JPH01224298A - 金属酸化物超伝導材料層の製造方法 - Google Patents
金属酸化物超伝導材料層の製造方法Info
- Publication number
- JPH01224298A JPH01224298A JP1014947A JP1494789A JPH01224298A JP H01224298 A JPH01224298 A JP H01224298A JP 1014947 A JP1014947 A JP 1014947A JP 1494789 A JP1494789 A JP 1494789A JP H01224298 A JPH01224298 A JP H01224298A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- metal oxide
- superconducting
- metal
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 title description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 41
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 5
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 47
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 21
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 20
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 6
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910002480 Cu-O Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000013077 target material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- -1 metal oxide compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 2
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010671 solid-state reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000313 electron-beam-induced deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B1/00—Single-crystal growth directly from the solid state
- C30B1/02—Single-crystal growth directly from the solid state by thermal treatment, e.g. strain annealing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
- C30B23/02—Epitaxial-layer growth
- C30B23/06—Heating of the deposition chamber, the substrate or the materials to be evaporated
- C30B23/063—Heating of the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
- C30B25/105—Heating of the reaction chamber or the substrate by irradiation or electric discharge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
- C30B29/22—Complex oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
- C30B29/22—Complex oxides
- C30B29/225—Complex oxides based on rare earth copper oxides, e.g. high T-superconductors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0296—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers
- H10N60/0576—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers characterised by the substrate
- H10N60/0604—Monocrystalline substrates, e.g. epitaxial growth
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/902—Metal treatment having portions of differing metallurgical properties or characteristics
- Y10S148/903—Directly treated with high energy electromagnetic waves or particles, e.g. laser, electron beam
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S420/00—Alloys or metallic compositions
- Y10S420/901—Superconductive
