JPH02160609A - Target for forming oxide superconductor - Google Patents

Target for forming oxide superconductor

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JPH02160609A
JPH02160609A JP63315643A JP31564388A JPH02160609A JP H02160609 A JPH02160609 A JP H02160609A JP 63315643 A JP63315643 A JP 63315643A JP 31564388 A JP31564388 A JP 31564388A JP H02160609 A JPH02160609 A JP H02160609A
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JP
Japan
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target
oxide superconductor
sputtering
superconducting layer
elements
Prior art date
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Pending
Application number
JP63315643A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Usui
俊雄 臼井
Yoshimitsu Ikeno
池野 義光
Tsukasa Kono
河野 宰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHIYOUDENDOU HATSUDEN KANREN KIKI ZAIRYO GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai
Original Assignee
CHIYOUDENDOU HATSUDEN KANREN KIKI ZAIRYO GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai
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Filing date
Publication date
Application filed by CHIYOUDENDOU HATSUDEN KANREN KIKI ZAIRYO GIJUTSU KENKYU KUMIAI, Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai filed Critical CHIYOUDENDOU HATSUDEN KANREN KIKI ZAIRYO GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Abstract

PURPOSE:To enable the formation of a multi-component superconducting layer even with a sputtering or laser-evaporation apparatus which can hold only one target and to facilitate the exchange of target by dividing a target into plural sections and including an element constituting a superconducting layer in each section. CONSTITUTION:For example, a disk-shaped target T1 produced by integrating plural plate sections t1-t3 each having a sector form is used as the target T of a sputtering apparatus 1. The target T1 has a structure divided into 3 sections in a direction crossing the sputtering direction. Each section t1-t3 is formed of one or more kinds of elements or metal elements selected from plural elements constituting an oxide superconductor. For example, in the case of forming a Bi-Sr-Ca-Cu-O superconducting layer, the sections t1, t2 and t3 are made of Bi-Cn alloy, Ca-Cu alloy and Sr-Cn alloy, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野J この発明は、ジョセフソン素子、超電導記憶素子といっ
た超電導デバイスなどとして応用開発が進められている
酸化物超電導体形成用ターゲットに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION INDUSTRIAL APPLICATION J Field of the Invention The present invention relates to a target for forming an oxide superconductor, which is being developed for use in superconducting devices such as Josephson elements and superconducting memory elements.

「従来の技術」 従来、酸化物系の超電導層を形成する方法として、真空
蒸着法、スパッタリング法、レーザ蒸着法、MBE法(
分子線エピタキシー法)、CVD法(化学気相成長法)
、IVD法(イオン気相成長法)などの成膜法が知られ
ている。
"Conventional technology" Conventionally, methods for forming oxide-based superconducting layers include vacuum evaporation, sputtering, laser evaporation, and MBE (
molecular beam epitaxy method), CVD method (chemical vapor deposition method)
, IVD (ion vapor deposition) and other film forming methods are known.

そしてこれらの各種成膜法の中でも、目的とする酸化物
超電導層の組成と同一あるいは近似した組成のターゲッ
トを用い、このターゲットから生じさせた粒子を基材上
に堆積させて成膜するスバックリング法あるいはレーザ
蒸着法が1.均質で特性の良好な酸化物超電導層を形成
できる方法として注目されている。
Among these various film-forming methods, subuckling uses a target with a composition that is the same as or similar to the composition of the target oxide superconducting layer, and deposits particles generated from this target on a base material to form a film. method or laser evaporation method is 1. This method is attracting attention as a method that can form a homogeneous oxide superconducting layer with good characteristics.

スパッタリング法は、蒸着源となるターゲットの近傍に
直交電磁界放電によりプラズマを発生させてターゲット
をスパッタし、スパッタされた粒子を基材上に堆積させ
る技術である。また、レーザ蒸着法は、ターゲットにレ
ーザビームを照射してターゲットの表面部分を蒸発させ
、この蒸発粒子を基材上に堆積させる技術である。
The sputtering method is a technique in which plasma is generated in the vicinity of a target serving as a deposition source by orthogonal electromagnetic discharge, the target is sputtered, and sputtered particles are deposited on a base material. Further, the laser vapor deposition method is a technique in which a target is irradiated with a laser beam to evaporate the surface portion of the target, and the evaporated particles are deposited on a base material.

