JPH05194097A - 薄膜電気伝導体の製造方法 - Google Patents
薄膜電気伝導体の製造方法Info
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- JPH05194097A JPH05194097A JP4007447A JP744792A JPH05194097A JP H05194097 A JPH05194097 A JP H05194097A JP 4007447 A JP4007447 A JP 4007447A JP 744792 A JP744792 A JP 744792A JP H05194097 A JPH05194097 A JP H05194097A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 無限層状構造を有するＳｒ−Ｃｕ−Ｏ系酸化
物電気伝導薄膜の再現性のよい製造方法を提供する。 【構成】 Ｓｒの金属蒸発源11とＣｕの金属蒸発源12を
用い、各蒸発源上のシャッター17、18の開閉を交互に制
御して、且つ酸素ラジカルビーム発生源15より酸素ラジ
カルビームを照射しながら、基体13上にＭＢＥ法により
Ｓｒを含む原子層とＣｕを含む酸化物からなる原子層と
を交互に４５層基体13上に結晶性の被膜として付着させ
る。この際、９周期に１回の割合で、シャッター17の開
いている時間を短くして、Ｓｒの含有量の少ない原子層
とした。約３０分間の蒸着により２５０オングストロー
ムの無限層状構造薄膜を作製した。
物電気伝導薄膜の再現性のよい製造方法を提供する。 【構成】 Ｓｒの金属蒸発源11とＣｕの金属蒸発源12を
用い、各蒸発源上のシャッター17、18の開閉を交互に制
御して、且つ酸素ラジカルビーム発生源15より酸素ラジ
カルビームを照射しながら、基体13上にＭＢＥ法により
Ｓｒを含む原子層とＣｕを含む酸化物からなる原子層と
を交互に４５層基体13上に結晶性の被膜として付着させ
る。この際、９周期に１回の割合で、シャッター17の開
いている時間を短くして、Ｓｒの含有量の少ない原子層
とした。約３０分間の蒸着により２５０オングストロー
ムの無限層状構造薄膜を作製した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気伝導薄膜の製造方
法に関するものである。特に、Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系層状構
造の薄膜電気伝導体の製造方法に関するものである。
法に関するものである。特に、Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系層状構
造の薄膜電気伝導体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高温超伝導体として、Muller等によりペ
ロブスカイト類型構造の酸化物超伝導体が発見された。
それ以後、種々の酸化物系で超伝導性の確認が為され、
アルカリ土類金属層が、銅酸化物層で挟まれた無限層状
構造のセラミックが提案された。[T.Siegrist, S.M.Zah
urak, D.W.Murphy and R.S.Roth, ネイチャ- (Nature), Vo
l.334, 231-232 (1988).] その後、この無限層状構造からなる超伝導体は、９０Ｋ
程度の超伝導臨界温度をもつということが発見された。
[M.Takano, M.Azuma, Z.Hiroi, Y.Bando and Y.Takeda,
Physica C176, 441-444 (1991).] 無限層状構造の酸化物超伝導体は、従来の高温酸化物超
伝導体に含まれていた希土類元素を全く含まない超伝導
体であり、しかも、より単純な結晶構造のため、作製時
の取扱が容易であり、実用化に向けて期待されている。
ロブスカイト類型構造の酸化物超伝導体が発見された。
それ以後、種々の酸化物系で超伝導性の確認が為され、
アルカリ土類金属層が、銅酸化物層で挟まれた無限層状
構造のセラミックが提案された。[T.Siegrist, S.M.Zah
urak, D.W.Murphy and R.S.Roth, ネイチャ- (Nature), Vo
l.334, 231-232 (1988).] その後、この無限層状構造からなる超伝導体は、９０Ｋ
程度の超伝導臨界温度をもつということが発見された。
[M.Takano, M.Azuma, Z.Hiroi, Y.Bando and Y.Takeda,
