JPH01286916A

JPH01286916A - 超伝導体薄膜の形成方法

Info

Publication number: JPH01286916A
Application number: JP63114710A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Abe; 仁志阿部; Tomohiro Nakamori; 仲森　智博
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1988-05-13
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1989-11-17
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPH0829943B2; EP0342009A2; EP0342009A3

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）この発明は、酸化物系の超伝導体薄膜の形成方法に関す
るもので、特に、・任意の組成比及び任意の結晶構造の
酸化物系超伝導体薄膜を形成するために好適な方法に関
するものである。

（従来の技術）Ｎｂ　にオブ）を含む物質等から成る従来の超伝導体と
比較して、超伝導現象を示す温度が高い酸化物系の超伝
導体（セラミックス系超伝導体と称されることもある）
についての研究が、最近精力的に行なわれている。この
理由は、高温で超伝導現象が生じればそれだけ冷却機構
が簡易になシ、超伝導現象の利点を種々の分野へ波及さ
せることが容易になシ、産業の発達に大きく寄与するか
らである。−例を挙げれば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の物
質を焼結させたバルクのセラミックス系超伝導体におい
ては、液体窒素温度以上の温度で超伝導現象を示すこと
が見出されている。

ところで、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系のものを含むこのよう
な酸化物系超伝導体を、例えばノヨセフノン素子、トラ
ンジスタ、或は回路配線等、即ち、マイクロエレクトロ
ニクス分野に利用しようとした時、この超伝導体を薄膜
化して用いる必要が生じる。このような薄膜を形成する
方法としては、現在のところ、スノＪ？ツタ法による例
が報告されているのみであった。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、スパッタ法は、成膜を繰り返すうちにタ
ーグットの組成が変化してしまったシ、形成された薄膜
の組成比がターケ°ットの組成比の通りにならずに大き
くずれてしまったシすることが生じるという問題点があ
った。

このような問題点は、複雑な組成比を有し然もその組成
比が正確なものである必要がある酸化物系超伝導体薄膜
を得るためには好ましいことではない。

又、例えばジョセフンン素子に酸化物系超伝導体薄膜を
用いようとした場合等は、この薄膜の膜厚を分子層レベ
ルで制御する必要があるが、このような膜厚制御はス・
母ツタ法では非常に難しいという問題点があった。

また、成膜後の薄膜表面は分子層レベルで平坦であるこ
とが好ましいが、スパッタ法では所望の平坦度を有する
薄膜を得ることが難しい。

上述の如〈従来の方法では、所望の組成を有し所望の膜
厚で然も平坦度に優れるような、品質の優れた超伝導体
薄膜は得ることが出来なかった。

この発明はこのような点に鑑みなされたものであり、従
ってこの発明の目的は、品質の優れた酸化物系超伝導体
薄膜を形成することが出来る方法を提供することにある
。

（課題を解決するための手段）この目的の達成を図るため、この発明によれば、ＣＶＤ
法を用いた酸化物系の超伝導体薄膜の形成方法において
、原料がスソースとして、Ｂａ　（ＤＰＭ）２　。

Ｂａ　（ＤＰＭ）２・（Ｔ）ＩＦ）ｎ又はＢａ　（ＤＰ
Ｍ）２・（ＤＭＦ）ｎの化合物群から選ばれた少なくと
も１種の化合物と、Ｃｕ　（ＤＰＭ）２　、Ｃｕ　（Ｄ
ＰＭ　）２　・（ＴＨＦ）ｎ又はＣｕ　（ＤＰＭ）２・
（ＤＭＦ　）ｎの化合物群から選ばれた少なくとも１種
の化合物と、Ｍ（ＤＰＭ）、、　Ｍ（ＤＰＭ）３・（Ｔ
ＨＦ）ｎ又はＭ（ＤＰＭ）、・（ＤＭＦ）ｎの化合物群
から選ばれた少なくとも１種の化合物と、を用い、前記各原料ガスソースをガス化させた後成長槽
内に導入すると共に、０゜、０．又Ｎ２ｏのガス群から
選ばれた少なくとも１種のガスを前記成長槽内に導入し
、前記成長槽内に置かれた基板上に酸化物系の超伝導体
薄膜の形成を行なうことを特徴とする。

