JPH01183416A - 超電導薄膜の製造方法 - Google Patents
超電導薄膜の製造方法Info
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- JPH01183416A JPH01183416A JP63006910A JP691088A JPH01183416A JP H01183416 A JPH01183416 A JP H01183416A JP 63006910 A JP63006910 A JP 63006910A JP 691088 A JP691088 A JP 691088A JP H01183416 A JPH01183416 A JP H01183416A
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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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。
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、超電導薄膜の製造方法に関するものである。
［従来の技術］
従来用いられてきたＲｅ（希土類元素） −Ｂａ−Ｃｕ
−０の超電導薄膜、ここにＲｅ（希土類元素）はＳｃ、
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ。
−０の超電導薄膜、ここにＲｅ（希土類元素）はＳｃ、
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ。
Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕであるが、
この超電導薄膜の製造方法は、主にスパッタリング法に
よるものであり、それはＲｅ−Ｂａ−Ｃｕ−０のターゲ
ットをＡｒ、Ａｒ＋０２．又は０２ガス中でスパッタリ
ングすることにより得るものである。
この超電導薄膜の製造方法は、主にスパッタリング法に
よるものであり、それはＲｅ−Ｂａ−Ｃｕ−０のターゲ
ットをＡｒ、Ａｒ＋０２．又は０２ガス中でスパッタリ
ングすることにより得るものである。
例えば電子情報通信学会技術研究報告Ｖｏ１．８７磁３
０ ＰＰ、１９〜２３頁の２２．２３頁には、高周波二
極スパッタリングよりＳ ｒ−Ｌａ−Ｃｕ−０膜、
Ｂａ−Ｙ−Ｃｕ−０膜の形成を試み、前者では成膜した
ままの未熱処理の状態で後者では低温堆積後熱処理を行
うことにより高い臨界温度Ｔｃ膜を得ることが出来、こ
の高い臨界温度Ｔｃ膜を得るためには金属元素の組成比
と酸素の濃度・化学的結合状態の制御が重要であると開
示されている。
０ ＰＰ、１９〜２３頁の２２．２３頁には、高周波二
極スパッタリングよりＳ ｒ−Ｌａ−Ｃｕ−０膜、
Ｂａ−Ｙ−Ｃｕ−０膜の形成を試み、前者では成膜した
ままの未熱処理の状態で後者では低温堆積後熱処理を行
うことにより高い臨界温度Ｔｃ膜を得ることが出来、こ
の高い臨界温度Ｔｃ膜を得るためには金属元素の組成比
と酸素の濃度・化学的結合状態の制御が重要であると開
示されている。
［発明の解決すべき問題点］
しかしながら、Ｒｅ−Ｂａ−Ｃｕ−０の超電導薄膜は、
その形成条件によって酸素が脱離しやすく、酸素の脱離
は超電導の特性、特にその臨界温度Ｔｃの低下を招くた
め薄膜形成後、熱処理を加え酸化を行う必要があり、こ
のため製造コストが高い。更に再熱処理を行うため膜表
面の平滑さが失われる等の問題点があった。
その形成条件によって酸素が脱離しやすく、酸素の脱離
は超電導の特性、特にその臨界温度Ｔｃの低下を招くた
め薄膜形成後、熱処理を加え酸化を行う必要があり、こ
のため製造コストが高い。更に再熱処理を行うため膜表
面の平滑さが失われる等の問題点があった。
この発明は、以上に述べた薄膜製造に当たっての問題点
を解決し、再熱処理を行うことなく、製造コストが安い
Ｒｅ−Ｂａ−Ｃｕ−０の超電導薄膜を得ることを目的と
するものである。
を解決し、再熱処理を行うことなく、製造コストが安い
Ｒｅ−Ｂａ−Ｃｕ−０の超電導薄膜を得ることを目的と
するものである。
［問題点を解決するための手段］
即ち、本発明の超電導薄膜の製造方法は、前記Ｒｅ （
Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ。
Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ。
Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちから
選ばれた１種以上の希土類元素）−Ｂａ−Ｃｕ−０の超
電導薄膜をスパッタリング法により形成するに当たり、
スパッタリングガスに少なくともＯを含み、０ 、Ｏ
、Ａｒのうちから選ばれた１種以上のガスを含むガスを