Physica C176, 441-444 (1991).] 無限層状構造の酸化物超伝導体は、従来の高温酸化物超
伝導体に含まれていた希土類元素を全く含まない超伝導
体であり、しかも、より単純な結晶構造のため、作製時
の取扱が容易であり、実用化に向けて期待されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系の材
料は、現在の技術では高圧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、例えばジョセフソン素子、スクイッド、高周波素子
その他の各種デバイスへの適用など具体的な応用には、
薄膜状に加工することが強く要望されている。
料は、現在の技術では高圧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、例えばジョセフソン素子、スクイッド、高周波素子
その他の各種デバイスへの適用など具体的な応用には、
薄膜状に加工することが強く要望されている。
【０００４】様々な方法を用いて、酸化物電気伝導体の
薄膜化が行われているが、Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系電気伝導体
の場合、他の電気伝導体と違い、上述したように超高
圧、強還元雰囲気で作成されていたので、この様な条件
では薄膜にすることが非常に困難とされていた。
薄膜化が行われているが、Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系電気伝導体
の場合、他の電気伝導体と違い、上述したように超高
圧、強還元雰囲気で作成されていたので、この様な条件
では薄膜にすることが非常に困難とされていた。
【０００５】本発明は、構造が単純で無限層状構造を有
するＳｒ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物電気伝導薄膜の再現性のよ
い製造方法を提供することを目的とする。
するＳｒ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物電気伝導薄膜の再現性のよ
い製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の薄膜電気伝導体の製造方法は、加熱した基
体上に、少なくともストロンチウム（Ｓｒ）を含む物質
からなる原子層と、銅（Ｃｕ）を含む酸化物からなる原
子層とを交互に繰り返し積層させて無限層状構造とする
薄膜電気伝導体の製造方法において、前記少なくともス
トロンチウム（Ｓｒ）を含む物質からなる原子層の代わ
りに周期的にストロンチウム（Ｓｒ）の含有量が少ない
原子層を積層することを特徴とする前記薄膜電気伝導体
の製造方法においては、少なくともストロンチウム（Ｓ
ｒ）を含む物質からなる原子層に、更にストロンチウム
以外のアルカリ土類元素を含ませておくことが好まし
い。
め、本発明の薄膜電気伝導体の製造方法は、加熱した基
体上に、少なくともストロンチウム（Ｓｒ）を含む物質
からなる原子層と、銅（Ｃｕ）を含む酸化物からなる原
子層とを交互に繰り返し積層させて無限層状構造とする
薄膜電気伝導体の製造方法において、前記少なくともス
トロンチウム（Ｓｒ）を含む物質からなる原子層の代わ
りに周期的にストロンチウム（Ｓｒ）の含有量が少ない
原子層を積層することを特徴とする前記薄膜電気伝導体
の製造方法においては、少なくともストロンチウム（Ｓ
ｒ）を含む物質からなる原子層に、更にストロンチウム
以外のアルカリ土類元素を含ませておくことが好まし
い。
【０００７】また、前記薄膜電気伝導体の製造方法にお
いては、積層が分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）によ
り各原子層を交互に周期的に積層させて無限層状構造と
することが好ましい。
いては、積層が分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）によ
り各原子層を交互に周期的に積層させて無限層状構造と
することが好ましい。
【０００８】
【作用】図２は本発明方法で得られるＳｒ−Ｃｕ−Ｏ系
電気伝導体の断面構造を示す模式図である。図２に示す
ようにこの電気伝導体物質は少なくともＳｒを含む原子
層２１と少なくともＣｕを含む酸化物からなる原子層２
２が交互に積層した周期的構造の中に、周期的にＳｒの
含有量が少ない原子層２３が積層された無限層状構造に
なっている。
電気伝導体の断面構造を示す模式図である。図２に示す
