JP3187043B2 - 物理蒸着法による酸化物超電導導体の製造方法 - Google Patents

物理蒸着法による酸化物超電導導体の製造方法

Info

Publication number
JP3187043B2
JP3187043B2 JP30494290A JP30494290A JP3187043B2 JP 3187043 B2 JP3187043 B2 JP 3187043B2 JP 30494290 A JP30494290 A JP 30494290A JP 30494290 A JP30494290 A JP 30494290A JP 3187043 B2 JP3187043 B2 JP 3187043B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
substrate
vapor deposition
base material
particles
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP30494290A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04175204A (ja
Inventor
康裕 飯島
和憲 尾鍋
伸行 定方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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 Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP30494290A priority Critical patent/JP3187043B2/ja
Publication of JPH04175204A publication Critical patent/JPH04175204A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3187043B2 publication Critical patent/JP3187043B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、酸化物超電導線材等の長尺の酸化物超電
導導体をスパッタリング、レーザ蒸着等の物理蒸着法を
用いて作製する方法の改良に関するものである。
「従来の技術」 従来、酸化物系の超電導体を製造する方法として、真
空蒸着法、スパッタリング法、レーザ蒸着法、MBE法覆
(分子線エピタキシー法)、CVD法(化学気相成長
法)、IVD法(イオン気相成長法)などの成膜法が知ら
れているが、これらの各種の成膜法において、均質で超
電導特性の良好な酸化物超電導薄膜を製造できる方法と
して、真空成膜プロセスを用い、ターゲットから発生さ
せた粒子を対向基板上に堆積させるスパッタリング法、
あるいはレーザ蒸着法などの物理蒸着法が主流となって
いる。
第2図に代表的なレーザ蒸着装置の一例を示した。こ
のレーザ蒸着装置は、内部を真空排気自在に構成された
処理容器1を有し、この処理容器1の内部中央に基板支
持台2が設置され、この基板支持台2の上面に基板3が
設置されるとともに、基板支持台2の斜め上方にターゲ
ット4が配置される一方、処理容器1の外部に設けられ
たレーザの発光装置5を備えている。前記ターゲット4
は酸化物超電導体から、あるいは、酸化物超電導体と近
時組成の複合酸化物からなるものである。
前記構成のレーザ蒸着装置によって基板3上に酸化物
超電導薄膜を形成するには、発光装置5からレーザビー
ムを射出し、処理容器1の側壁に設けた図示略の透明窓
を介してレーザビームをターゲット4に照射する。これ
によってターゲット4からターゲットの構成粒子が叩き
出されるかえぐり出され、基板3上に粒子が順次堆積し
て薄膜が形成される。そしてこの薄膜を熱処理すること
で酸化物超電導薄膜を得ることができる。
更に、第2図に示すレーザ蒸着装置を用いて長尺の酸
化物超電導導体を製造する場合、第2図の2点鎖線に示
すように、処理容器1の内部に、長尺の基材6の送出装
置7と巻取装置8を設け、基材6をターゲット4の近傍
で移動させつつ蒸着処理を行うことで長尺の基材6上に
酸化物超電導薄膜を有する酸化物超電導導体を得ること
ができる。
「発明が解決しようとする課題」 第2図に示す構成のレーザ蒸着装置は、緻密な酸化物
超電導薄膜を比較的短時間で成膜できる装置として知ら
れているが、基板支持台2の上面に基板3を設置する場
合、基板3の設置位置によって、即ち、ターゲット4か
ら基板3までの距離の大小によって基板3上に形成され
る酸化物超電導薄膜の組成に変動を来す問題があった。
このようにターゲット4から基板3までの距離の大小
によって得られる酸化物超電導薄膜の組成が変動するよ
うであると、第2図の2点鎖線に示すように長尺の基材
6を移動させつつ酸化物超電導導体を製造する場合、基
材6の長さ方向に沿って組成の異なる酸化物超電導薄膜
が形成されてしまうことになり、長さ方向に均一な酸化
物超電導導体を製造できない問題があった。
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、
長さ方向に均一な組成の酸化物超電導薄膜を有する酸化
物超電導導体を製造できる方法を提供することを目的と
する。
「課題を解決するための手段」 本発明は前記の課題を解決するために、蒸着処理室内
に設けた酸化物超電導体、または、酸化物超電導体と同
等の組成あるいは成膜中に逃避し易い成分を多く含有さ
せた複合酸化物の焼結体からなるターゲットから発生さ
せた粒子をターゲットの近傍を移動中の基材上に順次堆
積させて酸化物超電導導体を製造する方法において、送
出装置から長尺の基材を送り出し、この基材を巻取装置
で巻き取る間に前記ターゲットから発生させた粒子を前
記基材上に堆積させるとともに、前記ターゲットと基材
との間に、前記基材の幅よりも大きな幅を有し、前記送
出装置から出されて巻取装置に巻き取られる間の基材を
前記ターゲットから覆い隠すことで前記ターゲットから
基材に向けて移動するターゲットの粒子を遮るフィルタ
板を配し、このフィルタ板に形成した窓孔によって前記
粒子の一部のみを選択して通過させ、前記窓孔に対応す
る位置を通過する基材上にのみ前記選択した粒子を堆積
させることを特徴とする。
「作用」 フィルタ板に形成した窓孔によってターゲットから発
生して放射状に広がりつつ飛来する粒子の一区画の粒子
のみを基材上に堆積できるので、組成の整った粒子のみ
を基材上に堆積させることができ、長さ方向に整った組
成の均質な酸化物超電導薄膜を有する酸化物超電導導体
が得られる。
また、フィルタ板は、長尺の基材よりも幅が広く形成
され、送出装置から出されて巻取装置に巻き取られる間
の長尺の基材を覆い隠すので、窓孔を通過する組成の整
った粒子のみを基材上に堆積させることができる。
「実施例」 第1図は本発明方法を実施するために使用するレーザ
蒸着装置の一例を示すもので、10は処理容器を示し、こ
の処理容器10の内部の蒸着処理室10aの底部側には長尺
のテープ状の基材11が、その上方側にはターゲット12が
各々設けられ、基材11とターゲット12の間にフィルタ板
13が設けられている。
処理容器10は排気孔10bを介して図示略の真空排気装
置に接続されて内部を真空排気できるようになってい
る。
蒸着処理質10aの底部側には送出装置14と巻取装置15
がそれぞれ離間して設けられ、送出装置14からテープ状
の基材11を繰り出し、巻取装置15で巻き取ることができ
るとともに、基材11をターゲット12の下方で水平移動で
