JPH04107266A - Method and device for plasma-flash vapor deposition - Google Patents

Method and device for plasma-flash vapor deposition

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JPH04107266A
JPH04107266A JP22605690A JP22605690A JPH04107266A JP H04107266 A JPH04107266 A JP H04107266A JP 22605690 A JP22605690 A JP 22605690A JP 22605690 A JP22605690 A JP 22605690A JP H04107266 A JPH04107266 A JP H04107266A
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gas
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pressure high
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Katsuo Fukutomi
福富 勝夫
Kazunori Komori
和範 小森
Yoshiaki Tanaka
田中 吉秋
Toshihisa Asano
浅野 稔久
Hiroshi Maeda
弘 前田
Wataru Fukagawa
深川 渡
Naokichi Hosokawa
細川 直吉
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National Research Institute for Metals
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National Research Institute for Metals
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Abstract

PURPOSE:To produce low-pressure and high-temp. plasma and to prevent defective matching by producing the plasma of only an inert gas and supplying an active gas to the tail of the plasma. CONSTITUTION:An inert gas such as gaseous argon is introduced into a plasma torch 2 through an inlet line 9, and gaseous oxygen is introduced into a film forming chamber 1 through a gas injection nozzle 15. A high-frequency wave is impressed on a high-frequency coil 10 to produce low-pressure and high-temp. plasma 3 in an inner tube 6, and the stable plasma column 3 and plasma tail 22 are formed. A substrate 4 is heated, and a superconducting powder is supplied to the torch 2 in minute amts. through an inlet line 20. When the plasma flame is stabilized, a shutter 14 is opened to form a superconducting thin film on the surface of the substrate 4. The infiltration of an unvolatilized YBaCuO superconducting powder into the film is not recognized.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、低圧高温プラズマを利用して、低圧高温プ
ラズマ内に供給した粉末原料の薄膜を基板上に得るよう
にしたプラズマフラッシュ蒸着方法および装置に関する
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a plasma flash evaporation method and a plasma flash evaporation method that utilizes low-pressure high-temperature plasma to obtain a thin film of a powder raw material supplied into the low-pressure high-temperature plasma on a substrate. Regarding equipment.

(従来の技術) 従来この種の技術として、高周波熱プラズマ中で超電導
材料の粉体な気化させ、プラズマフレームのテール部に
対向して設置した基板上に、超電導薄膜を蒸着させる方
法が提案されていた(Appl。
(Prior art) As a conventional technology of this type, a method has been proposed in which powdered superconducting material is vaporized in high-frequency thermal plasma and a superconducting thin film is deposited on a substrate placed opposite the tail of the plasma flame. (Appl.

Phys、 [、ett、 52.1989年4月JJ
日j274頁〜1276頁)。
Phys, [, ett, 52. April 1989 JJ
Japan, pages 274-1276).

そして、この方法ではプラズマを大気圧のもとで生成さ
せていたので、(1)大電力を必要とする。
Since this method generates plasma under atmospheric pressure, (1) it requires a large amount of electric power;

(2)導入気体を多量に必要とする、更には(3)膜の
緻密性が劣るなどの問題点があり、出願人等は、低圧高
温プラズマを利用するようにした方法および装置を提案
していた(特願平]−57699号)。
There are problems such as (2) a large amount of introduced gas is required, and (3) poor film density, so the applicants have proposed a method and apparatus that utilizes low-pressure, high-temperature plasma. (Patent Application No. 57699).

この出願人等が提案した方法は、真空容器内に低圧高温
プラズマを作る段階と、前記プラズマ内に粉末原料を所
定量ずつ送り込んで、これを気化する段階とを有し、気
化した原料を基板上に堆積することによって、薄膜を作
成することを特徴としたものであった。
The method proposed by the applicants includes the steps of creating low-pressure, high-temperature plasma in a vacuum container, and feeding a predetermined amount of powder raw material into the plasma to vaporize it. It was characterized by creating a thin film by depositing it on top.