ようにこの電気伝導体物質は少なくともＳｒを含む原子
層２１と少なくともＣｕを含む酸化物からなる原子層２
２が交互に積層した周期的構造の中に、周期的にＳｒの
含有量が少ない原子層２３が積層された無限層状構造に
なっている。
【０００９】本発明の薄膜電気伝導体の製造方法は、加
熱した基体上に、少なくともストロンチウム（Ｓｒ）を
含む物質からなる原子層と、銅（Ｃｕ）を含む酸化物か
らなる原子層とを交互に繰り返し積層させて無限層状構
造とする薄膜電気伝導体の製造方法において、前記少な
くともストロンチウム（Ｓｒ）を含む物質からなる原子
層の代わりに周期的にストロンチウム（Ｓｒ）の含有量
が少ない原子層を積層することからなるので、各１原子
に相当する厚さの少なくともストロンチウム（Ｓｒ）を
含む物質からなる原子層２１と、銅（Ｃｕ）を含む酸化
物からなる原子層２２とを交互に繰り返し積層された構
造の中に、前記少なくともストロンチウム（Ｓｒ）を含
む物質からなる原子層２１の代わりに周期的にストロン
チウム（Ｓｒ）の含有量が少ない原子層２３、すなわち
Ｓｒ原子層の中にベーキャンシー（vacancy ）が存在す
る原子層とが結晶構造を構築しつつ、図２で示した構造
のように積層されながら膜成長がなされるので、良質の
Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系薄膜電気伝導体を容易に得ることがで
きるものと推定される。そして周期的にＳｒ原子層の中
にベーキャンシー（vacancy ）が存在する原子層が存在
することにより、ホール効果が得られ、超伝導性を示す
臨界温度が向上するなどの電気特性の向上した良質のＳ
ｒ−Ｃｕ−Ｏ系薄膜電気伝導体を容易に得ることができ
るものと推定される。
熱した基体上に、少なくともストロンチウム（Ｓｒ）を
含む物質からなる原子層と、銅（Ｃｕ）を含む酸化物か
らなる原子層とを交互に繰り返し積層させて無限層状構
造とする薄膜電気伝導体の製造方法において、前記少な
くともストロンチウム（Ｓｒ）を含む物質からなる原子
層の代わりに周期的にストロンチウム（Ｓｒ）の含有量
が少ない原子層を積層することからなるので、各１原子
に相当する厚さの少なくともストロンチウム（Ｓｒ）を
含む物質からなる原子層２１と、銅（Ｃｕ）を含む酸化
物からなる原子層２２とを交互に繰り返し積層された構
造の中に、前記少なくともストロンチウム（Ｓｒ）を含
む物質からなる原子層２１の代わりに周期的にストロン
チウム（Ｓｒ）の含有量が少ない原子層２３、すなわち
Ｓｒ原子層の中にベーキャンシー（vacancy ）が存在す
る原子層とが結晶構造を構築しつつ、図２で示した構造
のように積層されながら膜成長がなされるので、良質の
Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系薄膜電気伝導体を容易に得ることがで
きるものと推定される。そして周期的にＳｒ原子層の中
にベーキャンシー（vacancy ）が存在する原子層が存在
することにより、ホール効果が得られ、超伝導性を示す
臨界温度が向上するなどの電気特性の向上した良質のＳ
ｒ−Ｃｕ−Ｏ系薄膜電気伝導体を容易に得ることができ
るものと推定される。
【００１０】また、前記薄膜電気伝導体の製造方法にお
いては、少なくともストロンチウム（Ｓｒ）を含む物質
からなる原子層に、更にストロンチウム以外のアルカリ
土類元素を含ませておくこと結晶の格子定数を変化させ
ることが可能となり、例えば超伝導の臨界温度を変化さ
せることができるなど、伝導体の特性を変えることがで
きるので好ましい。
いては、少なくともストロンチウム（Ｓｒ）を含む物質
からなる原子層に、更にストロンチウム以外のアルカリ
土類元素を含ませておくこと結晶の格子定数を変化させ
ることが可能となり、例えば超伝導の臨界温度を変化さ
せることができるなど、伝導体の特性を変えることがで
きるので好ましい。
【００１１】また、前記薄膜電気伝導体の製造方法にお
いては、積層が分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）によ
り各原子層を交互に周期的に積層させて無限層状構造と
することによると、ＭＢＥ法においては、背圧が超高真
空となるので、雰囲気ガスとして含まれる不純物を少な
くすることができ、従って薄膜電気伝導体への不純物の
混入が避けられ、周期的積層方法で形成することによ
り、より再現性良く良質で高性能の薄膜電気伝導体を得
ることが可能となり、好ましい。
