JPS63255367A - 酸化物超電導体のスパツタ薄膜製造方法およびスパツタリング用タ−ゲツト - 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］ 本発明は銅系酸化物超電導体薄膜の製造に適用できるス
パッタ薄膜製造方法およびその製造に使用するスパッタ
リング用ターゲットに間する。

［従来の技術］ 従来の酸化物超電導体のスパッタ薄膜は、複数の酸化物
粉末を混合し焼結して作製されたスパッタリング用ター
ゲットを用いて作製されていた。

第２図は従来のスパッタリング用ターゲットを用いて作
製したＳ　ｒ　Ｘ　Ｌ　ａ　２−　ｘ　Ｃｕ　０４１ｙ
　ＲＩｌｌの組成と臨界温度との関係を示す図である。

臨界温度Ｔｃは最高で３５にである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、ターゲットは複数の金属酸化物粉末を混
合し焼結することによって作製されるために、ガラスの
ようにもろく、熱を加えると割れてしまうという問題点
があった。

また、酸化物だけの混合であるために反応性が悪く、そ
のためスパッタリング用ターゲットの作製には高温で長
時間を要するという問題点があった。

さらに、電気型導度も悪いのでこのターゲットに電場を
かけると極部的に放電が集中してしまい、この・ためス
パッタリングが不均一になり、よって作製される薄膜も
不均一となるという問題点があった。こうしてターゲッ
トが不均一にスパッタされるため、ターゲットが損傷し
たり、部分的に穴があいたり、谷や溝ができたりするた
め、作製される薄膜は増々不均一になる このターゲットを用いて薄膜を作製する場合、酸化物か
ら酸素がぬけやすく、始めはこの酸素が多量に酸化物か
ら発生し、次第に少なくなるので薄膜作製中に酸素濃度
が変化する。この酸素濃度に関する制御はむずかしく、
作製布れた薄膜組成に再現性がないという問題点があっ
た。

また、酸化物だけで作製されたターゲットは、始めは導
電性であフても酸素が抜けるため次第に絶縁性となって
しまう。このため、始めは直流法によるスパッタリング
も可能であるが、次第に放電が不安定になってしまうと
いう問題点があった。

さらに、このターゲットを用いて作製された酸化物超電
導体薄膜は、薄膜特性が悪い、すなわち超電導性が良く
ないという問題点があった。

本発明の目的は上述の問題点を解決し、超電導性、再現
性および膜質の良いスパッタ薄膜を製造する方法と、こ
の製造に使用するための高品質のスパッタリング用ター
ゲットを提供することにある。

［問題点を解決するための手段Ｊ かかる目的を達成するために本発明は、酸素および銅と
共に複数種の構成元素を有する酸化物超電導体を製造す
る方法において、複数種の構成元素の酸化物粉末に銅の
粉末を混合し焼結したスパッタリング用ターゲットを用
いることを特徴とする。

また、本発明のスパッタリング用ターゲットは酸素およ
び銅と共に複数種の構成元素を有する酸化物超電導体の
複数種の構成元素の酸化物粉末に銅の粉末を混合し焼結
したことを特徴とする。

［作　用］ 本発明においては、金属銅と酸化物とで作製されたスパ
ッタリング用ターゲットを用いてスパッタ薄膜を作製す
ることにより、再現性の良い薄膜を得ることができる。

また、スパッタリング用ターゲットは金属銅と酸化物と
で作製することにより、耐熱性、堅固性、熱伝導性およ
び電導性が良好である。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明によるスパッタリング用ターゲットを用
いて作製したＳｒ、Ｌａ２−ｘＣｏＯ３−、薄膜の組成
と臨界温度との関係を示す図である。臨界温度Ｔｃは最
高で４０Ｋを示す。測定値は安定している。

