JP3169278B2 - 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成方法及び薄膜形成装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、薄膜形成方法及び薄
膜形成装置に関し、例えばクラスタイオンビーム法等に
より蒸着形成される酸化物薄膜の特性向上に関するもの
である。
膜形成装置に関し、例えばクラスタイオンビーム法等に
より蒸着形成される酸化物薄膜の特性向上に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図２は例えば特開平１−２９０７５８号
公報に示された従来の酸化物薄膜形成方法のための薄膜
形成装置を示す構成図、図３は図２の装置における膜蒸
着動作を示す一部斜視図であり、多元のクラスタイオン
ビーム法（ＩＣＢ法）によりＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系高温
超電導薄膜を形成する場合を示している。ここで、ＩＣ
Ｂ法とは、蒸発材料のクラスタ（塊状原子集団）をイオ
ン化した後、基板へ向けて加速することによって、基板
上に薄膜を形成するものである。
公報に示された従来の酸化物薄膜形成方法のための薄膜
形成装置を示す構成図、図３は図２の装置における膜蒸
着動作を示す一部斜視図であり、多元のクラスタイオン
ビーム法（ＩＣＢ法）によりＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系高温
超電導薄膜を形成する場合を示している。ここで、ＩＣ
Ｂ法とは、蒸発材料のクラスタ（塊状原子集団）をイオ
ン化した後、基板へ向けて加速することによって、基板
上に薄膜を形成するものである。
【０００３】図において、１はポンプ１ａにより排気さ
れる真空槽、２は真空槽１内に保持されている基板、３
は真空槽１内の基板２の背部に設けられ基板２を加熱す
るための基板加熱ヒータである。
れる真空槽、２は真空槽１内に保持されている基板、３
は真空槽１内の基板２の背部に設けられ基板２を加熱す
るための基板加熱ヒータである。
【０００４】４は真空槽１内に３個設けられ蒸発材料５
であるイットリウム（Ｙ），バリウム（Ｂａ）及び銅
（Ｃｕ）を充填し加熱するための坩堝であり、各坩堝４
の基板２に対向する面には、ノズル４ａが設けられてい
る。また、坩堝４は、高融点金属又はグラファイト等で
製作されている。６は各坩堝４の外周に設けられ坩堝４
を加熱する加熱用フィラメント、７はノズル４ａから噴
出した蒸発材料５の蒸気が断熱膨張を起こすことにより
形成されたクラスタである。８はクラスタ７をイオン化
するための電子を放出するイオン化用フィラメント、９
はクラスタイオンを加速するための加速電極である。
であるイットリウム（Ｙ），バリウム（Ｂａ）及び銅
（Ｃｕ）を充填し加熱するための坩堝であり、各坩堝４
の基板２に対向する面には、ノズル４ａが設けられてい
る。また、坩堝４は、高融点金属又はグラファイト等で
製作されている。６は各坩堝４の外周に設けられ坩堝４
を加熱する加熱用フィラメント、７はノズル４ａから噴
出した蒸発材料５の蒸気が断熱膨張を起こすことにより
形成されたクラスタである。８はクラスタ７をイオン化
するための電子を放出するイオン化用フィラメント、９
はクラスタイオンを加速するための加速電極である。
【０００５】１０ａ，１０ｂ，１０ｃはそれぞれ坩堝
４，加熱用フィラメント６，イオン化用フィラメント８
及び加速電極９等を有する蒸発源であるクラスタイオン
ビーム源、１１は各蒸発材料５の基板２への蒸着速度を
モニタするための蒸着速度モニタ、１２は真空槽１外に
設けられている高気圧放電を用いたオゾン発生源、１３
はオゾン発生源１２からのオゾンを基板２上へ照射する
ためのオゾン導入機構である。
４，加熱用フィラメント６，イオン化用フィラメント８
及び加速電極９等を有する蒸発源であるクラスタイオン
ビーム源、１１は各蒸発材料５の基板２への蒸着速度を
モニタするための蒸着速度モニタ、１２は真空槽１外に
設けられている高気圧放電を用いたオゾン発生源、１３
はオゾン発生源１２からのオゾンを基板２上へ照射する
ためのオゾン導入機構である。
【０００６】次に、動作について説明する。まず、真空
槽１内を到達真空圧力１×１０-5Ｔｏｒｒ以下に保持す