いては、積層が分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）によ
り各原子層を交互に周期的に積層させて無限層状構造と
することによると、ＭＢＥ法においては、背圧が超高真
空となるので、雰囲気ガスとして含まれる不純物を少な
くすることができ、従って薄膜電気伝導体への不純物の
混入が避けられ、周期的積層方法で形成することによ
り、より再現性良く良質で高性能の薄膜電気伝導体を得
ることが可能となり、好ましい。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこの実施例の記載のみに限定されるものではな
い。
本発明はこの実施例の記載のみに限定されるものではな
い。
【００１３】本発明方法においては、真空容器内におい
てＳｒ金属原料からなる蒸発源とＣｕ金属原料からなる
蒸発源とを交互に蒸発させ、Ｓｒ金属を含む原子層とＣ
ｕ金属を含む原子層を例えばＮＯ2 ガスやＯ2 ガスなど
で蒸発源付近のガス圧で測定して１０-4〜１０-6Ｔｏｒ
ｒ程度の圧力に保って供給し、Ｃｕ金属を酸化させて、
加熱した種々の基体上に周期的に積層させた。金属蒸発
源の蒸発レートを例えば各蒸発源上のシャッターの開閉
をコントロールすることなどにより、適宜に調節して、
それぞれ１原子層成長させることにより、Ｓｒ−Ｃｕ−
Ｏ系電気伝導体の無限層状構造が形成されることがわか
った。また、この際に周期的にＳｒ金属原料の含有量の
少ない原子層、つまり１原子層に相当する量よりも少な
い量のＳｒを蒸発積層させた。こうすることにより、同
時にＳｒとＣｕを蒸発させた場合には形成できなかった
無限層状構造を有する薄膜が、再現性よく形成できた。
てＳｒ金属原料からなる蒸発源とＣｕ金属原料からなる
蒸発源とを交互に蒸発させ、Ｓｒ金属を含む原子層とＣ
ｕ金属を含む原子層を例えばＮＯ2 ガスやＯ2 ガスなど
で蒸発源付近のガス圧で測定して１０-4〜１０-6Ｔｏｒ
ｒ程度の圧力に保って供給し、Ｃｕ金属を酸化させて、
加熱した種々の基体上に周期的に積層させた。金属蒸発
源の蒸発レートを例えば各蒸発源上のシャッターの開閉
をコントロールすることなどにより、適宜に調節して、
それぞれ１原子層成長させることにより、Ｓｒ−Ｃｕ−
Ｏ系電気伝導体の無限層状構造が形成されることがわか
った。また、この際に周期的にＳｒ金属原料の含有量の
少ない原子層、つまり１原子層に相当する量よりも少な
い量のＳｒを蒸発積層させた。こうすることにより、同
時にＳｒとＣｕを蒸発させた場合には形成できなかった
無限層状構造を有する薄膜が、再現性よく形成できた。
【００１４】基体温度は、特に６００℃〜７００℃程度
が好ましく、結晶性が非常に良好なＳｒ−Ｃｕ−Ｏ系薄
膜電気伝導体が再現性よく得られた。また、従来の電気
伝導体の形成方法と比べ、制御性、例えば、組成の制
御、結晶性の制御などの制御性に優れた形成方法が実現
できた。基体温度が、７５０℃以上の場合には、基体上
で堆積された原子が動きやすく上下の層の原子が入れ替
わったりするためか、周期的な無限層状積層構造になら
なかった。
が好ましく、結晶性が非常に良好なＳｒ−Ｃｕ−Ｏ系薄
膜電気伝導体が再現性よく得られた。また、従来の電気
伝導体の形成方法と比べ、制御性、例えば、組成の制
御、結晶性の制御などの制御性に優れた形成方法が実現
できた。基体温度が、７５０℃以上の場合には、基体上
で堆積された原子が動きやすく上下の層の原子が入れ替
わったりするためか、周期的な無限層状積層構造になら
なかった。
【００１５】本発明方法で得られる無限層状構造からな
る薄膜電気伝導体は、結晶構造が従来の超伝導体にくら
べ、単純な構造をしているため、他の金属などとの積層
を作る場合にも向いているため、デバイス化に最適の製
造方法である。
る薄膜電気伝導体は、結晶構造が従来の超伝導体にくら
べ、単純な構造をしているため、他の金属などとの積層
を作る場合にも向いているため、デバイス化に最適の製
造方法である。
【００１６】Ｓｒを含む物質と、Ｃｕを含む物質とを周
期的に積層させる方法としては、いくつか考えられる。
特に、ＥＢ蒸着法（エレクトロンビーム蒸着法）やスパ
ッタ法などが考えられる。しかし、この種の酸化物層の
積層には前述したように従来ＭＢＥ法は不向きとみられ
ていた。この理由は、成膜中の酸化能力の高さに起因す
ると考えられている。すなわちＭＢＥ法ではこれまで酸
化物の作成の実績があまりなく、また、酸化させるため
のガスの導入によって圧力が高くなるため不向きと考え
られていた。しかしながら、本発明者らは、このＳｒ−
Ｃｕ酸化物電気伝導体に対してＭＢＥ法により異なる薄
