JP5854853B2

JP5854853B2 - Ｃｖｄ装置

Info

Publication number: JP5854853B2
Application number: JP2012005325A
Authority: JP
Inventors: 浩司菊地; 聡士山野; 竜介中崎; 紳也安永; 紀快櫻井; 勁劉
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2016-02-09
Anticipated expiration: 2032-01-13
Also published as: JP2013144828A

Description

本発明は、超電導薄膜をテープ状基材の表面に形成するＣＶＤ装置に関する。

従来、液体窒素温度（７７Ｋ）以上で超電導を示す高温超電導体の一種として、ＲＥ系超電導体（ＲＥ：希土類元素）が知られている。特に、化学式ＹＢａ₂Ｃｕ₃Ｏ_7-Yで表されるイットリウム系酸化物超電導体（以下ＹＢＣＯ）が代表的である。このＹＢＣＯ薄膜の形成には、例えば、基材の表面に原料ガスを供給して化学反応させることにより超電導層を成膜する化学気相成長法(ＣＶＤ法：Chemical Vapor Deposition method)が利用される。具体的には、Ｙ，Ｂａ，Ｃｕそれぞれのβジケトン金属錯体をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などに溶解させ、これらの溶液を所定量ずつ混合して気化した原料ガスを基材の表面に吹き付けることにより行われる。
この種のＣＶＤ法を利用するＣＶＤ装置（気相成長装置）として、従来、原料ガスを反応室内に噴出する原料ガス噴出部と、反応室内で長尺の超電導用基材（テープ状基材）を支持するサセプタと、このサセプタを加熱するヒータとを備え、当該サセプタからの伝熱によりテープ状基材を加熱しつつ、このテープ状基材の表面に原料ガスを供給して超電導線材を製造するコールドウォール型（内熱型）のＣＶＤ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２５６１６０号公報

この種のＣＶＤ装置では、テープ状基材の成膜に寄与する原料ガスの量を増加させ、原料収率の向上を図ることが望ましい。このため、テープ状基材よりも幅広に形成され、原料ガス噴出部から噴出された原料ガスをテープ状基材の表面に案内する延長ノズルを設けた構成が模索されている。
しかしながら、上記した構成では、成膜に寄与しない未反応の原料ガスは、テープ状基材の幅方向における外側のサセプタ上で分解して結晶化し、当該サセプタ上に堆積して堆積物（異常成長層）を形成する。この堆積物は、延長ノズルとサセプタの間における隙間の狭い部分に形成され易く、成膜時間が長くなるにつれて当該堆積物は拡大し、延長ノズルから上記隙間を通じて外側に排出される排気ガスの流れを妨げる傾向にある。
また、成長した堆積物がテープ状基材上に進出することにより、テープ状基材の幅方向の端部付近の成膜を阻害、あるいは、当該テープ状基材表面の超電導層の異常成長を引き起こすおそれがある。
このため、超電導層の成膜が長時間に及んだ場合、上記した堆積物が拡大することにより、テープ状基材の表面において、超電導層の結晶異常が生じるようになり、製造した超電導線材の超電導特性が低下するといった問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、原料収率の向上を図るとともに、テープ状基材の表面への超電導層の成膜を安定して行うことができるＣＶＤ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、原料ガスを噴出する原料ガス噴出部と、テープ状基材を支持するとともに伝熱により前記テープ状基材を加熱するサセプタと、前記原料ガス噴出部から噴出された前記原料ガスを前記テープ状基材の表面に案内する原料ガス輸送路と、を備え、前記サセプタは、前記テープ状基材を支持する支持部の前記テープ状基材の幅方向における両側であって、前記原料ガス輸送路の路壁の先端と対向する位置に、当該支持部よりも高さの低い低部を備えたことを特徴とする。

この構成において、前記低部は、前記原料ガス輸送路の路壁の先端の厚みよりも幅広に形成されていても良い。また、前記サセプタは、前記支持部の両側に前記テープ状基材に沿って延びる一対の溝部を備え、前記低部は、少なくとも前記溝部の底面を含む構成としても良い。また、前記低部には、前記サセプタよりも温度が低い低温部材が配置されていても良い。

