JPH06280006A - 超電導薄膜製造用ターゲットおよびその製造方法、それを用いた超電導体の製造方法 - Google Patents
超電導薄膜製造用ターゲットおよびその製造方法、それを用いた超電導体の製造方法Info
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- JPH06280006A JPH06280006A JP5068802A JP6880293A JPH06280006A JP H06280006 A JPH06280006 A JP H06280006A JP 5068802 A JP5068802 A JP 5068802A JP 6880293 A JP6880293 A JP 6880293A JP H06280006 A JPH06280006 A JP H06280006A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、プラズマ出力を高く設定してスパ
ッタできるターゲットの提供とこのターゲットの製造方
法の提供と超電導導体を短時間で製造できる方法の提供
を目的とする。 【構成】 本発明は、低融点金属と高融点金属とを構成
元素に含む所定組成の超電導金属間化合物からなる超電
導薄膜を形成するスパッタリングターゲットにおいて、
前記所定組成の超電導金属間化合物と同一組成あるいは
異なる組成であって、前記低融点金属と高融点金属を含
む高融点の前駆体金属間化合物と、前記高融点金属と
が、前記所定組成の超電導金属間化合物の組成と同一に
なるように配合されてなるものである。
ッタできるターゲットの提供とこのターゲットの製造方
法の提供と超電導導体を短時間で製造できる方法の提供
を目的とする。 【構成】 本発明は、低融点金属と高融点金属とを構成
元素に含む所定組成の超電導金属間化合物からなる超電
導薄膜を形成するスパッタリングターゲットにおいて、
前記所定組成の超電導金属間化合物と同一組成あるいは
異なる組成であって、前記低融点金属と高融点金属を含
む高融点の前駆体金属間化合物と、前記高融点金属と
が、前記所定組成の超電導金属間化合物の組成と同一に
なるように配合されてなるものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、核融合炉用超電導磁
石、粒子加速器用超電導磁石、エネルギー貯蔵用超電導
磁石、磁気浮上輸送用超電導磁石、磁気分離用超電導磁
石、超電導薄膜デバイス素子等への応用開発が進められ
ている超電導体を製造する際に用いるスパッタリング用
ターゲットとその製造方法およびそれを用いた超電導体
の製造方法に関する。
石、粒子加速器用超電導磁石、エネルギー貯蔵用超電導
磁石、磁気浮上輸送用超電導磁石、磁気分離用超電導磁
石、超電導薄膜デバイス素子等への応用開発が進められ
ている超電導体を製造する際に用いるスパッタリング用
ターゲットとその製造方法およびそれを用いた超電導体
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の超電導磁石に用いられて
いる超電導体として、臨界温度と臨界電流密度が高く、
臨界磁界も高いＮｂ3Ｓｎ、Ｎｂ3Ａｌなどの超電導金属
間化合物が知られている。そして従来、Ｎｂ3Ｓｎ超電
導金属間化合物をスパッタリング法でテープ状または線
状の基材上に膜状に積層して超電導導体を製造する場
合、従来は以下のような手法を用いていた。まず、Ｎｂ
のターゲットとＳｎのターゲットをそれぞれスパッタリ
ング装置の真空チャンバ内に設置し、スパッタリングを
行ないながらＮｂターゲットが生じさせたスパッタ粒子
とＳｎターゲットが生じさせたスパッタ粒子を交互に基
材上に堆積し、Ｎｂ層とＳｎ層とが交互に堆積された積
層膜を得る。次にこの積層膜を熱処理してＮｂとＳｎを
反応させ、Ｎｂ3Ｓｎ超電導金属間化合物の薄膜を生成
させて超電導導体を得ていた。また、Ｎｂターゲットと
Ｃｕ-Ｓｎ合金ターゲットを用いた場合は、Ｎｂ層とＣ
ｕ-Ｓｎ合金層を交互に堆積させることにより、Ｎｂ-Ｃ
ｕ／Ｓｎ積層膜を得、その後に熱処理を施すことによ
り、Ｎｂ3Ｓｎ超電導薄膜を得ていた。
いる超電導体として、臨界温度と臨界電流密度が高く、
臨界磁界も高いＮｂ3Ｓｎ、Ｎｂ3Ａｌなどの超電導金属
間化合物が知られている。そして従来、Ｎｂ3Ｓｎ超電
導金属間化合物をスパッタリング法でテープ状または線
状の基材上に膜状に積層して超電導導体を製造する場
合、従来は以下のような手法を用いていた。まず、Ｎｂ
のターゲットとＳｎのターゲットをそれぞれスパッタリ
ング装置の真空チャンバ内に設置し、スパッタリングを
行ないながらＮｂターゲットが生じさせたスパッタ粒子
とＳｎターゲットが生じさせたスパッタ粒子を交互に基
材上に堆積し、Ｎｂ層とＳｎ層とが交互に堆積された積
層膜を得る。次にこの積層膜を熱処理してＮｂとＳｎを
反応させ、Ｎｂ3Ｓｎ超電導金属間化合物の薄膜を生成
させて超電導導体を得ていた。また、Ｎｂターゲットと
Ｃｕ-Ｓｎ合金ターゲットを用いた場合は、Ｎｂ層とＣ
ｕ-Ｓｎ合金層を交互に堆積させることにより、Ｎｂ-Ｃ
ｕ／Ｓｎ積層膜を得、その後に熱処理を施すことによ
り、Ｎｂ3Ｓｎ超電導薄膜を得ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の方法
で超電導導体を製造する場合、基材上に積層するＮｂ層
とＳｎ層の厚さの制御が難しく、両者の厚さにバラツキ
を生じ易いために、ＮｂとＳｎを所定の元素比、例え
ば、３：１の比率で反応させることが極めて難しく、結
果的にＮｂ3Ｓｎ超電導金属間化合物の生成割合が悪い
問題があった。また、前記のＮｂ-Ｃｕ／Ｓｎ積層膜を
用いる場合は、Ｎｂ3Ｓｎ層が均一に生成せず、更に、
Ｓｎ成分が残留したＣｕ-Ｓｎ層が生成してしまう問題
がある。このことは、超電導デバイス素子、例えば、Ｓ
ＩＳ素子（超電導体／絶縁体／超電導体の構造を有する
