JPH0240811A - 高温超伝導セラミック薄膜の形成方法 - Google Patents
高温超伝導セラミック薄膜の形成方法Info
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- JPH0240811A JPH0240811A JP63190146A JP19014688A JPH0240811A JP H0240811 A JPH0240811 A JP H0240811A JP 63190146 A JP63190146 A JP 63190146A JP 19014688 A JP19014688 A JP 19014688A JP H0240811 A JPH0240811 A JP H0240811A
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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」
本発明は高温超伝導セラミック、特にＹ＋Ｂａ２Ｃｕ３
０ｙ−δよりなる超伝導体薄膜をＲＦマグネトロンヌパ
ッタリング法により基板上に形成する方法に関するもの
である。
０ｙ−δよりなる超伝導体薄膜をＲＦマグネトロンヌパ
ッタリング法により基板上に形成する方法に関するもの
である。
「従来技術」
ＹＢ ａ２ Ｃｕ３０ｙ−δ超伝導セラミックは約９０
にの高い臨界温度を示し、かかる超伝導体を薄膜化する
ことによってエレクトロニクス分野への応用展開が期待
されているところである。
にの高い臨界温度を示し、かかる超伝導体を薄膜化する
ことによってエレクトロニクス分野への応用展開が期待
されているところである。
前記高温超伝導セラミック体膜の形成は一般にＲＦマグ
ネトロンスパッタリング法が利用されている。
ネトロンスパッタリング法が利用されている。
これＨＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０より成るセラミック体をター
ゲットとし、その内部に磁石を装着させたものと、その
上位置に対向配置したＭｇＯ１Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓ等
の単結晶よりなる基板とを真空チャンバー内に収納し、
前記ターゲットと基板間に高周波電源からの電圧を印加
して放電を生じさせる。この時、発生したプラズマは磁
石の磁界ニヨり収束され、密度の高いプラズマとなり、
そのスパッタガスイオンがターゲットの表面に衝、突す
る。その結果、ターゲット表面より超伝導物質がスパッ
タされて対向する基板の表面に高速度で被着し所定厚の
高温超伝導薄膜を形成するものである。
ゲットとし、その内部に磁石を装着させたものと、その
上位置に対向配置したＭｇＯ１Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓ等
の単結晶よりなる基板とを真空チャンバー内に収納し、
前記ターゲットと基板間に高周波電源からの電圧を印加
して放電を生じさせる。この時、発生したプラズマは磁
石の磁界ニヨり収束され、密度の高いプラズマとなり、
そのスパッタガスイオンがターゲットの表面に衝、突す
る。その結果、ターゲット表面より超伝導物質がスパッ
タされて対向する基板の表面に高速度で被着し所定厚の
高温超伝導薄膜を形成するものである。
このＲＦマグネトロンスパッタリング法によれば、一般
のスパッタリング法や蒸着法に比し成膜堆積速度が高速
であるため生産性に優れる利点がある。
のスパッタリング法や蒸着法に比し成膜堆積速度が高速
であるため生産性に優れる利点がある。
「発明が解決しようとする問題点」
ところで、上記のようなＲＦマグネトロンスパッタリン
グ法により形成した超伝導薄膜は、均一かつ安定し之膜
が得られないという問題があった。
グ法により形成した超伝導薄膜は、均一かつ安定し之膜
が得られないという問題があった。
即ち、高周波電圧の印加によりターゲット表面から電子
が高速で飛び出し基板表面に衝突して基板温度を上昇す
る。その結果、基板と超伝導膜との間に相互拡散を生じ
、両者の境界層が異質化し、かつ酸素欠損を生じるため
臨界温度、臨界電流密度等の超伝導特性が劣化し、また
均一な厚みの薄膜が得られないということである。
が高速で飛び出し基板表面に衝突して基板温度を上昇す
る。その結果、基板と超伝導膜との間に相互拡散を生じ
、両者の境界層が異質化し、かつ酸素欠損を生じるため
臨界温度、臨界電流密度等の超伝導特性が劣化し、また
均一な厚みの薄膜が得られないということである。
一方、得られ几超伝導薄膜の組成は必ずしもターゲット
の組成と一致しないことが多いためターゲットの組成決
定が回置であるという問題点もあった。これは主として
、基板上に成長しり膜の再蒸＠（逆スパツタリング）の
ためと考えられる。
の組成と一致しないことが多いためターゲットの組成決
定が回置であるという問題点もあった。これは主として
、基板上に成長しり膜の再蒸＠（逆スパツタリング）の
ためと考えられる。
「問題点を解決する之めの手段」
本発明は真空チャンバー内において、基板とターゲット
との間に、負電極に接続されたグリッドを挿入配置した
ことを特徴とするものである。
との間に、負電極に接続されたグリッドを挿入配置した
ことを特徴とするものである。
「作用」
ターゲットの表面より飛来する成子はグリッドの負電位