い酸化物層の積層を行なったところ、意外にも良好な積
層膜の作製が可能なことを見出だした。
期的に積層させる方法としては、いくつか考えられる。
特に、ＥＢ蒸着法（エレクトロンビーム蒸着法）やスパ
ッタ法などが考えられる。しかし、この種の酸化物層の
積層には前述したように従来ＭＢＥ法は不向きとみられ
ていた。この理由は、成膜中の酸化能力の高さに起因す
ると考えられている。すなわちＭＢＥ法ではこれまで酸
化物の作成の実績があまりなく、また、酸化させるため
のガスの導入によって圧力が高くなるため不向きと考え
られていた。しかしながら、本発明者らは、このＳｒ−
Ｃｕ酸化物電気伝導体に対してＭＢＥ法により異なる薄
い酸化物層の積層を行なったところ、意外にも良好な積
層膜の作製が可能なことを見出だした。
【００１７】ＭＢＥ法で蒸発原料を酸化させる方法とし
ては、オゾン、ＮＯ2 ガスを導入する方法があるが、特
に酸素をラジカルビーム状にして照射する方法は、酸化
能力が高く、組成などの制御性に優れ好ましい方法であ
る。酸素をラジカルにするには、例えば高周波放電管の
中に酸素ガスを導入して放電させることにより容易に得
ることができる。
ては、オゾン、ＮＯ2 ガスを導入する方法があるが、特
に酸素をラジカルビーム状にして照射する方法は、酸化
能力が高く、組成などの制御性に優れ好ましい方法であ
る。酸素をラジカルにするには、例えば高周波放電管の
中に酸素ガスを導入して放電させることにより容易に得
ることができる。
【００１８】尚、ＭＢＥ法を採用する場合には、通常基
体温度が６００〜７００℃程度が好ましく、また、真空
室内圧力は、蒸発源付近の圧力で１０-4〜１０-6Ｔｏｒ
ｒ程度が好ましく用いられる。
体温度が６００〜７００℃程度が好ましく、また、真空
室内圧力は、蒸発源付近の圧力で１０-4〜１０-6Ｔｏｒ
ｒ程度が好ましく用いられる。
【００１９】以下本発明の内容がさらに深く理解される
ように、具体的な実施例を挙げて説明する。図１は本発
明の一実施例を説明するための用いた装置の主要部を示
す概略概念図である。
ように、具体的な実施例を挙げて説明する。図１は本発
明の一実施例を説明するための用いた装置の主要部を示
す概略概念図である。
【００２０】図１に示したように、Ｋセル（クヌードソ
ンセル）中に入れられたＳｒ金属原料からなる蒸発源11
とＣｕ金属原料からなる蒸発源12の２種類の蒸発源を用
い、チタン酸ストロンチウム単結晶（１００）面を基体
13として、ＭＢＥ法により、真空蒸着して、上記基体13
上に結晶性の被膜として付着させた。
ンセル）中に入れられたＳｒ金属原料からなる蒸発源11
とＣｕ金属原料からなる蒸発源12の２種類の蒸発源を用
い、チタン酸ストロンチウム単結晶（１００）面を基体
13として、ＭＢＥ法により、真空蒸着して、上記基体13
上に結晶性の被膜として付着させた。
【００２１】Ｓｒの金属蒸発源11のＫセル温度は５７５
℃に、また、Ｃｕの金属蒸発源12のＫセル温度は１１５
０℃に加熱され、基体13をヒータ14で約６７５℃に加熱
し、酸素ラジカルビーム発生源15より酸素ラジカルビー
ムを照射して、各蒸発源の蒸着を行なった。各蒸発源の
加熱電力を前記Ｋセルの温度を保つために電流を２〜５
アンペアの範囲で適宜制御し、シャッター17、18の開閉
を制御して交互に積層を行なうとともに、９周期に１回
の割合でシャッター17の開いている時間を短くして、周
期的にＳｒ含有量の少ない原子層を積層した。
℃に、また、Ｃｕの金属蒸発源12のＫセル温度は１１５
０℃に加熱され、基体13をヒータ14で約６７５℃に加熱
し、酸素ラジカルビーム発生源15より酸素ラジカルビー
ムを照射して、各蒸発源の蒸着を行なった。各蒸発源の
加熱電力を前記Ｋセルの温度を保つために電流を２〜５
アンペアの範囲で適宜制御し、シャッター17、18の開閉
を制御して交互に積層を行なうとともに、９周期に１回
の割合でシャッター17の開いている時間を短くして、周
期的にＳｒ含有量の少ない原子層を積層した。
【００２２】シャッター17、18の開閉の制御はシャッタ
ー18を閉じた状態でシャッター17を開き１０秒間Ｓｒを
蒸発させ、次にシャッター17、18を共に閉じた状態で１
０秒間放置し、次いでシャッター17を閉じた状態でシャ
ッター18を開き１０秒間Ｃｕを蒸発させ、更にシャッタ
ー17、18を共に閉じた状態で１０秒間放置し、この繰り
返しを４５回行った。この時、９周期に１回の割合で、
シャッター17の開いている時間を８秒間として、Ｓｒの
含有量の少ないベーキャンシー（vacancy ）を有する原