また、本発明は、原料ガスを噴出する原料ガス噴出部と、テープ状基材を支持するとともに伝熱により前記テープ状基材を加熱するサセプタと、前記原料ガス噴出部から噴出された前記原料ガスを前記テープ状基材の表面に案内する原料ガス輸送路と、を備え、前記サセプタは、前記テープ状基材を支持する支持部の前記テープ状基材の幅方向における両側であって、前記原料ガス輸送路の路壁の先端と対向する位置に、当該支持部よりも温度の低い低温部を備えたことを特徴とする。

また、前記低温部には、前記サセプタよりも温度が低い低温部材が配置されていても良い。また、前記低温部材は、前記サセプタを形成する材料よりも熱伝導率の小さな材料で形成されていても良い。また、前記低温部材の表面の高さ位置は、前記支持部上に支持される前記テープ状基材の表面の高さ位置よりも低くしても良い。

本発明によれば、原料ガス噴出部から噴出された原料ガスを超電導用基材の表面に案内する原料ガス輸送路を備えるため、超電導用基材の成膜に寄与する原料ガスの量を増加させることができ、原料収率の向上を図ることができる。さらに、前記サセプタは、前記テープ状基材を支持する支持部の両側であって、前記原料ガス輸送路の路壁の先端と対向する位置に、当該支持部よりも高さの低い低部を備えるため、この低部の上に堆積した堆積物がテープ状基材の上まで成長することを抑制することができる。従って、堆積物が超電導層の成膜を阻害することを防止でき、テープ状基材の表面への超電導層の成膜を安定して行うことができる。

また、本発明によれば、原料ガス噴出部から噴出された原料ガスを超電導用基材の表面に案内する原料ガス輸送路を備えるため、超電導用基材の成膜に寄与する原料ガスの量を増加させることができ、原料収率の向上を図ることができる。さらに、前記サセプタは、前記テープ状基材を支持する支持部の両側であって、前記原料ガス輸送路の路壁の先端と対向する位置に、当該支持部よりも温度の低い低温部を備えるため、この低温部の表面における原料ガスの分解が抑制されることにより、当該低温部上への堆積物の形成を抑制することができる。従って、低温部の上に堆積した堆積物がテープ状基材の上まで成長することを抑制することができるため、堆積物が超電導層の成膜を阻害することを防止でき、テープ状基材の表面への超電導層の成膜を安定して行うことができる。

本発明の第一実施形態のＣＶＤ装置の概略構成を示す図である。テープ状基材の配置構成を示す平面図である。成長チャンバの内部構造を示す側断面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。図４の部分拡大断面図である。サセプタに形成された低部の変形例１を示す部分拡大断面図である。サセプタに形成された低部の変形例２を示す部分拡大断面図である。第二実施形態の成長チャンバの内部構造を示す部分拡大断面図である。サセプタに形成された低温部の変形例３を示す部分拡大断面図である。サセプタに形成された低温部の変形例４を示す部分拡大断面図である。サセプタに形成された低温部の変形例５を示す部分拡大断面図である。第三実施形態の成長チャンバの内部構造を示す部分拡大断面図である。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
［第一実施形態］
図１は、第一実施形態にかかるＣＶＤ装置１０の概略構成を示す図であり、図２は、テープ状基材Ｔの配置構成を示す平面図である。
図１に示すように、ＣＶＤ装置１０は、長尺のテープ状に形成された超電導用基材（以下、テープ状基材Ｔという）を巻き取り走行させる基材搬送部１１と、超電導薄膜の原料を供給する原料溶液供給部１５と、原料溶液を気化させる気化器１７と、気化された原料ガス、及び、テープ状基材Ｔがそれぞれ供給され、テープ状基材Ｔの表面に薄膜を形成する成長チャンバ（反応室）１９とを備えて構成されている。この成長チャンバ１９にはリールチャンバ２１，２１が連結され、これら成長チャンバ１９及びリールチャンバ２１，２１内に上記したテープ状基材Ｔが走行する閉空間が形成される。