るとともに、真空槽１内の坩堝４内には、それぞれ蒸発
材料５である金属、即ちイットリウム（Ｙ），バリウム
（Ｂａ）及び銅（Ｃｕ）を入れておく。そして、１００
０〜２５００℃程度に加熱された加熱用フィラメント６
からの輻射熱又は放射電子のエネルギーによって、坩堝
４を９００〜２０００℃程度に加熱する。加熱された蒸
発材料５であるイットリウム，バリウム及び銅は、蒸気
化し、坩堝４内で０．１〜１０Ｔｏｒｒ程度の圧力の蒸
気となる。
槽１内を到達真空圧力１×１０-5Ｔｏｒｒ以下に保持す
るとともに、真空槽１内の坩堝４内には、それぞれ蒸発
材料５である金属、即ちイットリウム（Ｙ），バリウム
（Ｂａ）及び銅（Ｃｕ）を入れておく。そして、１００
０〜２５００℃程度に加熱された加熱用フィラメント６
からの輻射熱又は放射電子のエネルギーによって、坩堝
４を９００〜２０００℃程度に加熱する。加熱された蒸
発材料５であるイットリウム，バリウム及び銅は、蒸気
化し、坩堝４内で０．１〜１０Ｔｏｒｒ程度の圧力の蒸
気となる。
【０００７】このような蒸気は、坩堝４のノズル４ａか
ら真空槽１内に基板２の方向へ向けて噴射される。この
とき、各蒸発材料５の蒸気は、断熱膨張によってクラス
タ７となる。このようにして生成された各蒸発材料５の
クラスタ７に、イオン化用フィラメント８から放出され
る電子を照射することにより、クラスタ７の一部がイオ
ン化しクラスタイオン７ａとなる。
ら真空槽１内に基板２の方向へ向けて噴射される。この
とき、各蒸発材料５の蒸気は、断熱膨張によってクラス
タ７となる。このようにして生成された各蒸発材料５の
クラスタ７に、イオン化用フィラメント８から放出され
る電子を照射することにより、クラスタ７の一部がイオ
ン化しクラスタイオン７ａとなる。
【０００８】このクラスタイオン７ａは、加速電極９に
よって１０ｋＶ以下のエネルギーで加速され、イオン化
されていない中性のクラスタ７とともに基板２上に到達
し蒸着する。各蒸発材料５の蒸着速度は、各材料毎に設
けられた蒸着速度モニタ１１により計測される。このと
き、オゾン発生源１２から発生したオゾンは、オゾン導
入機構１３により真空槽１内に導入され、基板２上に直
接噴射されるため、真空槽１内の基板２の近傍は、高濃
度のオゾン雰囲気となる。
よって１０ｋＶ以下のエネルギーで加速され、イオン化
されていない中性のクラスタ７とともに基板２上に到達
し蒸着する。各蒸発材料５の蒸着速度は、各材料毎に設
けられた蒸着速度モニタ１１により計測される。このと
き、オゾン発生源１２から発生したオゾンは、オゾン導
入機構１３により真空槽１内に導入され、基板２上に直
接噴射されるため、真空槽１内の基板２の近傍は、高濃
度のオゾン雰囲気となる。
【０００９】さらに、基板加熱ヒータ３により基板２を
１５０〜９００℃の温度としておくことにより、オゾン
が基板２上で酸素原子と酸素分子とに分解される。酸素
原子は、酸素分子と比較した場合は言うまでもなく、オ
ゾンと比べても反応活性である。これら酸素原子，オゾ
ン及び酸素分子が反応を起こすことにより、ペロプスカ
イト構造を有するＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-Xの高温超電導薄膜
が基板２上に形成される。なお、オゾンを導入した場
合、基板２周辺の圧力は高く保たれるが、坩堝４周辺は
４×１０-4Ｔｏｒｒ以下の低い圧力に保たれる。
１５０〜９００℃の温度としておくことにより、オゾン
が基板２上で酸素原子と酸素分子とに分解される。酸素
原子は、酸素分子と比較した場合は言うまでもなく、オ
ゾンと比べても反応活性である。これら酸素原子，オゾ
ン及び酸素分子が反応を起こすことにより、ペロプスカ
イト構造を有するＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-Xの高温超電導薄膜
が基板２上に形成される。なお、オゾンを導入した場
合、基板２周辺の圧力は高く保たれるが、坩堝４周辺は
４×１０-4Ｔｏｒｒ以下の低い圧力に保たれる。
【００１０】以上は、蒸着中、蒸着後ともオゾンを用い
てＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-Xの薄膜を蒸着形成する場合の例で
あり、反応ガスとしてオゾンの代わりに酸素ガス
（Ｏ2）のみを用いることも、膜特性は劣化するが可能
である。しかし、原子状酸素（Ｏ）は寿命が短い（０．