「発明が解決しようとする課題」 ところで、前記酸化物系の超電導体は、Y−BaCu−
0系、B i−S r−Ca−Cu−0系、あるいはT
IB a−Ca−Cu−0系などのいずれの系であって
も多成分系の材料であり、その組成比がわずかでも異な
るようであると、超電導特性は著しく低下することが知
られている。
"Problems to be Solved by the Invention" By the way, the oxide-based superconductor is Y-BaCu-
0 series, B i-S r-Ca-Cu-0 series, or T
Any system such as the IB a-Ca-Cu-0 system is a multi-component material, and it is known that if the composition ratio differs even slightly, the superconducting properties will deteriorate significantly. .

そこで従来、スパッタ法やレーザ蒸着法においては、目
的の酸化物超電導層の組成に近似した組成、あるいは同
一組成の酸化物ターゲットを形成しておき、この酸化物
ターゲットを用いて成膜するようにしている。
Conventionally, in the sputtering method and laser vapor deposition method, an oxide target with a composition similar to or the same as that of the target oxide superconducting layer is formed, and the film is formed using this oxide target. ing.

ところが、前述のターゲットを用いてスパッタリングを
行った場合であっても、構成元素の融点の差異や蒸気圧
の差異あるいは元素の反応性の差異などに起因して得ら
れた酸化物超電導層が目的の組成から外れることがある
問題があった。
However, even when sputtering is performed using the above-mentioned target, the oxide superconducting layer obtained due to differences in melting points, vapor pressures, or reactivity of the constituent elements cannot be achieved. There was a problem that the composition could deviate from the composition.

このため、酸化物系の超電導層を形成する場合に、各成
分の組成比を厳密にコントロールすることを目的として
、成分元素ごとに複数のターゲットを備えたスパッタリ
ング装置を形成し、複数のターゲットから独自にスパッ
タを行って各ターゲットからのスパッタ量を調節し、目
的の組成に合うような超電導層を形成する装置が用いら
れている。
For this reason, when forming an oxide-based superconducting layer, in order to strictly control the composition ratio of each component, a sputtering device is equipped with multiple targets for each component element, and Equipment is used that performs sputtering independently and adjusts the amount of sputtering from each target to form a superconducting layer that matches the desired composition.

ところがこのようにターゲットを多く用いたスパッタ装
置は、各ターゲット毎にプラズマを発生さける機構が必
要であって装置が複雑化するとともに高価になる問題が
あった。また、1つのスパッタリング装置を用いて多種
類の酸化物超電導層を形成する場合、目的の超電導層の
種類に応じて複数のターゲットを全数交換する必要、が
生じ、スパッタ条件の変更もターゲット毎に個々に行わ
なくてはならず、ターゲットの交換が煩雑でスパッタ条
件の変更も極めて手間がかかる問題があった。
However, a sputtering apparatus using such a large number of targets requires a mechanism for generating plasma for each target, making the apparatus complicated and expensive. Furthermore, when forming multiple types of oxide superconducting layers using one sputtering device, it is necessary to replace all of the multiple targets depending on the type of target superconducting layer, and sputtering conditions must also be changed for each target. This has to be done individually, making it complicated to replace targets and changing sputtering conditions extremely time consuming.

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、タ
ーゲットを1つだけ装着可能なスパッタリング装置ある
いはレーザ蒸着装置を用いた場合であっても多成分系の
酸化物超電導層を形成できるとともに、ターゲットの交
換が容易であってスパッタリング条件あるいは蒸着条件
の変更も容易にすることができるターゲットを提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and even when using a sputtering device or a laser evaporation device that can be equipped with only one target, it is possible to form a multi-component oxide superconducting layer, and It is an object of the present invention to provide a target that can be easily replaced and can also easily change sputtering conditions or vapor deposition conditions.

[課題を解決するための手段」 請求項1に記載した発明は前記課題を解決するため(こ
、゛酸化物超電導体を形成するためのスパッタリング用
ターゲットにおいて、ターゲットを被スパタ方向に交差
する方向に複数に分割してなり、ターゲットの各分割体
を、酸化物超電導体を構成する複数の元素のうち、1種
以上の元素からなる合金、あるいは、酸化物超電導体を
構成する複数の元素のうちの単体金属元素から構成して
なるものである。
[Means for Solving the Problems] The invention set forth in claim 1 solves the above problems (hereinafter, in a sputtering target for forming an oxide superconductor, the target is sputtered in a direction crossing the direction to be sputtered). The target is divided into a plurality of parts, and each divided body is made of an alloy consisting of one or more elements among the plurality of elements constituting the oxide superconductor, or an alloy consisting of one or more elements constituting the oxide superconductor. It is composed of simple metal elements.