子層を作成した。
ー18を閉じた状態でシャッター17を開き１０秒間Ｓｒを
蒸発させ、次にシャッター17、18を共に閉じた状態で１
０秒間放置し、次いでシャッター17を閉じた状態でシャ
ッター18を開き１０秒間Ｃｕを蒸発させ、更にシャッタ
ー17、18を共に閉じた状態で１０秒間放置し、この繰り
返しを４５回行った。この時、９周期に１回の割合で、
シャッター17の開いている時間を８秒間として、Ｓｒの
含有量の少ないベーキャンシー（vacancy ）を有する原
子層を作成した。
【００２３】約３０分間の蒸着により２５０オングスト
ローム程度の結晶性の良い薄膜を作製することができ
た。この薄膜はこのままの状態で、従来の酸化物薄膜の
ように酸素中熱処理を行なうとことなく非常に再現性良
く良質の無限層状構造薄膜を作製することができた。図
２は、形成された無限層状構造の薄膜電気伝導体の断面
の模式図であり、２１はＳｒを含む原子層、２２はＣｕ
を含む酸化物からなる原子層、２３はＳｒ含有量が少な
い原子層を示している。
ローム程度の結晶性の良い薄膜を作製することができ
た。この薄膜はこのままの状態で、従来の酸化物薄膜の
ように酸素中熱処理を行なうとことなく非常に再現性良
く良質の無限層状構造薄膜を作製することができた。図
２は、形成された無限層状構造の薄膜電気伝導体の断面
の模式図であり、２１はＳｒを含む原子層、２２はＣｕ
を含む酸化物からなる原子層、２３はＳｒ含有量が少な
い原子層を示している。
【００２４】また、膜の組成としては、Ｓｒの蒸発の際
にＳｒ以外のアルカリ土類（IIａ族）元素（Ｃａ、Ｂ
ａ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｒａ）のうち少なくとも一種以上の元
素を併用しても同様に電気伝導を示した。特にＣａを併
用した場合には、超伝導の臨界温度を下げることがで
き、また、Ｂａを併用した場合には上げる事ができた。
にＳｒ以外のアルカリ土類（IIａ族）元素（Ｃａ、Ｂ
ａ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｒａ）のうち少なくとも一種以上の元
素を併用しても同様に電気伝導を示した。特にＣａを併
用した場合には、超伝導の臨界温度を下げることがで
き、また、Ｂａを併用した場合には上げる事ができた。
【００２５】尚、前記ストロンチウム以外のアルカリ土
類元素の混入割合は原子数で２０％以下程度が好まし
く、また、Ｃａ、Ｂａが好ましく、特にＣａが好まし
い。以上の実施例では、ＭＢＥ法を例として説明した
が、ＥＢ法、スパッタ法などを用いても同様に形成でき
る。
類元素の混入割合は原子数で２０％以下程度が好まし
く、また、Ｃａ、Ｂａが好ましく、特にＣａが好まし
い。以上の実施例では、ＭＢＥ法を例として説明した
が、ＥＢ法、スパッタ法などを用いても同様に形成でき
る。
【００２６】以上のように、本発明の薄膜電気伝導体の
製造方法は、構造の単純な無限層状構造のＳｒ−Ｃｕ−
Ｏ系酸化物電気伝導薄膜の再現性のよい作製方法を提供
するものであり、工業上極めて大きな価値を有するもの
である。
製造方法は、構造の単純な無限層状構造のＳｒ−Ｃｕ−
Ｏ系酸化物電気伝導薄膜の再現性のよい作製方法を提供
するものであり、工業上極めて大きな価値を有するもの
である。
【００２７】
【発明の効果】本発明の薄膜電気伝導体の製造方法によ
れば、良質のＳｒ−Ｃｕ−Ｏ系薄膜電気伝導体を再現性
よく容易に得ることができる。
れば、良質のＳｒ−Ｃｕ−Ｏ系薄膜電気伝導体を再現性
よく容易に得ることができる。
【００２８】また、前記本発明の薄膜電気伝導体の製造
方法において、ストロンチウム（Ｓｒ）を含む物質から
なる原子層に、少なくともストロンチウム以外のアルカ
リ土類元素を更に含ませておくことによって、結晶の格
子定数を変化させることが可能となり、例えば超伝導の
臨界温度を変化させることができるなど、伝導体の特性
を変えることができる。
方法において、ストロンチウム（Ｓｒ）を含む物質から
なる原子層に、少なくともストロンチウム以外のアルカ
リ土類元素を更に含ませておくことによって、結晶の格
子定数を変化させることが可能となり、例えば超伝導の
臨界温度を変化させることができるなど、伝導体の特性
を変えることができる。
【００２９】また、前記本発明の薄膜電気伝導体の製造
方法において、積層が分子線エピタキシー法（ＭＢＥ
法）により各原子層を交互に周期的に積層させて無限層
状構造とすることにより、不純物の混入の少ない薄膜電
気伝導体を得ることができ、より再現性良く良質で高性
