JPH02156074A - 超電導体薄膜の製造方法 - Google Patents
超電導体薄膜の製造方法Info
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- JPH02156074A JPH02156074A JP31174588A JP31174588A JPH02156074A JP H02156074 A JPH02156074 A JP H02156074A JP 31174588 A JP31174588 A JP 31174588A JP 31174588 A JP31174588 A JP 31174588A JP H02156074 A JPH02156074 A JP H02156074A
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Landscapes
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (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〉
本発明はレーザー光照射の下に被着体上に気相超電導体
セラミックスを堆積させる超電導体セラミックス薄膜の
製造方法に間する。
セラミックスを堆積させる超電導体セラミックス薄膜の
製造方法に間する。
〈従来の技術〉
従来よりレーザービームスバッタリング法を用いて超電
導体薄膜を形成する技術は知られている。
導体薄膜を形成する技術は知られている。
この方法によれば、第４図に示すように、超電導体セラ
ミックスのターゲット１にレーザー光２を照射してクラ
スタ状の気相超電導体セラミックス３を発生させ（この
クラスタ状のスパッタ粒子３を基板４上に堆積さすて薄
膜５を形成する。そして、この後基板上の薄膜を炉内で
比較的高温度（９００℃程度）て熱処理して超電導体薄
膜を形成している。
ミックスのターゲット１にレーザー光２を照射してクラ
スタ状の気相超電導体セラミックス３を発生させ（この
クラスタ状のスパッタ粒子３を基板４上に堆積さすて薄
膜５を形成する。そして、この後基板上の薄膜を炉内で
比較的高温度（９００℃程度）て熱処理して超電導体薄
膜を形成している。
〈発明が解決しようとする課題〉
上記した従来の方法にあっては、高温の熱処理を施すこ
とから、超電導体の組成（特に酸素）が変化してしまい
所期の特性（臨界温度Ｔｃ等）の超電導体を得ることが
です、また、高温炉を必要として装置が高価となってし
まっていた。
とから、超電導体の組成（特に酸素）が変化してしまい
所期の特性（臨界温度Ｔｃ等）の超電導体を得ることが
です、また、高温炉を必要として装置が高価となってし
まっていた。
また、アルミニウム配線を施された基板上に超電導体薄
膜を形成することにより電子部品への応用が望まれてい
る。この応用を実現するには基板上に超電導体薄膜をで
きるだけ低温（少なくともアルミニウムの融点約６６０
℃以下）で形成する必要があるが、被着体となる基板の
温度が低いとクラスタ状のスパッタ粒子が分解せずに基
板上に堆積するクエンチを発生したリスバッタ粒子のマ
イグレーションが不十分となり、薄膜中に結晶欠陥が生
じて所期の超電導体を得ることができない。
膜を形成することにより電子部品への応用が望まれてい
る。この応用を実現するには基板上に超電導体薄膜をで
きるだけ低温（少なくともアルミニウムの融点約６６０
℃以下）で形成する必要があるが、被着体となる基板の
温度が低いとクラスタ状のスパッタ粒子が分解せずに基
板上に堆積するクエンチを発生したリスバッタ粒子のマ
イグレーションが不十分となり、薄膜中に結晶欠陥が生
じて所期の超電導体を得ることができない。
そして、このように−旦結晶欠陥が生ずると、薄膜の成
長に伴ってこの欠陥が成長し、後の熱処理での再結晶化
によっても欠陥を十分に是正することができない。
長に伴ってこの欠陥が成長し、後の熱処理での再結晶化
によっても欠陥を十分に是正することができない。
本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、低温条
件下で良質な超電導体薄膜を形成することができる方法
を提供することを目的とする。
件下で良質な超電導体薄膜を形成することができる方法