積層体）などに適用する場合は、前記Ｃｕ-Ｓｎ合金層
（ブロンズ層）が前記の如く超電導体側に生成するため
に、実際上は適用できない欠点があった。
で超電導導体を製造する場合、基材上に積層するＮｂ層
とＳｎ層の厚さの制御が難しく、両者の厚さにバラツキ
を生じ易いために、ＮｂとＳｎを所定の元素比、例え
ば、３：１の比率で反応させることが極めて難しく、結
果的にＮｂ3Ｓｎ超電導金属間化合物の生成割合が悪い
問題があった。また、前記のＮｂ-Ｃｕ／Ｓｎ積層膜を
用いる場合は、Ｎｂ3Ｓｎ層が均一に生成せず、更に、
Ｓｎ成分が残留したＣｕ-Ｓｎ層が生成してしまう問題
がある。このことは、超電導デバイス素子、例えば、Ｓ
ＩＳ素子（超電導体／絶縁体／超電導体の構造を有する
積層体）などに適用する場合は、前記Ｃｕ-Ｓｎ合金層
（ブロンズ層）が前記の如く超電導体側に生成するため
に、実際上は適用できない欠点があった。
【０００４】即ち、ＳＩＳ素子は、基板上に、超電導体
と薄い絶縁体と超電導体を順次積層した構造であるが、
前記のようにＮｂ-Ｃｕ／Ｓｎ層を熱処理して超電導体
を製造すると、超電導体の絶縁体側の面にＣｕ-Ｓｎ合
金層が生成してしまい、このＣｕ-Ｓｎ合金層を除去し
なければ、絶縁体を積層できない問題がある。また、仮
に、前記Ｃｕ-Ｓｎ層を除去できたとしても、絶縁体上
に再度超電導体を生成する場合、この超電導体にＣｕ-
Ｓｎ合金層が生成してしまうために、超電導体と絶縁体
の界面がＮｂ3Ｓｎにはならず、その結果、ＳＩＳ素子
として使用できない問題がある。
と薄い絶縁体と超電導体を順次積層した構造であるが、
前記のようにＮｂ-Ｃｕ／Ｓｎ層を熱処理して超電導体
を製造すると、超電導体の絶縁体側の面にＣｕ-Ｓｎ合
金層が生成してしまい、このＣｕ-Ｓｎ合金層を除去し
なければ、絶縁体を積層できない問題がある。また、仮
に、前記Ｃｕ-Ｓｎ層を除去できたとしても、絶縁体上
に再度超電導体を生成する場合、この超電導体にＣｕ-
Ｓｎ合金層が生成してしまうために、超電導体と絶縁体
の界面がＮｂ3Ｓｎにはならず、その結果、ＳＩＳ素子
として使用できない問題がある。
【０００５】更に、Ｎｂの融点（２４７０℃）に比べて
Ｓｎの融点（２３９.１℃）が極度に低いために、両者
のターゲットを同一の真空チャンバ内でスパッタリング
する場合に、プラズマ出力を高く設定することができな
い問題がある。即ち、スパッタリング時のプラズマ出力
を高融点のＮｂに合わせて高く設定すると、Ｓｎのター
ゲットが高温に加熱されて溶融してしまい、Ｓｎ層のス
パッタリングができなくなる。従ってプラズマ出力をＳ
ｎターゲットに合わせて低く設定したままで成膜するこ
とになり、この結果、Ｎｂ層の成膜速度を上げることが
できなくなり、積層膜の合成速度が遅くなる問題があ
る。
Ｓｎの融点（２３９.１℃）が極度に低いために、両者
のターゲットを同一の真空チャンバ内でスパッタリング
する場合に、プラズマ出力を高く設定することができな
い問題がある。即ち、スパッタリング時のプラズマ出力
を高融点のＮｂに合わせて高く設定すると、Ｓｎのター
ゲットが高温に加熱されて溶融してしまい、Ｓｎ層のス
パッタリングができなくなる。従ってプラズマ出力をＳ
ｎターゲットに合わせて低く設定したままで成膜するこ
とになり、この結果、Ｎｂ層の成膜速度を上げることが
できなくなり、積層膜の合成速度が遅くなる問題があ
る。
【０００６】次に、前述のような問題点を解決する目的
で本発明者らは、Ｎｂ粉末とＳｎ粉末を所定の比率で混
合して１個のターゲットを形成し、このターゲットをス
パッタ装置の真空チャンバ内に設置し、この単一ターゲ
ットを用いてスパッタリングを行なって超電導導体を製
造した。しかしながらこの方法では、成膜速度を速くす
るためにプラズマの出力を高く設定すると、ターゲット
内部に存在するＳｎの粉末から形成された部分が、加熱
されて溶融してしまうために、Ｓｎ成分のスパッタが満
足にできない問題があり、いぜんとしてプラズマ出力を
高く設定できないために、成膜速度を向上できない問題
があった。
で本発明者らは、Ｎｂ粉末とＳｎ粉末を所定の比率で混
合して１個のターゲットを形成し、このターゲットをス
パッタ装置の真空チャンバ内に設置し、この単一ターゲ
ットを用いてスパッタリングを行なって超電導導体を製
造した。しかしながらこの方法では、成膜速度を速くす
るためにプラズマの出力を高く設定すると、ターゲット
内部に存在するＳｎの粉末から形成された部分が、加熱
されて溶融してしまうために、Ｓｎ成分のスパッタが満
足にできない問題があり、いぜんとしてプラズマ出力を
高く設定できないために、成膜速度を向上できない問題
があった。
【０００７】更に、Ｎｂ3Ａｌ超電導金属間化合物の超
電導導体を製造する場合、Ｎｂ層とＡｌ層を複合加工と
熱処理により製造するには、Ｎｂ層とＡｌ層とを断面積
比で１／１０6程度以上になるように強加工する必要が
あり、この程度の比率に加工してから熱処理することで
Ｎｂ3Ａｌを満足に生成させることができるが、この方
法では、強加工のために極めて煩雑な加工工程と大型の
設備を必要とするので、他の方法でＮｂ3Ａｌを基材上
に直接形成できる方法が望まれている。また、金属間化
合物系超電導体において、超電導体の内部にＴｉやＴａ
などの第３元素を添加することにより高磁界域での超電
導特性を向上できることが知られている。このような第
３元素添加型の超電導体を得るためには、前記高融点の
第３元素をＮｂなどに微量添加したＮｂ合金を作成し、
このＮｂ合金を用いてスパッタを行う必要があるが、前
記第３元素を均一に配合したＮｂ合金を作成することは
難しい問題がある。
電導導体を製造する場合、Ｎｂ層とＡｌ層を複合加工と
熱処理により製造するには、Ｎｂ層とＡｌ層とを断面積
比で１／１０6程度以上になるように強加工する必要が
あり、この程度の比率に加工してから熱処理することで
Ｎｂ3Ａｌを満足に生成させることができるが、この方
法では、強加工のために極めて煩雑な加工工程と大型の