また、このような方法を実施する為の装置は、真空容器
内に低圧高温プラズマを作るプラズマ発生装置と、前記
プラズマ内に粉末原料を所定量ずつ送り込む原料供給装
置と、前記プラズマの近くに基板を保持する基板ホルダ
ーと、前記真空容器を排気する排気装置と、前記真空容
器内に気体を導入して真空容器内を所定の圧力に保つ圧
力調整装置とを有することを特徴とするものであった。
Further, the apparatus for implementing such a method includes a plasma generator that generates low-pressure high-temperature plasma in a vacuum container, a raw material supply device that feeds a predetermined amount of powder raw material into the plasma, and a substrate near the plasma. A substrate holder for holding the vacuum container, an exhaust device for evacuating the vacuum container, and a pressure adjustment device for introducing gas into the vacuum container to keep the inside of the vacuum container at a predetermined pressure. Ta.

このような方法と装置によって、投入電力、成膜速度、
膜の成分、膜質などを高精度に制御することが可能にな
り、また、薄膜への残留ガスの影響を少なくすることも
可能になっていた。
With this method and equipment, input power, film formation speed,
It became possible to control the film components and film quality with high precision, and it also became possible to reduce the influence of residual gas on the thin film.

(発明が解決しようとする課題) 出願人等が提案した前記の方法と装置において、真空容
器へ導入してプラズマを生成させる気体としては、アル
ゴンガスのような不活性ガスの外、蒸着する膜の種類に
応じて、酸素ガスや窒素ガスのような活性ガスを前記不
活性ガスに混合する場合もあった。
(Problems to be Solved by the Invention) In the above method and apparatus proposed by the applicants, the gas to be introduced into the vacuum container to generate plasma may be an inert gas such as argon gas or a film to be deposited. Depending on the type of gas, an active gas such as oxygen gas or nitrogen gas may be mixed with the inert gas.

然し乍ら、導入気体として、不活性ガスに活性ガスを混
合する場合、真空容器内で生成させた低圧高温プラズマ
が不安定となったり、プラズマ発生の為に印加する高周
波のマツチング不良を起す場合があることが判明した。
However, when an active gas is mixed with an inert gas as the introduced gas, the low-pressure, high-temperature plasma generated in the vacuum container may become unstable, or a matching failure may occur in the high frequency applied to generate the plasma. It has been found.

このような現象は、次のように説明されるものであった
。即ち、例えばアルゴンガスに酸素ガスを混合させた場
合、アルゴンガスのみを導入した時に比へて、プラズマ
の熱容量が小さくなり、そこに蒸着用の粉体が供給され
て気化することでプラズマの温度低下が大きい為である
This phenomenon was explained as follows. That is, for example, when oxygen gas is mixed with argon gas, the heat capacity of the plasma becomes smaller than when only argon gas is introduced, and the powder for evaporation is supplied and vaporized, causing the temperature of the plasma to increase. This is because the decrease is large.

前記蒸着用の粉体は固体である為、プラズマ中での熱の
授受は断続的となり、これがプラズマの温度を不安定に
し、連鎖的にプラズマの電気的インピーダンスが急変し
、高周波のマツチング不良を起すものと考えられる。
Since the powder for vapor deposition is solid, the exchange of heat in the plasma is intermittent, which makes the temperature of the plasma unstable, which leads to a sudden change in the electrical impedance of the plasma, which causes high-frequency matching failure. It is thought that this may occur.

この結果、活性ガスを混合した場合に、安定な成膜が難
しくなることがあった。また、プラズマが不安定となる
為、供給された蒸着用の粉体が完全に気化せず、一部が
粉体のまま薄膜中に混入することもあった。
As a result, when an active gas is mixed, stable film formation may become difficult. In addition, since the plasma becomes unstable, the supplied powder for deposition may not be completely vaporized, and a portion of the powder may be mixed into the thin film as a powder.

