JP2721595B2 - Manufacturing method of polycrystalline thin film - Google Patents

Manufacturing method of polycrystalline thin film

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JP2721595B2 JP3126837A JP12683791A JP2721595B2 JP 2721595 B2 JP2721595 B2 JP 2721595B2 JP 3126837 A JP3126837 A JP 3126837A JP 12683791 A JP12683791 A JP 12683791A JP 2721595 B2 JP2721595 B2 JP 2721595B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は結晶方位の整った多結晶
薄膜を形成する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a polycrystalline thin film having a uniform crystal orientation.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年になって発見された酸化物超電導体
は、液体窒素温度を超える臨界温度を示す優れた超電導
体であるが、現在、この種の酸化物超電導体を実用的な
超電導体として使用するためには、種々の解決するべき
問題点が存在している。その問題点の1つが、酸化物超
電導体の臨界電流密度が低いという問題である。
2. Description of the Related Art Oxide superconductors discovered in recent years are excellent superconductors having a critical temperature exceeding the temperature of liquid nitrogen. At present, this type of oxide superconductor is a practical superconductor. There are various problems to be solved in order to use this. One of the problems is that the critical current density of the oxide superconductor is low.

【0003】前記酸化物超電導体の臨界電流密度が低い
という問題は、酸化物超電導体の結晶自体に電気的な異
方性が存在することが大きな原因となっており、特に酸
化物超電導体はその結晶軸のa軸方向とb軸方向には電
気を流し易いが、c軸方向には電気を流しにくいことが
知られている。このような観点から酸化物超電導体を基
材上に形成してこれを超電導体として使用するために
は、基材上に結晶配向性の良好な状態の酸化物超電導体
を形成し、しかも、電気を流そうとする方向に酸化物超
電導体の結晶のa軸あるいはb軸を配向させ、その他の
方向に酸化物超電導体のc軸を配向させる必要がある。
[0003] The problem that the critical current density of the oxide superconductor is low is largely due to the existence of electrical anisotropy in the crystal itself of the oxide superconductor. It is known that electricity easily flows in the a-axis direction and the b-axis direction of the crystal axis, but hardly flows in the c-axis direction. From such a viewpoint, in order to form an oxide superconductor on a base material and use it as a superconductor, an oxide superconductor having a good crystal orientation is formed on the base material, and It is necessary to orient the a-axis or b-axis of the crystal of the oxide superconductor in the direction in which electricity is to flow, and to orient the c-axis of the oxide superconductor in the other direction.

【0004】そこで従来、基板や金属テープなどの基材
上に結晶配向性の良好な酸化物超電導層を形成するため
に種々の手段が試みられてきた。その1つの方法とし
て、酸化物超電導体と結晶構造の類似したMgOあるい
はSrTiO3などの単結晶基材を用い、これらの単結
晶基材上にスパッタリングなどの成膜法により酸化物超
電導層を形成する方法が実施されている。
Therefore, various means have heretofore been attempted to form an oxide superconducting layer having good crystal orientation on a substrate such as a substrate or a metal tape. As one of the methods, a single crystal base material such as MgO or SrTiO 3 having a crystal structure similar to that of an oxide superconductor is used, and an oxide superconducting layer is formed on these single crystal base materials by a film forming method such as sputtering. A method has been implemented.

【0005】前記MgOやSrTiO3の単結晶基材を
用いてスパッタリングなどの成膜法を行なえば、酸化物
超電導層の結晶が単結晶基材の結晶を基に結晶成長する
ために、その結晶配向性を良好にすることが可能であ
り、これらの単結晶基材上に形成された酸化物超電導層
は、数十万〜数百万A/cm2程度の十分に高い臨界電
流密度を発揮することが知られている。
If a film forming method such as sputtering is performed using the single crystal base material of MgO or SrTiO 3 , the crystal of the oxide superconducting layer grows on the basis of the crystal of the single crystal base material. It is possible to improve the orientation, and the oxide superconducting layer formed on these single-crystal substrates exhibits a sufficiently high critical current density of about several hundred thousand to several million A / cm 2. It is known to

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、酸化物超電
導体を導体として使用するためには、テープ状などの長
尺の基材上に結晶配向性の良好な酸化物超電導層を形成
する必要がある。ところが、金属テープなどの基材上に
酸化物超電導層を直接形成すると、金属テープ自体が多
結晶体でその結晶構造も酸化物超電導体と大きく異なる
ために、結晶配向性の良好な酸化物超電導層は到底形成
できないものである。しかも、酸化物超電導層を形成す
る際に行なう熱処理によって金属テープと酸化物超電導
層との間で拡散反応が生じて酸化物超電導層の結晶構造
が崩れ、超電導特性が劣化する問題がある。
In order to use an oxide superconductor as a conductor, it is necessary to form an oxide superconducting layer having good crystal orientation on a long base material such as a tape. is there. However, if an oxide superconducting layer is formed directly on a base material such as a metal tape, the metal tape itself is polycrystalline and its crystal structure is significantly different from that of the oxide superconductor. Layers cannot be formed at all. In addition, there is a problem in that the heat treatment performed when forming the oxide superconducting layer causes a diffusion reaction between the metal tape and the oxide superconducting layer, which breaks down the crystal structure of the oxide superconducting layer and deteriorates the superconducting characteristics.

【0007】そこで従来、金属テープなどの基材上に、
MgOやSrTiO3などの中間層を被覆し、この中間
層上に酸化物超電導層を形成することが行なわれてい
る。ところがこの種の中間層上に形成した酸化物超電導
層は、単結晶基材上に形成された酸化物超電導層よりも
かなり低い臨界電流密度(例えば数千〜一万A/c
2)程度しか示さないという問題があった。これは、
以下に説明する理由によるものと考えられる。
Therefore, conventionally, on a base material such as a metal tape,
It has been practiced to cover an intermediate layer such as MgO or SrTiO 3 and form an oxide superconducting layer on the intermediate layer. However, the oxide superconducting layer formed on this kind of intermediate layer has a critical current density (for example, several thousand to 10,000 A / c) which is considerably lower than that of the oxide superconducting layer formed on a single crystal substrate.
m 2 ). this is,
It is considered that the reason is described below.