設備を必要とするので、他の方法でＮｂ3Ａｌを基材上
に直接形成できる方法が望まれている。また、金属間化
合物系超電導体において、超電導体の内部にＴｉやＴａ
などの第３元素を添加することにより高磁界域での超電
導特性を向上できることが知られている。このような第
３元素添加型の超電導体を得るためには、前記高融点の
第３元素をＮｂなどに微量添加したＮｂ合金を作成し、
このＮｂ合金を用いてスパッタを行う必要があるが、前
記第３元素を均一に配合したＮｂ合金を作成することは
難しい問題がある。
【０００８】本発明は前記事情に鑑みてなされたもので
あり、低融点の金属元素を含む金属間化合物からなる超
電導体をスパッタリングで製造する場合であっても、プ
ラズマ出力を高く設定してスパッタできるターゲットを
提供すること、このターゲットを製造する方法を提供す
ること、および、このターゲットを利用して速い成膜速
度でスパッタリングして超電導金属間化合物を備えた導
体状あるいは薄膜状の超電導体を短時間で製造できる方
法を提供することを目的とする。
あり、低融点の金属元素を含む金属間化合物からなる超
電導体をスパッタリングで製造する場合であっても、プ
ラズマ出力を高く設定してスパッタできるターゲットを
提供すること、このターゲットを製造する方法を提供す
ること、および、このターゲットを利用して速い成膜速
度でスパッタリングして超電導金属間化合物を備えた導
体状あるいは薄膜状の超電導体を短時間で製造できる方
法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は前
記課題を解決するために、低融点金属と高融点金属とを
構成元素に含む所定組成の超電導体からなる超電導薄膜
を形成するためのスパッタリングターゲットにおいて、
前記所定組成の超電導体と同一組成あるいは異なる組成
であって前記低融点金属と高融点金属を含む高融点の前
駆体化合物と、前記高融点金属とが、前記所定組成の超
電導体の組成と同一になるように配合されてなるもので
ある。
記課題を解決するために、低融点金属と高融点金属とを
構成元素に含む所定組成の超電導体からなる超電導薄膜
を形成するためのスパッタリングターゲットにおいて、
前記所定組成の超電導体と同一組成あるいは異なる組成
であって前記低融点金属と高融点金属を含む高融点の前
駆体化合物と、前記高融点金属とが、前記所定組成の超
電導体の組成と同一になるように配合されてなるもので
ある。
【００１０】請求項２記載の発明は前記課題を解決する
ために、低融点金属と高融点金属とを構成元素に含む所
定組成の超電金属間化合物からなる超電導薄膜を形成す
るためのスパッタリングターゲットにおいて、前記所定
組成の超電導金属間化合物と同一組成あるいは異なる組
成であって、前記低融点金属と高融点金属を含む高融点
の前駆体金属間化合物と、前記高融点金属とが、前記所
定組成の超電導金属間化合物の組成と同一になるように
配合されたものである。
ために、低融点金属と高融点金属とを構成元素に含む所
定組成の超電金属間化合物からなる超電導薄膜を形成す
るためのスパッタリングターゲットにおいて、前記所定
組成の超電導金属間化合物と同一組成あるいは異なる組
成であって、前記低融点金属と高融点金属を含む高融点
の前駆体金属間化合物と、前記高融点金属とが、前記所
定組成の超電導金属間化合物の組成と同一になるように
配合されたものである。
【００１１】請求項３記載の発明は前記課題を解決する
ために、前記前駆体金属間化合物が、Ｎｂ3Ｓｎ、Ｎｂ6
Ｓｎ5、ＮｂＳｎ2のうちの１種または２種以上、あるい
は、Ｎｂ2Ａｌ、ＮｂＡｌ3のうちの１種または２種であ
り、高融点金属がＮｂであるものである。
ために、前記前駆体金属間化合物が、Ｎｂ3Ｓｎ、Ｎｂ6
Ｓｎ5、ＮｂＳｎ2のうちの１種または２種以上、あるい
は、Ｎｂ2Ａｌ、ＮｂＡｌ3のうちの１種または２種であ
り、高融点金属がＮｂであるものである。
【００１２】請求項４記載の発明は前記課題を解決する
ために、低融点金属と高融点金属とを構成元素に含む所
定組成の超電導金属間化合物の薄膜を形成するためのス
パッタリングターゲットの製造方法において、前記所定
成分の超電導金属間化合物を構成する金属元素のうち、
低融点金属と他の高融点金属元素とからなり、前記所定
成分の超電導金属間化合物と同一組成あるいは異なる組
成の前駆体金属間化合物を製造し、この前駆体金属間化
合物と前記高融点金属を前記所定の組成になるように混
合して圧密しターゲットを製造するものである。
ために、低融点金属と高融点金属とを構成元素に含む所
定組成の超電導金属間化合物の薄膜を形成するためのス
パッタリングターゲットの製造方法において、前記所定
成分の超電導金属間化合物を構成する金属元素のうち、
低融点金属と他の高融点金属元素とからなり、前記所定
成分の超電導金属間化合物と同一組成あるいは異なる組
成の前駆体金属間化合物を製造し、この前駆体金属間化
合物と前記高融点金属を前記所定の組成になるように混
合して圧密しターゲットを製造するものである。
【００１３】請求項５記載の発明は前記課題を解決する
ために、前記前駆体金属間化合物として、Ｎｂ3Ｓｎ、
Ｎｂ6Ｓｎ5、ＮｂＳｎ2のうちの１種または２種以上、
あるいは、Ｎｂ2Ａｌ、ＮｂＡｌ3のうちの１種または２
種を用いるとともに、高融点金属としてＮｂを用いるも
のである。
ために、前記前駆体金属間化合物として、Ｎｂ3Ｓｎ、
Ｎｂ6Ｓｎ5、ＮｂＳｎ2のうちの１種または２種以上、
あるいは、Ｎｂ2Ａｌ、ＮｂＡｌ3のうちの１種または２
種を用いるとともに、高融点金属としてＮｂを用いるも
のである。
【００１４】請求項６記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項１、２または３記載のターゲットを用
い、このターゲットから発生させたスパッタ粒子を基材
上に堆積させ、この堆積物を熱処理して超電導金属間化