能の薄膜電気伝導体を得る方法を提供できる。
方法において、積層が分子線エピタキシー法（ＭＢＥ
法）により各原子層を交互に周期的に積層させて無限層
状構造とすることにより、不純物の混入の少ない薄膜電
気伝導体を得ることができ、より再現性良く良質で高性
能の薄膜電気伝導体を得る方法を提供できる。
【図１】本発明の一実施例で用いた装置の主要部を示す
概略概念図。
概略概念図。
【図２】本発明の一実施例の薄膜電気伝導体の断面模式
図。
図。
１１ Ｓｒ金属蒸発源 １２ Ｃｕ金属蒸発源 １３ 基体 １４ ヒーター １５ 酸素ラジカルビーム発生源 １７、１８ シャッター ２１ Ｓｒよりなる原子層 ２２ Ｃｕ、Ｏよりなる原子層 ２３ Ｓｒ含有量の少ない原子層
Claims (3)
- 【請求項１】 加熱した基体上に、少なくともストロン
チウム（Ｓｒ）を含む物質からなる原子層と、銅（Ｃ
ｕ）を含む酸化物からなる原子層とを交互に繰り返し積
層させて無限層状構造とする薄膜電気伝導体の製造方法
において、前記少なくともストロンチウム（Ｓｒ）を含
む物質からなる原子層の代わりに周期的にストロンチウ
ム（Ｓｒ）の含有量が少ない原子層を積層することを特
徴とする薄膜電気伝導体の製造方法。 - 【請求項２】 少なくともストロンチウム（Ｓｒ）を含
む物質からなる原子層に、更にストロンチウム以外のア
ルカリ土類元素を含ませてなる請求項１記載の薄膜電気
伝導体の製造方法。 - 【請求項３】 積層が分子線エピタキシー法（ＭＢＥ
法）により各原子層を交互に周期的に積層させて無限層
状構造とすることからなる請求項１または２のいずれか
に記載の薄膜電気伝導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4007447A JPH05194097A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 薄膜電気伝導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4007447A JPH05194097A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 薄膜電気伝導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05194097A true JPH05194097A (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=11666095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4007447A Pending JPH05194097A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 薄膜電気伝導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05194097A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6531408B2 (en) * | 2000-08-28 | 2003-03-11 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Method for growing ZnO based oxide semiconductor layer and method for manufacturing semiconductor light emitting device using the same |
-
1992
- 1992-01-20 JP JP4007447A patent/JPH05194097A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6531408B2 (en) * | 2000-08-28 | 2003-03-11 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Method for growing ZnO based oxide semiconductor layer and method for manufacturing semiconductor light emitting device using the same |
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