００１秒以下）ので、オゾンや酸素分子に代えて原子状
酸素を導入して膜形成することはできない。そこで、蒸
着中、蒸着後とも原子状酸素を用いる場合には、図４の
ような装置を使用する。
てＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-Xの薄膜を蒸着形成する場合の例で
あり、反応ガスとしてオゾンの代わりに酸素ガス
（Ｏ2）のみを用いることも、膜特性は劣化するが可能
である。しかし、原子状酸素（Ｏ）は寿命が短い（０．
００１秒以下）ので、オゾンや酸素分子に代えて原子状
酸素を導入して膜形成することはできない。そこで、蒸
着中、蒸着後とも原子状酸素を用いる場合には、図４の
ような装置を使用する。
【００１１】図４は例えば特開平１−１３９７５８号公
報に示された他の従来の薄膜形成装置を示す構成図であ
り、クラスタイオンビーム源を複数個用いる（図では省
略して１個のみ示す。）多元のクラスタイオンビーム法
によりＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系高温超電導薄膜を形成する
場合を示している。
報に示された他の従来の薄膜形成装置を示す構成図であ
り、クラスタイオンビーム源を複数個用いる（図では省
略して１個のみ示す。）多元のクラスタイオンビーム法
によりＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系高温超電導薄膜を形成する
場合を示している。
【００１２】図において、２１は真空槽１外に設けられ
酸素ガスが充満されているガスボンベ、２２は酸素ガス
を真空槽１内に導入するためのリークバルブ、２３は真
空槽１内に設けられているとともにリークバルブ２２を
介してガスボンベ２１に接続されている放電管であり、
この放電管２３の基板２に対向する面には、ノズル２３
ａが設けられている。２４ａ，２４ｂは放電管２３の外
周部に設けられた無声放電の放電電極である。２５は放
電管２３内の圧力を計測するピラニ真空計、２６はガス
ボンベ２１，リークバルブ２２，放電管２３，放電電極
２４ａ，２４ｂ及びピラニ真空計２５等を有する原子状
酸素発生源である。
酸素ガスが充満されているガスボンベ、２２は酸素ガス
を真空槽１内に導入するためのリークバルブ、２３は真
空槽１内に設けられているとともにリークバルブ２２を
介してガスボンベ２１に接続されている放電管であり、
この放電管２３の基板２に対向する面には、ノズル２３
ａが設けられている。２４ａ，２４ｂは放電管２３の外
周部に設けられた無声放電の放電電極である。２５は放
電管２３内の圧力を計測するピラニ真空計、２６はガス
ボンベ２１，リークバルブ２２，放電管２３，放電電極
２４ａ，２４ｂ及びピラニ真空計２５等を有する原子状
酸素発生源である。
【００１３】次に、動作について説明する。ポンプ１ａ
により真空槽１内を１０-6Ｔｏｒｒ台の真空度まで排気
する一方で、原子状酸素発生源２６の放電管２３内にガ
スボンベ２１から酸素ガスを導入し、ピラニ真空計２５
の計測により、放電管２３内の圧力を１〜２Ｔｏｒｒと
なるように調節する。この後、両放電電極２４ａ，２４
ｂ間に高周波電圧を印加することにより、放電管２３内
に無声放電を生じさせる。この放電により、酸素ガスが
解離し、原子状酸素（Ｏ）２７が発生する。この原子状
酸素２７は、ノズル２３ａを通じて基板２へ向けて噴射
される。
により真空槽１内を１０-6Ｔｏｒｒ台の真空度まで排気
する一方で、原子状酸素発生源２６の放電管２３内にガ
スボンベ２１から酸素ガスを導入し、ピラニ真空計２５
の計測により、放電管２３内の圧力を１〜２Ｔｏｒｒと
なるように調節する。この後、両放電電極２４ａ，２４
ｂ間に高周波電圧を印加することにより、放電管２３内
に無声放電を生じさせる。この放電により、酸素ガスが
解離し、原子状酸素（Ｏ）２７が発生する。この原子状
酸素２７は、ノズル２３ａを通じて基板２へ向けて噴射
される。
【００１４】一方、基板２面に対して傾斜した坩堝４か
ら噴射される蒸発物質５のクラスタイオン７ａ及び中性
のクラスタ７を、図２の装置と同様に、基板２上に衝突
させる。これにより、基板２付近では、各蒸発物質５の
クラスタ７及びクラスタイオン７ａと原子状酸素２７と
の反応が進行する。この原子状酸素２７は、化学的な活
性度が非常に高いことから、基板２上には膜密度が高
く、超電導特性が良好で、しかも上記特性が長期間持続
