CS245243B1 - Cathode target for reactive magnetron sputtering - Google Patents

Cathode target for reactive magnetron sputtering Download PDF

Info

Publication number
CS245243B1
CS245243B1 CS848019A CS801984A CS245243B1 CS 245243 B1 CS245243 B1 CS 245243B1 CS 848019 A CS848019 A CS 848019A CS 801984 A CS801984 A CS 801984A CS 245243 B1 CS245243 B1 CS 245243B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
target
magnetron sputtering
compound
cathode target
reactive magnetron
Prior art date
Application number
CS848019A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS801984A1 (en
Inventor
Vaclav Husa
Vaclav Klabik
Vaclav Landa
Jindrich Musil
Jaromir Sladky
Jaroslav Smrcka
Original Assignee
Vaclav Husa
Vaclav Klabik
Vaclav Landa
Jindrich Musil
Jaromir Sladky
Jaroslav Smrcka
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vaclav Husa, Vaclav Klabik, Vaclav Landa, Jindrich Musil, Jaromir Sladky, Jaroslav Smrcka filed Critical Vaclav Husa
Priority to CS848019A priority Critical patent/CS245243B1/en
Publication of CS801984A1 publication Critical patent/CS801984A1/en
Publication of CS245243B1 publication Critical patent/CS245243B1/en

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

Katodový terč pro reaktivní magnetronové napraáování zejména tenkých supravodivých vrstev na páskové kovové substráty sestává z jednotlivých dílů, složených z částí, z nichž každé obsahuje pouze jediný prvek zastoupený v chemické sloučenině supravodivé vrstvy. Dílčí plochy jednotlivých prvků jsou přitom v stechiometrickém poměru požadované sloučeninyThe cathode target for reactive magnetron sputtering, in particular of thin superconducting layers on strip metal substrates, consists of individual parts, composed of parts, each of which contains only a single element represented in the chemical compound of the superconducting layer. The partial areas of the individual elements are in the stoichiometric ratio of the desired compound.

Description

Vynález se týká katodového terče pro reaktivní magnetronové napravování zejména tenkých supravodivých vrstev na práškové kovové substráty.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a cathode target for reactive magnetron correction of particularly thin superconducting layers onto powdered metal substrates.

Dosud je známo, že pro magnetronové naprašování kovů nebo slitin kovů na destičky polovodičů se používá katodový terč, kruhového nebo obdélníkového tvaru, vyrobený z kovu nebo ze slitiny kovů, která má být naprášena. V případě některých sloučenin jejichž výroba je v požadované čistotě obtížná a velmi nákladná, nebo v případě sloučenin jejichž mechanické vlastnosti jsou nevhodné pro jejich zpracování například tvářením nebo obráběním je zhotovení katodového terče nereálné.It has hitherto been known that for magnetron sputtering of metals or metal alloys onto semiconductor wafers, a cathode target of circular or rectangular shape made of metal or of a metal alloy to be sputtered is used. In the case of some compounds whose production is difficult and very expensive to produce in the desired purity, or in the case of compounds whose mechanical properties are unsuitable for their processing, for example by molding or machining, making the cathode target is unrealistic.

Uvedenou nevýhodu odstraňuje katodový terč pro reaktivní magnetronové naprašování, zejména tenkých supravodivých vrstev na práškové kovové substráty podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že jednotlivé díly mozaikovitého terče jsou složeny z částí, z nichž každá obsahuje pouze jeden prvek zastoupený v chemické sloučenině supravodivé vrstvy· Dílčí plochy jednotlivých prvků jsou y stechiometrickém poměru požadované sloučeniny.This disadvantage is overcome by a cathode target for reactive magnetron sputtering, in particular thin superconducting layers on the powdered metal substrates according to the invention, characterized in that the individual parts of the mosaic target are composed of parts each containing only one element present in the chemical compound of the superconducting layer. The partial areas of the individual elements are in the stoichiometric ratio of the desired compound.

t ...t ...

Podle dalšíhó7vynálezu je rozdělení jednotlivých dílu pravidelné na zvolený větší počet menších ploch.According to another aspect of the invention, the distribution of the individual parts is regular over a selected number of smaller areas.

Katodový terč podle vynálezu má tu přednost, že terč se vyrábí z jednotlivých dílčích ploch prvků budoucí sloučeniny, tedy odpadá nutnost sloučeninu předem vyrobit a pak z ní zhotovit terč. Vznikající sloučenina je vysoce čistá a je vyloučeno její znehodnocení jak se tomu může stát při separaci chemické synthese sloučeniny a následném jejím zpracování do formy terče.The cathode target according to the invention has the advantage that the target is produced from individual partial surfaces of the elements of the future compound, thus eliminating the need to prepare the compound in advance and then making the target therefrom. The resulting compound is highly pure and its degradation is avoided as can be the case when separating the chemical synthesis of the compound and then processing it into a target.