【0008】図16は、金属テープなどの基材1上に中
間層2を形成し、この中間層2上に酸化物超電導層3を
形成した酸化物超電導導体の断面構造を示すものであ
る。ここで図16に示す構造において、酸化物超電導層
3は多結晶状態であり、多数の結晶粒4が無秩序に結合
した状態となっている。これらの結晶粒4の1つ1つを
個々に見ると各結晶粒4の結晶のc軸は基材表面に対し
て垂直に配向しているものの、a軸とb軸は無秩序な方
向を向いていると考えられる。このように酸化物超電導
層の結晶粒毎にa軸とb軸の向きが無秩序になると、結
晶配向性の乱れた結晶粒界において超電導状態の量子的
結合性が失われる結果、超電導特性、特に臨界電流密度
の低下を引き起こすものと思われる。また、前記酸化物
超電導体がa軸およびb軸配向していない多結晶状態と
なるのは、その下に形成された中間層2がa軸およびb
軸配向していない多結晶状態であるために、酸化物超電
導層3を成膜する場合に、中間層2の結晶に整合するよ
うに酸化物超電導層3が成長するためであると思われ
る。
FIG. 16 shows a sectional structure of an oxide superconducting conductor in which an intermediate layer 2 is formed on a base material 1 such as a metal tape and an oxide superconducting layer 3 is formed on the intermediate layer 2. Here, in the structure shown in FIG. 16, oxide superconducting layer 3 is in a polycrystalline state, and a number of crystal grains 4 are randomly coupled. Looking at each of these crystal grains 4 individually, the c-axis of the crystal of each crystal grain 4 is oriented perpendicular to the substrate surface, but the a-axis and b-axis are oriented in a random direction. It is thought that it is. When the directions of the a-axis and the b-axis become disordered for each crystal grain of the oxide superconducting layer in this way, the quantum coupling of the superconducting state is lost at the crystal grain boundaries in which the crystal orientation is disordered. It is thought to cause a decrease in critical current density. The oxide superconductor is in a polycrystalline state in which the a-axis and b-axis are not oriented because the intermediate layer 2 formed thereunder has an a-axis and a b-axis.
This is probably because the oxide superconducting layer 3 grows so as to match the crystal of the intermediate layer 2 when the oxide superconducting layer 3 is formed because the polycrystalline state is not in the axial orientation.

【0009】ところで、前記酸化物超電導体の応用分野
以外において、多結晶体の基材上に各種の配向膜を形成
する技術が利用されている。例えば光学薄膜の分野、光
磁気ディスクの分野、配線基板の分野、高周波導波路や
高周波フィルタ、空洞共振器などの分野であるが、いず
れの技術においても基材上に膜質の安定した配向性の良
好な多結晶薄膜を形成することが課題となっている。即
ち、多結晶薄膜の結晶配向性が良好であるならば、その
上に形成される光学薄膜、磁性薄膜、配線用薄膜などの
質が向上するわけであり、更に基材上に結晶配向性の良
好な光学薄膜、磁性薄膜、配線用薄膜などを直接形成で
きるならば、なお好ましいものである。
By the way, other than the application field of the oxide superconductor, techniques for forming various alignment films on a polycrystalline base material are used. For example, in the field of optical thin films, the field of magneto-optical disks, the field of wiring boards, the fields of high-frequency waveguides, high-frequency filters, and cavity resonators. The problem is to form a good polycrystalline thin film. That is, if the crystal orientation of the polycrystalline thin film is good, the quality of the optical thin film, the magnetic thin film, the wiring thin film, etc. formed thereon is improved, and the crystal orientation is further improved on the base material. It is even more preferable if a good optical thin film, magnetic thin film, thin film for wiring, etc. can be directly formed.

【0010】また、高周波数帯域で使用される磁気ヘッ
ドのコア材として、高透磁率を有し、熱的にも安定なパ
ーマロイ、あるいは、センダストなどの磁性薄膜が実用
化されている。これらの磁性薄膜は、従来、蒸着やスパ
ッタにより所定の基板上に形成されるが、これらの磁性
薄膜の結晶方位の配向性が低いものであると、磁性薄膜
の磁気異方性の制御が困難になり、膜面内では結晶粒の
方位が無秩序になり、透磁率の高周波特性が損なわれる
問題があった。また、膜面内での結晶軸の軸方向が無秩
序であると、面内磁化にスキューやリップルと呼ばれる
局所的なゆらぎが発生し、前述のように透磁率の高周波
特性が損なわれることになる。
As a core material of a magnetic head used in a high frequency band, a magnetic thin film such as permalloy or sendust which has high magnetic permeability and is thermally stable has been put to practical use. Conventionally, these magnetic thin films are formed on a predetermined substrate by vapor deposition or sputtering. However, if these magnetic thin films have low crystal orientation, it is difficult to control the magnetic anisotropy of the magnetic thin film. And the orientation of the crystal grains becomes disordered in the film plane, and there is a problem that the high frequency characteristics of the magnetic permeability are impaired. In addition, when the axial direction of the crystal axis in the film plane is disordered, local fluctuation called skew or ripple occurs in the in-plane magnetization, and the high-frequency characteristic of the magnetic permeability is impaired as described above. .

【0011】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、基材の成膜面に対して直角向きに結晶軸のc
軸を配向させることができると同時に、成膜面と平行な
面に沿って多結晶薄膜の結晶軸のa軸およびb軸をも揃
えることができ、結晶配向性に優れた多結晶薄膜を形成
することができる方法の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and has a crystal axis c perpendicular to a film-forming surface of a substrate.
The axes can be oriented, and at the same time, the a-axis and the b-axis of the crystal axes of the polycrystalline thin film can be aligned along a plane parallel to the film forming surface, forming a polycrystalline thin film with excellent crystal orientation. The aim is to provide a method that can do this.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は前
記課題を解決するために、スパッタリングによりターゲ
ットの構成粒子を叩き出して基材上に堆積させ、基材上
に多結晶薄膜を形成する方法において、前記構成粒子を
基材上に堆積させる際に、ターゲットから叩き出して基
材上の成膜面に堆積させる構成粒子の他に、イオン源が
発生させたイオンを基材の成膜面に対して斜め方向から
照射しつつ前記構成粒子を堆積させるとともに、前記タ
ーゲットとして、イットリウム安定化ジルコニア、Mg
O、SrTiO 3 のいずれかからなるものを用いるもの
である。
According to the first aspect of the present invention, in order to solve the above problems, constituent particles of a target are beaten out by sputtering and deposited on a substrate to form a polycrystalline thin film on the substrate. a method of, when depositing the constituent particles on a substrate, hammered from target group
In addition to the constituent particles to be deposited on the film forming surface on the material, the constituent particles are deposited while irradiating ions generated by the ion source to the film forming surface of the base material from an oblique direction , and
As targets, yttrium-stabilized zirconia, Mg
O or SrTiO 3 is used .