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/725—Process of making or treating high tc, above 30 k, superconducting shaped material, article, or device
- Y10S505/729—Growing single crystal, e.g. epitaxy, bulk
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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、金属成分及び酸素を含有する物質系をベース
とする高い転移温度を有する超伝導材料からなる層を製
造する方法に関する。
とする高い転移温度を有する超伝導材料からなる層を製
造する方法に関する。
この種の方法において、まず形成すべき超伝導金属酸化
物相に関してなお構造的に欠陥のある組織を有する系の
成分からなる金属酸化物予備生成物の層を配列された構
造を有する予め規定された基板に施し、引続き酸素中で
熱処理下に所望の超伝導金属酸化物相をエピタキシャル
成長させることは例えば「フィジカル・レビ二−・レタ
ーズ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ） Ｊ第５８巻、阻２５．１９８７年６月２２日、第
２６８４頁〜第２６８６頁から明らかである。
物相に関してなお構造的に欠陥のある組織を有する系の
成分からなる金属酸化物予備生成物の層を配列された構
造を有する予め規定された基板に施し、引続き酸素中で
熱処理下に所望の超伝導金属酸化物相をエピタキシャル
成長させることは例えば「フィジカル・レビ二−・レタ
ーズ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ） Ｊ第５８巻、阻２５．１９８７年６月２２日、第
２６８４頁〜第２６８６頁から明らかである。
７７に以上の高い転移温度Ｔｃを有する超伝導金属酸化
物化合物からなる薄膜又は薄い層は一般に公知である。
物化合物からなる薄膜又は薄い層は一般に公知である。
一般に数種の金属成分及び酸素を含むこれらの超伝導金
属酸化物化合物は特にＭｅｌ−Ｍｅ２−Ｃｕ−０型の組
成（Ｍｅｌ−イツトリウムを含む希土類、Ｍｅ２−アル
カリ土類金属）を有していてもよい、この種の材料から
なる薄膜は特殊な蒸着法又はスパッタリング法で種々製
造されている。この場合適切な基板上にまず選択された
物質系の各成分からなる多結晶又は無品質の予備生成物
を析出させる。引続きこの予備生成物を一般に酸素の供
給下に行うべき焼鈍処理によって所望の超伝導相を有す
る物質に移行させる。
属酸化物化合物は特にＭｅｌ−Ｍｅ２−Ｃｕ−０型の組
成（Ｍｅｌ−イツトリウムを含む希土類、Ｍｅ２−アル
カリ土類金属）を有していてもよい、この種の材料から
なる薄膜は特殊な蒸着法又はスパッタリング法で種々製
造されている。この場合適切な基板上にまず選択された
物質系の各成分からなる多結晶又は無品質の予備生成物
を析出させる。引続きこの予備生成物を一般に酸素の供
給下に行うべき焼鈍処理によって所望の超伝導相を有す
る物質に移行させる。
こうして得られるペロプスカイト構造に類似する超伝導
金属酸化物相はＹＢａｚ Ｃｕ３ｏ？−Ｘ （０＜
ｘ ＜ ０．５ ）の場合斜方晶構造を有する（例えば
「ユウロフィジイクス・レターズ（Ｅｕｒｏｐｙｈｓｉ
ｃｓＬｅｔｔｅｒｓ） Ｊ第３巻、８１１１２．１９８
７年６月１５日、第１３０１頁〜第１３０７頁参照）、
この超伝導相を有する物質は酸化物セラミックに類似す
ることから、相当する高Ｔｃ超伝導体はしばしば酸化物
セラミック超伝導体ともいわれる。
金属酸化物相はＹＢａｚ Ｃｕ３ｏ？−Ｘ （０＜
ｘ ＜ ０．５ ）の場合斜方晶構造を有する（例えば
「ユウロフィジイクス・レターズ（Ｅｕｒｏｐｙｈｓｉ
ｃｓＬｅｔｔｅｒｓ） Ｊ第３巻、８１１１２．１９８
７年６月１５日、第１３０１頁〜第１３０７頁参照）、
この超伝導相を有する物質は酸化物セラミックに類似す
ることから、相当する高Ｔｃ超伝導体はしばしば酸化物
セラミック超伝導体ともいわれる。
更に冒頭に記載した刊行物（Ｐｈｙｓ、Ｒｅｗ、 Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ）から、系ＹＢａｘ Ｃｕ３ ｏｆ−１の単
結晶性薄膜を単結晶性Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓ基板上にエ
ビクキシーにより製造することも公知である。このため
にはまず配列された構造を一部する約４００℃に熱した
基板上に系の３つの金属成分を別々の蒸発源から酸素雰
囲気中で蒸着させる。しかしこうして得られた予備生成
物は所望の超伝導高Ｔｃ相に関して↓まなお欠陥構造を
有する。引続き約８００〜９００℃の高温でまた酸素供
給下に行う熱処理によって所望の超伝導高Ｔｃ相を有す
るエピタキシャル成長した単結晶又は少なくとも極めて
組織化された１１層が得られる。こうして製造された薄
膜は７７にで１０’Ａ／ｃｍを越える高い臨界電流密度
Ｊｃを示す。
ｔｔｅｒｓ）から、系ＹＢａｘ Ｃｕ３ ｏｆ−１の単
結晶性薄膜を単結晶性Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓ基板上にエ
ビクキシーにより製造することも公知である。このため
にはまず配列された構造を一部する約４００℃に熱した
基板上に系の３つの金属成分を別々の蒸発源から酸素雰
囲気中で蒸着させる。しかしこうして得られた予備生成
物は所望の超伝導高Ｔｃ相に関して↓まなお欠陥構造を
有する。引続き約８００〜９００℃の高温でまた酸素供
給下に行う熱処理によって所望の超伝導高Ｔｃ相を有す
るエピタキシャル成長した単結晶又は少なくとも極めて
組織化された１１層が得られる。こうして製造された薄
膜は７７にで１０’Ａ／ｃｍを越える高い臨界電流密度
Ｊｃを示す。
しかしこのエピタキシーは、相応する超伝導薄膜に対し
て広範な使用分野を開発することのできる、−層高い臨
界電流密度を得るための必要な前提である０例えば半導
体デバイス上の相応する金属化層が考えられる。しかし
所望の超伝導高Ｔｃ相を形成するための上記高温処理は
