JP3083327B2 - Thin film manufacturing method - Google Patents

Thin film manufacturing method

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JP3083327B2
JP3083327B2 JP03007268A JP726891A JP3083327B2 JP 3083327 B2 JP3083327 B2 JP 3083327B2 JP 03007268 A JP03007268 A JP 03007268A JP 726891 A JP726891 A JP 726891A JP 3083327 B2 JP3083327 B2 JP 3083327B2
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築志 原
潔 岡庭
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    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば酸化物高温
超電導体などのような薄膜をレーザアブレーション法に
より製造する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a thin film such as an oxide high-temperature superconductor by a laser ablation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザアブレーション法は、最近、酸化
物高温超電導体の膜形成方法として盛んに用いられてい
る。この方法の特徴は、従来のスパッタリング法等では
不可欠であった成膜後の900℃程度の熱処理が不要で
あり、かつ高品質の膜を得られることと、さらに従来法
より高速の成膜速度で膜が得られることにある。このよ
うなレーザアブレーション法の改良プロセスが種々提案
されている。
2. Description of the Related Art Recently, a laser ablation method has been actively used as a method for forming a film of an oxide high-temperature superconductor. The feature of this method is that a heat treatment at about 900 ° C. after film formation, which is indispensable in the conventional sputtering method or the like, is not required, and a high-quality film can be obtained. To obtain a film. Various improved processes of such a laser ablation method have been proposed.

【0003】ターゲットと基板の間にリング状の電極を
設け、レーザがターゲットに照射され飛散した原子のう
ち荷電粒子が引金となって、この電極近傍にプラズマを
発生する方法が提案されている(S.Witanach
chi,H.S.Kwok,X.W.Wangおよび
D.T.Shaw,Applied PhysicsL
etters,vol.53,pp234〜236(J
uly1988))。この方法によれば、レーザの最初
のパルスにより一旦放電プラズマが発生すると、それ以
降電極に電圧が印加されている限り放電は持続する。こ
のプロセスにより、基板温度が従来の650〜700℃
程度から400℃程度に低下しても、高品質の膜を得る
ことができる。
[0003] A method has been proposed in which a ring-shaped electrode is provided between a target and a substrate, and charged particles among atoms scattered by irradiating the target with a laser trigger a plasma near the electrode. (S. Witanach
chi, H .; S. Kwok, X .; W. Wang and D.M. T. Shaw, Applied PhysicsL
eters, vol. 53, pp. 234 to 236 (J
uly1988)). According to this method, once a discharge plasma is generated by the first pulse of the laser, the discharge continues as long as a voltage is applied to the electrodes thereafter. By this process, the substrate temperature is reduced from the conventional 650 to 700 ° C.
Even if the temperature falls from about 400 ° C. to about 400 ° C., a high quality film can be obtained.

【0004】また別のプロセスでは、基板近傍に基板と
平行に第2のレーザ光を通過させ、基板へ到達しようと
する粒子をこの第2のレーザにより活性化させた状態で
膜形成を行なっている(G.Koren,A.Goup
ta,およびR.Bareman,Applied P
hysics Letters,vol.54,pp1
920〜1922(May1989))。
In another process, a second laser beam is passed in the vicinity of the substrate in parallel with the substrate, and a film is formed in a state in which particles which are to reach the substrate are activated by the second laser. (G. Koren, A. Goup
ta, and R.A. Bareman, Applied P
physics Letters, vol. 54, pp1
920-2022 (May 1989)).

【0005】第2のレーザの発振は、ターゲットへのレ
ーザ照射より一定時間遅れをもってパルス的に行なわれ
る。このプロセスにより、基板温度を700℃から60
0℃に低減しても良好な膜を形成することができる。
The oscillation of the second laser is performed in a pulsed manner with a certain time delay from the irradiation of the target with the laser. This process raises the substrate temperature from 700 ° C to 60 ° C.
Even if the temperature is reduced to 0 ° C., a good film can be formed.

