JPH042617A - 酸化物超電導薄膜およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、１００Ｘ以上の高臨界温度が期待されるビス
マスを含む酸化物超電導体の薄膜とその製造方法に関す
るものである。

（従来の技術） 高温超電導体として、Ａ１５型２元系化合物として窒化
ニオブ（ＮｂＮ）やゲルマニウムニオブ（Ｎｂ３Ｇｅ）
などが知られていたが、これらの材料の超電導転移温度
はたかだか２３″にであった。一方、ペロブスカイト系
化合物は、さらに高い転移温度が期待され、Ｂａ−Ｌａ
−Ｃｕ−０系の高温超電導体が提案された［　Ｊ　、　
Ｇ　、　Ｂｅｄｎｏｒｚ　ａｎｄ　Ｋ　、　Ａ　、Ｍｕ
ｌｌｅｒ。

ツアイトシュリフト・フユア・フイジーク（Ｚｅｔｓｈ
ｒｉｆｔ　Ｆｕｒ　Ｐｈｙｓｉｋ　Ｂ）−Ｃｏｎｄｅｎ
ｓｅｄＭａｔｔｅｒ、シｏ１．６４．１８９−１９３　
（１９８６）　］。

さらに、］Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−○の材料が１００
　’に以上の転移温度を示すことも発見された［　Ｈ，
Ｍａｅｄａ、　Ｙ　、　Ｔａｎａｋａ、　Ｍ、　Ｆｕｋ
ｕｔｏｍｉ　ａｎｄ　Ｔ　。

Ａ　５ａｎｏ　、ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・ア
プライド９フイジツクス（Ｊ　ａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏｕ
ｒｎａｌ　ｏｆＡｐｐｌｉｅｃｌ　　Ｐｈｙｓｉｃｓ）
Ｖｏｌ、２７．　　Ｌ２０９−２１０　　（１９８８）
コ。

この種の材料の超電導機構の詳細は明らかではないが、
転移温度が室温以上に高くなる可能性があり、高温超電
導体として従来の２元系化合物より。

より有望な特性が期待される。

さらに超電導体と絶縁物とを交互に積層することにより
、より高い超電導転移温度が従来から期待されていた［
：Ｍ、Ｈ，Ｃｏｈｅｎ　ａｎｄ　Ｄ、Ｈ。

Ｄ　ｏｕｇｌａｓｓ、　Ｊ　ｒ、　ｒフィジカル・レビ
ュー・レターズ（Ｐｈｙｓ」ｃａｌ　Ｒｅｖｉｅｗ　Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ）Ｖｏｌ、］９．１１８１２１　（１９６
７）］。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、　Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−〇系の材料
は、現在の技術では主として焼結という過程でしか形成
できないため、セラミックの粉末あるいはブロックの形
状でしか得られない。一方、この種の材料を実用化する
場合、薄膜状に加工することが強く要望されているが、
従来の技術では、良好な超電導特性を有する薄膜作製は
難しいものであった。

すなわち、Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−〇系には超電導転
移温度の異なるいくつかの相が存在することが知られて
いるが、特に転移温度が１００　’に以上の相を薄膜の
形態で達成するのは、非常に困難とされていた。

また、従来のこのＢｉ系において良好な超電導特性を示
す薄膜を形成するためには少なくとも７００℃以上の熱
処理あるいは形成時の加熱が必要であり、そのため高い
超電導転移温度が期待される絶縁膜との周期的な積層構
造を得ることは極めて困難と考えられ、またこの構造を
利用した集積化デバイスを構成することもたいへん困難
であるとされていた。

本発明の目的は、従来の欠点を解消し、Ｂｌ系超電導薄
膜と、ＢｉとＴａとを含む酸化物層状構造の絶縁体薄膜
とが、交互に積層された構造をとることによって、Ｂｉ
系超電導薄膜における超電導転移温度の上昇が実現され
る酸化物超電導薄膜およびその製造方法を提供するもの
である。

（課題を解決するための手段） 本発明の第１の発明の酸化物超電導薄膜は、主体成分が
少なくともビスマス（Ｂｉ）、銅（Ｃｕ）、およびアル
カリ土類（ＩＩａ族）を含む層状酸化物超電導薄膜と、
主体成分が少なくともＢｉとタンタル（Ｔａ）を含む層
状酸化物薄膜が交互に積層された構造を持つものである
。