する酸化物超電導薄膜が形成される。
ら噴射される蒸発物質５のクラスタイオン７ａ及び中性
のクラスタ７を、図２の装置と同様に、基板２上に衝突
させる。これにより、基板２付近では、各蒸発物質５の
クラスタ７及びクラスタイオン７ａと原子状酸素２７と
の反応が進行する。この原子状酸素２７は、化学的な活
性度が非常に高いことから、基板２上には膜密度が高
く、超電導特性が良好で、しかも上記特性が長期間持続
する酸化物超電導薄膜が形成される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の薄膜形成装置においては、例えばジョセフソン
素子を作成する場合など、低温成膜（基板温度５００℃
以下）を行う場合、蒸着中には結晶化が、また蒸着後に
は酸化が、それぞれ十分に促進されなければならない
が、反応ガスとしてオゾンを用いた場合、原子状酸素に
比べて活性度が低いため、蒸着中の結晶化が十分に行わ
れず、また反応ガスとして原子状酸素を用いた場合に
は、図４の原子状酸素発生源２６を基板２の近傍に設置
するのが技術上困難なため、基板２の近傍の酸素分圧が
低下して蒸着後の酸化が十分に行われないという問題点
があった。
た従来の薄膜形成装置においては、例えばジョセフソン
素子を作成する場合など、低温成膜（基板温度５００℃
以下）を行う場合、蒸着中には結晶化が、また蒸着後に
は酸化が、それぞれ十分に促進されなければならない
が、反応ガスとしてオゾンを用いた場合、原子状酸素に
比べて活性度が低いため、蒸着中の結晶化が十分に行わ
れず、また反応ガスとして原子状酸素を用いた場合に
は、図４の原子状酸素発生源２６を基板２の近傍に設置
するのが技術上困難なため、基板２の近傍の酸素分圧が
低下して蒸着後の酸化が十分に行われないという問題点
があった。
【００１６】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、蒸着中に結晶
化を十分に促進できるとともに蒸着後の酸化を十分に促
進でき、これによってより低い基板温度で酸素含有量の
多い高品質，高特性を有する酸化物薄膜を形成すること
ができる薄膜形成方法及び薄膜形成装置を得ることを目
的とする。
ることを課題としてなされたものであり、蒸着中に結晶
化を十分に促進できるとともに蒸着後の酸化を十分に促
進でき、これによってより低い基板温度で酸素含有量の
多い高品質，高特性を有する酸化物薄膜を形成すること
ができる薄膜形成方法及び薄膜形成装置を得ることを目
的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る薄
膜形成方法は、蒸着中には、原子状酸素発生源から基板
に向けて原子状酸素を吹き付け、蒸着後には、オゾン導
入機構により基板の近傍から基板に向けてオゾンを吹き
付けるようにしたものである。
膜形成方法は、蒸着中には、原子状酸素発生源から基板
に向けて原子状酸素を吹き付け、蒸着後には、オゾン導
入機構により基板の近傍から基板に向けてオゾンを吹き
付けるようにしたものである。
【００１８】請求項２の発明に係る薄膜形成装置は、基
板に向けて原子状酸素を吹き付ける原子状酸素発生源
と、基板近傍から基板に向けてオゾンを吹き付けるオゾ
ン導入機構とを併設したものである。
板に向けて原子状酸素を吹き付ける原子状酸素発生源
と、基板近傍から基板に向けてオゾンを吹き付けるオゾ
ン導入機構とを併設したものである。
【００１９】請求項３の発明に係る薄膜形成装置は、蒸
発源として複数個のクラスタイオンビーム源を用い、か
つ基板に向けて原子状酸素を吹き付ける原子状酸素発生
源と、基板近傍から基板に向けてオゾンを吹き付けるオ
ゾン導入機構とを併設し、基板上に酸化物超電導薄膜を
形成するようにしたものである。
発源として複数個のクラスタイオンビーム源を用い、か
つ基板に向けて原子状酸素を吹き付ける原子状酸素発生
源と、基板近傍から基板に向けてオゾンを吹き付けるオ
ゾン導入機構とを併設し、基板上に酸化物超電導薄膜を
形成するようにしたものである。
【００２０】
【作用】この発明においては、蒸着中には、反応活性な
原子状酸素を吹き付けることにより結晶化を促進し、蒸
着後には、原子状酸素よりも寿命の長いオゾンを吹き付
け、基板近傍のオゾン分圧を高くすることにより、膜中
への酸素の取り込みを増大させて酸化を促進する。
原子状酸素を吹き付けることにより結晶化を促進し、蒸