きるようになっている。なお、送出装置14と巻取装置15
の間には基材11を加熱するための加熱ヒータ16が設けら
れている。
そして、前記基材11の上方側には、傾斜状態で配置さ
れ基板ホルダ17によって下面を基材11側に向けた傾斜状
態で円板状のターゲット12が支持されている。
また、ターゲット12と基材11との間には、フィルタ板
13が水平に設けられている。このフィルタ板13はその一
端を送出装置14の上方にまた他端を巻取装置15の上方に
位置させて設けられ、フィルタ板13の幅(テープ状の基
材11の幅方向に沿うフィルタ板13の幅)は、ターゲット
12側から基材11を隠すことができるように基材11の幅よ
りも大きく形成されている。従ってこのフィルタ板13に
より、送出装置14から出されて巻取装置15に巻き取られ
る間の長尺の基材11をターゲット12から覆い隠すことが
できるように構成されている。そして、フィルタ板13の
中央部には、基材11の幅と同程度あるいは若干広い横幅
の窓孔13aが形成されている。なお、この窓孔13aの形成
位置は、レーザビームの焦点を基点とし、ターゲット面
に対して直角方向の延長線上に形成することが好まし
い。
前記ターゲット12は、形成しようとする酸化物超電導
薄膜と同等または近似した組成、あるいは、成膜中に逃
避しやすい成分を多く含有させた複合酸化物の焼結体、
または、酸化物超電導体のバルクなどから形成されてい
る。現在知られている臨界温度の高い酸化物超電導体と
して具体的には、Y−Ba−Cu−O系、Bi−Sr−Ca−Cu−
O系、Tl−Ba−Ca−Cu−O系などがあるので、ターゲッ
ト12としてこれらの系のものなどを用いることができ
る。なお、酸化物超電導体を構成する元素の中で蒸気圧
が高く、蒸着の際に飛散しやすい元素もあるので、この
ような元素を含むターゲット12を使用する場合は、蒸気
圧の高い元素を目的とする所定の割合よりも多く含むタ
ーゲットを用いれば良い。
一方、処理容器10の側方には、レーザ発光装置18と第
1反射鏡19と集光レンズ20と第2反射鏡21が設けられ、
レーザ発光装置18が発生させたレーザビームを処理容器
10の側壁に取り付けられた透明窓22を介してターゲット
13に集光照射できるようになっている。前記レーザ発光
装置18はターゲット3から構成粒子を叩き出すことがで
きるものであれば、YAGレーザ、エキシマレーザなどの
いずれのものを使用しても良い。
次に第1図に示す装置を用いて本発明方法を実施する
場合について説明する。
基材11とターゲット12を蒸着処理室10a内に第1図に
示すようにセットしたならば、蒸着処理室10aを真空排
気する。ここで必要に応じて蒸着処理室10aに酸素ガス
を導入して蒸着処理室10aを酸素雰囲気としても良い。
また、加熱ヒータ416を作動させて基板2を500〜800℃
に加熱する。
次に、レーザ発光装置18から発生させたレーザビーム
を第1反射鏡19と集光レンズ20と第2反射鏡21と透明窓
22を介して蒸着処理室10a内に導き、ターゲット13の表
面に集光照射する。この際に、集光レンズ20の位置調節
を行ってターゲット13の表面にレーザビームの焦点を合
わせる。また、送出装置14から基材11を所定速度で順次
繰り出して巻取装置15に巻き取る。
レーザビームが照射されたターゲット13は表面部分が
えぐり取られるか蒸発されて構成粒子が叩き出され、そ
の粒子の大部分は、フィルタ板13の上面に堆積するが、
フィルタ板13のうち、窓孔13aを通過した粒子はフィル
タ板13を通過して基材11の上面に堆積する。そして、粒
子が堆積された基材11は加熱されているので、堆積層は
堆積と同時に熱処理される。
以上の操作によって基材11の上面に順次蒸発粒子を堆
積させ、テープ状の基材11上に酸化物超電導薄膜を形成
することで酸化物超電導導体を得ることができる。以上
のように形成された酸化物超電導薄薄膜は、ターゲット
12から発生させた粒子の内、限られた区画のもののみを
フィルタ板13の窓孔13aで選択して基材11上に堆積させ
て形成されるので、基材11上には組成の整った均一の酸
化物超電導薄膜が生成する。ここでターゲットより噴出
する蒸発粒子束は実際には狭い範囲のみで適当な組成比
となっているため、フィルタ板13がない場合は、膜組成
の空間分布が大きくなるおそれがある。
なお、前記のように製造された酸化物超電導薄膜の結
晶性をより向上させて均質化するために、成膜後の基材
11に熱処理を施す。実際には、成膜時の加熱温度(600
〜750℃)以下でアニーリングすればよい。
以上の操作によって長尺の基材11上に連続的に酸化物
超電導薄膜を形成することができる、長さ方向に超電導
特性のばらつきのない良質な酸化物超電導導体を製造す
ることができる。
「製造例」 第1図に示す装置において、ターゲット蒸発用のレー
ザとして波長193nm、平均出力2.5W、繰り返し周波数5H
z、パルス幅10nsecのArFエキシマレーザを用いた。ま
た、基材として、ハステロイ製の幅10mm、厚さ0.5mmの
テープ状の基材を用いるとともに、ターゲットとしてY1
Ba2Cu3O7−δなる組成の焼結体からなる円板状のター
ゲットを用いた。更に蒸着処理室の内部を10-6Torrに排
気し、基材を600〜700℃に加熱してレーザ蒸着を行っ
た。また、フィルタ板に形成した窓孔の横幅は1cm、縦
幅は1cmとし、フィルタ板は基材の5mm上方に位置するよ
うに設置した。
得られた酸化物超電導導体について、液体窒素で冷却
し、臨界温度と臨界電流密度を複数の部分で測定した。
その結果、複数の測定箇所において、いずれも 臨界温度 85K 臨界電流密度 50000A/cm2(77K) なる値が得られた。
また、比較のために、フィルタ板を処理容器から取り
除き、成膜条件を前記と同等に設定して酸化物超電導導
体を製造したが、得られた酸化物超電導導体は測定位置
によって前記の値よりも低い臨界電流密度を示す部分が
認められた。
「発明の効果」 以上説明したように本発明は、レーザビームをターゲ
ットに照射して基材上に蒸発粒子を堆積させる場合に、
ターゲットから発生する粒子の特定の区画の一部分のみ
をフィルタ板の窓孔で選択して長尺の基材上に順次堆積
させ、送出装置から出されて巻取装置に巻き取られる間
の長尺の基材をターゲットから覆い隠し、フィルタ板で
覆い隠した部分には粒子の堆積を行わないので、長さ方
向に組成の均一な酸化物超電導薄膜を有する酸化物超電
導導体を製造することができる。また、この発明を実施
するには、ターゲットと基材の間に窓孔付きのフィルタ
板を設けるだけで良いので、容易に実施できる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の実施に用いるレーザ蒸着装置の一
例を示す構成図、第2図は従来のレーザ蒸着装置の一例
を示す構成図である。 10……処理容器、10a……蒸着処理室、10b……排気孔、
11……基材、12……ターゲット、13……フィルタ板、13
a……窓孔、14……送出装置、15……巻取装置、16……
加熱ヒータ、18……発光装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01B 13/00 565 H01B 13/00 565D H01L 39/24 ZAA H01L 39/24 ZAAB (56)参考文献 特開 平2−250222(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/58 C01B 13/14 ZAA C01G 3/00 ZAA H01B 12/06 ZAA H01B 13/00 565 H01L 39/24 ZAA