さらに第２の発明の酸化物超電導薄膜の製造方法は、基
体上に、少なくともＢｉを含む酸化物と少なくとも鋼お
よびアルカリ土類（ＩＩａ族）を含む酸化物とを周期的
に積層させて形成する酸化物薄膜と、少なくともＢｉを
含む酸化物と少なくともＴａを含む酸化物を周期的に積
層させて形成する酸化物薄膜とを、さらに交互に積層さ
せて得るものである。

ここでアルカリ土類は、ＩＩａ族元素のうちの少なくと
も一種あるいは二種以上の元素を示す。

（作　用） 本発明の第１の発明においては、安定なり１２０２酸化
膜層またはこれを主体とした層によりともに覆われた結
晶構造となっているところの、Ｂｌ系超電導薄膜と、Ｂ
ｉとＴａとを含む酸化物層状構造の絶縁体薄膜とが、交
互に積層された構造をとることによって、超電導膜と絶
縁膜との間での相互拡散の少ない積層が可能となり、そ
の結果Ｂｉ系超電導薄膜における超電導転移温度の上昇
が実現されたものである。

さらに第２の発明においては上記構造を達成するため、
少なくともＢｊを含む酸化物と、少なくとも銅およびア
ルカリ土類（ＩＩａ族）を含む酸化物あるいは少なくと
もＴａを含む酸化物とを、周期的に積層させて分子レベ
ルの制御による薄膜の作製を行うことによって、再現性
良＜Ｂｉ系超電導薄膜と絶縁膜との積層を得ることに成
功したものである。

（実施例） 本発明においてＢｉ系超電導薄膜と絶縁膜との周期的な
積層構造を実現するため、Ｂｌ系超電導薄膜と種々の絶
縁膜との相互作用について検討した。

通常、Ｂｉ系超電導薄膜は６００〜７００℃に加熱した
基体上に蒸着して得る。蒸着後、そのままでも薄膜は超
電導特性を示すが、そののち８５０〜９５０℃の熱処理
を施し、超電導特性を向上させる。

しかしながら、基体温度が高いときに絶縁膜をＢｉ系超
電導薄膜に続いて積層したり、絶縁膜を形成後熱処理を
行った場合、超電導膜と絶縁膜との間で、元素の相互拡
散が起こり超電導特性が大きく劣化することが判明した
。相互拡散を起こさないためには、超電導膜、絶縁膜の
結晶性が優れていること、超電導膜、絶縁膜間での格子
の整合性が優れていること、絶縁膜が８５０〜９５０℃
の熱処理に対して安定であることが不可欠と考えられる
。

種々の検討を行った結果、少なくともＴａを含むＢｉ酸
化物層状構造の薄膜が絶縁膜として適していることを見
いだした。この理由として、Ｔａを含むＢｉ層状酸化物
は、Ｂ１□０２１！ｉ！化物層がＴａおよびＷ！素等の
元素からなる構造体を挟み込んだ層状ペロブスカイトを
示すことが知られており、このＢｉ２Ｏ２層は同種の結
晶構造の物質の界面に対して高温の熱処理においても非
常に安定であり。

またＢｌ系超電導体とＢ１−Ｔａ系酸化物との格子の整
合性がきわめて優れていることが考えられる。

さらに、Ｂｉ系超電導薄膜とＢ１−Ｔａ系酸化物薄膜を
周期的に積層したとき、Ｂｉ系超電導薄膜本来の超電導
転移温度が上昇することを見いだした。

第１の発明の内容をさらに深く理解するために、第１図
を用い具体的な実施例を示す。

（実施例１） 第１図は、本実施例で用いた二元マグネトロンスパッタ
装置内部の概略図であり、１１はＢ　ｉ−Ｓ　ｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−０ターゲツト、１２はＢ１−Ｔａ−〇ターゲッ
ト、１３はシャッター、１４はアパーチャー、１５はＭ
ｇＯ基体、１６は基体加熱用ヒーターを示す。焼結体を
プレス成形加工して作製した２個のターゲット１１．１
２を用い、第１図に示すように配置させた。すなわち、
ＭｇＯ（１００）基体１５に焦点を結ぶように各ターゲ
ットが約３０°傾いて設置されている。