【0006】さらにまた別のプロセスとして、プラズマ
をパルス的に発生させるパルスプラズマデポジションが
提案されている(G.Scarsbrook,I.P.
Llewellyn,S.M.Ojha,およびR.
A.Heinecke,Vacuum,vol.38,
No.8−10,pp627〜631(1988))。
As yet another process, pulsed plasma deposition for generating plasma in a pulsed manner has been proposed (G. Scarsbrook, IP.
Llewellyn, S .; M. Ojha, and R.A.
A. Heinecke, Vacuum, vol. 38,
No. 8-10, pp. 627-631 (1988)).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図4は、リングと基板
の間の領域で放電プラズマを発生させる従来のプロセス
を説明するためのチャート図である。図4に示すよう
に、ターゲットへのパルスレーザ光の照射により飛散す
る粒子が、リング電極を通過し基板に到達するまでに、
放電が生じ活性酸素が発生しているため、この粒子束と
活性酸素とが基板に到達する前に反応してしまう。この
ため、活性酸素および粒子束が活性な状態で基板に到達
しにくくなり、薄膜形成にとってマイナスの効果がもた
らされる。また、この例のように放電プラズマを継続し
て発生させている場合、電極の材質や構造が制限される
ため、リング電極の粒子通過時の放電電力を高めて活性
化度合を上げることが困難である。
FIG. 4 is a chart for explaining a conventional process for generating discharge plasma in a region between a ring and a substrate. As shown in FIG. 4, the particles scattered by irradiating the target with the pulsed laser beam pass through the ring electrode and reach the substrate.
Since a discharge is generated and active oxygen is generated, the particle bundle and the active oxygen react before reaching the substrate. This makes it difficult for active oxygen and particle bundles to reach the substrate in an active state, which has a negative effect on thin film formation. In addition, when the discharge plasma is continuously generated as in this example, the material and structure of the electrode are restricted, so that it is difficult to increase the discharge power when the particles pass through the ring electrode to increase the degree of activation. It is.

【0008】またパルスプラズマデポジションによる場
合も同様に基板へ飛散粒子が到達する前に、飛散粒子が
活性酸素と反応してしまうという問題があった。
In the case of pulse plasma deposition, there is also a problem that the scattered particles react with active oxygen before the scattered particles reach the substrate.

【0009】また、第2のレーザを用いる方法では、上
記のような問題点は解消され得るが、装置として第2の
レーザ(λ=193nm)を発振する装置が必要とな
り、装置が高価になるという問題を生ずる。また、N
Oガスを用いて初めて効果を発揮でき、Oガスを使用
できず、使用するガスの種類が限定されてしまうという
問題もあった。
In the method using the second laser, the above-mentioned problems can be solved, but a device for oscillating the second laser (λ = 193 nm) is required, and the device becomes expensive. The problem arises. Also, N 2
There is also a problem that the effect can be exhibited only by using O gas, O 2 gas cannot be used, and the type of gas to be used is limited.

【0010】この発明の目的は、かかる従来の問題点を
解消し、高速でかつ良質な薄膜を形成することのできる
方法を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the conventional problems and to provide a method capable of forming a high-speed and high-quality thin film.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明に従った薄膜製
造方法は、パルスレーザ光を繰返しターゲット表面上に
照射することにより、ターゲットの構成原子を飛散粒子
として飛散させ、基板上に膜を堆積させるレーザアブレ
ーション法による薄膜製造方法において、ターゲットと
基板との間の領域に電極を設置して、ターゲットと基板
との間の領域でパルス放電を生じさせ、この電極にパル
ス電圧を印加するタイミングを、ターゲットからの飛散
粒子が基板近傍に到達する時期に合わせることにより、
パルス放電の生ずるタイミングを、ターゲットからの飛
散粒子が基板近傍に到達する時期に合わせることを特徴
とするものである。
According to a thin film manufacturing method according to the present invention, a pulse laser beam is repeatedly irradiated on a target surface, whereby constituent atoms of the target are scattered as scattered particles and a film is deposited on a substrate. In a method of manufacturing a thin film by a laser ablation method, an electrode is provided in a region between a target and a substrate, a pulse discharge is generated in a region between the target and the substrate, and a timing for applying a pulse voltage to this electrode is determined. , By adjusting the time when the scattered particles from the target reach the vicinity of the substrate,
It is characterized in that the timing at which the pulse discharge occurs is adjusted to the time at which the scattered particles from the target reach the vicinity of the substrate.

【0012】パルス放電を生じさせるための放電プラズ
マ発生手段としては、たとえばRF電源、DCパルス電
源、およびマイクロ波電源などを用いることができる。
As a discharge plasma generating means for generating a pulse discharge, for example, an RF power supply, a DC pulse power supply, a microwave power supply and the like can be used.