用い、更にスパッタリングを基板温度を６００〜９００
℃の間に保持しながら行うことを特徴とするものである
。
選ばれた１種以上の希土類元素）−Ｂａ−Ｃｕ−０の超
電導薄膜をスパッタリング法により形成するに当たり、
スパッタリングガスに少なくともＯを含み、０ 、Ｏ
、Ａｒのうちから選ばれた１種以上のガスを含むガスを
用い、更にスパッタリングを基板温度を６００〜９００
℃の間に保持しながら行うことを特徴とするものである
。
［作用］
本発明の超電導薄膜の製造方法は、本発明者が後述する
実施例において知見した結果得られたものである。
実施例において知見した結果得られたものである。
即ち、本発明の超電導薄膜の製造方法は、Ｓｃ。
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ。
Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等の希土類元素のうちか
ら選ばれた１種以上のＲｅ−Ｂａ−Ｃｕ−０の超電導薄
膜をスパッタリング法により形成するに当たり、スパッ
タリングガスに少なくとも０３を含み、Ｏ、Ｏ、Ａｒの
うちから選ばれた１種以上のガスを含むガスを用い、更
に基板温度を６００〜９００℃の間に保持しながら製造
するものである。
ら選ばれた１種以上のＲｅ−Ｂａ−Ｃｕ−０の超電導薄
膜をスパッタリング法により形成するに当たり、スパッ
タリングガスに少なくとも０３を含み、Ｏ、Ｏ、Ａｒの
うちから選ばれた１種以上のガスを含むガスを用い、更
に基板温度を６００〜９００℃の間に保持しながら製造
するものである。
上記方法において、基板温度範囲を定めた理由は、８０
０℃未満の場合、超電導特性を示さずまた９００℃を超
えた場合、基板と薄膜とが反応するため温度を上昇せし
めることは好ましくないことによる。
０℃未満の場合、超電導特性を示さずまた９００℃を超
えた場合、基板と薄膜とが反応するため温度を上昇せし
めることは好ましくないことによる。
従って従来方法の如く、薄膜形成後再熱処理すの、／で
ある。
ある。
次に本発明の実施例について述べる。
［実施例］
第１図は本発明の超電導薄膜の製造方法による実施例で
用いた薄膜製造装置の模式図である。
用いた薄膜製造装置の模式図である。
図において、１は真空槽、２は基板、３は加熱器、４は
高周波電源、５は酸素ボンベ、６はオゾン発生器である
。
高周波電源、５は酸素ボンベ、６はオゾン発生器である
。
本発明の超電導薄膜の製造方法におけるターゲットとし
てはＹ Ｂａ Ｃｕ ４の酸化物ターゲラトを用い
た。
てはＹ Ｂａ Ｃｕ ４の酸化物ターゲラトを用い
た。
なおこのターゲット組成は成膜したＹＢａＣｕＯ薄膜を
Ｙ Ｂａ Ｃｕ Ｏにするため整調し１
２ ３ｘ たちのであり、装置、成膜条件が異なる場合、それに合
った組成を設定する必要がある。
Ｙ Ｂａ Ｃｕ Ｏにするため整調し１
２ ３ｘ たちのであり、装置、成膜条件が異なる場合、それに合
った組成を設定する必要がある。
本実施例では、オゾン発生器６を用い、０２と０３混合
ガスを発生させ、これをスパッタリングガスとして用い
た。
ガスを発生させ、これをスパッタリングガスとして用い
た。
成膜は次の条件により行った。
ガス圧力はＩＰａとし、１．Ｏｗ／ｃｄの高周波電源４
のパワーで成膜を行った。
のパワーで成膜を行った。
真空槽１内の圧力は一度５ Ｘ １０−’Ｐａ以下の圧
力にした後ガスを導入した。
力にした後ガスを導入した。
また基板２の温度は５００〜９００℃とした。
第１表にスパッタリングガスに０２と０２と０３混合ガ
スを夫々用い、基板温度を５００℃、５５０℃・・・９
００℃として成膜したときの超電導膜の臨界温度Ｔｃ（
Ｋ）を示す。
スを夫々用い、基板温度を５００℃、５５０℃・・・９
００℃として成膜したときの超電導膜の臨界温度Ｔｃ（
Ｋ）を示す。
なお、成膜に際し、基板にはＴｉ５ｒＯ３単結晶基板（
１００面）を用いた。基板は第１表に示す温度及びスパ
ッタリングガス条件でスパッタリングを行った後、スパ
ッタリング雰囲気中で徐冷し、基板温度が１００℃以下
になった後、取り出し臨界温度Ｔｃを測定した。
１００面）を用いた。基板は第１表に示す温度及びスパ
ッタリングガス条件でスパッタリングを行った後、スパ
ッタリング雰囲気中で徐冷し、基板温度が１００℃以下
になった後、取り出し臨界温度Ｔｃを測定した。
第１表
この第１表の結果からみてわかるように、スパッタリン
グガスに酸素ガスのみを用いた試料ＮＩＩＬＩ〜５は、
超電導性を示さず、またスパッタリングガスに０２と０
８の混合ガスを用いた場合でも、 。
グガスに酸素ガスのみを用いた試料ＮＩＩＬＩ〜５は、
超電導性を示さず、またスパッタリングガスに０２と０
８の混合ガスを用いた場合でも、 。
基板温度が・５００℃、５５０℃と低い試料＆ｌＯ〜１
１は、超電導性を示さない。
１は、超電導性を示さない。
スパッタリングガスに酸素ガスのみを用いたときと比べ