ターゲットの前方には回転するシャッター１３があり、
その中にはアパーチャー１４の回転をパルスモータ−で
制御することにより、Ｂ　ｉ−Ｓ　ｒ−Ｃａ−Ｃｕ○→
Ｂ１−Ｔａ−０→Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−○−＋Ｂ１
−Ｔａ０−４Ｂｉ−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０のサイクルで
スパッタ蒸着を行うことができる。Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−０膜、Ｂ１−Ｔａ−０膜の積層の様子を概念的に
第２図に示す。第２図において、２１はＢ１−５ｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−０膜、２２はＢ１−Ｔａ−○膜を示す。ター
ゲット１１．１２への入力電力、Ｂ１−８ｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−０およびＢ１−Ｔａ−〇のスパッタ時間を制御する
ことにより、基体１５上に蒸着するＢ１−８ｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−〇膜２１、Ｂ１−Ｔａ−○膜２２の膜厚を変える
ことができる。基体１５をヒーター１６で約７００℃に
加熱し、アルゴン・酸素（１：１）混合雰囲気０．５Ｐ
ａのガス中の各ターゲットのスパッタリングを行なった
。薄膜作製後は酸素雰囲気中において、８５０℃の熱処
理を５時間前した。

本実施例では、各ターゲットのスパッタ電力を、Ｂ１−
８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−○：　１５０ｗ、　Ｂ１−Ｔａ−０
：　１００ｗとし、ターゲット１１．１２のスパッタ時
間を制御した。Ｂ１−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−〇膜２１の元
素の組成比率がＢｉ：　Ｓｒ：　Ｃａ：　Ｃｕ＝２　：
　２　：　２　：　３、Ｂ　ｉ−Ｔ　ａ−Ｏ膜２２の元
素の組成比率がＢｉ：　Ｔａ＝４　：　３になるよう、
ターゲット１１．１２の元素の組成比率を瀾整した。Ｂ
１−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜２１をＢ１−Ｔａ−０膜２
２と積層せずに基体１５上に形成した場合、すなわちＢ
１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−○膜２１そのものの特性は、１
１５　’にで超電導転移を起こし、９７　’にで抵抗値
がゼロになるものであった。

さらに結晶性を維持したまま、薄くできる膜厚の限界は
Ｂ１−Ｔａ−０膜２２については約２００人であった。

絶縁膜はできるだけ薄い方が好ましいので、膜厚２００
人のＢ１−Ｔａ−０膜２２に対して、Ｂ　ｉ−Ｓ　ｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−０膜２１の膜厚を変え第２図に示すような
（Ｂｉ−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜＋Ｂ１−Ｔａ−０膜）
の積層構造を２０周期作製した。Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−○膜２１の膜厚が１００人においてはゼロ抵抗温度
が約３０′にとＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−〇膜２１の特
性が劣化することがわかった。この理由として、Ｂ１−
８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−○膜２１とＢ１−Ｔａ−○膜２２と
の間で元素の相互拡散による膜２１．２２の結晶性の破
壊が考えられる。さらに特性５００人においては、Ｂ１
−Ｔａ−○膜２２との周期的な積層なしに基体１５上に
つけたときのＢ１−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−〇膜２１本来の
超電導特性とほとんど同じであり、絶縁膜Ｂ１−Ｔａ−
○膜２２との積層効果は確認されなかった。しかし、特
性３００人において、超電導転移温度、ゼロ抵抗温度が
ともに数玉上昇することを見いだした。この結果の詳細
な理由については未だ不明であるが、Ｂ１−５ｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−〇膜２］とＢ１−Ｔａ−○膜２２との積層界面
での元素の相互拡散の影響が少なく、かつ薄いＢｊ−Ｔ
ａ−Ｏ膜２２を介して複数のＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
０膜２１を積層することによりＢ　ｉ−Ｓ　ｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−○膜２】において超電導機構になんらかの変化が
引き起こされたことが考えられる。

なお、超電導転移温度が上昇する効果は、Ｂ１５ｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−〇膜２１の膜厚が２００〜４００人の範囲で
特に有効であることを、本発明者らは確認した。

なお、ターゲット１１、もしくは１２に鉛（ｐｂ）を添
加してスパッタしたとき、基体１５の温度が上記実施例
よりも約１００℃低くても、上記実施例と同等な結果が
得られることを見いだした。

なお、Ｂ１−Ｔａ−０膜２２の代わりに、Ｂ　ｉ−Ｔ　
ａ−Ｎｂ−○、　Ｂ１−Ｔａ−Ｔｉ−〇、　Ｂ１−Ｔａ
−Ｃａ−○、Ｂ１−Ｔａ−８ｒ−○＋　Ｂ１−Ｔａ−Ｂ
ａ−０，Ｂ１−Ｔａ−Ｎａ−○。