合物を生成させ、超電導薄膜を備えた超電導体を製造す
るものである。
ために、請求項１、２または３記載のターゲットを用
い、このターゲットから発生させたスパッタ粒子を基材
上に堆積させ、この堆積物を熱処理して超電導金属間化
合物を生成させ、超電導薄膜を備えた超電導体を製造す
るものである。
【００１５】
【作用】超電導金属間化合物を構成する金属元素のう
ち、低融点金属と他の高融点金属元素との前駆体金属間
化合物を形成し、この前駆体金属間化合物と高融点金属
とからターゲットを形成する。この構成のターゲット
は、高融点の前駆体金属間化合物と高融点金属とからな
り、低融点金属からなる低融点の部分を含んでいなの
で、このターゲットを用いてスパッタリングを行なう場
合、プラズマパワーを従来よりも大きく設定できるよう
になる。従って膜の成膜速度が高くなり、生産性が向上
する。前駆体金属間化合物として、Ｎｂ3Ｓｎ、Ｎｂ6Ｓ
ｎ5、ＮｂＳｎ2のうちの１種または２種以上、あるい
は、Ｎｂ2Ａｌ、ＮｂＡｌ3のうちの１種または２種を用
いることができ、高融点金属としてＮｂを用いることが
できる。
ち、低融点金属と他の高融点金属元素との前駆体金属間
化合物を形成し、この前駆体金属間化合物と高融点金属
とからターゲットを形成する。この構成のターゲット
は、高融点の前駆体金属間化合物と高融点金属とからな
り、低融点金属からなる低融点の部分を含んでいなの
で、このターゲットを用いてスパッタリングを行なう場
合、プラズマパワーを従来よりも大きく設定できるよう
になる。従って膜の成膜速度が高くなり、生産性が向上
する。前駆体金属間化合物として、Ｎｂ3Ｓｎ、Ｎｂ6Ｓ
ｎ5、ＮｂＳｎ2のうちの１種または２種以上、あるい
は、Ｎｂ2Ａｌ、ＮｂＡｌ3のうちの１種または２種を用
いることができ、高融点金属としてＮｂを用いることが
できる。
【００１６】また、前駆体金属間化合物と高融点金属を
所定の割合で混合することが自由にできるので、ターゲ
ットの組成を自由に変更することができるようになり、
所望の組成の優れた超電導薄膜の合成ができるようにな
る。更に、超電導金属間化合物を構成する金属元素の中
にスパッタ時に消失しやすい金属元素がある場合、この
金属元素をターゲット中に多く含ませることにより、消
失しやすい金属元素をスパッタした薄膜中に規定の割合
で含ませることが容易にできるようになる。このため、
高磁界域での超電導特性を向上させるために第３元素と
してＴｉあるいはＴａなどを微量添加した超電導体を製
造する場合、これらの元素を微量添加したＮｂ合金を製
造する必要がなく、ＴｉあるいはＴａなどの第３元素を
ターゲット中に所定量添加することにより容易に第３元
素添加超電導体を得ることができる。
所定の割合で混合することが自由にできるので、ターゲ
ットの組成を自由に変更することができるようになり、
所望の組成の優れた超電導薄膜の合成ができるようにな
る。更に、超電導金属間化合物を構成する金属元素の中
にスパッタ時に消失しやすい金属元素がある場合、この
金属元素をターゲット中に多く含ませることにより、消
失しやすい金属元素をスパッタした薄膜中に規定の割合
で含ませることが容易にできるようになる。このため、
高磁界域での超電導特性を向上させるために第３元素と
してＴｉあるいはＴａなどを微量添加した超電導体を製
造する場合、これらの元素を微量添加したＮｂ合金を製
造する必要がなく、ＴｉあるいはＴａなどの第３元素を
ターゲット中に所定量添加することにより容易に第３元
素添加超電導体を得ることができる。
【００１７】更にまた、複数の単体ターゲットを用いる
場合のように、異なる構成元素の層をそれぞれ積層して
から熱処理する方法を採用する必要がないので、異なる
構成元素の層の厚さを制御する必要がなく、前記ターゲ
ットを用いて所定の厚さの薄膜を積層して熱処理するこ
とで所定の元素比の超電導薄膜の合成が容易にできるよ
うになる。なお、これらの方法により、金属間化合物超
電導体に限らず、合金系超電導体の場合であっても、必
要とする合金元素を予め混合しておくことにより、容易
に適用することができる。
場合のように、異なる構成元素の層をそれぞれ積層して
から熱処理する方法を採用する必要がないので、異なる
構成元素の層の厚さを制御する必要がなく、前記ターゲ
ットを用いて所定の厚さの薄膜を積層して熱処理するこ
とで所定の元素比の超電導薄膜の合成が容易にできるよ
うになる。なお、これらの方法により、金属間化合物超
電導体に限らず、合金系超電導体の場合であっても、必
要とする合金元素を予め混合しておくことにより、容易
に適用することができる。
【００１８】以下に本発明について更に詳細に説明す
る。本発明に係るターゲットを本発明方法で製造するに
は、まず、目的とする超電導金属間化合物を構成する複
数の金属元素の出発材料を調製する。ここで例えば、目
的とする超電導金属間化合物がＮｂ3Ｓｎである場合に
は、Ｎｂ粉末とＳｎ粉末を用い、目的とする超電導金属
間化合物がＮｂ3Ａｌである場合には、Ｎｂ粉末とＡｌ
粉末を用い、目的とする超電導金属間化合物がＮｂ3Ｇ
ｅである場合には、Ｎｂ粉末とＧｅ粉末を用いれば良
い。これらの各粉末は粒径を揃えたものを用いることが
好ましい。
る。本発明に係るターゲットを本発明方法で製造するに
は、まず、目的とする超電導金属間化合物を構成する複
数の金属元素の出発材料を調製する。ここで例えば、目
的とする超電導金属間化合物がＮｂ3Ｓｎである場合に
は、Ｎｂ粉末とＳｎ粉末を用い、目的とする超電導金属
間化合物がＮｂ3Ａｌである場合には、Ｎｂ粉末とＡｌ
粉末を用い、目的とする超電導金属間化合物がＮｂ3Ｇ
ｅである場合には、Ｎｂ粉末とＧｅ粉末を用いれば良
い。これらの各粉末は粒径を揃えたものを用いることが
好ましい。
【００１９】両方の粉末１、２を図１に示すように用意
したならば、両者を混合してボールミルなどで混練する
図１のＳ1工程にて粒径を揃え、次に、Ｓ2工程において
プレス装置、液圧プレス装置などの圧密装置により円盤
