JPH02209486A - 気相成長装置 - Google Patents
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- JPH02209486A JPH02209486A JP1031572A JP3157289A JPH02209486A JP H02209486 A JPH02209486 A JP H02209486A JP 1031572 A JP1031572 A JP 1031572A JP 3157289 A JP3157289 A JP 3157289A JP H02209486 A JPH02209486 A JP H02209486A
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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】
〔概要〕
本発明は、酸化物超伝導体の薄膜を固体状のガス原料を
用いた気相成長により形成するための製造装置に関し。
用いた気相成長により形成するための製造装置に関し。
固体材料を使用して、原料ガスの交互供給をスムーズに
且つ早く行う装置の開発を目的とし。
且つ早く行う装置の開発を目的とし。
基板を載せる基板保持台と、該基板保持台のまわりに配
置され、各々が相互に気密絶縁されており且つ原料ガス
導入口と気密構造の基板保持台の出入り口を有する複数
個の成長室と、該基板保持台を回転させる手段とを有し 該基板保持台を回転させることにより、該基板が複数個
の該成長室内を順次通過するように構成される。
置され、各々が相互に気密絶縁されており且つ原料ガス
導入口と気密構造の基板保持台の出入り口を有する複数
個の成長室と、該基板保持台を回転させる手段とを有し 該基板保持台を回転させることにより、該基板が複数個
の該成長室内を順次通過するように構成される。
本発明は、液体窒素温度（７７Ｋ）以上の高い臨界温度
（Ｔｃ）を持ったビスマス（タリウム）−ストロンチウ
ム−カルシウム−銅−酸素（Ｂｉ（ＴＩ）−５ｒ−Ｃａ
Ｃｕ−０）系超伝導薄膜、及びイツトリウム（他のラン
タノイドに置換可能）−バリウム−銅−酸素（Ｙ （Ｌ
）−Ｂａ−Ｃｕ−０）系超伝導薄膜を、固体状のガス原
料を用いた気相成長により作成するための成長装置に関
する。
（Ｔｃ）を持ったビスマス（タリウム）−ストロンチウ
ム−カルシウム−銅−酸素（Ｂｉ（ＴＩ）−５ｒ−Ｃａ
Ｃｕ−０）系超伝導薄膜、及びイツトリウム（他のラン
タノイドに置換可能）−バリウム−銅−酸素（Ｙ （Ｌ
）−Ｂａ−Ｃｕ−０）系超伝導薄膜を、固体状のガス原
料を用いた気相成長により作成するための成長装置に関
する。
上記酸化物超伝導物質は、従来用いていた超伝導物質に
ニオブ（Ｎｂ）、窒化ニオブ（ＮｂＮ） 、ニオブ３ゲ
ルマニウム（Ｎｂ３Ｇｅ）等）に比べて高いＴｃを持ち
。
ニオブ（Ｎｂ）、窒化ニオブ（ＮｂＮ） 、ニオブ３ゲ
ルマニウム（Ｎｂ３Ｇｅ）等）に比べて高いＴｃを持ち
。
高価な液体ヘリウムを用いなくとも超伝導が得られると
いう大きな特徴を持っている。
いう大きな特徴を持っている。
又、温度が高くなることにより、取扱も容易になり、よ
り実用に適していると考えられる。
り実用に適していると考えられる。
このような特徴を持った酸化物超伝導体の高品質で良好
な特性を有する薄膜を形成することが出来れば、新たな
超伝導素子、及び従来の半導体素子の配線材料等に利用
できる。
な特性を有する薄膜を形成することが出来れば、新たな
超伝導素子、及び従来の半導体素子の配線材料等に利用
できる。
図において、１３は基板、１４は成長室、１５はガス発
生室、１６は固体ガス原料、１７は酸素ガス供給管１８
は基板、１９は固体ガス原料、２０は反応管、２１はヒ
ーター、２２は弁、２３は基板、２４は成長室、２５は
ガス発生室、２６は固体状のガス原料、２７は酸素ガス
供給管である。
生室、１６は固体ガス原料、１７は酸素ガス供給管１８
は基板、１９は固体ガス原料、２０は反応管、２１はヒ
ーター、２２は弁、２３は基板、２４は成長室、２５は
ガス発生室、２６は固体状のガス原料、２７は酸素ガス
供給管である。
従来、超伝導体の構成元素の原料ガスとして。
固体材料（例えば、ハライド系化合物）を用いるものに
おいては、原料ガスを基板直前（第４図）５或いは、そ
れ以前（第５図）に混合し、基板上に供給する気相成長
装置を用いている。
おいては、原料ガスを基板直前（第４図）５或いは、そ
れ以前（第５図）に混合し、基板上に供給する気相成長
装置を用いている。
即ち、従来例（その１）は第４図に示すように。
基板１３を超伝導体薄膜気相成長装置の成長室１４にセ
ットし、各ガス発生室１５より各固体状のガス原料１７