Ｂ１−Ｔａ−に−○膜を用いたときも第１の発明が有効
であることを確認した。

さらに、Ｂｉの酸化物と、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕの酸化物を
異なる蒸発源から真空中で別々に蒸発させ、基体上にＢ
１−０−）Ｓｒ−Ｃｕ−○−＋Ｃａ−Ｃｕ−Ｃ）＋５ｒ
Ｃｕ−○→Ｂｉ−○の順に周期的に積層させた場合、さ
らにＢ１の酸化物と、Ｔａの酸化物を異なる蒸発源から
真空中で別々に蒸発させ、Ｂ１−０−＋Ｔａ−０→Ｂｉ
−○の順に周期的に積層させた場合、（実施例１）に示
した積層構造作製方法より極めて制御性良く、安定した
膜質の、しかも膜表面が極めて平坦なり１−５ｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−○超電導薄膜およびＢ１−Ｔａ−○絶縁膜が得
られることを見いだした。

さらに、Ｂｉ−〇、５ｒ−Ｃｕ−○、Ｃａ−Ｃｕ−〇。

Ｔａ−〇を別々の蒸発源から蒸発させ、Ｂ　ｉ−Ｓ　ｒ
Ｃａ−Ｃｕ−０超電導薄膜とＢ１−Ｔａ−０％縁膜を周
期的に積層したとき、極めて制御性良＜ｍ（Ｂｉ−５ｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−０）　・ｎ（Ｂｉ−Ｔａ−０）の周期構
造を持つ薄膜を形成できることを見いだした。ここでｍ
。

ｎは正の整数を示す。さらに、このｍ（Ｂｊ−５ｒＣａ
−Ｃｕ−〇）　・ｎ　（Ｂｉ−Ｔａ−〇）薄膜は、（実
施例１）に示したＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−〇を同時に
蒸着して得る超電導薄膜と、Ｂ１−Ｔａ−〇を同時に蒸
着して得る酸化物絶縁膜とを周期的に積層して得た薄膜
に比べて、はるかに結晶性が優れ、超電導転移温度。

臨界電流密度等の特性に勝っていることも併せて見いだ
した。上記の方法で作製したＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
０超電導薄膜とＢ　ｉ−Ｔ　ａ−０絶縁膜ともに薄膜表
面が極めて平坦であることを見いだした。

これらのことは第３図に示す積層の概念図を用いて説明
することができる。すなわち、それぞれ層状構造を構成
する異なる元素を別々に順次積層していくことにより、
基体表面に対し平行な面内だけで積層された蒸着元素が
動くだけで、基体表面に対し垂直方向への元素の移動が
ないことによるものと考えられる。さらに、ＢｉとＴａ
を含む酸化物層状ペロブスカイト構造の結晶のａ軸の長
さは、Ｂ　ｉ−Ｓ　ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−○のそれとほぼ等
しく、連続的にエピタキシャル成長が可能であることに
よるものと考えられる。

さらに意外にも、良好な超電導特性を得るに必要な基体
の温度、熱処理温度も、従来より低いことを見いだした
。

Ｂ１−０．５ｒ−Ｃｕ−○、Ｃａ　−Ｃｕ−○、Ｔａ−
０を周期的に積層させる方法としては、いくつか考えら
れる。一般に、ＭＢＥ装置あるいは多元のＥＢ蒸着装置
で蒸発源の前を開閉シャッターで制御したり、気相成長
法で作製する際にガスの種類を切り替えたりすることに
より、周期的積層を達成することができる。しかしこの
種の非常に薄く層の積層には従来スパッタリング蒸着は
不向きとされていた。この理由は、成膜中のガス圧の高
さに起因する不純物の混入およびエネルギーの高い粒子
によるダメージと考えられている。しかし、このＢｉ系
酸化物超電導体に対してスパッタリングにより異なる薄
い層の積層を行ったところ、意外にも良好な積層膜作製
が可能なことを発見した。スパッタ中の高い酸素ガス圧
およびスパッタ放電が、Ｂｉ系の１００　”Ｋ以上の臨
界温度を持つ相の形成、およびＢ１−Ｔａ−０絶縁膜の
形成に都合がよいためではなかろうかと考えられる。