状、柱状などの所望の形状に圧密成型して圧密体を得
る。ここで圧密成型する場合の形状は任意の形状で良
く、圧密時の形状は特には問わないものとする。
したならば、両者を混合してボールミルなどで混練する
図１のＳ1工程にて粒径を揃え、次に、Ｓ2工程において
プレス装置、液圧プレス装置などの圧密装置により円盤
状、柱状などの所望の形状に圧密成型して圧密体を得
る。ここで圧密成型する場合の形状は任意の形状で良
く、圧密時の形状は特には問わないものとする。
【００２０】次に、この圧密体に対し、図１のＳ3工程
においてアルゴンガスなどの不活性ガス中において熱処
理を施す。この際の熱処理温度は、６３０〜９５０℃の
範囲とすることが好ましく、熱処理時間は、数時間〜数
１０時間の範囲とすることが好ましい。この熱処理によ
り圧密成型体の内部においてＮｂとＳｎ、ＮｂとＡｌ、
あるいはＮｂとＧｅが反応してＮｂ3Ｓｎ、ＮｂＳｎ2、
Ｎｂ6Ｓｎ5、Ｎｂ2Ａｌ、ＮｂＡｌ3、Ｎｂ3Ａｌ、Ｎｂ3
Ｇｅなどの金属間化合物が生成する。ここで生成する金
属間化合物は、圧密成型体の配合組成に応じたものとな
る。
においてアルゴンガスなどの不活性ガス中において熱処
理を施す。この際の熱処理温度は、６３０〜９５０℃の
範囲とすることが好ましく、熱処理時間は、数時間〜数
１０時間の範囲とすることが好ましい。この熱処理によ
り圧密成型体の内部においてＮｂとＳｎ、ＮｂとＡｌ、
あるいはＮｂとＧｅが反応してＮｂ3Ｓｎ、ＮｂＳｎ2、
Ｎｂ6Ｓｎ5、Ｎｂ2Ａｌ、ＮｂＡｌ3、Ｎｂ3Ａｌ、Ｎｂ3
Ｇｅなどの金属間化合物が生成する。ここで生成する金
属間化合物は、圧密成型体の配合組成に応じたものとな
る。
【００２１】次いで熱処理後の圧密体をＳ2工程におい
て粉砕し、粉末状あるいは粒状とした後に、Ｓ5工程に
おいて再びターゲットに要求される円盤状などの形状に
成型し、これにより目的のターゲット３を得ることがで
きる。また、このＳ5工程において、圧密体の粉砕物に
対し、更にＮｂ粉末やＮｂ粒などの高融点金属を配合す
ることもできる。ここで、目的の超電導金属間化合物が
Ｎｂ3Ｓｎである場合、圧密体がＮｂ3Ｓｎの単一相であ
るならば、Ｎｂ粉末を混合する必要はないが、圧密体の
内部にＮｂＳｎ2やＮｂ6Ｓｎ5を含む場合は、圧密体の
組成が目的のＮｂ3Ｓｎの組成とずれることになる。よ
ってこの場合に圧密体の組成がＮｂ3Ｓｎと一致するよ
うに、Ｎｂ粉末などを所定量添加するものとする。な
お、目的の超電導金属間化合物がＮｂ3Ａｌである場合
に、圧密体の組成がＮｂ2Ａｌである場合にも同様にＮ
ｂ粉末を添加して組成の調整を行なえば良く、Ｎｂ3Ｇ
ｅの場合も同様である。
て粉砕し、粉末状あるいは粒状とした後に、Ｓ5工程に
おいて再びターゲットに要求される円盤状などの形状に
成型し、これにより目的のターゲット３を得ることがで
きる。また、このＳ5工程において、圧密体の粉砕物に
対し、更にＮｂ粉末やＮｂ粒などの高融点金属を配合す
ることもできる。ここで、目的の超電導金属間化合物が
Ｎｂ3Ｓｎである場合、圧密体がＮｂ3Ｓｎの単一相であ
るならば、Ｎｂ粉末を混合する必要はないが、圧密体の
内部にＮｂＳｎ2やＮｂ6Ｓｎ5を含む場合は、圧密体の
組成が目的のＮｂ3Ｓｎの組成とずれることになる。よ
ってこの場合に圧密体の組成がＮｂ3Ｓｎと一致するよ
うに、Ｎｂ粉末などを所定量添加するものとする。な
お、目的の超電導金属間化合物がＮｂ3Ａｌである場合
に、圧密体の組成がＮｂ2Ａｌである場合にも同様にＮ
ｂ粉末を添加して組成の調整を行なえば良く、Ｎｂ3Ｇ
ｅの場合も同様である。
【００２２】このように一度圧密体とした後で再び粉砕
してから他の元素粉末を混合することにより、ターゲッ
トの組成を自由に変更することができるので、所望の組
成の優れた超電導薄膜を合成できるようになる。即ち、
目的の組成に合致した組成のターゲットを前記Ｎｂ粉末
の添加量の微調整により容易に得ることができる。ま
た、スパッタする際に消失しやすい金属元素も存在する
ので、この消失分を予め多く添加させた構成のターゲッ
トとしておき、このターゲットを用いて成膜することで
超電導薄膜を形成することもできる。
してから他の元素粉末を混合することにより、ターゲッ
トの組成を自由に変更することができるので、所望の組
成の優れた超電導薄膜を合成できるようになる。即ち、
目的の組成に合致した組成のターゲットを前記Ｎｂ粉末
の添加量の微調整により容易に得ることができる。ま
た、スパッタする際に消失しやすい金属元素も存在する
ので、この消失分を予め多く添加させた構成のターゲッ
トとしておき、このターゲットを用いて成膜することで
超電導薄膜を形成することもできる。
【００２３】以上説明した方法により得られたターゲッ
ト３にあっては、内部に、目的の超電導金属間化合物の
組成と同一の組成の超電導金属間化合物、あるいは、組
成は異なるが融点の高い金属間化合物を含み、低融点の
金属からなる部分を有していないので、スパッタリング
を行なう場合にプラズマの出力を上げてもターゲット３
の一部分が不用に溶融することはない。よって前記ター
ゲット３を用いて基材上に、Ｎｂ3Ｓｎ、Ｎｂ3Ａｌある
いはＮｂ3Ｇｅなどからなる超電導薄膜を形成する場合
に、速い成膜速度で基材上に超電導薄膜を形成すること
ができる。よって成膜時間を従来よりも短縮できる。
ト３にあっては、内部に、目的の超電導金属間化合物の
組成と同一の組成の超電導金属間化合物、あるいは、組
成は異なるが融点の高い金属間化合物を含み、低融点の
金属からなる部分を有していないので、スパッタリング
を行なう場合にプラズマの出力を上げてもターゲット３
の一部分が不用に溶融することはない。よって前記ター
ゲット３を用いて基材上に、Ｎｂ3Ｓｎ、Ｎｂ3Ａｌある
いはＮｂ3Ｇｅなどからなる超電導薄膜を形成する場合
に、速い成膜速度で基材上に超電導薄膜を形成すること
ができる。よって成膜時間を従来よりも短縮できる。
【００２４】このような超電導薄膜は、テープ状の基材