請求項21こ記載した発明は前記課題を解決するために
、周回りに回転される円筒状あるいは円柱状のターゲッ
トの周面にレーザを照射してターゲットの周面部分を蒸
発させ、蒸発粒子を基材上に堆積さけて酸化物超電導体
を形成するレーザ蒸着装置用ターゲットにおいて、ター
ゲットを周方向に複数に分割してなり、ターゲットの各
分割体を、前記酸化物超電導体の構成元素の中から選択
された複数の元素の合金、あるいは、酸化物超電導体を
構成する複数の元素のうちの単体金属元素から構成して
なるものである。
[Claim 21] In order to solve the above-mentioned problem, the invention described above irradiates a laser onto the circumferential surface of a circularly rotating cylindrical or columnar target to evaporate the circumferential surface portion of the target to remove evaporated particles. In a target for a laser evaporation device that forms an oxide superconductor by depositing it on a base material, the target is divided into a plurality of parts in the circumferential direction, and each divided part of the target is divided into a number of constituent elements of the oxide superconductor. The oxide superconductor is composed of an alloy of a plurality of elements selected from the above, or a single metal element among the plurality of elements constituting the oxide superconductor.

「作用」 ターゲットを複数に分割してその分割体に各々酸化物超
電導層を形成する元素を含有させているので、このター
ゲットを1つ用いてスパッタリングあるいはレーザ蒸着
することにより、1つのターゲットで多成分系の酸化物
超電導層が生成される。また、この発明のターゲットを
用いることにより1つのターゲットのみ設置できる。構
成のスパッタリング装置あるいはレーザ蒸着装置で多成
分系の酸化物超電導層を生成することが可能になり、装
置の使用効率が向上する。更に、ターゲットを所定の速
度で回転させながら成膜すると、スパッタ量、あるいは
、レーザによる蒸発量が個々の分割体毎に均一になる。
"Operation" The target is divided into multiple parts, each of which contains an element that forms an oxide superconducting layer, so by sputtering or laser evaporation using one target, multiple parts can be deposited using one target. A component-based oxide superconducting layer is produced. Further, by using the target of this invention, only one target can be installed. It becomes possible to generate a multi-component oxide superconducting layer using a sputtering device or a laser evaporation device according to the present invention, and the efficiency of using the device is improved. Furthermore, if the film is formed while rotating the target at a predetermined speed, the amount of sputtering or the amount of evaporation by the laser becomes uniform for each divided body.

更に、スパッタ量とレーザにより蒸発させる量が分割体
毎に異なるようにターゲットを回転さけるならば、形成
する酸化物超電導体の組成比が調整される。
Furthermore, if the target is rotated so that the amount of sputtering and the amount evaporated by the laser differs for each segment, the composition ratio of the oxide superconductor to be formed can be adjusted.

「実施例」 第1図は請求項Iに記載した発明の一実施例のターゲッ
トT、を備えたスパッタリング装置Iを示し、第2図は
ターゲットT、の平面形状を示すもので、この実施例の
ターゲットT1は平面扇型の板状の分割体1..1..
13を一体に接合して円板状に形成されたものである。
"Embodiment" FIG. 1 shows a sputtering apparatus I equipped with a target T according to an embodiment of the invention as set forth in claim I, and FIG. 2 shows a planar shape of the target T. The target T1 is a planar fan-shaped plate-shaped divided body 1. .. 1. ..
13 are joined together to form a disk shape.

なお、このターゲットT、においてその厚さ方向が被ス
パタ方向とされるので、ターゲットT、は被スパタ方向
と交差する方向に(この場合、周回りに)3分割された
構造となっている。
Since the thickness direction of this target T is the direction to be sputtered, the target T has a structure in which it is divided into three parts in a direction intersecting the direction to be sputtered (in this case, circumferentially).

前記ターゲットT、はA −B −Cu−0(ただしA
は、Yなどの周期律表111a族元素とBiとTIのう
ち1種以上を示し、BはBa、Sr、Caなどの周期律
表■a族元素のうち1種以上を示す。)系の酸化物超電
導層をスパッタリング法で形成する場合に使用するため
のものであるので、ターゲットT1には目的の組成の超
電導層を形成するために必要な元素を含有させる必要が
ある。
The target T is A-B-Cu-0 (However, A
represents one or more of the group 111a elements of the periodic table such as Y, Bi, and TI, and B represents one or more of the elements of group IIa of the periodic table such as Ba, Sr, and Ca. ) type oxide superconducting layer by sputtering, the target T1 needs to contain elements necessary to form a superconducting layer having the desired composition.