又、前述のＣＶＤ法において、前述の超伝導体薄膜が成
長する基板を予め加熱しておくのが好適である。

又、前述のＣＶＤ法において、成長槽内に供給された原
料ガスに対し光照射を行なうのが好適であシ、然も、こ
の光照射は互いに波長が異なる二種以上の光を用いたり
、さらには、各原料がス毎に異なる波長の光をそれぞれ
照射して行なうのが好適である。

又、前述の原料がス中の０２がスの一部又は全部をオゾ
ン化して用いるのが好適である。

さらに、前述のＣＶＤ法における超伝導体薄膜の成長を
、この超伝導体薄膜が一分子層づつ成長するような条件
で行なうのが好適である。

（作用）このような構成によれば、ＣＶＤ法（化学気相成長法）
が化学反応を利用しているため、スパッタ法に比し、超
伝導体薄膜が形成される下地、即ち、基板表面とかノヨ
セフノン素子の弱結合部を構成する絶縁層表面とかを損
傷することが非常に少〈なシ、従って、成膜が終了した
薄膜の表面も非常に平坦な面になる。

又、用いる原料がスの種類を選択すること、各原料がス
の供給条件及び供給順序を変更すること、及び、成長条
件を変更すること等によって任意の組成の任意の結晶構
造の超伝導体薄膜の形成が可能になる。

又、原料ブスに対し光を照射すること、或はオゾン化し
た酸素がスを使用することによって、原料がスが励起さ
れるから、成長槽内の温度を低温度とした場合でも所望
の超伝導体薄膜が得られるようになる。従って、マイク
ロエレクトロニクス装置の耐熱の限界温度以下の温度で
超伝導体薄膜の形成が可能になる。

又、ＣＶＤ法で超伝導体薄膜を成長させる際に薄膜の成
長速度をこの超伝導体薄膜が一分子層づつ成長するよう
なものにすることが出来るから、例えば超伝導体のコヒ
ーレンスの長さに対応出来るような膜厚の薄膜成長が容
易に行なえる。

（実施例）以下、図面を参照してこの発明の酸化物系の超伝導体薄
膜の形成方法の実施例につき説明する。

尚、以下の実施例は、酸化物系超伝導体をＹ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−０系のものとしこれの薄膜を形成する場合を例に挙
げて説明するが、この発明の形成方法を適用して好適な
酸化物系超伝導体はこの例に限られるものではなく、他
の組成の酸化物系超伝導体であっても、用いる原料ガス
や成長条件を変えることによって適用出来る。

又、説明に用いる各図は、この発明が理解出来る程度に
概略的に示しであるに過ぎず、従って、各図における各
構成成分の寸法形状及び配置関係は図示例に限定される
ものでないことは理解されたい。又、各図において、同
様な構成成分については同一の符号を付して示しである
。

第−実施例第１図を参照して、この発明の超伝導体薄膜の形成方法
の第一実施例につき説明する。第１図は、第一実施例の
形成方法の実施に好適なＣ■装置の構成を示すブロック
図である。