を提供することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉
上記課題を解決する本願の第１の発明は、気相超電導体
セラミックスを発生させ１．該超電導体セラミックスを
レーザー光の照射下で被着体上に堆積させることを特徴
とする超電導体薄膜の製造方法である。
セラミックスを発生させ１．該超電導体セラミックスを
レーザー光の照射下で被着体上に堆積させることを特徴
とする超電導体薄膜の製造方法である。
また、上記課題を解決する本願の第２の発明は、クラス
タ状の気相超電導体セラミックスを発生させ、該超電導
体セラミックスをレーザー光の照射下で被着体上に堆積
させることを特徴とする超電導体薄膜の製造方法である
。
タ状の気相超電導体セラミックスを発生させ、該超電導
体セラミックスをレーザー光の照射下で被着体上に堆積
させることを特徴とする超電導体薄膜の製造方法である
。
また、上記課題を解決する本願の第３の発明は、超電導
体セラミックスのターゲットにレーザー光を照射してク
ラスタ状の気相超電導体セラミックスを発生させ、該超
電導体セラミックスをレーザー光の照射下で被着体上に
堆積させることを特徴とする超電導体薄膜の製造方法で
ある。
体セラミックスのターゲットにレーザー光を照射してク
ラスタ状の気相超電導体セラミックスを発生させ、該超
電導体セラミックスをレーザー光の照射下で被着体上に
堆積させることを特徴とする超電導体薄膜の製造方法で
ある。
〈作用〉
本願の第１の発明では、気相超電導体粒子発生源から発
生された超電導体セラミックスの粒子（原子あるいはク
ラスタ）をレーザー光を照射した被着体上に供給し、こ
の粒子にクラスタのクエンチを防止し更には原子のマイ
グレーションに必要なエネルギーを被着体へのレーザー
光照射により付与して、被着体上に超電導体セラミック
スの均質な薄膜を低温条件下で形成する。すなわち、被
着体へのレーザー光照射により薄膜の成長と同時に熱処
理を施し、薄膜中の結晶欠陥の成長を未然に防止すると
共に従来必要であった成膜後の熱処理を不要とし、良質
な超電導体薄膜を低温条件下で経済的に製造する。
生された超電導体セラミックスの粒子（原子あるいはク
ラスタ）をレーザー光を照射した被着体上に供給し、こ
の粒子にクラスタのクエンチを防止し更には原子のマイ
グレーションに必要なエネルギーを被着体へのレーザー
光照射により付与して、被着体上に超電導体セラミック
スの均質な薄膜を低温条件下で形成する。すなわち、被
着体へのレーザー光照射により薄膜の成長と同時に熱処
理を施し、薄膜中の結晶欠陥の成長を未然に防止すると
共に従来必要であった成膜後の熱処理を不要とし、良質
な超電導体薄膜を低温条件下で経済的に製造する。
そして、本願の第２の発明では、クラスタ状の気相超電
導体セラミックスの粒子をレーザー光照射下の被着体上
に供給するようにし、原子単位のスパッタ粒子に較べて
飛躍的に速い成膜速度で良質な超電導体薄膜を製造する
。
導体セラミックスの粒子をレーザー光照射下の被着体上
に供給するようにし、原子単位のスパッタ粒子に較べて
飛躍的に速い成膜速度で良質な超電導体薄膜を製造する
。
そして、本願の第３の発明では、超電導体セラミックス
のターゲットにクラスタ発生用レーザー光（例えばエキ
シマレーザ−）を照射してこのターゲットから当該ター
ゲットの組成に極めて近い組成のクラスタを発生させ、
このクラスタを他のレーザー光（例えばＹＡＧレーザ−
）＠射下にある被着体へ供給し、被着体上に低温条件下
で良質な薄膜を形成する。すなわち、第１図に示すよう
に２種類のレーザー光を用いてターゲット３１と被着体
く基板）３６をそれぞれ照射し、ターゲット３１からク
ラスタ状のスパッタ粒子３４を発生させて基板３５上に
供給し、このクラスタにエネルギーを付与して超電導体
薄膜３６を形成するものであり、第２Ｈ！Ｊ（ａ）に示
すようにクラスタ発生用レーザー光３２でターゲット３
１を照射することによりターゲット３１からクラスタ状
のスパッタ粒子３４ａを発生させるプロセスと、第２図
（ｂ）に示すように基板照射用レーザー光３３で基板３
５を照射することにより到達したクラスタ状スパッタ粒
子３４にエネルギーを付与してこれを原子３４ａに分解