そこでY −B a−Cu−0系の超電導層を形成する
場合には、例えば分割体1.をBa−Cu合金から形成
し、分割体t、をB a−Cu合金から形成し、分割体
t、をY−Cu合金から形成する。また、B i−S 
rCa−Cu−0系の超電導層を形成する場合には、例
えば、分割体t、をB1−Cu合金から、分割体t、を
Ca−Cu合金から、分割体t3を5r−Cu合金から
各々形成する。更に、T iB a−Ca−Cu−0系
の超電導層を形成する場合には、例えば分割体t、をT
lCu合金から、分割体t、をCa−Cu合金から、分
割体t、をB a−Cu合金から形成する。
Therefore, when forming a Y-B a-Cu-0 based superconducting layer, for example, the divided body 1. is formed from a Ba-Cu alloy, the divided body t is formed from a Ba-Cu alloy, and the divided body t is formed from a Y-Cu alloy. Also, B i-S
When forming an rCa-Cu-0 based superconducting layer, for example, the segment t is made from a B1-Cu alloy, the segment t is made from a Ca-Cu alloy, and the segment t3 is made from a 5r-Cu alloy. Form. Furthermore, when forming a T iB a-Ca-Cu-0 based superconducting layer, for example, the divided body t is
A split body t is formed from a Ca-Cu alloy, and a split body t is formed from a Ba-Cu alloy.

以上のように形成されたターゲットT、は、第1図に示
すようにスパッタリング装置1に装着されて超電導層を
生成するために使用される。
The target T formed as described above is mounted on a sputtering apparatus 1 as shown in FIG. 1 and used to generate a superconducting layer.

第1図に示すスパッタリング装置lは、基板Aを保持す
る基板ホルダ2と、この基板ホルダ2に所定間隔をもっ
て対向するように設置されたターゲットT1を備えて構
成され、基板ホルダ2とターゲットT1に接続されたバ
イアス電源6により基板ホルダ2とターゲットT、との
間の空間に電場と磁場を発生できるようになっている。
The sputtering apparatus 1 shown in FIG. 1 is comprised of a substrate holder 2 that holds a substrate A, and a target T1 that is installed to face the substrate holder 2 with a predetermined distance between the substrate holder 2 and the target T1. An electric field and a magnetic field can be generated in the space between the substrate holder 2 and the target T by the connected bias power supply 6.

また、前記基板ホルダ2とターゲットT+はいずれも第
1図の矢印a方向に正逆回転自在に設けられ、基板Aあ
るいはターゲットT1を各々の中心軸回りに正逆回転で
きるようになっている。更に、前記基板ホルダ2とター
ゲットT1を囲む空間は共に真空排気装置とガス供給源
に接続された容器により囲まれていて、両者の間の空間
はアルゴンガス等からなるガス雰囲気あるいは酸素を含
む不活性ガス雰囲気にできるようになっている。なお、
前記基板Aは基板ホルダ2に取り付けられた図示路のヒ
ータによって基板Aを成膜に適した温度に加熱できるよ
うになっている。なおまた、第1図に符号3で示すもの
は、基板Aに向けてイオン状酸素、原子状酸素、分子状
酸素などをビーム状に照射することができるイオンガン
である。
Further, both the substrate holder 2 and the target T+ are provided so as to be rotatable forward and backward in the direction of the arrow a in FIG. 1, so that the substrate A or the target T1 can be rotated forward and backward about their respective central axes. Further, the space surrounding the substrate holder 2 and the target T1 are both surrounded by a vacuum exhaust device and a container connected to a gas supply source, and the space between them is filled with a gas atmosphere consisting of argon gas or the like or a non-containing gas atmosphere containing oxygen. It is designed to create an active gas atmosphere. In addition,
The substrate A can be heated to a temperature suitable for film formation by a heater along the illustrated path attached to the substrate holder 2. Furthermore, what is indicated by the reference numeral 3 in FIG. 1 is an ion gun that can irradiate the substrate A with ionic oxygen, atomic oxygen, molecular oxygen, etc. in the form of a beam.