第１図において、１ノは成長槽（反応管と称されること
もある）を示し、これは例えば石英で構成されている。

この成長槽１ノは、その周囲に１２で示される例えば銅
パイプから成る誘導コイルが巻回され、この誘導コイル
１２には１３で示される高周波電源が接続されている。

１５は例えばモネル（Ｎｉ　ＣｒＦｅ　）等の金属合金
から成るサセプタを示し、このサセプタ１５上には１７
で示される基板を予め設置しである。基板１７の材料は
、形成すべき酸化物超伝導体の種類に応じ決定されるも
のであるが、この場合ＭｇＯ１ＳｒＴｔＯｓ＋　ＭｘＷ
Ｏｓ（但しＭｘはＬｉ、　Ｎａ、　Ｋ等である。）ジル
コニア、又はサファイヤ等を用いている。又、この基板
１７は、酸化物超伝導体薄膜形成時には、誘導コイル１
２及び高周波電源１３を用いた高周波誘導加熱によシ所
望の温度に加熱される。１９は熱電対を示し、この熱電
対１９は基板１７に接触させてあり、これによって基板
１７の温度をモニタし基板温度が所望の温度になるよう
に高周波誘導加熱を制御することが出来る。

又、２０は排気装置を示し、これは従来公知の装置で構
成することが出来、これによって成長槽内を適切な真空
度にする。又、この排気装置２０は排気経路のコンダク
タンスを調整するための調整器２０ｇを具えていて、コ
ンダクタンスを自由に変えることが出来る。

又、２１は第一のボンベを、２３は第二のボンベを、２
５は第三のボンベをそれぞれ示す。これらボンベ２１，
２３．及び２５はそれぞれが所定の配管を介して上述の
成長槽１ノに接続されている。尚、この実施例の場合の
各ぜンベ２１，２３゜及び２５には、それぞれニードル
バルブ２７及び流量計２９を介してキャリアがスが供給
できるように成っている。又、成長槽１ノにはニードル
バルブ及び流量計を具えた酸素ガス供給用配管３１が別
途に接続されておシ、成長槽１１内に所定の量の酸素が
スを供給することが出来る。

このような構成の装置において、酸化物系超伝導体薄膜
形成のための原料として好適なＹ（イツトリウム）化合
物、例えばＹ（ＤＰＭ）３を２１で示される第一のボン
ベに、Ｂａ　（バリウム）化合物、例えばＢａ（ＤＰＭ
）２を２３で示される第二のボンベに、Ｃｕ　（銅）化
合物、例えばＣｕ　（ＤＰＭ）２を１５で示される第三
のが／べにそれぞれ蓄えておく。

ここでＤＰＭは、その化学式が次式、すなわち、Ｃｕ５
Ｃ（ＣＩ（、）２ＣＯＣＨＣＯＣ（Ｃｕ５）２ＣＦｔ６
で表わされるＬ２＋Ｌ６−　ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ　
−３，５−ｈｅｐｔａｎｅｏｄｉａｎａｔｅ　（：１２
，６．６−チトラメチルー３，５−へブタネオシアネー
ト）である。

前記各化合物は、常温固体で、加熱によシがス化される
ものであり、これらの各化合物のガスが適切な蒸気圧と
なるように、ボンベ２ノ内部を１３０〜２００℃、ボン
ぺ２３内部を２３０〜３２０℃、？ンベ２５内部を１３
０〜２００℃に加熱しておく。又、Ｈｅ、　Ｎｅ、　Ａ
ｒ、　Ｋｒ、　ＸｅあるいはＮ２等の不活性なガスをキ
ャリアがスとして各ボンベ２１．２３．２５にそれぞれ
供給し、各？／ぺ内でバブリングさせ、各ぜンベから成
長槽１１に対して、対応する元素（Ｙ、　Ｂａあるいは
Ｃｕ）を含む原料がスとしてそれぞれ送り出す。

尚、各原料がスの流量をそれぞれのボンベに付属するニ
ードルバルブ２７及び流量計２９を用い所定の値に調整
し、さらに、各原料ガスの供給時間をそれぞれ調整する
ことによって酸化物系超伝導体薄膜の組成比を制御する
ことが出来る。尚、酸素ガスについては、常に一定量が
成長槽内に供給されるようにしても良いし、各原料がス
の供給と同時に供給されるようにしても良い。又、薄膜
中の酸素の組成を変えることは、酸素の流量調整、導入
時間調整の他、排気装置２０の調整器２０ａを調整して
成長槽１ノ内の圧力を変化させることによっても可能で
ある。