原料溶液供給部１５は、テープ状基材Ｔの表面に形成される薄膜の原料溶液（例えば、ＹＢＣＯの原料であるＹ，Ｂａ，Ｃｕのジケトンによるそれぞれの金属錯体を適宜な分量のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解させた溶液）を各々所定の分量ずつ混合して気化器１７へ供給する。
気化器１７は、原料溶液供給部１５から供給された原料溶液を、キャリアガス供給部２９から供給されるキャリアガス（例えばアルゴンＡｒ）とともに噴霧して加熱することにより気化させる。この気化した原料ガスは、酸素供給部３１から供給される酸素（Ｏ₂）と混合された後に成長チャンバ１９へと供給される。

基材搬送部１１は、テープ状基材Ｔが巻き掛けられる一対の基材用リール２３，２３を備え、成長チャンバ１９内においてテープ状基材Ｔを所定速度（１〜１００ｍ／ｈ）で搬送する。基材用リール２３，２３は、それぞれリールチャンバ２１，２１内に配置されており、正転又は逆転駆動可能である。本実施形態では、原料ガスが供給された成長チャンバ１９内にテープ状基材Ｔを往復搬送させることにより、当該テープ状基材Ｔの表面に所定の膜厚（例えば０．５μｍ〜３μｍ）の超電導層を効率よく成膜することができる。なお、超電導層が成膜されたテープ状基材Ｔは、その後、スパッタ装置により超電導層の上に安定化層が形成されて超電導線材が製造される。
テープ状基材Ｔは、幅１０ｍｍ程度のテープ形状を有し、例えば、１００μｍの厚さの金属基板上に中間層を形成したものが用いられる。金属基板の材料としては、例えば、強度及び耐熱性に優れた、Ｍｏ，Ｔａ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｗ，Ｍｎ，Ｃｒ等の金属又はこれらの合金を用いることができる。この中間層は、超電導体の結晶粒を２軸配向して成膜させるためのものである。
テープ状基材Ｔは、低磁性の無配向金属基板を用いて、ＩＢＡＤ(Ion Beam Assisted Deposition)法と呼ばれるイオンビームアシストを用いたスパッタ装置により、無配向金属基板上に単層あるいは多層の２軸配向した中間層を形成したものを用いることができ、２軸配向した中間層上に、更にスパッタ装置またはＰＬＤ(Pulse Laser Deposition)装置により、複数の中間層を形成したものでもよい。
また、テープ状基材Ｔとして、ニッケル（Ｎｉ）合金からなり、還元雰囲気で配向熱処理により、表面酸化膜の除去と同時に２軸配向を行った配向金属基板を用いて、中間層を配向金属基板上に形成したものを用いてもよい。

成長チャンバ１９は、気化器１７から供給された原料ガスを、内部を走行するテープ状基材Ｔに向けて噴出して化学反応させることにより、テープ状基材Ｔの表面に超電導層を成膜する。また、成長チャンバ１９は、図２に示すように、テープ状基材Ｔを支持するとともに伝熱により加熱する金属（例えばステンレススチール）製のサセプタ３３と、このサセプタ３３を加熱するヒータ３５とを備えている。すなわち、ＣＶＤ装置１０は、コールドウォール型のＣＶＤ装置である。

次に、成長チャンバ１９の内部構造について説明する。
図３は、成長チャンバ１９の内部構造を示す側断面図であり、図４は図３のＡ−Ａ断面の模式図である。成長チャンバ１９は横長の直方体形状を有しているものとし、成長チャンバ１９の短手方向（テープ状基材Ｔの走行方向に直交する方向）を幅方向という。
図３及び図４に示すように、成長チャンバ１９の底壁１９Ａには開口部３７が形成されており、この開口部３７にサセプタ３３が配設されている。サセプタ３３は、図４に示すように、走行するテープ状基材Ｔを支持する支持部３３Ａを備え、この支持部３３Ａ上に位置するテープ状基材Ｔを伝熱により加熱する熱伝導プレートである。支持部３３Ａは、サセプタ３３の幅方向略中央に形成され、この支持部３３Ａに相当する領域がテープ状基材Ｔの走行領域となる。
サセプタ３３は、図３及び図４に示すように、周縁部が成長チャンバ１９の底壁１９Ａから所定の間隙３４をもって離間した状態で配設される。テープ状基材Ｔに超電導層を成膜する際、サセプタ３３を７００〜８００℃で保持する必要があるが、成長チャンバ１９の底壁１９Ａとサセプタ３３が密接していると、サセプタ３３から底壁１９Ａへの伝熱によりサセプタ３３の高温保持が困難となるためである。