前記基板Aに超電導層を形成するには、基板ホルダ2に
保持された基板Aを成膜に適切な温度にヒータで加熱す
るとともに基板Aにイオンガン3から酸素イオン等を照
射する。そして更に、スパッタリング装置lを作動させ
て基板ホルダ2とターゲットT1との間の空間に電場と
磁場を発生さけてこれによりイオン化させたアルゴンを
ターゲットT、に衝突させてターゲットT、の構成原子
をスパッタする。このスパッタにより基板A上にターゲ
ットT、の構成原子を堆積させて酸化物超電導層を生成
させることができる。モして成膜と同時に雰囲気中の酸
素から、更にはイオンガン3による酸素の照射により酸
化物超電導層に酸素が供給される。なお、成膜時にはタ
ーゲットT、を第1図の矢印a方向に所定の速度で回転
させる。この回転によりターゲットT、を構成する分割
体1..11゜tsが均一にスパッタされるとともに、
ターゲットT1を構成する原子が均一にスパッタされて
基板Aには酸化物超電導層を形成するために必要十分な
量の原子が所定の割合でスパッタされて堆積される。従
って組成の整った均質な酸化物超電導層を基板A上に生
成させることができる。
To form a superconducting layer on the substrate A, the substrate A held on the substrate holder 2 is heated with a heater to a temperature suitable for film formation, and the substrate A is irradiated with oxygen ions or the like from the ion gun 3. Furthermore, the sputtering device 1 is operated to generate an electric field and a magnetic field in the space between the substrate holder 2 and the target T1, and the ionized argon is caused to collide with the target T, thereby destroying the constituent atoms of the target T. Spatter. By this sputtering, constituent atoms of the target T can be deposited on the substrate A to generate an oxide superconducting layer. At the same time as the film is formed, oxygen is supplied to the oxide superconducting layer from oxygen in the atmosphere and further by irradiation with oxygen from the ion gun 3. Note that during film formation, the target T is rotated at a predetermined speed in the direction of arrow a in FIG. Due to this rotation, the divided body 1. which constitutes the target T. .. 11°ts is sputtered uniformly,
The atoms constituting the target T1 are uniformly sputtered, and a sufficient amount of atoms necessary and sufficient to form an oxide superconducting layer are sputtered and deposited on the substrate A at a predetermined ratio. Therefore, a homogeneous oxide superconducting layer with a uniform composition can be formed on the substrate A.

なお、ターゲットT、の回転速度を変化さけるならば、
分割体t+、tt、t3のスパッタ量を変えることがで
き、酸化物超電導層の組成を微妙にコントロールするこ
ともできる。
Furthermore, if we avoid changing the rotational speed of target T,
The amount of sputtering of the divided bodies t+, tt, and t3 can be changed, and the composition of the oxide superconducting layer can also be delicately controlled.

ここで請求項1に記載した発明のターゲットは、被スペ
ック方向に交差する方向に複数に分割されていれば良い
ので、種々の分割状態をとることができる。例えば、第
3図に示すようにターゲットT、を半円板状の分割体t
+、tsから構成することも可能であり、第4図に示す
如くターゲットT、を周回りに6分割して分割体to、
、t7.ts、t、、t、o、t、。
Here, the target of the invention described in claim 1 only needs to be divided into a plurality of parts in a direction intersecting the direction to be specified, so that it can take various divided states. For example, as shown in FIG.
+, ts, and as shown in FIG.
, t7. ts,t,,t,o,t,.

から構成しても良いし、第5図に示すように同心円状に
分割して分割体j 1ffi+tl5.t+4から構成
してら良いし、第6図に示すように同心円状に分割した
上に直径に沿って更に2分割して合計6つの分割体L+
6.L+s、j+7.j+s、L+*、t、。から構成
しても良い。
Alternatively, as shown in FIG. 5, it may be divided concentrically into divided bodies j1ffi+tl5. t+4, and as shown in Fig. 6, it is divided concentrically and further divided into two along the diameter, resulting in a total of six divided bodies L+.
6. L+s, j+7. j+s, L+*, t,. It may be composed of

第7図は請求項2に記載した発明の一実施例のターゲッ
トT6を備えたレーザ蒸着装置IOを示し、第8図はタ
ーゲットT6を示す乙ので、この実施例のターゲット’
r、は断面扇型環状体状の分割体L++t2!+L23
を一体に接合して円筒状に形成されたものである。なお
、このターゲットT6においてその周面にレーザが照射
されるので、ターゲットT8は周回りに3分割された構
造となっている。
FIG. 7 shows a laser vapor deposition apparatus IO equipped with a target T6 according to an embodiment of the invention described in claim 2, and FIG. 8 shows a target T6.
r is a divided body L++t2 with a fan-shaped annular cross section! +L23
It is formed into a cylindrical shape by joining them together. Note that since the laser is irradiated onto the peripheral surface of the target T6, the target T8 has a structure in which the circumference is divided into three parts.