【0013】請求項2記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項1記載の基材に対してイオンを照射する
際の照射角度を基材の成膜面に対して40〜60度の範
囲とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, the irradiation angle when irradiating the substrate with the ion according to the first aspect is 40 to 60 degrees with respect to the film forming surface of the substrate. In the range.

【0014】請求項3記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項1記載のイオンとして、不活性ガスイオ
ン、あるいは、不活性ガスと多結晶薄膜構成元素の少な
くとも1種を含む反応ガスの混合イオンを用いることを
特徴とする多結晶薄膜の製造方法。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a reaction gas containing at least one of an inert gas ion and an inert gas and a constituent element of a polycrystalline thin film. A method for producing a polycrystalline thin film, characterized by using mixed ions of the following.

【0015】[0015]

【作用】スパッタリングによりターゲットから叩き出し
た構成粒子を基材の成膜面に堆積する際に、斜め方向か
らイオンも同時に照射するので、構成粒子が効率的に活
性化される結果、基材の成膜面に対してc軸配向性に加
えてa軸配向性とb軸配向性も向上する。その結果、結
晶粒界が多数形成された多結晶薄膜であっても、結晶粒
ごとのa軸配向性とb軸配向性とc軸配向性のいずれも
が良好になり、膜質の向上した多結晶薄膜が得られる。
When the constituent particles struck out of the target by sputtering are deposited on the film-forming surface of the base material, ions are simultaneously irradiated from an oblique direction, so that the constituent particles are efficiently activated. In addition to the c-axis orientation, the a-axis orientation and the b-axis orientation are also improved with respect to the film formation surface. As a result, even in the case of a polycrystalline thin film in which a large number of crystal grain boundaries are formed, all of the a-axis orientation, the b-axis orientation, and the c-axis orientation of each crystal grain are improved, and the film quality is improved. A crystalline thin film is obtained.

【0016】また、このような配向性の良好な多結晶薄
膜を形成するには、イオンの照射角度を45度にするこ
とが最も好ましい。更に、構成粒子を活性化するには、
アルゴンイオンと酸素イオンが好ましい。
In order to form such a polycrystalline thin film having good orientation, it is most preferable to set the ion irradiation angle to 45 degrees. Further, in order to activate the constituent particles,
Argon ions and oxygen ions are preferred.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図1は、本発明方法を実施する際に用いる
装置の一例を示すものであり、この例の装置は、スパッ
タ装置にイオンビームアシスト用のイオン源を設けた構
成となっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of an apparatus used when carrying out the method of the present invention. The apparatus of this example has a configuration in which an ion source for ion beam assist is provided in a sputtering apparatus.

【0018】本実施例の装置は、基材Aを保持する基材
ホルダ11と、この基材ホルダ11の斜め上方に所定間
隔をもって対向配置された板状のターゲット12と、前
記基材ホルダ11の斜め上方に所定間隔をもって対向さ
れ、かつ、ターゲット12と離間して配置されたイオン
源13と、前記ターゲット12の下方においてターゲッ
ト12の下面に向けて配置されたスパッタビーム照射装
置14を主体として構成されている。また、図中符号1
5は、ターゲット12を保持したターゲットホルダを示
している。
The apparatus of the present embodiment comprises a substrate holder 11 for holding a substrate A, a plate-like target 12 which is disposed diagonally above the substrate holder 11 at a predetermined interval, An ion source 13 is disposed at an obliquely upper side at a predetermined interval, and is disposed apart from the target 12, and a sputter beam irradiation device 14 disposed below the target 12 toward the lower surface of the target 12. It is configured. Also, reference numeral 1 in the figure
Reference numeral 5 denotes a target holder holding the target 12.

【0019】また、本実施例の装置は図示略の真空容器
に収納されていて、基材Aの周囲を真空雰囲気に保持で
きるようになっている。更に前記真空容器には、ガスボ
ンベなどの雰囲気ガス供給源が接続されていて、真空容
器の内部を真空などの低圧状態で、かつ、アルゴンガス
あるいはその他の不活性ガス雰囲気または酸素を含む不
活性ガス雰囲気にすることができるようになっている。
The apparatus of the present embodiment is housed in a vacuum vessel (not shown) so that the periphery of the substrate A can be maintained in a vacuum atmosphere. Further, an atmosphere gas supply source such as a gas cylinder is connected to the vacuum vessel, and the inside of the vacuum vessel is kept in a low pressure state such as a vacuum, and an inert gas atmosphere containing argon gas or another inert gas atmosphere or oxygen. The atmosphere can be set.

【0020】前記基材Aは、例えば板材、線材、テープ
材などの種々の形状のもので、基材Aは、銀、白金、ス
テンレス鋼、銅などの金属材料や合金、あるいは、各種
ガラスあるいは各種セラミックスなどからなるものであ
る。なお、基材Aとして長尺の金属テープ(ハステロイ
製あるいはステンレス製などのテープ)を用いる場合
は、真空容器の内部に金属テープの送出装置と巻取装置
を設け、送出装置から連続的に基材ホルダ11に基材A
を送り出し、続いて巻取装置で巻き取ることでテープ状
の基材上に多結晶薄膜を連続成膜することができるよう
に構成することが好ましい。
The base material A has various shapes such as a plate material, a wire material, and a tape material. The base material A is made of a metal material or alloy such as silver, platinum, stainless steel, copper, etc. It is made of various ceramics. When a long metal tape (a tape made of Hastelloy or stainless steel) is used as the base material A, a feeding device and a winding device for the metal tape are provided inside the vacuum vessel, and the feeding device is continuously controlled from the feeding device. Base material A on material holder 11
It is preferable that the polycrystalline thin film can be continuously formed on the tape-shaped substrate by feeding the film and subsequently winding the film with a winding device.