してクエンチ防止を図り更には原子３４ａのマイグレー
ション励起を図り、良質な超電導体薄膜３６を基板３５
上に堆積させるプロセスとを含んでいる。
のターゲットにクラスタ発生用レーザー光（例えばエキ
シマレーザ−）を照射してこのターゲットから当該ター
ゲットの組成に極めて近い組成のクラスタを発生させ、
このクラスタを他のレーザー光（例えばＹＡＧレーザ−
）＠射下にある被着体へ供給し、被着体上に低温条件下
で良質な薄膜を形成する。すなわち、第１図に示すよう
に２種類のレーザー光を用いてターゲット３１と被着体
く基板）３６をそれぞれ照射し、ターゲット３１からク
ラスタ状のスパッタ粒子３４を発生させて基板３５上に
供給し、このクラスタにエネルギーを付与して超電導体
薄膜３６を形成するものであり、第２Ｈ！Ｊ（ａ）に示
すようにクラスタ発生用レーザー光３２でターゲット３
１を照射することによりターゲット３１からクラスタ状
のスパッタ粒子３４ａを発生させるプロセスと、第２図
（ｂ）に示すように基板照射用レーザー光３３で基板３
５を照射することにより到達したクラスタ状スパッタ粒
子３４にエネルギーを付与してこれを原子３４ａに分解
してクエンチ防止を図り更には原子３４ａのマイグレー
ション励起を図り、良質な超電導体薄膜３６を基板３５
上に堆積させるプロセスとを含んでいる。
尚、上記した本願の第２の発明はクラスタを発生させる
方法に特に限定はなく、上記したレーザー光照射の他に
、原料元素を高周波電場でプラズマ化してクラスタを形
成する等の種々の方法を用いるこができる。
方法に特に限定はなく、上記したレーザー光照射の他に
、原料元素を高周波電場でプラズマ化してクラスタを形
成する等の種々の方法を用いるこができる。
また、本願発明はレーザー光照射下で薄膜を連続的に形
成するものであるが、薄膜を配向させるエネルギーは膜
厚が薄い程小さくて済むことに鑑み、数百人単位で薄膜
を作りこれを一旦レーザー光で熱処理し更にこの上に数
百人単位で薄膜を作りこれをレーザー光で熱処理すると
いう工程を繰り返して所望の厚さの超電導体薄膜を形成
するようにしても、各熱処理用のレーザー光のエネルギ
ーは小さいため基板への熱影響を回避した低温条件下で
超電導体薄膜を得ることができる。
成するものであるが、薄膜を配向させるエネルギーは膜
厚が薄い程小さくて済むことに鑑み、数百人単位で薄膜
を作りこれを一旦レーザー光で熱処理し更にこの上に数
百人単位で薄膜を作りこれをレーザー光で熱処理すると
いう工程を繰り返して所望の厚さの超電導体薄膜を形成
するようにしても、各熱処理用のレーザー光のエネルギ
ーは小さいため基板への熱影響を回避した低温条件下で
超電導体薄膜を得ることができる。
〈実施例〉
まず、本発明の製造方法を実施する装置は、第３図に示
すように、酸素供給管４１と排気管４２とが接続された
容器４３内にターゲット４４、基板４５、加熱用ヒータ
４６を備え、容器４３に設けられたガラス忠４７．４８
に臨むレーザー発振器４９．５０を備えたものである。
すように、酸素供給管４１と排気管４２とが接続された
容器４３内にターゲット４４、基板４５、加熱用ヒータ
４６を備え、容器４３に設けられたガラス忠４７．４８
に臨むレーザー発振器４９．５０を備えたものである。
容Ｈ４３内には図外の酸素供給源から酸素供給管４１を
介して酸素ガスが供給される一方、図外の排気装置に接
続された排気管４２を介して容器４３内の排気がなされ
る。また、ターゲット４４は回転機構を有したホルダに
支持され、一定の速度で回転するようになっている。ま
た、ターゲット４４に対向した基板４５はヒータ４６に
より加熱されるようになっている。また、レーザー発振
器４９はターゲット４４の回転中心から偏心した位置に
レーザー光を照射し、レーザー発振器５０は基板４５上
を隈なく走査しながらレーザー光を照射するようになっ
ている。
介して酸素ガスが供給される一方、図外の排気装置に接
続された排気管４２を介して容器４３内の排気がなされ
る。また、ターゲット４４は回転機構を有したホルダに
支持され、一定の速度で回転するようになっている。ま
た、ターゲット４４に対向した基板４５はヒータ４６に
より加熱されるようになっている。また、レーザー発振
器４９はターゲット４４の回転中心から偏心した位置に
レーザー光を照射し、レーザー発振器５０は基板４５上