上に成膜したものにあっては超電導導体製造用に供する
ことができ、基板上に成膜した場合、超電導素子として
利用することができる。また、基板上に超電導薄膜を形
成した後で絶縁層を形成し、更にその上に前記ターゲッ
トを用いて超電導薄膜を形成するならば、ＳＩＳ素子を
製造することができる。なお、前記超電導薄膜中に高磁
界域での超電導特性を向上させるためにＴｉまたはＴａ
などの第３元素を添加する場合、前記ターゲット３を製
造する場合に粉末状の第３元素を混合しておけば良いの
で、ＴｉあるいはＴａなどを微量添加したＮｂ合金を製
造する必要がなく、ＴｉあるいはＴａなどの第３元素を
ターゲット３中に粉末状で所定量添加しておくことによ
り容易に第３元素添加型の超電導体を得ることができ
る。
上に成膜したものにあっては超電導導体製造用に供する
ことができ、基板上に成膜した場合、超電導素子として
利用することができる。また、基板上に超電導薄膜を形
成した後で絶縁層を形成し、更にその上に前記ターゲッ
トを用いて超電導薄膜を形成するならば、ＳＩＳ素子を
製造することができる。なお、前記超電導薄膜中に高磁
界域での超電導特性を向上させるためにＴｉまたはＴａ
などの第３元素を添加する場合、前記ターゲット３を製
造する場合に粉末状の第３元素を混合しておけば良いの
で、ＴｉあるいはＴａなどを微量添加したＮｂ合金を製
造する必要がなく、ＴｉあるいはＴａなどの第３元素を
ターゲット３中に粉末状で所定量添加しておくことによ
り容易に第３元素添加型の超電導体を得ることができ
る。
【００２５】
（実施例１）原料として、９９.５％純度（主不純物：
Ｔａ、Ｏ）、粒度３２５メッシュのＮｂ粉末と、９９％
純度、粒度１０〜３０μｍのＳｎ粉末を３：１の元素比
となるように混合し、この混合粉末を圧密して圧粉成形
体を得た。この場合、粉体の充填率９５％を目標に成型
荷重（圧力）と充填率の関係を試験し、成型圧力を約６
４０ＭＰａに決定した。この圧粉成型体を複数作成し、
これらの個々についてアルゴン雰囲気中において、６３
０℃×３時間、８８０℃×３時間、９００℃×３時間、
９５０℃×３時間の各条件で熱処理し、示差熱分析（Ｔ
Ｇ-ＤＴＡ）およびＸ線回折分析を行なった。また、熱
処理を施していない比較試料についても同様に示差熱分
析を行なった。
Ｔａ、Ｏ）、粒度３２５メッシュのＮｂ粉末と、９９％
純度、粒度１０〜３０μｍのＳｎ粉末を３：１の元素比
となるように混合し、この混合粉末を圧密して圧粉成形
体を得た。この場合、粉体の充填率９５％を目標に成型
荷重（圧力）と充填率の関係を試験し、成型圧力を約６
４０ＭＰａに決定した。この圧粉成型体を複数作成し、
これらの個々についてアルゴン雰囲気中において、６３
０℃×３時間、８８０℃×３時間、９００℃×３時間、
９５０℃×３時間の各条件で熱処理し、示差熱分析（Ｔ
Ｇ-ＤＴＡ）およびＸ線回折分析を行なった。また、熱
処理を施していない比較試料についても同様に示差熱分
析を行なった。
【００２６】示差熱分析の結果を図２に示す。図２に示
す結果から明らかなように、熱処理を施していない比較
試料においては、２３０℃近傍の温度において吸熱反応
の鋭い谷が現われており、この比較試料をそのままター
ゲットとして用いてプラズマ出力を高くした場合、スパ
ッタリング時に、ターゲットでＳｎの溶解反応が生じる
おそれがあることを示唆している。また、比較試料の９
００℃前後に見られる鋭い谷は、Ｎｂ3ＳｎあるいはＮ
ｂＳｎ2の生成反応に起因する吸熱現象と見られる。
す結果から明らかなように、熱処理を施していない比較
試料においては、２３０℃近傍の温度において吸熱反応
の鋭い谷が現われており、この比較試料をそのままター
ゲットとして用いてプラズマ出力を高くした場合、スパ
ッタリング時に、ターゲットでＳｎの溶解反応が生じる
おそれがあることを示唆している。また、比較試料の９
００℃前後に見られる鋭い谷は、Ｎｂ3ＳｎあるいはＮ
ｂＳｎ2の生成反応に起因する吸熱現象と見られる。
【００２７】これに対し、本発明に係る熱処理を施した
試料にあっては、６３０℃〜９５０℃の範囲のいずれの
温度で熱処理してもＳｎの溶融に起因する吸熱反応の谷
が見られなかった。以上のことから、６３０〜９５０℃
の範囲の温度で前記圧密体を熱処理するならば、Ｓｎを
Ｎｂとの高融点の金属間化合物の状態にできることが判
明した。ただし、Ｎｂ3Ｓｎは９００℃以上の温度で生
成し易く、この温度においてはＮｂＳｎ2も生成するの
で、圧密体の全部を金属間化合物相にするには、処理温
度を前記の範囲でなるべく高くして長時間熱処理するこ
とが好ましい。
試料にあっては、６３０℃〜９５０℃の範囲のいずれの
温度で熱処理してもＳｎの溶融に起因する吸熱反応の谷
が見られなかった。以上のことから、６３０〜９５０℃
の範囲の温度で前記圧密体を熱処理するならば、Ｓｎを
Ｎｂとの高融点の金属間化合物の状態にできることが判
明した。ただし、Ｎｂ3Ｓｎは９００℃以上の温度で生
成し易く、この温度においてはＮｂＳｎ2も生成するの
で、圧密体の全部を金属間化合物相にするには、処理温
度を前記の範囲でなるべく高くして長時間熱処理するこ
とが好ましい。
【００２８】ここで、前記の圧密体を９５０℃で２４時
間熱処理したもののＸ線回折試験を行なったところ、Ｎ
ｂ3Ｓｎの単一相構造を示していることを確認できた。
また、このような熱処理を施した圧密体の臨界温度を測
定した結果を図３に示す。図３は重量磁化を測定した結
果であり、この試料の臨界温度はオンセットで約１７.
５Ｋであった。以上のことからこの試料は、マグネトロ
ンスパッタ用単体ターゲットの原料として十分に使用で
きることが明らかである。
間熱処理したもののＸ線回折試験を行なったところ、Ｎ
ｂ3Ｓｎの単一相構造を示していることを確認できた。
また、このような熱処理を施した圧密体の臨界温度を測
定した結果を図３に示す。図３は重量磁化を測定した結
果であり、この試料の臨界温度はオンセットで約１７.