サセプタ３３の直下には、サセプタ３３より一回り小さいヒータ（例えばＳｉＣ製のセラミックヒータ）３５が配設されている。このヒータ３５でサセプタ３３が所定の温度に加熱されることにより、テープ状基材Ｔの表面が適切な温度（超電導層の成膜温度）に保持される。
また、成長チャンバ１９の底壁１９Ａとサセプタ３３との間隙３４からは不活性ガス（例えばＮ₂）が導入される。この不活性ガスは、原料ガスが間隙３４からヒータ３５の設置空間に流入することにより、ヒータ３５が劣化するのを防止するために導入される。つまり、成長チャンバ１９は、間隙３４を導入口とする不活性ガス導入部３６（図４）を有している。

成長チャンバ１９の上部には、上記した気化器１７（図１）から連結管１８を介して接続される原料ガス噴出部４１が配設されている。原料ガス噴出部４１は、成長チャンバ１９の上壁の幅方向中央に形成された矩形状の原料ガス噴出口４１ａを有している。この原料ガス噴出口４１ａには、多数の細孔（例えばφ１.５ｍｍ）が形成されたメッシュ板が配設され、このメッシュ板の細孔から原料ガス及びキャリアガスが所定の噴出速度で噴出される。テープ状基材Ｔに超電導層を成膜する場合、原料ガスの噴出速度は１０ｍ／ｓ以上に設定される。

また、原料ガス噴出部４１には、原料ガス噴出口４１ａから噴出された原料ガスをテープ状基材Ｔの表面に案内する延長ノズル（原料ガス輸送路）４３が設けられている。この延長ノズル４３は、テープ状基材Ｔの幅方向に沿って対向配置される第１遮蔽板４３ａ，４３ａと、当該テープ状基材Ｔの走行方向に沿って対向配置される第２遮蔽板４３ｂ，４３ｂとを備えて角筒形状に形成されている。これら第１遮蔽板４３ａ及び第２遮蔽板４３ｂは、超電導層を成膜するための成膜温度に対して耐熱性を有するとともに、原料ガスと反応しない材料（例えばＳＵＳ）で構成される。
このように、本構成では、原料ガス噴出口４１ａから噴出された原料ガスをテープ状基材Ｔの表面に案内する延長ノズル４３を設けることにより、テープ状基材Ｔの成膜に寄与する原料ガスの量を増加させることができ、原料収率の向上を図ることができる。さらに、本構成では、図３に示すように、延長ノズル４３の２枚の第１遮蔽板４３ａ，４３ａで挟まれた成長領域Ｌにおいて、テープ状基材Ｔに超電導層が成膜される。つまり、第１遮蔽板４３ａ，４３ａで原料ガスの長手方向の拡散を抑制することにより、成長領域Ｌにおいて良質な超電導層が成膜することができる。

また、成長チャンバ１９の底壁１９Ａには、サセプタ３３の幅方向両側に、成長領域Ｌに対応する長さの排気口４５ａを有する排気部４５が配設されている。排気部４５は、排気ポンプ（図示略）を備え、未反応の原料ガスやキャリアガス等を成長チャンバ１９の外部に排気する。

延長ノズル４３は、図３及び図４に示すように、サセプタ３３の上面（テープ状基材Ｔが配置された面）から所定間隔ｈだけ離間して配設されている。この延長ノズル４３は、上述のように、原料ガス噴出口４１ａから噴出された原料ガスをテープ状基材Ｔの表面に案内することで、テープ状基材Ｔの成膜に寄与する原料ガスの量を増加させ、原料収率の向上を図るものである。従って、所定間隔ｈは、テープ状基材Ｔの走行を妨げない程度に小さい方が、より原料収率を向上することができるから望ましいと考えることもできる。しかし、所定間隔ｈを小さくし過ぎる（延長ノズル４３とサセプタ３３とが近すぎる）と、延長ノズル４３がサセプタ３３からの輻射熱により加熱されやすくなる。そうすると、延長ノズル４３を通過する原料ガスがテープ状基材Ｔに到達する前に輻射熱によって加熱されてしまった部分で反応してしまうおそれがあり、原料収率が低下する要因となる。そこで、延長ノズル４３とサセプタ３３との所定間隔ｈは、１０ｍｍ以下であることが望ましい。