一般に半導体回路を製造する通常の処理工程とは相い入
れない。
て広範な使用分野を開発することのできる、−層高い臨
界電流密度を得るための必要な前提である０例えば半導
体デバイス上の相応する金属化層が考えられる。しかし
所望の超伝導高Ｔｃ相を形成するための上記高温処理は
一般に半導体回路を製造する通常の処理工程とは相い入
れない。
更に高温処理で生じるエピタキシーはコントロールが困
難である。すなわち超伝導特性、特に臨界電流密度に好
ましくない影響を及ぼす欠陥勾配粒子がしばしば生じる
。
難である。すなわち超伝導特性、特に臨界電流密度に好
ましくない影響を及ぼす欠陥勾配粒子がしばしば生じる
。
従って本発明の課題は、冒頭に記載した形式の公知方法
をエピタキシー処理が制御可能に進行するように改良す
ることにある。更に公知方法における焼鈍工程を必要と
せず、その結果場合によってはこの層と接続された半導
体デバイスの損害を回避することのできる、高ｔｆｔに
耐え得る層を製造することにある。
をエピタキシー処理が制御可能に進行するように改良す
ることにある。更に公知方法における焼鈍工程を必要と
せず、その結果場合によってはこの層と接続された半導
体デバイスの損害を回避することのできる、高ｔｆｔに
耐え得る層を製造することにある。
（課題を解決するための手段〕
この課題は本発明によれば、まず所望の超伝導金属酸化
物層を少なくとも部分的に形成させるため時間的に短い
熱パルスを飾し、少なくともこの方法工程の開始時に予
備生成物と基板との間の境界面を、層の厚さを介して少
なくともＩＯＫ／μ■の測定すべき温度勾配が得られる
ように加熱することによって解決される。
物層を少なくとも部分的に形成させるため時間的に短い
熱パルスを飾し、少なくともこの方法工程の開始時に予
備生成物と基板との間の境界面を、層の厚さを介して少
なくともＩＯＫ／μ■の測定すべき温度勾配が得られる
ように加熱することによって解決される。
この場合本発明は、予備生成物と基板との境界面に結晶
核を不均質に形成することにより単結晶の又は少なくと
も著しく結晶構造化された薄膜が得られるという認識に
基づく、不均質な結晶核形成という特殊な問題は、予備
生成物の析出後に進行する固体反応が急傾斜な温度勾配
で生じることにより解決される。この必要な結晶核は境
界面で一度形成されると、公知方法の場合に比べて著し
く低い温度で層全体にわたって更に成長することができ
る。すなわち本発明による方法によりもたらされる利点
は特に、熱処理が基板と予備生成物との間の境界面で十
分に制限されることにある。
核を不均質に形成することにより単結晶の又は少なくと
も著しく結晶構造化された薄膜が得られるという認識に
基づく、不均質な結晶核形成という特殊な問題は、予備
生成物の析出後に進行する固体反応が急傾斜な温度勾配
で生じることにより解決される。この必要な結晶核は境
界面で一度形成されると、公知方法の場合に比べて著し
く低い温度で層全体にわたって更に成長することができ
る。すなわち本発明による方法によりもたらされる利点
は特に、熱処理が基板と予備生成物との間の境界面で十
分に制限されることにある。
その結果公知方法の場合のような焼鈍処理は必要でない
、従って相応する層は特に半導体分野において使用する
ことができる。
、従って相応する層は特に半導体分野において使用する
ことができる。
本発明を以下図面について更に詳述するが、図中の第１
図及び第２図は、本発明による方法を実施するための個
々の工程を相応する構成の一部として示すものである。
図及び第２図は、本発明による方法を実施するための個
々の工程を相応する構成の一部として示すものである。
第３図は本発明方法を実施するための他の可能性を示す
図である。各図面において一致する部分は同じ符号で示
す。
図である。各図面において一致する部分は同じ符号で示
す。
本発明による方法を用いて、公知の超伝導高ＴＣ材料か
らなる少なくとも１層又は少なくとも１つの薄膜を予め
定められた基板上に製造することができる、その際これ
に適した超伝導材料の組成は金属部分及び酸素を含む物
質系を主成分とする。
らなる少なくとも１層又は少なくとも１つの薄膜を予め
定められた基板上に製造することができる、その際これ
に適した超伝導材料の組成は金属部分及び酸素を含む物
質系を主成分とする。
実施例としては特殊な物質系Ｍｅｌ−Ｍｅ２−Ｃｕ−０
を選択した。しかし本発明による方法はこの特殊な物質
系に限定されるものではない、すなわちこの特殊な物質
系に属さず、少なくとも部分的に他の及び／又は付加的
な金属成分及び酸素を含みまた７７Ｋを超える温度で超
伝導状態を維持することのできる他の多成分の高Ｔｃ超
伝導材料も良好に使用することができる。その例として
は物質系Ｂ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０又はＴｌ−Ｂａ−
Ｃａ−Ｃｕ−０が挙げられる。
を選択した。しかし本発明による方法はこの特殊な物質
系に限定されるものではない、すなわちこの特殊な物質
系に属さず、少なくとも部分的に他の及び／又は付加的
な金属成分及び酸素を含みまた７７Ｋを超える温度で超
伝導状態を維持することのできる他の多成分の高Ｔｃ超
伝導材料も良好に使用することができる。その例として
は物質系Ｂ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０又はＴｌ−Ｂａ−
Ｃａ−Ｃｕ−０が挙げられる。
この場合本発明により製造される層（その材料は選択さ
れた実施例に応じて組成Ｍｅｌ−Ｍｅ２−Ｃｕ−０を有
する）は１０μ請以下、有利には１μ−以下の厚さをを
し、また材料の転移温度ＴＣの近くで少なくとも１０’
Ａ／Ｃ４の大きさの電流容量が保証されるべきである。
れた実施例に応じて組成Ｍｅｌ−Ｍｅ２−Ｃｕ−０を有
する）は１０μ請以下、有利には１μ−以下の厚さをを
し、また材料の転移温度ＴＣの近くで少なくとも１０’
Ａ／Ｃ４の大きさの電流容量が保証されるべきである。
しかし場合によっては本発明方法で、所望の高Ｔｃ相を
有する約１ＯＯＩＩ（至）までの−層厚い層を製造する
こともできる０層の出発材料としては例えばＹ又はＬａ
のような稀土類金属の群並びに例えばＳｒ又はＢａのよ
うなアルカリ土類金属の群からなるＭｅｌ及びＭｅ２を