スパッタ蒸着で異なる物質を積層させる方法としては、
組成分布を設けた個のスパッタリングターゲットの放電
位置を周期的に制御するという方法があるが、組成の異
なる複数個のターゲットのスパッタリングという方法を
用いると比較的簡単に達成することができる。この場合
、複数個のターゲットの各々のスパッタ量を周期的に制
御したり、あるいはターゲットの前にシャッターを設け
て周期的に開閉したりして、周期的積層膜を作製するこ
とができる。また基板を周期的に運動させて各々ターゲ
ットの上を移動させる方法でも作製が可能である。レー
ザースパッタあるいはイオンビームスパッタを用いた場
合には、複数個のターゲットを周期運動させてビームの
照射するターゲットを周期的に変えれば、周期的積層膜
が実現される。このような複数個のターゲットを用いた
スパッタリングにより比較的簡単にＢｉ系酸化物の周期
的積層が作製可能となる。

以下筒２の発明の内容をさらに深く理解するために、具
体的な実施例を示す。

（実施例２） 第４図に本実施例で用いた４元マグネトロンスパッタ装
置の概略図を示す。第４図において、４１はＢ１ターゲ
ット、４２は５ｒＣｕ合金ターゲット、４３はＣａＣｕ
合金ターゲット、４４はＴａターゲット、４５はシャッ
ター、４６はスリット、４７はＭｇＯ基体、４８は基体
加熱用ヒーターを示す。計４個のターゲット４１．４２
．４３．４４は第４図に示すように配置させた。すなわ
ち、ＭｇＯ（１００）基体４７に焦点を結ぶように各タ
ーゲットが約３０°傾いて設置されている。ターゲット
の前方には回転するシャッター４５があり、パルスモー
タで駆動することによりその中に設けられたスリット４
６の回転が制御され、各ターゲットのサイクルおよびス
パッタ時間を設定することができる。基体４７のヒータ
ー４８で約６００℃に加熱し、アルゴン・酸素（５：　
１）混合雰囲気３Ｐａのガス中で各ターゲットのスパッ
タリングを行った。各ターゲットのスパッタ電流を、Ｂ
ｉ：３０ｍＡ　、　５ｒＣｕ　：　８０ｍＡ　、　Ｃａ
Ｃｕ　：　３００ｍＡ　、　Ｔａ　：４００ｍＡにして
実験を行った。Ｂｉ→５ｒＣｕ→ＣａＣｕ４Ｂｉのサイ
クルでスパッタし、Ｂ　ｉ−Ｓ　ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜
の元素の組成比率がＢｉ：　Ｓｒ：　Ｃａ：Ｃｕ＝２：
２：２：３となるように各ターゲットのスパッタ時間を
調整し、上記サイクルを２０周期行った結果、１００″
に以上の臨界温度を持つ相を作製することができた。こ
のままの状態でもこのＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０薄膜
は１００玉以上の超電導転移を示したが、さらに酸素中
で６５０℃、１時間の熱処理を行うと非常に再現性がよ
くなり、超電導転移温度は１２０”Ｋ、抵抗値がゼロに
なる温度は１００χになった。超電導転移温度が１００
″Ｋを超す相は金属元素がＢ　ｉ−Ｓ　ｒ−Ｃｕ−Ｃａ
−Ｃｕ−Ｃａ−Ｃｕ−８ｒ−Ｂ　ｉの順序で並んだ酸化
物の層から成り立っているとも言われており、本発明の
製造方法がこの構造を作るのに非常に役立っているので
はないかと考えられる。また、同様にＢ１−Ｔａ−Ｂ１
のサイクルでＢ１−Ｔａ−○膜の元素の組成がＢｉ：Ｔ
ａ＝４：３となるように各ターゲットのスパッタ時間を
調整し、上記サイクルを４サイクルまで少なくして、Ｂ
１−Ｔａ−○膜の膜厚を薄くしても、極めて結晶性に優
れたＢ１−Ｔａ−０膜が得られた。

さらに本発明者らはｍ　Ｘ　（Ｂ　ｉ−＋　Ｓ　ｒＣｕ
−＋　ＣａＣｕ→５ｒＣｕ−＋　Ｂｉ）−＋　ｎ　Ｘ　
（Ｂｉ−＋Ｔａ−＋　Ｂｉ）のサイクルで各ターゲット
をスパッタし、ｍ（Ｂｉ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−○）　・
ｎ　（Ｂｉ−Ｔａ−〇）薄膜を基体４７上に作製した。