又、第１図中に３３で代表して示す各バルブを種々の組
み合わせに沿って操作することによって、各原料ガスを
どういう順序で成長槽１１に供給するかを自由に選択す
ることが出来るから、所望とする組成及び構造の薄膜を
成長させることが出来る。

次に１本実施例における具体的な酸化物系超伝導体薄膜
形成工程について述べる。

まず、Ｙ（ＤＰＭ）！、、Ｂａ（ＤＰＭ）２．　Ｃｕ（
ＤＰＭ）２を出発原料がスソースとして、それぞれざン
ペ２１，２３及び２５に充填した後、ボンベ２１，２３
．２５の内部温度をそれぞれ１８０℃、３００℃、１７
０℃近傍に保ち前記各原料ガスソースをがス化するト共
に、各ボンベ２１，２３．２５のキャリアガス（Ａｒ）
流量をそれぞれ２００　ｃｃ／　ｍｔｎと設定し、０２
ガス流量を２００　ＣＣ／　ｍｉｎと設定した。

基板１７としてはＭｇＯを用い超伝導体薄膜形成面をそ
の１００面とした。この基板１７の温度すなわち、成長
温度を約６００℃に保ち、各ボンベ２１．２３．２５か
らのがス及び０゜がスを成長槽１ノ内に導入して、基板
１７上への薄膜の成長を約３０分間行なった。成長した
薄膜の断面を２次電子反射電子顕微鏡（ＳＥＭ　）で観
察した結果、その成長膜厚は約５μｍであった。成長後
、９００〜９５０℃の基板温度とし、数時間０２がスを
流し続けて熱処理を行なった。その後０２ガスを流し続
けながら徐々に室温まで下げ、基板１７を取シ出した。

このようにして基板上に形成された超伝導体薄膜の表面
を抜針式表面荒さ計で測定すると、第２図（ＡＲＫ示す
ように非常に平滑であった。これに対し従来のスパッタ
法で形成された薄膜の表面は第２図（Ｂ）に示すように
凸凹が著るしいものであった。

次に本実施例で形成された超伝導体薄膜の抵抗−温度特
性を第３図において曲線（ａ）で示す。この曲線（ａ）
から明らかなようにこの薄膜は温度が下がると共に抵抗
が減少し絶対温度６５に近傍で抵抗値は完全に零を示し
た。

第二実施例本実施例で用いるＣＶＤ装置は前述の第一の実施例で用
いたものと同じものを用いる。

本実施例では出発原料がスソースとして前述の第一の実
施例で使用した各原料がスソースＹ（ＤＰＭ）３．　Ｂ
ａ（ＤＰＭ）２．　Ｃｕ（ＤＰＭ）２にそれぞれ有機溶
剤テトラヒドラフラン（Ｔｅ　ｔｒａｈｙｄ　ｒａｆ　
ｒａｎ　：　ＴＨＦと略し、化学式は０で表わされる。

）を付加した付加体を用いた。

まず、ボンベ２１，２３．２５にそれぞれＹ　（ＤＰＭ
）ｓ　・（Ｔｆ（Ｆ）ｎ、Ｂａ　（ＤＰＭ）２・（ＴＨ
Ｆ）ｎ、Ｃｕ（ＤＰＭ）２・（ＴＨＦ）ｎの各原料がス
ソースを充填し、各ボンベ２ノ。

２３．２５の内部温度をそれぞれ１６０℃、２８０℃、
１５０℃近傍に保ち各原料がスソースをガス化すると共
に、各ボンベ２１．２３．２５のキャリアがス（Ａｒ）
流量をそれぞれ２００　Ｃ（、／ｍｉｎ　。

