JPH01158784A

JPH01158784A - 高温超電導薄膜作製の方法

Info

Publication number: JPH01158784A
Application number: JP62316277A
Authority: JP
Inventors: Yuko Oguchi; 小口　優子; Yuichi Ishikawa; 雄一石川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-12-16
Filing date: 1987-12-16
Publication date: 1989-06-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は高温超電導薄膜作製の方法に係り、特にジョセ
フソン素子などの超電導素子の製作に好適な高温超電導
薄膜作製の方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の高温超電導薄膜作製の方法は、′＋ｊファイアや
酸化マグネ７ウムといった基板上に、スパッタ法又は蒸
着法により、高温超電導体の構成元素を一元素ずつ又は
複数の元素を同時に積層し、熱処理を行っていた。尚、
この種の作製方法とじて関連するものには例えばジャパ
ニーズ・ジャーナル・オプ争アプライド・フイズイツク
ス、２６（１９７８年）第Ｌ１１９９頁から第Ｌ１２０
１頁（Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐ
ｐｌｉｅｄ　ｐｈｙｓｉｃｓ。

２６　（１９７８）　ｐＩ）Ｌ１１９９−１２０１　）
において論じられている方法がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、十分な超電導特性を有する薄膜が得
られなかった。その理由としては、基板物質が熱処理に
より拡散し、超電導体構成元素と反応してしまうためで
ある。

本発明の目的は、超電導特性を妨げるよ・うな基板と超
電導体構成元素の反応生成物の発現をなくすことにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、基板物質として超電導体構成元素を用い、
熱処理による基板との反応生成物自体を超電導材にする
ことによシ達成される。

〔作用〕

成膜中あるいは成膜後の加熱処理により、基板物質と薄
膜物質間で反応が起こり超電導薄膜が形成され、基板か
らの異種元素の混入を防ぐことができる。

〔実施例〕

以下２本発明の実施例を示す。

第１図は本発明を利用して高温超覗導薄膜を作製する真
空蒸着装置の例である。真空容器１内を排気装置２を用
いて排気し、蒸着源Ａ３．蒸着源Ｂ４をヒータ６で加熱
して基板５上に蒸着する。

シャッタ８の開閉により蒸着の仕方を変えられる。

また、酸素７を真空容器１内に導入することができる。

以下に第１図の真空蒸着を用いた際の具体的な実施例を
掲げる。

具体例１；バリウム（Ｂａ）、イツトリウム（Ｙ）。

銅（Ｃｕ）の三元系酸化物超電導体の薄膜を作ル場合（
ＹＢ　ａ２Ｃｕｓ　０６．８）■基板Ｃｕ上にＢａｌＯ
ｏｏ人、Ｙ３４０人　と順次蒸着。次に酸素７を導入し
９５０Ｃで５時間、５５０Ｃで２時間加熱する。第２図
は蒸着後の基板断面図である。第３図は加熱処理後の基
板断面図で、ＹＢａｚＣｕ３０６．ｓの超電導薄膜１０
の下に１００人程度のＣｕ　Ｏ２層９ができる。

■基板ＣＬＩ上にＢａ、Ｙを同時蒸着し、■と同様の酸
素中加熱処理を行う。第４図は蒸着後の基板断面図であ
り、ＹとＢａの混合薄膜１１が形成されている。加熱処
理後は■と同様第３図のような基板断面図が得られる。

■基板ＣＵＯ又はｃｕｏ２にＢａ、Ｙを順次又は同時蒸
着し酸素中又は真空中で９５０Ｃで５時間、５５０Ｃで
２時間の加熱処理を行う。

■基板Ｙ２Ｏ３にＣｕ、Ｂａを順次又は同時蒸着し■と
同様の加熱処理を行う。

■■〜■の蒸着処理を酸素中で基板を加熱しながら行う
。

具体例２；ニオブ（Ｎｂ）、　　ケイ素（Ｓｉ）、アル
ミニウム（Ａｔ）の三元系酸化物超電導体の薄膜を作る
場合（Ｎ　ｂＡ　ｔ＋　−ｘ　Ｓ　Ｉ　ｘ　Ｏ３）■基
板Ｎｂ上にＳｉ　６００Ａ’、　Ａｔ４００Ａ’ｅ順次
又は同時に蒸着し、酸素中で６５０Ｃ２時間の加熱処理
を行う。