ここでｍ、ｎは正の整数を示す。ｎ＝４のとき、ｍを変
化させて周期的に積層して得た膜の超電導特性を調べた
。ｍ　＝　６のとき、最も高い超電導０温度およびゼロ
抵抗温度が得られた。ゼ口抵抗温度はＢ１−５ｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−○膜本来のそれらの値よりも数Ｘ高いものであ
った。この結果の詳細な理由については未だ不明である
が、本実施例に示した方法でＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
０膜とＢ１−Ｔａ−○膜とを周期的に積層することによ
って、Ｂ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜とＢ１−Ｔａ−○
膜が互いにＢｉ２Ｏ２層を介してエピタキシャル成長し
ていることにより積層界面での元素の相互拡散の影響が
なく、かつ結晶性に優れた薄いＢ１−Ｔａ−〇膜を介し
て同じく結晶性に優れたＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−○膜
を積層することによりＢ　ｉ−Ｓ　ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０
膜において超電導機構になんらかの変化が引き起こされ
たことが考えられる。

なお、超電導転移温度が上昇する効果は、Ｂｉ→Ｓ　ｒ
　Ｃｕ　−＋　Ｃａ　Ｃｕ　−＋　Ｂ　ｉのサイクルが
４〜］０の範囲で有効であることが確認された。

なお、ターゲット４１、もしくは４４に鉛（Ｐｂ）を添
加してスパッタしたとき、基体４７の温度が上記実施例
よりも約１００℃低くても、上記実施例と同等な結果が
得られることを見いだした。

なお、Ｂ１−Ｔａ−○膜２２の代わりに、Ｂｊ−Ｔａ−
Ｎｂ−０，Ｂ１−Ｔａ−Ｔｉ−０，Ｂ１−Ｔａ−Ｃａ−
○、Ｂ１−Ｔａ−５ｒ−〇、　　Ｂ１−Ｔａ−Ｂａ−〇
、　　Ｂ１−Ｔａ−Ｎａ−○。

Ｂｊ−Ｔａ−に−○膜を用いたときも第２の発明が有効
であることを確認した。

（発明の効果） 第１の発明の酸化物超電導薄膜は、Ｂｉ系酸化物超電導
薄膜の超電導転移温度を上昇させる構造を提供するもの
であり、第２の発明の酸化物超電導薄膜の製造方法は第
１の発明をより効果的に実現し、デバイス等の応用には
必須の低温でのプロセスを確立したものであり、本発明
の工業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例における薄膜の製造装置
の概略図、第２図は第１の発明の構造概念図、第３図は
第２の発明の構造概念図、第４図は第２の発明の一実施
例における薄膜の製造装置の概 略図である。 １１、１２．４１．４２．４３．４４・・・スパッタリ
ングターゲット、　１３．４５　　・・シャッター１４
・・・アパーチャー、４６・　スリット、１５、４７・
・・Ｍｇ○基体、１６．４８　　　ヒーター、２１−　
　Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜、２２−　Ｂ１−Ｔａ
−０膜。 第１図 特許出願人　松下電器産業株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）主体成分が少なくともビスマス（Ｂｉ）、銅（Ｃ
   ｕ）、およびアルカリ土類（IIａ族）を含む層状酸化物
   超電導薄膜と、主体成分が少なくともＢｉとタンタル（
   Ｔａ）を含む層状酸化物薄膜が交互に積層された構造を
   持つことを特徴とする酸化物超電導薄膜。 ここでアルカリ土類は、IIａ族元素のうち少なくとも一
   種あるいは二種以上の元素を示す。
2. （２）基体上に、少なくともＢｉを含む酸化物と少なく
   とも銅およびアルカリ土類（IIａ族）を含む酸化物とを
   周期的に積層させて形成する酸化物薄膜と、少なくとも
   Ｂｉを含む酸化物と少なくともＴａを含む酸化物を周期
   的に積層させて形成する酸化物薄膜とを、交互に積層さ
   せて得ることを特徴とする酸化物超電導薄膜の製造方法
   。 ここでアルカリ土類は、IIａ族元素のうちの少なくとも
   一種あるいは二種以上の元素を示す。
3. （３）積層物質の蒸発を少なくとも二種以上の蒸発源で
   行うことを特徴とする請求項（２）記載の酸化物超電導
   薄膜の製造方法。
4. （４）積層物質の蒸発をスパッタリングで行うことを特
   徴とする請求項（２）記載の酸化物超電導薄膜の製造方
   法。