３００　ｃｃ／ｍｔｎ　、　２００　Ｃ（／Ｆｎｉｎと
し、０□がス流量を２００　ｃｅ／ｍｉｎと設定した。

なお、ｎは任意の整数であシ１０以下の数で十分である
。

そして、各ボンベ２１，２３．２５からのがス及び０２
がスを成長槽１〕内に導入して、ＭｇＯから成る基板１
７の１００面上への超伝導体の薄膜の成長を成長温度（
基板温度）６００℃の下で３０分間行なった。他の成膜
条件は前述の第一の実施例と同一とした。このようにし
て形成された薄膜の表面は第一の実施例のものと同様に
非常に平滑なものであった。またこの薄膜の抵抗−温度
特性は第３図において曲線（ｂｌで示され、絶対温度８
０に近傍で抵抗値は完全に零を示した。

第三実施例有機溶剤として、前述のＴｅｔｒａｈｙｄｒａｆ　ｒａ
ｎ（ＴＨＦ）に代えて、ジメチルフォルムアミド（Ｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ　：　ＤＭＦと
略し、その化学式はＩＣ０Ｎ（Ｃｕ５）２で表わされる
。）を前述の第一実施例の各原料ガスソースに付加した
付加体、すなわち、Ｙ（ＤＰＭ）３・（ＤＭＦ　）ｎ、
Ｂ　ａ　（Ｄ　ＰＭ　）２・（ＤＭＦ）ｎ。

Ｃｕ　（ＤＰＭ　）２・（ＤＭＦ　）ｎを出発原料がス
ソースとして用いた場合についてもＴＨＦを付加した場
合とほぼ同じ成膜条件で、良好な特性を示す超伝導体薄
膜を得ることができた。ここで、ｎは任意の整数であり
、１０以下の数で十分である。

さらに、出発原料がスソースとしては、前述の第一、第
二、第三の実施例のいずれかで用いられたものを混在さ
せても良く、すなわち、Ｙ系の原料がスソースどしては
Ｙ（ＤＰＭ）、、　Ｙ（ＤＰＭ）、・（ＴＩ（Ｆ　）ｎ
あるいはＹ（ＤＰＭ）５・（ＤＭＦ）ｎのうちの少なく
とも１つと、Ｂａ系原料ガスソースとしてはＢａ　（Ｄ
ＰＭ　）　２−Ｂ　ａ　（Ｄ　ＰＭ）２　・（ＴＨＦ　
）ｎあるいはＢａ　（ＤＰＭ）　２　・（ＤＭＦ　）ｎ
のうちの少なくとも１つと、Ｃｕ系原料がスソースとし
てはＣｕ（ＤＰＭ）２．Ｃｕ（ＤＰＭ）２・（ＴＨＦ）
ｎあるいはＣｕ　（ＤＰＭ　）２・（Ｄ叩）ｎのうちの
少なくとも１つとをそれぞれ用いた任意の組み合わせと
することもでき、このようにしても良好な特性を有する
超伝導体薄膜の形成を行なうことができる。

第四実施例次に、第４図を参照して、この発明の超伝導体薄膜の形
成方法の第四実施例につき説明する。第４図は、第四実
施例の形成方法の実施に好適なＣ■装置の構成を示すブ
ロック図である。

この第四実施例の形成方法は、成長槽１１内の基板の上
側領域に対し光を照射し成長槽１１内の原料ガス及び基
板表面を光励起させるようにしたものである。従って、
光励起に係ること以外の形成方法及び装置構成は第一乃
至第三実施例と同様であるから、その説明は省略する。

第４図中、成長槽１ノの外側に基板１７と対向して光源
４３を設けである。この光源４３ば、水銀ランプ、キセ
ノンラング等の各種ランプ、エキシマレーデ、アルゴン
レーデ等の各種レーザで構成することが出来る。又、こ
の光源は単波長のものに限られるものではなく、互いに
波長の異なる光が含まれた光源としても良く、さらには
、異なる波長の光をそれぞれ別個に出方出来るような光
源としても良い。異なる波長の光が得られる光源を用い
た場合であれば、各原料ガスに対しその原料ガス及び基
板表面忙吸着したガス状分子を励起し易い波長の光を照
射することが出来るから、化学反応がより促進されるよ
うになる。