【0021】前記基材ホルダ11は内部に加熱ヒータを
備え、基材ホルダ11の上に位置された基材Aを所用の
温度に加熱できるようになっている。前記ターゲット1
2は、目的とする多結晶薄膜を形成するためのものであ
り、目的の組成の多結晶薄膜と同一組成あるいは近似組
成のものなどを用いる。ターゲット12として具体的に
は、MgOあるいはY23で安定化したジルコニア(Y
SZ)、MgO、SrTiO3などを用いるがこれに限
るものではなく、形成しようとする多結晶薄膜に見合う
ターゲッを用いれば良い。
The substrate holder 11 is provided with a heater inside, so that the substrate A positioned on the substrate holder 11 can be heated to a required temperature. The target 1
Numeral 2 is for forming a target polycrystalline thin film, and has the same composition or a similar composition as the target polycrystalline thin film. Specifically, as the target 12, zirconia (Y) stabilized with MgO or Y 2 O 3 (Y
SZ), MgO, SrTiO 3 or the like is used, but is not limited thereto, and a target suitable for a polycrystalline thin film to be formed may be used.

【0022】前記イオン源13は、容器の内部に、蒸発
源を収納し、蒸発源の近傍に引き出し電極を備えて構成
されている。そして、前記蒸発源から発生した原子また
は分子の一部をイオン化し、そのイオン化した粒子を引
き出し電極で発生させた電界で制御してイオンビームと
して照射する装置である。粒子をイオン化するには直流
放電方式、高周波励起方式、フィラメント式、クラスタ
イオンビーム方式などの種々のものがある。フィラメン
ト式はタングステン製のフィラメントに通電加熱して熱
電子を発生させ、高真空中で蒸発粒子と衝突させてイオ
ン化する方法である。また、クラスタイオンビーム方式
は、原料を入れたるつぼの開口部に設けられたノズルか
ら真空中に出てくる集合分子のクラスタを熱電子で衝撃
してイオン化して放射するものである。本実施例におい
ては、図2に示す構成の内部構造のイオン源13を用い
る。このイオン源13は、筒状の容器16の内部に、引
出電極17とフィラメント18とArガスなどの導入管
19とを備えて構成され、容器16の先端からイオンを
ビーム状に平行に照射できるものである。
The ion source 13 has a structure in which an evaporation source is housed in a container, and an extraction electrode is provided near the evaporation source. Then, a part of the atoms or molecules generated from the evaporation source is ionized, and the ionized particles are controlled by an electric field generated by an extraction electrode and irradiated as an ion beam. There are various methods for ionizing particles, such as a DC discharge method, a high-frequency excitation method, a filament method, and a cluster ion beam method. The filament type is a method in which a tungsten filament is energized and heated to generate thermoelectrons, which are collided with evaporated particles in a high vacuum to be ionized. In the cluster ion beam method, clusters of aggregated molecules coming out of vacuum from a nozzle provided at an opening of a crucible containing raw materials are bombarded with thermal electrons to be ionized and emitted. In this embodiment, the ion source 13 having the internal structure shown in FIG. 2 is used. The ion source 13 includes an extraction electrode 17, a filament 18, and an introduction tube 19 such as an Ar gas inside a cylindrical container 16, and can irradiate ions from a tip of the container 16 in a beam shape in parallel. Things.

【0023】前記イオン源13は、図1に示すようにそ
の中心軸Sを基材Aの上面(成膜面)に対して傾斜角度
θでもって傾斜させて対向されている。この傾斜角度θ
は40〜60度の範囲が好ましいが、特に45度前後が
最も好ましい。従ってイオン源13は基材Aの上面に対
して傾斜角θでもってイオンを照射できるように配置さ
れている。なお、イオン源13によって基材Aに照射す
るイオンは、He+、Ne+、Ar+、Xe+、Kr+など
の希ガスのイオン、または、それらと酸素の混合イオン
でも良い。
As shown in FIG. 1, the ion source 13 is opposed so that its central axis S is inclined at an inclination angle θ with respect to the upper surface (film forming surface) of the substrate A. This inclination angle θ
Is preferably in the range of 40 to 60 degrees, and most preferably around 45 degrees. Therefore, the ion source 13 is arranged so as to be able to irradiate ions at an inclination angle θ with respect to the upper surface of the substrate A. The ions to be applied to the base material A by the ion source 13 may be ions of a rare gas such as He + , Ne + , Ar + , Xe + , Kr + , or mixed ions of these and oxygen.

【0024】前記スパッタビーム照射装置14は、イオ
ン源13と同等の構成をなし、ターゲット12に対して
イオンを照射してターゲット12の構成粒子を叩き出す
ことができるものである。なお、本発明方法ではターゲ
ット13の構成粒子を叩き出すことができることが重要
であるので、ターゲット12に高周波コイルなどで電圧
を印可してターゲット12の構成粒子を叩き出し可能な
ように構成し、スパッタビーム照射装置14を省略して
も良い。
The sputter beam irradiator 14 has the same structure as the ion source 13 and can irradiate the target 12 with ions to strike out constituent particles of the target 12. In the method of the present invention, since it is important that the constituent particles of the target 13 can be beaten out, it is configured such that the constituent particles of the target 12 can be beaten out by applying a voltage to the target 12 with a high-frequency coil or the like. The sputter beam irradiation device 14 may be omitted.

【0025】次に前記構成の装置を用いて基材A上にY
SZの多結晶薄膜を形成する方法について説明する。基
材A上に多結晶薄膜を形成するには、YSZのターゲッ
トを用いるとともに、基材Aを収納している容器の内部
を真空引きして減圧雰囲気とする。そして、イオン源1
3とスパッタビーム照射装置14を作動させる。スパッ
タビーム照射装置14からターゲット12にイオンを照
射すると、ターゲット12の構成粒子が叩き出されて基
材A上に飛来する。そして、基材A上に、ターゲット1
2から叩き出した構成粒子を堆積させると同時に、イオ
ン源13からArイオンと酸素イオンの混合イオンを照
射する。このイオン照射する際の照射角度θは、45度
が最も好ましく、40〜60度の範囲ならば好適であ
る。ここでθを90度とすると、多結晶薄膜のc軸は基
材Aの成膜面に対して直角に配向するものの、基材Aの
成膜面上に(111)面が立つので好ましくない。ま
た、θを30度とすると、多結晶薄膜はc軸配向すらし
なくなる。前記の角度でイオン照射するならば、多結晶
薄膜の結晶の(100)面が立つようになる。
Next, using the apparatus having the above structure, Y
A method for forming a polycrystalline thin film of SZ will be described. In order to form a polycrystalline thin film on the substrate A, a YSZ target is used, and the inside of the container containing the substrate A is evacuated to a reduced pressure atmosphere. And the ion source 1
3 and the sputter beam irradiation device 14 are operated. When the target 12 is irradiated with ions from the sputtering beam irradiation device 14, constituent particles of the target 12 are beaten out and fly over the substrate A. Then, on the base material A, the target 1
At the same time as depositing the constituent particles beaten out from Step 2, the ion source 13 irradiates mixed ions of Ar ions and oxygen ions. The irradiation angle θ at the time of this ion irradiation is most preferably 45 degrees, and is preferably in the range of 40 to 60 degrees. If θ is 90 degrees, the c-axis of the polycrystalline thin film is oriented at right angles to the deposition surface of the substrate A, but the (111) plane stands on the deposition surface of the substrate A, which is not preferable. . When θ is 30 degrees, the polycrystalline thin film does not even have c-axis orientation. If the ion irradiation is performed at the above angle, the (100) plane of the crystal of the polycrystalline thin film stands.