着後には、原子状酸素よりも寿命の長いオゾンを吹き付
け、基板近傍のオゾン分圧を高くすることにより、膜中
への酸素の取り込みを増大させて酸化を促進する。
【００２１】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の一実施例による薄膜形成装置を示
す構成図である。図１に示すように、この実施例の薄膜
形成装置は、図２の装置に図４の原子状酸素発生源２６
をさらに組み込んだものである。
る。図１はこの発明の一実施例による薄膜形成装置を示
す構成図である。図１に示すように、この実施例の薄膜
形成装置は、図２の装置に図４の原子状酸素発生源２６
をさらに組み込んだものである。
【００２２】次に、動作について説明する。まず、各ク
ラスタイオンビーム源１０ａ，１０ｂ，１０ｃにより、
従来例と同様に、蒸発材料５であるイットリウム
（Ｙ），バリウム（Ｂａ）及び銅（Ｃｕ）のクラスタイ
オン７ａ及び中性のクラスタ７を基板２上に照射する。
これと同時に、この蒸着中、原子状酸素発生源２６によ
り、原子状酸素２７を基板２へ向けて照射する。この原
子状酸素２７は、反応活性度が高いため、蒸着中の結晶
化が十分に促進される。
ラスタイオンビーム源１０ａ，１０ｂ，１０ｃにより、
従来例と同様に、蒸発材料５であるイットリウム
（Ｙ），バリウム（Ｂａ）及び銅（Ｃｕ）のクラスタイ
オン７ａ及び中性のクラスタ７を基板２上に照射する。
これと同時に、この蒸着中、原子状酸素発生源２６によ
り、原子状酸素２７を基板２へ向けて照射する。この原
子状酸素２７は、反応活性度が高いため、蒸着中の結晶
化が十分に促進される。
【００２３】しかしながら、このままでは、先にも述べ
たように、基板２の近傍の酸素分圧が低下して蒸着後の
酸化が十分に行われない。そこで、この実施例では、蒸
着後に、先端部が基板２の近傍に位置するノズル管等の
オゾン導入機構１３により、基板２へ向けてオゾン２８
を照射する。このオゾン２８は、原子状酸素２７の寿命
（約０．００１秒以下）より十分長い寿命を有している
ため、オゾン導入機構１３内を搬送される間に消滅する
ようなことはない。
たように、基板２の近傍の酸素分圧が低下して蒸着後の
酸化が十分に行われない。そこで、この実施例では、蒸
着後に、先端部が基板２の近傍に位置するノズル管等の
オゾン導入機構１３により、基板２へ向けてオゾン２８
を照射する。このオゾン２８は、原子状酸素２７の寿命
（約０．００１秒以下）より十分長い寿命を有している
ため、オゾン導入機構１３内を搬送される間に消滅する
ようなことはない。
【００２４】このように、基板２の近傍から基板２へ向
けてオゾン２８を直接照射することにより、基板２の近
傍におけるオゾン分圧が、酸素が膜から解離する圧力よ
り十分高い圧力となる。この結果、膜中への酸素の取り
込みが増大し、蒸着後の酸化が十分に促進される。ここ
で、オゾン２８の代わりに、さらに寿命の長い酸素（Ｏ
2）を導入した場合、反応活性度がオゾン２８より低い
ため、酸化が十分に促進されない。
けてオゾン２８を直接照射することにより、基板２の近
傍におけるオゾン分圧が、酸素が膜から解離する圧力よ
り十分高い圧力となる。この結果、膜中への酸素の取り
込みが増大し、蒸着後の酸化が十分に促進される。ここ
で、オゾン２８の代わりに、さらに寿命の長い酸素（Ｏ
2）を導入した場合、反応活性度がオゾン２８より低い
ため、酸化が十分に促進されない。
【００２５】以上により、より低い基板温度（例えば５
００℃以下）で、結晶化及び酸化を十分に促進すること
ができ、酸素含有量の多い高品質，高特性を有する酸化
物薄膜、ここではＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-Xを基板２上に形成
することができ、この結果ジョセフソン素子を作成する
こともできる。
００℃以下）で、結晶化及び酸化を十分に促進すること
ができ、酸素含有量の多い高品質，高特性を有する酸化
物薄膜、ここではＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-Xを基板２上に形成
することができ、この結果ジョセフソン素子を作成する
こともできる。
【００２６】なお、上記実施例では蒸発源としてクラス
タイオンビーム源１０ａ，１０ｂ，１０ｃを用いた、即
ちＩＣＢ装置にオゾン導入機構１３と原子状酸素発生源