この発明は、−11記のような問題点に鑑みてなされた
もので、低圧高温プラズマを安定に生成させ、マツチン
グ不良を起さないプラズマフラッシュ蒸着方法および装
置を提供することを目的としたものである。また、この
発明は、未揮発粉体が薄膜中に混入しないプラズマフラ
ッシュ蒸着方法および装置を提供することを別の目的と
したものである。
This invention was made in view of the problems mentioned in item -11, and aims to provide a plasma flash evaporation method and apparatus that stably generates low-pressure, high-temperature plasma and does not cause matching defects. It is. Another object of the present invention is to provide a plasma flash deposition method and apparatus in which non-volatile powder is not mixed into the thin film.

(課題を解決する為の手段) 前記の目的を達成するこの発明のプラズマフラッシュ蒸
着方法は、真空容器内で低圧高温プラズマを生成し、該
低圧高温プラズマ内に供給した粉末原料の薄膜を基板」
−に得るプラズマフラッシュ蒸着方法において、前記低
圧高温プラズマは不活性ガスのみをプラズマ生成ガスと
して生成させる方、低圧高温プラズマのテール部に対し
て活性ガスを供給するようにしたことを特徴としている
(Means for Solving the Problems) A plasma flash deposition method of the present invention that achieves the above-mentioned object generates low-pressure high-temperature plasma in a vacuum container, and deposits a thin film of powder raw material supplied into the low-pressure high-temperature plasma on a substrate.
In the plasma flash deposition method obtained in -, the low-pressure, high-temperature plasma is characterized in that only an inert gas is generated as a plasma-generating gas, and that an active gas is supplied to the tail portion of the low-pressure, high-temperature plasma.

前記不活性ガスとしては、アルゴンガスが主として用い
られるが、ネオンガスその他の不活性ガスでも良い。ま
た、活性ガスとしては、酸素ガス(M化膜を成膜する場
合)、窒素ガス(窒化膜を成膜する場合)などが用いら
れるが、その他の活性ガスを用いることも可能である。
Argon gas is mainly used as the inert gas, but neon gas and other inert gases may also be used. Further, as the active gas, oxygen gas (when forming an M film), nitrogen gas (when forming a nitride film), etc. is used, but it is also possible to use other active gases.

低圧高温プラズマの生成は、先に出願人等が提案した方
法と同一で良く、0.01〜l 0OTorrの低圧力
下で10〜300 MH,の高周波を0.5〜l0KV
Iの電力で投入して行なわれる。
The generation of low-pressure high-temperature plasma may be the same as the method previously proposed by the applicant et al., in which a high frequency of 10-300 MH is applied at 0.5-10KV under a low pressure of 0.01-100 Torr.
This is done by turning on the power of I.

また、粉末原料の供給は、原料自体の重力を利用して所
定量ずつ、プラズマ中へ送り込んだり、プラズマ生成の
為に供給されるアルゴンガスに所定量ずつ混入させて送
り込むようにする。
Further, the powder raw material is supplied by feeding it into the plasma in a predetermined amount by utilizing the gravity of the raw material itself, or by mixing it into the argon gas supplied for plasma generation in a predetermined amount.

一方、活性ガスの供給は、低圧高温プラズマのテール部
に対して、その周囲全周から供給する場合と、テール部
の外側一側から供給する場合とがある。
On the other hand, the active gas may be supplied to the tail portion of the low-pressure high-temperature plasma from the entire circumference thereof, or from one side outside the tail portion.

次に、前記目的を達成するこの発明のプラズマフラッシ
ュ蒸着装置は、真空容器内に、低圧高温プラズマを生成
させる手段と、該低圧高温プラズマに供給した粉末原料
の薄膜を形成させる基板のホルダーを対向させて備えて
なるプラズマフラッシュ蒸着装置において、前記低圧高
温プラズマを生成させる手段と基板のホルダーの間に、
活性ガスの供給手段が設置してあることを特徴としてい
る。
Next, in the plasma flash evaporation apparatus of the present invention that achieves the above object, a means for generating low-pressure high-temperature plasma and a holder for a substrate on which a thin film of the powder raw material supplied to the low-pressure high-temperature plasma is to be formed are placed in a vacuum container. In the plasma flash evaporation apparatus comprising: between the means for generating the low-pressure high-temperature plasma and the substrate holder;
It is characterized by being equipped with an active gas supply means.