選択することができる。Ｙ又はＬａの他にＭｅｔとして
適した材料は一般に公知である。
有する約１ＯＯＩＩ（至）までの−層厚い層を製造する
こともできる０層の出発材料としては例えばＹ又はＬａ
のような稀土類金属の群並びに例えばＳｒ又はＢａのよ
うなアルカリ土類金属の群からなるＭｅｌ及びＭｅ２を
選択することができる。Ｙ又はＬａの他にＭｅｔとして
適した材料は一般に公知である。
この場合系Ｍｅｌ−Ｍｅ２−Ｃｕ−０の相応する金属成
分はそれぞれ上記の群からなる（化学）元素を少なくと
も１種含むか、又はそれぞれこの中の少なくとも１種の
元素からなるべきである。すなわちＭｅｌ及びＭｅ２は
有利には元素の形で存在する。しかし場合によってはこ
れらの金属の合金又は化合物又は置換物質との他の組成
物も出発材料として適している。すなわち上記元素の少
なくとも１種は公知方法で部分的に他の元素によって置
換されていてもよい、従って例えば金属成分Ｍｅｌ及び
Ｍｅ２をそれぞれこれらの成分として用意された金属の
群からなる他の金属によって部分的に置換することがで
きる。系の銅又は酸素も例えば弗素によって一部置換さ
れていてもよい。
分はそれぞれ上記の群からなる（化学）元素を少なくと
も１種含むか、又はそれぞれこの中の少なくとも１種の
元素からなるべきである。すなわちＭｅｌ及びＭｅ２は
有利には元素の形で存在する。しかし場合によってはこ
れらの金属の合金又は化合物又は置換物質との他の組成
物も出発材料として適している。すなわち上記元素の少
なくとも１種は公知方法で部分的に他の元素によって置
換されていてもよい、従って例えば金属成分Ｍｅｌ及び
Ｍｅ２をそれぞれこれらの成分として用意された金属の
群からなる他の金属によって部分的に置換することがで
きる。系の銅又は酸素も例えば弗素によって一部置換さ
れていてもよい。
基板として選択される物質は特にペロブスカイト状の構
造を示すものであり、この場合その単位格子は、その上
に成長する超伝導高Ｔｃ材料の構造に相当する大きさの
少なくとも約１倍又は数倍となる寸法を有する。この理
由からＹＢａｔＣｕｓ０７−８の場合単結晶の５ｒＴｉ
Ｏ，又は（Ｂａ。
造を示すものであり、この場合その単位格子は、その上
に成長する超伝導高Ｔｃ材料の構造に相当する大きさの
少なくとも約１倍又は数倍となる寸法を有する。この理
由からＹＢａｔＣｕｓ０７−８の場合単結晶の５ｒＴｉ
Ｏ，又は（Ｂａ。
５ｒ）Ｔｉｅ、基板が特に有利である。このように結晶
構造化された基板は一般に公知である（例えば［イズベ
スチャ・アカデミ−・ナウク・ＳＳＳ Ｒ（Ｉｚｖｅｓ
ｔｉｊａ Ａｋａｄｅｍｉｉ Ｎａｕｋ Ｓ
Ｓ Ｓ Ｒ） Ｊ Ｓｅｒ、Ｆｉｘ、第３９巻、
Ｎ（Ｌ５．１９７５年５月、第１０８０頁〜第１０８３
頁参照）。
構造化された基板は一般に公知である（例えば［イズベ
スチャ・アカデミ−・ナウク・ＳＳＳ Ｒ（Ｉｚｖｅｓ
ｔｉｊａ Ａｋａｄｅｍｉｉ Ｎａｕｋ Ｓ
Ｓ Ｓ Ｒ） Ｊ Ｓｅｒ、Ｆｉｘ、第３９巻、
Ｎ（Ｌ５．１９７５年５月、第１０８０頁〜第１０８３
頁参照）。
相当する具体的実施例として第１図及び第２図に概略的
に示した断面図に基づき、斜方晶構造を有する公知組成
Ｙ Ｂ ａ ＠ Ｃｕ ３０．−ｘの超伝導材料からな
る層の製造方法を記載する。この層を配列された構造を
有する予め規定された基板２上に構成する。基板２は特
に単結晶の５ｒＴｉＯ，である０図中基板２の相応する
＆ｌ織は破線２ａで表されている。
に示した断面図に基づき、斜方晶構造を有する公知組成
Ｙ Ｂ ａ ＠ Ｃｕ ３０．−ｘの超伝導材料からな
る層の製造方法を記載する。この層を配列された構造を
有する予め規定された基板２上に構成する。基板２は特
に単結晶の５ｒＴｉＯ，である０図中基板２の相応する
＆ｌ織は破線２ａで表されている。
一般に光学的に透明な基板２上にまずそれ自体は公知の
方法で未だ配列されていない組織を有する薄い層３を析
出させる。このため物質系の金属成分Ｙ、、Ｂａ及びＣ
ｕを例えばＰＶＤ （物理蒸着）法で同時に酸素を供給
しながら最大層厚ｄ（例えば１００μ■以下、有利には
１０μ謹以下、特に１μ−以下）にまで析出させる。こ
の場合例えば系の３種の高純度金属成分からなるターゲ
ットから出発する。第１図に矢印５で示されているよう
に、これらの３種の金属ターゲットの材料を同時に例え
ばＨＦで支持されたレーザ蒸発装置を用いて酸素ガスと
一緒にか又は酸素イオン流と一緒に基板２に析出させる
。その際基板は有利には比較的低温に保つことができる
。適当な温度は例えば４００℃〜室温である。相応する
析出装置は一般に公知である。この場合特に圧力及び析
出速度のような析出処理に関する個々の処理パラメータ
は、基板２上に徐々に層３が前記の層厚ｄにまで成長す
るように調整する。析出処理の終了時に、製造すべき超
伝導材料のまだ無秩序なＹ−Ｂａ−Ｃｕ−〇予備生成物
■が存在し、これは所望の斜方晶性の高Ｔｃ相に関して
なお欠陥構造を有している。
方法で未だ配列されていない組織を有する薄い層３を析
出させる。このため物質系の金属成分Ｙ、、Ｂａ及びＣ
ｕを例えばＰＶＤ （物理蒸着）法で同時に酸素を供給
しながら最大層厚ｄ（例えば１００μ■以下、有利には
１０μ謹以下、特に１μ−以下）にまで析出させる。こ
の場合例えば系の３種の高純度金属成分からなるターゲ
ットから出発する。第１図に矢印５で示されているよう
に、これらの３種の金属ターゲットの材料を同時に例え
ばＨＦで支持されたレーザ蒸発装置を用いて酸素ガスと
一緒にか又は酸素イオン流と一緒に基板２に析出させる
。その際基板は有利には比較的低温に保つことができる
。適当な温度は例えば４００℃〜室温である。相応する
析出装置は一般に公知である。この場合特に圧力及び析
出速度のような析出処理に関する個々の処理パラメータ
は、基板２上に徐々に層３が前記の層厚ｄにまで成長す
るように調整する。析出処理の終了時に、製造すべき超
伝導材料のまだ無秩序なＹ−Ｂａ−Ｃｕ−〇予備生成物
■が存在し、これは所望の斜方晶性の高Ｔｃ相に関して
なお欠陥構造を有している。
この場合予備生成物■は一般に無品質であるが又は多結
晶である。
晶である。
予備生成物Ｖを析出するための上記反応性のＨＦ支持さ
れたレーザ蒸発とは異なり、例えばマグネトロンを用い
てのスパッタリング、又は３種の別々の電子ビーム源を