【0026】このような照射角度でイオン照射を行ない
ながらスパッタリングを行なうことで、基材A上に形成
されるYSZの多結晶薄膜の結晶軸のa軸とb軸とを配
向させることができるが、これは、堆積されている途中
のスパッタ粒子が適切な角度でイオン照射されたことに
より、効率的に活性化された結果によるものと思われ
る。
By performing sputtering while performing ion irradiation at such an irradiation angle, the a-axis and the b-axis of the crystal axes of the YSZ polycrystalline thin film formed on the substrate A can be oriented. This seems to be due to the fact that the sputtered particles during the deposition are efficiently activated by ion irradiation at an appropriate angle.

【0027】図3に、前記の方法でYSZの多結晶薄膜
Bが堆積された基材Aを示す。図3に示す多結晶薄膜B
は、立方晶系の結晶構造を有する微細な結晶粒20が、
多数、結晶粒界を介して接合一体化されてなり、各結晶
粒20の結晶軸のc軸は基材Aの上面(成膜面)に対し
て直角に向けられ、各結晶粒20の結晶軸のa軸どうし
およびb軸どうしは、互いに同一方向に向けられて面内
配向されている。また、各結晶粒20のc軸が基材Aの
(上面)成膜面に対して直角に配向されている。そし
て、各結晶粒20のa軸(あるいはb軸)どうしは、そ
れらのなす角度(図2に示す粒界傾角K)を30度以内
にして接合一体化されている。
FIG. 3 shows a substrate A on which a YSZ polycrystalline thin film B is deposited by the above-described method. Polycrystalline thin film B shown in FIG.
Has fine crystal grains 20 having a cubic crystal structure,
A large number of the crystal grains 20 are bonded and integrated via a crystal grain boundary, and the c-axis of the crystal axis of each crystal grain 20 is oriented at right angles to the upper surface (film formation surface) of the base material A, The axes a and b are oriented in the same direction and are in-plane oriented. The c-axis of each crystal grain 20 is oriented at right angles to the (upper surface) deposition surface of the substrate A. The a-axis (or b-axis) of the crystal grains 20 are joined and integrated with each other at an angle (grain boundary tilt angle K shown in FIG. 2) of 30 degrees or less.

【0028】前記のように基材A上にYSZの多結晶薄
膜Bを形成したならば、この多結晶薄膜B上に酸化物超
電導層を形成する。酸化物超電導層を多結晶薄膜B上に
形成するには、目的の酸化物超電導体と近似組成あるい
は同一組成のターゲットを用い、酸素ガス雰囲気中など
においてスパッタリングを行なって多結晶薄膜B上に酸
化物超電導層を形成しても良いし、前記ターゲットにレ
ーザビームを照射して構成粒子をえぐり出して蒸着する
レーザ蒸着法などを実施しても良い。
After the YSZ polycrystalline thin film B is formed on the substrate A as described above, an oxide superconducting layer is formed on the polycrystalline thin film B. In order to form the oxide superconducting layer on the polycrystalline thin film B, sputtering is performed in an oxygen gas atmosphere or the like using a target having a composition similar to or the same as the target oxide superconductor to oxidize the polycrystalline thin film B. An object superconducting layer may be formed, or a laser vapor deposition method of irradiating the target with a laser beam to extract and vaporize constituent particles may be performed.

【0029】前記の多結晶薄膜Bにおいては、c軸が基
材Aの成膜面に対して垂直な方向に配向し、成膜面と平
行な面に沿ってa軸どうしおよびb軸どうしが良好な配
向性を有するので、スパッタリングやレーザ蒸着で多結
晶薄膜Bの上に積層される酸化物超電導層も多結晶薄膜
Bの配向性に整合するように堆積して結晶成長する。
In the polycrystalline thin film B, the c-axis is oriented in a direction perpendicular to the film-forming surface of the substrate A, and the a-axis and the b-axis are aligned along a plane parallel to the film-forming surface. Since it has good orientation, the oxide superconducting layer laminated on the polycrystalline thin film B by sputtering or laser vapor deposition is deposited and grown to match the orientation of the polycrystalline thin film B.

【0030】よって前記多結晶薄膜B上に形成された酸
化物超電導層は、多結晶状態の酸化物超電導層となる
が、この酸化物超電導層の結晶粒の1つ1つにおいて
は、基材Aの厚さ方向に電気を流しにくいc軸が配向
し、基材Aの長手方向にa軸どうしあるいはb軸どうし
が配向している。従って得られた酸化物超電導層は結晶
粒界における量子的結合性に優れ、結晶粒界における超
電導特性の劣化が少ないので、基材Aの長手方向に電気
を流し易く、臨界電流密度の優れたものが得られる。
Thus, the oxide superconducting layer formed on the polycrystalline thin film B becomes an oxide superconducting layer in a polycrystalline state. In each of the crystal grains of the oxide superconducting layer, a base material is used. The c-axis through which electricity does not easily flow is oriented in the thickness direction of A, and the a-axes or b-axes are oriented in the longitudinal direction of the base material A. Therefore, the obtained oxide superconducting layer has excellent quantum coupling properties at the crystal grain boundaries and has little deterioration in superconducting properties at the crystal grain boundaries, so that it is easy to conduct electricity in the longitudinal direction of the substrate A, and the critical current density is excellent. Things are obtained.