前記活性ガスの供給手段は、種々のガスノズルを用いて
構成することが可能である。低圧高温プラズマのテール
部に対して、その周囲全周から供給する場合には、例え
ばガス噴出口を全周に亘って均等に設けたリング状のガ
ス噴出ノズルで構成することが可能である。また、低圧
高温プラズマのテール部に対して、その外側一側から供
給する場合には、例えばガス噴出口を一側に偏って設け
たリング状のガス噴出ノズルで構成することができる。
The active gas supply means can be configured using various gas nozzles. When supplying low-pressure, high-temperature plasma from the entire circumference of the tail, it is possible to use a ring-shaped gas ejection nozzle in which gas ejection ports are provided evenly over the entire circumference, for example. Furthermore, when supplying the low-pressure, high-temperature plasma to the tail portion from one side outside thereof, a ring-shaped gas ejection nozzle with a gas ejection port biased toward one side may be used, for example.

(作  用) 前記の如くの、この発明のプラズマフラッシュ蒸着方法
および装置によれば、活性ガスはプラズマフレームのテ
ール部において供給するので、不活性ガスで生成した低
圧高温プラズマの熱容晴が大きくなり、かつ中心温度も
高くなる。従って、プラズマフレーム中で蒸着用の粉体
が気化しても、プラズマの温度が低下して不安定となっ
たり、高周波のマツチングが不良となるのを避けること
ができる。また、プラズマフレームの中心温度が高く、
かつ安定であるので、蒸着用の粉体を完全に気化させる
ことができ、未揮発のまま薄膜中に混入するのを避ける
ことができる。
(Function) According to the plasma flash vapor deposition method and apparatus of the present invention as described above, since the active gas is supplied at the tail portion of the plasma flame, the heat volume of the low-pressure high-temperature plasma generated with the inert gas is large. , and the center temperature also becomes higher. Therefore, even if the powder for deposition is vaporized in the plasma flame, it is possible to prevent the plasma temperature from decreasing and becoming unstable, and from causing poor high frequency matching. In addition, the center temperature of the plasma flame is high,
Moreover, since it is stable, it is possible to completely vaporize the powder for vapor deposition, and it is possible to avoid mixing the powder into the thin film in an unvolatilized state.

活性ガスの供給を低圧高温プラズマのテール部の外側一
側から供給すると、基板に対する成膜領域と、プラズマ
フレーム中に供給した蒸着用の粉体中、未揮発微粒子の
落下領域を分離することができ、未揮発微粒子の薄膜中
への混入を一層確実に避けることができる。
When the active gas is supplied from one side outside the tail of the low-pressure, high-temperature plasma, it is possible to separate the film forming area on the substrate from the falling area of non-volatile fine particles in the powder for evaporation supplied into the plasma flame. This makes it possible to more reliably prevent non-volatile fine particles from being mixed into the thin film.

(実 施 例) 以下、この発明を実施例に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, this invention will be explained based on examples.

第1図および第2図は、この発明の第1の実施例のプラ
ズマフラッシュ蒸着装置を表わしたもので、成膜チャン
バー1の上側にプラズマトーチ2でなる低圧高温プラズ
マ3を生成させる手段が設置しであると共に、成膜チャ
ンバー1内には、前記プラズマトーチ2と対向させて、
基板4のホルダーとして、基板加熱ホルダー5か設置し
である。
1 and 2 show a plasma flash evaporation apparatus according to a first embodiment of the present invention, in which means for generating low-pressure high-temperature plasma 3 consisting of a plasma torch 2 is installed above a film-forming chamber 1. In addition, in the film forming chamber 1, facing the plasma torch 2,
A substrate heating holder 5 is installed as a holder for the substrate 4.