用いてのガスとして又はイオン流として同時に酸素の供
給下における蒸着のような他のＰＶＤ法も可能である。
れたレーザ蒸発とは異なり、例えばマグネトロンを用い
てのスパッタリング、又は３種の別々の電子ビーム源を
用いてのガスとして又はイオン流として同時に酸素の供
給下における蒸着のような他のＰＶＤ法も可能である。
（例えばハモンド（ＲｌＨ，Ｈａ■■ｏｎｄ）その他の
寄稿文のブリプリント、「スーパーコンダクティング・
シン・フィルム・オプ・ペロブスカイト・スーパーコン
ダクターズ・パイ・エレクトロン・ビーム・デポジショ
ン（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｔｈ１ｎ Ｆｉ
ｌｍ ｏｆ Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ ５ｕｐｅｒｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒｓ ｂｙ Ｅｌｅｃｔｏｒｎ−Ｂｅａｍ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｊ Ｍ ＲＳ Ｓｙｍｐ
ｏｓｉｕｍ ｏｎ ）ｌｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａ
ｔｕｒｅ ５ｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ、 Ａｎ
ａ’ｈｅｉ曽、Ｃａ目ｆｏｒｎｉａ在、１９８７年４月
２３及び２４日参照〕。
寄稿文のブリプリント、「スーパーコンダクティング・
シン・フィルム・オプ・ペロブスカイト・スーパーコン
ダクターズ・パイ・エレクトロン・ビーム・デポジショ
ン（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｔｈ１ｎ Ｆｉ
ｌｍ ｏｆ Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ ５ｕｐｅｒｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒｓ ｂｙ Ｅｌｅｃｔｏｒｎ−Ｂｅａｍ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｊ Ｍ ＲＳ Ｓｙｍｐ
ｏｓｉｕｍ ｏｎ ）ｌｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａ
ｔｕｒｅ ５ｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ、 Ａｎ
ａ’ｈｅｉ曽、Ｃａ目ｆｏｒｎｉａ在、１９８７年４月
２３及び２４日参照〕。
同様になお無秩序の予備生成物■の層３を析出させる物
理的方法の代わりに、例えばＣＶＤ （化学蒸着）のよ
うな化学的方法も適している。
理的方法の代わりに、例えばＣＶＤ （化学蒸着）のよ
うな化学的方法も適している。
製造すべき層の第２図に示した段階によれば、なお無秩
序の予備生成物ｖ中で、基板２とのその境界面７から組
成ＹＢａ、Ｃｕ、０ｔ−ｘの所望の斜方晶相への意図し
た結晶がもたらされる。このため必要な固体反応は少な
くとも１０℃／μ−（又は１０に／μ―）、有利には少
なくとも５０に７μｍである層厚ｄを介して測定可能の
急傾斜の温度勾配ΔＴ／Δｄで生じる。この温度勾配は
全店Ｆｉ２又は少なくとも基板と予備生成物■の層３と
の間に形成された境界面７を、相応する光源の時間的に
短い熱パルスＴＰによって加熱することにより得られる
。これに適した方法及び装置は特に半導体技術から一般
に公知である〔例えば［カナデイアン・ジャーナル・オ
ブ・フィジクス（Ｃａｎａｄｉａｎ Ｊａｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ ） Ｊ第６３巻、１９８５年、
第８８１頁〜第８８５頁、Ｅａｔｏｎ Ｃｏｒｐ社、Ｄ
ａｎｖｅｒｓ 、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ在： ｒ
ＲＯＡ−４００ラビツド・サーマル・プロセッサ（ＲＯ
Ａ−４００Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｓａｌｐｒｏｃｅｓｓ
ｏｒ ） Ｊ並びに相応する刊行物「ア・シッート・コ
ース・イン・ラピフド・サーマル・プロセッシング（Ａ
５ｈｏｒｔ Ｃｏｕｒｓｅ １ｎＲａｐｉｄ Ｔ
ｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ）Ｊ Ｐ
ｅａｋ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ。
序の予備生成物ｖ中で、基板２とのその境界面７から組
成ＹＢａ、Ｃｕ、０ｔ−ｘの所望の斜方晶相への意図し
た結晶がもたらされる。このため必要な固体反応は少な
くとも１０℃／μ−（又は１０に／μ―）、有利には少
なくとも５０に７μｍである層厚ｄを介して測定可能の
急傾斜の温度勾配ΔＴ／Δｄで生じる。この温度勾配は
全店Ｆｉ２又は少なくとも基板と予備生成物■の層３と
の間に形成された境界面７を、相応する光源の時間的に
短い熱パルスＴＰによって加熱することにより得られる
。これに適した方法及び装置は特に半導体技術から一般
に公知である〔例えば［カナデイアン・ジャーナル・オ
ブ・フィジクス（Ｃａｎａｄｉａｎ Ｊａｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ ） Ｊ第６３巻、１９８５年、
第８８１頁〜第８８５頁、Ｅａｔｏｎ Ｃｏｒｐ社、Ｄ
ａｎｖｅｒｓ 、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ在： ｒ
ＲＯＡ−４００ラビツド・サーマル・プロセッサ（ＲＯ
Ａ−４００Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｓａｌｐｒｏｃｅｓｓ
ｏｒ ） Ｊ並びに相応する刊行物「ア・シッート・コ
ース・イン・ラピフド・サーマル・プロセッシング（Ａ
５ｈｏｒｔ Ｃｏｕｒｓｅ １ｎＲａｐｉｄ Ｔ
ｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ）Ｊ Ｐ