第四実施例の方法においても、酸化物超伝導体薄膜の形
成を第一乃至第三実施例と同様に行なうが、原料がス及
び基板表面に吸着したがス状分子が光励起を受は化学反
応が促進されるため、電気炉の温度即ち成長槽内温度を
光照射を行なわない場合よシ低くしても成膜が行なえる
という効果、さらには、下地や薄膜自身の損傷を小さく
する効果等が得られる。

第五実施例次に、第５図を参照して、この発明の超伝導体薄膜の形
成方法の第五実施例につき説明する。第５図は、第五実
施例の形成方法の実施に好適なＣＶＤ装置の構成を示す
ブロック図である。

この第五実施例においては、成長槽１１は１３で示され
る電気炉５３により覆われており、内部を高温度雰囲気
とすることが出来る。また、基板Ｉ７を塔載するサセプ
タ５５は、これ自体を加熱して基板１７を加熱すること
が出来るものが望ましく、例えば抵抗加熱体で構成する
ことが出来る。

本実施例ではこの様に基板１７の加熱を電気炉５３及び
抵抗加熱体から成るサセプタ５５を用いて行なうように
したものであシ、それ以外の点については第一乃至第三
実施例と同様であるからその説明は省略する。

第六実施例次に、第６図を参照して、この発明の超伝導体薄膜の形
成方法の第六実施例につき説明する。第６図は、第六実
施例の形成方法の実施に好適なＣＶＤ装置の構成を示す
ブロック図である。

この第六実施例の形成方法は、基板１７の加熱を赤外線
で行なうようにしたものである。従って、赤外線加熱に
係ること以外の形成方法及び装置構成は第一乃至第三実
施例と同様であるから、その説明は省略する。

第６図において、６ノは赤外線ランプを示し、６３は赤
外線ランプ駆動用電源を示し、６５は赤外線の集光装置
を示す。集光装置６５によって赤外線を基板１７上に集
光させこの基板１７を加熱する。基板１７の温度を熱電
対１９ＶＣよってモニタしこの信号によって駆動用電源
６３を制御する。

第七実施例次に、第７図を参照して、この発明の超伝導体薄膜の形
成方法の第七実施例につき説明する。第７図は、第七実
施例の形成方法の実施に好適なＣＶＤ装置の構成を示す
ブロック図である。

この第七実施例の形成方法は、３３で代表して示しであ
る複数のバルブの開閉操作を、７１で示されるコンピュ
ータを用いて自動制御し、第一実施例において人為的に
行なっていたことを自動化した例を示したものである。

従って、コンピータ制御に係ること以外の形成方法及び
構成は第一乃至第三実施例と同様であるから、その説明
は省略する。

この方法によれば、コンピールタフ１に入力させるプロ
グラム例えばバルブの開閉順序、開状態・閉状態の時間
及び開閉の回数が示されるものによって、所望の薄膜成
長が自動的に成される。尚、第７図では図示を省略して
いるが、第７図に示した装置に原料がス励起用の光源を
設け、光照射を行ないながら薄膜成長を実行することも
勿論可能である。

第八実施例次に、第８図（Ｎ及び（Ｂｌを参照して、この発明の超
伝導体薄膜の形成方法の第八実施例につき説明する。第
８図（ＡＪ及び（Ｂｌは、第八実施例の形成方法の説明
に供する図であって成長槽１１と、この成長槽１ノへの
酸素ガス導入部分とを主に示した図である。

この第八実施例の形成方法は、原料ガスの一種である酸
素がスをオゾン化又はラジカル化して用いることによっ
てＣＶＤの化学反応を促進させ、効率的に薄膜成長を行
なわせようとするものである。