、０２と０３の混合ガスを用いた試料Ｎα１２の場合は
、８００℃の低い基板加熱温度でも超電導膜を形成する
ことが可能でまた、７５０℃以上の同じ基板温度で成膜
を行えば、スパッタリングガスに０２ガスのみの場合の
試料胤４〜Ｎａ９よりも、０２と０３の混合ガスの試料
嵐１５〜Ｎα１Ｂ場合が、高い臨界温度Ｔｃを持つ超電
導薄膜を形成することが可能である。
、０２と０３の混合ガスを用いた試料Ｎα１２の場合は
、８００℃の低い基板加熱温度でも超電導膜を形成する
ことが可能でまた、７５０℃以上の同じ基板温度で成膜
を行えば、スパッタリングガスに０２ガスのみの場合の
試料胤４〜Ｎａ９よりも、０２と０３の混合ガスの試料
嵐１５〜Ｎα１Ｂ場合が、高い臨界温度Ｔｃを持つ超電
導薄膜を形成することが可能である。
また上記実施例では、スパッタリングガスに０２と０３
の混合ガスを用いたが、Ａｒと０３の混合ガスを用いて
も同様な結果を得ることが出来た。
の混合ガスを用いたが、Ａｒと０３の混合ガスを用いて
も同様な結果を得ることが出来た。
また本実施例では、希土類元素としてＹを用いたが、こ
の代わりに他のＳｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ。
の代わりに他のＳｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ。
Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ。
Ｙｂ、Ｌｕの希土類元素のうちから選ばれた１種以上の
元素を用いても同様な結果を得ることが出来る。
元素を用いても同様な結果を得ることが出来る。
［発明の効果］
本発明の超電導薄膜の製造方法を用いれば、以上述べた
ように低い基板加熱温度で高い臨界温度を持つ超電導薄
膜を形成出来、コストも安く製造することが出来るもの
である。
ように低い基板加熱温度で高い臨界温度を持つ超電導薄
膜を形成出来、コストも安く製造することが出来るもの
である。
第１図は本発明の超電導薄膜の製造方法による実施例で
用いた薄膜製造装置の模式図である。 図において、１：真空槽、２：基板、３：加熱器、４：
高周波電源、５：酸素ボンベ、６：オゾン発生器である
。 。 ４１そ朗の実カセ砺１で用いｒ４准Ｉり貴褒１の４莫八
°圀第１図
用いた薄膜製造装置の模式図である。 図において、１：真空槽、２：基板、３：加熱器、４：
高周波電源、５：酸素ボンベ、６：オゾン発生器である
。 。 ４１そ朗の実カセ砺１で用いｒ４准Ｉり貴褒１の４莫八
°圀第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 スパッタリングによるＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、
Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌ
ｕのうちから選ばれた１種以上の希土類元素と、Ｂａと
ＣｕとＯよりなる超電導薄膜の形成において、 前記スパッタリングガスに、Ｏ＿３を少くとも含みＯ＿
２、Ｏ＿３、Ａｒのうちから選ばれた１種以上のガスを
用い、該スパッタリングを、基板温度を６００〜９００
℃の間に保持しながら行うことを特徴とする超電導薄膜
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63006910A JPH01183416A (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 超電導薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63006910A JPH01183416A (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 超電導薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01183416A true JPH01183416A (ja) | 1989-07-21 |
Family
ID=11651394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63006910A Pending JPH01183416A (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 超電導薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01183416A (ja) |
-
1988
- 1988-01-18 JP JP63006910A patent/JPH01183416A/ja active Pending
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