【0013】また、ターゲットからの飛散粒子が基板近
傍に到達する時期に合わせてパルス放電を生じさせる方
法としては、遅延パルス発生装置を用い、タイミングの
異なる2つのパルスのうちの1つをレーザ装置に送りパ
ルスレーザ光を照射させ、もう1つのパルスを、放電を
発生する装置に送って、パルス放電を生じさせる方法を
採用することができる。
As a method of generating a pulse discharge in accordance with the time at which scattered particles from the target reach the vicinity of the substrate, a delay pulse generator is used, and one of two pulses having different timings is applied to a laser device. To emit a pulsed laser beam, and another pulse to an apparatus for generating a discharge to generate a pulsed discharge.

【0014】この場合、2つのパルスのタイミングのず
れは、ターゲットにレーザが照射されてから粒子が基板
近傍に到達するまでの時間の程度に設定する。このよう
に設定することにより、パルス放電のタイミングを、タ
ーゲットからの飛散粒子が基板近傍に到達する時期に合
わせることができる。
In this case, the difference between the timings of the two pulses is set to about the time from when the laser is irradiated to the target until the particles reach the vicinity of the substrate. With this setting, the timing of the pulse discharge can be adjusted to the time when the scattered particles from the target reach the vicinity of the substrate.

【0015】図1は、この発明を説明するための装置を
示す構成図である。図1を参照して、基板1とターゲッ
ト2との間の領域には、放電プラズマを発生させるため
のリング状の電極3が設けられている。ターゲット2に
は、パルスレーザ光5が照射されるように、レーザ装置
4が設置されている。また電極3にはプラズマ発生装置
6が接続されている。レーザ装置4およびプラズマ発生
装置6は、それぞれ異なるタイミングのパルス信号が与
えられるように、遅延パルス発生装置7が接続されてい
る。
FIG. 1 is a block diagram showing an apparatus for explaining the present invention. Referring to FIG. 1, a ring-shaped electrode 3 for generating discharge plasma is provided in a region between substrate 1 and target 2. A laser device 4 is installed on the target 2 so that the pulse laser beam 5 is irradiated. The electrode 3 is connected to a plasma generator 6. A delay pulse generator 7 is connected to the laser device 4 and the plasma generator 6 so that pulse signals having different timings are provided.

【0016】この遅延パルス発生装置7からは異なるパ
ルス信号がレーザ装置4およびプラズマ発生装置6にそ
れぞれ与えられ、レーザ装置4からは与えられたパルス
信号に対応してパルスレーザ光5がターゲット2上に照
射され、ターゲット2の構成原子が飛散粒子として飛散
し基板1上に到達する。
Different pulse signals are supplied from the delay pulse generator 7 to the laser device 4 and the plasma generator 6, respectively, and a pulse laser beam 5 is applied from the laser device 4 to the target 2 in accordance with the supplied pulse signal. And the constituent atoms of the target 2 are scattered as scattered particles and reach the substrate 1.

【0017】電極3では、この基板1への飛散粒子の到
達時期に合わせるように、遅延パルス発生装置7から与
えられたパルス信号によって放電プラズマが発生する。
At the electrode 3, discharge plasma is generated by a pulse signal given from the delay pulse generator 7 so as to coincide with the arrival time of the scattered particles on the substrate 1.

【0018】[0018]

【作用】図2は、この発明を説明するための放電パルス
およびレーザ光パルスのタイミングを示すチャート図で
ある。図2に示すように、レーザ光パルスが発生した後
にしばらくして電極3の近傍を飛散粒子の粒子束が通過
し、基板1へ粒子束が到達する。
FIG. 2 is a chart showing timings of a discharge pulse and a laser light pulse for explaining the present invention. As shown in FIG. 2, a short time after the generation of the laser light pulse, the particle bundle of the scattered particles passes near the electrode 3 and reaches the substrate 1.

【0019】この基板1への粒子束の到達時期と同時期
に放電パルスが生じている。この放電パルスにより、酸
素が活性化される。このため、この発明の方法に従え
ば、基板1上にターゲットからの粒子束と活性炭素とが
同時期に多量に存在する。このため、高品質の薄膜を高
速で得ることができる。
A discharge pulse is generated at the same time as the arrival time of the particle flux on the substrate 1. This discharge pulse activates oxygen. Therefore, according to the method of the present invention, a large amount of the particle flux from the target and the activated carbon are present on the substrate 1 at the same time. Therefore, a high-quality thin film can be obtained at high speed.