従って、オゾン化に係ること以外の形成方法及び装置構
成は第一乃至第三実施例と同様であるから、その説明は
省略する。

第８図（Ａｌにおいて、３１は既に説明した酸素がス供
給用の配管である。この配管３）の成長槽１１近傍部分
の外周部には、８１で示される高周波加熱コイルが巻い
である。８３は高周波加熱コイルの電源を示す。このよ
うな構成によってプラズマ状態としオゾンを発生させこ
のオゾンを成長槽１ノ内に供給する。

第８図（Ｂｌに示した例は、酸素がス供給用配管３）に
、９ノで示した紫外線を照射してオゾンを発生させこの
オゾンを成長槽１１内に供給する。

尚、オゾンを発生させることは継続的に行なっても良い
し、断続的に行なっても良く、薄膜の形成条件を考慮し
て適切な発生を行なわせるのが良い。

この第八実施例の方法によっても、成長槽内温度を低く
させる等の効果が得られる。

尚、上述した各実施例で説明した各形成方法のうちの二
種以上のものを組み合わせて用い、超伝導体薄膜の形成
をよシ効率的に行なうようにしても良いことは明らかで
ある。

又、上述の各実施例は、酸化物系超伝導体をＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−０系のものとして説明したが、Ｙ（イツトリウム
）の代わりに、Ｌａ、　Ｎｄ、　Ｐｍｔ　Ｓｍ、　Ｅｕ
、　Ｅｒ。

Ｇｄ、　Ｔｂ、　Ｄｙ、　Ｈａ、　Ｔｍ、　Ｙｂあるい
はＬｕの元素群から選ばれた１種の元素Ｍとし、出発原
料がスノースとしてはＭ（ＤＰＭ）、、　Ｍ（ＤＰＭ）
３・（ＴＨＦ）ｎあるいはＭ（ＤＰＭ）、・（ＤＭＦ′
）ｎとして前述の第一乃至第三実施例の成膜条件で、同
様の良好な超伝導体薄膜が得られた。

また前述の各実施例において、０２がスに代えて、０３
ガス又はＮ２０がスを用いても良く、あるいは０２゜０
３、Ｎ２０のうちの２種以上の混合ガスを用いることも
出来る。

（発明の効果）上述した説明からも明らかなように、この発明の酸化物
系超伝導体薄膜の形成方法によれば、表面が非常に平滑
で、良好な超伝導特性を示す超伝導体薄膜を得ることが
出来、ス・ぐツタ法等の物理的成膜法に比し下地や形成
薄膜自身に対して損傷（ダメージ）を与えることが少い
。従って、例えばジョセフノン素子の弱結合部を構成す
る絶縁層表面とかを損傷することが非常に少〈なシ、損
傷の少い接合面を形成することが出来る。

又、用いる原料ガスの種類を選択すること、各原料がス
の供給条件及び供給順序を変更すること、及び、成長条
件を変更すること等によって任意の組成の任意の結晶構
造の超伝導体薄膜の形成が可能になる。