【0031】(製造例)図1に示す構成の装置を使用
し、この装置を収納した容器内部を真空ポンプで真空引
きして3.0×10-4トールに減圧した。基材は、幅1
0mm、厚さ0.5mm、長さ10cmのハステロイC
276テープを使用した。ターゲットはYSZ(安定化
ジルコニア)製のものを用い、スパッタ電圧1000
V、スパッタ電流100mA、イオン源のビームの照射
角度を45度あるいは90度に設定し、イオン源のアシ
スト電圧を300V、500V、700Vにそれぞれ設
定するとともに、イオン源の電流を15〜50mAにそ
れぞれ設定して基材上にスパッタリングと同時にイオン
照射を行なって厚さ0.3μmの膜状のYSZ層を形成
した。
(Production Example) An apparatus having the structure shown in FIG. 1 was used, and the inside of the container accommodating this apparatus was evacuated to 3.0 × 10 -4 torr by a vacuum pump. Base material is width 1
Hastelloy C, 0mm, 0.5mm thick, 10cm long
276 tape was used. A target made of YSZ (stabilized zirconia) was used, and a sputtering voltage of 1000 was used.
V, sputtering current 100 mA, irradiation angle of the ion source beam is set to 45 degrees or 90 degrees, and the assist voltage of the ion source is set to 300 V, 500 V, and 700 V, respectively, and the current of the ion source is set to 15 to 50 mA, respectively. After setting, ion irradiation was performed simultaneously with sputtering on the substrate to form a film-like YSZ layer having a thickness of 0.3 μm.

【0032】得られた各YSZの多結晶薄膜についてC
uKα線を用いたθ-2θ法によるX線回折試験を行な
った。図5〜図7は、イオン源の入射角45度でイオン
ビーム電圧とイオンビーム電流を適宜変更して測定した
試料の回折強さを示す図である。図5〜図7に示す結果
から、YSZの(200)面あるいは(400)面のピ
ークが認められ、YSZの多結晶薄膜の(100)面が
基材表面と平行な面に沿って配向しているものと推定す
ることができ、YSZの多結晶薄膜がそのC軸を基材上
面に垂直に配向させて形成されていることが判明した。
なお、図5〜図7に示された各ピークの大きさの比較か
ら、ビーム電流が多く、ビーム電圧が小さい方が、即
ち、イオンを低い速度で大量に照射した方が多結晶薄膜
のc軸配向性を向上できることが判明した。
Each of the obtained YSZ polycrystalline thin films has a C
An X-ray diffraction test was conducted by the θ-2θ method using uKα rays. FIGS. 5 to 7 are diagrams showing the diffraction intensity of the sample measured by appropriately changing the ion beam voltage and the ion beam current at an incident angle of 45 degrees of the ion source. From the results shown in FIGS. 5 to 7, peaks of the (200) plane or the (400) plane of YSZ are recognized, and the (100) plane of the YSZ polycrystalline thin film is oriented along a plane parallel to the substrate surface. It was found that the YSZ polycrystalline thin film was formed with its C-axis oriented vertically to the upper surface of the substrate.
From the comparison of the magnitudes of the peaks shown in FIGS. 5 to 7, the larger the beam current and the smaller the beam voltage, that is, the larger the amount of ion irradiation at a lower speed, the better the c of the polycrystalline thin film. It was found that the axial orientation could be improved.

【0033】図8〜図10は、イオン源の入射角度90
度でイオンビーム電圧とイオンビーム電流を適宜変更し
て測定した試料の回折強さを示す図である。図8〜図1
0に示す結果から、イオン源の入射角度を90度にして
もc軸配向性に関しては十分な配向性が認められた。
FIGS. 8 to 10 show the incident angle 90 of the ion source.
FIG. 6 is a diagram showing the diffraction intensity of a sample measured by appropriately changing the ion beam voltage and the ion beam current in degrees. 8 to 1
From the result shown in FIG. 0, it was confirmed that the c-axis orientation was sufficient even when the incident angle of the ion source was 90 degrees.

【0034】次に、前記のようにc軸配向された試料に
おいて、YSZ多結晶薄膜のa軸あるいはb軸が配向し
ているか否かを測定した。その測定のためには、図11
に示すように、基材A上に形成されたYSZの多結晶薄
膜にX線を角度θで照射するとともに、入射X線を含む
鉛直面において、入射X線に対して2θの角度の位置に
X線カウンター25を設置し、入射X線を含む鉛直面に
対する水平角度φの値を適宜変更して、即ち、基材Aを
図11において矢印に示すように回転角φだけ回転させ
ることにより得られる回折強さを測定することにより多
結晶薄膜Bのa軸どうしまたはb軸どうしの配向性を計
測した。その結果を図12と図13に示す。
Next, it was measured whether the a-axis or the b-axis of the YSZ polycrystalline thin film was oriented in the c-axis oriented sample as described above. For the measurement, see FIG.
As shown in the figure, the YSZ polycrystalline thin film formed on the base material A is irradiated with X-rays at an angle θ, and is positioned at an angle of 2θ with respect to the incident X-ray in a vertical plane including the incident X-ray. The X-ray counter 25 is installed, and the value of the horizontal angle φ with respect to the vertical plane including the incident X-ray is appropriately changed, that is, the substrate A is rotated by the rotation angle φ as shown by the arrow in FIG. The orientation of the a-axis or the b-axis of the polycrystalline thin film B was measured by measuring the obtained diffraction intensity. The results are shown in FIGS.

【0035】図12に示すようにイオンビームの入射角
度を45度に設定して製造した試料の場合、φを90度
と0度とした場合、即ち、回転角φに対して90度おき
にYSZの(311)面のピークが現われている。これ
は、基板面内におけるYSZの(011)ピークに相当
しており、YSZ多結晶薄膜のa軸どうしまたはb軸ど
うしが配向していることが明らかになった。これに対
し、図13に示すように、イオンビーム入射角度を90
度に設定して製造した試料の場合、特別なピークが見ら
れず、a軸とb軸の方向は無秩序になってることが判明
した。
As shown in FIG. 12, in the case of a sample manufactured by setting the incident angle of the ion beam to 45 degrees, when φ is set to 90 degrees and 0 degrees, ie, every 90 degrees with respect to the rotation angle φ. The peak of the (311) plane of YSZ appears. This corresponds to the (011) peak of YSZ in the substrate plane, and it became clear that the a-axes or b-axes of the YSZ polycrystalline thin film are oriented. On the other hand, as shown in FIG.
In the case of the sample manufactured by setting the degree, no special peak was observed, and it was found that the directions of the a-axis and the b-axis were disordered.