延長ノズル４３を流れる原料ガスは、主として第２遮蔽板４３ｂとサセプタ３３との間の所定間隔ｈを通じて、排気部４５に向けて排気される。本構成では、成膜に寄与しない未反応の原料ガスは、テープ状基材Ｔの幅方向における支持部３３Ａの外側のサセプタ３３上で結晶化し、当該サセプタ３３上に堆積して堆積物（異常成長層）を形成することが判明した。
この堆積物は、時間が経過するにつれて成長する傾向にあり、上記した延長ノズル４３とサセプタ３３との所定間隔ｈに対する当該堆積物の高さの割合が増加すると、製造した超電導線材の臨界電流Ｉｃの値が大きく低下し、超電導特性が悪化することが判明した。

このため、本実施形態では、サセプタ３３は、テープ状基材Ｔの幅方向における上記支持部３３Ａの両側に、それぞれテープ状基材Ｔに沿って延びる溝部（堆積回避部）３８，３８を備え、この溝部３８の底面が低部として機能する。
これら溝部３８，３８は、図５に示すように、断面矩形状であって、延長ノズル４３の第２遮蔽板（路壁）４３ｂの真下に形成されている。第２遮蔽板４３ｂの真下は、原料ガスが流れる経路の内、最も狭い部分であるため、原料ガスが通過する際に分解して堆積しやすいことが実験等により判明している。このため、本構成では、延長ノズル４３の第２遮蔽板４３ｂの下端部（先端）４３ｂ１が溝部３８の真上に（溝部３８の幅内に対向して）形成されることにより、形成された堆積物５０を溝部３８内に収容することができる。これによれば、堆積物５０がある程度成長したとしても、この堆積物５０と第２遮蔽板４３ｂの下端部４３ｂ１との間隔を確保することができ、当該堆積物５０により上記間隔を通じて外側に排出される原料ガスの流れを阻害することが防止される。
さらに、溝部３８内に堆積物５０を堆積させることにより、この溝部３８内の堆積物５０がテープ状基材Ｔの上まで成長することを抑制できる。従って、堆積物５０が超電導層の成膜を阻害することを防止でき、テープ状基材Ｔの表面への超電導層の成膜を安定して行うことができる。

溝部３８は、この溝部３８の幅Ｗ１が第２遮蔽板４３ｂの下端部４３ｂ１の厚みＷ２よりも幅広であって、第２遮蔽板４３ｂが当該溝部３８の幅Ｗ１内に位置するように形成される。さらに、溝部３８は、図３に示すように、テープ状基材Ｔの走行方向の長さが、少なくとも、延長ノズル４３の成長領域Ｌよりも長大に形成されている。この構成によれば、第２遮蔽板４３ｂは、溝部３８に対向して配置されることにより、第２遮蔽板４３ｂの下端部４３ｂ１とサセプタ３３との距離が狭まることを防止できる。また、溝部３８の深さＤは、図５に示すように、テープ状基材Ｔの厚み（例えば、０．１ｍｍ）よりも大きく（例えば、２ｍｍ）形成されている。

また、支持部３３Ａは、テープ状基材Ｔの幅方向における両縁部からそれぞれ所定間隔Ｐだけ大きく形成されている。テープ状基材Ｔは、走行時に幅方向に振れて（蛇行して）走行することがある。この場合、テープ状基材Ｔが溝部３８内を走行すると、テープ状基材Ｔの表面の成膜品質に影響を及ぼすおそれがあるため、所定間隔Ｐは、予想される幅方向のぶれ量よりも大きな値（本実施形態では１〜２ｍｍ）に設定されている。