又、ＣＶＤ法で超伝導体薄膜を成長させる際に薄膜の成
長速度をこの超伝導体薄膜が一分子層づつ成長するよう
なものにすることが出来るから、例えば超伝導体のコヒ
ーレンスの長さに対応出来るような薄膜成長の制御が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の酸化物系超伝導体薄膜の形成方法の
第一乃至第三実施例の説明に供する図、第２図（Ａｌ及
び（Ｂｌはこの発明てよシ形成された超伝導体薄膜の表
面状態及び従来のスノヤツタ法で形成された超伝導体薄
膜の表面状態をそれぞれ示した図、第３図はこの発明の方法によって形成された超伝導体薄
膜の抵抗−温度特性を示した図、第４図は、この発明の
酸化物系超伝導体薄膜の形成方法の第四実施例の説明に
供する図、第５図は、この発明の酸化物系超伝導体薄膜
の形成方法の第五実施例の説明に供する図、第６図は、
この発明の酸化物系超伝導体薄膜の形成方法の第六実施
例の説明に供する図、第７図は、この発明の酸化物系超
伝導体薄膜の形成方法の第七実施例の説明に供する図、
第８図（Ｎ及び（Ｂｌは、この発明の酸化物系超伝導体
薄膜の形成方法の第八実施例の説明に供する図である。１ノ・・・成長槽、１２，１３１・・・誘導コイル、１
３゜８３・・・高周波電源、１５．５５・・・サセプタ
、１７・・・基板、１９・・・熱電対、２０・・・排気
装置、２０゜・・・排気経路のコンダクタンス調整器、
２ノ・・・第一のボンベ、２３・・・第二のボンベ、２
５・・・第三のボンベ、２７・・・ニードルバルブ、２
９・・・流量計、３１・・・酸素ガス供給用配管、３３
・・・バルブ、４３・・・光源、５３・・・電気炉、６
１・・・赤外線ラング、６３・・・電源、６５・・・赤
外線の集光器、７ノ・・・コンビーータ、９ノ・・・赤
外線。特許出願人　沖電気工業株式会社２の発明１：、４〜．簿腰（ＣＶＤ順）ｂ゛（羨東の清
腰（が、〕噌）のセ命枝匙８３：釦■膚ふ１コ９１；ゴＬｇトヤ禦。Ｓｆｌ　ＱＴｌｊｌ　’老１％’　Ｘに　１ヰケづ＋’
ｌ　１７”　ａ”％　＋−（７Ｔ　６　ＴＺ＋第８図昭和　　年　　月　　日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＣＶＤ法を用いた酸化物系の超伝導体薄膜の形成
方法において、原料ガスソースとして、Ｂａ（ＤＰＭ）＿２、Ｂａ（ＤＰＭ）＿２・（ＴＨＦ）
＿ｎ又はＢａ（ＤＰＭ）＿２・（ＤＭＦ）＿ｎの化合物
群から選ばれた少なくとも１種の化合物と、Ｃｕ（ＤＰＭ）＿２、Ｃｕ（ＤＰＭ）＿２・（ＴＨＦ）
＿ｎ又はＣｕ（ＤＰＭ）＿２・（ＤＭＦ）＿ｎの化合物
群から選ばれた少なくとも１種の化合物と、Ｍ（ＤＰＭ）＿３、Ｍ（ＤＰＭ）＿３・（ＴＨＦ）＿ｎ
又はＭ（ＤＰＭ）＿３・（ＤＭＦ）＿ｎの化合物群から
選ばれた少なくとも１種の化合物と、〔ここで、ＤＰＭは、化学式がＣＨ＿３Ｃ（ＣＨ＿３）＿２ＣＯＣＨＣＯＣ（ＣＨ＿３
）＿２ＣＨ＿３で表わされる２、２、６、６−ｔｅｔｒ
ａｍｅｔｈｙｌ−３、５−ｈｅｐｔａｎｅｏｄｉａｎａ
であり；ＴＨＦは、化学式が▲数式、化学式、表等があります▼
で表わされるＴｅｔｒａｈｙｄｒａｆｒａｎであり；ＤＭＦは、化学式がＨＣＯＮ（ＣＨ＿３）＿２で表わさ
れるＤｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅであり；Ｍは
、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｔ
ｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｙｂ又はＬｕの元素群から選ば
れた１種の元素であり；ｎは任意の整数である。〕を用い、前記各原料ガスソースをガス化させた後、成長槽内に導
入すると共に、Ｏ＿２、Ｏ＿３又Ｎ＿２Ｏのガス群から選ばれた少なく
とも１種のガスを前記成長槽内に導入し、前記成長槽内に置かれた基板上に酸化物系の超伝導体薄
膜の形成を行なうことを特徴とする超伝導体薄膜の形成
方法。
（２）前記基板を予め加熱しておくことを特徴とする請
求項（１）記載の超伝導体薄膜の形成方法。
（３）成長槽内に導入された前記各ガスに対し光照射を
行なうことを特徴とする請求項（１）又は（２）記載の
超伝導体薄膜の形成方法。