【0036】以上の結果から本発明方法によって製造さ
れた試料の多結晶薄膜は、c軸配向は勿論、a軸どう
し、および、b軸どうしも配向していることが明らかに
なった。よって本発明方法を実施することにより、配向
性に優れたYSZなどの多結晶薄膜を製造できることが
明らかになった。
From the above results, it was clarified that the polycrystalline thin film of the sample manufactured by the method of the present invention was oriented not only along the c-axis but also along the a-axis and b-axis. Therefore, it has been clarified that by performing the method of the present invention, a polycrystalline thin film such as YSZ having excellent orientation can be produced.

【0037】一方、図14は、図12で用いたYSZ多
結晶薄膜の試料を用い、この試料の多結晶層の各結晶粒
における結晶配向性を試験した結果を示す。この試験で
は、図11を基に先に説明した方法でX線回折を行なう
場合、φの角度を−10度〜45度まで5度刻みの値に
設定した際の回折ピークを測定したものである。図14
に示す結果から、得られたYSZの多結晶薄膜の回折ピ
ークは、粒界傾角30度以内では表われるが、45度で
は消失していることが明らかである。従って、得られた
多結晶薄膜の結晶粒の粒界傾角は、30度以内に収まっ
ていることが判明し、良好な配向性を有することが明ら
かになった。
On the other hand, FIG. 14 shows the results of using the sample of the YSZ polycrystalline thin film used in FIG. 12 and examining the crystal orientation of each crystal grain of the polycrystalline layer of this sample. In this test, when performing X-ray diffraction by the method described above with reference to FIG. 11, the diffraction peak was measured when the angle of φ was set to a value of −10 degrees to 45 degrees in increments of 5 degrees. is there. FIG.
It is clear from the results shown in that the diffraction peak of the obtained YSZ polycrystalline thin film appears within a grain boundary inclination angle of 30 ° but disappears at 45 °. Therefore, it was found that the grain boundary inclination angle of the crystal grain of the obtained polycrystalline thin film was within 30 degrees, and it was revealed that the thin film had good orientation.

【0038】図15は、本発明方法を実施する際に用い
て好適な装置の他の例を示すものである。この例の装置
において図1に記載した装置と同等の構成部分には同一
符号を付してそれらの説明を省略する。この例の装置に
おいて図1に示す装置と異っているのは、ターゲット1
2を3個設け、スパッタビーム照射装置14を3個設
け、基材Aとターゲット12に高周波電源30を接続し
た点である。
FIG. 15 shows another example of an apparatus suitable for use in carrying out the method of the present invention. In the apparatus of this example, the same components as those of the apparatus shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The difference between the apparatus of this example and the apparatus shown in FIG.
2 is provided, three sputter beam irradiation devices 14 are provided, and the high frequency power supply 30 is connected to the base material A and the target 12.

【0039】この例の装置では、3個のターゲット1
2、12、12から、それぞれ別種の粒子を叩き出して
基材A上に複合膜を形成することができるので、より複
雑な組成の多結晶膜でも製造できる特徴がある。また、
高周波電源30を作動させてターゲット12からスパッ
タすることもできる。この例の装置を用いて本発明方法
を実施する場合も図1に示す装置の場合と同様に配向性
に優れた多結晶薄膜を得ることができる。
In the apparatus of this example, three targets 1
The composite film can be formed on the substrate A by punching out different kinds of particles from 2, 12, and 12, respectively, so that a polycrystalline film having a more complicated composition can be manufactured. Also,
The target 12 can be sputtered by operating the high frequency power supply 30. When the method of the present invention is carried out using the apparatus of this example, a polycrystalline thin film having excellent orientation can be obtained as in the case of the apparatus shown in FIG.

【0040】ところで、図1または図15に示す構成の
装置を用いて本発明方法を実施すれば、配向性の良好な
光学薄膜、配向性の良好な光磁気ディスクの磁性薄膜、
配向性の良好な集積回路用微細配線用薄膜、高周波導波
路や高周波フィルタおよび空洞共振器などに用いられる
誘電体薄膜のいずれでも形成することができる。即ち、
結晶配向性の良好な多結晶薄膜B上に、これらの薄膜を
スパッタリング、レーザ蒸着、真空蒸着、CVD(化学
蒸着)などの成膜法で形成するならば、多結晶薄膜Bと
良好な整合性でこれらの薄膜が堆積または成長するの
で、配向性が良好になる。
When the method of the present invention is carried out using the apparatus having the structure shown in FIG. 1 or FIG. 15, an optical thin film having good orientation, a magnetic thin film of a magneto-optical disk having good orientation,
Any of a thin film for fine wiring for an integrated circuit having good orientation, a dielectric thin film used for a high-frequency waveguide, a high-frequency filter, a cavity resonator, or the like can be formed. That is,
If these thin films are formed on the polycrystalline thin film B having good crystal orientation by a film forming method such as sputtering, laser deposition, vacuum deposition, or CVD (chemical vapor deposition), good compatibility with the polycrystalline thin film B is obtained. , These thin films are deposited or grown, so that the orientation is improved.

【0041】これらの薄膜を本発明方法で製造すること
で、配向性の良好な高品質の薄膜が得られるので、光学
薄膜においては光学特性に優れ、磁性薄膜においては磁
気特性に優れ、配線用薄膜においてはマイグレーション
の生じない、誘電体薄膜においては誘電特性の良好な薄
膜が得られる。
By producing these thin films by the method of the present invention, a high-quality thin film having good orientation can be obtained. Therefore, an optical thin film has excellent optical characteristics, a magnetic thin film has excellent magnetic characteristics, and Migration does not occur in a thin film, and a thin film having good dielectric properties can be obtained in a dielectric thin film.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
パッタリングによりイットリウム安定化ジルコニア、M
gO、SrTiO 3 のいずれかのターゲットから叩き出
した構成粒子を基材の成膜面に堆積する際に、ターゲッ
トから叩き出して基材上の成膜面に堆積させる構成粒子
の他に、斜め方向からイオンビームを照射するので、構
成粒子を効率的に活性化できる結果、基材の成膜面に対
してc軸配向性に加えてa軸配向性とb軸配向性も向上
させることができる。よって本発明方法を実施すること
で、結晶粒界が多数形成された多結晶薄膜であっても、
結晶粒ごとのa軸配向性とb軸配向性とc軸配向性のい
ずれもが良好になっている多結晶薄膜を形成することが
できる。
As described above, according to the present invention, yttrium-stabilized zirconia, M
When depositing constituent particles struck from either the gO or SrTiO 3 target on the film-forming surface of the substrate, the target
Component particles that are beaten out of the substrate and deposited on the film deposition surface on the substrate
In addition, since the ion beam is irradiated from an oblique direction, the constituent particles can be efficiently activated. As a result, in addition to the c-axis orientation, the a-axis orientation and the b-axis orientation can be applied to the film-forming surface of the substrate. Can also be improved. Therefore, by performing the method of the present invention, even a polycrystalline thin film formed with a large number of crystal grain boundaries,
A polycrystalline thin film having good a-axis orientation, b-axis orientation, and c-axis orientation for each crystal grain can be formed.

