすれば足りる。
３０ｘなどの場合は、金属の蒸発粒子は正にイオン化し
、酸素か負乙こイオン化するため、電極板１４．１５は
両方とも負極に接続すれば、両方の電極板１４．１５に
蒸発粒子が吸着される。光学窓１０の光透過率を低下さ
せる蒸発粒子はすべて金属なため、このようニこして金
属の蒸発粒子のみを排除し、光学窓１０に到達しないよ
うにすれば足りる。
なお、電極板は２枚に限られるものではなく、さらに増
やすと、より効果的である。電極板１４．１５間に印加
する電界は２（１０〜３（１０ Ｖ程度が適している。
やすと、より効果的である。電極板１４．１５間に印加
する電界は２（１０〜３（１０ Ｖ程度が適している。
第３図は磁界を印加する例であり、蒸発粒子制御手段と
して、励磁コイル１６．１７を使用している。
して、励磁コイル１６．１７を使用している。
２つの励磁コイル１６と１７は、真空槽１の内部におい
て、光学窓１０とターゲット７との間の空間を挟むよう
に、対向配置されている。すなわち、２つの励磁コイル
Ｉ６．１７の中心軸が、光学窓１０とターゲット７とを
結ぶ線と直交するように配設されている。
て、光学窓１０とターゲット７との間の空間を挟むよう
に、対向配置されている。すなわち、２つの励磁コイル
Ｉ６．１７の中心軸が、光学窓１０とターゲット７とを
結ぶ線と直交するように配設されている。
そのため、２つの励磁コイル１６．１７によって、鎖線
で示すように、光学窓１０の正面を横切る方向の磁束が
発生する。したがって、ターゲット７からの蒸発粒子が
、この磁界中に到達すると、磁界の作用によって、磁束
と直交する方向すなわち紙面と垂直方向の力を受け、光
学窓）０の正面から他方に導かれる。このようにして、
光学窓１０に向かっている蒸発粒子は、総て励磁コイル
１６．１７で発生する磁界によって他方に逸らされるた
め、蒸発粒子が光学窓１０に付着することはない。
で示すように、光学窓１０の正面を横切る方向の磁束が
発生する。したがって、ターゲット７からの蒸発粒子が
、この磁界中に到達すると、磁界の作用によって、磁束
と直交する方向すなわち紙面と垂直方向の力を受け、光
学窓）０の正面から他方に導かれる。このようにして、
光学窓１０に向かっている蒸発粒子は、総て励磁コイル
１６．１７で発生する磁界によって他方に逸らされるた
め、蒸発粒子が光学窓１０に付着することはない。
なお、励磁コイル１６．１７の中心軸と直交するように
、もう１組励磁コイルを追加し、９０度間隔に４個の励
磁コイルを配置すると、より有効である。
、もう１組励磁コイルを追加し、９０度間隔に４個の励
磁コイルを配置すると、より有効である。
以上のように本発明によれば、真空槽ｌ内にレーザ光を
導く光学窓ｌＯの近傍に、蒸発粒子制御手段を設け、タ
ーゲット７から蒸発し光学窓１０に向かっでいる蒸発粒
子を吸着したり、他方に導くように構成されている。そ
のため、蒸発粒子が光学窓１０に付着して、レーザ光の
透過効率を低下させ、そのためにレーザ光の照射条件が
次第に変動したり、生産効率が低下するなどの問題が解
消される。
導く光学窓ｌＯの近傍に、蒸発粒子制御手段を設け、タ
ーゲット７から蒸発し光学窓１０に向かっでいる蒸発粒
子を吸着したり、他方に導くように構成されている。そ
のため、蒸発粒子が光学窓１０に付着して、レーザ光の
透過効率を低下させ、そのためにレーザ光の照射条件が
次第に変動したり、生産効率が低下するなどの問題が解
消される。
また、光学窓１０に蒸発粒子が堆積しなくなるため、従
来のように光学窓１０を交換したり清掃する必要はなく
、作業の煩雑化も解消され、光学窓交換時に光学系の位
置ずれを来すなどの問題も解消される。
来のように光学窓１０を交換したり清掃する必要はなく
、作業の煩雑化も解消され、光学窓交換時に光学系の位
置ずれを来すなどの問題も解消される。
図において、■は真空槽、４は基板ホルダー５は基板、
７はターゲント、１０は光学窓、１１はレーザ、１２．
１３はレンズ、Ｃは蒸発粒子制御手段、１４．１５は電
極板、１６．１７は励磁コイルをそれぞれ示す。
７はターゲント、１０は光学窓、１１はレーザ、１２．
１３はレンズ、Ｃは蒸発粒子制御手段、１４．１５は電
極板、１６．１７は励磁コイルをそれぞれ示す。
特許出願人 冨士通株式会社
復代理人 弁理士 福 島 康 文
第１図は本発明による超伝導薄膜作成装置の基本原理を
説明する模式図、 第２図は電界式の蒸発粒子制御手段を有する装置を例示
する水平断面図、 第３図は磁界式の蒸発粒子制御手段を有する装置を例示
する水平断面図、 第４図は従来の超伝導薄膜作成装置の模式図である。
説明する模式図、 第２図は電界式の蒸発粒子制御手段を有する装置を例示
する水平断面図、 第３図は磁界式の蒸発粒子制御手段を有する装置を例示
する水平断面図、 第４図は従来の超伝導薄膜作成装置の模式図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 真空槽（１）中に、超伝導薄膜を作成する基板（５）
と、該超伝導薄膜と同じ材料から成るターゲット（７）
を内蔵し、該ターゲット（７）に外部からレーザ光を導
入して照射することにより、ターゲット（７）の材料を
蒸発、イオン化させて基板（５）上に堆積させる装置に
おいて、 該真空槽（１）におけるレーザ光導入窓（１０）の近傍
に、ターゲット（７）からの蒸発粒子が前記レーザ光導
入窓（１０）に飛来しないように制御する手段（ｃ）を
設けたことを特徴とする超伝導薄膜作成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2172428A JPH0459606A (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 超伝導薄膜作成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2172428A JPH0459606A (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 超伝導薄膜作成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0459606A true JPH0459606A (ja) | 1992-02-26 |
Family
ID=15941792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2172428A Pending JPH0459606A (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 超伝導薄膜作成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0459606A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5659324A (en) * | 1993-12-28 | 1997-08-19 | Mazda Motor Corporation | Glass antenna and method of designing the same |
| US6002373A (en) * | 1996-06-20 | 1999-12-14 | Mazda Motor Corporation | Glass window antenna |
| JP2010525172A (ja) * | 2007-04-23 | 2010-07-22 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァー フェーデルング デア アンゲバンテン フォルシュング エー ファー | 真空内で基板上にコーティングを形成するためのアセンブリ |
-
1990
- 1990-06-28 JP JP2172428A patent/JPH0459606A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5659324A (en) * | 1993-12-28 | 1997-08-19 | Mazda Motor Corporation | Glass antenna and method of designing the same |
| US6002373A (en) * | 1996-06-20 | 1999-12-14 | Mazda Motor Corporation | Glass window antenna |
| JP2010525172A (ja) * | 2007-04-23 | 2010-07-22 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァー フェーデルング デア アンゲバンテン フォルシュング エー ファー | 真空内で基板上にコーティングを形成するためのアセンブリ |
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