を加熱して、原料ガスを成長室１４に送り込み各原料ガ
スを混合し、更に酸素ガス供給管１７より導入した酸素
（０□）と反応させて、超伝導薄膜を成長する。
ットし、各ガス発生室１５より各固体状のガス原料１７
を加熱して、原料ガスを成長室１４に送り込み各原料ガ
スを混合し、更に酸素ガス供給管１７より導入した酸素
（０□）と反応させて、超伝導薄膜を成長する。
従来例（その２）は、横型の石英ガラス製等の反応管２
０中に、基板１８と各固体状のガス原料１９をセットし
１各々を所定の温度にヒーター２１で加熱し、キャリア
ガスとして、ヘリウム（Ｈｅ） 、酸化材として、酸素
を送り込み、超伝導体薄膜を成長させる。
０中に、基板１８と各固体状のガス原料１９をセットし
１各々を所定の温度にヒーター２１で加熱し、キャリア
ガスとして、ヘリウム（Ｈｅ） 、酸化材として、酸素
を送り込み、超伝導体薄膜を成長させる。
又、基板２３を収めた単一の成長室２４に送る原料ガス
を、第６図の従来例（その３）に示すように。
を、第６図の従来例（その３）に示すように。
弁２２により切り換え、原料ガスの混合を避け、ガスの
交互供給をする気相成長装置も提案されている。
交互供給をする気相成長装置も提案されている。
以上のように、混合された原料ガスを基板に供給する成
長法においては、原料ガスが基板に達する間に起こる原
料ガス同士の反応が無視できず。
長法においては、原料ガスが基板に達する間に起こる原
料ガス同士の反応が無視できず。
基板上に材料が供給されないという問題が生じ。
仮に供給されてもガス同士の反応が成長条件により変動
し、これにより超伝導薄膜の成長が安定に行えないとい
う問題が生じてしまう。
し、これにより超伝導薄膜の成長が安定に行えないとい
う問題が生じてしまう。
これを解決するためのガスの交互供給を用いた成長装置
においても、弁を切り換える方法では。
においても、弁を切り換える方法では。
成長室内の原料ガスの置換に時間がかかり、超伝導体結
晶の成長に非常に長い時間を要する問題があり、又、化
合物としての成長が出来なくなる問題がある。
晶の成長に非常に長い時間を要する問題があり、又、化
合物としての成長が出来なくなる問題がある。
特に、固体材料を使用する装置においては、その構造上
、動作速度の早い弁を用いることが出来ず、原料ガスの
交互供給を用いて成長を行うのが非常に困難である。
、動作速度の早い弁を用いることが出来ず、原料ガスの
交互供給を用いて成長を行うのが非常に困難である。
本発明は１以上の問題点を解決すべく、固体材料を使用
して、原料ガスの交互供給をスムーズに且つ早く行う装
置の開発を目的とする。
して、原料ガスの交互供給をスムーズに且つ早く行う装
置の開発を目的とする。
第１図は２本発明の原理説明図である。
図において、１は基板、２は回転する基板保持台。
３は他の原料ガスが混入しないように隔壁で密閉され、
単一原料ガスを供給して酸化物超伝導体薄膜を形成する
成長室である。
単一原料ガスを供給して酸化物超伝導体薄膜を形成する
成長室である。
基板保持台２を回転することによって、基板保持台２に
セットし、加熱されている基板１を順々に、他の原料ガ
スが混入しないように気密構造の隔壁を有する各々の成
長室３内の基板保持台２の出入り口を通過させることに
より、基板１への各々の原料ガスの交互供給が繰り返し
行なえ、基板１上に所望の酸化物超伝導体の薄膜が形成
される。
セットし、加熱されている基板１を順々に、他の原料ガ
スが混入しないように気密構造の隔壁を有する各々の成
長室３内の基板保持台２の出入り口を通過させることに
より、基板１への各々の原料ガスの交互供給が繰り返し
行なえ、基板１上に所望の酸化物超伝導体の薄膜が形成
される。
本発明では、第１図の如く、基板保持台を回転すること
により、基板への原料ガスの交互供給を繰り返し、互い
に混入することなく、確実かつ迅速な切替えにより行う
ことができる。
により、基板への原料ガスの交互供給を繰り返し、互い
に混入することなく、確実かつ迅速な切替えにより行う
ことができる。
このため 原料ガスの相互反応を防ぐことができ、安定
した成長を実現できる。
した成長を実現できる。
又、原料ガスの交互供給を、弁を用いることなしに基板
保持台の回転を用いるために、成長室内の原料ガスの置
換を考えなくてよく、固体ガス原料を用いた超伝導薄膜
気相成長装置にも、充分対応することが出来る。
保持台の回転を用いるために、成長室内の原料ガスの置
換を考えなくてよく、固体ガス原料を用いた超伝導薄膜
気相成長装置にも、充分対応することが出来る。
第２図は本発明の一実施例構成図であり、ハライド系固
体ガス原料を用いたＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系の超