前記プラズマトーチ2は、窒化ケイ素製の内管6(内径
約2cmφ)と透明石英製の外管7の二重構造として構
成され、内管6の上端部にバルブ8を介して不活性ガス
の導入系9が接続されていると共に、内管6の下端が成
膜チャンバー1内に開口させである。また、外管7の外
側には高周波コイル10が嵌装してあり、高周波コイル
10には高周波電源11が接続しである。外管7の」二
F部外側には導入ボート7a、7bが設けられて、矢示
12のように冷却水を流して内管7を冷却できるように
な−っている。
The plasma torch 2 has a dual structure consisting of an inner tube 6 made of silicon nitride (inner diameter approximately 2 cmφ) and an outer tube 7 made of transparent quartz. An introduction system 9 is connected thereto, and the lower end of the inner tube 6 is opened into the film forming chamber 1 . Further, a high frequency coil 10 is fitted on the outside of the outer tube 7, and a high frequency power source 11 is connected to the high frequency coil 10. Introductory boats 7a and 7b are provided on the outside of the 2F portion of the outer tube 7, so that the inner tube 7 can be cooled by flowing cooling water as shown by the arrow 12.

前記成膜チャンバー1は主バルブ13を介して排気系(
図示していない)が接続されているもので、成膜チャン
バー1内および前記内管6の内側を真空排気できるよう
になっている。このような成膜チャンバー1の内側には
、シャッター14が前記プラズマトーチ2の下端開口部
と基板加熱ホルダー5の間に開閉可能に設置しである。
The film forming chamber 1 is connected to an exhaust system (
(not shown) is connected so that the inside of the film forming chamber 1 and the inside of the inner tube 6 can be evacuated. Inside the film forming chamber 1, a shutter 14 is installed between the lower end opening of the plasma torch 2 and the substrate heating holder 5 so as to be openable and closable.

そして更に、前記プラズマトーチ2の下端開口部の下方
(約2cm下方)に第2図に示した如くのリング状のガ
ス噴出ノズル15(直径的5cmとした)が設置しであ
る。このガス噴出ノズル15は管体16をリング状に成
形したもので、内側壁には、全周に亘って所定の間隔で
ガス噴出口17、】7が穿設しである。このガス噴出ノ
ズル15にはバルブ18を介して活性ガスの導入系I9
が接続しである。但し、ガスの噴出口から均等に反応ガ
スを噴出できれば良く、形状はリングであることに限定
されるものではない。
Further, a ring-shaped gas ejection nozzle 15 (diameter: 5 cm) as shown in FIG. 2 is installed below the lower end opening of the plasma torch 2 (approximately 2 cm below). This gas ejection nozzle 15 is formed by molding a tube body 16 into a ring shape, and gas ejection ports 17, ]7 are perforated in the inner wall at predetermined intervals over the entire circumference. This gas jet nozzle 15 is connected to an active gas introduction system I9 via a valve 18.
is connected. However, the shape is not limited to a ring, as long as the reaction gas can be ejected uniformly from the gas ejection port.

前記不活性ガスの導入系9には、別の導入系20が合流
させてあり、この導入系20より、不活性ガス中に、蒸
着ずへき粉末原料21を混入できるようになっている。
The inert gas introduction system 9 is joined to another introduction system 20, through which the vapor-deposited powder raw material 21 can be mixed into the inert gas.

上記のようなプラズマフラッシュ蒸着装置を用いてYB
aCuO超電導薄膜のプラズマフラッシュ蒸着を行なっ
た。
YB using a plasma flash evaporation device as described above.
Plasma flash deposition of aCuO superconducting thin film was performed.