面記ターゲットT6を構成する各分割体L21.t22
tt3は先に説明した実施例の分割体t1.tt、t3
と同等の材料から構成されている。
Each divided body L21 . t22
tt3 is the divided body t1. of the embodiment described above. tt, t3
Constructed from materials equivalent to.

第7図に示すレーザ蒸着装置IOは、蒸着処理室11を
有し、この蒸着処理室IIは図示略の真空排気装置に排
気孔I2を介して接続されて内部を真空引きできるよう
になっている。また、この蒸着処理室ll内には、図示
しない基板固定部材に着脱可能に固定されて中心軸回り
に回転自在に保持されたターゲットT6とこのターゲッ
トT6を予熱するための予熱ヒータ14と、後述する基
材25を加熱するための補助ヒータ15が配置されてい
る。
The laser evaporation apparatus IO shown in FIG. 7 has a evaporation processing chamber 11, and this evaporation processing chamber II is connected to a vacuum evacuation device (not shown) via an evacuation hole I2 so that the inside can be evacuated. There is. Further, in this vapor deposition processing chamber 11, there are a target T6 which is removably fixed to a substrate fixing member (not shown) and rotatably held around a central axis, a preheating heater 14 for preheating this target T6, and a preheating heater 14 which will be described later. An auxiliary heater 15 is arranged to heat the base material 25 to be heated.

予熱ヒータ!4は、レーザビームによりターゲットT、
への部分的な集中加熱によってターゲットT、に熱破壊
が生じることを防止するために、ターゲットT、全体を
数100℃に予熱するとともに、予熱によってターゲッ
トTllの外周面を均一に蒸発させるためのものである
。補助ヒータ15は後述する基材25の下方に配置され
てこれを加熱するものである。
Preheat heater! 4, the target T,
In order to prevent thermal damage to the target T due to partial concentrated heating of the target T, the entire target T is preheated to several hundred degrees Celsius. It is something. The auxiliary heater 15 is arranged below a base material 25, which will be described later, and heats it.

また1、蒸着処理室11の側方には、レーザ装置17お
よび集光レンズ18が配置されていて、レンズ装置17
が発生させたレーザビームを蒸着処理室11の側壁に取
り付けられた透明窓!9介して前記ターゲットToに集
光できるようになっている。
Further, 1. A laser device 17 and a condensing lens 18 are arranged on the side of the vapor deposition processing chamber 11.
The laser beam generated by the transparent window attached to the side wall of the vapor deposition processing chamber 11! 9, the light can be focused on the target To.

更に、前記蒸着処理室11の両側には、この蒸着処置室
11に、通過孔20を介して接続された送出室21と巻
取室22が配置されている。
Further, on both sides of the vapor deposition chamber 11, a delivery chamber 21 and a winding chamber 22 are arranged, which are connected to the vapor deposition chamber 11 through a passage hole 20.

前記送出室2Iには送出装置23が、巻取室22には巻
取装置24が各々設けられ、送出装置23から繰り出し
たテープ状の基材25を蒸着処理室11の予備ヒータ1
5とターゲットT、の間に送り、次いで巻取室22で巻
き取ることができるようになっている。なお、送出室2
1と巻取室22はそれぞれ排気孔26を介して真空排気
装置に接続されている。また、第7図に符号27で示す
ものは、質量分析計であり、この質量分析計27はスリ
ットと組み合わせた固定イオンコレクター電極を使用し
、ターゲットT8側に向けられた測定部28によりイオ
ンを電気的に検出する分析計であり、成膜時において、
レーザビームを照射してターゲットT8の一部を蒸発さ
せた際に、蒸発成分の組成を分析するものである。
The delivery chamber 2I is provided with a delivery device 23, and the take-up chamber 22 is provided with a winding device 24.
5 and target T, and then can be wound up in the winding chamber 22. In addition, delivery chamber 2
1 and the winding chamber 22 are each connected to a vacuum evacuation device via an exhaust hole 26. Moreover, what is shown by the reference numeral 27 in FIG. 7 is a mass spectrometer, and this mass spectrometer 27 uses a fixed ion collector electrode combined with a slit, and collects ions by a measuring section 28 directed toward the target T8. It is an analyzer that detects electrically, and during film formation,
When a portion of the target T8 is evaporated by irradiation with a laser beam, the composition of the evaporated components is analyzed.

次に前記レーザ蒸着装置を用いて酸化物超電導層を形成
する場合について説明する。
Next, a case will be described in which an oxide superconducting layer is formed using the laser evaporation apparatus.