２６とを併設したが、例えば真空蒸着装置，イオンビー
ムスパッタ装置又はレーザ蒸着装置等の他の薄膜形成装
置にオゾン導入機構１３と原子状酸素発生源２６とを併
設してもよく、蒸発源の個数も特に限定されるものでは
ない。
タイオンビーム源１０ａ，１０ｂ，１０ｃを用いた、即
ちＩＣＢ装置にオゾン導入機構１３と原子状酸素発生源
２６とを併設したが、例えば真空蒸着装置，イオンビー
ムスパッタ装置又はレーザ蒸着装置等の他の薄膜形成装
置にオゾン導入機構１３と原子状酸素発生源２６とを併
設してもよく、蒸発源の個数も特に限定されるものでは
ない。
【００２７】また、上記実施例ではＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-X
のＹ系高温超電導薄膜を形成する場合について説明した
が、例えばＢｉ（ビスマス）系やＴｌ（タリウム）系な
どの高温超電導薄膜であってもよい。さらに、上記実施
例では多元素酸化物であるＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の高温
超電導薄膜を形成する場合に適用した例を示したが、例
えばＰＺＴやＰＬＺＴなど、他の多元素酸化物超電導薄
膜へも適用できる。
のＹ系高温超電導薄膜を形成する場合について説明した
が、例えばＢｉ（ビスマス）系やＴｌ（タリウム）系な
どの高温超電導薄膜であってもよい。さらに、上記実施
例では多元素酸化物であるＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の高温
超電導薄膜を形成する場合に適用した例を示したが、例
えばＰＺＴやＰＬＺＴなど、他の多元素酸化物超電導薄
膜へも適用できる。
【００２８】さらにまた、上記実施例ではＹＢａ2Ｃｕ3
Ｏ7-Xの単層膜形成について説明したが、例えばＹＢａ2
Ｃｕ3Ｏ7-X／ＭｇＯ／ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-Xなどの多層膜
形成にも適用できる。
Ｏ7-Xの単層膜形成について説明したが、例えばＹＢａ2
Ｃｕ3Ｏ7-X／ＭｇＯ／ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-Xなどの多層膜
形成にも適用できる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の
薄膜形成方法は、蒸着中には、原子状酸素発生源から基
板に向けて原子状酸素を吹き付け、蒸着後には、オゾン
導入機構により基板の近傍から基板に向けてオゾンを吹
き付けるようにしたので、蒸着中に結晶化を十分に促進
できるとともに蒸着後の酸化を十分に促進でき、これに
よってより低い基板温度で酸素含有量の多い高品質，高
特性を有する酸化物薄膜を形成することができるという
効果を奏する。また、結晶化が十分に促進されるため、
結晶性の優れた薄膜を形成することができる。さらに、
蒸着中に原子状酸素を用いて良好な結晶性を有する薄膜
が形成され、蒸着後の酸化が容易になるため、蒸着後の
オゾンによる酸化促進の際の圧力が真空槽内の圧力と同
程度に低く済み、真空槽内に酸化のための密閉構造を別
に設ける必要がない。
薄膜形成方法は、蒸着中には、原子状酸素発生源から基
板に向けて原子状酸素を吹き付け、蒸着後には、オゾン
導入機構により基板の近傍から基板に向けてオゾンを吹
き付けるようにしたので、蒸着中に結晶化を十分に促進
できるとともに蒸着後の酸化を十分に促進でき、これに
よってより低い基板温度で酸素含有量の多い高品質，高
特性を有する酸化物薄膜を形成することができるという
効果を奏する。また、結晶化が十分に促進されるため、
結晶性の優れた薄膜を形成することができる。さらに、
蒸着中に原子状酸素を用いて良好な結晶性を有する薄膜
が形成され、蒸着後の酸化が容易になるため、蒸着後の
オゾンによる酸化促進の際の圧力が真空槽内の圧力と同
程度に低く済み、真空槽内に酸化のための密閉構造を別
に設ける必要がない。
【００３０】また、請求項２の発明の薄膜形成装置は、
基板に向けて原子状酸素を吹き付ける原子状酸素発生源
と、基板近傍から基板に向けてオゾンを吹き付けるオゾ
ン導入機構とを併設したので、蒸着中には、原子状酸素
発生源から基板に向けて原子状酸素を吹き付け、蒸着後
には、オゾン導入機構により基板の近傍から基板に向け
てオゾンを吹き付けることができ、従って蒸着中に結晶