はじめに主排気系を介して成膜チャンバー1内およびプ
ラズマトーチ2の内管6内を真空(〜10−’ Tor
r )に排気した後、不活性ガスの導入系9を通してア
ルゴンガスを10β/minの流量でプラズマトーチ2
へ導入すると共に、ガス噴出ノズル15を通して活性ガ
スの導入系19より酸素ガスを0.5〜b ンバー1へ導入して、成膜チャンバー1内の圧力を20
Torrに調整した。次に冷却水を矢示12のように流
した状態で、高周波電源11をONにして高周波コイル
10に高周波(] 3.56 MI+7..10KW)
を印加したところ、内管6の内部に低圧高温プラズマ3
が生成し、プラズマフレームは第1図に図示の如くプラ
ズマトーチ2の下端開口部の直下でピーチし、安定なプ
ラズマ柱(低圧高温プラズマ3と図示した部分)とプラ
ズマテール部22が形成された。
First, the inside of the deposition chamber 1 and the inside of the inner tube 6 of the plasma torch 2 are evacuated (~10-' Tor
r), then argon gas is introduced into the plasma torch 2 at a flow rate of 10β/min through the inert gas introduction system 9.
At the same time, oxygen gas is introduced from the active gas introduction system 19 through the gas jet nozzle 15 into the chamber 1 to reduce the pressure in the film forming chamber 1 to 20.
Adjusted to Torr. Next, with the cooling water flowing as shown by arrow 12, turn on the high frequency power supply 11 and apply high frequency power to the high frequency coil 10 (] 3.56 MI+7..10KW)
was applied, low-pressure high-temperature plasma 3 was generated inside the inner tube 6.
was generated, and the plasma flame peaked just below the lower end opening of the plasma torch 2 as shown in FIG. .

そこで、基板加熱ホルダー5にセットした基板4 ((
100)MgO単結晶基板)を750℃に加熱した状態
で、前記導入系20を通して0.5u/minの流量の
アルゴンガスで、YBaCuO超電導粉(粉径〜1μm
)を微扇ずつプラズマトーチ2に供給し、プラズマフレ
ームが安定したところで、シャッター14を開けて、基
板4の表面にYBaCuO超電導薄膜を形成させた。成
膜中も、安定なプラズマ柱とプラズマテール部22の形
成を持続することができた。
Therefore, the substrate 4 ((
100) With the MgO single crystal substrate) heated to 750°C, YBaCuO superconducting powder (powder diameter ~1 μm
) was supplied to the plasma torch 2 in small increments, and when the plasma flame became stable, the shutter 14 was opened to form a YBaCuO superconducting thin film on the surface of the substrate 4. Even during film formation, stable formation of a plasma column and plasma tail portion 22 could be maintained.

成膜時間20分で0.5〜1μmの厚さの光沢のある超
電導薄膜が成膜後に高温熱処理を施すことなく得られた
。また、得られた超電導薄膜は臨界温度T’c(p=0
)が約90°にであり、C軸強配向膜であった。膜中に
未揮発のYBaCuO超電導粉の混入は認められなかっ
た。
A glossy superconducting thin film with a thickness of 0.5 to 1 μm was obtained in a film formation time of 20 minutes without performing high-temperature heat treatment after film formation. Moreover, the obtained superconducting thin film has a critical temperature T'c (p=0
) was approximately 90°, indicating a strongly C-axis oriented film. No unvolatilized YBaCuO superconducting powder was found to be mixed into the film.

次に、第3図および第4図は、この発明の第2の実施例
のプラズマフラッシュ蒸着装置を表わしたものである。
Next, FIGS. 3 and 4 show a plasma flash vapor deposition apparatus according to a second embodiment of the present invention.

この第2の実施例は、ガス噴出ノズル23が前記第1の
実施例と異なっており、その他の部分は同様の構成とな
っているので、同の符号を付して説明は省略する。
This second embodiment differs from the first embodiment in the gas ejection nozzle 23, and the other parts have the same structure, so the same reference numerals will be given and the explanation will be omitted.

ガス噴出ノズル23は、第4図に示したように管体24
をリング状に成形してあり、内側壁には、中央より一側
(図中右半分)に偏ってガス噴出口25.25が穿設し
である。但し7、ガス噴出[1が片側にあり、その結果
プラズマフレームを偏向できれば良いため、管体24の
形状がリング状と限定されるものではない。
The gas jet nozzle 23 is connected to a pipe body 24 as shown in FIG.
It is formed into a ring shape, and a gas outlet 25, 25 is perforated in the inner wall toward one side (the right half in the figure) from the center. However, the shape of the tube body 24 is not limited to a ring shape because it is sufficient that the gas jet [1 is on one side and the plasma flame can be deflected as a result.