【0020】また、放電パルスのデューティ比は、粒子
束の時間幅程度の放電で十分であるので、小さくするこ
とができる。これによって、平均印加電圧が電極構造や
材質等で制限されていても、放電パルスの尖頭パワーは
デューティ比を小さくすることにより大きくできるの
で、より大きい活性化度を粒子束にもたらすことが可能
となる。
Further, the duty ratio of the discharge pulse can be reduced because the discharge of the duration of the particle flux is sufficient. As a result, even if the average applied voltage is limited by the electrode structure or the material, the peak power of the discharge pulse can be increased by reducing the duty ratio, so that a higher degree of activation can be provided to the particle flux. Becomes

【0021】さらに、この発明では活性化手段として放
電プラズマを用いている。薄膜として酸化物高温超電導
薄膜を作製する場合には、酸素ガスを活性化する必要が
あり、従来のプロセスである光励起を用いた場合には、
このような励起のための光りとして180nm以下の光
が必要となり、現在のレーザ技術ではこのような波長の
レーザ光は実際的ではない。これに対し、この発明で
は、放電プラズマを用いているため、解離電子による活
性化が容易であり、放電パワーを選択することにより、
酸素ガスの活性化を容易に行なうことができる。
Further, in the present invention, discharge plasma is used as the activating means. When producing an oxide high-temperature superconducting thin film as a thin film, it is necessary to activate oxygen gas, and when using a conventional process of photoexcitation,
Light of 180 nm or less is required as light for such excitation, and laser light of such a wavelength is not practical with current laser technology. In contrast, in the present invention, since discharge plasma is used, activation by dissociated electrons is easy, and by selecting discharge power,
Activation of oxygen gas can be easily performed.

【0022】[0022]

【実施例】以下の実施例においては、薄膜として、Y1
Ba2 Cu3 7-Y 酸化物高温超電導薄膜を作製した実
験例について示す。
EXAMPLES In the following examples, Y 1 was used as a thin film.
An experimental example in which a Ba 2 Cu 3 O 7-Y oxide high-temperature superconducting thin film is manufactured will be described.

【0023】実施例1KrFエキシマレーザ(λ=24
8nm)をアブレーション用レーザとして、ターゲット
表面上に2J/cm2 のエネルギ密度で照射した。レー
ザ光パルスの繰返し周波数は、5Hzとした。コイル状
の電極をターゲットと基板の間に設け、RF電源(f=
13.56MHz)に接続した。レーザ光パルスにより
10μsec遅れて、10μsecのパルス幅となるよ
うにRF電源を5Hzで駆動した。出力は1kWとし
た。
Example 1 KrF excimer laser (λ = 24
(8 nm) as an ablation laser was irradiated onto the target surface at an energy density of 2 J / cm 2 . The repetition frequency of the laser light pulse was 5 Hz. A coil-shaped electrode is provided between the target and the substrate, and an RF power source (f =
13.56 MHz). The RF power supply was driven at 5 Hz so as to have a pulse width of 10 μsec delayed by 10 μsec by the laser light pulse. The output was 1 kW.

【0024】基板としてはMgO(100:基板面)を
用いて、基板温度350℃として成膜を行なった。
A film was formed at a substrate temperature of 350 ° C. using MgO (100: substrate surface) as a substrate.

【0025】結果として得られた超電導薄膜の臨界温度
を測定したところ82Kであった。比較例1および2R
Fプラズマパルスをレーザ光パルスと同じタイミングに
し、それ以外は上記の実施例1と同様にして、超電導薄
膜を基板上に作製させた(比較例1)。またRFプラズ
マパルスをレーザパルスよりも150μsec遅れとな
るように駆動させ、その他の条件は上記の実施例1と同
様にして超電導薄膜を基板上に作製させた(比較例
2)。
The critical temperature of the resulting superconducting thin film was measured and found to be 82K. Comparative Examples 1 and 2R
A superconducting thin film was formed on a substrate in the same manner as in Example 1 except that the F plasma pulse was set at the same timing as the laser light pulse (Comparative Example 1). Further, the RF plasma pulse was driven to be delayed by 150 μsec from the laser pulse, and a superconducting thin film was formed on the substrate in the same manner as in Example 1 except for the above conditions (Comparative Example 2).