５Ｋであった。以上のことからこの試料は、マグネトロ
ンスパッタ用単体ターゲットの原料として十分に使用で
きることが明らかである。
【００２９】なお、前記圧密体の熱処理を７２５℃で１
時間行なった試料においても、Ｘ線回折において、Ｎｂ
3Ｓｎの強いピークを得ることができ、７２５℃で熱処
理しても圧密体をＮｂ3Ｓｎとすることができることが
判明した。
時間行なった試料においても、Ｘ線回折において、Ｎｂ
3Ｓｎの強いピークを得ることができ、７２５℃で熱処
理しても圧密体をＮｂ3Ｓｎとすることができることが
判明した。
【００３０】（実施例２）次に前記のように９５０℃で
２４時間熱処理して得られたＮｂ3Ｓｎ単体ターゲット
を用いてＭｇＯからなる複数の基板上に種々のスパッタ
膜を作成し、７２５℃〜９００℃でそれぞれ１時間熱処
理後、Ｘ線回折およびＳＱＩＤ（超電導量子干渉素子）
による臨界電流測定を行なった結果を図４に示す。図４
に示す結果から、前記ターゲットを用いることで良好な
臨界温度を示す超電導薄膜を得られることが明らかにな
った。また、前記のスパッタ膜において、本発明に係る
ターゲットを用いて製造すると、厚さ１０μｍの薄膜を
形成するのに７０分の成膜時間を要したが、従来のＮｂ
ターゲットとＳｎターゲットを用いて行なうスパッタ法
によれば、１０μｍの薄膜を形成するのに５時間の成膜
時間を要した。このことから、本発明に係るターゲット
を用いることにより、成膜時間を短縮できることが明ら
かになった。
２４時間熱処理して得られたＮｂ3Ｓｎ単体ターゲット
を用いてＭｇＯからなる複数の基板上に種々のスパッタ
膜を作成し、７２５℃〜９００℃でそれぞれ１時間熱処
理後、Ｘ線回折およびＳＱＩＤ（超電導量子干渉素子）
による臨界電流測定を行なった結果を図４に示す。図４
に示す結果から、前記ターゲットを用いることで良好な
臨界温度を示す超電導薄膜を得られることが明らかにな
った。また、前記のスパッタ膜において、本発明に係る
ターゲットを用いて製造すると、厚さ１０μｍの薄膜を
形成するのに７０分の成膜時間を要したが、従来のＮｂ
ターゲットとＳｎターゲットを用いて行なうスパッタ法
によれば、１０μｍの薄膜を形成するのに５時間の成膜
時間を要した。このことから、本発明に係るターゲット
を用いることにより、成膜時間を短縮できることが明ら
かになった。
【００３１】（実施例３）原料として、９９.５％純度
のＮｂ粉末と９９％純度のＳｎ粉末をＮｂ：Ｓｎ＝１：
２の元素比となるように混合し、圧粉成型体を形成し
た。この圧粉成型体の充填率は９５％であった。次にこ
の圧粉成型体をアルゴンガス雰囲気中において８００℃
で１００時間加熱する熱処理を施した。この熱処理後の
成型体のＸ線回折分析を行なったところ、ＮｂとＳｎの
金属間化合物であるＮｂＳｎ2の単一相であることを確
認できた。 次にこの熱処理後の成型体を粉末状に加工
し、この粉末にＮｂ粉末を添加してＮｂ：Ｓｎ＝３：１
の組成比となるようにした後で再び成型してターゲット
を得た。このターゲットについて実施例１と同様にター
ゲットの熱分析を行ったところ、２３０℃近傍のＳｎの
溶融による吸熱現象は見られず、スパッタリング中にタ
ーゲットが加熱される領域には、溶融を生じないターゲ
ットを得ることができた。
のＮｂ粉末と９９％純度のＳｎ粉末をＮｂ：Ｓｎ＝１：
２の元素比となるように混合し、圧粉成型体を形成し
た。この圧粉成型体の充填率は９５％であった。次にこ
の圧粉成型体をアルゴンガス雰囲気中において８００℃
で１００時間加熱する熱処理を施した。この熱処理後の
成型体のＸ線回折分析を行なったところ、ＮｂとＳｎの
金属間化合物であるＮｂＳｎ2の単一相であることを確
認できた。 次にこの熱処理後の成型体を粉末状に加工
し、この粉末にＮｂ粉末を添加してＮｂ：Ｓｎ＝３：１
の組成比となるようにした後で再び成型してターゲット
を得た。このターゲットについて実施例１と同様にター
ゲットの熱分析を行ったところ、２３０℃近傍のＳｎの
溶融による吸熱現象は見られず、スパッタリング中にタ
ーゲットが加熱される領域には、溶融を生じないターゲ
ットを得ることができた。
【００３２】（実施例４）実施例２で用いたＮｂ3Ｓｎ
ターゲットを用いてＭｇＯからなる図５に示す基板５上
に、厚さ１０μｍのスパッタ膜と、厚さ１μｍのＡｌ2
Ｏ3からなる絶縁膜と、厚さ１０μｍのスパッタ膜を順
次積層し、その後に、７２５℃〜９００℃で１時間熱処
理して超電導薄膜６と絶縁層７と超電導薄膜８が積層さ
れた構造のＳＩＳ素子９を製造した。なお、このＳＩＳ
素子９にあっては、超電導薄膜６はＮｂ3Ｓｎからな
り、超電導薄膜６と絶縁層７との界面に超電導金属間化
合物以外の合金層が生成していないことが確認できた。
ターゲットを用いてＭｇＯからなる図５に示す基板５上
に、厚さ１０μｍのスパッタ膜と、厚さ１μｍのＡｌ2
Ｏ3からなる絶縁膜と、厚さ１０μｍのスパッタ膜を順
次積層し、その後に、７２５℃〜９００℃で１時間熱処
理して超電導薄膜６と絶縁層７と超電導薄膜８が積層さ
れた構造のＳＩＳ素子９を製造した。なお、このＳＩＳ
素子９にあっては、超電導薄膜６はＮｂ3Ｓｎからな
り、超電導薄膜６と絶縁層７との界面に超電導金属間化
合物以外の合金層が生成していないことが確認できた。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、超
電導金属間化合物を構成する金属元素のうち、低融点金
属と他の高融点金属元素との前駆体金属間化合物を形成
し、この前駆体金属間化合物と高融点金属とからターゲ
ットが形成される。このターゲットは高融点の前駆体金
属間化合物と高融点金属とからなり、低融点金属からな
る低融点の部分を含んでいなので、このターゲットを用
いてスパッタリングを行なう場合、プラズマパワーを大
きく設定できるようになる。従って成膜速度が高くな
り、生産性が向上する。前駆体金属間化合物として、Ｎ
ｂ3Ｓｎ、Ｎｂ6Ｓｎ5、ＮｂＳｎ2のうちの１種または２
種以上、あるいは、Ｎｂ2Ａｌ、ＮｂＡｌ3のうちの１種
または２種を用いることができ、高融点金属としてＮｂ
を用いることができる。
電導金属間化合物を構成する金属元素のうち、低融点金
属と他の高融点金属元素との前駆体金属間化合物を形成
し、この前駆体金属間化合物と高融点金属とからターゲ
ットが形成される。このターゲットは高融点の前駆体金
属間化合物と高融点金属とからなり、低融点金属からな
る低融点の部分を含んでいなので、このターゲットを用
いてスパッタリングを行なう場合、プラズマパワーを大
きく設定できるようになる。従って成膜速度が高くな
り、生産性が向上する。前駆体金属間化合物として、Ｎ
ｂ3Ｓｎ、Ｎｂ6Ｓｎ5、ＮｂＳｎ2のうちの１種または２
種以上、あるいは、Ｎｂ2Ａｌ、ＮｂＡｌ3のうちの１種
または２種を用いることができ、高融点金属としてＮｂ
を用いることができる。
【００３４】また、前駆体金属間化合物と高融点金属を
所定の割合で混合することが自由にできるので、ターゲ
ットの組成を自由に変更することができるようになり、
所望の組成の優れた超電導薄膜の合成ができるようにな
る。このため、高磁界域での超電導特性を向上させるた
めに第３元素としてＴｉあるいはＴａなどを微量添加し
たＮｂ合金を製造する必要がなく、ＴｉあるいはＴａな
どの第３元素をターゲット中に所定量添加することによ
り容易に第３元素添加超電導体を得ることができる。
所定の割合で混合することが自由にできるので、ターゲ
ットの組成を自由に変更することができるようになり、
所望の組成の優れた超電導薄膜の合成ができるようにな
る。このため、高磁界域での超電導特性を向上させるた
めに第３元素としてＴｉあるいはＴａなどを微量添加し