この第2の実施例のプラズマフラッシュ蒸着装置を用い
て前記と同様の条件で、YBaCuO超電導薄膜の蒸着
を行なったところ、プラズマテール部22が第3図に図
示したように、酸素ガスの噴射方向に数度偏向した。そ
こで、基板加熱ホルダー5十の基板4をn?j記偏向方
向に偏って配置したところ、前記と同様に光沢のある超
電導薄膜が得られた。臨界温度ゴC(ρ=0)は約90
°にであり、C軸強配向膜であった。
When a YBaCuO superconducting thin film was deposited using the plasma flash evaporation apparatus of this second embodiment under the same conditions as described above, the plasma tail portion 22 was formed in the direction of oxygen gas injection, as shown in FIG. was deflected several degrees. Therefore, the substrate 4 of the substrate heating holder 50 is heated to n? When arranged biased in the deflection direction j, a glossy superconducting thin film was obtained in the same manner as above. The critical temperature GoC (ρ=0) is about 90
The film had a strong C-axis orientation.

この実施例の場合、未揮発の超電導粉が生じたとしても
、その落下位置は基板4の外側にできるので、薄膜中へ
の混入を避けるのに有効であり、実際に得られた膜中に
も混入は認められなかった。
In the case of this example, even if unvolatilized superconducting powder is generated, the falling position is outside the substrate 4, so it is effective to avoid mixing into the thin film, and it is effective to avoid mixing into the thin film. No contamination was observed.

以十、酸化物超電導薄膜を蒸着した実施例について説明
したが、窒化膜などの硬質膜や絶縁膜の蒸着にも、前記
各装置を使用することができる。
Although the embodiments in which an oxide superconducting thin film was deposited have been described above, each of the above-mentioned apparatuses can also be used to deposit a hard film such as a nitride film or an insulating film.

(発明の効果) 請求項1および2に記載した発明によれば、活性ガスを
プラズマテール部に供給するようにしたので、低圧高温
プラズマの生成を安定に持続させて、所望の薄膜を精度
よく成膜できる効果があるとともに、供給した粉末原料
を完全に気化でき、未揮発粉末が薄膜中に混入するのを
避けられる効果がある。
(Effects of the Invention) According to the invention described in claims 1 and 2, since the active gas is supplied to the plasma tail, the generation of low-pressure high-temperature plasma can be stably maintained, and a desired thin film can be formed with high precision. In addition to being effective in forming a film, it is also possible to completely vaporize the supplied powder raw material, thereby preventing non-volatile powder from being mixed into the thin film.

請求項4および5に記載した発明は、前記の効果が得ら
れる装置を提供できるものである。
The inventions described in claims 4 and 5 can provide a device that can obtain the above effects.

また、請求項3に記載した発明によれば、活性ガスによ
ってプラズマテール部を偏向できるので、未揮発粉末が
生じたとしても、該未揮発粉末の落下位置と成膜の位置
を分離し、薄膜中に未揮発粉末が混入するのを、より−
層確実に回避できる効果がある。
Further, according to the invention described in claim 3, since the plasma tail portion can be deflected by the active gas, even if non-volatile powder is generated, the falling position of the non-volatile powder and the position of film formation are separated, and the thin film is To prevent non-volatile powder from getting mixed into the
It has the effect of allowing you to reliably avoid layers.

請求項6に記載した発明は、このような効果が得られる
装置を提供できるものである。
The invention described in claim 6 can provide a device that can obtain such effects.