伝導薄膜のハライド系気相成長装置の模式平面図である
。
体ガス原料を用いたＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系の超
伝導薄膜のハライド系気相成長装置の模式平面図である
。
図において、４は基板、５は基板をセットし回転する基
板保持台、６は基板保持台出入り口に気密構造の隔壁を
有する成長室、７は固体状のガスを気化させるガス発生
室、８は固体状のガス原料、９は酸化室、１０は酸素供
給管、１１は基板セット室である。
板保持台、６は基板保持台出入り口に気密構造の隔壁を
有する成長室、７は固体状のガスを気化させるガス発生
室、８は固体状のガス原料、９は酸化室、１０は酸素供
給管、１１は基板セット室である。
薄膜成長用の基板４には２例えば酸化マグネシウム（Ｍ
ｇＯ） 、イツトリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）。
ｇＯ） 、イツトリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）。
マグネシアスピネル（ＭｇＡｌ ｚｏ４） ＋チタン酸
ストロンチウム（ＴｉＳｒＯ＋）等Ｂ１−３ｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−０系超伝導体と化学反応を起こさない単結晶基板
を用いる。
ストロンチウム（ＴｉＳｒＯ＋）等Ｂ１−３ｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−０系超伝導体と化学反応を起こさない単結晶基板
を用いる。
基板４は、原料ガスが流れない基板セット室１１で基板
保持台５にセットされる。
保持台５にセットされる。
基板は８５０°Ｃに基板保持台５上でヒーターにより加
熱する。
熱する。
各ガス発生室７に固体状のガス原料８をセットする。各
ガス発生室の温度は、充分な原料ガスの蒸気圧が得られ
るように温度設定する。
ガス発生室の温度は、充分な原料ガスの蒸気圧が得られ
るように温度設定する。
各ガス発生室の固体状のガス原料の種類と温度設定は、
Ａが塩化ビスマス（ＢｉＣｌｓ）で１６０°Ｃ，Ｂが沃
化ストロンチウム（Ｓｒｌｚ）で８２５°Ｃ１Ｃが沃化
カルシウム（ＣａＩｚ）で８００°Ｃ，Ｄが沃化鋼（Ｃ
ｕ Ｉ）で４２５°Ｃである。
Ａが塩化ビスマス（ＢｉＣｌｓ）で１６０°Ｃ，Ｂが沃
化ストロンチウム（Ｓｒｌｚ）で８２５°Ｃ１Ｃが沃化
カルシウム（ＣａＩｚ）で８００°Ｃ，Ｄが沃化鋼（Ｃ
ｕ Ｉ）で４２５°Ｃである。
各ガスは、相互に隔離密閉され、基板保持台の出入り口
に気密構造の隔壁を有する成長室６に送られる。
に気密構造の隔壁を有する成長室６に送られる。
酸化材としての酸素（０□）は、それぞれの成長室６内
に導入して、原料ガスと基板４上で混合する方法もある
が、第２図に示すように、酸化室９を別に設けて、酸素
供給管１０より酸素を導入する方法の方が、原料ガスの
酸化による成長の不安定さを防げる点で良いと考えられ
る。
に導入して、原料ガスと基板４上で混合する方法もある
が、第２図に示すように、酸化室９を別に設けて、酸素
供給管１０より酸素を導入する方法の方が、原料ガスの
酸化による成長の不安定さを防げる点で良いと考えられ
る。
基板保持台５は、 １０ｒｐｍ以上で回転させるが。
高い程３例えば、 ３００ｒ凹程度が良く、均一な超伝
導体の薄膜が形成される。
導体の薄膜が形成される。
尚、成長室６は、基板保持台が通過できるように、気密
構造の細いスリットを設けた隔壁で出入り口を構成し、
常に成長室が正圧となるように。
構造の細いスリットを設けた隔壁で出入り口を構成し、
常に成長室が正圧となるように。
原料ガスの導入量と排出量を調整制御する。又。
成長室の構造によっては、各成長室間をヘリウム等の不
活性気体で満たすこともできる。
活性気体で満たすこともできる。
以上説明したように２本発明によれば、基板保持台を回
転することにより、基板への原料ガスの交互供給が行な
える。
転することにより、基板への原料ガスの交互供給が行な
える。
このため、原料ガスの相互反応を防ぐことが出来、安定
した成長を実現できる。
した成長を実現できる。
原料ガスの交互供給方法としては、単一の成長室に原料
ガスを導入する口に弁を付け、この弁を切り換えるもの
が考えられるが、これでは、成長室内のガス置換に時間
がかかり、薄膜を成長するのさえも長い時間がかかって
しまうとともに、特に第６図に示したような固体状のガ
ス原料を用いる成長方法では、動作速度の早い弁を使用
することは出来ないめ、弁を用いたガスの交互供給その
ものが困難となる。
ガスを導入する口に弁を付け、この弁を切り換えるもの