を隈なく走査しながらレーザー光を照射するようになっ
ている。
次いで、上記の装置において超電導体薄膜を製造した結
果を以下に説明する。
果を以下に説明する。
まず、基板４５とターゲット４４との間隔を５ＯｍＬ
ターゲット４４の組成をＢｉ： Ｓｒ： Ｃａ：Ｃｕ
： Ｏ＝１： １： １： ２： Ｘ、基板４５を
Ｍｇｏとし、レーザー発振器４９からＡｒＦエキシマレ
ーザ−光（波長０．１９３μｍ、パルス幅１゜ｎｓ、出
力１２０ ｍＪ／５ｈｏｔ）をターゲット４４に照射し
て容器内圧力３． ＯＸ １０”Ｔｏｒｒ、基板温度
５５０℃で基板４５上に薄膜を形成した。この結果得ら
れた薄膜は７７Ｋまでの範囲では超電導性を示さなかっ
た。
ターゲット４４の組成をＢｉ： Ｓｒ： Ｃａ：Ｃｕ
： Ｏ＝１： １： １： ２： Ｘ、基板４５を
Ｍｇｏとし、レーザー発振器４９からＡｒＦエキシマレ
ーザ−光（波長０．１９３μｍ、パルス幅１゜ｎｓ、出
力１２０ ｍＪ／５ｈｏｔ）をターゲット４４に照射し
て容器内圧力３． ＯＸ １０”Ｔｏｒｒ、基板温度
５５０℃で基板４５上に薄膜を形成した。この結果得ら
れた薄膜は７７Ｋまでの範囲では超電導性を示さなかっ
た。
次いで、上記条件の下にレーザー発振器５ｏからＮｄ
ＹＡＧレーザー光（波長１，０６４μｍ、パルス輻１
５ｎｓ、出力Ｉ Ｘ １０−”Ｊ／ｃｍ２）を基板４５
に照射した状態で上記と同様の操作を行フた。
ＹＡＧレーザー光（波長１，０６４μｍ、パルス輻１
５ｎｓ、出力Ｉ Ｘ １０−”Ｊ／ｃｍ２）を基板４５
に照射した状態で上記と同様の操作を行フた。
この結果、基板４５上に臨界温度Ｔｃ＝８７にのＢ１−
５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系超電導体薄膜が得られた。
５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系超電導体薄膜が得られた。
また更に、酸素ガス２５ ＳＣＣＭを基板４５付近に導
入して酸素の組成比の増大を図ったところ、臨界温度Ｔ
ｃ＝９８にのＢ ｉ −５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ −０系超電
導体薄膜が得られた。
入して酸素の組成比の増大を図ったところ、臨界温度Ｔ
ｃ＝９８にのＢ ｉ −５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ −０系超電
導体薄膜が得られた。
く効果〉
以上説明したように本願の発明によれば、被着体にレー
ザー光を照射した状態で当該被着体上に気相超電導体セ
ラミックスを堆積させるようにしたため、所期の組成を
有した超電導体薄膜を低温条件下で製造することができ
る。そして、低温条件下で超電導体薄膜を製造できるこ
とから、高価な高温熱処理炉を必要とせず安価な装置で
製造することができ、またアルミニウム配線を施した基
板上への薄膜形成が実現されて電子部品への応用が可能
となる。そして、被着体へのレーザー光照射によりエネ
ルーギーを付与しながら薄膜を堆積させるため、薄膜中
の結晶欠陥の成長を未然に防止することができ、良質な
超電導体薄膜を得ることができる。
ザー光を照射した状態で当該被着体上に気相超電導体セ
ラミックスを堆積させるようにしたため、所期の組成を
有した超電導体薄膜を低温条件下で製造することができ
る。そして、低温条件下で超電導体薄膜を製造できるこ
とから、高価な高温熱処理炉を必要とせず安価な装置で
製造することができ、またアルミニウム配線を施した基
板上への薄膜形成が実現されて電子部品への応用が可能
となる。そして、被着体へのレーザー光照射によりエネ
ルーギーを付与しながら薄膜を堆積させるため、薄膜中
の結晶欠陥の成長を未然に防止することができ、良質な
超電導体薄膜を得ることができる。
また第２の発明では特に、原子１単位当りのエネルギー
が比較的小さいクラスタ状の粒子を被着体上に堆積させ
るようにしたため、被着体上で再スパツタを生ずること
なく所期の組成を有した超電導体薄膜をかなりの成膜速
度で形成することができる また第３の発明では特に、クラスタ発生用レーザー光に
よりターゲットからクラスタ状のスパッタ粒子を発生さ
せ、これをレーザー光により照射された被着体上に堆積