ｅａｋ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ。
社、Ｆｒｅｍｏｎｔ 、 Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａ在、ｒ
ＡＬＰ ６０００ラピツド・サーマル・プロセッサー
ス（ＡＬＰ−６０００Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐ
ｒｏｃｅｓｓｏｒｓ） 」参照〕。
ＡＬＰ ６０００ラピツド・サーマル・プロセッサー
ス（ＡＬＰ−６０００Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐ
ｒｏｃｅｓｓｏｒｓ） 」参照〕。
従って第２図から明らかなように析出後は光学的に不透
明である予備生成物■の場合、光学的に透明な基板２を
背後からいわゆる閃光装置例えば図面には示されていな
いＸｅランプを用いて加熱する。このランプの光線は図
中に矢印８で示されている。更に熱パルスＴＰで照射さ
れる側とは反対側の層３の露出表面１０で、平行して配
置された冷却面１１に放射することにより熱を放出する
のが有利である０表面１０の温度は、熱パルスによって
境界面７に生じる温度よりも少なくとも３００℃低く、
従って温度勾配ΔＴ／Δｄを前記の範囲内で保証する温
度に保つことができる。第２図ではこの面への熱放射を
線１３でまた温度勾配へＴ／Δｄの変化方向を矢印１４
で示す。
明である予備生成物■の場合、光学的に透明な基板２を
背後からいわゆる閃光装置例えば図面には示されていな
いＸｅランプを用いて加熱する。このランプの光線は図
中に矢印８で示されている。更に熱パルスＴＰで照射さ
れる側とは反対側の層３の露出表面１０で、平行して配
置された冷却面１１に放射することにより熱を放出する
のが有利である０表面１０の温度は、熱パルスによって
境界面７に生じる温度よりも少なくとも３００℃低く、
従って温度勾配ΔＴ／Δｄを前記の範囲内で保証する温
度に保つことができる。第２図ではこの面への熱放射を
線１３でまた温度勾配へＴ／Δｄの変化方向を矢印１４
で示す。
この温度勾配を前記の範囲で構成することにより、意図
した結晶を背面照射により保証することができる。第２
図から、この種の結晶は境界面７から出発して層３のよ
り大きな部分範囲３ａで生じ、熱パルスＴＰが更に作用
すると次第に層３の露出表面１０の方向に広がることを
読み取ることができる。
した結晶を背面照射により保証することができる。第２
図から、この種の結晶は境界面７から出発して層３のよ
り大きな部分範囲３ａで生じ、熱パルスＴＰが更に作用
すると次第に層３の露出表面１０の方向に広がることを
読み取ることができる。
場合によっては始めに熱パルスＴＰで、予備生成物の基
板と対向する部分範囲に所望の結晶を励起することも可
能である。この不均質な結晶核の形成後は閃光装置の使
用を省略することができ、また晶出した範囲の以後の拡
張は被覆された全基板を例えば炉中で常法で熱処理する
ことにより惹起することができる。これに適した温度は
一般に例えば５００°Ｃ〜７００℃である。この場合熱
処理は酸素雰囲気中で行うのが有利である。
板と対向する部分範囲に所望の結晶を励起することも可
能である。この不均質な結晶核の形成後は閃光装置の使
用を省略することができ、また晶出した範囲の以後の拡
張は被覆された全基板を例えば炉中で常法で熱処理する
ことにより惹起することができる。これに適した温度は
一般に例えば５００°Ｃ〜７００℃である。この場合熱
処理は酸素雰囲気中で行うのが有利である。
予備生成物の金属酸化物層を析出゛させる際しばしば光
学的に透明な薄膜が生じる。この場合このＩＭを片面に
熱パルスＴＰに曝すこともできる。
学的に透明な薄膜が生じる。この場合このＩＭを片面に
熱パルスＴＰに曝すこともできる。
これに相当する事態は被覆された基板２゛の第３図に略
示した断面図に示されている０次いで吸光処理をまず下
方の基板２′で行う、このためには基板３′は透明であ
うではならない、それ自体透明な単結晶Ｓ ｒ Ｔ ｉ
Ｏ３に関しては、これは例えば予備生成物の析出処理
前に高真空焼鈍することによって得ることができる。こ
の照射法の場合にも同様に基板２′上に析出された予備
生成物Ｖ′の層３゛中に、層厚１μ−当たり少なくとも
１０°Ｃの顕著な温度勾配ΔＴ／Δｄが生じる。すなわ
ち基板を熱することによって基板／予備生成物の境界面
７′にまず正方品系のＹＢａｘ Ｃｕｓ Ｏ＆、’ｂ、
ｘ相が生じ、これはもはや透明ではなく、吸光性である
。従って閃光装置での以後の照射で吸収帯域は全薄膜に
拡がり、これにより更に結晶化された範囲３ａ’の意図
した成長が境界面７′から層３′の露出表面１０’に達
する。
示した断面図に示されている０次いで吸光処理をまず下
方の基板２′で行う、このためには基板３′は透明であ
うではならない、それ自体透明な単結晶Ｓ ｒ Ｔ ｉ
Ｏ３に関しては、これは例えば予備生成物の析出処理
前に高真空焼鈍することによって得ることができる。こ
の照射法の場合にも同様に基板２′上に析出された予備
生成物Ｖ′の層３゛中に、層厚１μ−当たり少なくとも
１０°Ｃの顕著な温度勾配ΔＴ／Δｄが生じる。すなわ
ち基板を熱することによって基板／予備生成物の境界面
７′にまず正方品系のＹＢａｘ Ｃｕｓ Ｏ＆、’ｂ、
ｘ相が生じ、これはもはや透明ではなく、吸光性である
。従って閃光装置での以後の照射で吸収帯域は全薄膜に
拡がり、これにより更に結晶化された範囲３ａ’の意図
した成長が境界面７′から層３′の露出表面１０’に達
する。
更に本発明方法ではその一構造に関してなお無秩序の予
備生成物中での熱パルスＴＰにより引き起こされる意図
した結晶は、それ自体公知の方法で酸素雰囲気中で行う
ことができる。場合によっては更に図面に基づき記載し
た結晶後に後熱処理を実施し、これにより得られた金属
酸化物相中の酸素濃度を更に改良することもできる。こ
れに適した温度は約５００℃である。
備生成物中での熱パルスＴＰにより引き起こされる意図
した結晶は、それ自体公知の方法で酸素雰囲気中で行う
ことができる。場合によっては更に図面に基づき記載し
た結晶後に後熱処理を実施し、これにより得られた金属
酸化物相中の酸素濃度を更に改良することもできる。こ