が考えられるが、これでは、成長室内のガス置換に時間
がかかり、薄膜を成長するのさえも長い時間がかかって
しまうとともに、特に第６図に示したような固体状のガ
ス原料を用いる成長方法では、動作速度の早い弁を使用
することは出来ないめ、弁を用いたガスの交互供給その
ものが困難となる。
しかし２本発明では、原料ガスの交互供給を。
弁を用いることなしに、基板保持台の回転による構造の
ため、成長室内の原料ガスの置換を考えなくてよく、成
長時間を短縮でき、又、固体状のガス原料を用いた超伝
導薄膜製造用の気相成長装置にも、充分対応することが
できる。
ため、成長室内の原料ガスの置換を考えなくてよく、成
長時間を短縮でき、又、固体状のガス原料を用いた超伝
導薄膜製造用の気相成長装置にも、充分対応することが
できる。
又、各元素の組成比を調整するために、従来ガスの供給
量自体を変化させていたのに対して５供給量を一定にし
ておき、単一原料ガスの成長室を基板が通過する時間を
、第３図に、基板が通過する時間を１円周上の弧の長さ
の比で表したように。
量自体を変化させていたのに対して５供給量を一定にし
ておき、単一原料ガスの成長室を基板が通過する時間を
、第３図に、基板が通過する時間を１円周上の弧の長さ
の比で表したように。
増減することによっても、薄膜中の元素の組成比を制御
でき、制御性の向上が図れる。
でき、制御性の向上が図れる。
■は基板。
３は成長室
５は基板保持台
７はガス発生室。
９は酸化室。
１１は基板セット室
２は基板保持台。
４は基板
６は成長室。
８は固体状のガス原料
１０は酸素供給管
第１図は本発明の原理説明図。
第２図は本発明の一実施例の構成図。
第３図は基板が各成長室並びに酸化室を通過すである。
図において。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基板（１）を載せる基板保持台（２）と、該基板保持台
（２）のまわりに配置され、各々が相互に気密絶縁され
ており且つ原料ガス導入口と気密構造の基板保持台（２
）の出入り口を有する複数個の成長室（３）と、該基板
保持台（２）を回転させる手段とを有し、 該基板保持台（２）を回転させることにより、該基板（
１）が複数個の該成長室（３）内を順次通過するように
構成されたことを特徴とする気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1031572A JPH02209486A (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1031572A JPH02209486A (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02209486A true JPH02209486A (ja) | 1990-08-20 |
Family
ID=12334890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1031572A Pending JPH02209486A (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02209486A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007521397A (ja) * | 2003-12-01 | 2007-08-02 | スーパーコンダクター・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | 反応性蒸発による現場での薄膜の生長 |
| JP2011018938A (ja) * | 1998-05-28 | 2011-01-27 | Applied Materials Inc | 半導体処理チャンバのガス分配器 |
-
1989
- 1989-02-10 JP JP1031572A patent/JPH02209486A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011018938A (ja) * | 1998-05-28 | 2011-01-27 | Applied Materials Inc | 半導体処理チャンバのガス分配器 |
| JP2007521397A (ja) * | 2003-12-01 | 2007-08-02 | スーパーコンダクター・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | 反応性蒸発による現場での薄膜の生長 |
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