による電気的な斥力を受けてターゲット側に押し戻され
るので基板への電子衝突が抑制され、基板温度の上昇を
防止することになる。さらに負電位のグリッド挿入によ
り基板表面を活性なプラズマ領域から隔離することにな
り、成長し次薄膜の逆スパツタリングを防ぐことができ
る。
による電気的な斥力を受けてターゲット側に押し戻され
るので基板への電子衝突が抑制され、基板温度の上昇を
防止することになる。さらに負電位のグリッド挿入によ
り基板表面を活性なプラズマ領域から隔離することにな
り、成長し次薄膜の逆スパツタリングを防ぐことができ
る。
「実施例」
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明に利用するＲＦマグネトロンスパッタリ
ング装置を概略的に示し次もので、１はヌバッタ放電ガ
スの注入口１ａと真空排気口１ｂとを備えた真空チャン
バー ２は該チャンパー１内の下位に配置され次高温超
伝導セラミック体よりなるターゲットで、磁石８が内蔵
され次ターゲット支持板４により保持されている。５は
同じくチャンバー１内の上位にてターゲット２と所定の
間隔を介して対峙させｆｃ Ｍｇ（ＩＳｒＴｉ０３等の
単結晶よりなる基板で、基板支持板６によって保持され
ている。７は高周波電源で、前記ターゲット２と基板５
との間にマツチング回路８を介して所定の高周波電圧を
印加するように接続されている。ここまでの構成は従来
装置と同じものである。次に９は前記真空チャンバー１
内にてターゲット２と基板６との間に挿入配置し友メツ
シュ状のグリッド、１０は直流電源で、その負極側を前
記グリッド９に接続し、正極を接地している。
ング装置を概略的に示し次もので、１はヌバッタ放電ガ
スの注入口１ａと真空排気口１ｂとを備えた真空チャン
バー ２は該チャンパー１内の下位に配置され次高温超
伝導セラミック体よりなるターゲットで、磁石８が内蔵
され次ターゲット支持板４により保持されている。５は
同じくチャンバー１内の上位にてターゲット２と所定の
間隔を介して対峙させｆｃ Ｍｇ（ＩＳｒＴｉ０３等の
単結晶よりなる基板で、基板支持板６によって保持され
ている。７は高周波電源で、前記ターゲット２と基板５
との間にマツチング回路８を介して所定の高周波電圧を
印加するように接続されている。ここまでの構成は従来
装置と同じものである。次に９は前記真空チャンバー１
内にてターゲット２と基板６との間に挿入配置し友メツ
シュ状のグリッド、１０は直流電源で、その負極側を前
記グリッド９に接続し、正極を接地している。
いま、ターゲット２として、Ｙ 、 Ｂａ 、 Ｃｕ
。
。
０で構成されるセラミック体を用い、また基板５として
ＭｇＯ単結晶を用いてそれぞれ真空チャンバー１内にセ
ットし、該チャンバー１内の真空度を２Ｘ１０Ｔｏｒｒ
程度になるよう排気口１ｂより排気するとともにアルゴ
ン（Ａｒ ）と酸素（０２）の混合ガス（混合比０２：
２０〜８０％）を注入口１ａより導入する。
ＭｇＯ単結晶を用いてそれぞれ真空チャンバー１内にセ
ットし、該チャンバー１内の真空度を２Ｘ１０Ｔｏｒｒ
程度になるよう排気口１ｂより排気するとともにアルゴ
ン（Ａｒ ）と酸素（０２）の混合ガス（混合比０２：
２０〜８０％）を注入口１ａより導入する。
次に直流電源１０より数十ボルトの負電圧をグリッド９
に印加し、続いて高周波電源７より１８．５６ＭＨｚ、
電圧２ＫＶ、’ｒＫ力１５０Ｗの高周波電圧をマツチ
ング回路８を介してターゲット２と基板５との間に印加
してスパッタリングを行った処、均質なＹ−Ｂａ−Ｃｕ
−０薄膜が被着形成された。この時のＭｇＯ基板温度は
約５５０°Ｃであり、その表面上に被着される薄膜の成
長速度は７０人／分であっ交。
に印加し、続いて高周波電源７より１８．５６ＭＨｚ、
電圧２ＫＶ、’ｒＫ力１５０Ｗの高周波電圧をマツチ
ング回路８を介してターゲット２と基板５との間に印加
してスパッタリングを行った処、均質なＹ−Ｂａ−Ｃｕ
−０薄膜が被着形成された。この時のＭｇＯ基板温度は
約５５０°Ｃであり、その表面上に被着される薄膜の成
長速度は７０人／分であっ交。
ところで前記スパッタリングに際しターゲット２より上
方の基板５表面に向かって電子が高速で飛散し基板５に
衝突しようとするが、直流電源１０の負極に接続された
グリッド９により電気的な斥力を受けてターゲット２側
に押゛し戻され基板５には電気的中性のスパッタ粒子の
みが衝突するだけであるから、基板温度の上昇および逆
スパツタリングが抑制され、前記のように低い基板温度
での膜付けが可能となる。
方の基板５表面に向かって電子が高速で飛散し基板５に
衝突しようとするが、直流電源１０の負極に接続された
グリッド９により電気的な斥力を受けてターゲット２側
に押゛し戻され基板５には電気的中性のスパッタ粒子の
みが衝突するだけであるから、基板温度の上昇および逆
スパツタリングが抑制され、前記のように低い基板温度
での膜付けが可能となる。
このようにＭｇＯ基板表面に形成したＹ−Ｂａ−Ｃｕ−
０薄膜について超伝導特性を測定した結果、約８８にの
転移開始温度と約５０にの転移終了温度が得られた。
０薄膜について超伝導特性を測定した結果、約８８にの
転移開始温度と約５０にの転移終了温度が得られた。
なお、比較のためグリッド９を直流電源１０の正極側に
接続しｔ場合、またグリッド９を使用しない場合につい
て実験したが、本発明のような効果は全く認められず、
基板温度の上昇を防止することができなかった。