本実施形態によれば、原料ガスを噴出する原料ガス噴出部４１と、テープ状基材Ｔを支持するとともに伝熱によりテープ状基材Ｔを加熱するサセプタ３３と、サセプタ３３を加熱するヒータ３５と、原料ガス噴出部４１から噴出された原料ガスをテープ状基材Ｔの表面に案内する延長ノズル４３とを備え、テープ状基材Ｔの成膜に寄与する原料ガスの量を増加させることができ、原料収率の向上を図ることができる。
さらに、サセプタ３３は、テープ状基材Ｔを支持する支持部３３Ａの両側であって、延長ノズル４３の第２遮蔽板４３ｂの下端部４３ｂ１と対向する位置に、当該支持部３３Ａよりも高さの低い溝部３８を備えるため、形成された堆積物５０を溝部３８内に収容することができる。これによれば、堆積物５０がある程度成長したとしても、この堆積物５０と第２遮蔽板４３ｂの下端部４３ｂ１との間隔を確保することができ、当該堆積物５０により上記間隔を通じて外側に排出される原料ガスの流れを阻害することが防止される。
また、溝部３８内に堆積物５０を堆積させることにより、この溝部３８内の堆積物５０がテープ状基材Ｔの上まで成長することを抑制できる。従って、堆積物５０が超電導層の成膜を阻害することを防止でき、テープ状基材Ｔの表面への超電導層の成膜を安定して行うことができる。

また、本実施形態によれば、溝部３８は、延長ノズル４３の第２遮蔽板４３ｂの下端部４３ｂ１先端の厚みＷ２よりも幅広に形成されているため、第２遮蔽板４３ｂの下端部４３ｂ１とサセプタ３３との距離が狭まることを防止でき、第２遮蔽板４３ｂとサセプタ３３との間の原料ガスの流れを阻害することが防止される。
次に、本実施形態の変形例について説明する。
［変形例１］
上記した実施形態では、溝部３８は、断面矩形状に形成されていたが、これに限るものではなく、図６に示すように、上面側の幅Ｗ１を底面側の幅Ｗ３よりも大きく形成した断面略台形状の溝部３８を形成しても良い。各溝部３８は、底面から上面に向かって傾斜する傾斜面３８Ａ，３８Ａをそれぞれ備える。その他の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
この構成によれば、溝部３８を延長ノズル４３の第２遮蔽板４３ｂの下端部４３ｂ１先端の厚みＷ２よりも簡単に幅広に形成することができるとともに、原料ガスが溝部３８の各傾斜面３８Ａに沿って流れることにより、第２遮蔽板４３ｂの下端部４３ｂ１とサセプタ３３との隙間を流れる際の流通抵抗を低減することができる。
［変形例２］
また、上記した実施形態では、サセプタ３３に溝部３８を形成していたが、これに限るものではなく、図７に示すように、支持部３３Ａの幅方向両側に、この支持部３３Ａよりも高さの低い低部３９を形成した構成としても良い。この低部３９は、支持部３３Ａの幅方向両縁からサセプタ３３の両縁まで略同一高さに形成されている。
この構成によれば、サセプタ３３の上面に形成される凹凸を抑えることができるため、第２遮蔽板４３ｂの下端部４３ｂ１とサセプタ３３との隙間を原料ガスが流れる際の流通抵抗をより一層低減することができる。

［第二実施形態］
図８は、第二実施形態にかかる成長チャンバの内部構造を示す部分断面図であって、図５に相当する図である。
この第二実施形態では、サセプタ３３は、支持部３３Ａの幅方向両側に形成された溝部３８に冷却材（低温部材）５２が配置されている点で、上記した第一実施形態と構成を異にする。本実施形態では、冷却材５２は支持部３３Ａよりも低温となる低温部５５として機能する。また、その他の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

冷却材５２は、板状に形成された部材であって、上記溝部３８に嵌る形状及び大きさに形成されている。本実施形態では、溝部３８は、断面矩形状に形成されているため、冷却材５２も溝部３８と略同一の形状に形成される。
冷却材５２は、サセプタ３３を構成するステンレススチールに比べて、熱伝導率が小さく、放射率が大きな材料（例えば、石英、アルミナ等）で形成されるため、ヒータ３５（図４）によって加熱されたサセプタ３３の熱が冷却材５２に伝達されにくく、かつ、冷却材５２の放出されやすいため、この冷却材５２をサセプタ３３よりも低温に保つことが可能となる。
実験によれば、延長ノズル４３の第２遮蔽板４３ｂの下端部４３ｂ１に対向する溝部３８に冷却材５２を配置したことにより、この冷却材５２の表面温度が、サセプタ３３の支持部３３Ａの表面温度に比べて５０℃以上低下することが判明した。