ターゲブl’Teを第7図に示す位置に設置し、更に予
熱ヒータ14でターゲットT8を加熱する。
The target T8 is placed in the position shown in FIG. 7, and the preheater 14 is used to heat the target T8.

次いで真空排気装置により蒸着処理室11と送出室21
と巻取室22を排気して真空雰囲気とする。
Next, the vapor deposition chamber 11 and the delivery chamber 21 are vacuum-exhausted.
The winding chamber 22 is evacuated to create a vacuum atmosphere.

続いてターゲットT6を回転させるとともに、基材25
を移動さ什て蒸着処理室11に順次送り込み、レーザ装
置17から発したレーザビームをターゲットT8に照射
してターゲットT8の表面を蒸発させて蒸発粒子を生じ
させ、この蒸発粒子を基材25上に堆積させる。
Subsequently, while rotating the target T6, the base material 25
The target T8 is irradiated with a laser beam emitted from the laser device 17 to evaporate the surface of the target T8 to generate evaporated particles, and the evaporated particles are deposited on the base material 25. to be deposited.

回転しているターゲットT6の周面に照射されたレーザ
ビームは、分割体tt++t!t、tt3の周面を順次
加熱して蒸発させるので、基材25には分割体L2++
Lt*、Lt3を構成する元素が堆積されて酸化物超電
導層が堆積される。ここでターゲット’reの回転数を
適宜調節するならば、蒸発粒子を均一化して均質な粒子
の堆積を行うことができる。また、質量分析計6により
連続的にあるいは断続的に蒸着粒子の組成を測定し、こ
の測定結果を基にレーザビームの出力とターゲットT、
の回転数を調節するようにして目的の組成の酸化物超電
導層を生成させるようにすることが好ましく、このよう
にすることにより組成の整った特性の優れた酸化物超電
導層を形成することができる。
The laser beam irradiated onto the circumferential surface of the rotating target T6 is transmitted to the divided body tt++t! Since the peripheral surfaces of t and tt3 are sequentially heated and evaporated, the divided body L2++ is attached to the base material 25.
Elements constituting Lt* and Lt3 are deposited to form an oxide superconducting layer. Here, if the rotation speed of the target 're is appropriately adjusted, the evaporated particles can be made uniform and uniform particles can be deposited. In addition, the composition of the deposited particles is measured continuously or intermittently using a mass spectrometer 6, and based on the measurement results, the output of the laser beam and the target T,
It is preferable to generate an oxide superconducting layer having a desired composition by adjusting the rotation speed of the oxide superconducting layer, and by doing so, it is possible to form an oxide superconducting layer with a uniform composition and excellent properties. can.

なお、ターゲットは周回りに複数に分割すれば良いので
、この例のように3分割ではなく、第9図に示すように
12分割でも差し支えない。
Incidentally, since the target may be divided into a plurality of parts around the circumference, it may be divided into 12 parts as shown in FIG. 9 instead of 3 parts as in this example.

「発明の効果」 以上説明したように本発明は、ターゲットを複数に分割
してその分割体に各々酸化物超電導層を形成する元素を
含有さけているので、このターゲットを1つ用いてスパ
ッタリングあるいはレーザ蒸着することにより、1つの
ターゲットを用いて多成分系の酸化物超電導層を生成さ
せることができる。従って1つのターゲットのみ設置で
きる構成のスパッタリング装置あるいはレーザ蒸着装置
で多成分系の酸化物超電導層を生成することが可能にな
り、装置の使用効率が向上する。また、各酸化物超電導
体の構成元素を含む各分割体の大きさの比率を酸化物超
電導層の組成に合うように適宜調節してターゲットを形
成するならば、酸化物超電導層の組成を調節することが
できる。
"Effects of the Invention" As explained above, the present invention divides the target into a plurality of parts and avoids containing elements that form an oxide superconducting layer in each of the divided parts, so sputtering or By laser deposition, a multi-component oxide superconducting layer can be produced using one target. Therefore, it becomes possible to generate a multi-component oxide superconducting layer using a sputtering apparatus or a laser evaporation apparatus configured to install only one target, and the efficiency of use of the apparatus is improved. Furthermore, if the target is formed by appropriately adjusting the size ratio of each segment containing the constituent elements of each oxide superconductor to match the composition of the oxide superconductor layer, the composition of the oxide superconductor layer can be adjusted. can do.