れに適した温度は約５００℃である。
図示の実施例では予備生成物■又はｖ′の加熱は、相応
する層３又は３′が完全に析出した後に初めて行うこと
から出発した。しかしこの加熱は析出過程ですでに開始
させることもできる。更に場合によっては、所望の超伝
導金属酸化物相のエピタキシャル成長を更に促進させる
ことも可能である。
する層３又は３′が完全に析出した後に初めて行うこと
から出発した。しかしこの加熱は析出過程ですでに開始
させることもできる。更に場合によっては、所望の超伝
導金属酸化物相のエピタキシャル成長を更に促進させる
ことも可能である。
第１図及び第２図は本発明方法を実施するための個々の
工程を示す部分断面図、第３図は本発明方法を実施する
他の可能性を示す部分断面図である。 ２．２′・・・基板 ３．３゛・・・層 ７．７′・・・境界面 １０．１０’・・・露出表面 １１・・・冷却面 ＴＰ・・・熱パルス ■、ｖ′・・・予備生成物 ΔＴ／Δｄ・・・温度勾配 Ｙ Ｂａ ＯＣｕ
工程を示す部分断面図、第３図は本発明方法を実施する
他の可能性を示す部分断面図である。 ２．２′・・・基板 ３．３゛・・・層 ７．７′・・・境界面 １０．１０’・・・露出表面 １１・・・冷却面 ＴＰ・・・熱パルス ■、ｖ′・・・予備生成物 ΔＴ／Δｄ・・・温度勾配 Ｙ Ｂａ ＯＣｕ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）まず形成すべき超伝導金属酸化物相に関してなお構
造的に欠陥のある組織を有する系の成分からなる金属酸
化物予備生成物の層を配列された構造を有する予め規定
された基板に施し、引続き酸素中で熱処理下に所望の超
伝導金属酸化物相をエピタキシャル成長させる形式の、
金属成分及び酸素を含有する物質系をベースとする高い
転移温度を有する超伝導材料層を製造する方法において
、所望の超伝導金属酸化物相を少なくとも部分的に形成
させるため時間的に短い熱パルス（ＴＰ）を施し、少な
くともこの方法工程の開始時に予備生成物（Ｖ、Ｖ′）
と基板（２、２′）との間の境界面（７、７′）を、層
（３、３′）の厚さ（ｄ）を介して少なくとも１０Ｋ／
μｍの測定すべき温度勾配（ΔＴ／Δｄ）が得られるよ
うに加熱することを特徴とする超伝導材料層の製造方法
。 ２）少なくとも５０Ｋ／μｍの温度勾配（ΔＴ／Δｄ）
を形成させることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３）熱パルス（ＴＰ）を光学的照射源を用いて生ぜしめ
ることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。 ４）光学的に透明な基板（２）を設け、基板（２）の照
射を予備生成物（Ｖ）で被覆されていない露出した背面
から行うことを特徴とする請求項３記載の方法。 ５）予備生成物（Ｖ）の層（３）の露出表面（１０）を
冷却された面（１１）に熱的に結合させることを特徴と
する請求項４記載の方法。 ６）光学的に透明な層（３′）を光学的に不透明な層（
２′）上に施し、層（３′）の照射をその露出表面（１
０′）から行うことを特徴とする請求項３記載の方法。 ７）基板（２、２′）として、その単位格子が少なくと
もそこに形成される超伝導金属酸化物相の結晶単位格子
の相当する寸法に適合する大きさを有する物質を選択す
ることを特徴とする請求項１ないし６の１つに記載の方
法。 ８）単結晶のＳｒＴｉＯ＿３又は（Ｓｒ、Ｂａ）ＴｉＯ
＿３基板（２、２′）を使用することを特徴とする請求
項７記載の方法。 ９）予備生成物（Ｖ、Ｖ′）の一部（３ａ、３ａ′）で
のみ熱パルス（ＴＰ）により所望の金属酸化物相を少な
くとも部分的に形成させ、その後予備生成物を更に結晶
させるため全被覆基板（２、２′）を熱処理することを
特徴とする請求項１ないし８の１つに記載の方法。 １０）次の熱処理を５００℃〜７００℃の温度で行うこ
とを特徴とする請求項９記載の方法。 １１）予備生成物（Ｖ、Ｖ′）の析出処理中熱パルス（
ＴＰ）を発生させることを特徴とする請求項１ないし１
０の１つに記載の方法。 １２）析出工程として、ガス及び／又はイオン流として
の酸素の供給下に系の個々の金属成分をＨＦ支持により
レーザ蒸発させる方法を使用することを特徴とする請求
項１ないし１１の１つに記載の方法。 １３）析出工程として、ガス及び／又はイオン流として
の酸素の供給下に、相当する電子ビーム源を用いて個々
の金属成分を蒸発させる方法を使用することを特徴とす
る請求項１ないし１１の１つに記載の方法。 １４）系の各成分を析出させるためＣＶＤ法を使用する
ことを特徴とする請求項１ないし１１の１つに記載の方
法。 １５）金属成分の少なくとも１つを別の金属によって部
分的に置換することを特徴とする請求項１ないし１４の
１つに記載の方法。 １６）層を、物質系Ｍｅ１−Ｍｅ２−Ｃｕ−Ｏをベース
とする超伝導材料から製造し、その際成分Ｍｅ１及びＭ
ｅ２が少なくとも希土類金属又はイットリウム並びにア
ルカリ土類金属を含有していることを特徴とする請求項
１ないし１４の１つに記載の方法。 １７）第１の金属成分Ｍｅ１を部分的に、この成分とし
て用意された金属群からの他の金属によって置換するこ
とを特徴とする請求項１６記載の方法。 １８）第２の金属成分Ｍｅ２を部分的に、この成分とし
て用意された金属群からの別の金属によって置換するこ
とを特徴とする請求項１６又は１７記載の方法。 １９）系の銅又は酸素を部分的に弗素によって置換する
ことを特徴とする請求項１６ないし１８の１つに記載の
方法。 ２０）斜方晶系結晶構造を有する物質系Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ
−Ｏの金属酸化物超伝導材料を製造することを特徴とす
る請求項１６記載の方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3802348.2 | 1988-01-27 | ||
| DE3802348 | 1988-01-27 | ||
| DE3834963.9 | 1988-10-13 | ||