【0026】この結果得られた比較例1および比較例2
の膜は、いずれも4.2K以上では超電導転移を示さな
かった。
Comparative Examples 1 and 2 obtained as a result
No film showed a superconducting transition at 4.2 K or higher.

【0027】実施例2図3は、この実施例における放電
プラズマ発生手段を示す斜視図である。図3を参照し
て、ターゲット12と基板11との間に、円筒状の共振
器13を設け、この共振器13にマイクロ波導波管14
を取付けて、共振器13の内部で放電プラズマを発生さ
せ、その他の条件は上記の実施例1と同様にして基板上
に超電導薄膜を作製した。なお、マイクロ波はパルス駆
動し、レーザパルスより10μsec遅れて10μse
cのパルス幅で5Hzで駆動させた。
Embodiment 2 FIG. 3 is a perspective view showing a discharge plasma generating means in this embodiment. Referring to FIG. 3, a cylindrical resonator 13 is provided between target 12 and substrate 11, and microwave resonator 14 is provided in resonator 13.
And a discharge plasma was generated inside the resonator 13, and a superconducting thin film was formed on a substrate in the same manner as in Example 1 except for the other conditions. Note that the microwave is pulse-driven, and 10 μsec later than the laser pulse by 10 μsec.
It was driven at 5 Hz with a pulse width of c.

【0028】この結果、基板上に形成された薄膜は、臨
界温度81Kを示した。実施例3放電プラズマ発生装置
として、DCパルス電源を用い、これをリング状の電極
に接続し、レーザ光パルスの繰返し周波数を100Hz
とし、パルスプラズマのレーザ光パルスからの時間の遅
れを10μsecとし、10μsecのパルス幅で、1
00Hzで駆動した。出力は20kWとした。
As a result, the thin film formed on the substrate exhibited a critical temperature of 81K. Example 3 A DC pulse power source was used as a discharge plasma generator, this was connected to a ring-shaped electrode, and the repetition frequency of the laser light pulse was 100 Hz.
The time delay from the pulsed laser light pulse is 10 μsec, and the pulse width of 10 μsec is 1
Driven at 00 Hz. The output was 20 kW.

【0029】また基板としては、MgO(100:基板
面)を用いて、基板温度600℃として、上記の実施例
1と同様にKrFエキシマレーザを用いて基板上に超電
導薄膜を形成した。この結果得られた超電導薄膜は、8
0Kの臨界温度を示した。また、この実施例では、高い
繰返し周波数を採用しており、成膜速度は4500オン
グストローム/分であった。
A superconducting thin film was formed on the substrate by using a KrF excimer laser in the same manner as in Example 1 above, using MgO (100: substrate surface) at a substrate temperature of 600 ° C. The superconducting thin film obtained as a result is 8
It showed a critical temperature of 0K. In this example, a high repetition frequency was employed, and the film formation rate was 4500 Å / min.

【0030】以下の実施例においては、薄膜として、B
2 Sr2 Ca2 Cu3 x 酸化物高温超電導薄膜を作
製した実験例について示す。
In the following examples, B was used as a thin film.
An experimental example in which an i 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O x oxide high-temperature superconducting thin film is manufactured will be described.

【0031】実施例4ArFエキシマレーザ(λ=19
3nm)をアブレーション用レーザとして、ターゲット
表面上に1.5J/cm2 のエネルギ密度で照射した。
ターゲットはBi2 Sr2 Ca2 Cu3 x の焼結体を
用いている。レーザ光パルスの繰返し周波数は20Hz
とした。コイル状の電極をターゲットと基板の間に設
け、RF電源(f=13.56MHz)に接続した。
Embodiment 4 ArF excimer laser (λ = 19)
(3 nm) as an ablation laser was irradiated onto the target surface at an energy density of 1.5 J / cm 2 .
The target used is a sintered body of Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O x . Repetition frequency of laser light pulse is 20Hz
And A coil-shaped electrode was provided between the target and the substrate, and connected to an RF power supply (f = 13.56 MHz).