化を十分に促進できるとともに蒸着後の酸化を十分に促
進でき、これによってより低い基板温度で酸素含有量の
多い高品質，高特性を有する酸化物薄膜を形成すること
ができるという効果を奏する。また、結晶化が十分に促
進されるため、結晶性の優れた薄膜を形成することがで
きる。さらに、蒸着中に原子状酸素を用いて良好な結晶
性を有する薄膜が形成され、蒸着後の酸化が容易になる
ため、蒸着後のオゾンによる酸化促進の際の圧力が真空
槽内の圧力と同程度に低く済み、真空槽内に酸化のため
の密閉構造を別に設ける必要がない。
基板に向けて原子状酸素を吹き付ける原子状酸素発生源
と、基板近傍から基板に向けてオゾンを吹き付けるオゾ
ン導入機構とを併設したので、蒸着中には、原子状酸素
発生源から基板に向けて原子状酸素を吹き付け、蒸着後
には、オゾン導入機構により基板の近傍から基板に向け
てオゾンを吹き付けることができ、従って蒸着中に結晶
化を十分に促進できるとともに蒸着後の酸化を十分に促
進でき、これによってより低い基板温度で酸素含有量の
多い高品質，高特性を有する酸化物薄膜を形成すること
ができるという効果を奏する。また、結晶化が十分に促
進されるため、結晶性の優れた薄膜を形成することがで
きる。さらに、蒸着中に原子状酸素を用いて良好な結晶
性を有する薄膜が形成され、蒸着後の酸化が容易になる
ため、蒸着後のオゾンによる酸化促進の際の圧力が真空
槽内の圧力と同程度に低く済み、真空槽内に酸化のため
の密閉構造を別に設ける必要がない。
【００３１】さらに、請求項３の発明の薄膜形成装置
は、蒸発源として複数個のクラスタイオンビーム源を用
い、かつ基板に向けて原子状酸素を吹き付ける原子状酸
素発生源と、基板近傍から基板に向けてオゾンを吹き付
けるオゾン導入機構とを併設し、基板上に酸化物超電導
薄膜を形成するようにしたので、蒸着中には、原子状酸
素発生源から基板に向けて原子状酸素を吹き付け、蒸着
後には、オゾン導入機構により基板の近傍から基板に向
けてオゾンを吹き付けることができ、従って蒸着中に結
晶化を十分に促進できるとともに蒸着後の酸化を十分に
促進でき、これによってより低い基板温度で酸素含有量
の多い高品質，高特性を有する酸化物超電導薄膜を形成
することができ、ジョセフソン素子を作成することもで
きるなどの効果を奏する。また、結晶化が十分に促進さ
れるため、結晶性の優れた薄膜を形成することができ
る。さらに、蒸着中に原子状酸素を用いて良好な結晶性
を有する薄膜が形成され、蒸着後の酸化が容易になるた
め、蒸着後のオゾンによる酸化促進の際の圧力が真空槽
内の圧力と同程度に低く済み、真空槽内に酸化のための
密閉構造を別に設ける必要がない。
は、蒸発源として複数個のクラスタイオンビーム源を用
い、かつ基板に向けて原子状酸素を吹き付ける原子状酸
素発生源と、基板近傍から基板に向けてオゾンを吹き付
けるオゾン導入機構とを併設し、基板上に酸化物超電導
薄膜を形成するようにしたので、蒸着中には、原子状酸
素発生源から基板に向けて原子状酸素を吹き付け、蒸着
後には、オゾン導入機構により基板の近傍から基板に向
けてオゾンを吹き付けることができ、従って蒸着中に結
晶化を十分に促進できるとともに蒸着後の酸化を十分に
促進でき、これによってより低い基板温度で酸素含有量
の多い高品質，高特性を有する酸化物超電導薄膜を形成
することができ、ジョセフソン素子を作成することもで
きるなどの効果を奏する。また、結晶化が十分に促進さ
れるため、結晶性の優れた薄膜を形成することができ
る。さらに、蒸着中に原子状酸素を用いて良好な結晶性
を有する薄膜が形成され、蒸着後の酸化が容易になるた
め、蒸着後のオゾンによる酸化促進の際の圧力が真空槽
内の圧力と同程度に低く済み、真空槽内に酸化のための
密閉構造を別に設ける必要がない。
【図１】この発明の一実施例による薄膜形成装置を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】従来の薄膜形成装置の一例を示す構成図であ
る。
る。
【図３】図２の装置における膜蒸着動作を示す一部斜視
図である
図である
【図４】従来の薄膜形成装置の他の例を示す構成図であ
る。
る。