| DE3834963A DE3834963A1 (de) | 1988-01-27 | 1988-10-13 | Verfahren zur epitaktischen herstellung einer schicht aus einem metalloxidischen supraleitermaterial mit hoher sprungtemperatur |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01224298A true JPH01224298A (ja) | 1989-09-07 |
Family
ID=25864309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1014947A Pending JPH01224298A (ja) | 1988-01-27 | 1989-01-23 | 金属酸化物超伝導材料層の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4950644A (ja) |
| JP (1) | JPH01224298A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7568445B2 (en) | 2000-11-17 | 2009-08-04 | Lockheed Martin Corporation | System and method for the holographic deposition of material |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4046618A (en) * | 1972-12-29 | 1977-09-06 | International Business Machines Corporation | Method for preparing large single crystal thin films |
| JPS56100426A (en) * | 1980-01-14 | 1981-08-12 | Ushio Inc | Device and method for annealing |
| JPS63227766A (ja) * | 1986-10-27 | 1988-09-22 | Hitachi Ltd | 超微粒子膜の形成方法 |
| DE3786915T2 (de) * | 1987-04-27 | 1993-11-11 | Ovonic Synthetic Materials | Parametrisch geändertes supraleitendes Material. |
-
1989
- 1989-01-23 JP JP1014947A patent/JPH01224298A/ja active Pending
- 1989-01-26 US US07/302,823 patent/US4950644A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4950644A (en) | 1990-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5212148A (en) | Method for manufacturing oxide superconducting films by laser evaporation | |
| US5650378A (en) | Method of making polycrystalline thin film and superconducting oxide body | |
| US4916114A (en) | Method for producing a layer-like composition of oxide-ceramic superconducting material | |
| JP2660248B2 (ja) | 光を用いた膜形成方法 | |
| US4874741A (en) | Non-enhanced laser evaporation of oxide superconductors | |
| JPH01224298A (ja) | 金属酸化物超伝導材料層の製造方法 | |
| JPH0297427A (ja) | 酸化物超伝導薄膜の製造方法 | |
| JPH01224297A (ja) | 金属酸化物超伝導材料層の製造方法 | |
| US4981839A (en) | Method of forming superconducting oxide films using zone annealing | |
| EP0486054B1 (en) | Process for preparing a superconducting thin oxide film | |
| JPS63241824A (ja) | 超電導体の製造方法 | |
| JPH01208327A (ja) | 薄膜超電導体の製造方法 | |
| EP0412986B1 (en) | Epitaxial deposition | |
| JPH01119076A (ja) | 酸化物超伝導体膜の製造方法 | |
| JP3038758B2 (ja) | 酸化物超電導薄膜の製造方法 | |
| JPH10259099A (ja) | 化合物膜の製造方法 | |
| JP2754494B2 (ja) | Ｂｉ―Ｓｒ―Ｃａ―Ｃｕ―酸化物又はＴ１―Ｂａ―Ｃａ―Ｃｕ―酸化物高温超伝導体の方向づけられた層の製造方法 | |
| JPH02120229A (ja) | 酸化物超伝導薄膜の製造方法 | |
| JP2828652B2 (ja) | 超電導素子の製造方法 | |
| JP2835235B2 (ja) | 酸化物超電導体薄膜の形成方法 | |
| JPH01161628A (ja) | 酸化物超電導薄膜作成法 | |
| RU1575856C (ru) | Способ получени пленок сверхпровод щих оксидных материалов | |
| JPH05148093A (ja) | 酸化物超伝導膜の製造方法 | |
| JP2004362784A (ja) | 酸化物超電導導体およびその製造方法 | |
| JPH0244786A (ja) | ジョセフソン素子の製造方法 |