更に、ターゲットをスパッタリング装置あるいはレーザ
蒸着装置にセットして所定の速度で回転させながら成膜
することにより、スパッタ量、あるいは、レーザによる
蒸発量を個々の分割体毎に均一にすることができるので
、均一な組成の酸化物超電導層を形成することができろ
Furthermore, by setting the target in a sputtering device or laser evaporation device and forming a film while rotating it at a predetermined speed, the amount of sputtering or the amount of evaporation by the laser can be made uniform for each segment. , it is possible to form an oxide superconducting layer with a uniform composition.

また、スパッタ量とレーザにより蒸発させる量が分割体
毎に異なるようにターゲットを回転させるならば、形成
する酸化物超電導体の組成比を調整することができる。
Further, if the target is rotated so that the amount of sputtering and the amount evaporated by the laser differ for each segment, the composition ratio of the oxide superconductor to be formed can be adjusted.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は請求項1に記載した発明の一実施例のターゲッ
トを備えたスパッタリング装置の構成図、第2図は面記
ターゲットの平面図、第3図はターゲットの第2の実施
例を示す平面図、第4図はターゲットの第3の実施例を
示す平面図、第5図はターゲットの第4の実施例を示す
平面図、第6図はターゲットの第5の実施例を示す平面
図、第7図は請求項2に記載した発明の一実施例のター
ゲットを備えたレーザ蒸着装置の構成図、第8図は同タ
ーゲットの斜視図、第9図はターゲットの第2の実施例
を示す平面図である。 1・・・スパッタ装置、A・・・基板、TI−T?−・
・ターゲット、t、〜tt3・・・分割体、lO・・・
レーザ蒸着装置、11・・・蒸着処理室、17・・・レ
ーザ装置、25・・・基材。
FIG. 1 is a block diagram of a sputtering apparatus equipped with a target according to an embodiment of the invention as set forth in claim 1, FIG. 2 is a plan view of a surface target, and FIG. 3 is a second embodiment of the target. A plan view, FIG. 4 is a plan view showing a third embodiment of the target, FIG. 5 is a plan view showing the fourth embodiment of the target, and FIG. 6 is a plan view showing the fifth embodiment of the target. , FIG. 7 is a block diagram of a laser evaporation apparatus equipped with a target according to an embodiment of the invention described in claim 2, FIG. 8 is a perspective view of the same target, and FIG. 9 is a diagram showing a second embodiment of the target. FIG. 1...Sputtering equipment, A...Substrate, TI-T? −・
・Target, t, ~tt3...divided body, lO...
Laser deposition device, 11... Vapor deposition processing chamber, 17... Laser device, 25... Base material.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)酸化物超電導体を形成するためのスパッタリング
用ターゲットにおいて、ターゲットが被スパタ方向に交
差する方向に複数に分割されてなり、ターゲットの各分
割体が、酸化物超電導体を構成する複数の元素のうち、
1種以上の元素からなる合金、あるいは酸化物超電導体
を構成する複数の元素のうちの単体金属元素からなるこ
とを特徴とする酸化物超電導体形成用ターゲット。
(1) In a sputtering target for forming an oxide superconductor, the target is divided into a plurality of parts in a direction crossing the direction to be sputtered, and each divided part of the target is divided into a plurality of parts constituting the oxide superconductor. Among the elements,
A target for forming an oxide superconductor, characterized in that it is made of an alloy consisting of one or more types of elements, or a single metal element among a plurality of elements constituting the oxide superconductor.
(2)周回りに回転される円筒状あるいは円柱状のター
ゲットの周面にレーザを照射してターゲットの周面部分
を蒸発させ、蒸発粒子を基材上に堆積させて酸化物超電
導体を形成するレーザ蒸着装置用ターゲットにおいて、
ターゲットが周方向に複数に分割されてなり、ターゲッ
トの各分割体が、前記酸化物超電導体の構成元素の中か
ら選択された複数の元素の合金、あるいは、酸化物超電
導体を構成する複数の元素のうちの単体金属元素からな
ることを特徴とする酸化物超電導体形成用ターゲット。
(2) A laser is irradiated onto the circumferential surface of a cylindrical or columnar target that is rotated around the circumference to evaporate the circumferential surface of the target, and the evaporated particles are deposited on the base material to form an oxide superconductor. In the target for laser evaporation equipment,
The target is divided into a plurality of parts in the circumferential direction, and each divided part of the target is made of an alloy of a plurality of elements selected from among the constituent elements of the oxide superconductor, or an alloy of a plurality of elements constituting the oxide superconductor. A target for forming an oxide superconductor characterized by being composed of a single metal element among the elements.
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KR20170003595U (en) * 2016-04-07 2017-10-17 오르보테크 엘티디. Packaged assembly of donor elements and donor handling device therefore

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