■基板Ｓｉ上にＮｂ、Ａｔを順次又は同時に蒸着し、■
と同様の加熱処理を行う。

■基板ＡＡ上にＳｉ、Ｎｂを順次又は同時に蒸着し、■
と同様の加熱処理を行う。

■基板ＮＥ）２０５上にＳｉ、Ａｔを順次又は同時に蒸
着し、酸素中又は真空中で６５０Ｃ，２時間の加熱処理
を行う。

■基板５ｉ０２上にＮｂ、Ａ７を順次又は同時に蒸着し
、■と同様の加熱処理を行う。

■基板Ａ　Ａ２０３上にＮｂ、Ｓｉｉ順次又は同時に蒸
着し、■と同様の加熱処理を行う。

具体例１の工程■〜■、具体例２の工程■〜■は他の成
膜法１例えばスパッタ蒸着及びＭＯＣＶＤにおいても適
応できる。スパッタ蒸着においては二元複合ターゲット
を用いることもできる。

本実施例によれば、Ｙ、Ｂａ、Ｃｕ系の材料（ＹＢ　ａ
２Ｃｕｓ　０６−８）において、第５図に示すように、
アルミナを基板に用いた場合（Ｙ　Ｂ　ａ２Ｃｕｓｏａ
、ｓ　）の特性曲線１に較べ良好な超電導特性（曲線１
１）を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、以下の効果が得られる。

（１）基板からの異物の拡散による界面の反応生成物を
なくシ、超電導特性の劣化を防ぐ。特に超薄膜の場合、
この効果は顕著である。

（２）拡散の発生しない基板を用いる。又は金や銀でコ
ートして拡散バリヤ層を作る方法に較べ。

容易でしかも安価である。

（３）従来法に較べ、蒸着源やターゲットの数が減り、
制御も簡略化が可能である。

（４）　　アルミナよりも良好な超電導特性を得ること
ができるとされるＭｇＯ，５ｒＴｊＯｓ、ＹＳＺ基板に
較べ、非常に安価な基板を用いて良好な超電導特性を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施の為の真空蒸着装置例の装置配置図
、第２図は本発明実施にょｐ蒸着源物質を順次蒸着した
際の基板の部分断面斜視図、第３図は同じく加熱処理後
の基板の断面斜視図、第４図は同じく蒸着源物質を同時
蒸着した際の基板の部分断面斜視図、第５図は本発明の
各実施例で得た超電導薄膜の抵抗−温度特性図である。１・・・真空容器、２・・・排気装置、３・・蒸着源Ａ
、　４・・・蒸着源Ｂ、５・・・基板、６・・・ヒータ
、７・・・酸素。８・・・シャッタ、９・・・基板酸化層、１０・・・超
電導薄膜、１１・・・蒸着源Ａ−Ｈによる混合膜。Ｃすｊ２＼代理人　弁理士　小川−男２″ｍ。第２図第　３図華４図竿５Ｉ￥Ｉｌ？・・・基入酸杷４１０・・刃！４痺腺ヱ　浅　（Ｋ）＋＋、、、訴、ＬｉＡ、ｐ＞＋：、ｚｉ庇澄膿

Claims

【特許請求の範囲】

１、高温超電導体の薄膜作製の方法において、目的とす
る高温超電導材の構成元素のうちの１種の元素又は複数
の元素の化合物を基板に用い、残りの元素をその基板上
に成膜することを特徴とする高温超電導薄膜作製の方法
。