【0032】レーザ光パルスよりΔt(μsec)遅れ
て10μsecのパルス幅となるようにRF電源を20
Hzで駆動した。RFの投入パワーは1.5kWとし
た。基板温度を450℃とし、基板としてMgO(11
0)面を用いて成膜を行なった。遅れ時間Δtを0μs
ec〜150μsecの範囲で複数個の実験を行なった
結果、表1のようになった。
The RF power source is set to 20 so that the pulse width becomes 10 μsec, which is delayed by Δt (μsec) from the laser light pulse.
Hz. The input power of RF was 1.5 kW. The substrate temperature was set to 450 ° C., and MgO (11
Film formation was performed using the 0) plane. 0 μs delay time Δt
Table 1 shows the results of a plurality of experiments performed in the range of ec to 150 μsec.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】この結果からわかるようにこの実施例で
は、60〜100μsecのレーザ照射時刻に対する時
間遅れをRFパルスに与えることで、Bi2 Sr2 Ca
2 Cu 3 x 薄膜の臨界温度が最も良好になった。この
結果は、ターゲットから基板までの距離を70mmとし
た場合のものであるが、この距離の違いにより最適な時
間遅れが異なった値となることが当然予想される。これ
を次の実施例で説明する。
As can be seen from this result, in this embodiment,
Is the time for the laser irradiation time of 60 to 100 μsec.
By giving the delay to the RF pulse, BiTwoSrTwoCa
TwoCu ThreeOxThe critical temperature of the thin film became the best. this
The result is that the distance from the target to the substrate is 70mm
Is the optimal time due to this difference in distance.
It is naturally expected that the delay will be different. this
Will be described in the following examples.

【0035】実施例5ターゲットより基板までの距離を
この実施例では120mmとし、上記の実施例4と同様
の実験を行なった。表1に対応する結果を表2に示す。
Example 5 In this example, the distance from the target to the substrate was 120 mm, and the same experiment as in Example 4 was performed. Table 2 shows the results corresponding to Table 1.

【0036】[0036]

【表2】 [Table 2]

【0037】この実施例では、最適な時間遅れが120
〜130μsecのところにあり、実施例4に比べて大
きいことがわかる。このことはアブレーションにより、
飛び出した粒子が基板の近傍に到達した程度の時刻にR
F放電による励起と活性粒子を供給することが、高品質
膜実現にとって重要であることを示唆するものである。
In this embodiment, the optimal time delay is 120
130 μsec, which is larger than that of Example 4. This is due to ablation
At a time when the protruding particles reach the vicinity of the substrate, R
This suggests that excitation by F discharge and supply of active particles are important for realizing a high quality film.

【0038】以上の結果から明らかなように、この発明
に従う実施例では、パルス放電のタイミングをターゲッ
トからの飛散粒子が基板近傍に到達する時期に合わせる
ことにより、高品質の膜を高速で作製することができ
る。
As is clear from the above results, in the embodiment according to the present invention, a high-quality film is produced at a high speed by adjusting the timing of the pulse discharge to the time when the scattered particles from the target reach the vicinity of the substrate. be able to.

【0039】以上の実施例では、薄膜として酸化物高温
超電導薄膜を例にして説明したが、この発明の製造方法
は、これらの酸化物超電導薄膜に限定されるものではな
く、その他の薄膜にも適用されるものである。
In the above embodiments, the description has been made by taking the oxide high-temperature superconducting thin film as an example of the thin film. However, the manufacturing method of the present invention is not limited to these oxide superconducting thin films, but may be applied to other thin films. Applicable.

【0040】[0040]

【発明の効果】この発明では、パルス放電のタイミング
を、ターゲットからの飛散粒子が基板近傍に到達する時
期に合わせることにより、従来のように基板に到達する
前に粒子束と活性酸素が反応してしまうのを防止し、よ
り多くの粒子束と活性酸素を基板上に到達せしめてい
る。
According to the present invention, the timing of the pulse discharge is adjusted to the time when the scattered particles from the target reach the vicinity of the substrate, so that the particle bundle reacts with the active oxygen before reaching the substrate as in the prior art. This prevents more particles and active oxygen from reaching the substrate.

【0041】このため、この発明の製造方法によれば、
高品質の薄膜をより高速で製造することができる。
Therefore, according to the manufacturing method of the present invention,
High quality thin films can be manufactured at higher speed.