たＮｂ合金を製造する必要がなく、ＴｉあるいはＴａな
どの第３元素をターゲット中に所定量添加することによ
り容易に第３元素添加超電導体を得ることができる。
【００３５】さらにまた、複数の単体ターゲットを用い
る場合のように、異なる構成元素の層を積層してから熱
処理する方法を採用する必要がないので、異なる構成元
素の層の厚さを制御する必要がなく、所定の厚さの薄膜
を積層して熱処理することで所定の元素比の超電導薄膜
の合成が容易にできるようになる。よって超電導薄膜を
用いる超電導導体の製造およびＳＩＳ素子などの超電導
デバイス素子の製造に前記の方法を適用することによ
り、成膜時間を短縮できるので、製造効率が向上する効
果がある。また、ＳＩＳ素子を製造する場合に、前記の
ターゲットを用いるならば、Ｃｕ-Ｓｎ合金ターゲット
とＮｂターゲットを用いる場合とは異なり、Ｃｕ-Ｓｎ
合金層を生成させることなく超電導薄膜のみを形成でき
るので、超電導薄膜と絶縁層と超電導薄膜との積層体を
確実に形成することができる。
る場合のように、異なる構成元素の層を積層してから熱
処理する方法を採用する必要がないので、異なる構成元
素の層の厚さを制御する必要がなく、所定の厚さの薄膜
を積層して熱処理することで所定の元素比の超電導薄膜
の合成が容易にできるようになる。よって超電導薄膜を
用いる超電導導体の製造およびＳＩＳ素子などの超電導
デバイス素子の製造に前記の方法を適用することによ
り、成膜時間を短縮できるので、製造効率が向上する効
果がある。また、ＳＩＳ素子を製造する場合に、前記の
ターゲットを用いるならば、Ｃｕ-Ｓｎ合金ターゲット
とＮｂターゲットを用いる場合とは異なり、Ｃｕ-Ｓｎ
合金層を生成させることなく超電導薄膜のみを形成でき
るので、超電導薄膜と絶縁層と超電導薄膜との積層体を
確実に形成することができる。
【図１】本発明方法の一例の工程を示す説明図である。
【図２】図２は示差熱分析の結果を示すグラフである。
【図３】図３は得られた圧密体の温度と重量磁化率の関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図４】図４は得られた超電導薄膜の温度と磁化の関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図５】図５は本発明方法を適用して得られたＳＩＳ素
子を示す側面図である。
子を示す側面図である。
１ Ｎｂ粉末、 ２ Ｓｎ粉末、 ３ ターゲット、 ６ 超電導薄膜、 ７ 絶縁層、 ８ 超電導薄膜、 ９ 超電導体、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立石 裕 茨城県つくば市梅園一丁目１番４ 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 新井 和昭 茨城県つくば市梅園一丁目１番４ 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 定方 伸行 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 斉藤 隆 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内
Claims (6)
- 【請求項１】 低融点金属と高融点金属とを構成元素に
含む所定組成の超電導体からなる超電導薄膜を形成する
ためのスパッタリングターゲットにおいて、 前記所定組成の超電導体と同一組成あるいは異なる組成
であって前記低融点金属と高融点金属を含む高融点の前
駆体化合物と、前記高融点金属とが、前記所定組成の超
電導体の組成と同一になるように配合されてなることを
特徴とする超電導薄膜製造用ターゲット。 - 【請求項２】 低融点金属と高融点金属とを構成元素に
含む所定組成の超電導金属間化合物からなる超電導薄膜
を形成するためのスパッタリングターゲットにおいて、 前記所定組成の超電導金属間化合物と同一組成あるいは
異なる組成であって前記低融点金属と高融点金属を含む
高融点の前駆体金属間化合物と、前記高融点金属とが、
前記所定組成の超電導金属間化合物の組成と同一になる
ように配合されてなることを特徴とする超電導薄膜製造
用ターゲット。 - 【請求項３】 前記前駆体金属間化合物が、Ｎｂ3Ｓ
ｎ、Ｎｂ6Ｓｎ5、ＮｂＳｎ2のうちの１種または２種以
上、あるいは、Ｎｂ2Ａｌ、ＮｂＡｌ3のうちの１種また
は２種であり、高融点金属がＮｂであることを特徴とす
る請求項２記載の超電導薄膜製造用ターゲット。 - 【請求項４】 低融点金属と高融点金属とを構成元素に
含む所定組成の超電導金属間化合物の薄膜を形成するた
めのスパッタリングターゲットの製造方法において、 前記所定成分の超電導金属間化合物を構成する金属元素
のうち、低融点金属と他の高融点金属元素とからなり、
前記所定成分の超電導金属間化合物と同一組成あるいは
異なる組成の前駆体金属間化合物を製造し、この前駆体
金属間化合物と前記高融点金属を前記所定の組成になる
ように混合して圧密しターゲットを製造することを特徴
とする超電導薄膜製造用スパッタリングターゲットの製
造方法。 - 【請求項５】 前駆体金属間化合物として、Ｎｂ3Ｓ
ｎ、Ｎｂ6Ｓｎ5、ＮｂＳｎ2のうちの１種または２種以
上、あるいは、Ｎｂ2Ａｌ、ＮｂＡｌ3のうちの１種また
は２種を用いるとともに、高融点金属としてＮｂを用い
ることを特徴とする請求項４記載の超電導薄膜製造用ス
パッタリングターゲットの製造方法。 - 【請求項６】 請求項１、２または３記載のターゲット
を用い、このターゲットから発生させたスパッタ粒子を
基材上に堆積させ、この堆積物を熱処理して超電導金属
間化合物を生成させ、超電導薄膜を備えた超電導体を製
造することを特徴とする超電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06880293A JP3486640B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 超電導薄膜製造用ターゲットおよびその製造方法、それを用いた超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06880293A JP3486640B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 超電導薄膜製造用ターゲットおよびその製造方法、それを用いた超電導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06280006A true JPH06280006A (ja) | 1994-10-04 |
| JP3486640B2 JP3486640B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=13384221
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06880293A Expired - Lifetime JP3486640B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 超電導薄膜製造用ターゲットおよびその製造方法、それを用いた超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3486640B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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