【0043】また、イオンを照射する際の角度を45度
に設定し、照射するイオンをアルゴンと酸素の混合イオ
ンとするならば、最も好適に配向性の整った多結晶薄膜
を得ることができる。
If the angle at which the ions are irradiated is set to 45 degrees and the ions to be irradiated are mixed ions of argon and oxygen, a polycrystalline thin film with the most suitable orientation can be obtained. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は本発明方法を実施する際に用いる装置の
一例を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an apparatus used when carrying out the method of the present invention.

【図2】図2は本発明の実施に用いるイオン源の一例を
示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an ion source used for implementing the present invention.

【図3】図3は本発明方法を実施して得られた多結晶薄
膜を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing a polycrystalline thin film obtained by carrying out the method of the present invention.

【図4】図4は図3に示す多結晶薄膜の拡大平面図であ
る。
FIG. 4 is an enlarged plan view of the polycrystalline thin film shown in FIG.

【図5】図5はビーム電圧300Vで製造した本発明試
料のX線回折結果を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing an X-ray diffraction result of a sample of the present invention manufactured at a beam voltage of 300V.

【図6】図6はビーム電圧500Vで製造した本発明試
料のX線回折結果を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing an X-ray diffraction result of a sample of the present invention manufactured at a beam voltage of 500V.

【図7】図7はビーム電圧700Vで製造した本発明試
料のX線回折結果を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing an X-ray diffraction result of a sample of the present invention manufactured at a beam voltage of 700V.

【図8】図8はビーム電圧300Vで製造した比較例試
料のX線回折結果を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing an X-ray diffraction result of a comparative sample manufactured at a beam voltage of 300V.

【図9】図9はビーム電圧500Vで製造した比較例試
料のX線回折結果を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing an X-ray diffraction result of a comparative sample manufactured at a beam voltage of 500V.

【図10】図10はビーム電圧700Vで製造した比較
例試料のX線回折結果を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing an X-ray diffraction result of a comparative sample manufactured at a beam voltage of 700V.

【図11】図11はa軸配向性を調べるために行なった
試験方法を説明するための構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram for explaining a test method performed for examining a-axis orientation.

【図12】図12は本発明例の多結晶薄膜の(311)
面の回折ピークを示すグラフである。
FIG. 12 shows (311) of the polycrystalline thin film of the example of the present invention.
It is a graph which shows the diffraction peak of a surface.

【図13】図13は比較例の多結晶薄膜における(31
1)面の回折ピークを示すグラフである。
FIG. 13 shows (31) in the polycrystalline thin film of the comparative example.
It is a graph which shows the diffraction peak of 1) plane.

【図14】図14は本発明例の多結晶薄膜の(311)
面の回折ピークを回転角5度おきに測定した結果を示す
グラフである。
FIG. 14 shows (311) of the polycrystalline thin film of the example of the present invention.
It is a graph which shows the result of having measured the diffraction peak of the surface for every rotation angle of 5 degrees.

【図15】図15は本発明方法を実施する場合に用いて
好適な装置の他の例を示す構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram showing another example of an apparatus suitable for use in carrying out the method of the present invention.

【図16】図16は従来の方法で製造された多結晶薄膜
を示す構成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram showing a polycrystalline thin film manufactured by a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A・・・基材、 B・・・多結晶薄膜、θ・・・傾斜角
度、w・・・回転角、11・・・基材ホルダ、12・・
・ターゲット、13・・・イオン源、14・・・スパッ
タビーム照射装置、15・・・ターゲットホルダ、
A: substrate, B: polycrystalline thin film, θ: inclination angle, w: rotation angle, 11: substrate holder, 12 ...
・ Target, 13 ・ ・ ・ Ion source, 14 ・ ・ ・ Sputter beam irradiation device, 15 ・ ・ ・ Target holder,

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 スパッタリングによりターゲットの構成
粒子を叩き出して基材上に堆積させ、基材上に多結晶薄
膜を形成する方法において、前記構成粒子を基材上に堆
積させる際に、ターゲットから叩き出して基材上の成膜
面に堆積させる構成粒子の他に、イオン源が発生させた
イオンを基材の成膜面に対して斜め方向から照射しつつ
前記構成粒子を堆積させるとともに、前記ターゲットと
して、イットリウム安定化ジルコニア、MgO、SrT
iO 3 のいずれかからなるものを用いることを特徴とす
る多結晶薄膜の製造方法。
1. A sputtering hammered out the constituent particles of the target are deposited on a substrate by a method of forming a polycrystalline thin film on a substrate, when depositing the constituent particles on a substrate, the target Beat out and deposit on substrate
In addition to the constituent particles deposited on the surface, the ions generated by the ion source are radiated from the oblique direction to the film-forming surface of the substrate.
While depositing the constituent particles , the target and
And yttrium-stabilized zirconia, MgO, SrT
A method for producing a polycrystalline thin film, comprising using any one of iO 3 .
【請求項2】 請求項1記載の基材に対してイオンを照
射する際の照射角度を基材の成膜面に対して40〜60
度の範囲とすることを特徴とする多結晶薄膜の製造方
法。
2. The irradiation angle when irradiating the substrate according to claim 1 with ions is set to 40 to 60 with respect to the film forming surface of the substrate.
A method for producing a polycrystalline thin film, wherein the degree is in the range of degrees.
【請求項3】 請求項1記載のイオンとして、不活性ガ
スイオン、あるいは、不活性ガスと多結晶薄膜構成元素
の少なくとも1種を含む反応ガスの混合イオンを用いる
ことを特徴とする多結晶薄膜の製造方法。
3. The polycrystalline thin film according to claim 1, wherein the ion is an inert gas ion or a mixed ion of an inert gas and a reaction gas containing at least one of the constituent elements of the polycrystalline thin film. Manufacturing method.
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