【0042】また、低温でかつ高速に良質の膜を形成で
きるので、基板の材質としてステンレスや銀等の金属を
用いても、膜/基板界面での拡散が抑制でき、長尺の基
板材に高速で成膜をすることが期待できる。このため、
この発明の薄膜製造方法は、たとえば高温超電導線材の
製造方法として有用なものとなり得る。
Further, since a high quality film can be formed at a low temperature and at a high speed, even if a metal such as stainless steel or silver is used as the substrate material, diffusion at the film / substrate interface can be suppressed, and a long substrate material can be formed. High-speed film formation can be expected. For this reason,
The thin film manufacturing method of the present invention can be useful, for example, as a method for manufacturing a high-temperature superconducting wire.

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

【図1】この発明を説明するための装置を示す構成図で
ある。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an apparatus for explaining the present invention.

【図2】この発明を説明するための放電パルスおよびレ
ーザ光パルスのタイミングを示すチャート図である。
FIG. 2 is a chart showing timings of a discharge pulse and a laser light pulse for explaining the present invention.

【図3】この発明の一実施例における放電プラズマ発生
手段を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a discharge plasma generating means in one embodiment of the present invention.

【図4】従来のレーザアブレーション法における放電お
よびレーザ光パルスのタイミングを示すチャート図であ
る。
FIG. 4 is a chart showing timings of discharge and laser light pulse in a conventional laser ablation method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11 基板2,12 ターゲット3 電極4 レー
ザ装置5,15 パルスレーザ光6 プラズマ発生装置
7 遅延パルス発生装置13 共振器14 マイクロ波
導波管
1, 11 Substrate 2, 12 Target 3 Electrode 4 Laser device 5, 15 Pulsed laser beam 6 Plasma generator 7 Delayed pulse generator 13 Resonator 14 Microwave waveguide

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01B 12/06 H01B 12/06 (72)発明者 岡庭 潔 東京都調布市西つつじケ丘2丁目4番1 号 東京電力株式会社内 (72)発明者 山本 隆彦 東京都調布市西つつじケ丘2丁目4番1 号 東京電力株式会社内 審査官 瀬良 聡機 (56)参考文献 特開 平1−172214(JP,A) 特開 昭63−264819(JP,A) 特開 昭63−262879(JP,A) 特公 昭52−42152(JP,B1) 特表 昭57−500492(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/56 H01B 13/00 565 H01L 39/24 C01B 13/14 C01G 29/00 H01B 12/06 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H01B 12/06 H01B 12/06 (72) Inventor Kiyoshi Okaniwa 2-4-1 Nishi-Atsujigaoka, Chofu City, Tokyo Inside TEPCO ( 72) Inventor Takahiko Yamamoto 2-4-1, Nishi-Atsujigaoka, Chofu-shi, Tokyo Examiner, Tokyo Electric Power Company, Inc. Satoshi Sera (56) References JP-A-1-172214 (JP, A) JP-A-63-264819 (JP, A) JP-A-63-262879 (JP, A) JP-B-52-42152 (JP, B1) JP-T-57-500492 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7) , DB name) C23C 14/00-14/56 H01B 13/00 565 H01L 39/24 C01B 13/14 C01G 29/00 H01B 12/06 JICST file (JOIS)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 パルスレーザ光を繰返しターゲット表面
上に照射することにより、ターゲットの構成原子を飛散
粒子として飛散させ、基板上に膜を堆積させるレーザア
ブレーション法による薄膜製造方法において、 前記ターゲットと前記基板との間の領域に電極を設置し
て、前記ターゲットと前記基板との間の領域でパルス放
電を生じさせ、 前記電極にパルス電圧を印加するタイミングを、前記タ
ーゲットからの飛散粒子が前記基板近傍に到達する時期
に合わせることにより、 前記パルス放電の生ずるタイミングを、前記ターゲット
からの飛散粒子が前記基板近傍に到達する時期に合わせ
ることを特徴とする、薄膜製造方法。
1. A thin film manufacturing method by a laser ablation method in which a pulse laser beam is repeatedly irradiated on a target surface to scatter constituent atoms of the target as scattered particles and deposit a film on a substrate. An electrode is provided in a region between the substrate and a pulse discharge is generated in a region between the target and the substrate. A method for producing a thin film, characterized in that the timing at which the pulse discharge occurs is adjusted to the timing at which the scattered particles from the target reach the vicinity of the substrate by adjusting the timing to reach the vicinity.
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