Čelní plocha terče, ze které se při doutnavém rotujícím výboji odprašují jednotlivé prvky přítomné v terči časově postupně za sebou, je tvořena mozaikou těchto prvků. Čelní plochaThe front face of the target, from which the individual elements present in the target are dedusted successively in the course of a glowing rotating discharge, is formed by a mosaic of these elements. Front surface

245 243 jednotlivých prvků terče je v poměru jejich stechiometrického zastoupení v požadované sloučenině. Jednotlivé plochy jsou pak upraveny v poměru atomového čísla kladného iontu zředěného plynu v magnetronu ku atomovému číslu příslušného prvku terče. Jednotlivé plochy prvků jsou upraveny podle požadavku pro optimální složení naprášené supravodivé fáze, která nemusí být stechioraetrickou.The 245 243 individual target elements are in the ratio of their stoichiometric representation in the desired compound. The individual surfaces are then adjusted in proportion to the atomic number of the positive ion of the diluted gas in the magnetron to the atomic number of the respective target element. The individual surfaces of the elements are adapted to the requirement for optimum composition of the sputtered superconducting phase, which need not be stechioraetric.

Obvykle so používá u magnetronového naprašování argonu.It is usually used for argon sputtering.

Při reaktivním naprašování může jím být například dusík, čpavek, metan. Doutnavý výboj v magnetronu působením Lorenzovy síly velmi rychle rotuje, při čemž promíchává jednotlivé prvky vyrážené z targetu, které ve vhodném množství, odpovídajícím optimálnímu složení supravodivé fáze se v průběhu přechodu na naprašovaný povrch slučují a na povrch dopadá a zachycuje je již požadovaná supravodivá sloučenina.The reactive sputtering may be, for example, nitrogen, ammonia, methane. The magnetron glow discharge rotates very quickly under the action of Lorenz force, mixing the individual elements ejected from the target, which in a suitable amount corresponding to the optimum composition of the superconducting phase merge during the transition to the sputtered surface and fall on the surface to capture the superconducting compound.

Příklad 1Example 1

Supravodič typu niob-germanium, který je jedním z nejlepších supravodičů s ohledem na výši kritické teploty supravodivého stavu, vzhledem k nevhodným mechanickým vlastnostem není možno vyrobit jinak než jeho nanesením v tenké vrstvě ku příkladu na měděný nosič ve tvaru pásku. Při tom se s výhodou použije magnetronového materiálu z katodového plenárního terče kruhového nebo jiného tvaru. Plocha tetóe je kupříkladu rozdělena na čtyři pole. Dvě protilehlé jsou z niobu a dvě protilehlé jsou z germania. Při stanovení poměru ploch vycházíme v prvním kroku ze stechiometrického složení požadované sloučeniny - atomové číslo niobu je 41, ve slou čenině je zastoupen třikrát t.j. obdržíme 123; germanium Já atomové číslo 32, stechiometrický poměr je tedy 123 i 32 = niob ; germanium t.j. cca 4:1.The niobium-germanium superconductor, which is one of the best superconductors with regard to the critical temperature level of the superconducting state, due to unsuitable mechanical properties, cannot be manufactured other than by applying it in a thin layer, for example to a copper carrier in the shape of a tape. In this case, a magnetron material of a cathode plenary target of circular or other shape is preferably used. For example, the tetóe area is divided into four fields. Two opposites are of niobium and two opposites are of germanium. In determining the area ratio, the first step is based on the stoichiometric composition of the desired compound - the niobium atomic number is 41, and is represented three times in the compound, i.e. 123; germanium I is an atomic number 32, the stoichiometric ratio is thus 123 i 32 = niobium; germanium i.e. about 4: 1.

Příklad 2Example 2

Supravodič Nb^Sn je jedním z nejlepších supravodičů s ohledem na všechny parametry supravodivého stavu. Vzhledem k nevhodným mechanickým vlastnostem sloučeniny Nb^Sn není možné jí dát tvar drátu nebo pásku technologií tváření. Proto se s výhodou použije magnetronového naprášení ze složeného katodového terče. Plocha terče je rozdělena na čtyři pole; dvě protilehlé jsou z niobu aThe Nb ^ Sn superconductor is one of the best superconductors with respect to all superconducting state parameters. Due to the unsuitable mechanical properties of the compound Nb-Sn, it is not possible to give it the shape of wire or tape by forming technology. Therefore, a magnetron sputtering of a composite cathode target is preferably used. The target area is divided into four fields; two opposing ones are niobium and

245 243245 243

- 3 dvě protilehlé jsou z cínu. Při stanovení poměru ploch niobu a cínu v targetu vycházíme v prvním kroku ze stechiometrického složení sloučeniny NbgSn. Atomové číslo Nb je 41, ve sloučenině jsou zastoupeny 3 atomy Nb t.j. obdržíme 123. Cín má atomové číslo 50. Poměr ploch bude tedy Nb : Sn = 123 : 50 t.j. cca 2,5 : 1.- 3 two opposites are made of tin. In determining the ratio of niobium to tin areas in the target, the first step is based on the stoichiometric composition of the compound NbgSn. The atomic number Nb is 41, there are 3 Nb atoms in the compound, i.e. we obtain 123. The tin has an atomic number 50. Thus the area ratio will be Nb: Sn = 123: 50 i.e. about 2.5: 1.