させるようにしたため、ターゲットの組成に近い組成の
超電導体薄膜を容易に得ることができ、更に、レーザー
光の種類によりクラスタの励起状態を容易に制御するこ
とができ、超電導体組成等に応じた細かな制御を達成す
ることができる。
が比較的小さいクラスタ状の粒子を被着体上に堆積させ
るようにしたため、被着体上で再スパツタを生ずること
なく所期の組成を有した超電導体薄膜をかなりの成膜速
度で形成することができる また第３の発明では特に、クラスタ発生用レーザー光に
よりターゲットからクラスタ状のスパッタ粒子を発生さ
せ、これをレーザー光により照射された被着体上に堆積
させるようにしたため、ターゲットの組成に近い組成の
超電導体薄膜を容易に得ることができ、更に、レーザー
光の種類によりクラスタの励起状態を容易に制御するこ
とができ、超電導体組成等に応じた細かな制御を達成す
ることができる。
４．３５．４５は被着体く基板）、
４９．５０はレーザー発振器、
２．３２．３３はレーザー光である。
Claims (3)
- （１）気相超電導体セラミックスを発生させ、該超電導
体セラミックスをレーザー光の照射下で被着体上に堆積
させることを特徴とする超電導体薄膜の製造方法。 - （２）クラスタ状の気相超電導体セラミックスを発生さ
せ、該超電導体セラミックスをレーザー光の照射下で被
着体上に堆積させることを特徴とする超電導体薄膜の製
造方法。 - （３）超電導体セラミックスのターゲットにレーザー光
を照射してクラスタ状の気相超電導体セラミックスを発
生させ、該超電導体セラミックスをレーザー光の照射下
で被着体上に堆積させることを特徴とする超電導体薄膜
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31174588A JPH02156074A (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 超電導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31174588A JPH02156074A (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 超電導体薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02156074A true JPH02156074A (ja) | 1990-06-15 |
Family
ID=18020969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31174588A Pending JPH02156074A (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 超電導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02156074A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6338571A (ja) * | 1986-08-04 | 1988-02-19 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 被膜形成方法 |
| JPS63264819A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-11-01 | Hitachi Ltd | 酸化物超伝導体薄膜の形成方法 |
| JPH01309956A (ja) * | 1988-05-09 | 1989-12-14 | Chiyoudendou Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai | 酸化物系超電導体の製造方法 |
-
1988
- 1988-12-09 JP JP31174588A patent/JPH02156074A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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