１ 真空槽 ２ 基板 ３ 基板加熱ヒータ ５ 蒸発材料 ７ａ クラスタイオン １０ａ クラスタイオンビーム源（蒸発源） １０ｂ クラスタイオンビーム源（蒸発源） １０ｃ クラスタイオンビーム源（蒸発源） １２ オゾン発生源 １３ オゾン導入機構 ２６ 原子状酸素発生源 ２７ 原子状酸素 ２８ オゾン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 正明 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社 生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平３−265506（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−139758（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−290758（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−11752（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−19455（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−235285（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00 C01G 1/00 C01G 3/00 C23C 14/58
Claims (3)
- 【請求項１】 真空槽内で蒸発材料を酸化させて、上記
真空槽内の基板上に酸化物薄膜を蒸着形成する薄膜形成
方法において、蒸着中には、原子状酸素発生源から上記
基板に向けて原子状酸素を吹き付け、蒸着後には、オゾ
ン導入機構により上記基板の近傍から上記基板に向けて
オゾンを吹き付けることを特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項２】 基板を収容する真空槽と、この真空槽内
に設けられ上記基板に向けて蒸発材料の蒸気を照射する
蒸発源と、上記基板に向けて原子状酸素を吹き付ける原
子状酸素発生源と、基端部がオゾン発生源に接続され、
かつ先端部が上記基板近傍に設けられ、上記基板に向け
てオゾンを吹き付けるオゾン導入機構とを備えているこ
とを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項３】 基板を収容する真空槽と、上記基板を加
熱する基板加熱ヒータと、それぞれ上記真空槽内に設け
られ上記基板に向けて蒸発材料のクラスタイオンを照射
する複数個のクラスタイオンビーム源と、上記基板に向
けて原子状酸素を吹き付ける原子状酸素発生源と、基端
部がオゾン発生源に接続され、かつ先端部が上記基板近
傍に設けられ、上記基板に向けてオゾンを吹き付けるオ
ゾン導入機構とを備え、上記基板上に酸化物超電導薄膜
を形成することを特徴とする薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26387392A JP3169278B2 (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26387392A JP3169278B2 (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06116092A JPH06116092A (ja) | 1994-04-26 |
| JP3169278B2 true JP3169278B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=17395431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26387392A Expired - Fee Related JP3169278B2 (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3169278B2 (ja) |
-
1992
- 1992-10-01 JP JP26387392A patent/JP3169278B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06116092A (ja) | 1994-04-26 |
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