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】蒸着処理室内に設けた酸化物超電導体、ま
    たは、酸化物超電導体と同等の組成あるいは成膜中に逃
    避し易い成分を多く含有させた複合酸化物の焼結体から
    なるターゲットから発生させた粒子をターゲットの近傍
    を移動中の基材上に順次堆積させて酸化物超電導導体を
    製造する方法において、 送出装置から長尺の基材を送り出し、この基材を巻取装
    置で巻き取る間に前記ターゲットから発生させた粒子を
    前記基材上に堆積させるとともに、前記ターゲットと基
    材との間に、前記基材の幅よりも大きな幅を有し、前記
    送出装置から出されて巻取装置に巻き取られる間の基材
    を前記ターゲットから覆い隠すことで前記ターゲットか
    ら基材に向けて移動するターゲットの粒子を遮るフィル
    タ板を配し、このフィルタ板に形成した窓孔によって前
    記粒子の一部のみを選択して通過させ、前記窓孔に対応
    する位置を通過する基材上にのみ前記選択した粒子を堆
    積させることを特徴とする物理蒸着法による酸化物超電
    導導体の製造方法。
JP30494290A 1990-11-09 1990-11-09 物理蒸着法による酸化物超電導導体の製造方法 Expired - Lifetime JP3187043B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30494290A JP3187043B2 (ja) 1990-11-09 1990-11-09 物理蒸着法による酸化物超電導導体の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30494290A JP3187043B2 (ja) 1990-11-09 1990-11-09 物理蒸着法による酸化物超電導導体の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04175204A JPH04175204A (ja) 1992-06-23
JP3187043B2 true JP3187043B2 (ja) 2001-07-11