本実施形態によれば、原料ガスを噴出する原料ガス噴出部４１と、テープ状基材Ｔを支持するとともに伝熱によりテープ状基材Ｔを加熱するサセプタ３３と、サセプタ３３を加熱するヒータ３５と、原料ガス噴出部４１から噴出された原料ガスをテープ状基材Ｔの表面に案内する延長ノズル４３とを備え、テープ状基材Ｔの成膜に寄与する原料ガスの量を増加させることができ、原料収率の向上を図ることができる。
さらに、サセプタ３３は、テープ状基材Ｔを支持する支持部３３Ａの両側であって、延長ノズル４３の第２遮蔽板４３ｂの下端部４３ｂ１と対向する位置に、当該支持部３３Ａよりも高さの低い溝部３８を備え、この溝部３８に当該支持部３３Ａよりも温度の低い冷却材５２を配置したため、原料ガスが冷却材５２の表面で熱分解することを抑制することができ、当該冷却材５２の表面上への堆積物５０の形成を抑制することができる。従って、冷却材５２の上に堆積した堆積物がテープ状基材Ｔの上まで成長することを抑制することができるため、堆積物が超電導層の成膜を阻害することを防止でき、テープ状基材Ｔの表面への超電導層の成膜を安定して行うことができる。

また、冷却材５２は、サセプタ３３を形成する材料よりも熱伝導率の小さな材料で形成されているため、簡単な構成で、冷却材５２の表面温度をサセプタ３３の支持部３３Ａの表面温度よりも低く保持することができる。

次に、本実施形態の変形例について説明する。
［変形例３］
上記した実施形態では、溝部３８に配置された冷却材５２は、サセプタ３３の支持部３３Ａと略同一の高さに形成されていたが、これに限るものではなく、図９に示すように、冷却材５２の上面５２Ａを支持部３３Ａの上面から突出させて配置しても良い。
この構成では、冷却材５２の上面５２Ａは、支持部３３Ａ上に位置するテープ状基材Ｔの表面高さよりも低い高さ位置に設定されている。これによれば、冷却材５２がテープ状基材Ｔよりも高くなることが防止され、テープ状基材Ｔの表面から冷却材５２の上面５２Ａに原料ガスをスムーズに流すことができ、第２遮蔽板４３ｂの下端部４３ｂ１と冷却材５２との隙間を流れる際の流通抵抗を低減することができる。
なお、この構成では、第２遮蔽板４３ｂの下端部４３ｂ１と冷却材５２との所定間隔ｈは、上記した実施形態と同程度に設定することが望ましい。

［変形例４］
また、本実施形態では、溝部３８は、断面矩形状に形成されていたが、これに限るものではなく、図１０に示すように、上面側の幅Ｗ１を底面側の幅Ｗ３よりも大きく形成した断面略台形状の溝部３８を形成し、この溝部３８に略同形状をした冷却材５２を配置する構成としても良い。
この構成では、上記した実施形態の構成に比べて、サセプタ３３の表面における低温となる領域の面積を拡大することができるため、サセプタ３３の表面上への堆積物の形成をより抑制することができる。

［変形例５］
また、本実施形態では、サセプタ３３に溝部３８を形成していたが、これに限るものではなく、図１１に示すように、支持部３３Ａの幅方向両側に、この支持部３３Ａよりも高さの低い低部３９を形成し、この低部３９に冷却材５２を配置する構成としても良い。低部３９は、支持部３３Ａの幅方向両縁からサセプタ３３の両縁まで略同一高さに形成されている。
この構成によれば、冷却材５２の形状を溝部３８と合致させる必要はないため、この冷却材５２の形状の自由度が向上し、冷却材５２の成型を容易に行うことができる。なお、この構成では、上記した変形例３に示したように、テープ状基材Ｔの表面（上面）よりも低い範囲内で、冷却材５２の上面５２Ａを支持部３３Ａの上面から突出させても良い。