Plocha terče je složena v případě binární sloučeniny minimálně ze dvou polí anebo ze 2 χ n polí. Čím bude větší celé číslo, tím vzniklá směs bude homogennější a tím se usnadní její chemická synthesa při reaktivním naprašování. Zlepšení' homogenity se zajistí relativním pohybem páskového substrátu vůči terči.In the case of a binary compound, the target area consists of at least two fields or 2 χ n fields. The larger the integer, the more homogeneous the resulting mixture and the easier its chemical synthesis during reactive sputtering. Improvement of homogeneity is ensured by the relative movement of the tape substrate relative to the target.

Claims (2)

1. Katodový terč pro reaktivní magnetronové naprašování, zejména tenkých supravodivých vrstev na páskové kovové substráty, vyznačený tím, že jednotlivé díly mozaikovitého terče jsou složeny z částí, z nichž každá obsahuje pouze jeden prvek zastoupený v chemické sloučenině supravodivé vrstvy, přičemž dílčí plochy jednotlivých prvků jsou v stechiometrickém poměru požadované sloučeniny.Cathodic target for reactive magnetron sputtering, in particular thin superconducting layers on strip metal substrates, characterized in that the individual parts of the mosaic target are composed of parts each containing only one element represented in the chemical compound of the superconducting layer, the partial surfaces of the individual elements they are in a stoichiometric ratio of the desired compound. 2. Katodový terč podle bodu ^vyznačený tím, že rozdělení jednotlivých dílů je pravidelné na zvolený větší počet menších floch.2. A cathode target according to claim 1, wherein the distribution of the individual parts is regular over a selected number of smaller sheets.
CS848019A 1984-10-22 1984-10-22 Cathode target for reactive magnetron sputtering CS245243B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS848019A CS245243B1 (en) 1984-10-22 1984-10-22 Cathode target for reactive magnetron sputtering

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS848019A CS245243B1 (en) 1984-10-22 1984-10-22 Cathode target for reactive magnetron sputtering

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS801984A1 CS801984A1 (en) 1985-07-16
CS245243B1 true CS245243B1 (en) 1986-09-18

Family

ID=5430229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS848019A CS245243B1 (en) 1984-10-22 1984-10-22 Cathode target for reactive magnetron sputtering

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS245243B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS801984A1 (en) 1985-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7717987B2 (en) Coating material based on a copper-indium-gallium alloy, in particular for the production of sputter targets, tubular cathodes and the like
Thornton et al. Reactive sputtered copper indium diselenide films for photovoltaic applications
EP0288711B1 (en) Rapid, large area coating of high-Tc superconductors
US4043888A (en) Superconductive thin films having transition temperature substantially above the bulk materials
CS245243B1 (en) Cathode target for reactive magnetron sputtering
DE68925239T2 (en) Thin superconductor layer and method for its deposition
Hohl et al. A comparative high-resolution electron microscope study of Ag clusters produced by a sputter-gas aggregation and ion cluster beam technique
US5545610A (en) Oxide-based superconductor, a process for preparing the same and a wire material of comprising the same
JPS61194786A (en) Heat treatment method of oxide superconductor thin-film
JPH0344461A (en) Copper-selenium target material for sputtering
EP0298933B1 (en) Method for the manufacture of copper oxide superconducting films
JPH0365502A (en) Preparation of superconductive thin film
CS244879B1 (en) A method for the chemical synthesis of superconducting compounds
KR0157625B1 (en) The fabrication method of high temperature superconductor thin film by bismuth diffusion
JPH01159372A (en) Sputtering target for forming thin film
Shah Effect of deposition conditions on cation composition during reactive magnetron sputtering of high-Tc superconductors
JPH09228037A (en) Target for forming compound thin coating at high speed and evaporating source
JP2557446B2 (en) Method for producing complex oxide-based superconducting thin film
JPH01208328A (en) Sputtering target and method for producing superconducting thin film
JPH01614A (en) Method for producing oxide superconducting thin film
JPH02133320A (en) How to create superconducting thin films
JPH01105416A (en) Manufacture of thin film superconductor
Caley et al. Preparation of in-situ superconducting YBCO thin films by single target magnetron sputtering
JPS64614A (en) Manufacture of oxide superconducting film
JPH01219154A (en) Manufacture of thin ceramics superconducting film