Family

ID=17939173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30494290A Expired - Lifetime JP3187043B2 (ja) 1990-11-09 1990-11-09 物理蒸着法による酸化物超電導導体の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3187043B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4593300B2 (ja) * 2005-01-31 2010-12-08 株式会社フジクラ 酸化物超電導線材の製造方法及び製造装置
CN109911857A (zh) * 2019-04-23 2019-06-21 福建龙新三维阵列科技有限公司 连续制备金属氧化物微纳米阵列的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04175204A (ja) 1992-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100719612B1 (ko) 초전도체 형성 방법 및 반응기
US5952271A (en) Method for manufacturing oxide superconducting films via laser ablation followed by laser material processing
JPH0217685A (ja) レーザ蒸発による金属酸化物超伝導材料層の製造方法
US5019552A (en) Long-laser-pulse method of producing thin films
US5453306A (en) Process for depositing oxide film on metallic substrate by heat plasma flash evaporation method
US5227363A (en) Molecular beam epitaxy process of making superconducting oxide thin films using an oxygen radical beam
JP3187043B2 (ja) 物理蒸着法による酸化物超電導導体の製造方法
JP3451352B2 (ja) 化学量論的関係を制御した無機酸化物の薄層フィルムの製造方法
US5248659A (en) Process for preparing a superconducting thin oxide film
JPH05320882A (ja) 蒸着薄膜の作製法
JPH03174306A (ja) 酸化物超電導体の製造方法
JP3080096B2 (ja) 大面積薄膜の作製方法
JPH03174305A (ja) 酸化物超電導体の製造方法
JP3771027B2 (ja) 配向制御多結晶薄膜の蒸着方法及び蒸着装置
JP2539458B2 (ja) 超電導薄膜の製造方法及び装置
JPH08306978A (ja) 酸化物薄膜の製造方法および装置
Hussey et al. Synthesis of YBa2Cu3O7− δ films from separate oxide targets
JP3459092B2 (ja) 多結晶薄膜の製造方法および酸化物超電導導体の製造方法
JP2953776B2 (ja) 酸化物超電導体薄膜の製造方法
JP3522402B2 (ja) 酸化物超電導導体の製造方法及び製造装置
JP2817299B2 (ja) 複合酸化物超電導薄膜の作製方法
JPH01215963A (ja) 超電導薄膜形成方法
JP2835235B2 (ja) 酸化物超電導体薄膜の形成方法
US5250511A (en) Laser evaporation method for preparing a superconducting oxide thin film
JPH05170448A (ja) セラミックス薄膜の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080511

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090511

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090511

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511

Year of fee payment: 10