［第三実施形態］
図１２は、第三実施形態にかかる成長チャンバの内部構造を示す部分断面図であって、図５に相当する図である。
上記した第二実施形態では、サセプタ３３は、図１２に示すように、支持部３３Ａの幅方向両側に、溝部３８（低部３９）を備え、この溝部３８（低部３９）に冷却材５２を配置する構成としていたが、これに限るものではなく、サセプタ５６は、テープ状基材Ｔを支持する支持部５６Ａの幅方向両側に冷却材５２を配置した構成としても良い。
この冷却材５２は、テープ状基材Ｔから所定間隔Ｐをあけて、支持部５６Ａと略同一の高さ位置に配置され、この冷却材５２の厚みＤ１は、テープ状基材Ｔの厚みよりも小さく形成されている。本実施形態では、冷却材５２が低温部として機能する。また、その他の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、サセプタ５６は、テープ状基材Ｔを支持する支持部５６Ａの両側であって、延長ノズル４３の第２遮蔽板４３ｂの下端部４３ｂ１と対向する位置に、当該支持部５６Ａよりも温度の低い冷却材５２を備えたため、原料ガスが冷却材５２の表面で熱分解することを抑制することができ、当該冷却材５２の表面上への堆積物５０の形成を抑制することができる。従って、冷却材５２の上に堆積した堆積物がテープ状基材Ｔの上まで成長することを抑制することができるため、堆積物が超電導層の成膜を阻害することを防止でき、テープ状基材Ｔの表面への超電導層の成膜を安定して行うことができる。
さらに、本実施形態では、サセプタ５６は、支持部５６Ａに溝部を設ける必要はなく、サセプタ５６の構成を簡素化するとともに、冷却材５２を簡単に配置することができる。

以上、本発明を一実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、本実施形態では、成長チャンバ１９内を一本のテープ状基材Ｔが往復する構成としたが、これに限るものではなく、当該テープ状基材Ｔを成長チャンバ１９内で複数回反転させるマルチターン方式としても良い。この構成では、成長チャンバ１９内で並設されるテープ状基材Ｔを支持する支持部の両側に低部もしくは低温部が形成される。

１０ＣＶＤ装置
１９成長チャンバ（反応室）
３３、５６サセプタ
３３Ａ、５６Ａ支持部
３５ヒータ
３６不活性ガス導入部
３８溝部（低部）
３９低部
４１原料ガス噴出部
４３延長ノズル（原料ガス輸送路）
４３ｂ第２遮蔽板（路壁）
５０堆積物
５２冷却材
５２Ａ上面
５５、５７低温部
Ｔテープ状基材

Claims

原料ガスを噴出する原料ガス噴出部と、
テープ状基材を支持するとともに伝熱により前記テープ状基材を加熱するサセプタと、
前記原料ガス噴出部から噴出された前記原料ガスを前記テープ状基材の表面に案内する原料ガス輸送路と、を備え、
前記サセプタは、前記テープ状基材を支持する支持部の前記テープ状基材の幅方向における両側であって、前記原料ガス輸送路の路壁の先端と対向する位置に、当該支持部よりも高さの低い低部を備えたことを特徴とするＣＶＤ装置。
前記低部は、前記原料ガス輸送路の路壁の先端の厚みよりも幅広に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤ装置。
前記サセプタは、前記支持部の両側に前記テープ状基材に沿って延びる一対の溝部を備え、前記低部は、少なくとも前記溝部の底面を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のＣＶＤ装置。
前記低部には、前記サセプタよりも温度が低い低温部材が配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のＣＶＤ装置。
原料ガスを噴出する原料ガス噴出部と、
テープ状基材を支持するとともに伝熱により前記テープ状基材を加熱するサセプタと、
前記原料ガス噴出部から噴出された前記原料ガスを前記テープ状基材の表面に案内する原料ガス輸送路と、を備え、
前記サセプタは、前記テープ状基材を支持する支持部の前記テープ状基材の幅方向における両側であって、前記原料ガス輸送路の路壁の先端と対向する位置に、当該支持部よりも温度の低い低温部を備えたことを特徴とするＣＶＤ装置。
前記低温部には、前記サセプタよりも温度が低い低温部材が配置されていることを特徴とする請求項５に記載のＣＶＤ装置。
前記低温部材は、前記サセプタを形成する材料よりも熱伝導率の小さな材料で形成されていることを特徴とする請求項４または６に記載のＣＶＤ装置。
前記低温部材の表面の高さ位置は、前記支持部上に支持される前記テープ状基材の表面の高さ位置よりも低いことを特徴とする請求項４、６、７のいずれかに記載のＣＶＤ装置。