接続しｔ場合、またグリッド９を使用しない場合につい
て実験したが、本発明のような効果は全く認められず、
基板温度の上昇を防止することができなかった。
また、上側はＹ＋Ｂａ３ＣｕｓＯｘをターゲットに用い
たが、これに限定されるものでなく、ＹがＣｅ 、 Ｐ
ｒ 、 Ｐｍ 、 Ｔｂ以外のランタニド（Ｌ）系元素
で置換され＆Ｌ−Ｂａ−Ｃｕ−０等他の高温超伝導セラ
ミックの薄膜化にも本発明を適用し得るものである。
たが、これに限定されるものでなく、ＹがＣｅ 、 Ｐ
ｒ 、 Ｐｍ 、 Ｔｂ以外のランタニド（Ｌ）系元素
で置換され＆Ｌ−Ｂａ−Ｃｕ−０等他の高温超伝導セラ
ミックの薄膜化にも本発明を適用し得るものである。
「効果」
以上の通り、本発明の薄膜形成法によれば、ターゲット
と基板の間に負電位に保持されたグリッドを挿入すると
いう簡単な手段により基板温度の上昇を抑制し、低い基
板温度で薄膜を形成できるため基板と薄膜間の相互拡散
を確実に防止し、均一で安定した超伝導膜を形成できる
という利点がある。
と基板の間に負電位に保持されたグリッドを挿入すると
いう簡単な手段により基板温度の上昇を抑制し、低い基
板温度で薄膜を形成できるため基板と薄膜間の相互拡散
を確実に防止し、均一で安定した超伝導膜を形成できる
という利点がある。
第１図は本発明に利用するＲＦマグネトロンスパッタリ
ング装置の概略図である。 １・・・真空チャンバー ２・・・ターゲット、５・・
・基板、８・・・高周波電源、９・・・グリッド、１０
・・・直流電源
ング装置の概略図である。 １・・・真空チャンバー ２・・・ターゲット、５・・
・基板、８・・・高周波電源、９・・・グリッド、１０
・・・直流電源
Claims (2)
- （１）高温超伝導セラミックをターゲットとしてＲＦマ
グネトロンスパッタリング法により基板上に被着形成す
る方法において、真空チャンバー内にて前記基板と前記
ターゲットとの間に、負極性に接続されたグリッドを挿
入配置したことを特徴とする高温超伝導セラミック薄膜
の形成方法。 - （２）前記成膜組成がＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏであることを
特徴とする特許請求範囲第（１）項記載のセラミック超
伝導体膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63190146A JP2549894B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 高温超伝導セラミック薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63190146A JP2549894B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 高温超伝導セラミック薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0240811A true JPH0240811A (ja) | 1990-02-09 |
| JP2549894B2 JP2549894B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=16253174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63190146A Expired - Fee Related JP2549894B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 高温超伝導セラミック薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2549894B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0665735A (ja) * | 1991-06-14 | 1994-03-08 | Shibaura Eng Works Co Ltd | 反応性高周波バイアススパッタリング装置 |
| JPH073453A (ja) * | 1992-12-23 | 1995-01-06 | Hughes Aircraft Co | 物品をプラズマ処理する方法 |
-
1988
- 1988-07-29 JP JP63190146A patent/JP2549894B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0665735A (ja) * | 1991-06-14 | 1994-03-08 | Shibaura Eng Works Co Ltd | 反応性高周波バイアススパッタリング装置 |
| JPH073453A (ja) * | 1992-12-23 | 1995-01-06 | Hughes Aircraft Co | 物品をプラズマ処理する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2549894B2 (ja) | 1996-10-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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