この薄膜は、ＳｒＯ，ＬａＯおよびＣｕの粉末を焼結し
た焼結体をターゲットとして、アルゴンと酸素の混合ガ
ス中でスパッタして作製する。このときの酸素ガス分圧
は１０−’〜ＩＴｏｒｒ　（最適圧力０．１Ｔｏｒｒ）
、基板温度は５００〜９００℃（最適温度７００℃）と
する。

上述の５ｒｘＬａ２−１ｌｃｕｏ４−ｙの薄膜作製に用
いるスパッタリング用ターゲットは次のような手順で作
製される。ＳｒＯ，ＬａＯおよびＣｕのそれぞれを粉末
化して均一になるように混合する。この混合物を温度８
００℃、圧力３００気圧で３０分間ホットプレスして焼
結させる。

以上、本実施例においては、５ｒＨＬａ２−Ｉｌｃｕ’
ｏ４−ｙのスパッタ薄膜の製造法およびこの薄膜の製造
に使用するスパッタリング用ターゲットについて説明し
たが、これに限られるものではない。組成式がＭ　Ｘ　
Ｌ　２−　Ｘ　Ｃｕ　Ｏ４−１！で表わされ、Ｍが周期
表第１Ｉ　Ａ族に属するＢｅからＢａまでの元素のうち
の１種または２種以上、Ｌが周期表第１ＩＩ　Ａ族に属
するＳｃからＬｕまでの元素および周期表第１ＩＩ　Ｂ
族に属するＢおよびＡＪ：ｌのうちの１種または２ｆ！
Ｉｌｉ以上であり組成範囲が０＜ｘ＜２および０＜ｙ＜
２であるスパッタ薄膜およびスパッタリング用ターゲッ
トについても同様に作製することができる。この場合、
反応の条件などは組成によって異なる。また、組成式が
Ｍ、Ｌｌ−。

ＣａＯ２−、についてもＭ、Ｌ２−ｘＣ：ｕｏ４−ｙの
場合と同様である。このとき、組成範囲は０＜ｘ＜１お
よびｏ＜ｙ＜ｔ、５である。

上述のスパッタリング用ターゲットは酸化物と金属銅と
で作製されたサーメット状なので、それぞれの優れた特
質を合わせ持っている。すなわち酸化物は耐熱性、堅固
性が良く、金属銅は熱伝導性、電導性が良い。

また、金属銅粉末がバインダーとなるために、低温度、
短時間（従来の約ｌ／４）で破壊しにくいターゲットを
作製することができる。この−ターゲットはスパッタ薄
膜作製中でも酸素がぬけにくく、酸素濃度制御が容易で
あるために薄膜特性の再現性も良くなる。特に電導性が
あるために、直流法および高周波法スパッタの両方に使
用できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば金属銅と酸化物と
で作製されたスパッタリング用ターゲットを用いてスパ
ッタ薄膜を作製するので、再現性の良い薄膜を得ること
ができる。また、スパッタリング用ターゲットは金属銅
と酸化物とで作製されるので、耐熱性、堅固性、熱伝導
性および電導性が良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例によるスパッタリング用ターゲッ
トを用いて作製した超電導体と臨界温度との関係を示す
図、 第２図は従来のスパッタリング用ターゲットを用いて作
製した超電導体と臨界温度との関係を示す図である。 指定代理人　工業技術院電子技術総合研究所長Ｓｒｘ　
ＬＯ２−ＸＣｕ０４−ｙ 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）酸素および銅と共に複数種の構成元素を有する酸化
   物超電導体を製造する方法において、前記複数種の構成
   元素の酸化物粉末に銅の粉末を混合し焼結したスパッタ
   リング用ターゲットを用いることを特徴とする酸化物超
   電導体のスパッタ薄膜製造方法。 ２）酸素および銅と共に複数種の構成元素を有する酸化
   物超電導体の前記複数種の構成元素の酸化物粉末に銅の
   粉末を混合し焼結したことを特徴とするスパッタリング
   用ターゲット。