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

第1図はこの発明の第1の実施例におけるプラズマフラ
ッシュ蒸着装置の構成図、第2図は同じく第1の実施例
のガス噴出ノズルの拡大横断面図、第3図はこの発明の
第2の実施例におけるプラズマフラッシュ蒸着装置の構
成図、第4図は同じく第2の実施例のガス噴出ノズルの
拡大横断面図である。 1・・・成膜チャンバー  2・・・プラズマトーチ3
・・・低圧高温プラズマ 4・・・基板5・・・基板加
熱ホルダー 9・・・不活性ガスの導入系14・・・シ
ャッタ 15.23・・・ガス噴出ノズル 17.25・・・ガス噴出口 19・・・活性ガスの導入系  20・・・導入系21
・・・粉末原料   22・・・プラズマテール部特許
出願人  科学技術庁金属材料技術研究所長特許出願人
 日電アネルバ株式会社
FIG. 1 is a block diagram of a plasma flash vapor deposition apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a gas ejection nozzle according to the first embodiment, and FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the gas ejection nozzle of the second embodiment. 1... Film forming chamber 2... Plasma torch 3
...Low pressure high temperature plasma 4...Substrate 5...Substrate heating holder 9...Inert gas introduction system 14...Shutter 15.23...Gas jet nozzle 17.25...Gas jet Outlet 19...Active gas introduction system 20...Introduction system 21
... Powder raw material 22 ... Plasma tail section patent applicant Director of the Metals Materials Technology Research Institute, Science and Technology Agency Patent applicant Nichiden Anelva Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 真空容器内で低圧高温プラズマを生成し、該低圧高
温プラズマ内に供給した粉末原料の薄膜を基板上に得る
プラズマフラッシュ蒸着方法において、前記低圧高温プ
ラズマは不活性ガスのみをプラズマ生成ガスとして生成
させる一方、低圧高温プラズマのテール部に対して活性
ガスを供給するようにしたことを特徴とするプラズマフ
ラッシュ蒸着方法 2 活性ガスの供給は、低圧高温プラズマのテール部の
周囲全周から供給するようにした請求項1記載のプラズ
マフラッシュ蒸着方法 3 活性ガスの供給は、低圧高温プラズマのテール部の
外側一側から供給するようにした請求項1記載のプラズ
マフラッシュ蒸着方法 4 真空容器内に、低圧高温プラズマを生成させる手段
と、該低圧高温プラズマに供給した粉末原料の薄膜を形
成させる基板のホルダーを対向させて備えてなるプラズ
マフラッシュ蒸着装置において、前記低圧高温プラズマ
を生成させる手段と基板のホルダーの間に、活性ガスの
供給手段が設置してあることを特徴としたプラズマフラ
ッシュ蒸着装置 5 活性ガスの供給手段は、ガス噴出口を全周に亘って
均等に設けたリング状のガス噴出ノズルで構成した請求
項4記載のプラズマフラッシュ蒸着装置 6 活性ガスの供給手段は、ガス噴出口を一側に偏って
設けたリング状のガス噴出ノズルで構成した請求項4記
載のプラズマフラッシュ蒸着装置
[Claims] 1. A plasma flash deposition method in which low-pressure high-temperature plasma is generated in a vacuum container and a thin film of a powder raw material supplied into the low-pressure high-temperature plasma is obtained on a substrate, wherein the low-pressure high-temperature plasma contains only an inert gas. A plasma flash evaporation method 2 characterized in that active gas is supplied to the tail portion of the low pressure high temperature plasma while the active gas is generated as a plasma generating gas. The plasma flash deposition method 3 according to claim 1, wherein the active gas is supplied from the entire circumference.The plasma flash deposition method 4 according to claim 1, wherein the active gas is supplied from one side outside the tail portion of the low-pressure high-temperature plasma. A plasma flash evaporation apparatus comprising a means for generating low-pressure high-temperature plasma and a holder for a substrate on which a thin film of the powder raw material supplied to the low-pressure high-temperature plasma is formed, facing each other in a vacuum container. Plasma flash evaporation apparatus 5 characterized in that an active gas supply means is installed between the substrate holder and the substrate holder. 5. The plasma flash deposition apparatus 6 according to claim 4, wherein the plasma flash deposition apparatus 6 comprises a ring-shaped gas ejection nozzle. 6. The plasma flash evaporation apparatus 6 according to claim 4, wherein the active gas supply means comprises a ring-shaped gas ejection nozzle having a gas ejection port biased to one side. plasma flash evaporation equipment
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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WO1999016923A1 (en) * 1997-09-26 1999-04-08 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for coating substrates

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